FR3109565A1

FR3109565A1 - Véhicule doté d’une traverse centrale arrière multifonction

Info

Publication number: FR3109565A1
Application number: FR2004186A
Authority: FR
Inventors: Nicolas FARGEAS
Original assignee: Renault SAS; Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Renault SAS; Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2020-04-28
Filing date: 2020-04-28
Publication date: 2021-10-29
Also published as: WO2021219300A1; EP4143075A1

Abstract

L’invention se rapporte à un véhicule électrique (1, 100) comprenant un plancher arrière délimité par deux longerons parallèles (2, 3), ledit plancher arrière comportant une partie arrière (4) présentant une zone avant (5) destinée à la fixation de sièges arrière et au logement d’une batterie électrique (6), et une zone arrière (7) destinée à supporter un réservoir (8) à carburant, lesdites deux zones (5, 7) étant séparées l’une de l’autre par une traverse centrale arrière (10) s’étendant selon une direction transversale Y du véhicule (1, 100). Selon l’invention, traverse centrale arrière (10) se présente sous la forme de trois éléments distincts (15, 16, 17), dont un segment central (15) rectiligne et deux boitiers latéraux (16, 17), et en ce que le segment central (15) s’étend selon une direction transversale Y du véhicule, chacun des deux boitiers latéraux (16, 17) étant solidarisé à une extrémité dudit segment central (15) et à un longeron. (2, 3). Figure pour l’abrégé : Fig. 1

Description

Véhicule doté d’une traverse centrale arrière multifonction.

La présente invention concerne un véhicule doté d’une traverse centrale arrière multifonction.

Pour les besoins de la description, on se référera à un repère orthonormé direct XYZ classiquement utilisé en conception automobile, dans lequel l’axe X désigne la direction longitudinale avant-arrière du véhicule, orienté vers l’arrière, l’axe Y désigne la direction transversale et est orienté vers la droite du véhicule, l’axe Z désigne la direction verticale, et est orienté vers le haut.

Dans tout le texte qui va suivre, les termes « traverse centrale arrière » et « traverse » sont équivalents.

Les véhicules automobiles comprennent généralement un châssis configuré pour supporter l’ensemble des composants mécaniques et la carrosserie du véhicule. Le châssis comprend classiquement deux longerons longitudinaux et une pluralité de traverses transversales disposées entre lesdits longerons. Un plancher de véhicule automobile est supporté par le châssis et délimite l’intérieur de l’habitacle du véhicule. Généralement, le plancher d’un véhicule automobile comprend une partie arrière appelée « plancher arrière », reliée à une partie avant appelée « plancher avant ».

Le plancher arrière délimite la cabine des passagers arrière et comprend une partie avant délimitant une zone de plancher destinée à recevoir les pieds des passagers, aussi appelée « cave à pied » et une partie arrière surélevée par rapport à la partie avant et délimitant une zone de plancher destinée à recevoir les sièges de la deuxième rangée de sièges. Cette partie arrière comprend une zone avant destinée à la fixation de sièges arrière et au logement d’une batterie électrique, et une zone arrière destinée à supporter un réservoir à carburant. Ces deux zones sont séparées l’une de l’autre par une traverse centrale arrière s’étendant selon une direction horizontale et transversale Y du véhicule et venant se fixer aux deux longerons longitudinaux. Le terme « horizontal » doit être interprété en supposant que le véhicule repose sur un sol horizontal.

Une telle traverse centrale arrière est généralement dimensionnée pour protéger la batterie électrique et le réservoir de carburant vis-à-vis d’un choc accidentel du véhicule contre un obstacle extérieur, ledit choc pouvant être frontal, latéral ou arrière. Dans le cas d’un tel choc, cette traverse permet également une bonne retenue des sièges arrière et de limiter la torsion du véhicule.

Mais un inconvénient de ce type de traverses, est qu’elles ne sont conçues que pour un seul type de véhicule possédant un plancher ayant une géométrie et des dimensions bien déterminées. En effet, si ce véhicule devait par exemple se décliner en plusieurs versions ou modèles, avec à chaque fois une légère modification du plancher associée, la traverse initialement conçue ne conviendrait pas aux autres modèles ou versions, et il faudrait alors concevoir une nouvelle traverse centrale arrière adaptée spécifiquement au nouveau modèle considéré.

Un véhicule selon l’invention possède une traverse centrale arrière présentant un caractère d’universalité, en étant notamment conçue pour pouvoir s’adapter à plusieurs types de plancher, tout en conservant ses propriétés originelles.

L’invention a pour objet un véhicule comprenant un plancher arrière délimité par deux longerons parallèles, ledit plancher arrière comportant une partie arrière présentant une zone avant destinée à la fixation de sièges arrière et au logement d’une batterie électrique, et une zone arrière destinée à supporter un réservoir à carburant, lesdites deux zones étant séparées l’une de l’autre par une traverse centrale arrière s’étendant selon une direction transversale Y du véhicule.

Selon l’invention, la traverse centrale arrière se décompose en trois éléments distincts, dont un segment central rectiligne et deux boitiers latéraux, le segment central s’étendant selon une direction transversale Y du véhicule et chacun des deux boitiers latéraux étant solidarisé à une extrémité dudit segment central et à un longeron. Habituellement, une telle traverse centrale arrière est réalisée en une seule pièce, et si le véhicule subissait de petites modifications structurelles, ladite traverse ne serait plus adaptée, et il faudrait alors en fabriquer une nouvelle. Le principe de l’invention est de réaliser cette traverse en trois parties, dont un segment central constant et deux boitiers latéraux variables. En effet, en divisant la traverse centrale arrière en trois parties, si le véhicule subissait de légères modifications structurelles, il suffirait alors de conserver le segment central et de n’adapter que les deux boitiers latéraux à ces modifications structurelles. Cette division en trois parties confère ainsi à la traverse centrale arrière un caractère d’universalité, car le segment central est conservé, seuls les boitiers latéraux seront adaptés à la nouvelle configuration du véhicule. Préférentiellement, chaque boitier est constitué par une paroi ouverte délimitant un espace interne, et peut donc être assimilé à une pièce creuse. Le segment central est une paroi de faible épaisseur s’étendant selon un axe transversal Y du véhicule et dont la section transversale est profilée pour notamment s’adapter à l’environnement du véhicule dans lequel il va être monté, tout en présentant une bonne rigidité.

Selon une caractéristique possible de l’invention, les deux boitiers latéraux sont symétriques. Ils possèdent ainsi les mêmes dimensions, tout en présentant un profil symétrique. Chaque boitier latéral correspond à l’image de l’autre boitier renvoyée par un miroir.

Selon une caractéristique possible de l’invention, le segment central et les deux boitiers sont métalliques. Cette traverse centrale arrière doit présenter une certaine robustesse notamment vis-à-vis d’un choc du véhicule contre un obstacle extérieur, car elle doit protéger la batterie électrique et le réservoir à carburant, et retenir efficacement les sièges arrière. Un métal, pouvant par exemple être de l’acier, permet d’assurer efficacement cette robustesse.

Selon une caractéristique possible de l’invention, les deux boitiers latéraux sont fixés au segment central au moyen d’une technique de fixation à choisir parmi un soudage et un vissage réalisé avec des vis et des écrous. Il est important que cette fixation soit solide, car les deux boitiers latéraux ne doivent ni bouger, ni vibrer par rapport au segment central rectiligne une fois que la traverse a été montée dans le véhicule.

Selon une caractéristique possible de l’invention, chaque boitier une fois qu’il a été fixé dans ledit véhicule comprend une face supérieure possédant des moyens de fixation permettant de fixer au moins un élément fonctionnel dudit véhicule. Un élément fonctionnel peut par exemple être constitué par une batterie électrique ou par un train arrière. La présence d’au moins un point de fixation sur la traverse permet de rendre cette traverse multifonctionnelle. En effet, outre l’aspect de robustesse exigé pour une telle traverse dans le but notamment de contenir les effets d’un choc du véhicule contre un obstacle extérieur, cette traverse joue également le rôle d’une pièce support relai pour fixer d’autres éléments du véhicule. Cet aspect de robustesse est ainsi exploité pour pouvoir fixer d’autres éléments du véhicule.

Selon une caractéristique possible de l’invention, chaque boitier latéral comprend des premiers moyens de fixation coopérant avec des premiers moyens de fixation complémentaires de la batterie électrique pour fixer ladite batterie dans le véhicule. Chaque boitier latéral de la traverse central arrière sert de point d’ancrage à la batterie électrique et permet ainsi d’assurer une certaine stabilité à ladite batterie électrique dans le véhicule.

Selon une caractéristique possible de l’invention, chaque boitier latéral comprend des deuxièmes moyens de fixation coopérant avec des deuxièmes moyens de fixation complémentaires d’un train arrière pour fixer ledit train arrière dans le véhicule. Chaque boitier latéral de la traverse central arrière sert de point d’ancrage au train arrière, et permet ainsi d’assurer une certaine stabilité audit train arrière dans le véhicule.

Selon une caractéristique possible de l’invention, chaque boitier latéral comprend un pion de pré-positionnement de la batterie électrique dans le véhicule. La traverse centrale arrière sert également d’élément de guidage pour la batterie afin de correctement la positionner dans un logement prévu dans la partie arrière du plancher arrière.

Selon une caractéristique possible de l’invention, chaque boitier comprend au moins une nervure de rigidification s’étendant parallèlement au segment central. Cette nervure permet d’augmenter la rigidité de la traverse centrale arrière. Préférentiellement, cette nervure prolonge le segment central rectiligne de ladite traverse.

Selon une caractéristique possible de l’invention, chaque boitier latéral possède une première paroi s’inscrivant dans la continuité du segment central et une deuxième paroi s’inscrivant dans la continuité du longeron auquel il est fixé. De cette manière, chaque boitier latéral est fixé dans le véhicule en présentant un contact surfacique avec un longeron et avec une extrémité du segment central. Cette fixation est donc robuste et propre, sans créer de porte-à-faux.

Un véhicule selon l’invention présente l’avantage de posséder une traverse centrale arrière universelle permettant de s’adapter à différentes plateformes du véhicule, moyennant de légères modifications des deux boitiers latéraux. Il a de plus l’avantage de posséder une traverse centrale arrière multifonctionnelle, jouant à la fois le rôle d’une pièce de rigidification pour préserver certains premiers éléments présents dans le véhicule dans le cas d’un choc accidentel contre un obstacle extérieur, et le rôle d’une pièce support relais pour arrimer certains autres éléments dudit véhicule.

On donne ci-après une description détaillée d’un mode de réalisation préféré d’un véhicule selon l’invention en se référant aux figures suivantes :

représente une vue en perspective du dessous d’un plancher arrière d’un véhicule selon l’invention,

représente une vue du dessous d’un véhicule selon l’invention,

représente une vue en coupe axiale longitudinale d’un plancher arrière d’un véhicule selon l’invention,

représente une zone agrandie du plancher arrière de la figure 3,

représente une vue en perspective d’une traverse centrale arrière d’un véhicule selon l’invention, ladite traverse étant assemblée,

représente une vue en perspective éclatée de la traverse de la figure 5,

représente une vue en perspective des points de fixation d’une batterie électrique et d’un train arrière d’un véhicule selon l’état de la technique,

représente une vue en perspective d’une extrémité d’une traverse centrale arrière d’un véhicule selon l’invention,

représente une vue du dessous d’un véhicule selon l’invention, qui a été déformé suite à un choc latéral contre un poteau.

En se référant aux figures 1 et 2, un véhicule 1 selon l’invention est préférentiellement un véhicule hybride et comprend un plancher arrière, ledit plancher arrière comportant une partie arrière 4. Cette partie arrière 4 comporte une zone 5 avant destinée notamment à la fixation de sièges arrière et au logement d’une batterie électrique 6, et une zone 7 arrière destinée notamment à supporter un réservoir 8 à carburant et au passage d’un train arrière 9. Ces deux zones 5, 7 sont séparées l’une de l’autre par une traverse centrale arrière 10 s’étendant selon une direction transversale Y du véhicule 1.

Cette partie arrière 4 du plancher arrière est délimitée par deux longerons 2, 3 parallèles, s’étendant selon une direction longitudinale X du véhicule. En se référant aux figures 3 et 4, la batterie électrique 6 est logée dans un compartiment 11 de la zone avant 5, qui est délimité par une paroi avant 12 s’étendant dans un plan transversal et vertical YZ du véhicule 1, et encore appelée pareclose. La zone 7 arrière loge le réservoir 8 à carburant qui est situé à proximité immédiate de la batterie électrique 6, un chargeur 30 pour la batterie électrique 6 qui est placé derrière le réservoir 8 à carburant, et le train arrière 9 situé sous ledit chargeur 30. Une ligne d’échappement 13 s’étend suivant un axe longitudinal X du véhicule en passant sous la zone avant 5 et sous la zone arrière 7 de la partie arrière 4 du plancher arrière. La traverse centrale arrière 10 sépare donc la zone avant 5 de la zone arrière 7, et est située entre la batterie électrique 6 et le réservoir 8 à carburant.

A supposer que la zone avant 5 et la zone arrière 7 soient séparées l’une de l’autre par une paroi fictive s’étendant dans un plan transversal et vertical YZ du véhicule 1, la traverse centrale arrière 10 serait située dans une partie supérieure de ladite paroi fictive, juste en-dessous d’un plancher 14. Dans l’habitacle du véhicule 1, la traverse centrale arrière 10 est coiffée par une plaque de garniture 31 rigide, placée au-dessus de ladite traverse 10 afin de la masquer. De cette manière, un occupant du véhicule 1 ne peut pas voir cette traverse centrale arrière 10. La plaque de garniture 31 est à considérer comme étant une tôle de plancher en acier. Cette tôle contribue fortement à la performance globale de la traverse 10 car elle participe directement à la tenue des sièges arrière et à sa raideur. Cette tôle de plancher vient former ce que l’on appelle un corps creux avec la traverse 10, et c’est ce corps creux qui améliore l’ensemble des prestations raideur, endurance, choc ou encore vibratoire.

En se référant aux figures 5 et 6, la traverse centrale arrière 10 d’un véhicule 1 selon l’invention se présente en trois parties distinctes, comprenant un segment rectiligne 15 et deux boitiers 16, 17. Le segment rectiligne 15 est allongé, et les deux boitiers 16, 17 sont fixés aux deux extrémités dudit segment rectiligne 15, considérées le long d’un axe longitudinal de celui-ci. Les deux boitiers 16, 17 et le segment rectiligne 15 sont préférentiellement réalisés en métal, et avantageusement dans le même métal. Les deux boitiers 16, 17 sont solidarisés au segment rectiligne 15 au moyen d’une technique de fixation à choisir parmi un soudage et un vissage réalisé avec des vis et des écrous. La traverse 10 est donc constitué d’un segment rectiligne central 15 et de deux boitiers latéraux 16, 17 fixés aux extrémités dudit segment central 15.

En se référant aux figures 5, 6 et 8 le segment rectiligne 15 est constitué par une paroi allongée de faible épaisseur, dont la section transversale est profilée de manière à conférer à ce segment 15 une bonne rigidité et de permettre audit segment 15 de s’adapter à l’environnement du véhicule 1 dans lequel il va être monté. Cette rigidité peut par exemple être réalisée au moyen d’au moins une nervure s’étendant le long du segment central 15.

En se référant aux figures 5, 6 et 8, les deux boitiers 16, 17 ont les mêmes dimensions et sont symétriques l’un par rapport à l’autre. Autrement dit, chaque boitier 16, 17 correspond à l’image de l’autre boitier 16, 17 que renverrait un miroir.

En se référant à la figure 8, chaque boitier 16, 17 est délimité par une paroi ouverte délimitant un espace interne. Schématiquement, cette paroi comprend un premier tronçon 18 destiné à se fixer à un longeron 2, 3, et un deuxième tronçon 19 destiné à se fixer au segment central 15 de la traverse 10, lesdits deux tronçons 18, 19 étant perpendiculaires. Le deuxième tronçon 19 présente au moins une nervure 20, et préférentiellement trois nervures 20 parallèles, s’étendant parallèlement à un axe longitudinal du segment rectiligne central 15, de manière à renforcer sa rigidité. Lorsque le boitier 16, 17 est fixé au segment rectiligne central 15, il entoure la paroi matérialisant ledit segment 15.

Le premier tronçon 18 comprend une face supérieure 21 présentant des premiers moyens de fixation sous la forme d’un écrou soudé 22, et destinés à coopérer avec des premiers moyens de fixation complémentaires de la batterie électrique 6 afin de fixer ladite batterie électrique 6 dans le véhicule. Cette face supérieure 21 comporte également des deuxièmes moyens de fixation sous la forme d’un écrou soudé 23 avec fonction de pilotage, et destinés à coopérer avec des deuxièmes moyens de fixation complémentaires du train arrière 9 afin de fixer ledit train arrière 9 dans le véhicule 1. Cette face supérieure 21 dispose également d’un pion 24 de pré-positionnement destiné à positionner correctement la batterie 6 dans son compartiment 11.

La figure 7 montre les points de fixation de la batterie 122 et du train arrière 123 d’un véhicule 100 selon l’état de la technique, et qui ont été déportés sur la face supérieure 21 d’un boitier 16, 17 d’une traverse 10 d’un véhicule 1 selon l’invention. Cette figure montre également le pion 124 de pré-positionnement de la batterie électrique 6 dans un véhicule 100 selon l’état de la technique, et qui a également été déporté sur ladite face supérieure 21.

La traverse 10 d’un véhicule selon l’invention 1, que ce soit au niveau des boitiers 16, 17 latéraux ou du segment rectiligne central 15, est dimensionnée pour servir de point de fixation à tout élément ou équipement se trouvant dans l’environnement immédiat de ladite traverse 10.

En se reportant à la figure 1, chaque boitier latéral 16, 17 est fixé à la fois à un longeron 2, 3 et au segment rectiligne central 15 de la traverse 10, de sorte que le premier tronçon 18 soit dans la continuité du longeron 2, 3 et que le deuxième tronçon 18 soit dans la continuité dudit segment rectiligne 15. De cette manière, la traverse 10 ne crée ni un décalage avec les longerons 2, 3, ni un porte-à-faux avec ceux-ci. Chaque boitier latéral 16, 17 crée un contact surfacique avec le longeron 2, 3 auquel il est fixé, et un contact surfacique avec le segment central 15. De cette manière, la traverse centrale arrière 10 est solidement ancrée dans le véhicule 1.

La traverse centrale arrière 10 d’un véhicule 1 selon l’invention, présente une certaine robustesse pour contenir les effets produits lors d’un choc dudit véhicule 1 contre un obstacle extérieur, et sert également de point d’accroche pour certains éléments présents dans le véhicule 1, tels que par exemple la batterie électrique 6 et le train arrière 9.

La figure 9 souligne l’importance de bien dimensionner la traverse centrale arrière 10 notamment pour qu’elle puisse contenir efficacement les effets produits lors d’un choc latéral du véhicule 1 contre un poteau 32 (le poteau n’est pas directement visible sur la figure, mais son emplacement est suggéré). La caisse du véhicule 1 se déforme latéralement, et la traverse 10 doit présenter une certaine rigidité pour préserver l’intégrité de la batterie électrique 6, et plus généralement, de tous les éléments gravitant autour de ladite traverse 10, parmi lesquels le réservoir 8 à carburant et le train arrière 9.

Claims

Véhicule électrique (1, 100) comprenant un plancher arrière délimité par deux longerons parallèles (2, 3), ledit plancher arrière comportant une partie arrière (4) présentant une zone avant (5) destinée à la fixation de sièges arrière et au logement d’une batterie électrique (6), et une zone arrière (7) destinée à supporter un réservoir (8) à carburant, lesdites deux zones (5, 7) étant séparées l’une de l’autre par une traverse centrale arrière (10) s’étendant selon une direction transversale Y du véhicule (1, 100), caractérisé en ce que la traverse centrale arrière (10) se décompose en trois éléments distincts (15, 16, 17), dont un segment central (15) rectiligne et deux boitiers latéraux (16, 17), et en ce que le segment central (15) s’étend selon une direction transversale Y du véhicule, chacun des deux boitiers latéraux (16, 17) étant solidarisé à une extrémité dudit segment central (15) et à un longeron. (2, 3).
Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux boitiers latéraux (16, 17) sont symétriques.
Véhicule selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le segment central (15) et les deux boitiers (16, 17) sont métalliques.
Véhicule selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les deux boitiers latéraux (16, 17) sont fixés au segment central (15) au moyen d’une technique de fixation à choisir parmi un soudage et un vissage réalisé avec des vis et des écrous.
Véhicule selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque boitier (16, 17) une fois qu’il a été fixé dans ledit véhicule comprend une face supérieure (21) possédant des moyens de fixation (22, 23) permettant de fixer au moins un élément fonctionnel (6, 9) dudit véhicule.
Véhicule selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque boitier latéral (16, 17) comprend des premiers moyens (22) de fixation coopérant avec des premiers moyens de fixation complémentaires de la batterie électrique (6) pour fixer ladite batterie (6) dans le véhicule (1).
Véhicule selon l’une quelconque des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que chaque boitier latéral (16, 17) comprend des deuxièmes moyens (23) de fixation coopérant avec des deuxièmes moyens de fixation complémentaires d’un train arrière (9) pour fixer ledit train arrière (9) dans le véhicule (1).
Véhicule selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que chaque boitier latéral (16, 17) comprend un pion (24) de pré-positionnement de la batterie électrique (6) dans le véhicule (1).
Véhicule selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que chaque boitier (16, 17) comprend au moins une nervure (20) de rigidification s’étendant parallèlement au segment central (15).
Véhicule selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que chaque boitier latéral (16, 17) possède une première paroi (19) s’inscrivant dans la continuité du segment central (15) et une deuxième paroi (18) s’inscrivant dans la continuité du longeron (2, 3) auquel il est fixé.