FR3130204A1 - Véhicule électrique comportant un chargeur de batterie et une boîte de dégazage de fluide - Google Patents

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Bruno Castelli
Alexandre Daubannay
Matthieu Faler
Martial Dore
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Stellantis Auto Sas Fr
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Abstract

Véhicule électrique avec un compartiment moteur avant comportant une barre transversale (10) reliant deux fixations supérieures d’amortisseur des suspensions de roues avant (14), disposée en avant d’une tôle fermant l’arrière du compartiment moteur, un chargeur de batterie haute tension (30), une boîte de dégazage du fluide de refroidissement (22) d’une motorisation électrique (2), et comportant des supports rigides (20) fixant à la fois le chargeur de batterie (30), et la boîte de dégazage (22) superposée au-dessus de ce chargeur de batterie (30), à la barre transversale (10). Figure 1

Description

VÉHICULE ÉLECTRIQUE COMPORTANT UN CHARGEUR DE BATTERIE ET UNE BOÎTE DE DÉGAZAGE DE FLUIDE
La présente invention concerne un véhicule électrique comportant un chargeur de batterie et une boîte de dégazage du liquide de refroidissement de la motorisation électrique, ainsi qu’un procédé de montage sur un tel véhicule.
Un type de boîte de dégazage connu pour véhicule automobile, présenté notamment par le document FR-A1-2964148, comporte un réservoir équipé d’une goulotte d’alimentation fermée par un bouchon, comprenant des fixations permettant de le fixer sur un collecteur d’auvent disposé en bas du pare-brise du véhicule, juste en dessous du capot moteur.
La boîte de dégazage disposée en partie supérieure du circuit de refroidissement, permet de séparer des gaz dissous dans le liquide de refroidissement, en particulier de l’air, de compenser des pertes dans le circuit et d’absorber les dilatations des différents volumes contenus dans l’ensemble du circuit. De plus disposé en partie supérieure du compartiment moteur, à un endroit facilement accessible, cette disposition permet de contrôler le niveau dans la boîte et d’effectuer le remplissage ou les mises à niveau du circuit.
Toutefois dans le compartiment moteur avant d’un véhicule électrique, le groupe motopropulseur disposé transversalement présentant suivant la direction longitudinale du véhicule une longueur réduite par rapport aux moteurs thermiques, on développe des compartiments très courts, avec un porte-à-faux réduit en avant des roues motrices. L’espace disponible dans le compartiment pour les différents équipements est limité.
De plus les tests de choc frontal sur le véhicule imposent une possibilité de recul des principaux organes rigides, afin d’éviter leur choc sur le tablier séparant l’habitacle du compartiment moteur et leur intrusion dans cet habitacle.
Sur certains véhicules électriques il est connu de disposer un onduleur de commande de la machine électrique formant un boîtier rigide directement fixé sur le dessus de cette machine.
Une barre transversale supérieure anti-rapprochement relie les deux supports d’amortisseur des roues avant, juste en dessous du capot moteur et en avant du tablier. Un boîtier électrique rigide comportant un chargeur de batterie et un convertisseur du courant continu DC/DC entre la basse tension et la haute tension, est fixé en dessous de la barre transversale en occupant un espace disponible au-dessus de l’onduleur.
Dans ce cas l’espace restant disponible pour installer la boîte de dégazage en position supérieure du compartiment moteur, présentant un certain volume nécessaire pour le fluide et au-dessus de ce fluide, peut poser des problèmes de dimension insuffisante. De plus il faut prévoir autour de cette boîte de dégazage un jeu par rapport aux organes proches montés sur des supports différents, nécessaire pour permettre des vibrations relatives entre ces éléments sans risquer une usure des surfaces en contact.
La présente invention a notamment pour but d’éviter ces problèmes de l’art antérieur.
Elle propose à cet effet un véhicule électrique avec un compartiment moteur avant comportant une barre transversale reliant deux fixations supérieures d’amortisseur des suspensions de roues avant, disposée en avant d’une tôle fermant l’arrière du compartiment moteur, un chargeur de batterie haute tension, et comportant une boîte de dégazage du fluide de refroidissement d’une motorisation électrique, ce véhicule étant remarquable en ce qu’il comporte des supports rigides fixant à la fois le chargeur de batterie, et la boîte de dégazage superposée au-dessus de ce chargeur de batterie, à la barre transversale.
Un avantage de ce véhicule électrique est que les supports reliant à la fois la boîte de dégazage et le chargeur de batterie de manière rigide à la barre transversale, on obtient avec un même système de fixation remplissant ces deux fonctions, un positionnement rigide de ces deux équipements entre eux qui peuvent être au plus près l’un de l’autre sans risquer des mouvements relatifs générant des frottements et des usures.
La boîte de dégazage peut ainsi occuper le maximum d’espace disponible au-dessus du chargeur de batterie et en avant de la barre transversale, pour former un volume intérieur le plus grand possible.
Le véhicule électrique selon l’invention peut comporter de plus une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles.
Avantageusement, le véhicule comporte deux supports rigides encadrant la boîte de dégazage suivant la direction transversale du véhicule.
Dans ce cas, avantageusement chaque support présente une forme plate venant sur le côté de la boîte de dégazage.
De plus, avantageusement les supports plats présentent dans leurs épaisseurs un profil constant formé par extrusion d’un métal.
Avantageusement, le chargeur de batterie est fixé en dessous des supports.
En particulier, la face supérieure du chargeur de batterie peut comporter des oreilles présentant des perçages parallèles à cette face supérieure, ou comporter des perçages perpendiculaires à cette face supérieure, recevant des vis traversant des perçages des supports.
Avantageusement, les supports comportent chacun un creux tourné vers l’arrière recevant la barre transversale.
Dans ce cas, avantageusement chaque support comporte une vis traversant à la fois la barre transversale et le support.
En complément, la boîte de dégazage peut comporter un volume arrière ajusté entre le chargeur de batterie et la tôle arrière du compartiment moteur.
L’invention a aussi pour objet un procédé de montage d’une boîte de dégazage et d’un chargeur de batterie d’un véhicule électrique comprenant l’une quelconque des caractéristiques précédentes, comportant successivement une étape de dépose d’un support de chaque côté de la boîte de dégazage, une étape de fixation du chargeur de batterie sous les supports pour former un ensemble solidaire, puis une étape d’assemblage et de fixation de cet ensemble sur la barre transversale du véhicule.
L’invention sera mieux comprise et d’autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d’exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels :
est une vue du compartiment moteur avant d’un véhicule selon l’invention ;
est une vue en coupe longitudinale suivant un plan vertical de ce compartiment moteur ;
est une vue de détail de la boîte de dégazage fixée sur le chargeur de batterie ;
est une vue de l’assemblage de cette boîte de dégazage sur le chargeur de batterie ;
est une vue de l’assemblage suivant une variante de cette boîte de dégazage sur le chargeur de batterie ;
est une vue en coupe longitudinale du compartiment avant avec une boîte de dégazage présentant un volume agrandi ; et
est une vue de cette boîte de dégazage seule.
Dans l’ensemble du document la direction verticale est relative à un véhicule posé sur un sol plat, les qualificatifs supérieur, inférieur, au-dessus et en dessous étant liés à cette direction verticale, les côtés droits et gauches sont présentés en regardant vers l’avant du véhicule indiqué par la flèche AV.
Les figures 1 et 2 présentent une motorisation 2 disposée suivant une direction transversale du véhicule, entraînant les roues avant motrices par des arbres de roue 4, disposant d’un onduleur de puissance 6 formant un boîtier rigide fixé à plat au-dessus du moteur, avec une inclinaison qui remonte vers l’avant.
Une barre formée par un profil en alliage d’aluminium 10, disposé en avant du collecteur d’auvent 12 formé en bas du pare-brise, relie les deux extrémités supérieures des fixations d’amortisseur 14 pour rigidifier la géométrie du train avant. Une batterie basse tension du réseau de bord 16 est fixée sous la barre 10, du côté gauche du compartiment moteur.
Deux supports rigides 20 fixés à la barre 10, encadrent suivant la direction transversale et maintiennent une boîte de dégazage 22 formée par un moulage d’une matière plastique, disposée en avant et en dessous de cette barre. Un bouchon de remplissage 24 de la boîte de dégazage 22 est disposé sur cette boîte en avant de la barre 10, de manière à permettre un accès facile sur le dessus du compartiment moteur pour contrôler le niveau et effectuer des remplissages. Un piquage de sortie 26 est présenté sensiblement horizontalement, tourné vers l’avant et tourné vers l’arrière .
Un chargeur de batterie 30 comprenant un convertisseur de tension continue DC/DC entre la basse tension et la haute tension d’alimentation de la motorisation 2, forme un boîtier rigide plat fixé directement sous les supports 20, en venant au plus près sous de la boîte de dégazage 22. Des connecteurs 18 sont fixés sur le côté droit et sur la face avant du chargeur de batterie 30.
L’avant du chargeur de batterie 30 est légèrement incliné vers le haut en restant parallèle à l’onduleur 6, avec entre eux un jeu vertical important J permettant les déplacements de la motorisation 2 fixée sur des supports élastiques pour filtrer des vibrations, et permettant en cas de choc avant sur le véhicule un recul suffisant de cette motorisation sans déplacer le chargeur rigide afin d’éviter son intrusion dans l’habitacle.
En coupe longitudinale suivant un plan vertical, la boîte de dégazage 22 comporte un dessous plat ajusté sur le chargeur de batterie 30, un volume avant 32 disposé juste en avant de la barre 10, présentant une face supérieure descendant légèrement vers l’avant du véhicule pour suivre un contour limite supérieure sous le capot moteur 38, et un volume central 34 ajusté sous cette barre. La face arrière du volume central 34 vient contre une tôle 36 fermant l’arrière du compartiment moteur, en avant du collecteur d’auvent 12.
La fixation sous la barre 10 par les mêmes supports 20 à la fois du chargeur de batterie 30, et de la boîte de dégazage 10 près de ce chargeur, permet de disposer la face inférieure de cette boîte au plus près du chargeur sans prévoir de jeu important entre eux. De cette manière on utilise tout l’espace en avant et en dessous de la barre 10, et on optimise le volume de la boîte de dégazage 22.
De plus la boîte de dégazage 22 étant fixée au plus haut du compartiment moteur, on facilite l’alimentation en fluide de l’ensemble du circuit de refroidissement. On facilite aussi l’implantation de tous les équipements du circuit de refroidissement, comprenant notamment des réchauffeurs et des refroidisseurs, qui peuvent facilement être disposés plus bas que la boîte de dégazage 22.
Les figures 3 et 4 présentent les supports 20 formant chacun une pièce plate perpendiculaire à la barre 10, présentant suivant l’épaisseur un profil constant formé par l’extrusion d’un alliage d’aluminium comportant un contour extérieur continu, et une partie intérieure comprenant des perçages réduisant la quantité de matière afin d’alléger les supports et de diminuer les coûts.
Le profil de chaque support 20 comporte un creux 44 tourné vers l’arrière qui s’emboîte de manière ajustée sur l’avant de la barre 10, une patte supérieure plate 40 venant sur cette barre. Un perçage vertical 42 traverse la patte supérieure 40 puis la barre 10, pour se visser dans un perçage inférieur du support 20 afin de serrer le support sur cette barre.
La base de chaque support 20 comporte une face inférieure plate disposant d’une rainure inférieure 48 formée suivant sa longueur, dans un plan médian. Chaque extrémité de la base des supports 20 comporte un perçage transversal 46 formé par l’extrusion du métal.
Le dessus plat du chargeur 30 comporte de chaque côté suivant la direction transversale deux oreilles plates espacées 50, disposées dans un plan vertical et comprenant chacune un perçage transversal.
Le montage du chargeur de batterie 30 et de la boîte de dégazage 22 est le suivant. La boîte de dégazage 22 comporte sur ses côtés des ergots s’ajustant dans des perçages intérieurs des supports 20, pour former un sous-ensemble comprenant un calage de la boîte entre ces supports.
Puis comme présenté , le sous-ensemble est descendu sur le chargeur de batterie 30, les deux oreilles espacées 50 de chaque côté s’ajustant dans la rainure inférieure 48 du support de ce côté 20. Deux vis sont engagées de chaque côté dans les perçages transversaux 46 du support 20 pour les fixer sur le chargeur 30, ce qui maintient aussi entre eux la boîte de dégazage 22.
L’ensemble solidaire ainsi formé peut être préparé sur le côté de la chaîne d’assemblage du véhicule, ou chez un fournisseur, il est ensuite facilement mis en place sur le véhicule en manipulant un seul ensemble compact ce qui facilite les opérations. Un opérateur pousse l’ensemble vers l’arrière pour engager la barre transversale 10 dans les creux 44, puis dispose une vis verticale sur chaque support 20 en traversant son perçage 42 pour fixer définitivement l’ensemble sur cette barre.
On obtient un montage simple et rapide en même temps de la boîte de dégazage 22 et du chargeur de batterie 30, présentant des formes disposées au plus près de la barre transversale 10, sans perte d’espace entre eux grâce à la liaison rigide entre ces équipements qui permet de limiter les jeux intermédiaires.
La présente une variante de liaison entre la boîte de dégazage 22 et le chargeur de batterie 30, sa face supérieure comportant de chaque côté une barrette 52 disposée suivant la direction longitudinale, comprenant à chaque extrémité un perçage fileté 54.
Chaque support 20 comporte aux extrémités de son embase un perçage vertical 56 qui reçoit par-dessus une vis se vissant dans le perçage fileté 54, pour serrer la face inférieure plate du support sur la barrette 52 afin de réaliser une liaison rigide. De la même manière on réalise au préalable l’ensemble comportant la boîte de dégazage 22, le chargeur de batterie 30 et les supports 20 liés entre eux.
Les figures 6 et 7 présentent la boîte de dégazage 22 comportant un volume arrière 60 directement formé dans le prolongement arrière du volume central 34. Un orifice arrière 62 orienté suivant une direction transversale, permet de réaliser un piquage d’un tuyau de fluide de refroidissement disposé près du collecteur d’auvent 12.
Le volume arrière 60 présentant une largeur égale à celle du volume avant 32, et une longueur occupant tout le volume entre le chargeur de batterie 30 et la tôle 36 du collecteur d’auvent 12 fermant l’arrière du compartiment moteur, donne à la boîte de dégazage 22 un volume intérieur important formant une grande réserve de fluide de refroidissement.

Claims (10)

  1. Véhicule électrique avec un compartiment moteur avant comportant une barre transversale (10) reliant deux fixations supérieures d’amortisseur des suspensions de roues avant (14), disposée en avant d’une tôle fermant l’arrière du compartiment moteur (36), un chargeur de batterie haute tension (30), et comportant une boîte de dégazage du fluide de refroidissement (22) d’une motorisation électrique (2), caractérisé en ce qu’il comporte des supports rigides (20) fixant à la fois le chargeur de batterie (30), et la boîte de dégazage (22) superposée au-dessus de ce chargeur de batterie (30), à la barre transversale (10).
  2. Véhicule électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comporte deux supports rigides (20) encadrant la boîte de dégazage (22) suivant la direction transversale du véhicule.
  3. Véhicule électrique selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque support (20) présente une forme plate venant sur le côté de la boîte de dégazage (22).
  4. Véhicule électrique selon la revendication 3, caractérisé en ce que les supports plats (20) présentent dans leurs épaisseurs un profil constant formé par extrusion d’un métal.
  5. Véhicule électrique selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le chargeur de batterie (30) est fixé en dessous des supports (20).
  6. Véhicule électrique selon la revendication 5, caractérisé en ce que la face supérieure du chargeur de batterie (30) comporte des oreilles (50) présentant des perçages parallèles à cette face supérieure, ou comporte des perçages perpendiculaires à cette face supérieure (54), recevant des vis traversant des perçages des supports (46, 56).
  7. Véhicule électrique selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les supports (20) comportent chacun un creux tourné vers l’arrière (44) recevant la barre transversale (10).
  8. Véhicule électrique selon la revendication 7, caractérisé en ce que chaque support comporte une vis traversant à la fois la barre transversale (10) et le support (20).
  9. Véhicule électrique selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la boîte de dégazage (22) comporte un volume arrière (60) ajusté entre le chargeur de batterie (30) et la tôle arrière du compartiment moteur (36).
  10. Procédé de montage d’une boîte de dégazage (22) et d’un chargeur de batterie (30) d’un véhicule électrique selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte successivement une étape de dépose d’un support (20) de chaque côté de la boîte de dégazage (22), une étape de fixation du chargeur de batterie (30) sous les supports (20) pour former un ensemble solidaire, puis une étape d’assemblage et de fixation de cet ensemble sur la barre transversale du véhicule (10).
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