FR3136711A1 - Kit de propulsion électrique pour véhicule thermique à traction - Google Patents

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Fernand AZUAR Jean-Jacques
Luc BINET Lionel
Alexandre Moretti
François GRANET
Gabriel Ouzen
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ENGINEERING CONCEPTION MAINTENANCE
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Eng Conception Maintenance
ENGINEERING CONCEPTION MAINTENANCE
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Abstract

Kit de propulsion électrique pour véhicule thermique à traction L’invention concerne un kit (12) de propulsion électrique destiné à être installé dans une partie arrière d’un véhicule thermique à traction, comportant : un moteur électrique ; un onduleur ; une batterie (40) électrique ; et une enceinte (42) de protection de batterie, ladite enceinte de protection comprenant : - deux coques (50, 52), destinées à s’assembler de manière amovible, telles que dans une configuration assemblée, les coques définissent un espace interne apte à recevoir la batterie ; et - un organe de liaison (54), apte à relier de manière pivotante la première coque au plancher du véhicule, de sorte que, dans la configuration assemblée, l’enceinte de protection est mobile en rotation par rapport audit plancher (22), un bord (74) de la première coque étant plus proche du plancher dans une deuxième position angulaire que dans une première position angulaire. Figure pour l'abrégé : Figure 2

Description

Kit de propulsion électrique pour véhicule thermique à traction
La présente invention concerne un kit de propulsion électrique destiné à être installé dans une partie arrière d’un véhicule thermique à traction, du type comportant : au moins un premier moteur électrique ; au moins un onduleur pour l'alimentation et la commande de l’au moins un premier moteur électrique ; et au moins une première batterie électrique.
La lutte contre le dérèglement climatique conduit à renforcer les réglementations concernant la circulation automobile en milieu urbain. En particulier, l’accès aux centres des agglomérations est de plus en plus restreint concernant les véhicules les plus polluants.
Pour les propriétaires de véhicules thermiques dont les émissions dépassent les limites autorisées, il est possible de doter lesdits véhicules d’une motorisation électrique additive fonctionnant à la demande, en particulier dans les zones réglementées de type centres urbains.
Le document WO2018/157220 décrit par exemple un kit de propulsion électrique du type précité, destiné à être installé dans un véhicule thermique pour diminuer ponctuellement les émissions polluantes dudit véhicule.
L’installation d’un tel kit dans un véhicule thermique implique d’embarquer des batteries électriques dans ledit véhicule, ce qui pose des problèmes d’ergonomie, d’encombrement et peut être d’une réalisation difficile.
La présente invention a pour but de faciliter l’installation de batteries électriques dans un véhicule thermique, avec un encombrement optimisé.
A cet effet, l’invention a pour objet un kit de propulsion électrique du type précité, comprenant en outre une enceinte de protection de batterie, ladite enceinte de protection comprenant : une première et une deuxième coques, destinées à s’assembler l’une à l’autre de manière amovible, telle que dans une configuration assemblée, les première et deuxième coques définissent un espace interne apte à recevoir l’au moins une première batterie électrique ; la première coque comprenant un premier et un deuxième bords opposés ; et un organe de liaison, apte à relier de manière pivotante le premier bord de la première coque au plancher de la partie arrière du véhicule, de sorte que, dans la configuration assemblée, l’enceinte de protection est mobile en rotation entre une première et une deuxième positions angulaires par rapport audit plancher de la partie arrière du véhicule, le deuxième bord de la première coque étant plus proche du plancher dans la deuxième position angulaire que dans la première position angulaire.
Suivant d’autres aspects avantageux de l’invention, le kit de propulsion électrique comporte l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles :
- l’enceinte de protection comporte en outre une barre de recouvrement, s’étendant entre une première et une seconde extrémités, ladite barre étant destinée à s’assembler aux première et deuxième coques au niveau du deuxième bord de la première coque, pour définir l’espace interne dans la configuration assemblée ;
- dans la configuration assemblée, chacune des première et seconde extrémités de la barre de recouvrement forme une saillie par rapport aux première et deuxième coques ; et le kit comporte en outre un premier et un second organes de verrouillage, chacun desdits organes de verrouillage étant destiné à verrouiller l’une des première et seconde extrémités de la barre de recouvrement à l’une des parois latérales de la partie arrière du véhicule, l’enceinte de protection étant dans la première position angulaire ;
- le kit de propulsion électrique comprend en outre une pluralité d’organes d’amortissement en matériau élastique, destinés à être disposés dans l’espace interne entre l’au moins une batterie et la première ou la deuxième coque ;
- au moins l’une des première et deuxième coques présente au moins une ouverture ouvrant sur l’espace interne ;
- le kit de propulsion électrique comprend en outre au moins un ventilateur destiné à être disposé dans l’espace interne, entre l’au moins une première batterie et l’au moins une ouverture ;
- le kit de propulsion électrique comprend en outre au moins une deuxième batterie, l’espace interne de l’enceinte de protection étant configuré pour recevoir simultanément les première et deuxième batteries ;
- le kit de propulsion électrique comprend en outre : un deuxième moteur électrique ; et une première et une deuxième roues, les premier et deuxième moteurs électriques étant logés respectivement dans la première et dans la deuxième roues, les première et deuxième roues étant destinées à être montées sur la partie arrière du véhicule.
L’invention se rapporte en outre à un procédé d’installation d’un kit de propulsion électrique tel que décrit ci-dessus dans une partie arrière d’un véhicule thermique à traction, comprenant les étapes suivantes : fixation de l’organe de liaison au plancher de la partie arrière du véhicule et au premier bord de la première coque ; puis disposition de la première coque dans la deuxième position angulaire ; puis installation de l’au moins une batterie contre la première coque ; et assemblage de la deuxième coque à ladite première coque, matérialisant l’espace interne autour de l’au moins une batterie.
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins sur lesquels :
la est une représentation schématique d’un véhicule thermique équipé d’un kit de propulsion selon un mode de réalisation de l’invention ;
les figures 2 et 3 sont des vues partielles du véhicule équipé du kit de la ; et
la est une vue de détail, en coupe, du kit des figures 1 à 3.
La représente schématiquement un véhicule 10, 10’ thermique, équipé d’un kit 12 de propulsion électrique. Le véhicule 10, 10’ thermique est notamment un véhicule terrestre, de type automobile.
Les véhicules 10 et 10’ sont identiques, chacun desdits véhicules étant équipé d’un même kit 12. Comme il sera détaillé ci-après, les véhicules 10 et 10’ sont représentés avec le kit 12 respectivement dans une première et dans une deuxième dispositions.
Le véhicule 10 est décrit ci-après, la description étant applicable au véhicule 10’.
Le véhicule 10 comporte notamment une caisse 14, un train 16 de roues avant et un train 18 de roues arrière. Le véhicule 10 comporte en outre un moteur thermique de traction (non représenté), apte à mettre en mouvement le train 16 de roues avant.
On considère une base orthonormée (X, Y, Z) associée au véhicule thermique 10, la direction Z représentant la verticale et la direction X représentant une direction de déplacement du véhicule 10. Dans la présente description, les termes « avant » et « arrière » s’entendent par rapport à la direction X.
Le véhicule 10 comporte une partie arrière 20, située au niveau du train 18 de roues arrière. Au niveau de la caisse 14, on considère notamment que la partie arrière 20 est disposée derrière des sièges 21 du véhicule 10.
Pour un véhicule particulier, la partie arrière 20 représente notamment le coffre du véhicule. Pour un véhicule utilitaire, la partie arrière 20 représente notamment la zone de chargement.
La partie arrière 20 comprend notamment un plancher 22 de caisse et deux parois latérales 24 de caisse, visibles sur la . Le plancher 22 est également représenté sur la .
Le kit 12 de propulsion électrique comprend notamment : un bloc batterie 30 ; au moins un moteur 32 électrique ; et au moins un onduleur 32. Le bloc batterie 30 et le moteur 32 électrique sont configurés pour être installés dans une partie arrière d’un véhicule thermique, telle que la partie arrière 20 du véhicule 10.
Dans le mode de réalisation représenté, le kit 12 comprend en outre une unité 36 de commande électronique et une interface 38.
Le bloc batterie 30 comporte : au moins une batterie 40 électrique ; et une enceinte 42 de protection de batterie. De préférence, le bloc batterie 30 comporte au moins deux batteries électriques. Dans le mode de réalisation représenté, le bloc batterie 30 comporte trois batteries 40 électriques, sensiblement identiques.
La ou chaque batterie 40 électrique comporte une enveloppe externe 44, de forme sensiblement parallélépipédique. Dans le mode de réalisation représenté, l’enveloppe externe 44 est de forme aplatie avec deux faces principales 46 parallèles et opposées.
L’enceinte 42 de protection de batterie comporte notamment : une première 50 et une deuxième 52 coques ; et un organe 54 de liaison. Dans le mode de réalisation représenté, l’enceinte 42 comporte en outre : une barre 56 de recouvrement ; un premier 58 et un second 59 organes de verrouillage ; une pluralité d’organes 60 d’amortissement ; et au moins un ventilateur 62.
Les première 50 et deuxième 52 coques sont configurées pour s’assembler l’une à l’autre de manière amovible. Dans une configuration assemblée de l’enceinte 42, notamment visible sur les figures 3 et 4, les première et deuxième coques définissent un espace interne 64 destiné à recevoir l’au moins une batterie électrique 40 du kit 12. Dans le mode de réalisation représenté, l’espace interne 64 est configuré pour recevoir les trois batteries 40 côte à côte, les faces principales 46 des enveloppes externes étant disposées de manière sensiblement coplanaire.
Dans le mode de réalisation représenté, les première 50 et deuxième 52 coques sont sensiblement identiques. Chacune des première 50 et deuxième 52 coques est formée de segments métalliques plats ou en forme de cornière. Chacune desdites coques comporte notamment un cadre 66 et des montants intermédiaires 68. Des ouvertures 69, ménagées entre les segments métalliques, donnent accès à l’espace interne 64.
De manière optionnelle, l’enceinte 42 comporte un coffrage supplémentaire (non représenté) recouvrant les première et deuxième coques.
L’organe de liaison 54 est destiné à relier de manière pivotante la première coque 50 au plancher 22 de la partie arrière 20 du véhicule 10, comme visible sur la .
Dans le mode de réalisation représenté, l’organe de liaison 54 comporte notamment au moins deux charnières 70.
Plus précisément, le cadre 66 de la première coque 50 comprend un premier 72 et un deuxième 74 bords parallèles et opposés. Dans la configuration assemblée de l’enceinte 42, ladite enceinte est reliée au plancher 22 de véhicule et les premier et deuxième bords sont disposés selon la direction Y. Chacune des charnières 70 est fixée d’une part au plancher 22 et d’autre part au premier bord 72.
La première coque 50 reliée au plancher 22 est ainsi mobile en rotation par rapport audit plancher, entre une première et une deuxième positions angulaires.
La première position angulaire, notamment visible sur la , correspond à la première disposition du bloc batterie 30 dans le véhicule 10 de la . Dans la première position angulaire, les faces principales 46 des enveloppes externes des batteries 40 sont sensiblement verticales, ou inclinées d’un angle α faible par rapport à la verticale. L’angle α est par exemple inférieur ou égal à 10°. En particulier, dans la première position angulaire, le bloc batterie 30 est de préférence plaqué contre un dossier des sièges 21 du véhicule 10.
La deuxième position angulaire correspond à la deuxième disposition du bloc batterie 30 dans le véhicule 10’ de la . Dans la deuxième position angulaire, les faces principales 46 des enveloppes externes des batteries 40 sont sensiblement horizontales. Plus précisément, une face principale 46 de chaque batterie 40 est en vis-à-vis du plancher 22.
La barre de recouvrement 56 s’étend entre une première 76 et une seconde 78 extrémités. La barre de recouvrement 56 présente une section sensiblement en U avec un premier 80 et un deuxième 82 flancs sensiblement parallèles, comme visible sur la .
Dans la configuration assemblée de l’enceinte 42, la barre de recouvrement 56 est assemblée aux première 50 et deuxième 52 coques pour définir l’espace interne 64. Plus précisément, dans la configuration assemblée, le premier flanc 80 recouvre le deuxième bord 74 du cadre 66 de la première coque 50 ; et le deuxième flanc 82 recouvre le bord correspondant du cadre de la deuxième coque 52, comme visible sur la .
Dans la configuration assemblée du mode de réalisation représenté, chacune des première 76 et seconde 78 extrémités de la barre de recouvrement forme une saillie selon Y par rapport aux première 50 et deuxième 52 coques, comme visible sur la .
Le premier 58 et le second 59 organes de verrouillage sont reliés ou aptes à être reliés, respectivement à la première 76 et à la seconde 78 extrémités de la barre de recouvrement 56. Chacun desdits organes 58, 59 de verrouillage est apte à verrouiller ladite première 76 ou seconde 78 extrémités de la barre de recouvrement à l’une des parois latérales 24 de la partie arrière du véhicule, l’enceinte de protection étant dans la première position angulaire, comme visible sur la .
Chacun des premier 58 et second 59 organes de verrouillage comprend par exemple un premier élément (non représenté) monté fixe sur la barre de recouvrement 56 et un second élément (non représenté) monté fixe sur la paroi latérale 24 correspondante, les premier et second éléments étant aptes à s’assembler pour assurer le verrouillage.
Les organes d’amortissement 60 sont réalisés en matériau élastique, par exemple en élastomère. Chaque organe d’amortissement 60 est destiné à être disposé dans l’espace interne 64 de l’enceinte 42, entre une batterie 40 et la première 50 ou la deuxième 52 coque. Pr exemple, un organe d’amortissement 60 est fixé à chaque coin de chaque face principale 46 de l’enveloppe externe 44 de chaque batterie 40. Les organes d’amortissement 60 sont destinés à amortir les chocs de déplacement du véhicule 10 pour protéger les batteries 40.
L’au moins un ventilateur 62 est disposé entre une ouverture 69 de la première 50 ou deuxième 52 coque et l’une des batteries 40. De préférence, chaque batterie 40 est associée à un ventilateur 62. Les ventilateurs sont par exemple fixés au premier bord 72 du cadre de la première coque 50, ou encore à l’une des faces principales 46 de la batterie correspondante. Chaque ventilateur 62 est destiné à refroidir la batterie correspondante en cours de fonctionnement.
L’au moins un moteur 32 électrique est apte à mettre en mouvement le train 18 de roues arrière, alimenté en énergie par le bloc batterie 30.
Dans le mode de réalisation représenté, le kit 12 comporte deux moteurs électriques 32 et deux roues 84. Chaque moteur électrique 32 est logé dans une roue 84. Lesdites roues 84 sont destinées à être montées sur le train 18 arrière du véhicule 10 à la place des roues d’origine.
L’au moins un onduleur est destiné à être installé dans le véhicule 10 et relié au bloc batterie 30 et à l’au moins un moteur 32 électrique pour l'alimentation et la commande dudit moteur.
L’unité 36 de commande électronique est destinée à être installée dans le véhicule 10 et reliée à l’onduleur 34 et/ou au bloc batterie 30 et/ou à l’au moins un moteur 32 électrique, pour la gestion du fonctionnement du kit 12 installé dans ledit véhicule 10.
L’interface 38 est par exemple destinée à être installée sur un tableau de bord du véhicule 10 pour permettre à un conducteur dudit véhicule d’activer manuellement le passage du mode thermique au mode électrique, ou vice-versa, de fonctionnement dudit véhicule. L’interface 38 comporte par exemple un bouton permettant de sélectionner manuellement le mode de fonctionnement du véhicule 10.
Un procédé d’installation du kit 12 de propulsion électrique dans le véhicule 10, en particulier du bloc batterie 30, va maintenant être décrit.
Tout d’abord, les charnières 70 formant l’organe de liaison 54 sont fixées d’une part au plancher 22 de la partie arrière du véhicule 10 et d’autre part au premier bord 72 de la première coque 50.
La première coque 50 est alors disposée de manière à placer sensiblement le cadre 66 dans une position horizontale, contre le plancher 22.
De préférence, des organes 60 d’amortissement sont fixés aux coins des faces principales 46 des batteries 40.
Les batteries 40 sont alors placées sur ledit cadre 66 et les branchements électriques avec l’au moins un moteur 32 et l’au moins un onduleur 34 sont réalisés.
La deuxième coque 52 est alors assemblée à la première coque 50, matérialisant l’enceinte 42 et l’espace interne 64 autour des batteries 40.
L’enceinte 42 est alors dans la deuxième position angulaire, correspondant à la deuxième disposition du bloc batteries 30 dans le véhicule 10’ de la . Une telle disposition permet par exemple de stocker des bagages 90 dans le véhicule 10’ sur le bloc batterie 30.
Afin de modifier la disposition de l’espace de chargement du véhicule 10, l’enceinte 42 est pivotée de la deuxième à la première position angulaire, pour plaquer les batteries 40 contre les sièges 21 du véhicule 10. La barre de recouvrement 56 est assemblée aux première 50 et deuxième 52 coques et fixée aux parois latérales 24 du véhicule 10 au moyen des organes de verrouillage 58, 59.
L’enceinte 42 est alors dans la première position angulaire, correspondant à la première disposition du bloc batteries 30 dans le véhicule 10 de la . Une telle disposition permet par exemple de stocker des bagages 92 dans le véhicule 10 sur le plancher 22, derrière le bloc batterie 30.
Le kit 12 permet de passer de manière réversible de la première à la deuxième disposition du bloc batterie 30, et vice-versa, durant l’utilisation du véhicule 10 équipé dudit kit 12.
Pour démonter le bloc batteries 30, l’enceinte 42 est placée dans la deuxième position angulaire et le procédé inverse du procédé d’installation ci-dessus est mis en œuvre. Ce procédé permet donc de remplacer facilement les batteries 40 si nécessaire.

Claims (9)

  1. Kit (12) de propulsion électrique destiné à être installé dans une partie arrière (20) d’un véhicule (10) thermique à traction, ladite partie arrière du véhicule comprenant un plancher (22) et deux parois (24) latérales ;
    ledit kit comprenant : au moins un premier moteur (32) électrique ; au moins un onduleur (34) pour l'alimentation et la commande de l’au moins un premier moteur électrique ; et au moins une première batterie (40) électrique,
    ledit kit étant caractérisé en ce qu’il comprend en outre une enceinte (42) de protection de batterie, ladite enceinte de protection comprenant :
    - une première (50) et une deuxième (52) coques, destinées à s’assembler l’une à l’autre de manière amovible, telle que dans une configuration assemblée, les première et deuxième coques définissent un espace interne (64) apte à recevoir l’au moins une première batterie électrique ; la première coque comprenant un premier (72) et un deuxième (74) bords opposés ; et
    - un organe de liaison (54), apte à relier de manière pivotante le premier bord de la première coque au plancher de la partie arrière du véhicule, de sorte que, dans la configuration assemblée, l’enceinte de protection est mobile en rotation entre une première et une deuxième positions angulaires par rapport audit plancher (22) de la partie arrière du véhicule, le deuxième bord (74) de la première coque étant plus proche du plancher (22) dans la deuxième position angulaire que dans la première position angulaire.
  2. Kit de propulsion électrique selon la revendication 1, dans lequel l’enceinte (42) de protection comporte en outre une barre (56) de recouvrement, s’étendant entre une première (76) et une seconde (78) extrémités, ladite barre étant destinée à s’assembler aux première et deuxième coques au niveau du deuxième bord (74) de la première coque, pour définir l’espace interne dans la configuration assemblée.
  3. Kit de propulsion électrique selon la revendication 2, dans lequel :
    - dans la configuration assemblée, chacune des première (76) et seconde (78) extrémités de la barre de recouvrement forme une saillie par rapport aux première et deuxième coques ; et
    - le kit comporte en outre un premier (58) et un second (59) organes de verrouillage, chacun desdits organes de verrouillage étant destiné à verrouiller l’une des première et seconde extrémités de la barre de recouvrement à l’une des parois latérales (24) de la partie arrière du véhicule, l’enceinte de protection étant dans la première position angulaire.
  4. Kit de propulsion électrique selon l’une des revendications précédentes, comprenant en outre une pluralité d’organes d’amortissement (60) en matériau élastique, destinés à être disposés dans l’espace interne (64) entre l’au moins une batterie (40) et la première ou la deuxième coque.
  5. Kit de propulsion électrique selon l’une des revendications précédentes, dans lequel au moins l’une des première (50) et deuxième (52) coques présente au moins une ouverture (69) ouvrant sur l’espace interne.
  6. Kit de propulsion électrique selon la revendication 5, comprenant en outre au moins un ventilateur (62) destiné à être disposé dans l’espace interne, entre l’au moins une première batterie (40) et l’au moins une ouverture (69).
  7. Kit de propulsion électrique, comprenant en outre au moins une deuxième batterie (40), l’espace interne (64) de l’enceinte de protection étant configuré pour recevoir simultanément les première et deuxième batteries.
  8. Kit de propulsion électrique selon l’une des revendications précédentes, comprenant en outre : un deuxième moteur électrique (32) ; et une première et une deuxième roues (84), les premier et deuxième moteurs électriques étant logés respectivement dans la première et dans la deuxième roues, les première et deuxième roues étant destinées à être montées sur la partie arrière (20, 18) du véhicule.
  9. Procédé d’installation d’un kit (12) de propulsion électrique selon l’une des revendications précédentes dans une partie arrière d’un véhicule (10) thermique à traction, comprenant les étapes suivantes :
    - fixation de l’organe de liaison (54) au plancher (22) de la partie arrière du véhicule et au premier bord (72) de la première coque (50) ; puis
    - disposition de la première coque dans la deuxième position angulaire ; puis
    - installation de l’au moins une batterie (40) contre la première coque ; et assemblage de la deuxième coque (52) à ladite première coque, matérialisant l’espace interne (64) autour de l’au moins une batterie.
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