FR3140810A1 - Vehicule électrique ou hybride avec cables electriques reliant la machine a la batterie - Google Patents

Vehicule électrique ou hybride avec cables electriques reliant la machine a la batterie Download PDF

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Abstract

Véhicule automobile hybride ou électrique comportant à l’avant du véhicule un berceau (6) disposé sous un groupe motopropulseur (2) équipé d’une machine électrique de traction, une batterie de traction (12) disposée sous l’habitacle du véhicule, des câbles de puissance (14) reliant la batterie (12) à la machine électrique, et comportant un support (18) fixé au berceau (6), réalisant un maintien des câbles (14) entre le groupe motopropulseur (2) et la batterie (12), le support (18) comportant un système de limitation d’effort, qui, lors d’un recul du berceau (6) sous l’effet d’un choc avant avec un déplacement des câbles (14) qui appliquent sur le support (18) une force dépassant un seuil, ce support (18) subit un détachement, une rupture ou un pliage programmé en libérant le maintien des câbles (14). Figure 1

Description

VEHICULE ÉLECTRIQUE OU HYBRIDE AVEC CABLES ELECTRIQUES RELIANT LA MACHINE A LA BATTERIE
La présente invention concerne un véhicule automobile électrique ou hybride comprenant une machine électrique de traction disposée à l’avant du véhicule, reliée par des câbles électriques de puissance à une batterie disposée sous l’habitacle.
Un type de véhicule automobile électrique connu, présenté notamment par le document FR-A1-3108067, comporte dans le compartiment moteur avant du véhicule une traverse fixée par ses extrémités à deux longerons latéraux.
Un groupe motopropulseur comportant une machine électrique de traction disposé suivant une direction transversale du véhicule, et un réducteur entraînant les roues avant du véhicule, est fixé sous la traverse par des liaisons élastiques. Des butées comportant des éléments souples de fin de course sont fixées sur le groupe motopropulseur pour limiter son débattement maximum afin de maintenir ce groupe dans un encombrement défini.
Le groupe motopropulseur comporte un boîtier comprenant une électronique de puissance directement fixé sur le dessus de la machine électrique, pour obtenir une liaison transmettant la puissance qui est très courte. Le boîtier reçoit l’énergie électrique d’une batterie de traction par l’intermédiaire de câbles électriques de puissance présentant une section importante afin de transmettre un ampérage élevé.
Dans le cas d’un caisson de batterie plat fixé sous l’habitacle du véhicule, on a alors les câbles de puissance qui partent du groupe motopropulseur, pour passer sous le tablier avant séparant l’habitacle du compartiment moteur, et atteindre la face avant du caisson de batterie. Pour des véhicules comportant un berceau avant formant une plateforme rigide disposée sous le groupe motopropulseur, qui supporte les bras de suspension du train avant, les câbles de puissance passent alors au-dessus de la partie arrière de ce berceau.
Pour ces véhicules comprenant une machine électrique à l’avant et une batterie plus en arrière sous l’habitacle, il est connu de maintenir les câbles de puissance au-dessus de la partie arrière du berceau, par un support fixé directement sur ce berceau. On obtient alors pour ces câbles de forte section, présentant une rigidité assez élevée, une première longueur entre le groupe motopropulseur et le support, puis une deuxième longueur allant de ce support jusqu’à la batterie.
D’une manière générale pour leur homologation les véhicules sont soumis à des tests de choc frontal sur un mur transversal ou sur un obstacle décalé latéralement, qui entraînent un recul du groupe motopropulseur complet. Afin d’éviter des intrusions d’organes mécaniques dans l’habitacle, pouvant être dangereuses pour les passagers, le groupe motopropulseur recule et la partie arrière du berceau glisse sous le tablier qui protège cet habitacle.
On obtient dans ce cas une réduction de la longueur disponible pour les câbles de puissance, et un recul de leur support fixé sur le berceau qui déplace le point de maintien intermédiaire entraînant un pliage prononcé de ces câbles qui sont relativement rigides, en appliquant dessus des contraintes élevées. De plus le guidage des câbles par le support entraîne des courbures de ces câbles non prévues qui peut poser des problèmes de forte pression sur l’environnement pouvant endommager les câbles ou leurs raccordements, de câbles qui ne sont plus fonctionnels ou de court-circuits dangereux.
La présente invention a notamment pour but d’éviter ces problèmes de l’art antérieur.
Elle propose à cet effet un véhicule automobile hybride ou électrique comportant à l’avant du véhicule un berceau disposé sous un groupe motopropulseur équipé d’une machine électrique de traction, une batterie de traction disposée sous l’habitacle du véhicule, des câbles de puissance reliant la batterie à la machine électrique, et comportant un support fixé au berceau, réalisant un maintien des câbles entre le groupe motopropulseur et la batterie, ce véhicule étant remarquable en ce que le support comporte un système de limitation d’effort, qui, lors d’un recul du berceau sous l’effet d’un choc sur l’avant du véhicule avec un déplacement des câbles qui appliquent sur le support une force dépassant un seuil, ce support subit un détachement, une rupture ou un pliage programmé en libérant le maintien des câbles.
Un avantage de ce véhicule est que par une simple adaptation du support des câbles de puissance, qui peut être faite de manière économique, par des formes adaptées de ce support, on obtient automatiquement lors d’un recul suffisant du groupe motopropulseur entraînant un déplacement des câbles de puissance fortement rigide, un relâchement de ce maintien.
On obtient avec ce relâchement de la liaison entre les câbles et le berceau lors du recul de ce berceau, des câbles qui peuvent prendre suivant leur rigidité des courbures plus libres, avec des rayons de courbure plus importants, ce qui limite les contraintes s’appliquant dessus. Les câbles de puissance sont mieux protégés contre des pressions sur l’environnement, pouvant causer notamment des endommagements des isolants ou des ruptures, ce qui permet d’éviter des incidents graves comme un départ d’incendie. Ces câbles peuvent rester opérationnels.
Le véhicule automobile hybride ou électrique selon l’invention peut comporter de plus une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles.
Avantageusement, le support est formé par une tôle découpée et pliée.
Avantageusement, le support comporte une agrafe fixée dessus qui reçoit les câbles.
Selon un mode de réalisation pour une traction des câbles sur le support dépassant le seuil de force, ces câbles se libèrent de l’agrafe par un détachement.
Dans ce cas, avantageusement l’agrafe comporte des rainures présentant chacune une section formant un arc de cercle dépassant 180°, recevant un câble maintenu par clipsage jusqu’au seuil de force.
Selon un autre mode de réalisation, pour une traction des câbles sur le support dépassant le seuil de force, cette agrafe se détache du support par une rupture.
Dans ce cas, avantageusement l’agrafe est fixée au support par des tenons qui se cassent au-delà du seuil de force.
Avantageusement, les tenons présentent des amorces de rupture au niveau de la cassure.
Selon un autre mode de réalisation, pour une traction des câbles sur le support dépassant le seuil de force, ce support comporte des formes subissant un pliage.
De plus, avantageusement les formes subissant un pliage comportent une rainure réduisant l’épaisseur du support au niveau de ce pliage.
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 en coupe verticale suivant un plan longitudinal médian d'un véhicule électrique selon l'art antérieur ;
est une vue de détail du support des câbles de puissance entre le groupe motopropulseur et la batterie de ce véhicule ;
est une vue en coupe longitudinale de ce véhicule après un choc avant ;
est une vue en coupe longitudinale de détail d’un véhicule selon l’invention après un choc avant
est une vue d’un support de câbles de ce véhicule réalisant un déboîtement, présenté successivement avec et sans les câbles ;
est une vue de côté de l’agrafe de ce support, présenté successivement avec les câbles emboîtés puis déboîtés ;
est une vue de détail d’une première variante de support réalisant un pliage, présenté successivement en vue de face et en vue de côté ;
est une vue de détail de ce type de support avec une inclinaison différente d’une rainure de pliage, présenté successivement avant et après pliage ;
est une vue d’une deuxième variante de support réalisant une rupture ;
présente successivement une vue arrière de l’agrafe de ce support et la rupture des fixations de cette agrafe ; et
présente la rupture d’un autre type de fixation de cette agrafe.
Dans l’ensemble du document la mention au-dessus est relative à la direction verticale d’un véhicule posé sur un sol horizontal.
La présente un véhicule électrique comportant dans le compartiment moteur avant, un groupe motopropulseur 2 comprenant une machine électrique disposée suivant la direction transversale du véhicule, qui est fixée sous une traverse 4 reliée aux longerons avant. Un berceau 6 constitue une plateforme fortement rigide qui est fixée dans le compartiment moteur, au niveau du plancher du véhicule, pour supporter différents organes mécaniques ainsi que les suspensions des roues avant.
Le compartiment moteur recouvert par un capot 8, est séparé de l’habitacle par un tablier 10 formant une tôle rigide qui protège les passagers. Une batterie de traction 12 disposée dans un caisson étanche, forme un ensemble plat qui est fixé sous le plancher de l’habitacle.
Le dessus du groupe motopropulseur 2 comporte une électronique de puissance reliée à deux câbles de puissance 14 qui présentent à leur extrémité arrière un connecteur 16 branché sur la face avant de la batterie 12.
Un support 18 fixé sur l’arrière du berceau 6, maintient les deux câbles de puissance 14 qui passe sous le tablier 10, entre le groupe motopropulseur 2 et le connecteur arrière 16 afin de les guider pour éviter des vibrations et des frottements sur les organes environnants qui pourraient les détériorer. Les câbles 14 forment une légère courbure vers le haut au niveau de l’agrafe 18.
La présente le support 18 formé par une tôle découpée et pliée, comprenant une base horizontale 22 soudée à plat sur un bord arrière 20 du berceau 6, puis une partie montante 24 se terminant par une patte allongée 26 sensiblement verticale. Une agrafe 30 fixée par des perçages 28 sur la patte allongée 26, maintient fortement les deux câbles 14 sur le support 18 qui est rigide.
La présente le recul du groupe motopropulseur 2 sous l’effet d’un choc avant important, qui provoque un pivotement de l’avant de ce groupe vers le haut. Le recul du groupe motopropulseur 2 et du berceau 6 entraîne une réduction de la longueur disponible pour les câbles 14 entre ce groupe et la batterie 12, qui oblige les câbles à accentuer fortement leurs courbures vers le haut au niveau de l’agrafe 18 pour absorber une compression longitudinale. Les câbles 14 ne sont pas libres, on obtient une contrainte forte sur ces câbles qui leur impose un positionnement pouvant les appuyer sur des surfaces voisines, en entraînant des endommagements.
La présente pour un même recul du groupe motopropulseur 2, sur un véhicule selon l’invention, les câbles 14 délivrant pas leur déformation un effort de traction sur le support 18 supérieur à un seuil, qui a provoqué une libération du maintien de ce support par détachement, par rupture du support, ou par son pliage dans le cas d’un support comprenant une amorce de pliage. De cette manière on évite d’imposer aux câbles 14 une contrainte trop élevée, ils sont plus libres pour prendre des courbures naturelles entraînant moins de pression sur leur environnement. Ils risquent moins d’endommagements.
Les figures 5 et 6 présentent un support 18 comportant une agrafe 30 réalisée par un moulage d’une matière plastique, fixée à plat sur la patte verticale de ce support 26, comprenant deux rainures parallèles 40 disposées suivant une direction sensiblement horizontale.
Chaque rainure 40 présente une section formant un arc de cercle dépassant 180°, ce qui permet de fixer dedans un câble 14 par emboîtement et déformation élastique, avec un maintien suffisant dans cette rainure pour une utilisation normale du véhicule. Dans le cas d’un recul du groupe motopropulseur 2, l’effort de traction des câbles 14 sur l’agrafe 30 dépassant un seuil d’effort on obtient un déboîtement de chaque câble qui sort de sa rainure 40, présenté sur le deuxième dessin de la , en évitant une contrainte élevée dessus.
La présente la patte allongée 26 comprenant à sa base inférieure une rainure transversale formée par poinçonnage 50, qui s’étend sur presque toute la largeur de cette base. Un effort sur l’agrafe 30 fixée sur la patte 26 entraîne au-dessus du seuil de force un pliage de cette patte au niveau de la rainure 50 formant un point de faiblesse, qui permet de relâcher l’effort de maintien des câbles 14 fixés dessus.
La présente une rainure similaire 50, inclinée suivant un angle de 45°, qui s’étend aussi sur presque toute la largeur de la base. Un effort sur l’agrafe 30 entraîne dans ce cas un pliage par pivotement de la patte 26 au niveau de la rainure 50, qui permet de relâcher l’effort de maintien des câbles 14 fixés dessus.
En particulier pour les figures 7 et 8 la patte 26 peut être formée dans une tôle d’acier ou d’aluminium présentant une épaisseur comprise entre 1,5 et 2,5mm, la rainure présentant une profondeur comprise entre 1 et 2mm.
Les figures 9 et 10 présentent une agrafe 30 réalisée par moulage d’une matière plastique, comportant deux rainures parallèles 40 disposées sensiblement horizontalement, qui reçoivent chacune un câble avec une tenue importante à un niveau dépassant le seuil d’effort.
L’agrafe 30 dispose sur sa face arrière de deux tenons à bras 42, disposant chacun d’une base cylindrique fixée dans l’agrafe 30, puis traversant la patte 26 pour finir par deux bras élastiques 44 présentant une base comprenant une entaille formant une amorce de rupture, ces bras s’écartant d’abord pour finir par une disposition parallèle entre elles.
Lors de la fixation de l’agrafe 30 les bras 44 sont introduits dans un perçage 28 de la patte 26 en se rapprochant par déformation élastique, pour s’écarter ensuite quand la base de ces bras se trouve dans le perçage. On obtient un clipsage de l’agrafe 30 par les tenons 42.
Le deuxième schéma de la présente lors d’un choc avant sur le véhicule entraînant une forte traction des câbles 14 sur l’agrafe 30 dépassant un seuil d’effort. Les câbles 14 restent maintenus dans cette agrafe 30, et on obtient une rupture de la base des bras 44 au niveau de l’entaille 46 formant l’amorce de rupture.
La présente en variante un autre tenon 50 comportant une base cylindrique maintenue dans l’agrafe 30, traversant un perçage de la patte 26, qui se prolonge par un plot cylindrique de plus grand diamètre 52 venant en appui derrière cette patte pour assurer le maintien de l'agrafe.
Lors d'une forte contrainte sur les câbles 14 appliquant une traction sur l'agrafe 30 dépassant un seuil de résistance, la base de chaque tenon 50, comprenant une entaille d'amorce de rupture 46, se casse au niveau de cette entaille ce qui libère l’agrafe et les câbles.

Claims (10)

  1. Véhicule automobile hybride ou électrique comportant à l’avant du véhicule un berceau (6) disposé sous un groupe motopropulseur (2) équipé d’une machine électrique de traction, une batterie de traction (12) disposée sous l’habitacle du véhicule, des câbles de puissance (14) reliant la batterie (12) à la machine électrique, et comportant un support (18) fixé au berceau (6), réalisant un maintien des câbles (14) entre le groupe motopropulseur (2) et la batterie (12), caractérisé en ce que le support (18) comporte un système de limitation d’effort, qui, lors d’un recul du berceau (6) sous l’effet d’un choc sur l’avant du véhicule avec un déplacement des câbles (14) qui appliquent sur le support (18) une force dépassant un seuil, ce support (18) subit un détachement, une rupture ou un pliage programmé en libérant le maintien des câbles (14).
  2. Véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support (18) est formé par une tôle découpée et pliée.
  3. Véhicule automobile selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le support (18) comporte une agrafe fixée dessus (30) qui reçoit les câbles (14).
  4. Véhicule automobile selon la revendication 3, caractérisé en ce que pour une traction des câbles (14) sur le support (18) dépassant le seuil de force, ces câbles (14) se libèrent de l’agrafe (30) par un détachement.
  5. Véhicule automobile selon la revendication 4, caractérisé en ce que l’agrafe (30) comporte des rainures (40) présentant chacune une section formant un arc de cercle dépassant 180°, recevant un câble (14) maintenu par clipsage jusqu’au seuil de force.
  6. Véhicule automobile selon la revendication 3, caractérisé en ce que pour une traction des câbles (14) sur le support (18) dépassant le seuil de force, cette agrafe (30) se détache du support (18) par une rupture.
  7. Véhicule automobile selon la revendication 6, caractérisé en ce que l’agrafe (30) est fixée au support (18) par des tenons (42) qui se cassent au-delà du seuil de force.
  8. Véhicule automobile selon la revendication 7, caractérisé en ce que les tenons (42) présentent des amorces de rupture (46) au niveau de la cassure.
  9. Véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que pour une traction des câbles (14) sur le support (18) dépassant le seuil de force, ce support (18) comporte des formes subissant un pliage.
  10. Véhicule automobile selon la revendication 9, caractérisé en ce que les formes subissant un pliage comportent une rainure (50) réduisant l’épaisseur du support (18) au niveau de ce pliage.
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