FR3142701A1 - Vehicule electrique comportant des batteries de traction securisees dans des coffres lateraux en cas de choc lateral - Google Patents

Vehicule electrique comportant des batteries de traction securisees dans des coffres lateraux en cas de choc lateral Download PDF

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Abstract

Véhicule automobile électrique ou hybride comportant sur au moins un côté d’un plancher de l’habitacle un coffre latéral (30) fermé par un capot qui contient au moins une batterie latérale (20), ce véhicule comportant suivant sa direction transversale, derrière chaque batterie (20), un rail de guidage qui en direction du centre du véhicule descend, pour en cas de choc latéral (C) reculant la batterie (20) la guider vers le bas sous le véhicule, et comportant un dispositif d’accrochage automatique de la batterie (20) sur la caisse du véhicule lors de ce recul. Figure 1.

Description

VEHICULE ELECTRIQUE COMPORTANT DES BATTERIES DE TRACTION SECURISEES DANS DES COFFRES LATERAUX EN CAS DE CHOC LATERAL
La présente invention concerne un véhicule automobile électrique ou hybride comportant des batteries d’alimentation d’une machine électrique de traction disposées dans des coffres latéraux de l’habitacle, qui sont sécurisées en cas de chocs latéraux.
Un type de véhicule électrique connu, présenté notamment par le document FR-A1-3121396, comporte un plancher disposé sous l’habitacle, recevant un module de batterie fixé à plat sur ce plancher. De cette manière on utilise une grande surface se trouvant à la base de l’habitacle, permettant de prévoir sur cette surface un volume important d’installation de la batterie de traction, donnant au véhicule un centre de gravité qui est bas.
Le véhicule comporte de plus de chaque côté du plancher un longeron latéral formé par un profilé en alliage d’aluminium, présentant une section transversale disposant d’une hauteur et d’une largeur importante, formée par de nombreuses cellules longitudinales intérieures qui permettent d’obtenir à la fois une rigidité élevée de ce longeron et une masse réduite.
Chaque longeron forme une structure rigide reliant les pieds des montants disposés sur les côtés des portes, qui en cas d’accident forme un pare-chocs résistant à des chocs latéraux en protégeant la batterie se trouvant derrière. Chaque longeron comporte de plus un rebord inférieur dépassant en dessous du plancher supportant la batterie, pour protéger cette batterie en cas de choc sous le véhicule.
Par ailleurs certains véhicules électriques ou hybrides comportent de chaque côté du plancher de l’habitacle, entre les roues, un coffre allongé fermé sur le côté extérieur par un capot mobile, recevant une ou plusieurs batteries additionnelles de traction du véhicule, qui sont facilement accessibles et peuvent être rapidement échangées. Dans ce cas le capot mobile forme vers l’extérieur, suivant la direction transversale, la seule protection des batteries se trouvant dans le coffre pour les protéger des chocs latéraux.
Toutefois en cas de choc important sur le côté du véhicule, on peut obtenir un enfoncement du capot par des déformations ou des ruptures de ce capot ou de ses fixations. Suivant son enfoncement, le capot peut prendre ensuite appui sur les batteries additionnelles disposées derrière pour tendre à les repousser vers l’intérieur du véhicule, avec un risque d’impact sur des éléments se trouvant derrière et d’endommagement. En particulier dans le cas où une batterie de traction est disposée sous le plancher de l’habitacle, derrière les batteries additionnelles, on risque de l’endommager et d’entraîner des problèmes de sécurité.
La présente invention a notamment pour but d’éviter ces problèmes de l’art antérieur.
Elle propose à cet effet un véhicule automobile électrique ou hybride comportant sur au moins un côté d’un plancher de l’habitacle un coffre latéral qui contient au moins une batterie latérale, ce véhicule étant remarquable en ce qu’il comporte suivant la direction transversale du véhicule, derrière chaque batterie, un rail de guidage qui en direction du centre du véhicule descend pour en cas de choc latéral reculant la batterie la guider vers le bas sous le véhicule, et comporte un dispositif d’accrochage automatique de la batterie sur la caisse du véhicule lors de ce recul.
Un avantage de ce véhicule est que par la combinaison des rails de guidage et des dispositifs d’accrochages automatiques, en cas de choc latéral important sur le véhicule propulsant les batteries contenues dans les coffres latéraux vers l'axe du véhicule, on obtient pour ces batteries à la fois un guidage vers le bas sous le plancher permettant d’éviter de percuter des éléments sensibles se trouvant derrière, et une fixation supplémentaire à la caisse du véhicule qui évite leur décrochement complet et une projection hors du véhicule
Le véhicule automobile électrique ou hybride selon l’invention peut comporter de plus une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles.
Avantageusement, le rail de guidage est formé par une tôle.
Dans ce cas, avantageusement la tôle du rail de guidage comporte un bord inférieur incliné comprenant un pliage formant une surface plate constituant le guidage de la batterie.
Avantageusement, chaque batterie comporte deux rails de guidage qui sont disposés derrière cette batterie.
Avantageusement, le dispositif d’accrochage automatique comporte une partie fixe fixée à la caisse du véhicule et une partie mobile fixée en arrière de la batterie.
Dans ce cas avantageusement la partie mobile et la partie fixe sont alignées suivant la direction transversale du véhicule, pour permettre un accrochage de la batterie en cas de recul suivant cette direction.
De plus, avantageusement le dispositif d’accrochage comporte un système d’engagement d’une partie sur l’autre, et un système de verrouillage qui empêche la sortie de ce système d’engagement.
Avantageusement, le dispositif d’accrochage comporte un axe lié à une partie, qui s’engage dans un perçage de l’autre partie.
En particulier, le système de verrouillage peut comporter des billes maintenues dans des logements de l’axe, qui ressortent en partie de ces logements après le passage du perçage au-dessus de ces billes.
Selon un mode de réalisation, le véhicule comporte une batterie principale d’alimentation d’une machine électrique de traction, fixée sur une partie centrale du plancher du véhicule, les rails de guidage étant suivant la direction transversale interposés entre les batteries latérales et la batterie principale.
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 schématique de dessus d’un véhicule selon l’invention montrant le recul d’une batterie lors d’un choc latéral ;
est une vue en coupe transversale du coffre latéral de ce véhicule au niveau d’une batterie ;
est une vue en perspective de deux rails de guidage fixés derrière une batterie ;
est une vue de détail du rail de guidage de cette batterie ; et
est une vue de détail du dispositif d’accrochage dans sa position verrouillée après un recul de la batterie entraîné par un choc latéral.
Dans l’ensemble du document la direction inférieure ou dessous est relative à un véhicule posé sur un sol horizontal, le côté avant indiqué par la flèche AV est relatif à son sens de marche. Suivant la direction transversale du véhicule, la direction intérieure indiquée par la flèche INT est tournée vers le centre du véhicule.
La présente un véhicule électrique léger ou quadricycle comportant un châssis formé par deux longerons 2 reliés par des traverses 4, supportant un train avant 6, et un système de direction commandant ce train avant 8 disposé devant un siège du conducteur 10.
Le véhicule comporte une motorisation 12 comprenant une machine électrique entraînant les roues de l’essieu arrière 14, qui est alimentée par une batterie principale 16 disposée à plat sur un plancher entre les longerons 2 du châssis.
La réglementation des quadricycles impose une limitation de puissance de la motorisation, en particulier une puissance de 6kW. La batterie principale 16 montée en série sur ces véhicules possède une petite capacité, de l’ordre de 6kW/h, afin d’obtenir un encombrement et une masse réduits qui sont adaptés à ce type de véhicule.
Pour prévoir une augmentation de l’autonomie du véhicule, des batteries latérales additionnelles 20 sont ajoutées dans des coffres 30 formés de chaque côté du véhicule, entre les deux roues, qui sont disposés transversalement entre le longeron du châssis 2 et un capot extérieur mobile 22 fermant chaque coffre. Chaque capot mobile 22 est fixé à ses deux extrémités au pied de montants 24 disposés à l’avant et à l’arrière d’une porte latérale du véhicule, formant des parties fortement rigides de la caisse du véhicule.
De chaque côté du véhicule on peut ouvrir le capot 22, et retirer des batteries additionnelles 20 déchargées pour les remplacer par des chargées en les avançant vers l’intérieur pour les fixer et les connecter dans le coffre 30. En particulier on peut ajouter des batteries additionnelles 20 présentant chacune une capacité d’environ 1 à 1,25kW/h, ce qui permet d’utiliser des batteries présentant un poids limité, qui peuvent être facilement portées par le conducteur.
Les batteries portables additionnelles 20 de petite dimension permettent d’effectuer rapidement, sans matériel de soulèvement, un échange de batteries pour retirer des batteries déchargées et mettre à la place des batteries rechargées.
Les figures 2, 3, 4 et 5 présentent le coffre 30 contenant une batterie 20 mise en position d'utilisation, le capot 22 de ce coffre étant fermé.
La paroi interne 32 du coffre 30 comporte au fond vers l’intérieur une prise 34 recevant un connecteur 36 disposé sur la face intérieure de la batterie 20. La pose et la dépose de la batterie 20 s’effectuant par un mouvement T suivant la direction transversale du véhicule, on obtient automatiquement un branchement ou un débranchement du connecteur 36 sur la prise 34 ce qui simplifie les opérations de changement des batteries.
Les extrémités de la paroi interne 32 tournées vers l’extérieur, au-dessus et en dessous de la batterie 20, comportent une étanchéité souple 38 qui reçoit l’appui du capot 22 pour rendre le coffre 30 étanche afin d’éviter l’introduction d’eau et de poussière.
La base du capot 22 comporte un pivot 40 disposé suivant la direction longitudinale, qui permet un pivotement de ce capot s’abaissant vers l’extérieur pour ouvrir le coffre 30. Le capot 22 formé par extrusion d’un alliage d’aluminium, lui donnant une section transversale constante, comporte sur sa face extérieure verticale cinq alvéoles superposées 42 qui apportent à ce capot une grande rigidité, en particulier pour résister à des chocs latéraux sur le véhicule.
Suivant la direction transversale un volume intermédiaire 58 disposé entre la paroi interne 32 et un longeron du châssis 2, comporte des rails de guidage 50 présentant un bord inférieur incliné 56 qui est sensiblement droit, partant vers l’extérieur du niveau supérieur de la batterie 20, pour finir vers l’intérieur au niveau du plancher 48 sous la caisse. Chaque batterie 20 comporte deux rails de guidage 50 disposés face à sa face arrière.
Le rail de guidage 50 détaillé par la , formé par une tôle pliée, présente dans le plan transversal du véhicule une forme globalement triangulaire, comprenant sur les bords intérieur et supérieur un rebord plié 54 permettant de souder ce rail sur la caisse du véhicule.
Le bord inférieur incliné 56 est formé aussi par un rebord plié pour lui donner de la rigidité. La face centrale du rail de guidage 50 comporte des perçages 52 pour alléger la pièce.
En cas de choc latéral important C sur le capot 22, qui est transmis à la batterie 20, cette batterie recule en traversant la paroi interne 32 du coffre 30. La partie supérieure arrière de la batterie 20 arrive ensuite en contact avec le bord inférieur incliné 56 du rail de guidage 50, qui est fortement rigide, ce qui guide cette batterie dans le mouvement G de descente en même temps que son recul vers le centre du véhicule. En cas de recul important de la batterie 20, son extrémité arrière passe sous le plancher 48.
De cette manière on empêche la batterie additionnelle 20 de pénétrer dans le volume occupé par la batterie principale 16, ce qui évite tout choc important et intrusion vers cette batterie principale qui est protégée.
La face intérieure verticale de la paroi interne 32 comporte un dispositif d’accrochage automatique disposé face à la batterie 20, comprenant une partie fixée sur cette paroi 60 et une partie mobile 62 disposée sur la face arrière de cette batterie.
La partie fixe 60 du dispositif d’accrochage, détaillée , comporte un support en tôle 68 fixé à la paroi interne 30 par des rivets 70, comprenant un bossage central tourné vers l’extérieur qui reçoit un axe 72 orienté suivant la direction transversale, présentant à son extrémité extérieure un cône d’entrée, et à son extrémité intérieure une embase 74 de fixation sur le support.
L’axe 72 entouré par un ressort hélicoïdal 76, comporte près de son extrémité extérieure un verrouillage par billes 78 disposées dans des perçages radiaux, poussées par des éléments de rappel élastique, qui dépassent légèrement du contour de cet axe.
La partie mobile 62 du dispositif d’accrochage comporte un support mobile en tôle 64, fixé sur la face arrière de la batterie 20, comprenant un bossage central tourné vers l’intérieur qui reçoit une rondelle de renforcement 66 présentant un perçage aligné sur l’axe 72.
Dans le cas d’un recul suffisant de la batterie 20, avant qu’elle n’arrive sur le rail de guidage 50 pour commencer son mouvement de descente, grâce à son cône d’entrée l’axe 72 entre sur le perçage de la rondelle 66 de la partie mobile 62. Cette rondelle 66 comporte un chanfrein d’entrée tourné vers l’intérieur, qui lui permet de rentrer les billes du verrouillage 78 dans l’axe 72 pour passer au-dessus.
La rondelle 66 de la partie mobile 62 en fin de course à comprimé le ressort 66, et a dépassé les billes du verrouillage 78 qui ressortent de la tige par la détente de leur rappel élastique. On obtient un accrochage automatique de l’arrière de la batterie 20, la partie mobile 62 est fermement fixée sur l’axe 72 de la partie fixe 60, sans jeu, le ressort hélicoïdal 76 maintenant la rondelle 66 en appui sur le verrouillage à billes 78.
La batterie 20 peut ensuite poursuivre son mouvement sous l’effet du choc, qui est toutefois limité par le rail de guidage 50 lui imposant le mouvement de guidage G, et par des déformations de la paroi interne 32 qui maintient toujours l’extrémité arrière de cette batterie grâce au dispositif d’accrochage automatique qui est engagé. La batterie 20 ne peut pas se détacher complètement du véhicule.

Claims (10)

  1. Véhicule automobile électrique ou hybride comportant sur au moins un côté d’un plancher de l’habitacle un coffre latéral (30) qui contient au moins une batterie latérale (20), caractérisé en ce qu’il comporte suivant la direction transversale du véhicule, derrière chaque batterie (20), un rail de guidage (50) qui en direction du centre du véhicule descend pour en cas de choc latéral (C) reculant la batterie (20) la guider vers le bas sous le véhicule, et comporte un dispositif d’accrochage automatique de la batterie (20) sur la caisse du véhicule lors de ce recul.
  2. Véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rail de guidage (50) est formé par une tôle.
  3. Véhicule automobile selon la revendication 2, caractérisé en ce que la tôle du rail de guidage (50) comporte un bord inférieur incliné (56) comprenant un pliage formant une surface plate constituant le guidage de la batterie (20).
  4. Véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque batterie (20) comporte deux rails de guidage (50) qui sont disposés derrière cette batterie (20).
  5. Véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif d’accrochage automatique comporte une partie fixe (60) fixée à la caisse du véhicule et une partie mobile (62) fixée en arrière de la batterie (20).
  6. Véhicule automobile selon la revendication 5, caractérisé en ce que la partie mobile (62) et la partie fixe (60) sont alignées suivant la direction transversale du véhicule, pour permettre un accrochage de la batterie (20) en cas de recul suivant cette direction.
  7. Véhicule automobile selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif d’accrochage comporte un système d’engagement d’une partie sur l’autre, et un système de verrouillage (78) qui empêche la sortie de ce système d’engagement.
  8. Véhicule automobile selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que le dispositif d’accrochage comporte un axe (72) lié à une partie, qui s’engage dans un perçage (66) de l’autre partie.
  9. Véhicule automobile selon les revendications 7 et 8, caractérisé en ce que le système de verrouillage (78) comporte des billes maintenues dans des logements de l’axe (72), qui ressortent en partie de ces logements après le passage du perçage (66) au-dessus de ces billes.
  10. Véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte une batterie principale (16) d’alimentation d’une machine électrique de traction, fixée sur une partie centrale du plancher du véhicule (48), les rails de guidage (50) étant suivant la direction transversale interposés entre les batteries latérales (20) et la batterie principale (16).
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