WO2023052699A1 - Véhicule automobile avec reprise d'effort de choc arrière par un bac de batteries de traction - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un véhicule automobile comprenant une structure (8) avec un plancher, un bac (2) pour accumulateurs d'énergie électrique de traction, disposé sous le plancher et comprenant deux profilés latéraux (6), un train arrière (4) disposé à l'arrière du bac (2) et fixé à la structure par des moyens de fixation (10). Le véhicule automobile est remarquable en ce que les moyens de fixation sont fixés, en outre, à chacun des deux profilés latéraux via une pièce de liaison (20, 30, 40), respectivement.
Description
DESCRIPTION
TITRE : VÉHICULE AUTOMOBILE AVEC REPRISE D’EFFORT DE CHOC ARRIÈRE PAR UN BAC DE BATTERIES DE TRACTION
Domaine technique
La présente invention revendique la priorité de la demande française 2110255 déposée le 29 septembre 2021 , dont le contenu (texte, dessins et revendications) est ici incorporé par référence.
La présente invention concerne le domaine des véhicules automobiles, plus particulièrement le domaine de la structure de véhicules automobiles.
Technique antérieure
La capacité d’un véhicule automobile à assurer la sécurité de ses occupants en cas de collision est évaluée par des tests de collision suivant différents protocoles déterminés par différents organismes comme notamment le NHTSA, acronyme de « The National Highway Traffic Safety Administration », agence fédérale américaine des États-Unis chargée de la sécurité routière.
Parmi les différents protocoles de collision, on compte le protocole de choc arrière par une barrière déformable de 1368 kg se déplaçant à 80 km/h vers l’arrière d’un véhicule automobile à l’arrêt, avec un recouvrement de 70%, ainsi que le protocole de choc arrière par une barrière rigide de 1800 kg se déplaçant à 51 km/h vers l’arrière d’un véhicule automobile à l’arrêt, avec un recouvrement de 100%. Le premier protocole est particulièrement contraignant par l’intrusion importante résultant du recouvrement partiel. Le deuxième protocole est également particulièrement contraignant d’un point de vue des accélérations générées, dues à la rigidité et la masse de la barrière.
Satisfaire ces protocoles de collision, en particulier sur les véhicules à traction électrique équipés de batteries de traction particulièrement lourdes, impose des mesures de renforcement de la structure du véhicule, pouvant conduire à du surpoids et des surcoûts de fabrication, généralement indésirables.
Le document de brevet publié FR 3 103450 A1 propose une structure de véhicule automobile à traction électrique, apte à protéger les batteries de traction en cas collision arrière. À cet effet, le bac de réception des batteries de traction comprend
deux profilés latéraux et un profilé transversal arrière fixé aux extrémités arrière des profilés latéraux. En cas de collision arrière, l’essieu du train arrière se déplace vers l’avant et entre en butée contre le profilé transversal arrière. Les fixations du profilé transversal arrière aux extrémités arrière des profilés latéraux sont en forme de bec de manière à contrôler la déformation des profilés. Cette solution vise essentiellement à protéger les batteries de traction.
Exposé de l'invention
La présente invention a pour objectif de pallier au moins un des inconvénients de l’état de la technique susmentionné. Plus particulièrement, l’invention a pour objectif d’améliorer le comportement d’un véhicule automobile à traction électrique aux protocoles de collision arrière, et ce de manière économique et sans ajout de poids significatif.
À cet effet, l’invention a pour objet un véhicule automobile comprenant :
- une structure avec un plancher ;
- un bac pour accumulateurs d’énergie électrique de traction, disposé sous le plancher et comprenant deux profilés latéraux ;
- un train arrière disposé à l’arrière du bac et fixé à la structure par des moyens de fixation ; remarquable en ce que les moyens de fixation sont fixés, en outre, à chacun des deux profilés latéraux via une pièce de liaison, respectivement.
Avantageusement, la pièce de liaison assure une liaison directe entre les moyens de fixation et les profilés latéraux.
Selon un mode de réalisation, les moyens de fixation comprennent à chaque côté latéral du véhicule automobile :
- un noyau fixé à la structure ;
- une bague entourant le noyau et liée au train arrière ;
- un élastomère reliant le noyau et la bague ; chacune des pièces de liaison étant fixée à un des noyaux. Ces moyens de fixation sont avantageusement des silentblocs, plus avantageusement deux silentblocs.
Selon un mode de réalisation, chaque noyau comprend une portion de tube vertical traversée par une vis, avec une face supérieure contre la structure et une face inférieure contre la pièce de liaison correspondante traversée par ladite vis.
Selon un mode de réalisation, chacune des pièces de liaison comprend une patte avec une extrémité avant fixée au profilé latéral correspondant et une extrémité arrière fixée aux moyens de fixation.
Selon un mode de réalisation, chacune des deux pattes est coudée à 90°.
Selon un mode de réalisation, chacun des deux profilés latéraux présente une section transversale formant au moins une cavité, l’extrémité avant de chacune des deux pattes étant encastrée dans l’au moins une cavité.
Selon un mode de réalisation, le véhicule automobile comprend, à chaque côté latéral du véhicule automobile, une pièce de fixation du bac à la structure, respectivement, chacune desdites pièces de fixation étant adjacente au profilé latéral correspondant et ayant une face supérieure fixée à ladite structure.
Selon un mode de réalisation, chacune des pièces de liaison comprenant une patte complémentaire avec une extrémité avant rigidement liée à la pièce de fixation et une extrémité arrière rejoignant l’extrémité arrière de la patte correspondante.
Selon un mode de réalisation, le train arrière comprend un berceau comprenant les moyens de fixation.
Selon un mode de réalisation, chacun des profilés latéraux est un profilé rectiligne extrudé avec une section transversale formant plusieurs cavités fermées.
Brève description des dessins
[Fig 1] est une vue latérale d’une structure de véhicule lors d’un protocole de choc arrière ;
[Fig 2] représente une vue d’en dessous d’un véhicule selon un premier mode de réalisation de l’invention ;
[Fig 3] représente une vue en perspective de la pièce de liaison selon le premier mode de réalisation de l’invention ;
[Fig 4] est une vue en perspective de la pièce de liaison selon le premier mode de réalisation de l’invention ;
[Fig 5] représente une vue d’en dessous partielle d’un véhicule selon un deuxième mode de réalisation de l’invention ;
[Fig 6] est une vue en perspective de la pièce de liaison selon un troisième mode de réalisation de l’invention.
Description détaillée
La partie supérieure de la figure 1 est une vue latérale d’un véhicule conventionnel lors d’un protocole de choc arrière, ledit véhicule comprend une structure 8 avec un plancher, un bac 2 pour accumulateurs d’énergie électrique de traction, couramment appelé un bac batterie, disposé sous le plancher et comprenant deux profilés latéraux 6, un train arrière 4 disposé à l’arrière du bac 2 et fixé à la structure 8 par des moyens de fixation 10, le véhicule subit l’effort du choc arrière causé par une barrière de choc arrière 1 principalement au niveau de la structure 8 et du train arrière 4 et cela, sans passer par le bac 2, ledit effort est illustré par des flèches.
Par ailleurs, la partie inférieure de la figure 1 , est une vue latérale d’un véhicule selon l’invention lors d’un protocole de choc arrière, comprenant une pièce de liaison 20, 30, 40, en l’occurrence selon trois modes de réalisation qui vont être décrits ci- après, entre le train arrière 4 et chacun des deux profilés latéraux 6 du bac 2. Chacune des deux liaisons mécaniques 20, 30, ou 40 est réalisée, au train arrière 4, avec les moyens de fixation 10 dudit train arrière 4 à la structure 8, de manière à permettre une transmission de l’effort du choc arrière vers les profilés latéraux 6 en passant d’abord par la structure 8, le train arrière 4, ensuite par les moyens de fixation 10 et les profilés 6 du bac 2. La flèche inférieure gauche illustre la reprise de l’effort par les profilés 6 du bac 2. Les deux profilés latéraux 6 appartenant au bac 2 sont en principe très dimensionnés pour permettre leur résistance lors d’un test de collision suivant un protocole de choc latéral contre un poteau vertical et peuvent ainsi participer de manière substantielle à la reprise d’effort et d’énergie de collision arrière.
Avantageusement, la pièce de liaison 20, 30, 40 assure une liaison directe entre les moyens de fixation 10 et les profilés latéraux 6.
Les figures 2 et 3 illustrent un premier mode de réalisation de l’invention, la liaison mécanique entre les moyens de fixation 10 et les profilés latéraux 6 est une liaison directe assurée par la pièce de liaison 20. Le train arrière 4 comporte un berceau 5 fixé à la structure 8 par les moyens de fixation 10.
Préférentiellement, le berceau 5 du train arrière 4 présente des bagues 14 liées aux moyens de fixation 10.
En référence à la figure 3, chacun des moyens de fixation 10 comprend à chaque côté latéral du véhicule automobile :
- un noyau 12 fixé à la structure et comprenant un embout 13 ;
- un élastomère 16 de type silentbloc reliant le noyau 12 et la bague 14 ; chacune des pièces de liaison 20 étant fixée à un des noyaux 12.
Avantageusement, chaque noyau 12 comprend une portion de tube vertical traversée par une vis, avec une face supérieure 18 contre la structure 8 et une face inférieure 19 contre la pièce de liaison 20 correspondante traversée par ladite vis.
En référence à la figure 3, la pièce de liaison 20 comprend une patte 22 avec une extrémité avant 21 fixée au profilé latéral correspondant et une extrémité arrière 23 fixée aux moyens de fixation 10.
Préférentiellement, l’embout 13 appartenant au noyau 12 a une surface extérieure cylindrique en contact avec l’extrémité arrière 23 appartenant à la patte 22 lui permettant d’assurer la liaison directe et rigide entre la structure 8 et la pièce de liaison 20 correspondante.
Chacun des profilés latéraux 6 est de préférence un profilé rectiligne extrudé, en outre, de préférence fabriqué à partir d'un alliage de métaux légers, en particulier un alliage d'aluminium. De préférence, les profilés latéraux 6 sont des profilés creux multi-chambres comportant au moins une cavité 7.
La fixation du bac 2 à la structure 8 est assurée par au moins une pièce de fixation 24 disposée à chaque côté latéral du véhicule automobile et adjacente au profilé latéral 6 correspondant, ladite pièce de fixation 24 comporte une face supérieure 26 fixée à ladite structure 8 préférentiellement au moyen d’une vis. Le bac 2 comprend une face arrière 3, la pièce de fixation 24 est en contact direct avec ladite face arrière 3.
La patte 22 peut être une pièce moulée sous pression, une pièce emboutie, une pièce forgée ou encore une pièce mécano-soudée, et est en outre de préférence fabriquée à partir d'un alliage de métaux légers et rigides, en particulier un alliage d'aluminium.
La fixation de la patte 22 avec le profilé latéral 6 peut être formée par soudure, par exemple par un ou plusieurs cordons de soudure et/ou par des points de soudure.
La patte 22 peut faire partie de la pièce de fixation 24, formant ainsi une seule et même pièce. À cet effet, ladite pièce formée par la patte 22 et la pièce de fixation 24 peut être une pièce moulée et est en outre de préférence fabriquée à partir d'un alliage de métaux légers et rigides, en particulier un alliage d'aluminium.
La figure 4 illustre une vue en perspective de la pièce de liaison 20 comportant la patte 22 ayant l’extrémité avant 21 qui peut être destinée à s’encastrer dans l’au moins une cavité du profilé latéral du bac batterie.
Préférentiellement, l’encastrement de la patte 22 est assuré au moyen d’un pion 9 appartenant au profilé latéral 6, de préférence, ledit pion 9 est positionné à l’intérieur de la cavité appartenant au profilé latéral et est destiné à être encastré par coincement dans une cavité appartenant à l’extrémité avant 21 de la patte 22.
Parallèlement à l’encastrement de la patte 22 dans le profilé latéral 6, une fixation de l’extrémité avant 21 de la patte 22 peut être réalisée avec le bac, ladite fixation peut être formée par soudure. Dans cette optique, les soudures peuvent être réalisées directement sur la face arrière du bac.
Préférentiellement, l’embout 13 appartenant au noyau d’un des moyens de fixation 10 a une surface extérieure cylindrique en contact avec l’extrémité arrière 23 appartenant à la patte 22 lui permettant d’assurer la liaison directe et rigide entre la structure 8 et la pièce de liaison 20 correspondante.
La figure 5 illustre un deuxième mode de réalisation de l’invention consistant à assurer une liaison directe entre les moyens de fixation 10 et le profilé latéral 6 au moyen d’une pièce de liaison 30.
De préférence, chacun des moyens de fixation 10 comprend à chaque côté latéral du véhicule automobile le noyau fixé à la structure 8, l’élastomère de type silentbloc reliant le noyau et la bague, chacune des pièces de liaison 30 étant fixée à un des noyaux.
Avantageusement, chaque noyau comprend une portion de tube vertical traversée par une vis, avec une face supérieure contre la structure et une face inférieure contre la pièce de liaison 30 correspondante traversée par ladite vis.
De préférence, la pièce de liaison 30 comprend une patte 32 coudée à 90° et ayant une extrémité avant 31 fixée au profilé latéral 6 correspondant et une extrémité arrière 33 fixée aux moyens de fixation 10.
Préférentiellement, la surface extérieure cylindrique de l’embout appartenant au noyau relié à la structure 8 est en contact avec l’extrémité arrière 33 de la patte 32 lui permettant d’assurer la liaison directe et rigide entre la structure 8 et la pièce de liaison 30 correspondante.
L’extrémité avant 31 de la pièce de liaison 30 peut être destinée à s’encastrer dans l’au moins une cavité du profilé latéral 6 du bac 2.
La patte 32 peut être une pièce moulée sous pression, une pièce emboutie ou une pièce forgée et est en outre de préférence fabriquée à partir d'un alliage de métaux légers et rigides, en particulier un alliage d'aluminium.
La fixation de la patte 32 avec le profilé latéral 6 est de préférence formée par un encastrement de l’extrémité avant 31 dans l’au moins une cavité, ledit encastrement peut être obtenu par le coincement de l’extrémité avant 31 dans l’au moins une cavité.
La figure 6 illustre un troisième mode de réalisation de l’invention consistant à assurer une liaison entre les moyens de fixation 10 et le profilé latéral au moyen d’une pièce de liaison 40.
De préférence, chacun des moyens de fixation 10 comprend à chaque côté latéral du véhicule automobile le noyau fixé à la structure, l’élastomère de type silentbloc reliant le noyau et la bague, chacune des pièces de liaison 40 étant fixée à un des noyaux.
Avantageusement, chaque noyau comprend une portion de tube vertical traversée par une vis, avec une face supérieure contre la structure et une face inférieure contre la pièce de liaison 40 correspondante traversée par ladite vis.
De préférence, la pièce de liaison 40 comprend la patte 32 coudée à 90° et ayant l’extrémité avant 31 fixée au profilé latéral correspondant et l’extrémité arrière 33 fixée aux moyens de fixation 10.
La fixation du bac à la structure est assurée par l’au moins une pièce de fixation adjacente au profilé latéral correspondant, la face supérieure appartenant à ladite
pièce de fixation est fixée à ladite structure préférentiellement au moyen d’une vis. La pièce de fixation est en contact direct avec la face arrière du bac.
En parallèle de la patte 32, la pièce de liaison 40 comprend également une patte complémentaire 42 avec une extrémité avant 41 rigidement liée à la pièce de fixation et une extrémité arrière 43 rejoignant l’extrémité arrière 33 de la patte 32 correspondante.
La patte 32 appartenant à la pièce de liaison 40 peut être une pièce moulée sous pression, une pièce emboutie ou une pièce forgée et est en outre de préférence fabriquée à partir d'un alliage de métaux légers et rigides, en particulier un alliage d'aluminium.
La fixation de la patte 32 avec le profilé latéral 6 est de préférence formée par un encastrement de l’extrémité avant 31 dans l’au moins une cavité, ledit encastrement peut être obtenu par le coincement de l’extrémité avant 31 dans l’au moins une cavité.
De préférence, la patte complémentaire 42 fait partie de la pièce de fixation, formant ainsi une seule et même pièce. À cet effet, ladite pièce formée par la patte complémentaire 42 et la pièce de fixation peut être une pièce moulée et est en outre de préférence fabriquée à partir d'un alliage de métaux légers et rigides, en particulier un alliage d'aluminium.
L’extrémité avant 41 de la patte complémentaire 42 peut être directement fixée à la patte de fixation, ladite fixation peut être formée par un ou plusieurs cordons et/ou par des points de soudure. À cet effet, la patte complémentaire 42 peut être une pièce moulée sous pression, une pièce emboutie ou une pièce forgée et est en outre de préférence fabriquée à partir d'un alliage de métaux légers et solides, en particulier un alliage d'aluminium.
De préférence, la surface extérieure cylindrique de l’embout appartenant au noyau relié à la structure est en contact avec l’extrémité arrière 43 appartenant à la patte complémentaire 42 lui permettant d’assurer la liaison rigide entre la structure et la pièce de liaison 40 correspondante, ladite extrémité arrière 43 rejoint l’extrémité arrière 33 de la patte 32.
Préférentiellement, l’extrémité arrière 43 ainsi que l’extrémité arrière 33 comportent un axe d’articulation 17 commun aux deux extrémités arrière 43, 33. À cet égard,
ladite extrémité arrière 33 est en forme de fourche, ladite fourche appartenant à la patte 32 est configurée pour être en contact direct avec la face inférieure d’un des moyens de fixation 10. Avantageusement, l’articulation 17 entre la patte 32 et la patte complémentaire 42 permet une meilleure transmission d’effort en cas de choc arrière vers l’un des deux profilés latéraux 6 en évitant une rupture transversale de la patte 32.
L’installation de la pièce de liaison 20, 30, 40 selon l’invention dans un véhicule automobile comprenant une batterie de traction permet en outre, la transmission de l’effort du choc arrière causé par la barrière de choc arrière vers les profilés latéraux en passant d’abord par la structure, le train arrière, ensuite par les moyens de fixation 10 et le profilé du bac batterie. Avantageusement, cela permet de gagner de la masse au niveau de la structure du véhicule.
De façon avantageuse, l’invention permet un gain de masse significatif sur la structure de tous les véhicules automobiles équipés d’une pièce de liaison 20, 30, 40 et parallèlement, le comportement desdits véhicules lors des protocoles de choc arrière sera nettement amélioré par le fait de l’utilisation des profilés latéraux appartenant au bac batterie de traction comme moyen d’absorption d’efforts.
Claims
REVENDICATIONS
[Revendication 1 .] Véhicule automobile comprenant :
- une structure (8) avec un plancher ;
- un bac (2) pour accumulateurs d’énergie électrique de traction, disposé sous le plancher et comprenant deux profilés latéraux (6) ;
- un train arrière (4) disposé à l’arrière du bac (2) et fixé à la structure (8) par des moyens de fixation (10) ; caractérisé en ce que les moyens de fixation (10) sont fixés, en outre, à chacun des deux profilés latéraux (6) via une pièce de liaison (20, 30, 40), respectivement.
[Revendication 2.] Véhicule automobile selon la revendication 1 , dans lequel les moyens de fixation (10) comprennent à chaque côté latéral du véhicule automobile :
- un noyau (12) fixé à la structure (8) ;
- une bague (14) entourant le noyau (12) et liée au train arrière (4) ;
- un élastomère (16) reliant le noyau (12) et la bague (14) ; chacune des pièces de liaison (20, 30, 40) étant fixée à un des noyaux (12).
[Revendication 3.] Véhicule automobile selon la revendication 2, dans lequel chaque noyau (12) comprend une portion de tube vertical traversée par une vis, avec une face supérieure (18) contre la structure et une face inférieure (19) contre la pièce de liaison (20, 30, 40) correspondante traversée par ladite vis.
[Revendication 4.] Véhicule automobile selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel chacune des pièces de liaison (20, 30, 40) comprend une patte (22, 32) avec une extrémité avant (21 , 31 ) fixée au profilé latéral correspondant et une extrémité arrière (23, 33) fixée aux moyens de fixation (10).
[Revendication 5.] Véhicule automobile selon la revendication 4, dans lequel chacune des deux pattes (32) est coudée à 90°.
[Revendication 6.] Véhicule automobile selon l’une des revendications précédentes, dans lequel chacun des deux profilés latéraux (6) présente une section transversale formant au moins une cavité (7), l’extrémité avant (21 ,
31 ) de chacune des deux pattes (22, 32) étant encastrée dans l’au moins une cavité (7).
[Revendication 7.] Véhicule automobile selon l’une des revendications précédentes, comprenant, à chaque côté latéral du véhicule automobile, une pièce de fixation (24) du bac (2) à la structure (8), respectivement, chacune desdites pièces de fixation (24) étant adjacente au profilé latéral (6) correspondant et ayant une face supérieure (26) fixée à ladite structure (8).
[Revendication 8.] Véhicule automobile selon la revendication 7, dans lequel chacune des pièces de liaison (40) comprend une patte complémentaire (42) avec une extrémité avant (41 ) rigidement liée à la pièce de fixation (24) et une extrémité arrière (43) rejoignant l’extrémité arrière (33) de la patte (32) correspondante.
[Revendication 9.] Véhicule automobile selon l’une des revendications 1 à 8, dans lequel le train arrière (4) comprend un berceau (5) comprenant les moyens de fixation (10).
[Revendication 10.] Véhicule automobile selon l’une des revendications 1 à 9, dans lequel chacun des profilés latéraux (6) est un profilé rectiligne extrudé avec une section transversale formant plusieurs cavités (7).
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2022
- 2022-09-02 WO PCT/FR2022/051655 patent/WO2023052699A1/fr unknown
Patent Citations (4)
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Also Published As
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