WO2024069070A1 - Longeron à cinématique de déformation programmée, pour un véhicule - Google Patents

Longeron à cinématique de déformation programmée, pour un véhicule Download PDF

Info

Publication number
WO2024069070A1
WO2024069070A1 PCT/FR2023/051260 FR2023051260W WO2024069070A1 WO 2024069070 A1 WO2024069070 A1 WO 2024069070A1 FR 2023051260 W FR2023051260 W FR 2023051260W WO 2024069070 A1 WO2024069070 A1 WO 2024069070A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
internal
edge
internal box
boxes
profile
Prior art date
Application number
PCT/FR2023/051260
Other languages
English (en)
Inventor
Patrick Jaumont
Original Assignee
Stellantis Auto Sas
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Stellantis Auto Sas filed Critical Stellantis Auto Sas
Publication of WO2024069070A1 publication Critical patent/WO2024069070A1/fr

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D25/00—Superstructure or monocoque structure sub-units; Parts or details thereof not otherwise provided for
    • B62D25/02—Side panels
    • B62D25/025—Side sills thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D21/00—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted
    • B62D21/15—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted having impact absorbing means, e.g. a frame designed to permanently or temporarily change shape or dimension upon impact with another body
    • B62D21/157—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted having impact absorbing means, e.g. a frame designed to permanently or temporarily change shape or dimension upon impact with another body for side impacts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • B60K2001/0405—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion characterised by their position
    • B60K2001/0438—Arrangement under the floor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2306/00—Other features of vehicle sub-units
    • B60Y2306/01—Reducing damages in case of crash, e.g. by improving battery protection
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D25/00—Superstructure or monocoque structure sub-units; Parts or details thereof not otherwise provided for
    • B62D25/20—Floors or bottom sub-units
    • B62D25/2009—Floors or bottom sub-units in connection with other superstructure subunits
    • B62D25/2036—Floors or bottom sub-units in connection with other superstructure subunits the subunits being side panels, sills or pillars

Definitions

  • PROGRAMMED FOR ONE VEHICLE
  • the present invention claims priority from French application 2209962 filed on September 30, 2022, the content of which (text, drawings and claims) is here incorporated by reference.
  • the invention relates to motor vehicles comprising a structure comprising a floor having two opposite longitudinal sides, and more precisely the longitudinal members which frame these two opposite longitudinal sides.
  • Certain motor vehicles include a structure comprising a floor having right and left longitudinal sides and two side members, right and left, installed respectively parallel to these right and left longitudinal sides.
  • the floor can possibly be associated with at least one cross member (for example in the area located under the rear seat in the case of a car).
  • the vehicles (automobiles) presented above must be capable of protecting their passengers when they suffer a lateral impact on one of their right and left longitudinal sides.
  • lateral impact an impact following a direction having a non-zero transverse component. This requires their structure to have very high stiffness, and all the more so as the weight of the vehicle is significant and this lateral impact results from a collision with an object of low longitudinal extension, such as for example a post.
  • GMP all-electric or hybrid (thermal and electric) powertrain
  • GMP all-electric or hybrid (thermal and electric) powertrain
  • the side rails and crossmember(s) must contribute to the aforementioned stiffness, they must absorb the greatest possible quantity of the energy of a lateral impact.
  • the aforementioned constraint also imposes a limitation on the height of the latter. Consequently, if we want the mileage range not to be reduced, we are forced to increase the width of the rechargeable battery assembly and therefore reduce the width of the side members, even though the latter must also protect the rechargeable battery set.
  • the protection provided by a spar requires that it absorb a certain level of energy (or effort), control the distribution and level of forces transferred to neighboring elements and allow a limitation of deformations in a zone predefined.
  • the current spars comprise an envelope made up of two metal half-shells fixedly secured to each other and housing a profile comprising longitudinal internal walls and delimiting longitudinal internal boxes which are supposed to absorb the energy of a side impact while deforming.
  • this deformation is not currently well controlled, and therefore the transfer of forces during and after deformation are not well controlled and often too great, which can cause damage to the floor and/or the possible rechargeable battery set.
  • the invention therefore aims in particular to improve the situation to increase the passive protection of passengers, as well as a possible rechargeable battery assembly, in the event of a side impact.
  • a spar on the one hand, suitable for being installed parallel to a longitudinal side of a floor of a structure of a motor vehicle, and, on the other hand, comprising a profile comprising longitudinal internal walls and delimiting longitudinal internal boxes.
  • This spar is characterized by the fact that its profile comprises an interior edge participating in the delimitation of two first upper and lower internal boxes separated by a first intermediate internal box having a cross section in the general shape of a convex pentagon initially pointing towards a outer edge, opposite the inner edge, and able, in the event of forces absorbed during an impact by the outer edge, to deform into a concave pentagon pointing towards the inner edge in order to allow rotation of the profile around an axis longitudinal inducing a majority of these forces to be transferred to the floor.
  • the spar thus offers a programmed, very progressive deformation kinematics, which allows a substantially predefined distribution of the forces transferred to the floor, which makes it possible to avoid, and in all cases at least minimize, the damage caused by a side impact.
  • the spar according to the invention may include other characteristics which can be taken separately or in combination, and in particular:
  • the outer edge can participate in the delimitation of two second upper and lower internal boxes superimposed one above the other and separated respectively from the first upper and lower internal boxes by third upper and lower internal boxes.
  • this third lower internal box can share with the second lower internal box a vertical internal wall
  • this third upper internal box can share with the second upper internal box an internal wall inclined towards the inner edge so as to favor the rotation of the profile around the longitudinal axis;
  • the third upper internal box can share with the first intermediate internal box a first internal wall inclined towards the inner edge
  • the third lower internal box can share with the first intermediate internal box a second internal wall inclined towards the inner edge, these first and second inclined internal walls defining the part of the convex pentagon initially pointing towards the outer edge;
  • the second upper and lower internal boxes can share a horizontal internal wall.
  • the third upper and lower internal boxes can share another horizontal internal wall which extends the horizontal internal wall (mentioned in the previous paragraph) to an interface between the first and second inclined internal walls, in order to participate in the deformation pentagon from convex to concave;
  • the third upper internal box can share with the first upper internal box a vertical internal wall
  • the third lower internal box can share with the first lower internal box a vertical internal wall
  • the profile may comprise, on the one hand, an upper edge connecting the outer and inner edges and comprising a first part extending upwards from the outer edge while being inclined towards the inner edge, and, on the other hand, a lower edge connecting the outer and inner edges and comprising a first part extending downwards from the outer edge while being inclined towards the inner edge opposite to the inclination of the first part of the upper edge;
  • the internal walls and/or the interior, exterior, upper and lower edges can have a chosen distribution of thicknesses; [0017] - the internal walls and/or the interior, exterior, upper and lower edges may have a thickness of between 1.5 mm and 8 mm.
  • the invention also proposes a motor vehicle comprising a structure comprising a floor having right and left longitudinal sides and two side members, right and left, of the type presented above and installed respectively parallel to the right and left longitudinal sides .
  • this motor vehicle can also include a rechargeable battery assembly installed under the floor between the right and left side members.
  • FIG. 1 illustrates schematically and functionally, in a sectional view in a transverse and vertical plane, part of an example of a motor vehicle structure comprising an example of embodiment of a spar according to the invention
  • FIG. 2 illustrates schematically and functionally, in a sectional view in a transverse and vertical plane, the profile of the spar of Figure 1, with a materialization of a chosen distribution of thicknesses of its partitions and its edges, and
  • FIG. 3 illustrates schematically and functionally, in a transverse and vertical plane, the temporal evolution (at four successive times) of the profile of the spar of Figures 1 and 2 during a lateral impact suffered by this spar.
  • the invention aims in particular to propose an LV spar intended to form part of an SV structure of a motor vehicle VA and offering programmed deformation kinematics.
  • the motor vehicle VA is a car. But the invention is not limited to this type of motor vehicle. It concerns any motor vehicle comprising a structure comprising a floor (integrating possible crossmember(s)) framed by two side members.
  • Figure 1 a part of an example of SV structure of a (motor) vehicle VA, comprising an example of production of an LV spar according to the invention.
  • the SV structure includes in particular a PV floor having right and left longitudinal sides CL, and two LV longitudinal members, right and left, installed respectively parallel to the CL right and left longitudinal sides.
  • the vehicle VA also includes a rechargeable battery assembly EB installed under the PV floor between the right and left LV side members. But this is not obligatory, because the invention also applies when the vehicle VA does not have a rechargeable battery assembly EB.
  • an LV spar comprises a PL profile comprising internal walls PI1 to RH O longitudinal (and therefore extending in the longitudinal direction X) and delimiting internal longitudinal boxes C11 to C32. It will be noted that in the example illustrated non-limitatively in Figure 1 the LV spar also includes an envelope EL consisting of two metal half-shells fixedly joined to each other and housing the PL profile.
  • the two metal half-shells of the EL envelope can be made of steel or aluminum.
  • the PL profile can be made of aluminum. But it could also be made of steel.
  • the profile PL comprises an inner edge Bl, intended to be oriented towards the PV floor and the possible rechargeable battery assembly EB, an outer edge BE, opposite the inner edge Bl and therefore intended to be oriented towards the exterior of the vehicle VA, an upper edge BS, connecting the outer edges BE and inner Bl, and a lower edge BF, connecting the outer edges BE and inner Bl but opposite the upper edge BS.
  • the interior edge Bl participates in the delimitation of two first upper internal boxes C11 and lower C12 and a first intermediate internal box C13 separating these first upper internal boxes C11 and lower C12.
  • the first intermediate internal box C13 has a cross section (in the plane YZ) in the general shape of a convex pentagon which initially points towards the outer edge BE.
  • This particular pointed shape is capable, in the event of forces absorbed during an impact by the outer edge BE, of deforming into a concave pentagon pointing towards the inner edge Bl (arrow F1 in Figure 3).
  • This very advantageously allows a rotation R of the PL profile around a longitudinal axis AL which induces a majority of the forces to be transferred to the PV floor.
  • the LV spar offers programmed, very progressive deformation kinematics, which allows a substantially predefined distribution of the forces which are transferred to the PV floor and to the possible EB rechargeable battery assembly (the majority of effort going towards the PV floor to protect, here, the EB rechargeable battery assembly). This makes it possible to avoid, and in all cases at least minimize, the damage caused by a side impact on an LV spar.
  • the outer edge BE can participate in the delimitation of two second upper internal boxes C21 and lower C22 which are superimposed one above the other .
  • the second upper internal box C21 is separated from the first upper internal box C11 by a third upper internal box C31
  • the second lower internal box C22 is separated from the first lower internal box C12 by a third lower internal box C32.
  • the third lower internal box C32 can share with the second lower internal box C22 a vertical internal wall PI6 and the third upper internal box C31 can share with the second upper internal box C21 an internal wall PI5 which is inclined towards the edge interior Bl so as to promote the rotation R of the profile PL around the longitudinal axis AL (see figure 3). It will indeed be understood, as illustrated in Figure 3, that this inclination of the internal wall PI5 favors its verticalization during the progressive deformation of the profile PL, while at the same time the verticality of the internal wall PI6 favors a sinking towards the top of the lower edge BF (arrow F2).
  • This depression causes a substantially vertical thrust which, combined with the substantially horizontal force resulting from the deformation substantially along the transverse direction Y towards the interior edge Bl in the upper part of the profile PL, induces a moment of force which causes the rotation R around the longitudinal axis AL (see Figure 3).
  • the third upper internal box C31 can share with the first intermediate internal box C13 a first internal wall PI1 which is inclined towards the inner edge Bl
  • the third lower internal box C32 can share with the first intermediate internal box C13 a second internal wall PI2 which is inclined towards the inner edge Bl, but with an angle of sign opposite to that of the first internal wall PI1 but necessarily of the same absolute value.
  • the first PI1 and second PI2 inclined internal walls define the pointed part of the convex pentagon which initially points towards the outer edge BE.
  • first PI1 and second PI2 inclined internal walls are not necessarily identical (this is particularly the case in the example illustrated non-limitingly in Figure 2).
  • the second upper internal boxes C21 and lower C22 can share an internal wall PI7 which is horizontal.
  • the third upper internal boxes C31 and lower C32 can share another internal wall PI8 which is also horizontal and extends the horizontal internal wall PI7 to an interface between the first PI1 and second PI2 inclined internal walls.
  • PI7 and PI8 which participates in the deformation of the pentagon from convex to concave.
  • the third upper internal box C31 can share with the first upper internal box C11 a vertical internal wall PI9
  • the third lower internal box C32 can share with the first lower internal box C12 a vertical RH O internal wall.
  • This verticality of the internal walls PI9 and PI10 favors the upward thrust (arrow F2), because this thrust takes place substantially at the level of the internal wall RH O, and therefore this favors the drive in rotation R around the axis longitudinal AL (see figure 3).
  • the upper edge BS may comprise a first part which extends upwards the outer edge BE while being inclined towards the inner edge Bl
  • the lower edge BF may comprise a first part which extends the outer edge BE downwards while being inclined towards the inner edge Bl in a manner opposite (but not necessarily equal in absolute value) to the inclination of the first part of the upper edge BS. This helps promote the start of the programmed deformation kinematics.
  • the first upper internal boxes C11 and intermediate C13 can share a horizontal internal wall PI3
  • the first lower internal boxes C12 and intermediate C13 can share a wall internal PI4 horizontal.
  • the internal walls PI1 to PI10 and/or the interior edges Bl, exterior BE, upper BS and lower BF can have a chosen distribution of thicknesses.
  • the internal walls PI1 to PI10 may have thicknesses which vary from one to the other, and/or the interior Bl, exterior BE, upper BS and lower BF edges may have thicknesses which vary from one to another. It is even possible to have portions of the same edge (Bl or BE or BS or BF) whose thicknesses are different from each other. This thickness distribution is intended to promote maximum and very progressive deformation of the PL profile with rotation around the longitudinal axis AL.
  • the internal walls PI1 to P110 and/or the interior edges Bl, exterior BE, upper BS and lower BF may have a thickness of between 1.5 mm and 8 mm. Preferably, their thicknesses can be between 2 mm and 7 mm. This option is notably compatible with the thickness distribution described in the previous paragraph.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)
  • Vibration Dampers (AREA)

Abstract

Un longeron (LV) est installé parallèlement à un côté longitudinal (CL) d'un plancher (PV) d'une structure (SV) d'un véhicule automobile (VA), et comprend un profilé (PL) comportant des parois internes longitudinales et délimitant des caissons internes (C11-C32) longitudinaux et un bord intérieur (BI) participant à la délimitation de deux premiers caissons internes supérieur (C11) et inférieur (C12) séparés par un premier caisson interne intermédiaire (C13) ayant une section transversale en forme générale de pentagone convexe pointant initialement vers un bord extérieur (BE) et propre, en cas d'efforts encaissés lors d'un choc par ce dernier, à se déformer en pentagone concave pointant vers le bord intérieur (BI) afin de permettre une rotation du profilé (PL) autour d'un axe longitudinal induisant un transfert majoritaire des efforts vers le plancher (PV).

Description

DESCRIPTION
TITRE : LONGERON À CINÉMATIQUE DE DÉFORMATION
PROGRAMMÉE, POUR UN VÉHICULE
Domaine technique de l’invention
[0001] La présente invention revendique la priorité de la demande française 2209962 déposée le 30 septembre 2022 dont le contenu (texte, dessins et revendications) est ici incorporé par référence. L’invention concerne les véhicules automobiles comprenant une structure comportant un plancher ayant deux côtés longitudinaux opposés, et plus précisément les longerons qui encadrent ces deux côtés longitudinaux opposés.
Etat de la technique
[0002] Certains véhicules automobiles comprennent une structure comportant un plancher ayant des côtés longitudinaux droit et gauche et deux longerons, droit et gauche, installés respectivement parallèlement à ces côtés longitudinaux droit et gauche. On notera que le plancher peut être éventuellement associé à au moins une traverse (par exemple dans la zone située sous la banquette arrière dans le cas d’une voiture).
[0003] Les véhicules (automobiles) présentés ci-avant doivent être capables de protéger leurs passagers lorsqu’ils subissent un choc latéral sur l’un de leurs côtés longitudinaux droit et gauche. On entend ici par « choc latéral » un choc suivant une direction ayant une composante transversale non nulle. Cela impose que leur structure présente une très forte raideur, et d’autant plus grande que le poids du véhicule est important et que ce choc latéral résulte d’une collision avec un objet de faible extension longitudinale, comme par exemple un poteau. On notera que lorsque le véhicule à un groupe motopropulseur (ou GMP) de type tout électrique ou hybride (thermique et électrique), il comprend un ensemble (ou « pack ») de batterie rechargeable qui peut être installé entre ses longerons latéraux, sous son plancher et généralement sous au moins une traverse, et devant aussi être protégé en cas de choc latéral.
[0004] Les longerons latéraux et traverse(s) devant participer à la raideur précitée, ils doivent absorber la plus grande quantité possible de l’énergie d’un choc latéral. Or, dans la plupart des véhicules on cherche à limiter autant que possible leur trainée et donc leur hauteur, ce qui impose de limiter la hauteur de leurs longerons. On notera qu’en présence d’un ensemble de batterie rechargeable, la contrainte précitée impose aussi une limitation de la hauteur de ce dernier. Par conséquent, si l’on veut que l’autonomie kilométrique ne soit pas diminuée, on est contraint d’augmenter la largeur de l’ensemble de batterie rechargeable et donc de réduire la largeur des longerons, alors même que ces derniers doivent aussi protéger l’ensemble de batterie rechargeable.
[0005] Idéalement, la protection assurée par un longeron requiert qu’il absorbe un certain niveau d’énergie (ou d’effort), contrôle la répartition et le niveau des efforts transférés aux éléments voisins et permette une limitation des déformations dans une zone prédéfinie. A cet effet, les longerons actuels comprennent une enveloppe constituée de deux demi-coques métalliques solidarisées fixement l’une à l’autre et logeant un profilé comportant des parois internes longitudinales et délimitant des caissons internes longitudinaux qui sont censés absorber l’énergie d’un choc latéral en se déformant. Cependant, cette déformation n’est pas bien contrôlée actuellement, et donc les transferts d’efforts pendant et après déformation ne sont pas bien maîtrisés et souvent trop importants, ce qui peut provoquer des dommages au niveau du plancher et/ou de l’éventuel ensemble de batterie rechargeable.
[0006] L’invention a donc notamment pour but d’améliorer la situation pour augmenter la protection passive des passagers, ainsi que d’un éventuel ensemble de batterie rechargeable, en cas de choc latéral. Présentation de l’invention
[0007] Elle propose notamment à cet effet un longeron, d’une part, propre à être installé parallèlement à un côté longitudinal d’un plancher d’une structure d’un véhicule automobile, et, d’autre part, comprenant un profilé comportant des parois internes longitudinales et délimitant des caissons internes longitudinaux.
[0008] Ce longeron se caractérise par le fait que son profilé comprend un bord intérieur participant à la délimitation de deux premiers caissons internes supérieur et inférieur séparés par un premier caisson interne intermédiaire ayant une section transversale en forme générale de pentagone convexe pointant initialement vers un bord extérieur, opposé au bord intérieur, et propre, en cas d’efforts encaissés lors d’un choc par le bord extérieur, à se déformer en pentagone concave pointant vers le bord intérieur afin de permettre une rotation du profilé autour d’un axe longitudinal induisant un transfert majoritaire de ces efforts vers le plancher.
[0009] Le longeron offre ainsi une cinématique de déformation programmée, très progressive, qui permet une répartition sensiblement prédéfinie des efforts transférés vers le plancher, ce qui permet d’éviter, et dans tous les cas d’au moins minimiser, les dommages occasionnés par un choc latéral.
[0010] Le longeron selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment :
[0011] - le bord extérieur peut participer à la délimitation de deux deuxièmes caissons internes supérieur et inférieur superposés l’un au- dessus de l’autre et séparés respectivement des premiers caissons internes supérieur et inférieur par des troisièmes caissons internes supérieur et inférieur. Dans ce cas, ce troisième caisson interne inférieur peut partager avec le deuxième caisson interne inférieur une paroi interne verticale, et ce troisième caisson interne supérieur peut partager avec le deuxième caisson interne supérieur une paroi interne inclinée vers le bord intérieur de manière à favoriser la rotation du profilé autour de l’axe longitudinal ;
[0012] - en présence de la première option, le troisième caisson interne supérieur peut partager avec le premier caisson interne intermédiaire une première paroi interne inclinée vers le bord intérieur, et le troisième caisson interne inférieur peut partager avec le premier caisson interne intermédiaire une deuxième paroi interne inclinée vers le bord intérieur, ces première et deuxième parois internes inclinées définissant la partie du pentagone convexe pointant initialement vers le bord extérieur ;
[0013] - également en présence de la première option, les deuxièmes caissons internes supérieur et inférieur peuvent partager une paroi interne horizontale. Dans ce cas, les troisièmes caissons internes supérieur et inférieur peuvent partager une autre paroi interne horizontale qui prolonge la paroi interne horizontale (mentionnée au paragraphe précédent) jusqu’à une interface entre les première et deuxième parois internes inclinées, afin de participer à la déformation du pentagone de convexe à concave ;
[0014] - également en présence de la première option, le troisième caisson interne supérieur peut partager avec le premier caisson interne supérieur une paroi interne verticale, et le troisième caisson interne inférieur peut partager avec le premier caisson interne inférieur une paroi interne verticale ;
[0015] - son profilé peut comprendre, d’une part, un bord supérieur reliant les bords extérieur et intérieur et comportant une première partie prolongeant vers le haut le bord extérieur en étant inclinée vers le bord intérieur, et, d’autre part, un bord inférieur reliant les bords extérieur et intérieur et comportant une première partie prolongeant vers le bas le bord extérieur en étant inclinée vers le bord intérieur de façon opposée à l’inclinaison de la première partie du bord supérieur ;
[0016] - les parois internes et/ou les bords intérieur, extérieur, supérieur et inférieur peuvent avoir une distribution d’épaisseurs choisie ; [0017] - les parois internes et/ou les bords intérieur, extérieur, supérieur et inférieur peuvent avoir une épaisseur comprise entre 1 ,5 mm et 8 mm.
[0018] L’invention propose également un véhicule automobile comprenant une structure comportant un plancher ayant des côtés longitudinaux droit et gauche et deux longerons, droit et gauche, du type de celui présenté ci-avant et installés respectivement parallèlement aux côtés longitudinaux droit et gauche.
[0019] Par exemple, ce véhicule automobile peut aussi comprendre un ensemble de batterie rechargeable installé sous le plancher entre les longerons droit et gauche.
Brève description des figures
[0020] D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés (obtenus en CAO/DAO (« Conception Assistée par Ordinateur/Dessin Assisté par Ordinateur »)), sur lesquels :
[0021] [Fig. 1] illustre schématiquement et fonctionnellement, dans une vue en coupe dans un plan transversal et vertical, une partie d’un exemple de structure de véhicule automobile comportant un exemple de réalisation d’un longeron selon l’invention,
[0022] [Fig. 2] illustre schématiquement et fonctionnellement, dans une vue en coupe dans un plan transversal et vertical, le profilé du longeron de la figure 1 , avec une matérialisation d’une distribution d’épaisseurs choisie de ses cloisons et de ses bords, et
[0023] [Fig. 3] illustre schématiquement et fonctionnellement, dans un plan transversal et vertical, l’évolution temporelle (à quatre instants successifs) du profilé du longeron des figures 1 et 2 lors d’un choc latéral subi par ce longeron.
Description détaillée de l’invention [0024] L’invention a notamment pour but de proposer un longeron LV destiné à faire partie d’une structure SV d’un véhicule automobile VA et offrant une cinématique de déformation programmée.
[0025] Dans ce qui suit, on considère, à titre d’exemple non limitatif, que le véhicule automobile VA est une voiture. Mais l’invention n’est pas limitée à ce type de véhicule automobile. Elle concerne en effet tout véhicule automobile comprenant une structure comportant un plancher (intégrant d’éventuelle(s) traverse(s)) encadré par deux longerons.
[0026] Sur les figures 1 à 3 la direction X est la direction longitudinale du véhicule (automobile) VA, laquelle est sensiblement parallèle aux côtés latéraux (ou longitudinaux) comportant les portières latérales, la direction Y est la direction transversale du véhicule VA, laquelle est perpendiculaire à la direction longitudinale X, et la direction Z est la direction verticale du véhicule VA, laquelle est perpendiculaire aux directions longitudinale X et transversale Y.
[0027] On a schématiquement illustré sur la figure 1 une partie d’un exemple de structure SV d’un véhicule (automobile) VA, comportant un exemple de réalisation d’un longeron LV selon l’invention. Bien que cela n’apparaisse que partiellement sur la figure 1 (seulement pour le côté droit), la structure SV comprend notamment un plancher PV ayant des côtés longitudinaux CL droit et gauche, et deux longerons LV, droit et gauche, installés respectivement parallèlement aux côtés longitudinaux CL droit et gauche.
[0028] On notera que dans l’exemple illustré non limitativement sur la figure 1 le véhicule VA comprend aussi un ensemble de batterie rechargeable EB installé sous le plancher PV entre les longerons LV droit et gauche. Mais cela n’est pas obligatoire, car l’invention s’applique également lorsque le véhicule VA est dépourvu d’ensemble de batterie rechargeable EB.
[0029] Comme illustré au moins partiellement sur les figures 1 et 2, un longeron LV, selon l’invention, comprend un profilé PL comportant des parois internes PI1 à RH O longitudinales (et donc s’étendant suivant la direction longitudinale X) et délimitant des caissons internes C11 à C32 longitudinaux. On notera que dans l’exemple illustré non limitativement sur la figure 1 le longeron LV comprend aussi une enveloppe EL constituée de deux demi-coques métalliques solidarisées fixement l’une à l’autre et logeant le profilé PL.
[0030] Par exemple, les deux demi-coques métalliques de l’enveloppe EL peuvent être réalisées en acier ou en aluminium. Egalement par exemple, le profilé PL peut être réalisé en aluminium. Mais il pourrait aussi être réalisé en acier.
[0031] Comme illustré, le profilé PL comprend un bord intérieur Bl, destiné à être orienté vers le plancher PV et l’éventuel ensemble de batterie rechargeable EB, un bord extérieur BE, opposé au bord intérieur Bl et donc destiné à être orienté vers l’extérieur du véhicule VA, un bord supérieur BS, reliant les bords extérieur BE et intérieur Bl, et un bord inférieur BF, reliant les bords extérieur BE et intérieur Bl mais à l’opposé du bord supérieur BS.
[0032] Le bord intérieur Bl participe à la délimitation de deux premiers caissons internes supérieur C11 et inférieur C12 et d’un premier caisson interne intermédiaire C13 séparant ces premiers caissons internes supérieur C11 et inférieur C12.
[0033] Le premier caisson interne intermédiaire C13 a une section transversale (dans le plan YZ) en forme générale de pentagone convexe qui pointe initialement vers le bord extérieur BE. Cette forme particulière en pointe est propre, en cas d’efforts encaissés lors d’un choc par le bord extérieur BE, à se déformer en pentagone concave pointant vers le bord intérieur Bl (flèche F1 de la figure 3). Cela permet très avantageusement une rotation R du profilé PL autour d’un axe longitudinal AL qui induit un transfert majoritaire des efforts vers le plancher PV. On comprendra en effet, comme illustré sur la figure 3, que la déformation particulière du pentagone (du premier caisson interne intermédiaire C13), par enfoncement de sa pointe, permet une déformation très progressive du profilé PL avec un écrasement maximal qui favorise la mise en rotation d’une partie au moins du profilé PL déformé, et au moins de sa « partie supérieure » en direction du plancher PV.
[0034] En d’autres termes, le longeron LV, et plus précisément son profilé PL, offre une cinématique de déformation programmée, très progressive, qui permet une répartition sensiblement prédéfinie des efforts qui sont transférés vers le plancher PV et vers l’éventuel ensemble de batterie rechargeable EB (la majorité des efforts allant vers le plancher PV pour protéger, ici, l’ensemble de batterie rechargeable EB). Cela permet d’éviter, et dans tous les cas d’au moins minimiser, les dommages occasionnés par un choc latéral sur un longeron LV.
[0035] Par exemple, et comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, le bord extérieur BE peut participer à la délimitation de deux deuxièmes caissons internes supérieur C21 et inférieur C22 qui sont superposés l’un au-dessus de l’autre. Le deuxième caisson interne supérieur C21 est séparé du premier caisson interne supérieur C11 par un troisième caisson interne supérieur C31 , et le deuxième caisson interne inférieur C22 est séparé du premier caisson interne inférieur C12 par un troisième caisson interne inférieur C32. Dans ce cas, le troisième caisson interne inférieur C32 peut partager avec le deuxième caisson interne inférieur C22 une paroi interne PI6 verticale et le troisième caisson interne supérieur C31 peut partager avec le deuxième caisson interne supérieur C21 une paroi interne PI5 qui est inclinée vers le bord intérieur Bl de manière à favoriser la rotation R du profilé PL autour de l’axe longitudinal AL (voir figure 3). On comprendra en effet, comme illustré sur la figure 3, que cette inclinaison de la paroi interne PI5 favorise sa verticalisation lors de la déformation progressive du profilé PL, alors que dans le même temps la verticalité de la paroi interne PI6 favorise un enfoncement vers le haut du bord inférieur BF (flèche F2). Cet enfoncement provoque une poussée sensiblement verticale qui, combinée à la force sensiblement horizontale résultant de la déformation sensiblement suivant la direction transversale Y en direction du bord intérieur Bl dans la partie supérieure du profilé PL, induit un moment de force qui provoque la rotation R autour de l’axe longitudinal AL (voir figure 3).
[0036] Egalement par exemple, et comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, le troisième caisson interne supérieur C31 peut partager avec le premier caisson interne intermédiaire C13 une première paroi interne PI1 qui est inclinée vers le bord intérieur Bl, et le troisième caisson interne inférieur C32 peut partager avec le premier caisson interne intermédiaire C13 une deuxième paroi interne PI2 qui est inclinée vers le bord intérieur Bl, mais avec un angle de signe opposé à celui de la première paroi interne PI1 mais forcément de même valeur absolue. Dans ce cas, les première PI1 et deuxième PI2 parois internes inclinées définissent la partie pointue du pentagone convexe qui pointe initialement vers le bord extérieur BE.
[0037] On notera que les longueurs des première PI1 et deuxième PI2 parois internes inclinées ne sont pas forcément identiques (c’est notamment le cas dans l’exemple illustré non limitativement sur la figure 2).
[0038] Egalement par exemple, et comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, les deuxièmes caissons internes supérieur C21 et inférieur C22 peuvent partager une paroi interne PI7 qui est horizontale. Dans ce cas, les troisièmes caissons internes supérieur C31 et inférieur C32 peuvent partager une autre paroi interne PI8 qui est également horizontale et prolonge la paroi interne PI7 horizontale jusqu’à une interface entre les première PI1 et deuxième PI2 parois internes inclinées. Ainsi, on a une longue paroi interne horizontale (définie par PI7 et PI8) qui participe à la déformation du pentagone de convexe à concave.
[0039] On comprendra en effet que l’horizontalité de cette longue paroi interne (PI7 + PI8) permet de transférer à la pointe (définie par les première PI1 et deuxième PI2 parois internes) des efforts du choc, et ainsi d’enfoncer très progressivement cette pointe en direction du bord intérieur Bl, comme le ferait une espèce de « harpon ».
[0040] Egalement par exemple, et comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, le troisième caisson interne supérieur C31 peut partager avec le premier caisson interne supérieur C11 une paroi interne PI9 verticale, et le troisième caisson interne inférieur C32 peut partager avec le premier caisson interne inférieur C12 une paroi interne RH O verticale. Cette verticalité des parois internes PI9 et PI10 favorise la poussée vers le haut (flèche F2), car cette poussée s’effectue sensiblement au niveau de la paroi interne RH O, et donc cela favorise l’entraînement en rotation R autour de l’axe longitudinal AL (voir figure 3).
[0041] Egalement par exemple, et comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, le bord supérieur BS peut comporter une première partie qui prolonge vers le haut le bord extérieur BE en étant inclinée vers le bord intérieur Bl, et le bord inférieur BF peut comporter une première partie qui prolonge vers le bas le bord extérieur BE en étant inclinée vers le bord intérieur Bl de façon opposée (mais pas forcément égale en valeur absolue) à l’inclinaison de la première partie du bord supérieur BS. Cela permet de favoriser le démarrage de la cinématique de déformation programmée.
[0042] Egalement par exemple, et comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, les premiers caissons internes supérieur C11 et intermédiaire C13 peuvent partager une paroi interne PI3 horizontale, et les premiers caissons internes inférieur C12 et intermédiaire C13 peuvent partager une paroi interne PI4 horizontale.
[0043] Egalement par exemple, et comme cela est visible sur la figure 2, les parois internes PI1 à PI10 et/ou les bords intérieur Bl, extérieur BE, supérieur BS et inférieur BF peuvent avoir une distribution d’épaisseurs choisie. En d’autres termes, les parois internes PI1 à PI10 peuvent avoir des épaisseurs qui varient de l’une à l’autre, et/ou les bords intérieur Bl, extérieur BE, supérieur BS et inférieur BF peuvent avoir des épaisseurs qui varient de l’un à l’autre. Il est même possible d’avoir des portions d’un même bord (Bl ou BE ou BS ou BF) dont les épaisseurs sont différentes entre elles. Cette distribution d’épaisseurs est destinée à favoriser la déformation maximale et très progressive du profilé PL avec une rotation autour de l’axe longitudinal AL.
[0044] Egalement par exemple, les parois internes PI1 à P110 et/ou les bords intérieur Bl, extérieur BE, supérieur BS et inférieur BF peuvent avoir une épaisseur comprise entre 1 ,5 mm et 8 mm. De préférence, leurs épaisseurs peuvent être comprises entre 2 mm et 7 mm. Cette option est notamment compatible avec la distribution d’épaisseurs décrite dans le paragraphe précédent.

Claims

REVENDICATIONS
[Revendication 1] Longeron (LV) propre à être installé parallèlement à un côté longitudinal (CL) d’un plancher (PV) d’une structure (SV) d’un véhicule automobile (VA), ledit longeron (LV) comprenant un profilé (PL) comportant des parois internes (PI1-PI10) longitudinales et délimitant des caissons internes (C11-C32) longitudinaux, caractérisé en ce que ledit profilé (PL) comprend un bord intérieur (Bl) participant à la délimitation de deux premiers caissons internes supérieur (C11 ) et inférieur (C12) séparés par un premier caisson interne intermédiaire (C13) ayant une section transversale en forme générale de pentagone convexe pointant initialement vers un bord extérieur (BE), opposé audit bord intérieur (Bl), et propre, en cas d’efforts encaissés lors d’un choc par ledit bord extérieur (BE), à se déformer en pentagone concave pointant vers ledit bord intérieur (Bl) afin de permettre une rotation dudit profilé (PL) autour d’un axe longitudinal induisant un transfert majoritaire desdits efforts vers ledit plancher (PV).
[Revendication 2] Longeron selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ledit bord extérieur (BE) participe à la délimitation de deux deuxièmes caissons internes supérieur (C21 ) et inférieur (C22) superposés l’un au-dessus de l’autre et séparés respectivement desdits premiers caissons internes supérieur (C11 ) et inférieur (C12) par des troisièmes caissons internes supérieur (C31 ) et inférieur (C32), ledit troisième caisson interne inférieur (C32) partageant avec ledit deuxième caisson interne inférieur (C22) une paroi interne (PI6) verticale et ledit troisième caisson interne supérieur (C31 ) partageant avec ledit deuxième caisson interne supérieur (C21 ) une paroi interne (PI5) inclinée vers ledit bord intérieur (Bl) de manière à favoriser ladite rotation du profilé (PL) autour dudit axe longitudinal.
[Revendication 3] Longeron selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit troisième caisson interne supérieur (C31 ) partage avec ledit premier caisson interne intermédiaire (C13) une première paroi interne (PI1 ) inclinée vers ledit bord intérieur (Bl), et ledit troisième caisson interne inférieur (C32) partage avec ledit premier caisson interne intermédiaire (C13) une deuxième paroi interne (PI2) inclinée vers ledit bord intérieur (Bl), ces première (PI1 ) et deuxième (PI2) parois internes inclinées définissant la partie dudit pentagone convexe pointant initialement vers ledit bord extérieur (BE).
[Revendication 4] Longeron selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que lesdits deuxièmes caissons internes supérieur (C21 ) et inférieur (C22) partagent une paroi interne (PI7) horizontale, et lesdits troisièmes caissons internes supérieur (C31 ) et inférieur (C32) partagent une autre paroi interne (PI8) horizontale qui prolonge ladite paroi interne (PI7) horizontale jusqu’à une interface entre lesdites première (PI1 ) et deuxième (PI2) parois internes inclinées, afin de participer à ladite déformation du pentagone de convexe à concave.
[Revendication 5] Longeron selon l’une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que ledit troisième caisson interne supérieur (C31 ) partage avec ledit premier caisson interne supérieur (C11 ) une paroi interne (PI9) verticale, et ledit troisième caisson interne inférieur (C32) partage avec ledit premier caisson interne inférieur (C12) une paroi interne (PH 0) verticale.
[Revendication 6] Longeron selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit profilé (PL) comprend i) un bord supérieur (BS) reliant lesdits bords extérieur (BE) et intérieur (Bl) et comportant une première partie prolongeant vers le haut ledit bord extérieur (BE) en étant inclinée vers ledit bord intérieur (Bl), et ii) un bord inférieur (BF) reliant lesdits bords extérieur (BE) et intérieur (Bl) et comportant une première partie prolongeant vers le bas ledit bord extérieur (BE) en étant inclinée vers ledit bord intérieur (Bl) de façon opposée à l’inclinaison de la première partie dudit bord supérieur (BS).
[Revendication 7] Longeron selon l’une des revendications 1 à 5 prise en combinaison avec la revendication 6, caractérisé en ce que lesdites parois internes (PH -PH 0) et/ou lesdits bords intérieur (Bl), extérieur (BE), supérieur (BS) et inférieur (BF) ont une distribution d’épaisseurs choisie.
[Revendication 8] Longeron selon l’une des revendications 1 à 5 prise en combinaison avec la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que lesdites parois internes (Pim) et/ou lesdits bords intérieur (Bl), extérieur (BE), supérieur (BS) et inférieur (BF) ont une épaisseur comprise entre 1 ,5 mm et 8 mm.
[Revendication 9] Véhicule automobile (VA) comprenant une structure (SV) comportant un plancher (PV) ayant des côtés longitudinaux droit et gauche, caractérisé en ce que ladite structure (SV) comprend en outre deux longerons (LV), droit et gauche, selon l’une des revendications précédentes, installés respectivement parallèlement auxdits côtés longitudinaux (CL) droit et gauche. [Revendication 10] Véhicule selon la revendication 9, caractérisé en ce qu’il comprend un ensemble de batterie rechargeable (EB) installé sous ledit plancher (PV) entre lesdits longerons (LV) droit et gauche.
PCT/FR2023/051260 2022-09-30 2023-08-10 Longeron à cinématique de déformation programmée, pour un véhicule WO2024069070A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2209962A FR3140340A1 (fr) 2022-09-30 2022-09-30 Longeron à cinématique de déformation programmée, pour un véhicule
FRFR2209962 2022-09-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024069070A1 true WO2024069070A1 (fr) 2024-04-04

Family

ID=84370660

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2023/051260 WO2024069070A1 (fr) 2022-09-30 2023-08-10 Longeron à cinématique de déformation programmée, pour un véhicule

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR3140340A1 (fr)
WO (1) WO2024069070A1 (fr)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2209962A1 (fr) 1972-12-07 1974-07-05 Kischewski Leon
US20100207426A1 (en) * 2007-09-19 2010-08-19 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Structure for side portion of vehicle body
WO2014188247A1 (fr) * 2013-05-23 2014-11-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Structure de partie inférieure de véhicule
US20160114667A1 (en) * 2013-05-24 2016-04-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle battery mounting structure
US20190118868A1 (en) * 2017-10-19 2019-04-25 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Sill component for the sill of a vehicle body

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2209962A1 (fr) 1972-12-07 1974-07-05 Kischewski Leon
US20100207426A1 (en) * 2007-09-19 2010-08-19 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Structure for side portion of vehicle body
WO2014188247A1 (fr) * 2013-05-23 2014-11-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Structure de partie inférieure de véhicule
US20160114667A1 (en) * 2013-05-24 2016-04-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle battery mounting structure
US20190118868A1 (en) * 2017-10-19 2019-04-25 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Sill component for the sill of a vehicle body

Also Published As

Publication number Publication date
FR3140340A1 (fr) 2024-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR3081799A1 (fr) Vehicule automobile de type electrique ou hybride comportant un cadre recevant des batteries
EP3554923B1 (fr) Structure de soubassement d'un véhicule automobile, notamment hybride, adaptée pour un choc latéral
WO2024069070A1 (fr) Longeron à cinématique de déformation programmée, pour un véhicule
FR3038574A1 (fr) Structure de vehicule comportant un element de renfort et vehicule comportant une telle structure
EP3802183B1 (fr) Longeron de batterie de traction sous plancher de vehicule
EP4284667A1 (fr) Structure de véhicule automobile
EP3898304B1 (fr) Véhicule automobile comprenant un support de moteur et un châssis
WO2024079400A1 (fr) Ensemble structurel à déformation programmée pour une structure de véhicule automobile
FR2911831A1 (fr) Poutre de pare-chocs pour vehicule automobile.
FR3103450A1 (fr) Dispositif de protection de la batterie de traction des vehicules electriques
WO2023144466A1 (fr) Pièce structurelle déformable en cas de choc latéral, pour un véhicule
EP3698381B1 (fr) Ensemble comprenant un emballage de transport de matieres radioactives et des moyens de surelevation de cet emballage par rapport a une plateforme de base
EP3917808B1 (fr) Dispositif de protection pour un véhicule, à grille de protection inclinée vers l'arrière
WO2023203287A1 (fr) Berceau arrière à résistance renforcée, pour un véhicule terrestre
WO2024009016A1 (fr) Dispositif de protection contre les chocs latéraux, pour une structure d'un véhicule terrestre
EP3339143B1 (fr) Ensemble pour structure de caisse de véhicule automobile comprenant un absorbeur de chocs
FR3123042A1 (fr) Dispositif de protection de la batterie des véhicules automobiles hybrides contre les chocs arrière à grande vitesse
EP4355640A1 (fr) Véhicule automobile de type hydride ou électrique doté d'un dispositif de protection de la batterie de propulsion
FR3017360A1 (fr) Longeron automobile a raidisseur oblique pour deversement programme en choc mur
WO2022219258A1 (fr) Véhicules de type hybride
EP2814689B1 (fr) Dispositif de protection d'un siège arrière sans armature de véhicule automobile
FR3124477A1 (fr) Longeron renforcé pour véhicule automobile
FR3110115A1 (fr) Renfort latéral de plancher de véhicule automobile équipé de batteries de traction
FR3138106A1 (fr) Soubassement de caisse pour véhicule hybride ou électrique doté de longerons latéraux renforcés
EP1800997B1 (fr) Soubassement de véhicule automobile et véhicule correspondant