WO2024079400A1 - Ensemble structurel à déformation programmée pour une structure de véhicule automobile - Google Patents

Ensemble structurel à déformation programmée pour une structure de véhicule automobile Download PDF

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WO2024079400A1
WO2024079400A1 PCT/FR2023/051369 FR2023051369W WO2024079400A1 WO 2024079400 A1 WO2024079400 A1 WO 2024079400A1 FR 2023051369 W FR2023051369 W FR 2023051369W WO 2024079400 A1 WO2024079400 A1 WO 2024079400A1
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WO
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parts
structural assembly
vehicle
lateral
secured
Prior art date
Application number
PCT/FR2023/051369
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English (en)
Inventor
Patrick Jaumont
Damien BESSETTE
Marc Peru
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
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    • 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
    • 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
    • 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

  • TITLE STRUCTURAL ASSEMBLY WITH PROGRAMMED DEFORMATION FOR A MOTOR VEHICLE STRUCTURE
  • the present invention claims the priority of French application 2210469 filed on October 12, 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 on which a structural assembly called a heel board is installed transversely, and more precisely such a structural assembly.
  • Certain motor vehicles comprise a structure comprising a floor secured to two side rails (right and left) and comprising a zone above which at least one seat is intended to be installed (for example a rear bench seat in the case of a car).
  • On this area is generally installed transversely a structural assembly comprising a part, defining what those skilled in the art sometimes call a heel board, and a crosspiece associated with this part.
  • This structural assembly which is part of the vehicle structure, comprises two opposite ends which are secured respectively to the side rails (right and left).
  • the vehicles (automobiles) presented above must be capable of protecting their passengers when they suffer a side impact on one of their side rails.
  • 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. low longitudinal extension, such as a pole.
  • GMP powertrain
  • the vehicle includes a set (or “pack”) of rechargeable battery which can be installed between its side rails, under the area of the floor on which the structural assembly is installed transversely, and which must also be protected in the event of a lateral impact.
  • the side rails and the structural assembly 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 invention therefore aims in particular to improve the situation, in particular to increase the passive protection of passengers, as well as a possible rechargeable battery assembly, in the event of a side impact.
  • a structural assembly intended to form part of a structure of a motor vehicle comprising a floor secured to two right and left longitudinal members and comprising a zone above which is intended to be installed at least one seat, and, on the other hand, comprising a first part defining a heel board and associated with a crosspiece and being suitable for being installed transversely on this area while being secured to the longitudinal members.
  • This structural assembly is characterized by the fact that it comprises two lateral parts each capable of being fixedly secured to one of the longitudinal members, and each arranged so as to deform in a programmed manner in the event of a force absorbed during a shock by the associated spar, to absorb part of this effort.
  • the structural assembly according to the invention may include other characteristics which can be taken separately or in combination, and in particular:
  • each of the first parts and crosspieces can comprise two first opposing lateral sub-parts and each participating in the definition of one of the lateral parts;
  • the first option in the presence of the first option, it can comprise two second attached parts fixedly secured and respectively at two opposite ends of the crosspiece, respectively defining the first lateral sub-parts of this crosspiece, and capable of being fixedly joined together and respectively to the spars;
  • each of the second parts can have a shape and/or a thickness and/or a material varying depending on a type of a powertrain of the vehicle, this type being chosen among purely electric, hybrid and purely thermal;
  • each of the third parts can have a shape and/or a thickness and/or a material varying depending on a type of a powertrain of the vehicle, this type being chosen from purely electric, hybrid and purely thermal;
  • the reinforcing part may have a shape and/or a thickness and/or a material varying depending on a type of powertrain of the vehicle, this type being chosen from purely electric, hybrid and purely thermal.
  • the invention also proposes a motor vehicle comprising a structure comprising, on the one hand, a floor secured to two right and left side members and comprising a zone above which at least one seat is intended to be installed, and , on the other hand, a structural assembly of the type presented above and installed transversely in this area while being secured to the longitudinal members.
  • this motor vehicle can also include a rechargeable battery assembly installed under the floor between the side members.
  • FIG. 1 schematically illustrates, in a perspective view, part of an example of a motor vehicle structure comprising an example of production of a structural assembly according to the invention
  • FIG. 2 schematically illustrates, in a perspective view from the front side, a left part of a first embodiment of a structural assembly according to the invention
  • FIG. 3 schematically illustrates, in a perspective view from the front side, a left part of a first part of the structural assembly of Figure 2
  • FIG. 4 schematically illustrates, in a perspective view from the front side, a left part of a crosspiece of the structural assembly of Figure 2, equipped with a second part, itself equipped with a third part
  • FIG. 5 schematically illustrates, in a perspective view from the front side, a reinforcing part of the structural assembly of Figure 2,
  • FIG. 6 schematically illustrates, in a perspective view from the front side, a left part of a second embodiment of a structural assembly according to the invention
  • FIG. 7 schematically illustrates, in a perspective view from the front side, a left part of a first part of the structural assembly of Figure 6,
  • FIG. 8 schematically illustrates, in a perspective view from the front side, a left part of a crosspiece of the structural assembly of Figure 6, equipped with a second part, itself equipped with a third part, and
  • FIG. 9 schematically illustrates, in a perspective view from the front side, a reinforcing part of the structural assembly of Figure 6.
  • the invention aims in particular to propose a structural assembly ES with programmed deformation and intended to form part of a structure SV of a motor vehicle VA.
  • the motor vehicle VA is a car. But the invention is not limited to this type of motor vehicle. It concerns in fact any motor vehicle comprising a structure comprising a floor having an area on which a structural assembly which must be fixedly secured to two side rails can be installed transversely.
  • the direction which is perpendicular to the longitudinal direction X, and the direction Z is the vertical direction of the vehicle VA, which is perpendicular to the longitudinal directions
  • FIG. 1 a part of an example of structure SV of a (motor) vehicle VA, comprising an exemplary embodiment of a structural assembly ES according to the invention.
  • the SV structure notably comprises a PV floor having right and left longitudinal sides secured respectively to two LV lateral spars, right and left, and comprising a zone ZP on which is installed transversely (in the transverse direction Y) a structural assembly ES above which at least one seat is intended to be installed (for example a rear seat in the case of a car).
  • a structural assembly ES is suitable for forming part of the structure SV of a vehicle VA, and more precisely for being installed transversely on the zone ZP of the floor PV by being secured to the LV side rails.
  • a structural assembly ES comprises at least a first part P1 associated with a crosspiece TP, and two lateral parts PL capable of being fixedly secured and respectively to the two LV side rails.
  • the first part P1 defines a heel board.
  • a main part PP1 having a section in a plane XZ in the general shape of S (with lower and upper parts substantially horizontal, and an intermediate part substantially vertical , defining the heel board and connecting the lower and upper parts).
  • the first part P1 comprises a rear face FR1 which is oriented towards a front face FV2 of the crosspiece TP.
  • the first part P1 is fixedly attached to the crosspiece TP, for example by welding, and they together define a hollow body having a section in a substantially rectangular plane XZ.
  • Each of the two lateral parts PL is capable of being fixedly secured to one of the lateral spars LV, and is arranged so as to deform in a programmed manner in the event of a force absorbed during a lateral impact by the spar lateral LV associated (arrow F1 in Figure 1), in order to absorb part of this effort.
  • lateral impact here means an impact in a direction having a transverse component (in the transverse direction Y) that is not zero.
  • the structural assembly ES can now effectively absorb part of the energy of this lateral impact and limit the deceleration of the VA vehicle, which makes it possible to reduce the probability of collapse of the ES structural assembly and thus increase the passive protection of the passengers and the possible battery rechargeable.
  • the first part P1 and the crossmember TP are together subject to the programmed deformation (and therefore participate in absorbing part of the energy of the side impact).
  • the index j designates the first part P1 when it is equal to one (1) and the crosspiece TP when it is equal to two (2).
  • a first lateral sub-part SPL1j can extend to the associated lateral spar LV in order to be fixedly attached (for example by welding) to the latter (LV). But this is not an obligation. Thus, this is the case of each first lateral sub-part SPL1 i of the first part P1 (see Figures 2 and 3 and 6 and 7), but this is not the case of each first lateral sub-part SPL12 of the TP crossbar (see figures 2 and 4 and 6 and 8, we will understand why later).
  • the first lateral sub-parts SPL11 are an integral part of the first part P1 (and therefore are not attached).
  • the first part P1 is advantageously common to all vehicle variations using the same structure (or platform).
  • the first lateral sub-parts SPLI 1 could be attached by welding to opposite ends of a main part of the first part P1.
  • the structural assembly ES can also include two second parts which are attached and fixedly secured respectively to two opposite ends ET of the crosspiece TP. These second parts respectively define the first lateral sub-parts SPLI2 of the crosspiece TP, and are capable of being fixedly secured respectively to the lateral beams LV.
  • the TP crossmember is made up of a main part PP2, which can advantageously be common to all vehicle versions using the same structure (or platform), and two second SPLI2 parts joined together respectively at the two ends AND of the main part PP2. This joining is preferably done by welding.
  • the main part PP2 can, for example and as illustrated without limitation in Figures 4 and 8, have a section in a plane XZ in the general shape of S (with lower and upper parts substantially horizontal, and an intermediate part substantially vertical and connecting the lower and upper parts).
  • each of the second parts SPH2 may have a shape and/or a thickness and/or a material varying depending on the type of powertrain (or GMP) of the VA vehicle. In this case, this type can be chosen from purely electric, hybrid and purely thermal. It will be understood that this allows, when the main part PP2 is common to all vehicle variations using the same structure (or platform), to provide variations of second parts SPH2 which are adapted respectively to the different vehicle variations. In other words, each TP crossmember is adapted to the specific needs of its vehicle thanks to the attachment to its common main part PP2 of two second parts SPL12 defined for this vehicle.
  • the structural assembly ES can also include two third parts P3 which are attached and fixedly secured respectively to the second parts SPLI2. These third parts P3 are suitable for being fixedly secured and respectively to the side rails LV.
  • each of the third parts P3 can have a shape and/or a thickness and/or a material varying depending on the type of powertrain (or GMP) of the vehicle VA. In this case, this type can be chosen from purely electric, hybrid and purely thermal. It will be understood that this allows, when the main part PP2 is common to all vehicle variations using the same structure (or platform), to provide variations of third parts P3 which are adapted respectively to the different vehicle variations (and more precisely to the different shapes of LV side rails fitted to these different vehicle variations). In other words, each TP crossmember is adapted to the specific needs of its vehicle thanks to the attachment to each of its second SPLI2 parts of a third P3 part defined for this vehicle.
  • the structural assembly ES can also include a reinforcing part PR which is fixedly attached to the front face FV2 of the crosspiece TP.
  • This reinforcing part PR comprises a main part PP3 extended to the right and left by two second lateral sub-parts SPL2 opposed to each other and each participating in the definition of one of the lateral parts PL.
  • the second lateral sub-part SPL2 concerned is subject to the programmed deformation (and therefore participates in the absorption of part of the energy of the lateral impact).
  • this reinforcing part PR is arranged so as to reinforce the transverse stiffness of the structural assembly ES in its main part PP which is located between its lateral parts PL. Therefore, the piece reinforcement PR not only has an energy absorption function, but also a stiffening function which allows the structural assembly ES to stop deformation and transfer the remaining force after energy absorption to its opposite lateral part PL, and thus to define a kind of survival space for the rechargeable battery.
  • the reinforcing part PR may have a shape and/or a thickness and/or a material varying depending on the type of powertrain (or GMP) of the vehicle VA. In this case, this type can be chosen from purely electric, hybrid and purely thermal. It will be understood that this makes it possible to provide variations of reinforcement part PR which are adapted respectively to different variations of vehicle. In other words, each PR reinforcement part is adapted to the specific needs of its vehicle.
  • the reinforcing part PR can have a section in a plane XZ in the general shape of L or U. Preferably, it constitutes a hollow body with the crosses TP (to which it is secured).
  • the structural assembly ES comprises second parts SPL12 (right and left) and third parts P3 (right and left), the ends (right and left) of the reinforcing part PR are preferably fixedly secured (by example by welding) and respectively to these second SPL12 and third P3 parts.
  • the structural assembly ES preferably has a section in the plane XZ which has a smaller surface in its lateral parts PL than in its main part (made up of the main parts PP1, PP2 and PP3). This makes it possible to have less stiffness in each lateral part PL dedicated to absorption.
  • the section in the plane This variation can possibly be linear.
  • the first part P1 can be made from DP type steel (or “dual phase”), with a thickness of between 1.2 mm and 1.4 mm,
  • the main part PP2 of the TP crosspiece can be made of DP type steel, with a thickness of between 1.2 mm and 1.4 mm,
  • each second SPH2 part can be made from DP type steel, with a thickness of between 1.8 mm and 2 mm,
  • each third part P3 can be made from DP type steel, with a thickness of between 1.7 mm and 1.9 mm, and
  • the PR reinforcement part can be made from THLE (“Very High Elasticity Limit”) type steel, with a thickness of between 1.9 mm and 2.1 mm.
  • THLE Very High Elasticity Limit
  • the first part P1 can be made from type DP steel, with a thickness of between 1.2 mm and 1.4 mm,
  • the main part PP2 of the TP crosspiece can be made of DP type steel, with a thickness of between 1.2 mm and 1.4 mm,
  • each second SPH2 part can be made from type E steel (for mechanical construction), with a thickness of between 1.6 mm and 1.8 mm,
  • each third part P3 can be made from type E steel, with a thickness of between 1.6 mm and 1.8 mm
  • the reinforcing part PR can be made from type DP steel, with a thickness of between 1.6 mm and 1.8 mm.
  • the invention offers several advantages, including:

Abstract

Un ensemble structurel (ES) fait partie d'une structure d'un véhicule automobile comportant un plancher solidarisé à deux longerons droit et gauche et comprenant une zone au-dessus de laquelle est installée au moins une assise. Cet ensemble structurel (ES) est installé transversalement sur cette zone en étant solidarisé aux longerons, et comprend une première pièce (P1) définissant une planche à talons et associée à une traverse (TP), et deux parties latérales (PL) solidarisées chacune fixement à l'un des longerons et agencées chacune de manière à se déformer de façon programmée en cas d'effort encaissé lors d'un choc par le longeron associé, pour absorber une partie de cet effort.

Description

DESCRIPTION
TITRE : ENSEMBLE STRUCTUREL À DÉFORMATION PROGRAMMÉE POUR UNE STRUCTURE DE VÉHICULE AUTOMOBILE
Domaine technique de l’invention
[0001] La présente invention revendique la priorité de la demande française 2210469 déposée le 12 octobre 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 sur lequel est installé transversalement un ensemble structurel dit de planche à talons, et plus précisément un tel ensemble structurel.
Etat de la technique
[0002] Certains véhicules automobiles comprennent une structure comportant un plancher solidarisé à deux longerons latéraux (droit et gauche) et comprenant une zone au-dessus de laquelle est destinée à être installée au moins une assise (par exemple d’une banquette arrière dans le cas d’une voiture). Sur cette zone est généralement installé transversalement un ensemble structurel comprenant une pièce, définissant ce que l'homme de l’art appelle parfois une planche à talons, et une traverse associée à cette pièce. Cet ensemble structurel, qui fait partie de la structure du véhicule, comprend deux extrémités opposées qui sont solidarisées respectivement aux longerons latéraux (droit et gauche).
[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 longerons latéraux. 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 purement électrique ou hybride (thermique et électrique), il comprend un ensemble (ou « pack ») de batterie rechargeable qui peut être installé entre ses longerons latéraux, sous la zone du plancher sur laquelle est installé transversalement l’ensemble structurel, et devant aussi être protégé en cas de choc latéral.
[0004] Les longerons latéraux et l’ensemble structurel 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] Les ensembles structurels actuels sont issus des véhicules à GMP purement thermique et donc participent effectivement à la raideur mais n’absorbent pas (ou quasiment pas) d’énergie d’un choc latéral. Ils ont donc tendance en cas de choc latéral à s’effondrer, ce qui induit une intrusion excessive dans l’habitacle de leur véhicule et un possible endommagement de l’ensemble de batterie rechargeable.
[0006] Il a donc été proposé de renforcer l’ensemble structurel en augmentant son épaisseur et/ou sa section, mais cela induit une augmentation du poids et du coût du véhicule. En outre, cela diminue la capacité de l’ensemble structurel à se déformer, et donc ce dernier transmet un pic dynamique d’effort qui est excessif, ce qui peut provoquer un effondrement du plancher et/ou induire une trop forte décélération du véhicule (préjudiciable aux passagers et à la batterie rechargeable). [0007] De plus, lorsque l’on réduit la largeur des longerons, on est contraint d’utiliser un ensemble structurel plus long (suivant la direction transversale). Par conséquent, selon le type du GMP et selon la dimension transversale de l’ensemble de batterie rechargeable, on est contraint d’utiliser des ensembles structurels de différentes longueurs pour des véhicules utilisant une même structure (ou plateforme). Or, ces ensembles structurels de différentes longueurs ne présentent pas de pièces communes, ce qui augmente les coûts des véhicules.
[0008] L’invention a donc notamment pour but d’améliorer la situation, notamment 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
[0009] Elle propose notamment à cet effet un ensemble structurel, d’une part, destiné à faire partie d’une structure d’un véhicule automobile comportant un plancher solidarisé à deux longerons droit et gauche et comprenant une zone au-dessus de laquelle est destinée à être installée au moins une assise, et, d’autre part, comprenant une première pièce définissant une planche à talons et associée à une traverse et étant propre à être installé transversalement sur cette zone en étant solidarisé aux longerons.
[0010] Cet ensemble structurel se caractérise par le fait qu’il comprend deux parties latérales propres chacune à être solidarisée fixement à l’un des longerons, et agencées chacune de manière à se déformer de façon programmée en cas d’effort encaissé lors d’un choc par le longeron associé, pour absorber une partie de cet effort.
[0011] Cette déformation programmée d’une partie latérale lors d’un choc latéral permet à l’ensemble structurel d’absorber efficacement une partie de l’énergie de ce choc latéral et de limiter la décélération du véhicule, et donc de réduire la probabilité d’effondrement de l’ensemble structurel. [0012] L’ensemble structurel selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment :
[0013] - chacune des premières pièces et traverse peut comprendre deux premières sous-parties latérales opposées et participant chacune à la définition de l’une des parties latérales ;
[0014] - en présence de la première option, il peut comprendre deux deuxièmes pièces rapportées et solidarisées fixement et respectivement à deux extrémités opposées de la traverse, définissant respectivement les premières sous-parties latérales de cette traverse, et propres à être solidarisées fixement et respectivement aux longerons ;
[0015] - en présence de la dernière sous-option, chacune des deuxièmes pièces peut avoir une forme et/ou une épaisseur et/ou une matière variant en fonction d’un type d’un groupe motopropulseur du véhicule, ce type étant choisi parmi purement électrique, hybride et purement thermique ;
[0016] - également en présence de la dernière sous-option, il peut comprendre deux troisièmes pièces rapportées et solidarisées fixement et respectivement aux deuxièmes pièces, et propres à être solidarisées fixement et respectivement aux longerons ;
[0017] - en présence de la dernière sous-sous-option, chacune des troisièmes pièces peut avoir une forme et/ou une épaisseur et/ou une matière variant en fonction d’un type d’un groupe motopropulseur du véhicule, ce type étant choisi parmi purement électrique, hybride et purement thermique ;
[0018] - il peut comprendre une pièce de renfort solidarisée fixement à une face avant de la traverse, comprenant deux deuxièmes sous- parties latérales opposées et participant chacune à la définition de l'une des parties latérales, et agencée de manière à renforcer une raideur transversale de l’ensemble structurel dans une partie principale située entre les parties latérales ; [0019] - en présence de la dernière option, la pièce de renfort peut avoir une forme et/ou une épaisseur et/ou une matière variant en fonction d’un type d’un groupe motopropulseur du véhicule, ce type étant choisi parmi purement électrique, hybride et purement thermique.
[0020] L’invention propose également un véhicule automobile comprenant une structure comportant, d’une part, un plancher solidarisé à deux longerons droit et gauche et comprenant une zone au-dessus de laquelle est destinée à être installée au moins une assise, et, d’autre part, un ensemble structurel du type de celui présenté ci-avant et installé transversalement sur cette zone en étant solidarisé aux longerons.
[0021] Par exemple, ce véhicule automobile peut aussi comprendre un ensemble de batterie rechargeable installé sous le plancher entre les longerons.
Brève description des figures
[0022] 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 :
[0023] [Fig. 1] illustre schématiquement, dans une vue en perspective, une partie d'un exemple de structure de véhicule automobile comportant un exemple de réalisation d’un ensemble structurel selon l’invention,
[0024] [Fig. 2] illustre schématiquement, dans une vue en perspective du côté avant, une partie gauche d’un premier exemple de réalisation d’un ensemble structurel selon l’invention,
[0025] [Fig. 3] illustre schématiquement, dans une vue en perspective du côté avant, une partie gauche d’une première pièce de l’ensemble structurel de la figure 2, [0026] [Fig. 4] illustre schématiquement, dans une vue en perspective du côté avant, une partie gauche d’une traverse de l’ensemble structurel de la figure 2, équipée d’une deuxième pièce, elle-même équipée d’une troisième pièce,
[0027] [Fig. 5] illustre schématiquement, dans une vue en perspective du côté avant, une pièce de renfort de l’ensemble structurel de la figure 2,
[0028] [Fig. 6] illustre schématiquement, dans une vue en perspective du côté avant, une partie gauche d’un second exemple de réalisation d’un ensemble structurel selon l’invention,
[0029] [Fig. 7] illustre schématiquement, dans une vue en perspective du côté avant, une partie gauche d’une première pièce de l’ensemble structurel de la figure 6,
[0030] [Fig. 8] illustre schématiquement, dans une vue en perspective du côté avant, une partie gauche d’une traverse de l’ensemble structurel de la figure 6, équipée d’une deuxième pièce, elle-même équipée d’une troisième pièce, et
[0031] [Fig. 9] illustre schématiquement, dans une vue en perspective du côté avant, une pièce de renfort de l’ensemble structurel de la figure 6.
Description détaillée de l’invention
[0032] L’invention a notamment pour but de proposer un ensemble structurel ES à déformation programmée et destiné à faire partie d’une structure SV d’un véhicule automobile VA.
[0033] 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 ayant une zone sur laquelle peut être installé transversalement un ensemble structurel devant être solidarisé fixement à deux longerons latéraux. [0034] Sur les figures 1 à 9 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.
[0035] Par ailleurs, dans ce qui précède et ce qui suit la notion « d’avant » est définie par rapport à l’extrémité avant du véhicule VA, et la notion « d’arrière » est définie par rapport à l’extrémité arrière du véhicule VA (opposée à l’extrémité avant). Par conséquent, la partie avant d’un élément est (destinée à être) orientée vers l’extrémité avant du véhicule VA, tandis que la partie arrière de cet élément est (destinée à être) orientée vers l’extrémité arrière du véhicule VA.
[0036] 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 ensemble structurel ES selon l’invention. Bien que cela n’apparaisse que partiellement sur la figure 1 , la structure SV comprend notamment un plancher PV ayant des côtés longitudinaux droit et gauche solidarisés respectivement à deux longerons latéraux LV, droit et gauche, et comportant une zone ZP sur laquelle est installé transversalement (suivant la direction transversale Y) un ensemble structurel ES au-dessus duquel est destinée à être installée au moins une assise (par exemple d’une banquette arrière dans le cas d’une voiture).
[0037] 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 la zone ZP du plancher PV (et donc sous l’ensemble structurel ES) entre les longerons latéraux 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. [0038] Comme illustré au moins partiellement sur la figure 1 un ensemble structurel ES, selon l’invention, est propre à faire partie de la structure SV d’un véhicule VA, et plus précisément à être installé transversalement sur la zone ZP du plancher PV en étant solidarisé aux longerons latéraux LV.
[0039] Comme illustré partiellement sur les figures 2 et 6, un ensemble structurel ES, selon l’invention, comprend au moins une première pièce P1 associée à une traverse TP, et deux parties latérales PL propres à être solidarisées fixement et respectivement aux deux longerons latéraux LV.
[0040] La première pièce P1 définit une planche à talons. Par exemple, et comme illustré non limitativement sur les figures 3 et 7, elle peut présenter une partie principale PP1 ayant une section dans un plan XZ en forme générale de S (avec des parties inférieure et supérieure sensiblement horizontales, et une partie intermédiaire sensiblement verticale, définissant la planche à talons et reliant les parties inférieure et supérieure).
[0041] La première pièce P1 comprend une face arrière FR1 qui est orientée vers une face avant FV2 de la traverse TP. La première pièce P1 est solidarisée fixement à la traverse TP, par exemple par soudage, et elles définissent ensemble un corps creux ayant une section dans un plan XZ sensiblement rectangulaire.
[0042] Chacune des deux parties latérales PL est propre à être solidarisée fixement à l’un des longerons latéraux LV, et est agencée de manière à se déformer de façon programmée en cas d’effort encaissé lors d’un choc latéral par le longeron latéral LV associé (flèche F1 de la figure 1 ), afin d’absorber une partie de cet effort.
[0043] Il est rappelé que l’on entend ici par « choc latéral » un choc suivant une direction ayant une composante transversale (suivant la direction transversale Y) non nulle.
[0044] Grâce à cette déformation programmée d’une partie latérale PL lors d’un choc latéral, l’ensemble structurel ES peut désormais absorber efficacement une partie de l’énergie de ce choc latéral et limiter la décélération du véhicule VA, ce qui permet de réduire la probabilité d'effondrement de l’ensemble structurel ES et ainsi augmenter la protection passive des passagers et de l’éventuelle batterie rechargeable.
[0045] Par exemple, et comme illustré non limitativement sur les figures 3 et 4 et 7 et 8, la première pièce P1 et la traverse TP peuvent chacune comprendre deux premières sous-parties latérales SPL1j (j = 1 ou 2) opposées entre elles et participant chacune à la définition de l’une des parties latérales PL. Ainsi, en cas de choc latéral, la première pièce P1 et la traverse TP font ensemble l’objet de la déformation programmée (et donc participent à l’absorption d'une partie de l’énergie du choc latéral).
[0046] L’indice j désigne la première pièce P1 lorsqu’il est égal à un (1 ) et la traverse TP lorsqu’il est égal à deux (2).
[0047] On notera qu’une première sous-partie latérale SPL1j peut s’étendre jusqu’au longeron latéral LV associé afin d’être solidarisé fixement (par exemple par soudage) à ce dernier (LV). Mais cela n’est pas une obligation. Ainsi, c’est le cas de chaque première sous-partie latérale SPL1 i de la première pièce P1 (voir figures 2 et 3 et 6 et 7), mais ce n’est pas le cas de chaque première sous-partie latérale SPL12 de la traverse TP (voir figures 2 et 4 et 6 et 8, on comprendra pourquoi plus loin).
[0048] On notera que dans l’exemple illustré non limitativement sur les figures 2 et 3 et 6 et 7, les premières sous-parties latérales SPL11 font partie intégrante de la première pièce P1 (et donc ne sont pas rapportées). Dans ce cas, la première pièce P1 est avantageusement commune à toutes les déclinaisons de véhicule utilisant une même structure (ou plateforme). Mais dans une variante de réalisation non illustrée, les premières sous-parties latérales SPLI 1 pourraient être rapportées par soudage sur des extrémités opposées d’une partie principale de la première pièce P1 . [0049] Egalement par exemple, et comme illustré non limitativement sur les figures 4 et 8, l’ensemble structurel ES peut aussi comprendre deux deuxièmes pièces qui sont rapportées et solidarisées fixement et respectivement à deux extrémités ET opposées de la traverse TP. Ces deuxièmes pièces définissent respectivement les premières sous- parties latérales SPLI2 de la traverse TP, et sont propres à être solidarisées fixement et respectivement aux longerons latéraux LV.
[0050] On comprendra que dans ce mode de réalisation optionnel la traverse TP est constituée d’une partie principale PP2, qui peut être avantageusement commune à toutes les déclinaisons de véhicule utilisant une même structure (ou plateforme), et deux deuxièmes pièces SPLI2 solidarisées respectivement aux deux extrémités ET de la partie principale PP2. Cette solidarisation se fait de préférence par soudage.
[0051] La partie principale PP2 peut, par exemple et comme illustré non limitativement sur les figures 4 et 8, présenter une section dans un plan XZ en forme générale de S (avec des parties inférieure et supérieure sensiblement horizontales, et une partie intermédiaire sensiblement verticale et reliant les parties inférieure et supérieure).
[0052] On notera que chacune des deuxièmes pièces SPH2 peut avoir une forme et/ou une épaisseur et/ou une matière variant en fonction du type du groupe motopropulseur (ou GMP) du véhicule VA. Dans ce cas, ce type peut être choisi parmi purement électrique, hybride et purement thermique. On comprendra que cela permet, lorsque la partie principale PP2 est commune à toutes les déclinaisons de véhicule utilisant une même structure (ou plateforme), de prévoir des déclinaisons de deuxièmes pièces SPH2 qui sont adaptées respectivement aux différentes déclinaisons de véhicule. En d’autres termes, chaque traverse TP est adaptée au besoin spécifique de son véhicule grâce à la solidarisation à sa partie principale PP2 commune de deux deuxièmes pièces SPL12 définies pour ce véhicule. [0053] Egalement par exemple, et comme illustré non limitativement et au moins partiellement sur les figures 2 et 4 et 6 et 8, l’ensemble structurel ES peut aussi comprendre deux troisièmes pièces P3 qui sont rapportées et solidarisées fixement et respectivement aux deuxièmes pièces SPLI2. Ces troisièmes pièces P3 sont propres à être solidarisées fixement et respectivement aux longerons latéraux LV.
[0054] On notera que chacune des troisièmes pièces P3 peut avoir une forme et/ou une épaisseur et/ou une matière variant en fonction du type du groupe motopropulseur (ou GMP) du véhicule VA. Dans ce cas, ce type peut être choisi parmi purement électrique, hybride et purement thermique. On comprendra que cela permet, lorsque la partie principale PP2 est commune à toutes les déclinaisons de véhicule utilisant une même structure (ou plateforme), de prévoir des déclinaisons de troisièmes pièces P3 qui sont adaptées respectivement aux différentes déclinaisons de véhicule (et plus précisément aux différentes formes de longerons latéraux LV équipant ces différentes déclinaisons de véhicule). En d’autres termes, chaque traverse TP est adaptée au besoin spécifique de son véhicule grâce à la solidarisation à chacune de ses deuxièmes pièces SPLI2 d’une troisième pièce P3 définie pour ce véhicule.
[0055] Egalement par exemple, et comme illustré non limitativement et au moins partiellement sur les figures 5 et 9, l’ensemble structurel ES peut aussi comprendre une pièce de renfort PR qui est solidarisée fixement à la face avant FV2 de la traverse TP. Cette pièce de renfort PR comprend une partie principale PP3 prolongée à droite et à gauche par deux deuxièmes sous-parties latérales SPL2 opposées entre elles et participant chacune à la définition de l’une des parties latérales PL. Ainsi, en cas de choc latéral, la deuxième sous-partie latérale SPL2 concernée fait l'objet de la déformation programmée (et donc participe à l’absorption d’une partie de l’énergie du choc latéral). De plus, cette pièce de renfort PR est agencée de manière à renforcer la raideur transversale de l’ensemble structurel ES dans sa partie principale PP qui est située entre ses parties latérales PL. Par conséquent, la pièce de renfort PR a non seulement une fonction d’absorption d’énergie, mais également une fonction de raidisseur qui permet à l’ensemble structurel ES d’arrêter la déformation et de transférer l’effort restant après l’absorption d’énergie vers sa partie latérale PL opposée, et ainsi de définir une espèce d’espace de survie pour la batterie rechargeable.
[0056] On notera que la pièce de renfort PR peut avoir une forme et/ou une épaisseur et/ou une matière variant en fonction du type du groupe motopropulseur (ou GMP) du véhicule VA. Dans ce cas, ce type peut être choisi parmi purement électrique, hybride et purement thermique. On comprendra que cela permet de prévoir des déclinaisons de pièce de renfort PR qui sont adaptées respectivement à différentes déclinaisons de véhicule. En d’autres termes, chaque pièce de renfort PR est adaptée au besoin spécifique de son véhicule.
[0057] Par exemple, et comme illustré non limitativement sur les figures 5 et 9, la pièce de renfort PR peut présenter une section dans un plan XZ en forme générale de L ou de U. De préférence, elle constitue un corps creux avec la traverse TP (à laquelle elle est solidarisée).
[0058] Lorsque l’ensemble structurel ES comprend des deuxièmes pièces SPL12 (droite et gauche) et des troisièmes pièces P3 (droite et gauche), les extrémités (droite et gauche) de la pièce de renfort PR sont de préférence solidarisées fixement (par exemple par soudage) et respectivement à ces deuxièmes SPL12 et troisièmes P3 pièces.
[0059] On notera également que l’ensemble structurel ES a de préférence une section dans le plan XZ qui a une surface plus petite dans ses parties latérales PL que dans sa partie principale (constituée des parties principales PP1 , PP2 et PP3). Cela permet en effet d’avoir une moindre raideur dans chaque partie latérale PL dédiée à l’absorption. Par exemple, la section dans le plan XZ de chaque partie latérale PL peut varier (augmenter) de façon monotone croissante lorsque l’on se rapproche des parties principales PP1 , PP2 et PP3. Cette variation peut éventuellement être linéaire. [0060] Egalement par exemple, dans le premier exemple de réalisation illustré sur les figures 2 à 5 et adapté à un véhicule à GMP de type purement électrique :
[0061] - la première pièce P1 peut être réalisée dans un acier de type DP (ou « dual phase » - double phase), avec une épaisseur comprise entre 1 ,2 mm et 1 ,4 mm,
[0062] - la partie principale PP2 de la traverse TP peut être réalisée dans un acier de type DP, avec une épaisseur comprise entre 1 ,2 mm et 1 ,4 mm,
[0063] - chaque deuxième pièce SPH2 peut être réalisée dans un acier de type DP, avec une épaisseur comprise entre 1 ,8 mm et 2 mm,
[0064] - chaque troisième pièce P3 peut être réalisée dans un acier de type DP, avec une épaisseur comprise entre 1 ,7 mm et 1 ,9 mm, et
[0065] - la pièce de renfort PR peut être réalisée dans un acier de type THLE (« Très Haute Limite d’Elasticité »), avec une épaisseur comprise entre 1 ,9 mm et 2,1 mm.
[0066] Egalement par exemple, dans le second exemple de réalisation illustré sur les figures 6 à 9 et adapté à un véhicule à GMP de type hybride :
[0067] - la première pièce P1 peut être réalisée dans un acier de type DP, avec une épaisseur comprise entre 1 ,2 mm et 1 ,4 mm,
[0068] - la partie principale PP2 de la traverse TP peut être réalisée dans un acier de type DP, avec une épaisseur comprise entre 1 ,2 mm et 1 ,4 mm,
[0069] - chaque deuxième pièce SPH2 peut être réalisée dans un acier de type E (pour la construction mécanique), avec une épaisseur comprise entre 1 ,6 mm et 1 ,8 mm,
[0070] - chaque troisième pièce P3 peut être réalisée dans un acier de type E, avec une épaisseur comprise entre 1 ,6 mm et 1 ,8 mm, et [0071] - la pièce de renfort PR peut être réalisée dans un acier de type DP, avec une épaisseur comprise entre 1 ,6 mm et 1 ,8 mm.
[0072] L’invention offre plusieurs avantages, parmi lesquels :
[0073] - la possibilité de régler indépendamment le tarage de la déformation programmée des parties latérales PL pour chaque type de
GMP, et possiblement aussi chaque type de silhouette de véhicule,
[0074] - la possibilité de limiter les efforts encaissés par la partie principale PP « indéformable » et donc de limiter au maximum la section du corps creux de l’élément structurel ES afin de libérer un maximum d’espace pour l’ensemble de batterie rechargeable EB. La déformation programmée permet en effet d’avoir un plancher PV à hauteur réduite et donc un allongement de l’ensemble de batterie rechargeable EB vers l’arrière du véhicule VA,
[0075] - l’augmentation de la protection des passagers et de l’éventuel ensemble de batterie rechargeable EB.

Claims

REVENDICATIONS
[Revendication 1] Ensemble structurel (ES) propre à faire partie d’une structure (SV) d’un véhicule automobile (VA) comportant un plancher (PV) solidarisé à deux longerons (LV) droit et gauche et comprenant une zone (ZP) au-dessus de laquelle est destinée à être installée au moins une assise, ledit ensemble structurel (ES) comprenant une première pièce (P1 ) définissant une planche à talons et associée à une traverse (TP) et étant propre à être installé transversalement sur ladite zone (ZP) en étant solidarisé auxdits longerons (LV), caractérisé en ce qu’il comprend deux parties latérales (PL) propres chacune à être solidarisée fixement à l’un desdits longerons (LV) et agencées chacune de manière à se déformer de façon programmée en cas d’effort encaissé lors d’un choc par ledit longeron (LV) associé, pour absorber une partie dudit effort.
[Revendication 2] Ensemble structurel selon la revendication 1 , caractérisé en ce que chacune desdites première pièce (P1 ) et traverse (TP) comprend deux premières sous-parties latérales (SPL1j) opposées et participant chacune à la définition de l’une desdites parties latérales (PL).
[Revendication 3] Ensemble structurel selon la revendication 2, caractérisé en ce qu’il comprend deux deuxièmes pièces rapportées et solidarisées fixement et respectivement à deux extrémités (ET) opposées de ladite traverse (TP), définissant respectivement lesdites premières sous-parties latérales (SPLI2) de cette traverse (TP), et propres à être solidarisées fixement et respectivement auxdits longerons (LV).
[Revendication 4] Ensemble structurel selon la revendication 3, caractérisé en ce que chacune desdites deuxièmes pièces (SPLI2) a une forme et/ou une épaisseur et/ou une matière variant en fonction d’un type d’un groupe motopropulseur dudit véhicule, ledit type étant choisi parmi purement électrique, hybride et purement thermique.
[Revendication 5] Ensemble structurel selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce qu’il comprend deux troisièmes pièces (P3) rapportées et solidarisées fixement et respectivement auxdites deuxièmes pièces (SPLI2), et propres à être solidarisées fixement et respectivement auxdits longerons (LV).
[Revendication 6] Ensemble structurel selon la revendication 5, caractérisé en ce que chacune desdites troisièmes pièces (P3) a une forme et/ou une épaisseur et/ou une matière variant en fonction d’un type d’un groupe motopropulseur dudit véhicule, ledit type étant choisi parmi purement électrique, hybride et purement thermique.
[Revendication 7] Ensemble structurel selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que qu’il comprend une pièce de renfort (PR) solidarisée fixement à une face avant (FV2) de ladite traverse (TP), comprenant deux deuxièmes sous-parties latérales (SPL2) opposées et participant chacune à la définition de l’une desdites parties latérales (PL), et agencée de manière à renforcer une raideur transversale dudit ensemble structurel (ES) dans une partie principale (PP) située entre lesdites parties latérales (PL).
[Revendication 8] Ensemble structurel selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite pièce de renfort (PR) a une forme et/ou une épaisseur et/ou une matière variant en fonction d’un type d’un groupe motopropulseur dudit véhicule, ledit type étant choisi parmi purement électrique, hybride et purement thermique.
[Revendication 9] Véhicule automobile (VA) comprenant une structure (SV) comportant un plancher (PV) solidarisé à deux longerons (LV) droit et gauche et comprenant une zone (ZP) au-dessus de laquelle est destinée à être installée au moins une assise, caractérisé en ce que ladite structure (SV) comprend en outre un ensemble structurel (ES) selon l’une des revendications précédentes, installé transversalement sur ladite zone (ZP) en étant solidarisé auxdits longerons (LV).
[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).
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