FR3058365A1

FR3058365A1 - Support pour batterie multifonction

Info

Publication number: FR3058365A1
Application number: FR1660811A
Authority: FR
Inventors: Damien Sigaud; Philippe Cohen
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: Stellantis Auto Sas Fr
Priority date: 2016-11-08
Filing date: 2016-11-08
Publication date: 2018-05-11
Anticipated expiration: 2036-11-08
Also published as: FR3058365B1

Abstract

L'invention concerne un support (1) pour batterie de traction de véhicule électrique ou hybride, le support (1) comprenant un cadre (2) destiné à être fixé à deux profilés structurels (15.1, 15.2) du véhicule, s'étendant longitudinalement à l'arrière d'un plancher dudit véhicule. Le cadre (2) comprend au moins deux poutres longitudinales (3.1, 3.2) et au moins deux poutres transversales (5.1, 5.2) rigidement fixées auxdites poutres longitudinales (3.1, 3.2), ledit cadre (2) étant apte à être logé entre les deux profilés longitudinaux (15.1, 15.2) du véhicule, avec deux des poutres longitudinales (3.1, 3.2) disposées latéralement auxdits profilés (15.1, 15.2), respectivement.

Description

Titulaire(s) : PEUGEOT CITROEN AUTOMOBILES SA Société anonyme.

Demande(s) d’extension

Mandataire(s) : PEUGEOT CITROEN AUTOMOBILES SA Société anonyme.

FR 3 058 365 - A1

SUPPORT POUR BATTERIE MULTIFONCTION.

©) L'invention concerne un support (1) pour batterie de traction de véhicule électrique ou hybride, le support (1) comprenant un cadre (2) destiné à être fixé à deux profilés structurels (15.1, 15.2) du véhicule, s'étendant longitudinalement à l'arrière d'un plancher dudit véhicule. Le cadre (2) comprend au moins deux poutres longitudinales (3.1,3.2) et au moins deux poutres transversales (5.1, 5.2) rigidement fixées auxdites poutres longitudinales (3.1, 3.2), ledit cadre (2) étant apte à être logé entre les deux profilés longitudinaux (15.1, 15.2) du véhicule, avec deux des poutres longitudinales (3.1,3.2) disposées latéralement auxdits profilés (15.1, 15.2), respectivement.

SUPPORT POUR BATTERIE MULTIFONCTION

L’invention a trait au domaine des véhicules automobiles électriques et hybrides. Elle concerne plus particulièrement l’intégration de batterie de traction à l’arrière du véhicule.

Lors de chocs arrière, il est essentiel que la partie postérieure du véhicule résiste aux fortes contraintes en se déformant le moins possible. Ceci est d’autant plus important pour les véhicules hybrides ou électriques où la batterie de traction est généralement installée dans cette partie. Or, ces batteries à haute technologie sont relativement lourdes et donc sujettes aussi en cas de chocs arrière sévères à de fortes accélérations qui peuvent entraîner leur décrochage et causer de graves problèmes de sécurité si elles se déplacent vers l’avant en direction de l’habitacle des passagers.

La solution technique habituellement utilisée pour résister aux efforts des chocs arrière dans les voitures hybrides et électriques est généralement de redimensionner les profilés structurels arrières, qui sont couramment appelés longeronnets, en augmentant notamment leur section et/ou en les élaborant avec un matériau plus résistant et donc potentiellement plus lourd. Toutefois, ce surdimensionnement de l’unité arrière s’avère également provoquer les mêmes inconvénients que pour les véhicules thermiques conventionnels, à savoir entres autres, une augmentation de la masse du véhicule et au final du coût de revient.

Le document US 2013/0333967 A1 divulgue un module de batterie pour véhicule hybride ou électrique. Ce module comprend une batterie et un support de batterie. Ce dernier est fixé sur la face supérieure de la batterie et comprend un cadre rectangulaire plus large que la batterie, avec notamment des saillies de chaque côté qui sont vissées sur les deux profilés structurels arrière du véhicule. Le support comprend en outre au niveau de ces deux zones de fixation à la carrosserie un épaulement qui interagit avec un épaulement placé sur la carrosserie. Ainsi lors d’un choc arrière particulièrement sévère, ces épaulements sont en butée l’un contre l’autre. Cette interaction a pour effet d’absorber les forces d’impact qui pourraient endommager la fixation par vis du module batterie à la carrosserie. Bien que ce dispositif protège la batterie en la maintenant fixement aux longeronnets latéraux arrière et empêche ainsi qu’elle soit arrachée lors de l’impact, elle n’empêche pas pour autant la détérioration de la structure de l’unité du véhicule hybride ou électrique consécutive à un choc arrière sévère.

L’invention a donc pour objectif de pallier au moins un des inconvénients de l’état de la technique susmentionné. Plus précisément, l’invention a pour objectif de renforcer la structure de l’unité arrière des véhicules hybrides contre les chocs arrière de différentes intensités. L’invention a également pour objectif de protéger la batterie de ce type de véhicules.

A cet effet, l’invention a pour objet un support pour batterie de traction de véhicule électrique ou hybride, le support comprenant un cadre destiné à être fixé à deux profilés structurels du véhicule, s’étendant longitudinalement à l’arrière d’un plancher dudit véhicule ; remarquable en ce que le cadre comprend au moins deux poutres longitudinales et au moins deux poutres transversales rigidement fixées auxdites poutres longitudinales, ledit cadre étant apte à être logé entre les deux profilés longitudinaux du véhicule, avec deux des poutres longitudinales disposées latéralement auxdits profilés, respectivement.

Selon un mode avantageux de l’invention, les poutres longitudinales et transversales présentent une section transversale rectangulaire creuse.

Selon un mode avantageux de l’invention, la section rectangulaire creuse des poutres longitudinales et transversales présente une hauteur et une largeur, ladite hauteur étant supérieure à ladite largeur.

Selon un mode avantageux de l’invention, les deux poutres longitudinales destinées à être disposées latéralement aux profilés longitudinaux présentent, chacune, une extrémité avant libre apte à prendre appui sur un profilé transversal du véhicule s’étendant entre les profilés longitudinaux.

Selon un mode avantageux de l’invention, le support comprend des pattes s’étendant transversalement, vers l’extérieur du cadre, des deux poutres longitudinales destinées à être disposées latéralement aux profilés longitudinaux, lesdites pattes étant configurées pour prendre appui sur une face supérieure de chacun desdits profilés.

Selon un mode avantageux de l’invention, les poutres longitudinales et transversales sont en matériau métallique, préférentiellement en aluminium, et assemblées par soudage.

Selon un mode avantageux de l’invention, le cadre est généralement plan et forme des ouvertures aptes à recevoir des éléments de la batterie.

L’invention a également pour objectif un véhicule électrique ou hybride comprenant deux profilés structurels longitudinaux s’étendant longitudinalement à l’arrière d’un plancher du véhicule, et un support de batterie de traction fixé auxdits profilés; remarquable en ce que le support est conforme à l’invention.

Selon un mode avantageux de l’invention, les deux profilés structurels longitudinaux comprennent deux faces latérales en vis-à-vis, les deux poutres longitudinales disposées latéralement auxdits profilés étant adjacentes auxdites faces, respectivement.

Selon un mode avantageux de l’invention, le cadre présente une épaisseur égale ou inférieure à l’épaisseur moyenne des deux profilés structurels longitudinaux, ladite épaisseur moyenne étant mesurée le long dudit cadre.

Cette invention est intéressante en ce qu’elle fournit un moyen de renforcement des unités arrières des véhicules contre les chocs, notamment les chocs arrière sévères, sans devoir surdimensionner les profilés longitudinaux arrières ou de modifier entièrement l’unité arrière. Cette invention est notamment particulièrement intéressante pour les voitures hybrides ou toutes électriques car elle permet en plus de protéger la batterie de traction de ces véhicules en évitant leur détérioration et/ou leur arrachage. Cette invention est d’autant plus intéressante qu’elle est simple et facilement déclinable par de simples adaptations et donc aisément mise en œuvre dans de nombreux pays ayant des degrés différents de sévérité pour les essais de choc (crash test) arrière. Outre sa fonction de renfort de l’unité arrière contre les chocs et de protection de la batterie, cette invention permet également d’optimiser l’espace disponible pour ranger d’autres éléments que la batterie sans pour autant prendre de l’espace sur le volume du coffre. Cette invention est aussi intéressante car son installation ne nécessite pas la création d’ilot de montage supplémentaire au sein de l’usine, ce qui implique une réduction des coûts et donc un gain d’investissement.

D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l’aide de la description qui suit et donnée à titre d’exemple en référence aux dessins annexés sur lesquels :

- La figure 1 est une vue en perspective du support de batterie selon l’invention.

- La figure 2 représente une vue en perspective de l’unité arrière d’un véhicule hybride dans lequel un support selon la figure 1 et fixé à la carrosserie.

La figure 1 illustre un mode de réalisation préféré du support 1 pour batterie de traction selon l’invention. Ce support 1 a la forme d’un cadre et comprend deux poutres longitudinales 3.1, 3.2 auxquelles sont rigidement fixées deux poutres transversales 5.1, 5.2. Le support 1 est apte à être loger entre les deux profilés structurels (non représentés sur cette figure) d’un véhicule, notamment entre les deux profilés longitudinaux qui s’étendent à l’arrière du plancher du véhicule.

Les poutres longitudinales 3.1, 3.2 et transversales 5.1, 5.2 ont une section transversale rectangulaire creuse 7 qui est plus haute que large, et similaire sur l’ensemble du support 1. Elles sont également constituées en matériau métallique, préférentiellement en aluminium et leur assemblage s’effectue généralement par soudage. Cette configuration a l’avantage d’alléger le support 1 et de faciliter une partie de l’absorption des chocs.

Les deux poutres longitudinales 3.1, 3.2 sont destinées à être disposées latéralement et de manière adjacente aux profilés longitudinaux arrière du véhicule et présentent chacune une extrémité avant libre 8 apte à prendre appui sur un profilé transversal (non représenté à la figure 1) du véhicule disposé entre les profilés longitudinaux.

Des pattes de fixation 9 du support 1 aux profilés longitudinaux s’étendent vers l’extérieur du cadre. Elles sont en fait destinées à prendre appui transversalement sur la surface supérieure des profilés longitudinaux. En l’occurrence sur la figure 1, ces pattes 9 ont la forme de plaque et sont au nombre de quatre. Cette fixation par appui permet une certaine souplesse ou latitude par rapport aux contraintes exercées par un choc arrière.

Le support 1 présente une forme généralement plane et forme des ouvertures 11.1, 11.2, 11.3, qui sont aptes à loger des éléments de la batterie.

Préférentiellement une des deux poutres transversales 5.1, 5.2 est disposée entre les deux extrémités arrière des deux poutres longitudinales 3.1, 3.2. la seconde poutre transversale 5.2 étant positionnée à environ la moitié de la longueur des poutres longitudinales 3.1,3.2. Cette configuration permet de délimiter une ouverture 11 rectangulaire à l’arrière du support. La largeur de cette ouverture 11 pouvant varier en fonction de la hauteur à laquelle la deuxième poutre transversale 5.2 est agencée entre les deux poutres longitudinales 3.1,3.2.

Avantageusement le support 1 comprend une troisième poutre longitudinale 3.3 disposée entre les deux poutres transversales 5.1, 5.2 et dont la longueur peut être d’environ la moitié de celles-ci. Cette troisième poutre longitudinale 3.3 divise en deux l’ouverture rectangulaire 11 à l’arrière du support 1 créant ainsi deux ouvertures 11.1 et 11.2 dans le cadre 2.

Avantageusement le support 1 peut s’adapter à différents degrés de sévérité de choc arrière. Ainsi, lorsque le choc arrière est sévère, le cadre 2 du support 1 comprend trois poutres longitudinales 3.1, 3 .2, 3.3 et deux poutres transversales 5.1, 5.2. A l’inverse, dans le cas de la prévention de chocs arrière moins sévère, la poutre transversale 5.1 positionnée près du panneau arrière entre les deux extrémités arrière des deux poutres longitudinales 3.1,3.2 n’est pas nécessaire.

La figure 2 illustre une vue en perspective l’unité arrière 13 d’un véhicule hybride au niveau du plancher de charge (non visible). Cette unité 13 comprend deux profilés structurels 15.1, 15.2 qui s’étendent longitudinalement sur les côtés et présentent deux faces latérales en vis-à-vis. Un support 1 comme décrit ci-dessus est logé entre ces deux profilés longitudinaux 15.1, 15.2. En l’occurrence, le support 1 illustré dans la figure 2 est formé de deux poutres longitudinales 3.1,3.2 et de deux poutres transversales 5.1, 5.2 rigidement fixées sur ces dernières. Une troisième poutre longitudinale 3.3 plus courte est également placée entre les deux poutres transversales 5.1,5.2. Le support 1 comporte ainsi trois ouvertures 11.1, 11.2, 11.3, une du côté des extrémités avant libres 8 des poutres longitudinales 3.1,3.2 et deux du côté du panneau arrière du plancher du véhicule. Comme le support 1 présente une épaisseur égale ou inférieure à l’épaisseur moyenne des deux profilés structurels longitudinaux 15.1, 15.2, ces ouvertures 11.1, 11.2, 11.3 forment des cavités aptes à recevoir des éléments 17.1, 17.2, 17.3 de batterie de traction. Ces éléments 17.1, 17.2, 17.3 sont généralement intégralement logés dans les cavités. La batterie 17.1 illustrée sur la figure 2 est ainsi encastrée à l’intérieur d’une cavité du support 1.

Il est à noter par ailleurs que les deux poutres longitudinales 3.1, 3.2 du support 1 sont disposées latéralement et de façon adjacente aux deux faces latérales des profilés longitudinaux 15.1, 15.2. Les pattes 9 fixées aux deux poutres longitudinales 3.1,3.2 et qui s’étendent transversalement vers l’extérieur permettent à ces poutres 3.1, 3.2 de prendre également appui sur la face supérieure de chacun des profilés longitudinaux 15.1, 15.2. Avec ce type d’agencement le support 1 est donc maintenu étroitement entre les deux profilés longitudinaux 15.1, 15.2 mais sans être fixé rigidement par un moyen de fixation permanent tel que des vis. Cette configuration est très avantageuse car en cas de choc arrière sévère le support 1 ne subit pas les effets des contraintes du choc ou du moins de manière beaucoup plus atténuée. L’unité arrière du véhicule 13 en sort ainsi renforcée et la batterie 17 (1) imbriquée à l’intérieur du support, avec les autres éléments de batterie 17.2, 17.3 n’est donc pas endommagé et/ou propulsée vers l’avant du véhicule.

Sur le plan structurel le support 1 de batterie selon l’invention intègre finalement tous les renforts choc et il permet donc d’éviter de modifier entièrement les unités arrières 13 des véhicules hybrides, notamment celles de type EMP2, mais aussi celles véhicules tout électrique. Le support est d’autant plus intéressant qu’il peut être par ailleurs facilement adapté et fixé sur des unités arrières 13 conventionnelles. Cette adaptabilité lui permettant ainsi d’être également déclinable en fonction des zones de commercialisation à travers le monde qui n’ont pas la même sévérité pour les essais chocs arrières.

En plus de sa fonction de renforcement de l’unité arrière 13 des véhicules de type hybride ou électrique et celle protectrice de la batterie 17.1 et de ces autres éléments 17.2, 17.3, ce support 1 s’avère être aussi un support multifonctionnel car les cavités entre les profilés longitudinaux 15.1, 15.2 et le plancher de charge peuvent servir à loger d’autres éléments, et notamment une roue de secours galette. L’unité arrière 13 devient donc ainsi modulable. L’avantage de cette multifonctionnalité étant qu’elle ne se fait pas au détriment du volume du coffre du véhicule.

Ce support 1 de batterie présente aussi l’avantage d’être facile à réaliser et à fixer dans l’unité arrière 13 des véhicules. Il ne nécessite donc pas la mise en œuvre de nouvelles installations car il peut être soit monté directement au ferrage avant le passage en cataphorèse, soit sur la ligne de montage.

Claims

REVENDICATIONS

1. Support (1) pour batterie de traction de véhicule électrique ou hybride, le support comprenant un cadre (2) destiné à être fixé à deux profilés structurels (15.1, 15.2) du véhicule, s’étendant longitudinalement à l’arrière d’un plancher dudit véhicule;

caractérisé en ce que le cadre (2) comprend au moins deux poutres longitudinales (3.1, 3.2) et au moins deux poutres transversales (5.1, 5.2) rigidement fixées auxdites poutres longitudinales (3.1, 3.2), ledit cadre (2) étant apte à être logé entre les deux profilés longitudinaux (15.1, 15.2) du véhicule, avec deux des poutres longitudinales (3.1, 3.2) disposées latéralement auxdits profilés (15.1, 15.2), respectivement.
2. Support (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les poutres longitudinales (3.1, 3.2) et transversales (5.1, 5.2) présentent une section rectangulaire creuse (7).
3. Support (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que la section rectangulaire creuse (7) des poutres longitudinales (3.1, 3.2) et transversales (5.1, 5.2) présente une hauteur et une largeur, ladite hauteur étant supérieure à ladite largeur.
4. Support (1) selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les deux poutres longitudinales (3.1, 3.2) destinées à être disposées latéralement aux profilés longitudinaux (15.1, 15.2) présentent, chacune, une extrémité avant libre (8) apte à prendre appui sur un profilé transversal du véhicule s’étendant entre les profilés longitudinaux (15.1, 15.2).
5. Support (1) selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu’il comprend des pattes (9) s’étendant transversalement, vers l’extérieur du cadre (2), des deux poutres longitudinales (3.1, 3.2) destinées à être disposées latéralement aux profilés longitudinaux (15.1, 15.2), lesdites pattes (9) étant configurées pour prendre appui sur une face supérieure de chacun desdits profilés (15.1, 15.2).
6. Support (1) pour batterie de véhicule hybride selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les poutres longitudinales (3.1, 3.2) et transversales (5.1, 5.2) sont en matériau métallique, préférentiellement en aluminium, et assemblées par soudage.
7. Support (1) pour batterie de véhicule hybride selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le cadre (2) est généralement plan et forme des

5 ouvertures (11, 11.1, 11.2, 11.3) aptes à recevoir des éléments de la batterie (17.1, .17.2, 17.3).
8. Véhicule électrique ou hybride comprenant deux profilés structurels longitudinaux (15.1, 15.2) s’étendant longitudinalement à l’arrière d’un plancher du véhicule, et un support (1) de batterie de traction fixé auxdits

10 profilés (15.1, 15.2), caractérisé en ce que le support (1) est conforme à l’une des revendications 1 à 7.
9. Véhicule selon la revendication 8 caractérisé en ce que les deux profilés structurels longitudinaux (15.1, 15.2) comprennent deux faces latérales en vis-à-vis, les deux poutres longitudinales (3.1, 3.2) disposées latéralement

15 auxdits profilés (15.1, 15.2) étant adjacentes auxdites faces, respectivement.
10. Véhicule selon l’une des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que le cadre (2) présente une épaisseur égale ou inférieure à l’épaisseur moyenne des deux profilés structurels longitudinaux (15.1, 15.2), ladite épaisseur moyenne étant mesurée le long dudit cadre (2).

5.1