FR3109022A1 - Vehicule comprenant un bac cloisonne - Google Patents

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Abstract

Véhicule automobile comprenant un bac (1), ce bac (1) comprenant: - un fond (2) et une paroi (3) latérale délimitant un espace interne (4), la paroi (3) s’étendant à partir du fond (2) selon la hauteur du véhicule, - une cloison (5) séparant l’espace interne (4) en deux compartiments, cette cloison (5) présentant une encoche (6) sur son bord qui débouche sur la paroi (3) latérale par un débouché (7). Figure 1.

Description

VEHICULE COMPRENANT UN BAC CLOISONNE
La présente invention concerne une batterie, et plus particulièrement une batterie d’un véhicule à propulsion électrique alimentant une machine motrice électrique.
On comprendra par batterie, dans tout le texte de ce document, un ensemble comprenant au moins un module de batterie contenant au moins une cellule électrochimique. Cette batterie comprend éventuellement des moyens électriques ou électroniques pour la gestion d’énergie électrique de ce au moins un module. Lorsqu’il y a plusieurs modules, ils sont regroupés dans un bac ou carter et forment alors un bloc batteries, ce bloc batteries étant souvent désigné par l’expression anglaise « pack batteries », ce carter contenant généralement une interface de montage, et des bornes de raccordement.
Par ailleurs, on comprendra par cellule électrochimique dans tout le texte de ce document, des cellules générant du courant par réaction chimique, par exemple de type lithium-ion (ou Li-ion), de type Ni-Mh, ou Ni-Cd ou encore plomb.
Dans ce domaine, il est connu de cloisonner le bac par des cloisons, ces cloisons étant structurantes c’est-à-dire participant à la tenue aux sollicitations mécaniques du bac, par exemple en cas d’accident du véhicule pour protéger les modules.
On connait par exemple du document FR-A1-2959606 un bac à batterie pour véhicule, comprenant une enveloppe externe délimitant une chambre de réception, un cloisonnement interne délimitant au moins un compartiment dans ladite chambre, au moins un module de batterie étant disposé dans ledit compartiment et comprenant un boîtier isolant de réception d'un ensemble de cellules accumulateur d'énergie électrique, le cloisonnement interne et le boîtier isolant du module étant agencés de façon à délimiter au moins un espace interne entre le boîtier et l'enveloppe externe.
Comme ces cloisons sont parfois gênantes pour le passage de câbles électriques, il est proposé dans ce même document que le cloisonnement interne présente des encoches de communication d'un compartiment à l'autre, ouvertes vers la périphérie de ce cloisonnement interne, et comprenant des câbles ou fils de connexion électrique reliés auxdits modules, s'étendant dans ledit espace interne et passant au travers desdites encoches.
Mais ces encoches présentent des inconvénients et notamment elles fragilisent la cloison qui ne peut plus protéger les modules lors de chocs provoqués par exemple par un accident du véhicule, et peuvent donc être à l’origine d’un départ de feux. En outre, ces encoches ne sont adaptées que pour le passage de câble d’un compartiment à l’autre, et donc en interne à la batterie.
Le but de l’invention est de prévoir des encoches dans les cloisons qui ne fragilisent pas la cloison vis-à-vis des chocs provoqués par un accident du véhicule.
A cet effet, l’invention a pour objet un véhicule automobile comprenant un bac, ce bac comprenant:
- un fond et une paroi latérale délimitant un espace interne, la paroi s’étendant à partir du fond selon la hauteur du véhicule,
- une cloison séparant l’espace interne en deux compartiments, cette cloison présentant une encoche sur son bord,
ce véhicule étant tel que l’encoche débouche sur la paroi latérale par un débouché.
La cloison est solidaire de la paroi, ou du fond, ou de la paroi et du fond.
Ce véhicule est avantageusement un véhicule terrestre. Le bac est par exemple un bac de batterie, mais au sens général selon l’invention il peut être considéré comme un réservoir de liquide, notamment de carburant ou d’eau, ou un réservoir de gaz sous pression, notamment d’air ou d’hydrogène.
On comprendra par fond, dans tout le texte de ce document, une paroi du bac sensiblement horizontale alors que, à contrario, la paroi latérale n’est pas horizontale.
On comprendra par encoche débouchante dans tout le texte de ce document, une encoche dont une de ses deux extrémités entaille le bord périphérique de la cloison, une section transversale de cette extrémité formant le débouché. Dans l’exemple qui sera illustré par la suite, cette encoche est réalisée à travers toute l’épaisseur de la cloison et prend alors la forme d’un « U » ou d’un « V » dont l’extrémité libre de chacune des deux branches du « U » ou du « V » débouche sur le bord, mais ce n’est pas obligatoire : l’encoche peut ne pas entailler toute l’épaisseur de la cloison, et forme alors un évidement débouchant sur la paroi latérale par un débouché entaillant le bord périphérique. Cette variante est intéressante lorsque l’épaisseur de la cloison est conséquente.
Ainsi cette encoche selon l’invention, permet de conserver une bonne répartition des efforts entre la cloison et la paroi latérale, tout en agrandissant un volume interne utile du bac par exemple pour le passage de conduites ou de câblages électriques à travers l’encoche.
En particulier en cas de choc du véhicule, par exemple lors d’un accident, ce choc étant préférentiellement selon la direction de la cloison, cette cloison transmet un effort de compression de part et d’autre de l’encoche sur la paroi latérale, selon chacune des deux branches : ainsi la cloison n’est contrainte qu’en compression, et pas en cisaillement, sa résistance est améliorée par rapport à l’état de l’art présenté.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la cloison est de forme allongée et présente un axe longitudinal centré sur la plus grande largeur de la cloison, et le débouché de l’encoche est traversé par cet axe longitudinal.
En effet, plus l’encoche sera centrée, plus la répartition de l’effort de compression sera équilibrée, plus la résistance de la cloison est améliorée.
Selon un mode de réalisation la paroi comprend :
- une surface interne au bac et délimitée par un contour rectangulaire centré sur le débouché de l’encoche, contour dont deux premiers côtés sont parallèles à la cloison et de longueur égale à la largeur de l’encoche à son débouché, et dont deux seconds cotés sont de longueur supérieure ou égale à la largeur de l’encoche à son débouché, notamment de longueur égale à trois fois la largeur de l’encoche à son débouché,
- un trou traversant la paroi et cette surface.
Ce trou est par exemple entièrement inclus dans cette surface, ou partiellement inclus.
Selon un mode de réalisation de l’invention, ce véhicule comprend un circuit au moins en partie logé dans l’espace interne, et ce circuit traverse la paroi par le trou.
Ainsi il est possible de positionner le passage d’un circuit à l’endroit même ou sans l’invention, cela serait impossible : l’axe de ce trou est par exemple inclus dans l’épaisseur de la cloison, ou à proximité de la cloison, l’encoche permettant le passage du circuit et/ou d’un outil de montage du circuit.
Une fois le circuit monté, on pourra par exemple, lorsque cela est possible, obturer l’encoche par un cache rapporté pour garder une étanchéité entre les deux compartiments.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le circuit comprend un moyen de raccordement entre une première partie du circuit externe au bac et une deuxième partie du circuit interne au bac, et ce moyen de raccordement est solidaire de la paroi.
Ainsi ce moyen de raccordement permet d’avoir un sous ensemble assemblé avant son montage dans le véhicule, ce sous ensemble comprenant ici le bac, la cloison, la deuxième partie du circuit, et le moyen de raccordement.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le circuit comprend une conduite véhiculant un fluide caloporteur, cette conduite traversant la paroi par le trou.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le circuit comprend un conducteur électrique traversant la paroi par le trou.
Selon un mode de réalisation de l’invention, ce véhicule comprend une batterie, cette batterie comprenant des cellules de stockage d’énergie, le bac, et un couvercle fermant le bac, les cellules de stockage d’énergie étant réparties dans le bac.
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’axe de symétrie longitudinal du véhicule est compris dans l’épaisseur de la cloison.
Selon un mode de réalisation de l’invention, ce véhicule comprend un plancher, ce plancher comprenant le bac, la cloison étant dimensionnée pour amortir un choc latéral, frontal, ou arrière du véhicule.
D’autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après d’un mode particulier de réalisation, non limitatif de l’invention, faite en référence aux figures dans lesquelles :
: La figure 1 représente une vue en coupe d’un bac selon l’invention.
: La figure 2 représente une vue en trois dimensions d’une cloison selon l’invention.
Dans ce qui va suivre, il est fait référence à toutes les figures prises en combinaison. Quand il est fait référence à une ou des figures spécifiques, ces figures sont à prendre en combinaison avec les autres figures pour la reconnaissance des références numériques désignées.
En outre, on comprend les termes « supérieur », « inférieur », « latéral », « frontal », et autres références à des positionnements spatiaux en référence aux composants positionnés dans leur position de fonctionnement normal, notamment dans un véhicule automobile roulant sur un plan horizontal selon son sens d’avancement principal.
La figure 1 représente un bac 1 d’un véhicule automobile (non représenté). Ce véhicule comprend le bac 1, ce bac 1 comprenant:
- un fond 2 et une paroi 3 latérale délimitant un espace interne 4, la paroi 3 s’étendant à partir du fond 2 selon la hauteur du véhicule,
- une cloison 5 séparant l’espace interne 4 en deux compartiments, cette cloison 5 présentant une encoche 6 sur son bord,
l’encoche 6 débouchant sur la paroi 3 latérale par un débouché 7.
Ce débouché 7 est mieux représenté sur la figure 2 qui sera décrite par la suite.
La cloison 5 est solidaire de la paroi 3, ou du fond 2, ou de la paroi 3 et du fond 2. Le fond 2 et la paroi 3 latérale sont par exemple réalisés en une seule pièce par emboutissage, en tôle d’acier ou d’aluminium, mais peuvent aussi bien être des éléments séparés, par exemple des plaques ou profilés extrudés, et assemblés entre-deux. En variante, le fond 2 et la paroi 3 latérale sont par exemple réalisés en une seule pièce par moulage ou injection d’une matière plastique chargée ou non, comme par exemple les réservoirs de carburant des véhicules à moteur à combustion.
De même, la cloison 5 peut être un élément rapporté dans le bac 1 ou réalisée en une seule pièce avec le fond 2 et la paroi 3 latérale, par exemple par moulage ou injection d’une matière plastique chargée ou non.
La cloison 5 est de forme allongée et présente un axe longitudinal 8 centré sur la plus grande largeur de la cloison 5, et le débouché 7 de l’encoche 6 est préférentiellement mais pas nécessairement traversé par cet axe longitudinal 8.
La paroi 3 comprend :
- une surface 9 interne au bac 1 et délimitée par un contour rectangulaire centré sur le débouché 7 de l’encoche 6, contour dont deux premiers côtés sont parallèles à la cloison 5 et de longueur égale à la largeur de l’encoche 6 à son débouché 7, et dont deux seconds cotés sont de longueur égale ou supérieure à la largeur de l’encoche 6 à son débouché 7, - un trou 10 traversant la paroi 3 et cette surface 9.
Plus précisément, les deux seconds cotés sont de longueur égale à trois fois la largeur de l’encoche 6 à son débouché 7.
Plus précisément encore, les deux seconds cotés sont de longueur égale à deux fois la largeur de l’encoche 6 à son débouché 7.
Sur les figures 1 et 2, l’encoche a une section transversale constante rectangulaire, mais ce n’est pas obligatoire. Ainsi, lorsque cette section transversale est variable selon la longueur de l’encoche 6, la largeur de l’encoche 6 à son débouché 7 sera la plus grande largeur de l’encoche 6 à son débouché 7.
Ce véhicule automobile comprend un circuit 11 ; 12 ; 13 au moins en partie logé dans l’espace interne 4, caractérisé en ce que ce circuit 11 ; 12 ; 13 traverse la paroi 3 par le trou 10.
Ce circuit 11 ; 12 ; 13 comprend un moyen de raccordement 12 entre une première partie du circuit externe 13 au bac 1 et une deuxième partie du circuit 11 interne au bac 1, ce moyen de raccordement 12 étant solidaire de la paroi 3. Ce moyen de raccordement est par exemple un connecteur électrique pour un circuit électrique, ou un connecteur fluidique pour un circuit de fluide, notamment un raccord rapide type quart de tour ou à baïonnettes. On notera que l’espace interne 4 est un espace étanchéifié par le bac 1, étanchéité aux fluides comme l’eau ou l’air ou du carburant, le moyen de raccordement 12 préservant cette étanchéité. Par exemple, le moyen de raccordement 12 traverse la paroi latérale 3 de manière étanche.
Le circuit 11 ; 12 ; 13 comprend une conduite véhiculant un fluide caloporteur, cette conduite traversant la paroi 3 par le trou 10.
Ce circuit 11 ; 12 ; 13 est alors un circuit de fluide caloporteur, par exemple pour le refroidissement de modules de batterie disposés dans l’espace interne 4. Ce circuit comprend alors, et non limitativement, des plaques de refroidissement en contact thermique avec les modules, une pompe de circulation du fluide, un échangeur refroidissant le fluide, tous ces éléments étant parcourus par le fluide caloporteur.
Le circuit 11 ; 12 ; 13 comprend en outre ou en variante un conducteur électrique 11 traversant la paroi 3 par le trou 10. Ce circuit électrique est par exemple un circuit reliant électriquement les modules de batterie disposés dans le bac 1 à un chargeur de batterie (chargeur interne au véhicule ou externe au véhicule via une prise de recharge), une machine électrique motrice, un alternateur, un réseau de bord, un convertisseur de courant, ou encore un calculateur de commande du véhicule.
Ce véhicule comprend une batterie (non représentée), cette batterie comprenant des cellules de stockage d’énergie, le bac 1, et un couvercle fermant le bac 1, les cellules de stockage d’énergie étant réparties dans le bac 1, par exemple regroupées par modules de batterie.
L’axe de symétrie longitudinal du véhicule est par exemple compris dans l’épaisseur de la cloison 5.
Ce véhicule comprend un plancher, ce plancher comprenant le bac 1, la cloison 5 étant dimensionnée pour amortir un choc latéral, frontal, ou arrière du véhicule.
Ce bac 1, avec la cloison 5, participe par exemple à la rigidification du plancher, la cloison participant en outre à la tenue du bac 1 contre le choc. La cloison 5 est donc structurante, et positionnée en fonction de la répartition des modules dans le bac 1, si bien qu’il n’est pas envisageable de changer sa position sans reconcevoir le bac 1, notamment la batterie. D’autre part, le cheminement des circuits 11 ; 12 ; 13 est également contraint en fonction de l’architecture du véhicule et du positionnement des organes tels que la machine motrice électrique. Aussi, lorsque ce circuit doit traverser la paroi latérale 3 à proximité du bord de la cloison 5, voire même lorsque ce circuit est dans l’axe 8 (ou dans le plan) de la cloison 5, l’invention permet d’éviter de déplacer cette cloison 5 et permet de concilier à la fois les contraintes liées à la cloison 5 et les contraintes liées au cheminement du circuit 11 ; 12 ; 13.
La figure 2 représente une vue en trois dimensions de la cloison 5 selon l’invention. Cette cloison 5 est structurante, comme vu précédemment, et est conformée pour participer à la rigidification du bac 1. Ainsi cette cloison 5 est par exemple un profilé droit et creux ayant le moins d’ajourage possible sur ses parois principales 15, 17, par exemple un profilé en aluminium extrudé.
Ces parois principales 15, 17 sont les parois les plus grandes de la cloison 5, ici les parois verticales au nombre de deux, mais qui pourraient être au nombre de trois ou plus. Ces deux parois 15, 17 forme des parois externes de la cloison 5. Une troisième paroi, serait par exemple une paroi entre les deux parois 15, 17 et donc une paroi interne à la cloison.
Cette cloison 5 comprend par exemple un cloisonnement 14 interne longitudinal séparant le creux du profilé en plusieurs espaces internes 16 au profilé. L’exemple de l’encoche 6 présentée ici est une encoche 6 réalisée à travers toute l’épaisseur de la cloison 5 et prend la forme d’un « U » dont l’extrémité libre de chacune des deux branches du « U » débouche sur le bord de la cloison 5, et contre la paroi latérale 3.
Le débouché 7 de l’encoche 6 est illustré sur la figure 2 par une surface plane hachurée : L’encoche 6 a une de ses deux extrémités entaillant le bord périphérique de la cloison 5, la section transversale de cette extrémité formant le débouché 7. Cette surface plane hachurée est par exemple la projection orthogonale de cette section transversale sur la paroi latérale 3.
La figure 2 illustre en outre la surface 9 interne au bac 1 et délimitée par le contour rectangulaire centré sur le débouché 7 de l’encoche 6.
Mais en variante non représentée, l’encoche 6 peut ne pas entailler toute l’épaisseur de la cloison 5, tout en formant un évidement débouchant sur la paroi latérale 3 par le débouché 7 entaillant le bord de la cloison 5. Par exemple, l’encoche 6 n’entaille que l’une des parois externes 15, 17 du profilé creux.

Claims (10)

  1. Véhicule automobile comprenant un bac (1), ce bac (1) comprenant:
    - un fond (2) et une paroi (3) latérale délimitant un espace interne (4), la paroi (3) s’étendant à partir du fond (2) selon la hauteur du véhicule,
    - une cloison (5) séparant l’espace interne (4) en deux compartiments, cette cloison (5) présentant une encoche (6) sur son bord,
    caractérisé en ce que l’encoche (6) débouche sur la paroi (3) latérale par un débouché (7).
  2. Véhicule automobile selon la revendication 1, la cloison (5) étant de forme allongée et présentant un axe longitudinal (8) centré sur la plus grande largeur de la cloison (5), caractérisé en ce que le débouché (7) de l’encoche (6) est traversé par cet axe longitudinal (8).
  3. Véhicule automobile selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la paroi (3) comprend :
    - une surface (9) interne au bac (1) et délimitée par un contour rectangulaire centré sur le débouché (7) de l’encoche (6), contour dont deux premiers côtés sont parallèles à la cloison (5) et de longueur égale à la largeur de l’encoche (6) à son débouché (7), et dont deux seconds cotés sont de longueur supérieure à la largeur de l’encoche (6) à son débouché (7), notamment de longueur égale à trois fois la largeur de l’encoche (6) à son débouché (7),
    - un trou (10) traversant la paroi (3) et cette surface (9).
  4. Véhicule automobile selon la revendication 3 comprenant un circuit (11 ; 12 ; 13) au moins en partie logé dans l’espace interne (4), caractérisé en ce que ce circuit (11 ; 12 ; 13) traverse la paroi (3) par le trou (10).
  5. Véhicule selon la revendication 4, caractérisé en ce que le circuit (11 ; 12 ; 13) comprend un moyen de raccordement (12) entre une première partie du circuit externe (13) au bac (1) et une deuxième partie du circuit (11) interne au bac (1), ce moyen de raccordement (12) étant solidaire de la paroi (3).
  6. Véhicule selon l’une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que le circuit (11 ; 12 ; 13) comprend une conduite véhiculant un fluide caloporteur, cette conduite traversant la paroi (3) par le trou (10).
  7. Véhicule selon l’une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le circuit (11 ; 12 ; 13) comprend un conducteur électrique (11) traversant la paroi (3) par le trou (10).
  8. Véhicule selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce qu’il comprend une batterie, cette batterie comprenant des cellules de stockage d’énergie, le bac (1), et un couvercle fermant le bac (1), les cellules de stockage d’énergie étant réparties dans le bac (1).
  9. Véhicule selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’axe de symétrie longitudinal du véhicule est compris dans l’épaisseur de la cloison (5).
  10. Véhicule selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce qu’il comprend un plancher, ce plancher comprenant le bac (1), la cloison (5) étant dimensionnée pour amortir un choc latéral, frontal, ou arrière du véhicule.
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