FR3126390A1 - Device for stabilizing the front end of electric motor vehicles against high-speed frontal impacts. - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un dispositif de stabilisation du bloc avant des véhicules électriques en cas de choc frontal, ledit bloc avant intégrant un élément supérieur (2) de support d’un groupe électromoteur (3) et le prolongement (4) d’un berceau inférieur, caractérisé en ce qu’il comprend une jambe de force (1) assurant la liaison, en partie haute, avec l’élément de support (2) du groupe électromoteur (3) et, en partie basse, avec le prolongement (4) du berceau. Figure de l’abrégé : Fig. 2 The present invention relates to a device for stabilizing the front block of electric vehicles in the event of a frontal impact, said front block integrating an upper support element (2) for an electromotor unit (3) and the extension (4) of a cradle bottom, characterized in that it comprises a strut (1) ensuring the connection, in the upper part, with the support element (2) of the electromotive unit (3) and, in the lower part, with the extension (4 ) of the cradle. Figure of the abstract: Fig. 2
Description
L’invention s’applique au domaine général de la sécurité passive des véhicules automobiles électriques et, en particulier, de la protection vis-à-vis des chocs frontaux à grande vitesse.The invention applies to the general field of the passive safety of electric motor vehicles and, in particular, of protection against high-speed frontal impacts.
Plus précisément, l’invention concerne un dispositif de stabilisation du bloc avant des véhicules à motorisation électrique.More specifically, the invention relates to a device for stabilizing the front end of vehicles with electric motors.
Dans le cadre des tests d’impact, de nombreux protocoles sont à satisfaire en fonction du type d’obstacle et du taux de recouvrement. Dans tous les cas, pour obtenir un résultat favorable, le bloc avant du véhicule doit rester stable lors du choc frontal afin d’optimiser l’absorption de l’énergie cinétique.As part of the impact tests, many protocols must be satisfied depending on the type of obstacle and the recovery rate. In any case, to obtain a favorable result, the front end of the vehicle must remain stable during the frontal impact in order to optimize the absorption of kinetic energy.
Ce bloc avant intègre généralement, en partie haute, le groupe électromoteur pourvu d’un élément de support sur un brancard du véhicule et, en partie basse, le prolongement d’un berceau.This front block generally incorporates, in the upper part, the electromotor unit provided with a support element on a stretcher of the vehicle and, in the lower part, the extension of a cradle.
Or, sous peine de devoir sur-dimensionner le brancard, il est préférable d’utiliser le prolongement du berceau pour stabiliser le bloc avant. Toutefois, cette solution nécessite une force entre le brancard et ce prolongement du berceau qui subit déjà des efforts orientés selon les trois directions.However, under penalty of having to oversize the stretcher, it is preferable to use the extension of the cradle to stabilize the front block. However, this solution requires a force between the stretcher and this extension of the cradle which is already subjected to forces oriented in the three directions.
Par ailleurs, sur les nouvelles plateformes de véhicules électriques, le groupe électromoteur est très avancé dans le bloc avant et cette configuration n’offre pas un espace suffisant pour implanter un mode de fixation traditionnel entre le berceau et la caisse du véhicule.Moreover, on the new electric vehicle platforms, the electromotor unit is very advanced in the front end and this configuration does not offer sufficient space to install a traditional method of attachment between the cradle and the vehicle body.
Il existe aujourd’hui différentes solutions pour renforcer ou stabiliser la structure du bloc avant des véhicules automobiles, telle que celle décrite dans le brevet FR2887211 qui décrit une structure reliant le longeron à la prolongation de berceau.There are now various solutions for reinforcing or stabilizing the structure of the front end of motor vehicles, such as that described in patent FR2887211 which describes a structure connecting the spar to the cradle extension.
Une autre solution est proposée dans le brevet FR2887211 qui décrit un ensemble destiné à l’absorption des chocs à l’avant ou à l’arrière des véhicules, cet ensemble comprenant un élément de force entre le brancard et un prolongement du berceau.Another solution is proposed in patent FR2887211 which describes an assembly intended for shock absorption at the front or rear of vehicles, this assembly comprising a force element between the stretcher and an extension of the cradle.
Cependant, aucune de ces solutions n’est satisfaisante car elles ne permettent pas de limiter l’encombrement et ne sont donc pas adaptées à la configuration spécifique des nouvelles plateformes de véhicules électriques. Elles ne permettent pas, en outre, de réduire le nombre d’interfaces de fixation des moyens de stabilisation.However, none of these solutions is satisfactory because they do not make it possible to limit the size and are therefore not adapted to the specific configuration of new electric vehicle platforms. Moreover, they do not make it possible to reduce the number of interfaces for fixing the stabilization means.
Dans ce contexte, l’invention vise à surmonter les problèmes techniques posés par les solutions de stabilisation précédentes et à pallier leurs insuffisances en utilisant, notamment, le support de fixation du groupe électromoteur qui est lui-même raccordé au brancard.In this context, the invention aims to overcome the technical problems posed by the previous stabilization solutions and to overcome their shortcomings by using, in particular, the fixing support of the electromotor unit which is itself connected to the stretcher.
Ce but est atteint, selon l’invention, au moyen d’un dispositif de stabilisation du bloc avant des véhicules électriques en cas de choc frontal, ledit bloc avant intégrant un élément supérieur de support d’un groupe électromoteur et le prolongement d’un berceau inférieur, caractérisé en ce qu’il comprend une jambe de force assurant la liaison, en partie haute, avec l’élément de support du groupe électromoteur et, en partie basse, avec le prolongement du berceau.This object is achieved, according to the invention, by means of a device for stabilizing the front block of electric vehicles in the event of a frontal impact, said front block incorporating an upper support element for an electromotive unit and the extension of a lower cradle, characterized in that it comprises a strut ensuring the connection, in the upper part, with the support element of the electromotive unit and, in the lower part, with the extension of the cradle.
Selon une première variante de réalisation du dispositif de l’invention, la jambe de force est réalisée d’une seule pièce avec l’élément supérieur de support du groupe électromoteur.According to a first variant embodiment of the device of the invention, the strut is made in one piece with the upper support element of the electromotive unit.
Selon une caractéristique de cette première variante, la jambe de force est encastrée en partie basse dans le prolongement du berceau inférieur.According to a characteristic of this first variant, the strut is embedded in the lower part in the extension of the lower cradle.
Selon une autre caractéristique de cette première variante, la jambe de force a un profil rectiligne avec une partie basse élargie.According to another characteristic of this first variant, the strut has a rectilinear profile with a widened lower part.
Selon une seconde variante de réalisation du dispositif de l’invention, les extrémités supérieure et inférieure de la jambe de force sont raccordées à l’élément supérieur de support du groupe électromoteur et au prolongement du berceau inférieur via des pivots, respectivement, supérieur et inférieur.According to a second variant embodiment of the device of the invention, the upper and lower ends of the strut are connected to the upper support element of the electromotive unit and to the extension of the lower cradle via pivots, respectively, upper and lower .
Selon une caractéristique de cette seconde variante, l’élément de support du groupe électromoteur comporte une patte inférieure sur laquelle est monté le pivot supérieur de la jambe de force.According to a characteristic of this second variant, the support element of the electromotive unit comprises a lower bracket on which is mounted the upper pivot of the strut.
Selon une autre caractéristique de cette seconde variante, ladite jambe de force présente un profil cintré latéralement vers l’extérieur et des extrémités aplaties.According to another characteristic of this second variant, said strut has a curved profile laterally outwards and flattened ends.
Selon encore une autre caractéristique de cette seconde variante, les pivots comprennent des tiges engagées sans serrage au travers d’orifices ménagés dans les extrémités de la jambe de force et vissées, pour le pivot supérieur, dans l’élément de support et, pour le pivot inférieur, dans le prolongement du berceau.According to yet another characteristic of this second variant, the pivots comprise rods engaged without tightening through holes made in the ends of the strut and screwed, for the upper pivot, into the support element and, for the lower pivot, in the extension of the cradle.
De préférence, la jambe de force est réalisée en avec un alliage léger tel que l’aluminium T5 ou bien partiellement en acier.Preferably, the strut is made of a light alloy such as T5 aluminum or partly of steel.
Un autre objet de l’invention est un véhicule automobile à motorisation électrique comprenant un dispositif de stabilisation du bloc avant présentant les caractéristiques définies ci-dessus.Another object of the invention is a motor vehicle with electric motorization comprising a device for stabilizing the front block having the characteristics defined above.
Le dispositif de l’invention permet d’assurer une meilleure stabilisation et une compression optimale du bloc avant du véhicule en cas de choc frontal à grande vitesse, quel que soit le mode de recouvrement. Ainsi, le rendement d’absorption de l’énergie cinétique par le bloc avant se trouve accru via la coopération entre les brancards et le prolongement du berceau.The device of the invention makes it possible to ensure better stabilization and optimal compression of the front end of the vehicle in the event of a frontal impact at high speed, whatever the mode of recovery. Thus, the efficiency of absorption of kinetic energy by the front block is increased through the cooperation between the side rails and the extension of the cradle.
Grâce à l’invention, il est aussi possible d’alléger les silhouettes des véhicules électriques en s’affranchissant de la présence des éléments de renfort traditionnels et en utilisant une pièce multifonctions assurant à la fois, en partie haute, le support du groupe électromoteur et, en partie inférieure, la force avec la voie basse matérialisée par le prolongement du berceau.Thanks to the invention, it is also possible to lighten the silhouettes of electric vehicles by doing away with the presence of traditional reinforcing elements and by using a multifunction part ensuring both, in the upper part, the support of the electromotive and, in the lower part, the force with the lower track materialized by the extension of the cradle.
En outre, l’invention procure un gain de compacité et une économie significative en réduisant le nombre d’interfaces de fixation.In addition, the invention provides a gain in compactness and a significant saving by reducing the number of attachment interfaces.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description qui va suivre, en référence aux dessins annexés et détaillés ci-après.Other characteristics and advantages of the invention will become apparent on reading the following description, with reference to the appended and detailed drawings below.
Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques dans la description et sur les figures.For greater clarity, identical or similar elements are identified by identical reference signs in the description and in the figures.
Naturellement, les modes de mise en œuvre du dispositif de l’invention illustrés par les figures présentées ci-dessus et décrites ci-après, ne sont donnés qu'à titre d’exemples non limitatifs. Il est explicitement prévu que l'on puisse proposer et combiner entre eux différents modes pour en proposer d'autres.Naturally, the modes of implementation of the device of the invention illustrated by the figures presented above and described below, are given only by way of non-limiting examples. It is explicitly provided that it is possible to propose and combine different modes to propose others.
L’invention concerne le domaine de la sécurité passive des véhicules à motorisation électrique. L’invention s’applique également au domaine de la tôlerie dans la perspective de la conception des nouvelles plateformes de véhicules électriques.The invention relates to the field of passive safety of electric motor vehicles. The invention also applies to the field of sheet metal work with a view to the design of new electric vehicle platforms.
Plus précisément, l’invention s’intéresse à un perfectionnement du bloc avant traditionnel qui consiste à rapporter, localement, un dispositif de stabilisation destiné à augmenter la raideur globale afin d’améliorer la protection du véhicule en cas de choc frontal à grande vitesse.More specifically, the invention is concerned with an improvement of the traditional front end which consists in adding, locally, a stabilization device intended to increase the overall stiffness in order to improve the protection of the vehicle in the event of a frontal impact at high speed.
Le bloc avant des véhicules électriques, tel que celui représenté de côté sur la
Lors d’un choc frontal avec un obstacle, le véhicule reste en ligne et l’obstacle vient alors s’encastrer dans la partie avant du véhicule en déformant le berceau inférieur 4 qui ne présente pas de raideur suffisante, comme illustré par la
Afin d’améliorer la protection du véhicule, il est nécessaire de stabiliser le prolongement 4 du berceau. Dans ce but et comme illustré de manière générale par la
Dans une première variante illustrée par les figures 3, 4 et 5, la jambe de force 1 est réalisée d’une seule pièce avec l’élément supérieur 2 de support du groupe électromoteur 3. L’extrémité inférieure 1b de la jambe de force 1 est ici encastrée dans la paroi supérieure 4a du prolongement 4 du berceau. Cet encastrement est réalisé, de préférence, en apportant des cordons de soudure ou, alternativement, en réalisant un assemblage vissé.In a first variant illustrated by FIGS. 3, 4 and 5, the strut 1 is made in one piece with the upper support element 2 of the electromotive unit 3. The lower end 1b of the strut 1 is here embedded in the upper wall 4a of the extension 4 of the cradle. This embedding is carried out, preferably, by providing weld beads or, alternatively, by making a screwed assembly.
Grâce à son encastrement en partie basse et en l’absence d’éléments de raccord complexes, le dispositif de l’invention résiste bien aux efforts dont les directions sont matérialisées par des flèches sur la
Dans cette variante, la jambe de force 1 est réalisée, de préférence, en fonderie avec un alliage léger (tel qu’un aluminium T5) et a un profil rectiligne avec une partie basse élargie. Sa hauteur est d’environ 310 mm, sa largeur moyenne de 45mm et son épaisseur de 40mm.In this variant, the strut 1 is preferably cast in a light alloy (such as T5 aluminum) and has a straight profile with a widened lower part. Its height is about 310mm, its average width 45mm and its thickness 40mm.
Dans une seconde variante illustrée par les figures 6, 7 et 8, la jambe de force 1 est raccordée à l’élément supérieur 2 de support du groupe électromoteur 3 et au prolongement 4 du berceau inférieur via des pivots, respectivement, supérieur 11 et inférieur 12. L’élément de support 2 du groupe électromoteur comporte ici une patte inférieure 2a sur laquelle est monté le pivot supérieur 11 de la jambe de force 1.In a second variant illustrated by FIGS. 6, 7 and 8, the strut 1 is connected to the upper support element 2 of the electromotive unit 3 and to the extension 4 of the lower cradle via pivots, respectively, upper 11 and lower 12. The support element 2 of the electromotive unit here comprises a lower leg 2a on which is mounted the upper pivot 11 of the strut 1.
Comme illustré par la
Les pivots 11, 12 sont constitués, de préférence, de tiges (non représentées) engagées sans serrage au travers d’orifices 10 ménagés dans les extrémités 1a, 1b de la jambe 1. Ces tiges sont vissées, pour le pivot supérieur 11, dans des alésages taraudés ménagés dans la patte 2a de l’élément de support 2 et, pour le pivot inférieur 12, dans la paroi supérieure 4a du prolongement 4 de berceau. Ce mode de liaison laisse une liberté de pivotement de la jambe 1 autour des axes matérialisés par les tiges.The pivots 11, 12 preferably consist of rods (not shown) engaged loosely through orifices 10 formed in the ends 1a, 1b of the leg 1. These rods are screwed, for the upper pivot 11, into threaded bores formed in the leg 2a of the support element 2 and, for the lower pivot 12, in the upper wall 4a of the extension 4 of the cradle. This mode of connection leaves the leg 1 free to pivot around the axes materialized by the rods.
Grâce à ses liaisons pivots 11, 12 en parties haute et basse et en l’absence d’éléments de fixation, le dispositif de l’invention résiste bien aux efforts dont les directions sont matérialisées par des flèches sur la
Dans cette variante, la jambe de force 1 peut être réalisée avec un matériau (par exemple de l’aluminium T5 ou de l’acier) éventuellement différent de celui de l’élément de support 2 du groupe électromoteur 3 (réalisé quant à lui en aluminium T5). Cette jambe de force a ici un profil cintré latéralement vers l’extérieur, comme illustré par la
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