FR3140583A1 - Vehicule electrique ou hybride avec caisson de batterie fixe sous la caisse par des renforts - Google Patents

Vehicule electrique ou hybride avec caisson de batterie fixe sous la caisse par des renforts Download PDF

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Eddy Fournaise
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Abstract

Véhicule automobile électrique ou hybride comportant une caisse disposant d’une partie avant (2) et d’une partie arrière (4) recevant respectivement un train avant et un train arrière, d’un plancher (6) reliant ces deux parties (2, 4), d’un caisson de batterie de traction du véhicule (8) maintenu sous le plancher (6) par l’intermédiaire de renforts en tôle (10) fixés sous la partie avant (2) ou la partie arrière (4) de la caisse, ces renforts (10) disposant de perçages recevant des vis de serrage du caisson (8), les renforts (10) liés à la partie avant (2) ou liés à la partie arrière (4) comportant plusieurs perçages de réception de vis qui sont alignés suivant la direction longitudinale du véhicule. Figure 1

Description

VEHICULE ELECTRIQUE OU HYBRIDE AVEC CAISSON DE BATTERIE FIXE SOUS LA CAISSE PAR DES RENFORTS
La présente invention concerne un véhicule automobile électrique ou hybride comportant un caisson de batterie de traction fixé sous la caisse de ce véhicule par l’intermédiaire de renforts, ainsi qu’une gamme de véhicules de ce type présentant des empattements différents.
Un type de caisson de batterie de traction pour un véhicule automobile électrique ou hybride, présenté notamment par le document FR-A3-3095168, forme un boîtier plat et sensiblement rectangulaire, comprenant un plancher, des rebords sur le contour, des nervures intérieures pour le rigidifier, et un couvercle pour former un boîtier étanche et rigide. Le boîtier permet de protéger les cellules de batterie fixées à l’intérieur de l’humidité, de la poussière et des chocs.
Le caisson de batterie forme un sous-ensemble préparé à l’avance comprenant les cellules de batterie et les équipements intérieurs nécessaires, appelé « battery pack » en langue anglaise, qui présente sur son contour des points de fixation sous le plancher de la caisse du véhicule.
Un procédé d’assemblage du véhicule connu avec ce type de caisson de batterie, comporte la pose du caisson équipé sur la chaîne d’assemblage, sous la caisse du véhicule et à la verticale de sa position d’installation, puis la levée de ce caisson pour le mettre en position finale afin de visser ses fixations sous la caisse.
Toutefois des constructeurs réalisent des gammes de véhicules comportant des caisses similaires avec des empattements différents, comprenant une base commune et standard permettant d’optimiser l’industrialisation pour former des carrosseries variées adaptées à différents usages. Dans ce cas on conserve des parties avant et arrière de la caisse du véhicule similaires, comprenant les trains roulants, qui sont espacées différemment en soudant des parties centrales comprenant le plancher qui présentent des longueurs différentes. On produit ainsi des véhicules variés comportant un grand nombre de composants identiques ce qui simplifie les études et les validations, en améliorant la qualité et en réduisant les coûts de fabrication.
D’une manière générale, la caisse des véhicules recevant en dessous un caisson de batterie présentent habituellement au niveau des fixations de ce caisson des renforts en tôle soudées sous le plancher, qui doublent ce plancher afin d’obtenir des ancrages résistants.
De plus on peut disposer sur le dessus de ces renforts des écrous recevant des vis de serrage du caisson venant par en dessous.
De cette manière on obtient sous une tôle de plancher des fixations résistantes du caisson de batterie, qui peuvent recevoir des vis fixées par en dessous, sans traverser cette tôle.
Dans le cas d’une gamme de véhicules présentant des empattements différents, avec une standardisation du caisson de batterie permettant de produire un modèle unique en grande série disposant d’une même longueur, on a alors à l’avant ou à l’arrière de ce caisson une distance par rapport à la partie respectivement avant ou arrière de la caisse, qui varie suivant l’empattement du véhicule.
Dans ce cas sur au moins une des parties avant et arrière de la caisse, il faut modifier les renforts en adaptant leur longueur ou leur position pour déplacer les fixations du caisson prévues dessus, afin de suivre le décalage entre ces parties dû aux empattements variables.
On obtient une variété de renforts adaptés pour chaque empattement du véhicule, nécessitant chacun des outillages spécifiques ainsi que des calculs et des tests de validation pour la résistance. Les temps de développement sont plus importants, les coûts sont aussi plus élevés.
La présente invention a notamment pour but d’éviter ces problèmes de l’art antérieur.
Elle propose à cet effet un véhicule automobile électrique ou hybride comportant une caisse disposant d’une partie avant et d’une partie arrière recevant respectivement un train avant et un train arrière, d’un plancher reliant ces deux parties, d’un caisson de batterie de traction du véhicule maintenu sous le plancher par l’intermédiaire de renforts en tôle fixés sous la partie avant ou la partie arrière de la caisse, ces renforts disposant de perçages recevant des vis de serrage du caisson, ce véhicule étant remarquable en ce que les renforts liés à la partie avant ou liés à la partie arrière comportent plusieurs perçages de réception de vis qui sont alignés suivant la direction longitudinale du véhicule.
Un avantage de ce véhicule est qu’en fixant des renforts à la partie avant ou arrière de cette caisse qui présentent des perçages alignés suivant la direction longitudinale, on peut alors librement pour chacun de ces renforts disposer un écrou de serrage dans une des positions correspondant à la longueur du plancher entre ces deux parties, pour une gamme de véhicules comprenant différents empattements.
On retrouve ainsi une distance longitudinale constante entre des perçages de fixation du caisson des parties avant et arrière de la caisse, indépendamment de la longueur du plancher et de l’empattement du véhicule, qui permet avec un unique modèle de renfort de recevoir toujours le même caisson de batterie.
On obtient une standardisation des renforts permettant de simplifier les études et les tests de validation, et de produire de manière économique une unique pièce qui convient pour toute la gamme de véhicules.
Le véhicule selon l’invention peut comporter de plus une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles.
Avantageusement, les perçages alignés présentent entre eux des écarts constants.
Dans ce cas, chaque renfort peut comporter quatre perçages présentant des écarts constants.
Avantageusement, chaque renfort forme un caisson présentant une base plate et des rebords remontants sur le contour comportant des pattes pliées de soudure sous la caisse du véhicule.
De plus, avantageusement la base plate de chaque renfort comporte sur le dessus une plaque de serrage comprenant au moins un écrou aligné sur un perçage de cette plaque, recevant une vis de serrage du caisson.
Avantageusement, la plaque de serrage comporte plusieurs perçages alignés sur des perçages du renfort.
En particulier, la plaque de serrage peut comporter deux écrous alignés sur deux perçages juxtaposés de cette plaque.
Avantageusement, les renforts comportent des perçages carrés alignés suivant la direction longitudinale, espacés comme les perçages de réception des vis, qui servent de pilote lors du ferrage de la caisse.
Avantageusement, les renforts sont soudés sous des longerons de la caisse du véhicule.
L’invention a aussi pour objet une gamme de véhicules comportant au moins deux types de véhicules automobiles comprenant l’une quelconque des caractéristiques précédentes, équipés de caissons de batterie qui sont identiques, remarquables en ce que ces deux véhicules présentent des empattements différents.
L’invention sera mieux comprise et d’autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d’exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels :
est un schéma présentant en vue de côté une premier véhicule et un deuxième véhicule avec un empattement supérieur, faisant partie d’une même gamme de véhicules selon l’invention ;
est une vue d’un support en tôle du caisson de batterie de ces véhicules, fixé sous un longeron avant ;
est un vue de ce support seul ; et
est une vue de dessous de trois supports de véhicules avec des empattements différents, présentant les caissons alignés sur une même hauteur.
Dans l’ensemble du document la direction avant indiquée par la flèche AV est relative au sens de marche du véhicule, les mentions au-dessus ou côté supérieur sont relatives à un véhicule posé sur un sol horizontal.
La présente pour deux véhicules automobiles électriques ou hybrides A, B une caisse comportant une partie avant 2 et une partie arrière 4 recevant respectivement le train avant ou arrière, qui sont reliées entre elles par un plancher 6. Les deux véhicules A, B font partie d’une même gamme de véhicules comportant des parties avant 2 et arrière 4 similaires, qui disposent de planchers 6 avec des longueurs présentant un écart E.
Chaque véhicule A, B comporte sous le plancher 6 un caisson de batterie 8 alimentant une machine électrique de traction, qui est identique pour ces deux véhicules. Le caisson de batterie 8 est fixé à chaque extrémité avant ou arrière par deux renforts en tôles 10, 12 qui sont alignés suivant la direction transversale, et soudés sous la caisse du véhicule près du raccordement avec le plancher 6.
Les renforts avant 10 et arrière 12 identiques pour les deux véhicules A, B, sont fixés dans les mêmes positions par rapport à leur partie 2, 4 de ces véhicules, de manière à former des parties standard disposant des mêmes renforts pour toute la gamme de véhicules.
Le plancher 6 du premier véhicule A présente une longueur L, le plancher du deuxième véhicule B présentant une longueur L+E donnant un empattement de ce véhicule qui est supérieur avec l’écart E.
Pour les deux véhicules A, B la fixation arrière du caisson de batterie 8 est fixée de manière identique sous les renforts arrière 12. Pour le deuxième véhicule B, la fixation avant du caisson de batterie 8 est lié aux renforts avant 10 dans une position plus en arrière, avec un décalage correspondant à l’écart E. Les renforts avant 10 présentent dans ce cas au moins deux possibilités de fixation du caisson 8, comprenant dans la direction longitudinale un décalage de position égal à l’écart E.
Les figures 2 et 3 présentent un longeron avant 26 comportant une partie inférieure 28 sensiblement plate, et de chaque côté des bords remontants 30 se terminant par des rebords pliés 32 sensiblement horizontaux qui sont soudés directement sous une tôle inférieure de la partie avant 2 des véhicules.
Les différents véhicules de la gamme comportant les mêmes longerons avant 26 fixés de manière identique sous les parties avant 2, reçoivent sous ces longerons des renforts en tôle 10 identiques, qui sont donc positionnés de la même manière par rapport à l’essieu avant de ces véhicules.
Chaque renfort en tôle 10 comporte une base plate 20 sensiblement rectangulaire, allongée suivant la direction longitudinale du véhicule, présentant sur les quatre côtés un rebord remontant 22 disposant en partie supérieure de pattes pliées 24 formant un contour qui est soudé sous le longeron avant 26. Chaque renfort en tôle 10 forme ainsi un petit caisson soudé sur son contour entier sous le longeron 26, qui est fortement rigide.
La base plate comporte quatre perçages circulaires 36 alignés suivant la direction longitudinale du véhicule, qui sont espacés avec le même écart E. Une nervure 46 formée par emboutissage dans la base plate 20 autour des perçages circulaires 36, donne une rigidité supérieure à cette embase.
La base plate 20 comporte plusieurs perçages carrés 34 alignés suivant la direction longitudinale et espacés suivant l’écart E, qui servent de pilote lors du ferrage de la caisse en prenant en compte les différents empattements possibles de ses caisses.
Une plaque de serrage 38 allongé suivant la direction longitudinale, présentant un rebord de rigidification 40, comporte trois perçages 42 qui peuvent se superposer sur trois perçages juxtaposés 36 de la base plate du renfort 20. Deux perçages juxtaposés de la plaque 42 reçoivent un écrou 44 fixé au-dessus de cette plaque.
On peut ainsi pour chaque perçage 36 du renfort 10, en avançant ou en reculant la plaque de serrage 38, et en la retournant si nécessaire, disposer un écrou 44 qui permettra de recevoir par en dessous une vis traversant une fixation à l’extrémité avant du caisson de batterie 8, pour se visser sur cet écrou. On notera que l’extrémité de la vis engagée sur l’écrou 44 débouche dans le petit caisson formé par le renfort 10, sans traverser le longeron 26 ce qui évite de réduire sa résistance.
La présente sur les trois dessins le caisson de batterie 8 disposé à la même hauteur sur une ligne T, et à une distance constante du train arrière du véhicule. Le caisson 8 du premier dessin est fixé sur le perçage 36 du renfort 10 le plus en avant, l’empattement du véhicule est le plus court. Le caisson 8 du deuxième dessin est fixé sur le deuxième perçage 36 le plus en avant, le train avant étant avancé de l’écart E par rapport à ce premier dessin et l’empattement du véhicule augmenté d’autant. Le caisson 8 du troisième dessin est fixé sur le perçage du renfort 36 le plus en arrière, le train avant étant avancé d’un écart 3xE et l’empattement du véhicule augmenté d’autant.
On obtient une grande modularité de fixation du caisson de batterie 8 qui peut avancer ou reculer par rapport à la partie avant du véhicule 2, suivant quatre positions présentant entre elles le même écart E. Suivant le même principe on peut réaliser des réglages variés, présentant par exemple des écarts entre les perçages 36 qui sont différents.

Claims (10)

  1. Véhicule automobile électrique ou hybride comportant une caisse disposant d’une partie avant (2) et d’une partie arrière (4) recevant respectivement un train avant et un train arrière, d’un plancher (6) reliant ces deux parties (2, 4), d’un caisson de batterie de traction du véhicule (8) maintenu sous le plancher (6) par l’intermédiaire de renforts en tôle (10) fixés sous la partie avant (2) ou la partie arrière (4) de la caisse, ces renforts (10) disposant de perçages (36) recevant des vis de serrage du caisson (8), caractérisé en ce que les renforts (10) liés à la partie avant (2) ou liés à la partie arrière (4) comportent plusieurs perçages (36) de réception de vis qui sont alignés suivant la direction longitudinale du véhicule.
  2. Véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que les perçages alignés (36) présentent entre eux des écarts constants (E).
  3. Véhicule automobile selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque renfort (10) comporte quatre perçages (36) présentant des écarts constants (E).
  4. Véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque renfort (10) forme un caisson présentant une base plate (20) et des rebords remontants (22) sur le contour comportant des pattes pliées (24) de soudure sous la caisse du véhicule.
  5. Véhicule automobile selon la revendication 4, caractérisé en ce que la base plate (20) de chaque renfort (10) comporte sur le dessus une plaque de serrage (38) comprenant au moins un écrou (44) aligné sur un perçage de cette plaque (42), recevant une vis de serrage du caisson (8).
  6. Véhicule automobile selon la revendication 5, caractérisé en ce que la plaque de serrage (38) comporte plusieurs perçages (42) alignés sur des perçages du renfort (36).
  7. Véhicule automobile selon les revendications 2 et 6, caractérisé en ce que la plaque de serrage (38) comporte deux écrous (44) alignés sur deux perçages juxtaposés (42) de cette plaque (38).
  8. Véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les renforts (10) comportent des perçages carrés (34) alignés suivant la direction longitudinale, espacés comme les perçages de réception des vis (36), qui servent de pilote lors du ferrage de la caisse.
  9. Véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les renforts (10) sont soudés sous des longerons (26) de la caisse du véhicule.
  10. Gamme de véhicules comportant au moins deux types de véhicules automobiles selon l’une quelconque des revendications précédentes, équipés de caissons de batterie qui sont identiques (8), caractérisée en ce que ces deux véhicules présentent des empattements différents.
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