Brevet FR2928876A1 — publié le 20090925

La présente invention concerne un carter de protection pour une cellule galvanique dans un véhicule automobile. Ici, un carter de protection signifie que la construction peut de façon fiable absorber ou retransmettre les forces apparaissant en cas de collision, sans que des destructions majeures ne se produisent au niveau du carter de protection lui-même. De ce fait, la cellule galvanique reçue dans le carter de protection peut de façon fiable être protégée contre les endommagements en cas de collision. En tant que cellule galvanique, il est alors prévu en particulier une batterie haute tension, par exemple une batterie au lithium-ion ou une batterie nickel-hydrure métallique. D'après le document US 5 501 289, on connaît une structure de fond pour un véhicule électrique qui est de construction relativement complexe et ainsi prévue pour recevoir des batteries. D'après le document DE 11 2005 000 492, on connaît une structure de montage à fixer au longeron et à la traverse d'un véhicule pour un agencement d'accumulateur. Cette structure de montage présente l'inconvénient qu'en cas de collision, un accumulateur monté de cette manière peut se tordre et ainsi endommager des éléments adjacents, non situés sur le chemin de charge, comme par exemple un réservoir de carburant. D'après le document non antérieur plus ancien DE 10 2007 023 391, on connaît un carter de protection pour une batterie de véhicule avec deux parois transversales et deux parois longitudinales qui forment ensemble une enceinte latérale pour un compartiment de réception, dans lequel sur l'enceinte, au moins deux traverses de fond et au moins deux traverses de couvercle sont prévues pour une fixation dans le véhicule automobile. Il est l'objet de l'invention de proposer un carter de protection pour une cellule galvanique, en particulier une batterie haute tension, 2 dans un véhicule automobile qui soit de construction simple, d'utilisation universelle et relativement sûre en cas de collision. Selon l'invention, un carter de protection pour une cellule galvanique dans un véhicule automobile présente quatre parois latérales qui forment ensemble une enceinte latérale pour un compartiment de réception pour la cellule galvanique, ainsi qu'une structure de fond délimitant le compartiment de réception vers le bas et une structure de couvercle délimitant le compartiment de réception vers le haut, avec une traverse de couvercle fixée à la structure de couvercle et dépassant de deux parois latérales situées l'une en face de l'autre, en vue d'un assemblage verrouillé en rotation du compartiment de réception avec la caisse brute du véhicule automobile par la mise en place de la traverse de couvercle dans celle-ci, pour l'accrochage du compartiment de réception. L'invention est alors basée sur l'idée générale consistant à consolider le carter de protection ou l'enceinte du compartiment de réception par une structure de fond et une structure de couvercle de sorte qu'il en résulte un carter de protection fermé. On crée ainsi un compartiment de réception comme une cage stable qui se déforme relativement peu, même cas de collision, et évite ainsi des dommages pour l'élément galvanique reçu. Grâce à une configuration adéquate de l'enceinte latérale, de la structure de couvercle et de fond du carter de protection, la charge produite en cas de collision est absorbée ou retransmise de façon optimale. A cet effet, une configuration stable en flexion ou résistante à la flexion de façon correspondante est prévue. Le résultat de cette configuration sûre en cas de collision est une construction à stabilité propre qui permet alors d'utiliser une seule traverse de couvercle pour la fixation suspendue du compartiment de réception. En effet, étant donné que la traverse de couvercle dépasse latéralement du compartiment de réception, le carter de protection peut pratiquement être accroché dans la caisse brute du véhicule. Dans ce 3 cas, la traverse de couvercle est alors assemblée avec la caisse brute de façon appropriée, par exemple bloquée ou fixée par des moyens de fixation appropriés. Cet assemblage sert alors uniquement à une fixation, de sorte qu'il peut être réalisé de façon relativement simple. En effet, le soutien du poids du carter de protection passe substantiellement par la traverse de couvercle. Ainsi, il est également possible d'omettre des supports supplémentaires, par exemple au niveau de l'enceinte latérale ou de la structure de fond du compartiment de réception. Malgré tout, on obtient une haute sécurité en cas de collision puisque le carter de protection est justement logé en étant suspendu "en équilibre" et donc de façon verrouillée en rotation. De plus, un démontage facile du carter de protection, y compris la cellule galvanique reçue, devient possible puisqu'il suffit de détacher les connexions adéquates, par exemple électriques, ainsi que le cas échéant l'assemblage mécanique, servant à la fixation, de la traverse de couvercle avec la caisse brute. Ensuite, le carter de protection peut être retiré du véhicule automobile. De plus, il en résulte une possibilité d'utilisation universelle en ce qu'une traverse de couvercle réalisée de façon adéquate - et donc une modification de construction simple du carter de protection - rend immédiatement utilisable une pluralité de différents compartiments structurels. En effet, le carter de protection ne nécessite aucun point de vissage supplémentaire ni aucun autre point d'attache avec la caisse brute du véhicule automobile, mais il est tout simplement accroché. Comme avantage supplémentaire, on obtient de plus l'exploitation de nouveaux compartiments structurels en ce que le montage suspendu permet d'exploiter aussi des compartiments structurels qui ne présentent par exemple aucune possibilité de fixation latérale pour un carter de protection correspondant. La charge qui se produit en cas de collision est particulièrement bien absorbée ou retransmise quand les parois latérales ainsi que la structure de fond et de couvercle sont respectivement prévues de façon 4 substantiellement plane et sont fabriquées en métal, de sorte qu'une stabilité en flexion ou une résistance à la flexion adéquate du carter de protection par rapport à toutes les directions est obtenue. Les parois latérales sont de préférence réalisées comme des profilés extrudés. Il en résulte pour un poids relativement réduit une rigidité et une sécurité en cas de collision suffisantes. Il en résulte ici une pluralité de possibilités de construction, par exemple l'utilisation de profilés extrudés à cavités qui peuvent être consolidés en plus par des profilés de renforcement insérés, par exemple en acier. Une fabrication particulièrement simple du carter de protection est obtenue en ce que les parois latérales sont réalisées comme des composants respectivement séparés qui sont assemblés, par exemple soudés, pour former l'enceinte. Une position stable et une haute sécurité antitorsion du carter de protection sont obtenues en particulier lorsque la traverse de couvercle s'étend de façon plane sur plus de la moitié de la structure de couvercle. Etant donné que la traverse de couvercle dépasse effectivement de deux parois latérales situées l'une en face de l'autre, c'est ainsi plus de la moitié de la surface de la structure de couvercle qui est recouverte dans la direction située orthogonalement à celle-ci. Ici, la traverse de couvercle peut en particulier être vissée avec la structure de couvercle. En raison de la construction stable du carter de protection, cela représente une possibilité simple mais efficace pour le raccordement de la traverse de couvercle. Une traverse de couvercle résistant à la torsion et en même temps relativement légère est obtenue quand deux éléments profilés individuels, espacés l'un de l'autre, sont prévus qui sont reliés ensemble au moyen d'un élément profilé supplémentaire. Les deux éléments profilés individuels peuvent alors être prévus comme un profilé creux en forme de L dans lequel l'élément profilé supplémentaire est inséré et soudé. De façon particulièrement préférée, la traverse de couvercle est vissée avec la caisse brute du véhicule automobile en vue d'une fixation 5 sûre du carter de protection. A cet effet, la traverse de couvercle présente dans ses zones d'extrémité respectivement latérales des ouvertures pour le vissage dans la caisse brute. Cela présente l'avantage que le carter de protection est facile à démonter. A cet effet, les vis correspondantes ainsi que les connexions électriques et le cas échéant d'autres connexions de la cellule galvanique sont détachées et le carter de protection est simplement retiré du véhicule automobile. Ensuite, pour une intervention d'entretien, par exemple un carter de protection neuf avec sa cellule galvanique peut être accroché. Bien entendu, il est également possible de prévoir une autre possibilité de fixation, par exemple un blocage. Une configuration particulièrement légère du carter de protection est obtenue quand les parois latérales, la structure de fond/couvercle et/ou la traverse de couvercle sont réalisées en aluminium. De préférence, il est prévu de faire évoluer le carter de protection avec sa cellule galvanique vers un module d'alimentation électrique complet pour un véhicule automobile. A cet effet, sur au moins une paroi latérale du carter de protection, des éléments sont prévus pour la climatisation, en particulier pour le refroidissement, de la cellule galvanique. Il en résulte alors un module d'alimentation électrique pour lequel il suffit d'établir le contact électrique et le cas échéant le branchement sur des conduites d'amenée et d'évacuation adéquates pour le fluide de climatisation. Dans un mode de réalisation préféré, un refroidissement à air de la cellule galvanique est prévu, pour lequel un collecteur d'air vicié avec un élément de connexion pour évacuer l'air vicié est attribué au carter 6 de protection. Cela permet d'obtenir une version facile à produire d'un véhicule électrique ou hybride, puisqu'il suffit d'accrocher le carter de protection, de le fixer et d'établir le contact électrique ainsi que de brancher les conduites d'air frais et d'air vicié. De façon particulièrement préférée, au niveau de la structure de couvercle, un contrôleur est prévu pour la surveillance électrique et la commande de la cellule galvanique, la traverse de couvercle présentant un passage dans cette zone. En prévoyant en plus un contrôleur, le caractère modulaire du carter de protection avec une cellule galvanique est encore perfectionné, sachant que pour une intervention d'entretien, ce contrôleur est accessible à travers le passage correspondant. Le passage ou la position du passage est alors choisi(e) de telle sorte que la stabilité de la traverse de couvercle n'est pas affectée. Pour accrocher le carter de protection dans le véhicule automobile, on prévoit en particulier une position entre deux longerons du véhicule automobile de telle sorte qu'une zone d'extrémité respective de la traverse de couvercle se retrouve sur un longeron respectif. En effet, les longerons sont des points d'appui particulièrement stables. Indépendamment de la dimension de la cellule galvanique, uniquement par le dimensionnement adéquat de la longueur de la traverse de couvercle, une adaptation individuelle aux conditions respectives du véhicule automobile, c'est-à-dire à l'espace de montage, est alors possible. Pour la fixation, la zone d'extrémité respective de la traverse de couvercle peut dans la zone d'appui du longeron respectif être doublement vissée avec celui-ci. En tant que véhicule automobile, ici, en particulier un véhicule hybride est prévu. En effet, par un simple accrochage du carter de protection selon l'invention dans un espace de montage approprié, un véhicule automobile conventionnel peut déjà être muni d'un composant substantiel en vue de l'hybridation. 7 En tant qu'espace de montage préféré, on prévoit alors la zone arrière du véhicule automobile, dans lequel le bord supérieur de la traverse de couvercle se retrouve approximativement dans la zone du bord inférieur de la plate-forme de chargement, sans pour autant perdre en volume de coffre, seule une roue de secours existant éventuellement dans le véhicule automobile étant omise. Un mode de réalisation exemplaire particulièrement préféré de l'invention est représenté sur le dessin et sera expliqué plus en détail par la suite. La figure 1 montre schématiquement une représentation d'un carter de protection selon l'invention ; la figure 2 montre schématiquement une représentation d'une traverse de couvercle avantageuse. Selon la figure 1, un carter de protection 1 est prévu pour une cellule galvanique non représentée dans un véhicule automobile. Celui- ci comprend deux parois longitudinales 2a, 2b qui sont respectivement prévues pour être substantiellement planes et s'étendent dans la direction longitudinale du véhicule automobile. De plus, le carter de protection comprend deux parois transversales, dont seule la paroi transversale arrière 3a est visible sur la figure. Ces parois transversales s'étendent transversalement à la direction longitudinale du véhicule automobile. De plus, le carter de protection comprend une structure de couvercle 4 ainsi qu'une structure de fond correspondante, non visible. Les parois latérales 2a, 2b, 3a forment ensemble avec la structure de couvercle 4 et la structure de fond les éléments d'un compartiment de réception fermé pour recevoir une cellule galvanique. Ces éléments sont fabriqués en tant que pièces séparées comme des profilés extrudés en aluminium et sont ensuite assemblés en carter de protection. En fonction des besoins, ces éléments comprennent au moins par endroits des cavités qui sont renforcées si nécessaire par des profilés d'acier 8 insérés en plus. Les éléments individuels sont fixés les uns aux autres de façon appropriée, par exemple soudés ensemble. Ensuite, pour le carter de protection 1, il est prévu une traverse de couvercle comprenant deux éléments profilés 11 a, 11 b ainsi qu'un élément profilé 10 qui les relie. Une section à travers cette traverse est montrée sur la figure 2, les mêmes pièces sur les figures 1 et 2 portant aussi les mêmes symboles de référence. Par conséquent, les éléments profilés 11a, 1 lb sont de préférence réalisés comme des profilés creux en forme de L. A l'intérieur de ceux-ci, une plaque à cavité 10 est placée qui est soudée avec les deux profilés en forme de L. Les éléments profilés 10, 11a, 1 lb sont réalisés de préférence en aluminium. Pour fixer la traverse de couvercle à la structure de couvercle 4 du compartiment de réception, plusieurs ouvertures traversantes 14 sont prévues pour le vissage. Ces ouvertures 14 se trouvent sur les côtés transversaux de la traverse de couvercle, donc transversalement à la direction longitudinale du véhicule automobile puisque la traverse de couvercle est prévue transversalement à la direction longitudinale du véhicule automobile. Par rapport à une traverse de couvercle qui est prévue dans la direction longitudinale du véhicule automobile, cette construction offre une meilleure sécurité antitorsion en cas de collision. Grâce à l'utilisation de vis ou de boulons adéquats dans les ouvertures 14, la traverse de couvercle est vissée avec la structure de couvercle 4. Naturellement, la traverse peut aussi être réalisée d'une seule pièce et/ ou fixée d'une autre manière à la structure de couvercle, par exemple au moyen d'un soudage. Le carter de protection 1 est ici étendu en un module d'alimentation électrique complet pour un véhicule hybride. A cet effet, il présente en particulier un module de climatisation pour la cellule galvanique reçue. Le collecteur d'air vicié 20 avec une connexion d'air vicié 21 est ici représenté comme faisant partie du module de climatisation. De plus, un gestionnaire de batterie 25 est prévu comme 9 contrôleur pour commander et surveiller la cellule galvanique. La traverse 10, l la, 1 lb présente à cet effet une ouverture 26 afin que le gestionnaire de batterie 25 soit accessible pour une intervention d'entretien. Le présent carter de protection est donc réalisé comme un module pour l'alimentation en énergie électrique qu'il suffit ensuite d'accrocher dans un véhicule automobile. En vue du montage, il convient alors de prévoir un espace de montage adéquat pour recevoir le carter de protection. Pour une fixation sûre du carter de protection dans la caisse brute, la traverse de couvercle présente dans ses deux zones d'extrémité - vues dans la direction transversale - des ouvertures 24 pour le vissage du carter de protection. Celles-ci fixent la traverse de couvercle dans la caisse brute du véhicule automobile. Grâce à la conception d'une largeur adéquate de la traverse de couvercle, on obtient un agencement verrouillé en rotation du carter de protection dans le véhicule automobile. Ensuite, il faut établir le contact électrique pour le gestionnaire de batterie 25 et brancher les conduites d'air frais et d'air vicié par l'intermédiaire des connexions adéquates, comme la connexion d'air vicié 21 représentée. Cela permet de manière simple le montage d'un composant essentiel d'un véhicule hybride sur un véhicule automobile conventionnel. En cas de collision à l'arrière de ce véhicule automobile, le carter de protection est sollicité par des forces longitudinales orientées vers l'avant. Ces forces sont alors absorbées par la traverse 3a et transmises plus loin vers l'avant par l'intermédiaire des pièces latérales 2a, 2b. A cet effet, le carter de protection est disposé de préférence derrière une traverse pour absorber l'énergie et la retransmettre à un longeron de véhicule adéquat. Grâce à la configuration substantiellement plane en métal des parois latérales ou des structures de couvercle et de fond, une retransmission optimale des énergies de collision est alors possible. REVENDICATIONS 1. Carter de protection pour une cellule galvanique dans un véhicule automobile, comprenant - quatre parois latérales (2a, 2b, 3a) qui forment ensemble une enceinte latérale pour un compartiment de réception pour la cellule galvanique, - une structure de fond délimitant le compartiment de réception vers le bas et une structure de couvercle (4) délimitant le 10 compartiment de réception vers le haut, - une traverse de couvercle (10, 11 a, 11 b) fixée à la structure de couvercle et dépassant de deux parois latérales situées l'une en face de l'autre en vue d'un assemblage verrouillé en rotation du compartiment de réception avec la caisse brute du véhicule automobile 15 par la mise en place de la traverse de couvercle dans celle-ci, pour l'accrochage du compartiment de réception. 2. Carter de protection selon la revendication 1, dans lequel les parois latérales ainsi que la structure de fond et de couvercle sont respectivement prévues pour être substantiellement planes et sont 20 réalisées en métal. 3. Carter de protection selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les parois latérales ainsi que la structure de fond et de couvercle sont réalisées comme des profilés extrudés. 4. Carter de protection selon l'une quelconque des 25 revendications précédentes, dans lequel les parois latérales sont réalisées comme des composants respectivement séparés qui sont assemblés en enceinte. 11 5. Carter de protection selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la traverse de couvercle s'étend de façon plane sur plus de la moitié de la structure de couvercle. 6. Carter de protection selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la traverse de couvercle comprend deux éléments profilés individuels (11 a, 11 b) qui sont soudés au moyen d'un élément profilé (10) supplémentaire. 7. Carter de protection selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la traverse de couvercle présente dans ses zones d'extrémité respectives des ouvertures (24) pour la fixation ou le vissage du carter de protection dans la caisse brute. 8. Carter de protection selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les parois latérales, la structure de fond/couvercle et/ou la traverse de couvercle sont fabriquées en aluminium. 9. Carter de protection selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel sur au moins une paroi latérale, des éléments (20, 21) pour la climatisation de la cellule galvanique sont prévus. 10. Carter de protection selon la revendication 9, dans lequel les éléments pour la climatisation comprennent un collecteur d'air vicié, avec un élément de connexion pour l'évacuation de l'air vicié, sur l'une des parois latérales. 11. Carter de protection selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel dans la zone de la structure de couvercle, un contrôleur (25) pour la surveillance électrique et la commande de la cellule galvanique est prévu, et dans lequel la traverse de couvercle présente dans cette zone un passage (26) pour rendre le contrôleur accessible. 12 12. Véhicule automobile, en particulier véhicule hybride, avec un carter de protection selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le carter de protection est disposé dans un espace de montage entre deux longerons du véhicule automobile de telle sorte qu'une zone d'extrémité respective de la traverse de couvercle est prévue en appui sur un longeron respectif. 13. Véhicule automobile selon la revendication 12, dans lequel la zone d'extrémité respective de la traverse de couvercle dans la zone d'appui du longeron respectif est vissée doublement avec celui-ci. 14. Véhicule automobile selon la revendication 12 ou 13, dans lequel l'espace de montage est prévu dans la zone arrière du véhicule automobile, dans lequel le bord supérieur de la traverse de couvercle vient en appui approximativement dans la zone du bord inférieur de la plate-forme de chargement.15