Brevet FR2946601A1 — publié le 20101217

VEHICULE AUTOMOBILE A PROPULSION ELECTRIQUE La présente invention concerne un véhicule automobile à propulsion électrique et muni d'un module de stockage d'énergie électrique, et qui se caractérise en ce que le module de stockage peut s'accoupler de façon mobile longitudinalement à un dispositif de guidage s'étendant dans la direction longitudinale du véhicule automobile. Des véhicules automobiles, qui sont propulsés au moins en partie par de l'énergie électrique (dits à propulsion hybride) font partie de l'état de la technique. L'énergie électrique pour la propulsion électrique est embarquée dans des modules de stockage, également appelés blocs de batteries. Sur les véhicules à propulsion exclusivement électrique, le poids des modules de stockage est considérable. Afin de procurer une autonomie adéquate, les modules de stockage ont souvent un poids entre 300 kg et 500 kg. Le problème associé à ces blocs de batteries volumineux est l'intégration dans les concepts de véhicule existants, c'est-à-dire l'adaptation à ce que l'on appelle le packaging. Un autre problème correspond aux temps de charge relativement longs des modules de stockage. Bien que les temps de recharge soient de plus en plus optimisés, et donc plus courts, il faut plusieurs heures pour recharger les modules de stockage avec des courants de charge faibles. En variante, les modules de stockage vides peuvent être échangés avec des modules de stockage chargés. Bien entendu, un échange des modules de stockage doit être réalisé de façon rapide et simple. En partant de cette situation, l'objet de l'invention est de proposer un véhicule automobile à propulsion électrique, dans lequel des modules de stockage sont faciles et rapides à échanger, et dans lequel les modules de stockage peuvent en outre être fixés avec une haute sécurité en cas de collision. Cet objet est atteint par un véhicule automobile à propulsion électrique et muni d'un module de stockage d'énergie électrique, caractérisé en ce que le module de stockage peut s'accoupler de façon mobile longitudinalement à un dispositif de guidage s'étendant dans la direction longitudinale du véhicule automobile. Des développements avantageux du concept de l'invention sont présentés ci- après. Sur le véhicule automobile selon l'invention, il est prévu de disposer les modules de stockage dans un dispositif de guidage s'étendant dans la direction longitudinale du véhicule automobile. Les modules de stockage peuvent être décalés en direction longitudinale par rapport au dispositif de guidage, ce qui simplifie l'opération de chargement du véhicule automobile avec des modules de stockage et bien entendu aussi le retrait des modules de stockage. A cela s'ajoute le fait qu'au niveau d'au moins une extrémité du dispositif de guidage, un amortisseur de chocs peut être disposé. L'invention prend en compte que les modules de stockage possèdent un poids relativement élevé qui, en cas de collision, peut se décaler à l'intérieur du dispositif de guidage s'étendant dans la direction longitudinale du véhicule automobile. Afin d'empêcher que les modules de stockage ne s'endommagent eux-mêmes en cas de ralentissement brusque, voire ne soient éjectés du dispositif de guidage dans la direction longitudinale, les modules de stockage doivent être retenus par des amortisseurs de chocs disposés respectivement du côté extrémité du dispositif de guidage. De ce fait, l'énergie de la collision résultant des modules de stockage est convertie séparément en une autre forme d'énergie, et en particulier absorbée par un travail de déformation de l'amortisseur de chocs. De plus, la disposition du dispositif de guidage s'étendant dans la direction longitudinale du véhicule automobile offre l'avantage que le poids du module de stockage se répartit aussi bien sur l'essieu avant que sur l'essieu arrière du véhicule automobile. De préférence, le dispositif de guidage s'étend depuis un essieu avant jusqu'à un essieu arrière du véhicule automobile. Le dispositif de guidage peut être disposé dans une sorte de tunnel reliant l'essieu avant à l'essieu arrière. Pour la répartition du poids, il est avantageux que le module de stockage ou le dispositif de guidage soit disposé au milieu du véhicule automobile. Au moins dans la partie frontale du véhicule automobile, un amortisseur de chocs est prévu qui, dans un développement avantageux de l'invention, s'étend jusqu'à un pare-chocs frontal ou avant du véhicule automobile. Il est ainsi possible de répartir la masse du module de stockage sur pratiquement toute la longueur du véhicule automobile. Il est également possible de disposer l'amortisseur de chocs directement dans le dispositif de guidage. Dans ce cas, pour l'amortisseur de chocs, aucun encombrement supplémentaire en dehors du dispositif de guidage n'est nécessaire. L'amortisseur de chocs peut prendre appui sur une plaque de retenue fixée au dispositif de guidage côté extrémité. Le module de stockage se compose d'éléments de stockage individuels dans lesquels se trouvent des cellules individuelles de batterie ou d'accumulateur avec l'électronique associée. Pour des raisons de sécurité, la tension de chaque élément de stockage est limitée, par exemple à 60 volts de courant continu. Dans une configuration pratique, le dispositif de guidage est de préférence ouvert vers le haut et configuré avec une section transversale en forme de C. Le dispositif de guidage présente ainsi une partie arrière située en bas, des branches se rattachant chacune à l'un respectivement des côtés longitudinaux de la partie arrière et tournées vers le haut, et des barrettes adjacentes aux branches et qui s'y rattachent, et, tournées l'une vers l'autre, et réalisant des rainures de guidage ouvertes. Un tel dispositif de guidage, que l'on peut également désigner comme un rail, fixe très bien des éléments de stockage ou un module de stockage retenu(s) dans celui-ci contre des forces appliquées latéralement. Grâce à la configuration en forme de C, les éléments de stockage individuels qui sont au moins en partie enveloppés latéralement, et se trouvent donc en complémentarité de forme avec le dispositif de guidage, sont également protégés contre tout décalage vertical. Le seul degré de liberté restant est le décalage des modules de stockage dans la direction longitudinale. Le module de stockage comprend des logements qui sont disposés de façon mobile longitudinalement dans le dispositif de guidage. Ils servent à l'intégration de l'élément de stockage. Autrement dit, les éléments de stockage ne sont par retenus directement par le dispositif de guidage, mais reliés mécaniquement à des logements, qui à leur tour sont retenus dans le dispositif de guidage en forme de C. Les logements orientent l'élément de stockage de la même manière que la rainure de guidage retient les logements, notamment en ce que les logements enveloppent des entretoises de retenue latérales des éléments de stockage. L'important est que la totalité des éléments de stockage puisse se décaler uniquement dans la direction longitudinale du dispositif de guidage. Les logements et les éléments de stockage possèdent ainsi des éléments à complémentarité de forme configurés en miroir, par exemple selon le principe languette et rainure. Théoriquement, le logement peut être plus long que les éléments de stockage juxtaposés. Le nombre des éléments de stockage peut être adapté au type de véhicule respectif. L'invention procure une fixation très rigide d'un module de stockage standardisé. Les éléments de stockage sont assemblés en un module de stockage qui peut être placé de façon très compacte au milieu du véhicule automobile dans un tunnel, qui peut s'étendre depuis l'essieu avant jusqu'à l'essieu arrière du véhicule. Cette connexion a un effet positif sur la solidité et donc sur le comportement du train de roulement. Grâce à la liberté de choix au niveau du matériau concernant le dispositif de guidage, il est possible de fabriquer celui-ci, indépendamment des autres composants du véhicule automobile, à partir de métaux légers, en particulier en aluminium, de matières plastiques ou de matériaux composites, afin de minimiser le poids tout en conservant une haute solidité. Bien entendu, la liberté de choix du matériau permet également de réduire les coûts. Le montage ou l'échange du module de stockage est possible de façon simple et économique avec en même temps un excellent comportement en collision latérale. Le stockage "souple" du module de stockage, grâce à l'intégration d'une boîte-tampon ou d'un amortisseur de chocs, permet en cas de collision d'absorber de l'énergie cinétique sans la nécessité que cette énergie doive être restituée à la partie adverse impliquée dans la collision. Par la suite, l'invention sera expliquée plus en détail à l'aide de l'exemple de réalisation représenté sur des dessins schématiques. Sur les figures : la figure 1 montre le train de roulement d'un véhicule automobile avec un dispositif de guidage s'étendant dans la direction longitudinale du véhicule automobile ; la figure 2 montre le dispositif de guidage de la figure 1 dans une représentation en perspective ; la figure 3 montre une coupe transversale à travers le dispositif de guidage représenté sur la figure 2 ; et la figure 4 montre une variante au véhicule automobile de la figure 1. La figure 1 montre le train de roulement d'un véhicule automobile 1 dans une représentation très simplifiée et purement schématique. Il est visible qu'entre un essieu avant 2 et un essieu arrière 3, au milieu du véhicule automobile 1 et s'étendant dans la direction longitudinale du véhicule automobile 1, se trouve un dispositif de guidage 4, qui est représenté en détail sur les figures 2 et 3. Le dispositif de guidage 4 relie l'essieu avant 2 représenté schématiquement à l'essieu arrière 3. A l'extrémité avant 5 du dispositif de guidage 4 se trouve un amortisseur de chocs 6 qui peut également être désigné comme une boîte tampon. Cet amortisseur de chocs 6 s'étend jusqu'à un pare-chocs avant 7, qui est relié à la carrosserie du véhicule automobile 1 également par des boîtes tampons. Le dispositif de guidage 4 sert à recevoir des éléments de stockage 9 individuels, qui sont configurés en forme parallélépipédique dans ce mode de réalisation exemplaire, et sont insérés dans le dispositif de guidage 4 par la partie arrière du véhicule automobile 1. Les éléments de stockage 9 forment globalement en conjonction avec des logements latéraux 15, 16 un module de stockage 19 (figures 2 et 3). Le dispositif de guidage 4 fait partie intégrante d'un tunnel 10, le dispositif de guidage 4 formant la partie inférieure du tunnel 10, comme on peut le voir à l'aide de la figure 2. Le dispositif de guidage 4 est ouvert vers le haut et configuré avec une section transversale en forme de C. Il comprend une partie arrière 11 formant la face inférieure du tunnel 10. Respectivement sur les côtés longitudinaux de la partie arrière 11, des branches 12 tournées vers le haut sont rattachées à la partie 11 dans le plan d'image. Viennent ensuite des barrettes 13 tournées l'une vers l'autre, de sorte que des rainures de guidage 14 en contre-dépouille sont formées sur les côtés longitudinaux de la partie arrière 11, qui sont opposées l'une à l'autre. Dans ces rainures de guidage 14 se trouvent respectivement des logements 15, 16 mobiles longitudinalement du module de stockage 19, et qui sont retenus par les rainures de guidage 14. Les logements 15, 16 sont configurés avec une section transversale en forme de U. Ils enveloppent des entretoises de retenue 17, 18, en saillie sur les côtés longitudinaux, des éléments de stockage 9. Des éléments de retenue 20 sous forme de boulons relient les éléments de stockage 9 individuels mécaniquement aux logements 15, 16. Dans ce mode de réalisation exemplaire, dans une disposition opposée, respectivement un élément de retenue 20 est prévu de chaque côté d'un élément de stockage 9. Les logements 15, 16 peuvent être configurés comme un profilé extrudé, tout comme le dispositif de guidage 4. Dans l'étendue longitudinale du dispositif de guidage 4, les logements 15, 16 sont plus longs qu'un élément de stockage 9 individuel. Les logements 15, 16 servent en quelque sorte d'adaptateurs entre les éléments de stockage 9 et le dispositif de guidage 4, de sorte qu'avec un même dispositif de guidage 4, il existe la possibilité d'utiliser des éléments de stockage 9 avec des cotes de raccordement modifiées en utilisant un logement adéquat sur le véhicule automobile selon l'invention. La figure 4 montre, alors en variante à la réalisation de la figure 1, que l'amortisseur de chocs 6 est disposé directement à l'extrémité 5 du dispositif de guidage 4, notamment à l'intérieur du dispositif de guidage. Il est donc plus court que le modèle de la figure 1 et ne s'étend pas jusqu'au pare-chocs 7. Une plaque de soutien 21 à l'extrémité du dispositif de guidage 4 sert de butée sur laquelle l'amortisseur de chocs 6 prend appui. Liste des numéros de référence : 1 û véhicule automobile 2 û essieu avant 3 û essieu arrière 4 û dispositif de guidage 5 - extrémité 6 û amortisseur de chocs 7 û pare-chocs 8 û boîte tampon 9 û élément de stockage 10 - tunnel 11 û partie arrière 12 - branche 13 - barrette 14 û rainure de guidage 15 - logement 16 - logement 17 û entretoise de retenue 18 û entretoise de retenue 19 û module de stockage 20 û élément de retenue REVENDICATIONS1. Véhicule automobile à propulsion électrique et muni d'un module de stockage (19) d'énergie électrique, caractérisé en ce que le module de stockage (19) peut s'accoupler de façon mobile longitudinalement à un dispositif de guidage (4) s'étendant dans la direction longitudinale du véhicule automobile (1). 2. Véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'à au moins une extrémité (5) du dispositif de guidage (4) un amortisseur de chocs (6) est disposé. 3. Véhicule automobile selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif de guidage (4) est disposé au milieu du véhicule automobile (1). 4. Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé 15 en ce que le dispositif de guidage (4) s'étend d'un essieu avant (2) jusqu'à un essieu arrière (3) du véhicule automobile (1). 5. Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le dispositif de guidage (4) fait partie intégrante d'un tunnel (10). 6. Véhicule automobile selon la revendication 5, caractérisé en ce que le tunnel (10) relie l'essieu avant (2) à l'essieu arrière (3). 7. Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé 25 en ce que l'amortisseur de chocs (6) s'étend jusqu'à un pare-chocs (7) du véhicule automobile (1). 8. Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'amortisseur de chocs (6) se trouve à l'intérieur du dispositif de guidage 30 (4). 9. Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le dispositif de guidage (4) est ouvert vers le haut et configuré avec une 20section transversale en forme de C, avec une partie arrière (11), des branches (12) se rattachant chacune à l'un respectivement des côtés longitudinaux de la partie arrière (11) et tournées vers le haut, et des barrettes (13) adjacentes aux branches et , tournées l'une vers l'autre, et réalisant une rainure de guidage (14). 10. Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que, dans le dispositif de guidage (4), sont disposés des logements (15, 16) mobiles longitudinalement du module de stockage (19),. 10 11. Véhicule automobile selon la revendication 10, caractérisé en ce que les logements (15, 16) enveloppent des entretoises de retenue (17, 18) latérales du module de stockage (19). 12. Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, 15 caractérisé en ce que les logements (15, 16) sont enveloppés par la rainure de guidage (14).5