Brevet FR2963582A1 — publié le 20120210

VEHICULE ELECTRIQUE OU HYBRIDE COMPORTANT UNE UNITE DE CONTROLE DE PUISSANCE ACCOLEE A UNE BATTERIE [1] DOMAINE DE L'INVENTION [2] L'invention concerne un véhicule électrique ou hybride comportant une unité de contrôle de puissance accolée à une batterie. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse, mais non exclusive, dans le domaine des véhicules hybrides ayant un train arrière tracté électriquement. [3] ETAT DE LA TECHNIQUE [4] On connaît des véhicules hybrides 11 montrés sur la Figure 1 Io comportant un train avant (non représenté) tracté à l'aide d'un moteur thermique et un train arrière 10 tracté par une machine 12 électrique. Comme visible sur la Figure 1, le train arrière 10 est situé derrière la rangée des sièges 14 arrière du véhicule. [5] Plus précisément, la machine 12 électrique est en relation avec 15 une batterie 15 de forme sensiblement parallélépipédique. En outre, une unité 16 de contrôle de puissance assure la commande électrique de la machine 12. Cette unité 16 de contrôle est installée à proximité d'un pot d'échappement référencé 17. [6] Lorsque la machine 12 fonctionne en mode moteur, l'unité 16 de 20 contrôle assure la transformation de la tension continue de la batterie 15 en une tension triphasée dédiée à l'alimentation de la machine 12. Et lorsque la machine 12 fonctionne en mode générateur, l'unité 16 de contrôle assure la transformation de la tension triphasée délivrée par la machine 12 en une tension continue appliquée à la batterie 15. 25 [07] Dans les véhicules connus, la batterie et l'unité de contrôle sont reliées par un câble et sont associées chacune à un système de refroidissement. L'invention vise à améliorer les véhicules existants. [8] OBJET DE L'INVENTION [9] A cet effet, l'invention propose d'équiper la batterie et l'unité de contrôle de connecteurs directement coopérants permettant d'assembler ces deux éléments en accolant une des faces de l'unité de contrôle avec une des faces latérales de la batterie. On économise ainsi un câble pour réaliser la connexion entre ces deux éléments. En outre, les deux éléments étant côte à côte, il est possible de les refroidir au moyen d'un seul et même système de refroidissement à air ou à eau. [10] L'invention concerne donc un véhicule comportant : io - une machine électrique, - une batterie en relation avec la machine électrique, cette batterie comportant une face supérieure et une face inférieure et des faces latérales s'étendant entre la face inférieure et la face supérieure de la batterie, et - une unité de contrôle de puissance pour commander électriquement la is machine électrique, caractérisé en ce que - la batterie et l'unité de contrôle de puissance sont équipées chacune d'un connecteur, ces connecteurs étant directement coopérants, - une face de l'unité de contrôle est accolée à une face latérale de la batterie lorsque le connecteur de l'unité de contrôle entre en coopération avec le 20 connecteur de la batterie. [011] Selon une réalisation, la batterie étant de forme sensiblement parallélépipédique, l'unité de contrôle est accolée à la face latérale de la batterie positionnée vers un arrière du véhicule situé du côté d'un pot d'échappement. 25 [012] Selon une réalisation, le connecteur de la batterie est positionné dans un évidement de la batterie tandis que le connecteur de l'unité de contrôle s'étend en saillie par rapport à une de ses faces. [013] Selon une réalisation, l'évidement débouche dans la face supérieure ou inférieure de la batterie et dans la face latérale de la batterie 30 contre laquelle l'unité de contrôle est accolée. [14] Selon une réalisation, l'évidement est délimité par des parois qui présentent en coupe une forme en L. [15] Selon une réalisation, l'unité de contrôle comporte des moyens de fixation destinés à entrer en coopération avec des moyens de réception que comporte la batterie afin de solidariser mécaniquement l'unité de contrôle avec la batterie. [16] Selon une réalisation, les moyens de fixation sont positionnés chacun dans un évidement ménagé dans un boîtier de l'unité de contrôle. [17] Selon une réalisation, la batterie est orientée transversalement par io rapport à une direction d'allongement du véhicule suivant la direction de sa plus grande dimension. [18] Selon une réalisation, l'unité de contrôle comporte deux onduleurs et un convertisseur continu/continu. [19] Selon une réalisation, il comporte un système de refroidissement is commun à la batterie et à l'unité de contrôle. [20] Selon une réalisation, l'unité de contrôle comporte des faces latérales positionnées du côté d'ailes du véhicule et une face latérale positionnée vers un arrière du véhicule, l'ensemble formé par l'unité de contrôle et la batterie est situé du côté avant du véhicule par rapport à un pot 20 d'échappement du véhicule, un conduit d'échappement relié au pot s'étendant en regard des faces latérales de l'unité de contrôle positionnée du côté des ailes du véhicule et de la face latérale de l'unité de contrôle positionnée vers l'arrière du véhicule. [21] BREVE DESCRIPTION DES DESSINS 25 [022] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont données qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention. Elles montrent : [23] Figure 1 (déjà décrite) : une représentation schématique de l'implantation d'une batterie et d'une unité de contrôle de puissance dans un véhicule selon l'état de la technique ; [24] Figure 2 : une représentation schématique de l'implantation d'une batterie et d'une unité de contrôle de puissance dans un véhicule selon l'invention ; [25] Figure 3 : une représentation schématique en perspective d'une batterie selon l'invention comportant un connecteur positionné dans un évidement de la batterie ; io [026] Figure 4 : une représentation schématique en perspective d'une unité de contrôle selon l'invention ; [027] Figures 5a-5b : des vues respectivement en perspective et en coupe d'un assemblage entre une batterie et une unité de contrôle selon l'invention ; is [028] Figure 6 : une représentation schématique des différents composants internes d'une unité de contrôle selon l'invention. [29] Les éléments identiques, similaires ou analogues conservent la même référence d'une figure à l'autre. [30] DESCRIPTION D'EXEMPLES DE REALISATION DE 20 L'INVENTION [31] La Figure 2 montre une vue de dessus d'un véhicule 11 selon l'invention comportant dans sa partie arrière un train arrière 10 tracté par une machine 12 électrique. Cette machine 12 électrique est en relation avec une batterie 15 de forme sensiblement parallélépipédique. Une unité 16 de 25 contrôle également de forme sensiblement parallélépipédique assure la commande électrique de la machine électrique 12. Le train arrière 10 est situé derrière la rangée des sièges 14 arrière du véhicule. [32] Plus précisément, cette batterie 15 s'étend de préférence transversalement par rapport à la direction d'allongement A du véhicule suivant sa plus grande dimension D. Cette batterie 15 présente deux faces inférieure 15.1 et supérieure 15.2 ainsi que quatre faces latérales 15.3, 15.4, 15.5, 15.6 qui s'étendent entre les faces inférieure 15.1 et supérieure 15.2. [33] Les faces inférieure 15.1 et supérieure 15.2 sont sensiblement parallèles au plancher P du véhicule qui s'étend dans le plan de la feuille. La face inférieure 15.1 est positionnée en dessous de la face supérieure 15.2 lorsque le véhicule est en cours d'utilisation. Les faces latérales 15.3 et 15.4 sont situées du côté des ailes du véhicule. La face 15.5 dite face « avant » est située du côté du tableau de bord du véhicule (non représenté), tandis io que la face 15.6 dite face « arrière » opposée à la face avant est située vers l'arrière du véhicule, c'est-à-dire du côté du pot d'échappement 17. [34] En outre, comme visible sur la Figure 3, la batterie 15 est équipée d'un connecteur 19 positionné dans un évidement 20 ménagé dans la batterie 15. Ce connecteur 19 est destiné à coopérer avec le connecteur 26 is de l'unité 16 de contrôle. Cet évidement 20 débouche dans la face 15.6 située en regard de l'unité 16 de contrôle et dans la face supérieure 15.2 de la batterie 15. Selon une réalisation, comme visible sue la Figure 5b, les parois 20.1, 20.2 de la batterie 15 délimitant cet évidement 20 présentent en coupe une forme de L. 20 [035] La batterie 15 comporte également des moyens 21.1-21.4 de réception, comme par exemple des trous taraudés destinés à recevoir les moyens 28.1-28.4 de fixation de l'unité 16 de contrôle (cf Figure 3). [36] Par ailleurs, comme montré sur la Figure 4, l'unité 16 de contrôle de forme sensiblement parallélépipédique présente deux faces inférieure 25 16.1 et supérieure 16.2 ainsi que quatre faces latérales 16.3, 16.4, 16.5, 16.6 qui s'étendent entre les faces inférieure 16.1 et supérieure 16.2. [37] Les faces inférieure 16.1 et supérieure 16.2 sont sensiblement parallèles au plancher P du véhicule, la face inférieure 16.1 étant positionnée en dessous de la face supérieure 16.2 lorsque le véhicule est en cours 30 d'utilisation. Les faces latérales 16.3 et 16.4 sont situées du côté des ailes du véhicule. La face 16.5 dite face « avant » est située vers l'avant du véhicule (non représentée), tandis que la face 16.6 dite face « arrière » opposée à la face avant est située vers l'arrière 10 du véhicule. [38] Cette unité 16 de contrôle comporte également un connecteur 26 qui s'étend en saillie par rapport à la face avant 16.5, ce connecteur 26 étant destiné à venir coopérer avec le connecteur 19 de la batterie 15. Cette unité 16 de contrôle comporte également des moyens 28.1-28.4 de fixation, par exemple des vis quart de tour, destinés à venir coopérer avec les moyens 21.1-21.4 de réception de la batterie 15. Ces moyens 21.1-21.4 de fixation sont positionnés dans des ouvertures 29 ménagées dans le boitier de l'unité io 16 de contrôle. [39] Comme montré sur les Figure 5a et 5b, lorsque le connecteur 26 de l'unité 16 de contrôle entre en coopération avec le connecteur 19 de la batterie 15, la face latérale avant 16.5 de l'unité 16 de contrôle est accolée à la face latérale arrière 15.6 de la batterie 15. Le terme « accolée » signifie is que la face 16.5 de l'unité 16 de contrôle est plaquée contre la face 15.6 de la batterie 15 quasiment sans aucun espace entre les deux faces 15.6 et 16.5. Néanmoins, les deux faces 15.6, 16.5 seraient toujours accolées l'une à l'autre s'il existait un léger espace de quelques millimètres entre les deux faces ou si ces deux faces 15.6, 16.5 étaient séparées l'une par rapport à 20 l'autre par une pièce intermédiaire, par exemple un pièce d'isolation thermique, de faible épaisseur. [40] Les connecteurs 19 et 26 sont directement coopérant c'est-à-dire qu'ils coopèrent entre eux sans qu'un câble soit positionné entre ces deux connecteurs. 25 [041] Une fois que l'ensemble est connecté, il suffit à l'opérateur de faire coopérer les moyens de fixation 28.1-28.4 de l'unité 16 de contrôle avec les moyens 21.1-21.4 de réception de la batterie 15 afin de solidariser ensemble les deux éléments 15 et 16. Dans le cas où des vis quart de tour sont utilisées, il suffira à l'utilisateur d'appliquer un effort en rotation à toutes les 30 vis 28.1-28.4 pour solidariser l'unité 16 de contrôle avec la batterie 15. [42] Etant donné que les deux éléments 15 et 16 se trouvent côte à côte, il est possible de profiter de cette configuration pour n'utiliser qu'un seul système de refroidissement à air ou à eau référencé 30 sur la Figure 2. [43] On note également que l'ensemble formé par l'unité 16 de contrôle et la batterie 15 est positionné devant le pot 17 d'échappement, c'est-à-dire que l'ensemble formé par l'unité 16 de contrôle et la batterie 15 est situé du côté avant du véhicule par rapport au pot d'échappement. En outre, un conduit d'échappement 17.1 relié au pot 17 s'étend en regard des faces latérales 16.3, 16.4 de l'unité 16 de contrôle positionnée du côté des ailes du io véhicule et de la face latérale 16.6 de l'unité 16 de contrôle positionnée vers l'arrière du véhicule. [44] En variante, les moyens 28.1-28.4 de fixation appartiennent à la batterie 15 tandis que les moyens 21.1-21.4 de réception appartiennent à l'unité 16 de contrôle. En variante, l'évidement 20 est ménagé dans l'unité 16 is de contrôle tandis que la batterie 15 comporte un connecteur 19 saillant. En variante, l'unité 16 de contrôle pourrait être accolée à une autre face 15.1-15.6 de la batterie 15. [45] Selon une réalisation montrée sur la Figure 6, l'unité 16 de contrôle comporte notamment deux onduleurs 23.1, 23.2. Lorsque la machine 12 20 fonctionne en mode moteur (notamment lorsque la vitesse du véhicule sera inférieure à un certain seuil), ces onduleurs 23.1, 23.2 assurent la transformation de la tension continue de la batterie 15 en une tension triphasée dédiée à l'alimentation de la machine 12. Et lorsque la machine 12 fonctionne en mode générateur (notamment au cours des phases de 25 freinage ou des phases de roulage sur autoroute), ces onduleurs 23.1, 23.2 assurent la transformation de la tension triphasée délivrée par la machine 12 en une tension continue appliquée à la batterie 15. [46] L'unité 16 de contrôle permet le cas échéant la recharge de la batterie 15 par une source d'énergie externe au véhicule. A cet effet, l'unité 30 16 comporte un convertisseur 24 continu/continu pour rendre compatible la tension de la source d'énergie extérieure avec celle de la batterie 15. REVENDICATIONS1. Véhicule (11) comportant : - une machine électrique (12), - une batterie (15) en relation avec la machine (12) électrique, cette batterie (15) comportant une face supérieure (15.2) et une face inférieure (15.1) et des faces (15.3-15.6) latérales s'étendant entre la face inférieure (15.1) et la face supérieure (15.2) de la batterie (15), et - une unité (16) de contrôle de puissance pour commander io électriquement la machine (12) électrique, caractérisé en ce que - la batterie (15) et l'unité (16) de contrôle de puissance sont équipées chacune d'un connecteur (19, 26), ces connecteurs (19, 26) étant directement coopérants, - une face de l'unité (16) de contrôle est accolée à une face latérale is de la batterie (15) lorsque le connecteur (26) de l'unité (16) de contrôle entre en coopération avec le connecteur (19) de la batterie (15). 2. Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que la batterie (15) étant de forme sensiblement parallélépipédique, l'unité (16) de contrôle 20 est accolée à la face latérale (15.6) de la batterie (15) positionnée vers un arrière du véhicule situé du côté d'un pot d'échappement. 3. Véhicule selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le connecteur (19) de la batterie (15) est positionné dans un évidement (20) de 25 la batterie (15) tandis que le connecteur (26) de l'unité (16) de contrôle s'étend en saillie par rapport à une de ses faces (16.5). 4. Véhicule selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'évidement (20) débouche dans la face supérieure (15.2) ou inférieure (15.1) de la 30 batterie (15) et dans la face latérale (15.6) de la batterie (15) contre laquelle l'unité (16) de contrôle est accolée. 5. Véhicule selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que l'évidement (20.1, 20.2) est délimité par des parois (20.1, 20.2) qui 35 présentent en coupe une forme en L. 20 6. Véhicule selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'unité (16) de contrôle comporte des moyens (28.1-28.4) de fixation destinés à entrer en coopération avec des moyens (21.1-21.4) de réception que comporte la batterie (15) afin de solidariser mécaniquement l'unité (16) de contrôle avec la batterie (15). 7. Véhicule selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de fixation (28.1-28.4) sont positionnés chacun dans un évidement (29) Io ménagé dans un boîtier de l'unité (16) de contrôle. 8. Véhicule selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la batterie (15) est orientée transversalement par rapport à une direction d'allongement (A) du véhicule suivant la direction de sa plus grande 15 dimension (D). 9. Véhicule selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'unité (16) de contrôle comporte deux onduleurs (23.1, 23.2) et un convertisseur (24) continu/continu. 10. Véhicule selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte un système (30) de refroidissement commun à la batterie (15) et à l'unité (16) de contrôle. 25 11. Véhicule selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'unité (16) de contrôle comporte des faces latérales positionnées du côté d'ailes du véhicule et une face latérale positionnée vers un arrière du véhicule, l'ensemble formé par l'unité (16) de contrôle et la batterie (15) est situé du côté avant du véhicule par rapport à un pot (17) d'échappement du 30 véhicule, un conduit d'échappement (17.1) relié au pot (17) s'étendant en regard des faces latérales (16.3, 16.4) de l'unité (16) de contrôle positionnée du côté des ailes du véhicule et de la face latérale (16.6) de l'unité (16) de contrôle positionnée vers l'arrière du véhicule.