Brevet FR2984238A1 — publié le 20130621

VEHICULE HYBRIDE HYDRAULIQUE A STOCKEUR D'ENERGIE ELECTRIQUE IMPLANTE DE MANIERE OPTIMISEE La présente invention concerne un véhicule hybride utilisant une énergie hydraulique, dans lequel sont implantées des cellules de stockage d'énergie électrique de type « supercondensateurs » ou « supercapacités » désignés également par UCAPs, pour alimenter le réseau électrique de bord du véhicule et/ou suppléer la batterie standard du véhicule, notamment dans les phases de démarrage du moteur thermique. Les véhicules hybrides comportent une chaîne de traction comprenant un moteur thermique qui entraîne une pompe hydraulique, afin de recharger des accumulateurs de pression hydraulique pour stocker cette énergie. Il est connu de la demande de brevet en France n°1 153273, déposée par la demanderesse, d'implanter les accumulateurs de pression de forme tubulaire allongée, sous le sous-bassement du véhicule. La figure 1 illustre, par une vue de dessous, schématique et partielle, un véhicule hybride hydraulique 10 comprenant une transmission hydrostatique dont les principaux composants sont notamment le moteur hydraulique 18, le bloc hydraulique 8 et les accumulateurs de pression 33, 34. Les accumulateurs de pression 33, 34 constituent chacun un tube allongé de section circulaire réduite, ce qui est favorable pour limiter les contraintes dans cet accumulateur. L'accumulateur de haute pression 33 est disposé sous le sous-bassement 50 du véhicule, longitudinalement dans l'axe XX' de ce véhicule. L'accumulateur basse pression 34 est fixé rigidement à l'extrémité arrière de cet accumulateur haute pression 33, en y étant disposé sensiblement transversalement. De plus, ce sous-ensemble hydraulique présentant une forme générale en « T », comporte avantageusement une partie longitudinale disposée sous le sous-bassement, dans un tunnel longitudinal 52, et une partie transversale disposée dans un creux transversal 54 disponible sous les sièges prévus pour des passagers arrière du véhicule. Ce type de tunnel est souvent prévu dans certains véhicules pour recevoir un tube d'échappement et ce type de creux transversal est souvent prévu dans certains véhicules pour recevoir un réservoir à carburant. Dans cette implantation, la ligne d'échappement (non représentée passe en dehors du tunnel pour laisser place à l'accumulateur haute pression. La machine hydraulique reliée à des roues motrices (non représentées), peut fonctionner en moteur pour délivrer une puissance mécanique à ces roues motrices en prélevant de l'énergie stockée dans les accumulateurs de pression, ou en pompe pour charger ces accumulateurs en freinant le véhicule, de manière à récupérer l'énergie cinétique de ce véhicule. Cette utilisation d'énergie hydraulique stockée permet d'optimiser le fonctionnement du moteur thermique 30, et de réduire sa consommation ainsi que les émissions de gaz polluants. Le stockage d'énergie hydraulique permet de plus de rouler en mode hydraulique avec zéro émission, appelé mode « ZEV », le moteur thermique restant à l'arrêt. Lorsque le véhicule roule en mode hydraulique pur « ZEV » et donc moteur thermique arrêté, l'alimentation électrique du réseau de bord doit continuer à être assurée en toute transparence vis-à-vis du conducteur et des passagers du véhicule (confort). Les stockeurs d'énergie électrique tels que les batteries au plomb traditionnellement utilisées pour fournir du courant au réseau de bord, ne sont pas adaptées au fonctionnement des véhicules hybrides hydrauliques dont le fonctionnement en mode impulsionnel sollicite la batterie sur des cycles de charges et de décharges très courts et répétés , ce qui tend à détériorer les batteries très rapidement (vieillissement prématuré). Par mode impulsionnel, on entend un mode de fonctionnement dans lequel le moteur thermique, bien que non utilisé pour la traction du véhicule, est sollicité pendant une période très courte et de manière répétée, pour pouvoir activer la pompe hydraulique destinée à maintenir une pression suffisante dans les accumulateurs de pression. Il est connu de la demande de brevet n° 1161716, dé posée par la demanderesse, un véhicule hybride hydraulique comprenant un stockeur d'énergie électrique pour alimenter le réseau électrique de bord quand le moteur thermique est arrêté. Ce stockeur se charge et se décharge très rapidement en acceptant des courants élevés, sans détériorer le cyclage batterie et donc sa durée de vie. Il est implanté sous le sous-bassement du véhicule et est supporté par un des accumulateurs hydrauliques qui est également implanté sous le sous-bassement du véhicule. Ce type de stockeur nécessite un boîtier de pilotage dédié pour piloter l'énergie stockée. Ce boîtier comprend des composants électroniques de puissance qui chauffent, qui sont sensibles au choc et qui sont de plus sensibles à la 10 température environnante. Pour protéger le boîtier de pilotage, la présente invention propose un véhicule hybride hydraulique, comportant un moteur thermique entraînant une pompe hydraulique (18) connectée à des accumulateurs de pression, l'un des accumulateurs de forme tubulaire allongée étant disposé longitudinalement 15 suivant l'axe longitudinal du véhicule dans un tunnel central longitudinal, défini par un renfoncement ménagé dans le sous-bassement du véhicule, ledit véhicule comportant en outre un stockeur d'énergie électrique disposé sur l'accumulateur de pression sous le sous-bassement. Le véhicule est caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier de pilotage 20 de la charge du stockeur d'énergie électrique, disposé de l'autre côté du sous-bassement, dans l'habitacle, à proximité immédiate du stockeur ; le boîtier de pilotage étant relié au stockeur par un faisceau de câbles électriques traversant le sous-bassement. Selon une caractéristique, le stockeur d'énergie électrique est disposé 25 à l'extrémité avant de l'accumulateur, au voisinage d'une partie du sous- bassement, appelée tablier, et le boîtier de pilotage est disposé dans la console centrale du véhicule. Selon une autre caractéristique, le boîtier de pilotage, disposé dans l'habitacle du véhicule, est relié au stockeur d'énergie par le faisceau de 30 câbles électriques passant au travers d'un orifice aménagé dans le sous-bassement. Selon une autre caractéristique, l'orifice de passage du faisceau de câbles électriques correspond à l'orifice de traversée des câbles de pilotage d'une boîte de vitesses ; ladite traversée étant initialement prévue pour un véhicule équipé d'une boîte de vitesses manuelle. Selon une autre caractéristique, l'accumulateur de pression est un accumulateur haute pression. Selon une autre caractéristique, le stockeur d'énergie électrique comporte une pluralité de cellules de stockage d'énergie électrique) de type UCAP. Selon une autre caractéristique, le boîtier de pilotage est disposé en lieu et place d'un frein de stationnement manuel. Un avantage de l'implantation du boîtier de pilotage dans l'habitacle à proximité du stockeur est que la température est régulée par le système de climatisation de l'habitacle tout en étant protégé contre les chocs divers. Un autre avantage est l'intégration optimale du boîtier dans l'habitacle d'un véhicule sans modification de sa structure ni de ses équipements. 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 et de manière non limitative, en référence aux 20 dessins annexés dans lesquels : la figure 1, déjà décrite, est une vue de dessous schématique et partielle, d'un véhicule automobile hybride hydraulique de l'état de l'art ; - la figure 2 illustre une vue, en coupe partielle longitudinale, de l'avant d'un véhicule hybride hydraulique selon l'invention comprenant un 25 boîtier de pilotage d'un stockeur d'énergie électrique ; - la figure 3 illustre l'implantation détaillé du boîtier de pilotage dans l'habitacle du véhicule selon l'invention ; - la figure 4 illustre une vue en perspective du stockeur d'énergie électrique ; et 30 - la figure 5 illustre une vue en perspective d'un boîtier de pilotage. Sur les figures, on a fait apparaître le référentiel XYZ qui est habituellement utilisé pour positionner un véhicule dans l'espace. Sur les figures, les éléments communs avec ceux de la figure 1 (état de la technique) sont désignés, respectivement, par les mêmes références numériques. Un boîtier de pilotage 40 illustrée à la figure 5, présente la forme 5 générale d'un parallélépipède rectangle comportant une embase ou platine de fixation 41, et un connecteur électrique 42 faisant saillie d'une des faces latérale du boîtier. Ce type de boîtier de pilotage est connu. Il comprend des composants électroniques de puissance (redresseur, convertisseur, ..) aptes à 10 adapter les courants délivrés par les stockeurs et notamment les UCAPs au réseau électrique de bord tout en sécurisant ce même réseau. Le boîtier est disposé à l'intérieur de l'habitacle du véhicule (fig. 2 et 3) dans une zone correspondant à la console centrale 44 qui est située entre les deux sièges avant. C'est dans cette zone que se situe généralement le 15 frein de stationnement du véhicule manuel ou électrique. Dans l'exemple décrit, le boîtier repose sur, ou au voisinage du, plancher du véhicule par une de ses face latérales de telle manière que le connecteur électrique du boîtier soit orienté vers l'avant du véhicule. Le boîtier est ainsi complétement intégré dans la console sans 20 nécessiter de modification de l'aspect extérieur de la console. La platine de fixation est disposée dans un plan vertical parallèle au plan médian de la console centrale. Sa fixation est faite dans la console centrale. Le boîtier est invisible du conducteur tout en étant facilement 25 accessible pour des interventions en après-vente. De part, son implantation et sa disposition, le boîtier profite avantageusement du circuit de climatisation de l'habitacle dont une partie du circuit passe à proximité du boîtier permettant ainsi d'évacuer les calories dans l'habitacle. 30 Un faisceau de câbles électriques 43 permet de relier le boîtier de pilotage au stockeur située sous la caisse (le sous-bassement) du véhicule. Il est connecté à une première extrémité à un connecteur électrique du boîtier et à une deuxième extrémité à un connecteur électrique 45 du stockeur. Tout comme le boîtier, le faisceau est invisible du conducteur car il est 5 caché par la console. Un orifice 46 est aménagé dans le plancher et le sous-bassement du véhicule de manière à définir un passage, ou traversée, pour le faisceau entre le boîtier et le stockeur. Cette traversée peut correspondre avantageusement à la traversée 10 habituellement prévue pour le passage des câbles de pilotage d'une boîte de vitesses quand le véhicule en est dépourvu. Le stockeur 20 comporte un boîtier étanche 21-22 renfermant quatre UCAPs 23-1 à 23-4 de forme générale cylindrique dans l'exemple décrit en référence à la figure 4. 15 Le boîtier du stockeur comprend deux parties 21, 22 présentant chacune une forme générale d'un parallélépipède rectangle. Les deux parties sont imbriquées l'une dans l'autre par une de leurs faces latérales et une partie est inclinée par rapport à l'autre d'un angle déterminé. 20 La partie destinée à être positionnée sur l'accumulateur haute pression, désignée par partie inférieure 21, supporte sur sa face latérale orientée vers l'arrière du véhicule, le connecteur électrique recevant la deuxième extrémité du faisceau du câble électrique. Le boîtier est monté dans le véhicule après l'opération de coiffage de 25 la caisse sur le sous-bassement, et le faisceau de câbles est ensuite monté en faisant passer le faisceau par la traversée. L'implantation du boîtier de pilotage dans l'habitacle, au-dessus, de la traversée de câbles de pilotage de boîte de vitesses, permet avantageusement de libérer de la place dans le bloc moteur (déjà très 30 contraint) et de limiter la longueur du faisceau de câbles : la longueur du faisceau ayant un impact sur le coût. REVENDICATIONS1 - Véhicule hybride hydraulique (10), comportant un moteur thermique (30) entraînant une pompe hydraulique (18) connectée à des 5 accumulateurs de pression (33, 34), l'un (33) des accumulateurs de forme tubulaire allongée étant disposé longitudinalement suivant l'axe longitudinal (XX') du véhicule dans un tunnel central longitudinal (52), défini par un renfoncement ménagé dans le sous-bassement (50) du véhicule, ledit véhicule comportant en outre un stockeur d'énergie électrique (20) disposé 10 sur l'accumulateur de pression sous le sous-bassement, caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier (40) de pilotage de la charge du stockeur d'énergie électrique, disposé de l'autre côté du sous-bassement, dans l'habitacle, à proximité immédiate du stockeur ; le boîtier de pilotage étant relié au stockeur par un faisceau de câbles électriques (43) traversant le sous-bassement. 15 2 - Véhicule selon la revendication précédente, dans lequel le stockeur d'énergie électrique est disposé à l'extrémité avant de l'accumulateur, au voisinage d'une partie du sous-bassement appelée tablier (28), caractérisé en ce que le boîtier de pilotage est disposé dans la console centrale du véhicule. 20 3 - Véhicule selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le boîtier de pilotage, disposé dans l'habitacle du véhicule, est relié au stockeur d'énergie par le faisceau de câbles électriques passant au travers d'un orifice (46) aménagé dans le sous-bassement. 4 - Véhicule selon l'une des revendications précédentes, caractérisé 25 en ce que l'accumulateur de pression est un accumulateur haute pression. - Véhicule selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le stockeur d'énergie électrique comporte une pluralité de cellules de stockage d'énergie électrique (23-1, 23-4) de type UCAP. 30