Brevet FR3002910A1 — publié le 20140912

STRUCTURE PORTEUSE D'UN VEHICULE HYBRIDE OU ELECTRIQUE, POUR L'EXTINCTION D'UN INCENDIE DES BATTERIES La présente invention concerne une structure porteuse pour un véhicule automobile hybride ou électrique, utilisée pour l'extinction d'un incendie des batteries, ainsi qu'un véhicule automobile comportant une telle structure porteuse. Les véhicules hybrides ou électriques comportent pour la traction des accumulateurs d'énergie comprenant des cellules électrochimiques délivrant une haute tension, appelés par la suite batteries, qui peuvent être réalisées suivant différentes technologies connues. Les batteries permettent de récupérer une énergie produite lors des freinages du véhicule, pour délivrer un courant à un moteur électrique de traction. Sur certains véhicules, les batteries peuvent aussi être rechargées directement à partir d'un réseau extérieur de distribution d'électricité. Les batteries de traction comprennent habituellement un système de refroidissement pour assurer les performances, la durée de vie ainsi que la sécurité. En particulier les cellules au lithium-ion disposant d'une forte densité d'énergie en fonction de la masse, nécessitent un suivi particulier de leurs conditions de fonctionnement, comme la tension ou la température, et un système de refroidissement pour les maintenir dans une plage de température réduite. Par ailleurs suivant la technologie utilisée, en cas de forte élévation accidentelle de la température, les cellules électrochimiques peuvent émettre des liquides ou des gaz chauds sous pression, qui sont toxiques et inflammables. On peut obtenir ainsi un départ d'incendie dans le compartiment comportant les batteries, qui peut se propager ensuite au véhicule entier. Pour éteindre un tel incendie, un système connu, présenté notamment par le document WO-A2-2011/123808, comporte un dispositif d'extinction d'incendie se trouvant dans le compartiment des batteries, comprenant une réserve intégrée de gaz ou de fluide qui se déverse automatiquement dans ce volume fermé en cas de départ d'incendie. Un problème qui se pose pour ce type de système d'extinction, est qu'il faut prévoir dans le compartiment des batteries une réserve suffisante de gaz ou de fluide, qui occupe un volume dans ce compartiment, et ajoute une masse entraînant une augmentation de la consommation du véhicule. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure. Elle propose à cet effet une structure porteuse pour un véhicule hybride ou électrique, comportant des corps creux formant des canaux qui se trouvent à proximité d'un compartiment contenant des batteries de traction, caractérisée en ce qu'elle comporte d'une part un moyen d'accès extérieur permettant un remplissage des canaux par un fluide d'extinction d'un incendie, et d'autre part des orifices de diffusion de ce fluide à partir de ces canaux, vers le compartiment des batteries. Un avantage de la structure porteuse selon l'invention est qu'en utilisant des parties creuses entourant le compartiment des batteries, qui existent dans un véhicule hybride ou électrique, comme des longerons ou des traverses faisant partie du plancher de la caisse de ce véhicule, ou d'un châssis portant des éléments, on peut réaliser de manière compacte, simple et économique, des conduits permettant d'envoyer le fluide d'extinction vers le compartiment. La structure porteuse selon l'invention peut de plus comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Selon un mode de réalisation, les canaux utilisent des longerons et des traverses réalisés en tôle emboutie, qui se trouvent sous le plancher d'un véhicule. En particulier, la structure porteuse peut utiliser un longeron comportant à l'extrémité arrière un orifice d'entrée du fluide, communiquant avec une traverse arrière, ce longeron et cette traverse encadrant le compartiment des batteries. Avantageusement, les longerons et les traverses comportent des bouches d'arrosage dirigées vers le compartiment des batteries, et des 5 bouchons qui ferment les canaux en aval de ces bouches. Avantageusement, la structure porteuse n'a pas de contact direct avec le compartiment des batteries. Avantageusement, les canaux comportent des systèmes d'étanchéité afin de les fermer pendant un usage normal, c'est systèmes s'ouvrant 10 automatiquement sous l'effet de conditions extérieures liées à un incendie, comme un débit d'eau important ou une chaleur dégagée par l'incendie. Avantageusement, le moyen d'accès extérieur comporte une trappe disposée sur un perçage du pare-chocs arrière du véhicule. Avantageusement, la trappe est prévue pour fermer l'accès à un 15 anneau de remorquage du véhicule. Avantageusement, le moyen d'accès extérieur comporte un repérage visuel permettant de l'identifier facilement. L'invention a aussi pour objet un véhicule hybride ou électrique disposant d'une structure porteuse comportant des corps creux formant des 20 canaux, qui se trouve à proximité d'un compartiment contenant des batteries de traction, cette structure comprenant l'une quelconque des caractéristiques précédentes. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après 25 donnée à titre d'exemple et de manière non limitative, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue de côté d'un véhicule électrique, comprenant une structure porteuse selon l'invention ; - la figure 2 est une vue arrière de ce véhicule ; - la figure 3 est une vue de dessous de l'arrière d'un véhicule, comprenant des batteries de traction entourées par une structure porteuse selon l'invention ; et - la figure 4 est un schéma présentant le fonctionnement de cette structure porteuse en cas d'incendie. Les figures 1 et 2 présentent un véhicule électrique 1 comprenant une machine électrique de traction se trouvant sous le capot avant 2, qui entraîne les roues avant de ce véhicule. Le véhicule 1 comporte vers l'arrière un compartiment contenant des batteries de traction 4, comprenant une forme sensiblement parallélépipédique disposée à plat sous le plancher du véhicule, entre les roues arrière. Des longerons latéraux 6 disposés de chaque côté du compartiment des batteries 2, s'étendent le long de ce compartiment en se prolongeant jusqu'au pare-chocs arrière 10. Les longerons latéraux 6 constituent une structure porteuse faisant partie de la caisse du véhicule, qui supporte le train arrière ainsi que le plancher de ce véhicule. Les longerons latéraux 6 constituent aussi des canalisations se prolongeant jusqu'à l'arrière du véhicule, qui arrivent à proximité du pare-chocs arrière 10 comprenant une trappe 8 permettant d'accéder à l'extrémité du longeron droit. La disposition du compartiment des batteries 4 encastré sous le plancher du véhicule à l'arrière de la caisse, permet en particulier d'abaisser le centre de gravité du véhicule 1 grâce à la position basse de ces batteries comportant une masse importante. Cette disposition permet aussi de réaliser un plancher plat pouvant recevoir des passagers ou des colis. De plus le compartiment des batteries 4 est facilement accessible par le dessous du véhicule 1, pour des opérations de maintenance ou d'échange. La disposition du compartiment des batteries 4 permet aussi une protection de ces batteries en cas d'accident, par la position centrale mettant ces batteries à l'abri des chocs importants sur l'avant où les côtés du 3002 910 5 véhicule, qui sont les plus courants, et par la structure porteuse de la caisse du véhicule entourant ce compartiment. Les figures 3 et 4 présentent les dessous de la caisse du véhicule, comprenant une traverse avant 20 recevant des éléments de suspension non 5 représentés, qui supportent les roues arrière 24, et une traverse arrière 22 formant la partie arrière de la caisse du véhicule. Le pare-chocs arrière 10 est décalé de la traverse arrière 22, afin de former un espace permettant un écrasement en cas de choc sur l'arrière du véhicule. Deux longerons latéraux 26, 28 se prolongent jusqu'à la traverse arrière 10 22, et délimitent avec les traverses 20, 22 un espace central rectangulaire recevant le compartiment des batteries 4. L'ensemble des traverses 20, 22 et des longerons latéraux 26, 28 réalisés en tôle embouties, constituent des corps creux formant des canaux reliés ensemble, qui forment un cadre soudé sous le plancher du véhicule 15 pour le rigidifier. Ces canaux vont permettre à partir d'un orifice arrière facilement accessible, de recevoir un débit d'eau important et de le distribuer en différents points du compartiment des batteries 4, afin de le noyer très rapidement pour éteindre un début d'incendie. Une trappe 8 ferme le perçage du pare-chocs arrière 10 réalisé juste en 20 face de l'extrémité arrière 52 du longeron droit 28, qui est ouverte. On permet ainsi après l'ouverture de la trappe 8, l'introduction d'un embout 50 d'une lance à incendie afin de distribuer de l'eau dans le longeron droit 28. Avantageusement on peut utiliser une trappe 8 habituellement disposée sur les pare-chocs arrière 10 du véhicule, qui ferme un accès à un anneau 25 de remorquage, afin de limiter le nombre d'ouvertures sur cet élément. De cette manière on peut conserver dans une même gamme de véhicules des carrosseries similaires comportant les mêmes pare-chocs arrière 10, pour réaliser des véhicules à moteur thermique et des véhicules électriques ou hybrides, ce qui réduit les coûts de fabrication. De plus, on 30 conserve une identité d'aspect extérieur pour cette gamme de véhicules. 3002 910 6 En complément une partie visible de l'extérieur, comme l'extrémité arrière du longeron 28 ou la trappe 8, peut comporter un moyen de repérage visuel, en particulier une couleur rouge, qui signale sa position aux secouristes, et permet de l'identifier plus facilement à un moyen de lutte 5 contre l'incendie. Le longeron droit 28 comporte une bouche d'arrosage latérale 42 dirigée vers le compartiment des batteries 4, et disposée sensiblement au milieu de ce compartiment. Le volume intérieur du longeron droit 28 communique avec celui de la traverse arrière 22, qui comporte de chaque 10 côté du véhicule une bouche d'arrosage arrière 44 dirigée aussi vers le compartiment des batteries 4. Chaque canal formé par le longeron droit 28 et par la traverse arrière 22, est fermé en aval des bouches d'arrosage 42, 44 par un bouchon 40 permettant de diriger la totalité du débit d'eau vers ces passages, afin de 15 remplir le compartiment des batteries 4 par différents points espacés entre eux. La section des canaux et des bouches d'arrosage 42, 44 est calculée pour permettre le débit d'eau important délivré par une lance à incendie, qui est en particulier de 250 ou 500 litres par minute suivant le type de lance utilisé. 20 On notera qu'il n'y a pas de contact direct entre la structure porteuse comprenant les bouches d'arrosage 42, 44, et le compartiment des batteries 4, ce qui permet d'éviter des problèmes de transmission de vibrations, et facilite l'assemblage du véhicule et la maintenance en cas de dépose de ces batteries. 25 En complément, les canaux peuvent comporter des systèmes d'étanchéité afin de les fermer pendant un usage normal, et d'éviter notamment une introduction d'air humide pouvant entraîner de la corrosion. Ces systèmes d'étanchéité comportent alors un dispositif qui s'ouvre automatiquement en cas d'incendie, par exemple sous une forte pression 30 venant du débit d'eau important, comme un clapet ou une cloison qui se perfore, ou avec un élément fusible qui fond sous l'effet de la chaleur dégagée par l'incendie. La structure porteuse selon l'invention constitue un moyen simple et économique, sans masse ajoutée, qui permet d'améliorer la sécurité du véhicule. Elle peut être utilisée avantageusement avec des accumulateurs au lithium-ion, mais aussi avec tous types de cellules électrochimiques susceptibles de produire des fluides inflammables. REVENDICATIONS1. - Structure porteuse pour un véhicule hybride ou électrique (1), comportant des corps creux formant des canaux (22, 28) qui se trouvent à proximité d'un compartiment (4) contenant des batteries de traction, caractérisée en ce qu'elle comporte d'une part un moyen d'accès extérieur (52) permettant un remplissage des canaux (22, 28) par un fluide d'extinction d'un incendie, et d'autre part des orifices de diffusion de ce fluide (42, 44) à partir de ces canaux, vers le compartiment des batteries (4). 2 - Structure porteuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que les canaux utilisent des longerons (28) et des traverses (22) réalisés en tôle emboutie, qui se trouvent sous le plancher d'un véhicule. 3 - Structure porteuse selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle utilise un longeron (28) comportant à l'extrémité arrière un orifice d'entrée du fluide (52), communiquant avec une traverse arrière (22), ce longeron et cette traverse encadrant le compartiment des batteries (4). 4 - Structure porteuse selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que les longerons (28) et les traverses (22) comportent des bouches d'arrosage (42, 44) dirigées vers le compartiment des batteries (4), et des 20 bouchons (40) qui ferment les canaux en aval de ces bouches. 5 - Structure porteuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la structure porteuse (22, 28) n'a pas de contact direct avec le compartiment des batteries (4). 6 - Structure porteuse selon l'une quelconque des revendications 25 précédentes, caractérisée en ce que les canaux (22, 28) comportent des systèmes d'étanchéité afin de les fermer pendant un usage normal, c'est systèmes s'ouvrant automatiquement sous l'effet de conditions extérieures liées à un incendie, comme un débit d'eau important ou une chaleur dégagée par l'incendie. 30 7 - Structure porteuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le moyen d'accès extérieur (52)comporte une trappe (8) disposée sur un perçage du pare-chocs arrière (10) du véhicule (1). 8 - Structure porteuse selon la revendication 7, caractérisée en ce que la trappe (8) est prévue pour fermer l'accès à un anneau de remorquage du véhicule (1). 9 - Structure porteuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le moyen d'accès extérieur (52) comporte un repérage visuel permettant de l'identifier facilement. - Véhicule hybride ou électrique disposant d'une structure porteuse 10 comportant des corps creux formant des canaux (22, 28), qui se trouve à proximité d'un compartiment (4) contenant des batteries de traction, caractérisé en ce que cette structure porteuse est réalisée selon l'une quelconque des revendications précédentes.