Brevet FR3063683A1 — publié le 20180914

DISPOSITIF DE PROTECTION POUR BATTERIE DE PROPULSION La présente invention concerne le domaine de l'automobile et s'applique plus particulièrement à un véhicule automobile de type véhicule hybride ou véhicule électrique. Les véhicules automobiles de type électrique comprennent uniquement un moteur électrique. Les véhicules automobiles de type hybride comprennent un moteur électrique en plus d'un moteur thermique. Les deux moteurs fonctionnent simultanément ou alternativement de manière à réduire la puissance totale consommée par le véhicule. La batterie de propulsion du moteur électrique est généralement de forme parallélépipédique et est logée en partie arrière du véhicule, dans le coffre ou sous la caisse. Généralement, la batterie s'étend au moins partiellement sous les sièges passagers arrière. La batterie de propulsion est exposée en cas de collisions au niveau de la partie arrière du véhicule. Un choc arrière important peut par exemple provoquer une déformation du coffre du véhicule, voire une perforation de la batterie. C'est le cas également lors d'un choc latéral de type « poteau », dans lequel le longeronnet va se déformer et heurter la batterie sur une de ses faces latérale. Dans un tel cas, il y a un risque d'électrocution ou de brûlures chimiques pour les passagers. Plusieurs solutions pour la protection de la batterie lors d'une collision du véhicule ont déjà été proposées. Par exemple le document US7614473 décrit l'utilisation d'une structure spécifique de véhicule comprenant un châssis et un sous-châssis. Le sous-châssis comprend un cadre et une batterie de stockage. La batterie est agencée pour être montée entre les traverses avant et intermédiaires. La structure de véhicule proposée est intéressante, mais difficilement transposable sur tous types de véhicules, par ailleurs il a été observé qu'il était parfois nécessaire d'implanter des dispositifs de protection en plus des éléments de structure du véhicule. De même le document DE102012001596 décrit la mise en oeuvre d'un dispositif de protection disposé entre la batterie et un support pouvant être la structure du véhicule. Le dispositif est un dispositif d'absorption de choc et comprend à cet effet différentes cellules renfermant un fluide sous-pression. L'absorption d'un choc se fait par l'évacuation dudit fluide par des valves appropriées. Malheureusement, à la connaissance du demandeur, les dispositifs de protection de la batterie de propulsion actuels fonctionnant sur ce principe d'absorption d'un choc par l'évacuation d'un fluide sous pression sont complexes et encombrants, ce qui les rend 3063683 2 difficilement implantables au niveau des faces latérales de la batterie. Il existe donc un besoin de trouver une solution qui soit plus simple, moins coûteuse dans sa réalisation, efficace dans la protection offerte et facile à implanter dans un endroit confiné. Il existe également un besoin de solutions pour protéger les batteries de propulsion contre des chocs 5 latéraux. L'invention a pour objectif de répondre à au moins un des problèmes de l'art antérieur, en proposant un dispositif de protection d'une batterie de propulsion de véhicule automobile de type électrique ou hybride qui est adapté à la protection de la batterie en cas de collision latérale arrière du véhicule, tout en restant simple et facilement implantable dans un endroit 10 confiné. A cet effet, l'invention a pour objet un véhicule automobile de type hybride ou électrique, comprenant des éléments de structure latéraux, une batterie de propulsion dotée d'un carter comprenant des faces latérales disposées en regard des éléments de structure latéraux et un dispositif de protection de ladite batterie, le véhicule étant remarquable en ce que le 15 dispositif de protection comprend au moins une barre longitudinale disposée de sorte à s'étendre sur au moins une des faces latérales du carter de batterie et à être intercalée entre le carter de la batterie et les éléments de structure latéraux du véhicule. Selon une mise en oeuvre préférée de l'invention, la ou chacune des barres s'étendant selon la direction longitudinale du véhicule, c'est-à-dire selon les faces latérales du carter de 20 batterie sont fixées par leurs deux extrémités à un élément de structure du véhicule. Selon une variante préférée, le carter de batterie comprenant en outre des faces avant et arrière, le dispositif de protection comprend en outre une ou plusieurs barres transversales s'étendant sur la face avant et/ou sur la face arrière du carter de batterie. De préférence, la ou chacune des barres s'étendant selon la direction transversale du véhicule, c'est-à-dire 25 selon les faces avant et/ou arrière du carter de batterie sont fixées par leurs deux extrémités à un élément de structure du véhicule. Selon une mise en oeuvre préférée de l'invention, au moins une barre transversale et au moins une barre longitudinale sont contigües. Elles sont préférentiellement venues de matière et sont formée par une seule barre pliée. 30 Selon une variante préférée, le dispositif de protection comprend deux barres longitudinales et deux barres transversales et forme un cadre configuré pour s'étendre tout autour du périmètre dudit carter de batterie. De préférence, les barres longitudinales, les barres transversales ou le cadre sont de manière alternative ou complémentaire fixés directement sur le carter de batterie. 3063683 3 De préférence, le carter de batterie est fixé à la structure du véhicule par l'intermédiaire dudit dispositif de protection. Comme on l'aura compris à la lecture de la définition qui vient d'en être donnée et selon un premier aspect, l'invention consiste à proposer dans sa forme la plus simple, un dispositif de 5 protection présentant une fonction de répartition des efforts reçus en cas de collision latérale au moyen d'une ou plusieurs barres latérales. Dans une variante préférée de l'invention propose un dispositif de protection comprenant en outre au moins une barre transversale ou se présentant sous forme d'un cadre, et présentant une double fonction de répartition et de transmission des efforts reçus en cas de collision 10 latérale. En effet, le cadre a une première fonction donnée par ses barres longitudinales de répartition des efforts. Ainsi, les efforts résultant d'une collision latérale qui, sans cela, auraient été concentrés en une zone sont ainsi répartis sur tout ou partie de la longueur d'une des faces latérales du carter de la batterie. Cette répartition des efforts diminue les risques de perforation de ce carter, et permet donc de protéger les cellules de la batterie et 15 de minimiser voire d'éviter les risques d'explosion. La seconde fonction du dispositif de protection de la batterie est donnée par la variante de l'invention dans laquelle le dispositif comprend au moins une barre transversale ou un cadre. Cette seconde fonction est de transmettre tout ou partie des efforts résultant de la déformation d'éléments de structure latéraux du côté du véhicule qui subit la collision, 20 jusqu'aux éléments de structure latéraux disposés sur le côté du véhicule opposé, par le biais de ses barres transversales. Le dispositif de protection selon l'invention va ainsi créer de nouvelles voies de transmission des efforts en cas de choc latéral au niveau de la batterie de propulsion d'un véhicule hybride ou électrique. L'invention propose une solution permettant à au moins une partie des efforts de contourner la batterie. 25 Selon une autre définition, l'invention a pour objet un véhicule automobile de type hybride ou électrique, comprenant des éléments de structure latéraux, une batterie de propulsion dotée d'un carter et un dispositif de protection de ladite batterie, le véhicule étant remarquable en ce que le dispositif de protection comprend un cadre disposé de sorte à s'étendre tout autour du périmètre de ladite batterie et à être intercalé entre le carter de la batterie et les éléments 30 de structure latéraux du véhicule. Ainsi, le cadre est fixé à la structure du véhicule et sert d'entretoise entre les éléments de structure latéraux du véhicule selon la direction transversale de ce dernier. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le carter de batterie est fixé à la structure du véhicule par l'intermédiaire desdites barres longitudinales ou dudit cadre. 3063683 4 Lorsque le dispositif de protection comprend au moins une barre transversale, et le véhicule comprend en outre une planche à talon, et ladite planche à talon comprend une traverse et est fixée aux éléments de structure latéraux par l'intermédiaire de pièces de liaison ; le véhicule est remarquable en ce que le carter de batterie est fixé au niveau de sa face avant 5 auxdites pièces de liaison de la planche à talon par l'intermédiaire des extrémités de la barre transversale s'étendant sur la face avant dudit carter de batterie, et/ou à la traverse de planche à talon par l'intermédiaire de la barre transversale s'étendant sur la face avant dudit carter de batterie. Lorsque le dispositif de protection comprend au moins une barre transversale, le véhicule 10 comprenant une traverse d'assise arrière, le véhicule est remarquable en ce que le carter de batterie est fixé aux éléments de structure latéraux par l'intermédiaire des extrémités de la barre transversale s'étendant sur la face arrière du carter de batterie, et/ou à la traverse d'assise arrière par l'intermédiaire de la barre transversale s'étendant sur la face arrière du carter de batterie. 15 La ou les barres transversales sont ainsi fixées à la structure du véhicule par leurs extrémités et/ou par des points de fixation disposés sur leur longueur, le carter de batterie étant fixé à la ou aux barres transversales, ces dernières servent d'intermédiaire de fixation entre le carter de batterie et la structure du véhicule. Il est entendu que ce rôle d'intermédiaire de fixation peut également échoir de manière complémentaire ou alternative 20 à la ou aux barres longitudinales. De préférence les éléments de structure latéraux du véhicule sont des longeronnets. Selon un deuxième aspect de l'invention, les barres longitudinales et/ou transversales, ou encore le cadre, présentent une rigidité suffisante pour ne pas se déformer avant d'avoir atteint un seuil d'effort prédéfini. Ainsi, de préférence, le cadre ou au moins une barre 25 longitudinale ou transversale, présente une résistance à la déformation sous l'application d'une force inférieure ou égale à 180 000 N, de préférence inférieure ou égale à 150 000 N, de préférence encore inférieure ou égale à 130 000 N. Pour ce faire, le cadre ou au moins une barre longitudinale ou transversale est avantageusement en métal, de préférence en acier. Avantageusement, le cadre ou au moins une barre longitudinale ou transversale 30 présente une structure tubulaire creuse. Selon un troisième aspect, et pour faciliter son implantation dans le véhicule lorsque le dispositif de protection comprend un cadre, le cadre est préférentiellement constitué de l'assemblage de deux parties entre elles. Ainsi, de préférence le carter de batterie présentant des faces avant, arrière et latérales, le véhicule est remarquable en ce que le cadre est constitué de l'assemblage de deux parties entre elles, chaque partie étant configurée pour 3063683 5 s'étendre sur la longueur de la face avant ou sur la longueur de la face arrière du carter de batterie respectivement, de préférence encore au moins une partie est en outre configurée pour s'étendre au moins en partie sur une ou sur les deux faces latérales du carter de batterie. 5 Comme vu plus haut, le cadre selon l'invention a deux fonctions principales qui sont de répartir et de transmettre les efforts. Il est donc avantageux que, lorsque le cadre est composé de l'assemblage de différentes parties, les barres du cadre s'étendant selon la direction transversale du véhicule, à savoir les barres s'étendant sur les faces avant et arrière du véhicule soient d'un seul tenant afin de pouvoir transmettre les efforts d'un côté à 10 l'autre du véhicule, c'est-à-dire à l'élément de structure disposé en regard de celui déformé par la collision. L'invention a également pour objet, un dispositif de protection de batterie de propulsion d'un véhicule automobile hybride ou électrique tel que défini plus haut. L'invention sera bien comprise et d'autres aspects et avantages apparaîtront clairement à la 15 lecture de la description qui suit donnée en référence à la planche de dessin annexée sur laquelle : La figure 1 est une vue schématique d'un véhicule selon l'invention tel que vu par-dessous. La figure 2 est une vue partielle d'un véhicule selon l'invention comprenant un cadre 20 selon l'invention. Dans la description qui suit, le terme « comprendre » est synonyme de « inclure » et n'est pas limitatif en ce qu'il autorise la présence d'autres éléments dans le véhicule ou le dispositif de protection auquel il se rapporte. Il est entendu que le terme « comprendre » inclut les termes « consister en ». Les termes « avant » et « arrière » ainsi que les directions 25 « longitudinale » et « transversale » s'entendront par rapport à l'orientation générale du véhicule. Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. L'invention sera décrite en rapport avec sa variante préférée selon laquelle un cadre est disposé de sorte à s'étendre tout autour du périmètre de ladite batterie, ledit cadre 30 comprenant des barres longitudinales s'étendant sur les faces latérales du carter de batterie et des barres transversales s'étendant sur ses faces avant et/ou arrière. L'homme du métier adaptera sans peine l'invention à sa forme la plus simple comprenant une ou deux barres longitudinales, ou à sa variante comprenant au moins une barre transversale sur base de la description qui suit. 3063683 6 La figure 1 illustre schématiquement un véhicule automobile 1 de type hybride ou électrique vu de dessous. Le véhicule 1 comprend une batterie 3 de propulsion en partie arrière du véhicule. La batterie est disposée sous les sièges passagers arrière du véhicule (c'est-à-dire sous les sièges de rang 2) et s'étend selon la direction transversale du véhicule. Elle est 5 dotée d'un carter qui se présente généralement en deux parties, une partie supérieure ou carter supérieur et une partie inférieure ou carter inférieur. Le carter de batterie 3 présente une forme générale parallélépipédique définissant une face supérieure, une face inférieure, une face avant 13, une face arrière 15 et deux faces latérales 5. Le carter de batterie 3 s'étend entre deux éléments de structure 7 du véhicule 1, généralement des éléments de 10 structure 7 de voie basse. De préférence, il s'étend entre les parties avant des deux longeronnets inférieurs, de sorte à ce que lesdits longeronnets soient disposés en regard desdites faces latérales 5 du carter de batterie 3. L'invention propose un véhicule 1 comprenant un dispositif de protection de la batterie 3 de propulsion permettant de limiter voir d'empêcher l'intrusion dans la batterie des éléments de 15 structure 7 disposés en regard des faces latérales 5 du carter de batterie 3 en réponse à une déformation desdits éléments de structure 7 résultant d'une collision latérale de type « choc poteau » selon laquelle des efforts sont concentrés sur une surface restreinte. La figure 2 illustre la variante préférée de réalisation de l'invention selon lequel le dispositif de protection de la batterie 3 comprend un cadre 9 ou cadre de protection. Le cadre 9 est 20 avantageusement un cadre fermé disposé autour du carter de batterie 3. Le cadre 9 est disposé de sorte à s'étendre tout autour du périmètre de ladite batterie 3 et à être intercalé entre le carter de la batterie 3 et les éléments de structure latéraux 7 du véhicule, tels les longeronnets 7. Le carter de la batterie 3 étant recouvert au moins en partie par une structure de renfort 11, et le cadre 9 est disposé sur ladite structure de renfort 11. De 25 préférence le cadre 9 est fixé directement sur le carter de batterie 3, c'est-à-dire qu'il n'y a pas d'éléments intermédiaires outre, l'éventuelle structure de renfort 11 de la batterie 3, intercalés entre le carter et le cadre 9. Selon l'invention, le cadre 9 peut être d'un seul tenant ou être constitué par l'assemblage de différentes parties. Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, le cadre 9 est 30 constitué par l'assemblage d'au moins deux parties, et de préférences de deux parties. Par exemple 2 parties en forme de « L », ou deux parties en forme de « C », ou encore une partie en forme de « C et une partie en forme de « I ». Selon l'invention, chaque partie va comprendre au moins une des barres transversales (27, 29) du cadre 9, c'est-à-dire que chaque partie va s'étendre sur la longueur de la face avant 13 ou sur la longueur de la face 35 arrière 15 du carter de batterie respectivement. Il est important pour la transmission des 3063683 7 efforts depuis un côté du véhicule à la structure de l'autre côté du véhicule, que ces barres transversales (27, 29) soient d'un seul tenant. Les parties vont en outre s'étendre sur tout ou partie d'une ou des deux faces latérales 5 du carter de batterie 3 selon la configuration choisie. La ou les barres longitudinales 25 s'étendant sur les faces latérales 5 ont pour 5 vocation de répartir les efforts, ces barres peuvent donc se présenter en une ou deux parties. On notera que lorsque le dispositif de l'invention ne comprend que des barres longitudinales 25 et non pas un cadre, celles-ci sont préférentiellement d'un seul tenant. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la batterie 3 ou pour être plus exact le 10 carter de batterie est fixé à la structure du véhicule par l'intermédiaire dudit cadre 9. Cette configuration est particulièrement avantageuse dans l'objectif de créer des voies de transmission des efforts contournant ladite batterie. Pour ce faire le carter de batterie est fixé à la structure par une pluralité de points de liaison par exemple au nombre de huit, quatre en partie avant et quatre en partie arrière. Ces points de liaison vont relier à la fois un élément 15 de structure du véhicule, le cadre et le carter de batterie. La batterie est disposée comme vue plus haut sous les sièges passagers arrière, les éléments de structure l'environnant sont donc : - les longeronnets 7 sur les parties latérales ; - la planche à talon 17 en partie avant, la planche à talon comprenant une traverse 19 20 et étant fixée aux longeronnets 7 par l'intermédiaire de pièces de liaison 21; - la traverse 23 d'assise arrière en partie arrière. Avantageusement, le carter de batterie 3 est fixé au niveau de sa face avant 13 aux pièces de liaison 21 de la planche à talon 17 par l'intermédiaire des coins dudit cadre 9 et/ou à la traverse 19 de planche à talon par l'intermédiaire de la barre transversale 29 du cadre 9 25 s'étendant sur la face avant 13 du carter de batterie 3. De même, le carter de batterie 3 est fixé avantageusement aux longeronnets 7 par l'intermédiaire des coins du cadre 9 et/ou à la traverse 23 d'assise arrière par l'intermédiaire de la barre transversale 27 du cadre 9 s'étendant sur la face arrière 15 du carter de batterie 3. Eventuellement des pièces de liaison 31 peuvent être utilisées pour la fixation du cadre 30 sur les éléments de structure latéraux. Ainsi fixée aux éléments de structure du véhicule, la batterie 3 est protégée par les barres longitudinales 25 du cadre 9 s'étendant sur ses faces latérales 5 et qui vont recevoir, répartir et transmettre les chocs en provenance par exemple d'une déformation d'un des longeronnets 7; et par les barres transversales (27, 29) du cadre qui étant fixées par leur 3063683 8 deux extrémités à la structure du véhicule vont créer de nouvelles voies permettant aux efforts de contourner la batterie 3. Préférentiellement le cadre 9 et ses barres (25, 27, 29) sont métalliques, par exemple en acier et se présentent sous une forme tubulaire creuse. L'épaisseur et le diamètre du tube 5 ainsi que le matériau dont ils sont composés seront avantageusement choisis pour que le cadre 9 et ses barres (25, 27, 29) présentent une résistance à la déformation sous l'application d'une force inférieure ou égale à 180 000 N, de préférence inférieure ou égale à 150 000 N, de préférence encore inférieure ou égale à 130 000 N. L'invention se démarque des solutions proposées par l'art antérieur en proposant un dispositif de protection rigide 10 adapté à répartir et à transmettre les efforts, et non pas un dispositif d'absorption de chocs. L'un des avantages de l'invention est que la masse d'un cadre 9 est relativement faible. L'invention est donc remarquable en ce qu'elle permet de résoudre le problème de protection de la batterie du véhicule sans pour autant augmenter significativement son poids. Un autre avantage est qu'elle est adaptable à tout type de véhicule et ne nécessite pas de 15 modification des installations industrielles existantes. REVENDICATIONS1. Véhicule automobile (1) de type hybride ou électrique, comprenant des éléments de structure latéraux (7), une batterie (3) de propulsion dotée d'un carter comprenant des faces latérales (5) disposées en regard des éléments de structure latéraux (7) et un dispositif de protection de ladite batterie (3), le véhicule (1) étant caractérisé en ce que le dispositif de protection comprend au moins une barre longitudinale (25) disposée de sorte à s'étendre sur au moins une des faces latérales (5) du carter de batterie (3) et à être intercalée entre le carter de la batterie (3) et les éléments de structure latéraux (7) du véhicule. 2. Véhicule (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le carter de batterie (3) est fixé à la structure du véhicule par l'intermédiaire dudit dispositif de protection. 3. Véhicule (1) selon la revendication 1 ou 2, le carter de batterie (3) comprenant en outre des faces avant (13) et arrière (15), le véhicule étant caractérisé en ce que le dispositif de protection comprend en outre une ou plusieurs barres transversales (17, 29) s'étendant sur la face avant (13) et/ou sur la face arrière (15) du carter de batterie(3), de préférence le dispositif de protection comprend deux barres longitudinales (25) et deux barres transversales (27, 29) et forme un cadre (9) configuré pour s'étendre tout autour du périmètre dudit carter de batterie (3). 4. Véhicule (1) selon la revendication 3, le véhicule (1) comprenant en outre une planche à talon (17), et ladite planche à talon (17) comprenant une traverse (19) et étant fixée aux éléments de structure latéraux (7) par l'intermédiaire de pièces de liaison (21), le véhicule (1) est caractérisé en ce que le carter de batterie (3) est fixé au niveau de sa face avant (13) auxdites pièces de liaison (21) de la planche à talon par l'intermédiaire des extrémités de la barre transversale (29) s'étendant sur la face avant (13) dudit carter de batterie (3), et/ou à la traverse (19) de planche à talon par l'intermédiaire de la barre du transversale (29) s'étendant sur la face avant (13) dudit- carter de batterie (3). 5. Véhicule (1) selon l'une des revendications 3 ou 4' le véhicule (1) comprenant une traverse (23) d'assise arrière, le véhicule est caractérisé en ce que le carter de batterie (3) est fixé aux éléments de structure latéraux (7) par l'intermédiaire des extrémités de la barre transversale (27) s'étendant sur la face arrière (15) du carter 3063683 10 de batterie (3), et/ou à la traverse (23) d'assise arrière par l'intermédiaire de la barre transversale (27) s'étendant sur la face arrière (15) du carter de batterie (3), de préférence les éléments de structure latéraux (7) sont des longeronnets (7). 5 6. Véhicule (1) selon l'une des revendications 3 à 5, le dispositif de protection comprenant un cadre (9) le véhicule (1) est caractérisé en ce que le cadre (9) est constitué de l'assemblage de deux parties entre elles, chaque partie étant configurée pour s'étendre sur la longueur de la face avant (13) ou sur la longueur de la face arrière (15) du carter de batterie (3) respectivement, de préférence au moins une 10 partie est en outre configurée pour s'étendre au moins en partie sur une ou sur les deux faces latérales (5) du carter de batterie (3). 7. Véhicule (1) selon l'une des revendications 3 à 6 caractérisé en ce que le cadre (9) ou au moins une barre longitudinale (25) ou transversale (27, 29) présente une 15 résistance à la déformation sous l'application d'une force inférieure ou égale à 180 000 N, de préférence inférieure ou égale à 150 000 N, de préférence encore inférieure ou égale à 130 000 N. 8. Véhicule (1) selon l'une des revendications 3 à 7 caractérisé en ce que le cadre (9) 20 ou au moins une barre longitudinale (25) ou transversale (27, 29) est en métal, de préférence en acier. 9. Véhicule (1) selon l'une des revendications 3 à 8 caractérisé en ce que le cadre (9) ou au moins une barre longitudinale (25) ou transversale (27, 29) présente une 25 structure tubulaire creuse.