Brevet FR3082170A1 — publié le 20191213

LONGERON DE BATTERIE DE TRACTION SOUS PLANCHER DE VEHICULE L'invention a trait au domaine des véhicules automobiles, plus particulièrement au comportement en déformation d'un véhicule automobile lors d'un choc latéral. Actuellement, la production de véhicules électriques ou hybrides est favorisée. Ces véhicules comprennent, sous un plancher, des unités de batterie de traction. Les batteries de traction ont pour principal inconvénient d'alourdir le véhicule, puisqu'elles ajoutent près de 300kg à la masse totale du véhicule. De ce fait, lors d'un choc latéral, cette augmentation de masse augmente les efforts de déformation et la quantité d'énergie à absorber. Le document de brevet publié US 2016114667 Al divulgue une structure inférieure de plancher de véhicule pourvue d'une unité de batteries de traction, positionnée sous le plancher du véhicule, sur un support dédié fixé audit plancher. La structure inférieure de plancher est conçue pour améliorer la transmission des efforts inertiels des batteries au reste du véhicule et à éviter les déformations de l'unité de batterie lors d'un choc latéral. Entre les profilés latéraux de bas de caisse et l'unité de batterie se trouvent des moyens d'absorption d'énergie en cas de choc latéral, qui sont composés de deux profilés. Ces moyens d'absorption s'étendent latéralement sous les profilés de bas de caisse et en constituent ainsi une prolongation vers le bas. En d'autres termes, les moyens d'absorption d'énergie en cas de choc latéral de cet enseignement requièrent que les profilés de bas de caisse s'étendent peu vers le bas au-delà du plancher et prévoient ainsi qu'ils participent peu à l'absorption d'énergie de choc. L'invention a pour objectif de pallier au moins un des inconvénients de l'état de la technique susmentionné. Plus particulièrement, l'invention a pour objectif d'améliorer le comportement en déformation des véhicules partiellement électriques lors d'un choc latéral. L'invention a pour objet un véhicule automobile à propulsion au moins partiellement électrique, comprenant : un plancher ; deux profilés latéraux de bas de caisse, de part et d'autre du plancher ; une unité de batteries de traction sous le plancher et entre les deux profilés ; au moins un longeron de batterie disposé latéralement entre l'unité de 2 batteries de traction et au moins un des deux profilés latéraux de bas de caisse, respectivement ; remarquable en ce que l'au moins un longeron de batterie présente une section transversale avec une première portion située du côté de l'unité de batteries de traction et une deuxième portion située du côté du profilé latéral de bas 5 de caisse correspondant, ladite deuxième portion présentant une raideur en compression transversale inférieure à une raideur en compression transversale de la première portion, de manière à ce que la deuxième portion se déforme de manière préférentielle par rapport à la première portion lors d'un choc latéral sur le véhicule du côté dudit longeron. 10 Selon un mode avantageux de l'invention, la deuxième portion de la section transversale de l'au moins un longeron de batterie présente, par unité de longueur, une surface de matière travaillant en compression transversale, qui est inférieure à 70% d'une surface de matière travaillant en compression transversale de la première portion de ladite section. Plus préférentiellement, la deuxième portion de la section 15 transversale de l'au moins un longeron de batterie présente une surface de matière travaillant en compression transversale qui est inférieure à 50% d'une surface de matière travaillant en compression transversale de la première portion de ladite section. Selon un mode avantageux de l'invention, les première et deuxième portions de la 20 section transversale de l'au moins un longeron de batterie sont adjacentes le long d'un plan vertical. Selon un mode avantageux de l'invention, les première et deuxième portions de la section transversale de l'au moins un longeron de batterie sont d'un seul tenant. Préférentiellement, le longeron de batterie est en matériau métallique, plus 25 préférentiellement en aluminium, plus préférentiellement en aluminium extrudé. Selon un mode avantageux de l'invention, les première et deuxième portions de la section transversale de l'au moins un longeron de batterie comprennent des parois formant des corps creux, les parois de ladite deuxième portion présentant une épaisseur moyenne inférieure à 70% d'une épaisseur moyenne des parois de ladite 30 première portion. Plus préférentiellement, la deuxième portion présente une épaisseur moyenne inférieure à 50% de l'épaisseur moyenne des parois de la première portion. 3 Avantageusement, l'épaisseur moyenne des parois de la première portion est supérieure à 4.5 mm et/ou inférieure à 5.5mm. Avantageusement, l'épaisseur moyenne des parois de la deuxième portion est supérieure à 1.5 mm et/ou inférieure à 2.5mm. 5 Selon un mode avantageux de l'invention, chacune des première et deuxième portions de la section transversale de l'au moins un longeron de batterie comprend au moins trois parois horizontales. Selon un mode avantageux de l'invention, chacun des deux profilés latéraux de bas de caisse présente une section transversale formant un corps creux, l'au moins un 10 longeron de batterie s'étendant verticalement sur au moins 50% de la hauteur dudit longeron le long du corps creux du profilé latéral correspondant. Avantageusement, chacun des profilés latéraux de bas de caisse comprend deux parties présentant chacune une section transversale en forme de U couché, les branches du U étant prolongées dans leurs extrémités par des ailes formant des 15 feuillures de jonction. Ces ailes et feuillures sont avantageusement verticales. Le ou chacun des profilés latéraux de bas de caisse correspondant à l'au moins un longeron de batterie peut comprendre, en outre, un cloisonnement interne constitué par des parois verticales et horizontales, ce cloisonnement étant apte à améliorer le comportement en déformation du profilé lors d'un choc latéral. 20 Selon un mode avantageux de l'invention, la deuxième portion de la section transversale de l'au moins un longeron de batterie forme, sur une face latéralement extérieure de ladite portion, un épaulement au niveau ou en-dessous d'une face inférieure du corps creux du profilé latéral correspondant. Selon un mode avantageux de l'invention, l'épaulement sur la face latéralement 25 extérieure de la deuxième portion de la section transversale de l'au moins un longeron de batterie s'étend horizontalement le long de la face inférieure du corps creux du profilé latéral correspondant. Selon un mode avantageux de l'invention, l'épaulement sur la face latéralement extérieure de ladite deuxième portion de la section transversale de l'au moins un 4 longeron de batterie est formé par un corps creux inférieur de ladite portion, ledit corps présentant une paroi inférieure inclinée vers le haut et latéralement vers l'extérieur. Les mesures de l'invention sont intéressantes en ce qu'elles permettent d'améliorer le comportement en déformation d'un véhicule partiellement électrique lors d'un choc 5 latéral. En effet, l'augmentation de poids d'un tel véhicule, causée par la présence d'unités de batteries de traction, peut conduire à une augmentation des valeurs de décélération et, partant, une augmentation des déformations lors d'un choc latéral. Ainsi, la présence d'un longeron de batterie à deux portions, avec une raideur plus importante dans la portion orientée vers la batterie que dans la portion orientée vers 10 l'extérieur, permet d'améliorer le comportement en déformation du véhicule tout en gardant une raideur suffisamment importante pour éviter d'endommager les unités de batteries du véhicule lors d'un choc latéral. Ce longeron de batterie est prévu uniquement sur les véhicules à traction électrique, et n'implique par conséquent pas de modifications pour les véhicules à moteur thermique. La configuration du longeron 15 de batterie selon l'invention n'introduit pas de modifications supplémentaires sur le reste de la structure, évitant ainsi d'engendrer des coûts dans une modification éventuelle et/ou adaptation sur d'autres profils de véhicules. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description et des dessins parmi lesquels : 20 - la figure 1 est une vue en coupe d'un véhicule automobile avec un longeron de batterie selon l'invention ; - la figure 2 montre un grossissement de la figure 1 au niveau du longeron de batterie ; - la figure 3 est une vue en coupe du véhicule montré à la figure 1 après un choc 25 latéral. La figure 1 montre une vue en coupe d'un véhicule automobile avec un longeron de batterie selon l'invention. On définit alors en référence au véhicule 1 : - une direction longitudinale (axe X) correspondant à la direction de déplacement du véhicule 1, 5 - une direction transversale (axe Y), perpendiculaire à la direction du déplacement du véhicule 1 et horizontale, - une direction verticale (axe Z) perpendiculaire au plan (XY). Le véhicule automobile 1 est à propulsion au moins partiellement électrique, comme 5 par exemple un véhicule hybride ou électrique. Il est notamment constitué par un habitacle (non visible sur ces figures), supporté par un plancher 3. Ce plancher 3 supporte également au moins deux traverses d'assise 5 positionnées transversalement à la direction longitudinale du véhicule 1, à l'arrière et à l'avant du véhicule 1. Les traverses d'assise 5 soutiennent respectivement des sièges 9 avant 10 ou éventuellement arrière. Le véhicule 1 comprend, en outre, une unité de batteries de traction 7, qui est préférentiellement positionnée sous le plancher 3 au niveau de l'une des traverses d'assises 5, à l'avant et/ou à l'arrière du véhicule 1. L'unité de batteries de traction 7 est spécifique au véhicule 1 et ajoute un poids important, comme par exemple 15 d'environ 300 kg, à l'ensemble du véhicule 1. L'unité de batteries 7 comprend une ou des batteries 11 proprement dites, qui sont maintenues contre le plancher 3 par un support de batteries 13. Le support de batteries 13 est préférentiellement constitué par des profilés et comprend notamment une cloison inférieure 13A permettant de supporter la ou les batteries proprement dites 11. Cette cloison inférieure 13A se 20 prolonge latéralement en-dessous d'un longeron de batterie 23 par un prolongement latéral 13B, qui va soutenir verticalement le longeron de batterie 23. Le véhicule automobile 1 comprend, en outre, deux profilés latéraux de bas de caisse 15. Ces profilés latéraux 15 sont positionnés de part et d'autre du plancher 3, l'unité de batterie 7 étant positionnée entre les deux profilés latéraux 15. Sur cette figure est 25 représenté le profilé latéral 15 droit. Le profilé latéral 15 présente une section transversale formant un corps creux, le profilé 15 étant constitué par deux parties longitudinales 17 ayant chacune une section en forme de U couché. Chaque branche du U de chaque partie 17 est prolongée dans leurs extrémités supérieure et inférieure par des ailes supérieures 17A et inférieures 17B, par lesquelles les parties 17 sont 30 fixées ensemble, par des techniques connues de l'homme du métier. Entre les ailes supérieures 17A et inférieures 17B sont fixés des extensions supérieure 19A et 6 inférieure 19B, qui vont maintenir un cloisonnement 21 interne du profilé latéral 15. Ce cloisonnement 21 peut comprendre des séparations verticales et horizontales, qui s'entrecroisent perpendiculairement les unes aux autres. La présence de ce cloisonnement 21 permet d'améliorer le comportement en déformation du véhicule 1 5 lors du choc latéral. Entre l'unité de batterie 7 et le profilé latéral de bas de caisse 15 se trouve le longeron de batterie 23 selon l'invention, qui sera décrit de manière plus détaillée à la figure 2. La figure 2 est un agrandissement de la figure 1, au niveau du longeron de batterie. Le longeron de batterie 23 est disposé latéralement entre l'unité de batterie 7 et le 10 profilé latéral de bas de caisse 15. Ce longeron de batterie 23 présente une section transversale avec une première portion 25 et une seconde portion 27. La première portion 25 est située du côté de l'unité de batterie 7 alors que la deuxième portion 27 est située du côté du profilé latéral de bas de caisse 15. Ainsi, les première et deuxième portions (25, 27) du longeron de batterie 23 sont adjacentes le long d'un 15 plan vertical suivant l'axe Z, et sont préférentiellement réalisées d'un seul tenant. Chacune des première et deuxième portions (25, 27) comprennent des parois verticales (25A, 27A) et horizontales (25B, 27B), formant des corps creux (25C, 27C ; 25D, 27D ; 25E, 27E). Les parois horizontales (25B, 27B) sont au moins au nombre de trois, plus préférentiellement quatre, et permettent la formation d'un corps creux 20 supérieur (25C, 27C), intermédiaire (25D, 27D) et inférieur (25E, 27E). La première portion 25 présente une section de parallélépipède régulier. Les corps creux (27C, 27D, 27E) de la deuxième portion 27 ont la particularité d'être de sections croissantes du corps creux supérieur 27C au corps creux inférieur 27E. Le corps creux inférieur 27E présente plus particulièrement une paroi inférieure inclinée vers le haut et 25 latéralement vers l'extérieur. Cette paroi inférieure présente une face latéralement extérieure 27F formant un épaulement 27G qui s'étend au niveau ou en dessous d'une face inférieure 17C du profilé latéral 15 correspondant, cet épaulement 27G s'étendant horizontalement le long de la face inférieure 17C du profilé latéral de bas de caisse 15. 30 Les parois verticales 27A et horizontales 27B de la deuxième portion 27 présentent une épaisseur moyenne inférieure à 70%, préférentiellement 50% d'une épaisseur 7 moyenne des parois (25A, 25B) de la première portion 25. L'épaisseur moyenne des parois (25A, 25B) la première portion 25 est ainsi comprise entre 4,5 et 5,5mm, et l'épaisseur moyenne des parois (27A, 27B) de la deuxième portion 27 est préférentiellement comprise entre 1,5 et 2,5mm. Cette différence d'épaisseur conduit 5 à une raideur en compression transversale variable entre les première et deuxième portions (25, 27). Ainsi, la deuxième portion 27 présente une raideur en compression transversale inférieure à la raideur en compression transversale de la première portion 25. La deuxième portion 27 du longeron de batterie 23 présente une surface de matière travaillant en compression transversale, inférieure à 70%, plus 10 préférentiellement inférieur à 50 %, d'une surface de matière travaillant en compression transversale de la première portion 25. Il est également intéressant de noter que le longeron de batterie 23 présente une hauteur égale à au moins 50% de la hauteur du profilé latéral 15 correspondant. Préférentiellement, le longeron de batterie 23 est réalisé dans des matériaux métalliques, plus préférentiellement en 15 aluminium. La figure 3 représente une coupe du véhicule montré à la figure 1, après un impact latéral. Lors d'un impact latéral, le profilé latéral de bas de caisse 15 vient prendre appui sur la traverse d'assise (visible à la figure 1) et sur le longeron de batterie 23. L'écrasement latéral du profilé latéral 15 permet la dissipation d'une partie de l'énergie 20 produite au moment du choc. La deuxième portion 27 du longeron de batterie 23 est elle aussi impactée par le choc et est déformée, ce qui va dissiper l'énergie restante produite au moment du choc. La première portion 25 dudit longeron 23 n'est pas altérée par le choc, assurant la protection et l'intégrité de l'unité de batterie 7 vis -à-vis du choc. La dissipation de l'énergie causée par les déformations du profilé 15 et 25 du longeron 23 va permettre d'abaisser la vitesse de décélération au niveau de l'unité de batterie de 90g, valeur obtenue lors des essais avant la mise en place du longeron de batterie 23 selon l'invention, à 70g. Cette valeur est satisfaisante en ce qu'elle REVENDICATIONS1. Véhicule automobile (1) à propulsion au moins partiellement électrique, comprenant : - un plancher (3) ; - deux profilés latéraux de bas de caisse (15), de part et d'autre du plancher (3) ; - une unité de batteries de traction (7) sous le plancher (3) et entre les deux profilés (15) ; - au moins un longeron de batterie (23) disposé latéralement entre l'unité de batteries de traction (7) et au moins un des deux profilés latéraux de bas de caisse (15), respectivement ; caractérisé en ce que : l'au moins un longeron de batterie (23) présente une section transversale avec une première portion (25) située du côté de l'unité de batteries de traction (7) et une deuxième portion (27) située du côté du profilé latéral de bas de caisse (15) correspondant, ladite deuxième portion (27) présentant une raideur en compression transversale inférieure à une raideur en compression transversale de la première portion (25), de manière à ce que la deuxième portion (27) se déforme de manière préférentielle par rapport à la première portion (25) lors d'un choc latéral sur le véhicule (1) du côté dudit longeron (23). 2. Véhicule automobile (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la deuxième portion (27) de la section transversale de l'au moins un longeron de batterie (23) présente, par unité de longueur, une surface de matière travaillant en compression transversale, qui est inférieure à 70% d'une surface de matière travaillant en compression transversale de la première portion (25) de ladite section. 3. Véhicule automobile (1) selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les première et deuxième portions (25, 27) de la section transversale de l'au moins un longeron de batterie (23) sont adjacentes le long d'un plan vertical. 9 4. Véhicule automobile (1) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les première et deuxième portions (25, 27) de la section transversale de l'au moins un longeron de batterie (23) sont d'un seul tenant. 5. Véhicule automobile (1) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce 5 que les première et deuxième portions (25, 27) de la section transversale de l'au moins un longeron de batterie (23) comprennent des parois (25A, 27A ; 25B, 27B) formant des corps creux (25C, 27C ; 25D, 27D ; 25E, 27E), les parois (27A, 27B) de ladite deuxième portion (27) présentant une épaisseur moyenne inférieure à 70% d'une épaisseur moyenne des parois (25A, 25B) de ladite 10 première portion (25). 6. Véhicule automobile (1) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chacune des première et deuxième portions (25, 27) de la section transversale de l'au moins un longeron de batterie (23) comprend au moins trois parois horizontales (25B, 27B). 15 7. Véhicule automobile (1) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que chacun des deux profilés latéraux de bas de caisse (15) présente une section transversale formant un corps creux, l'au moins un longeron de batterie (23) s'étendant verticalement sur au moins 50% de la hauteur dudit longeron (23) le long du corps creux du profilé latéral (15) correspondant. 20 8. Véhicule automobile (1) selon la revendication 7, caractérisé en ce que la deuxième portion (27) de la section transversale de l'au moins un longeron de batterie (23) forme, sur une face latéralement extérieure (27F) de ladite portion (27), un épaulement (27G) au niveau ou en-dessous d'une face inférieure (17C) du corps creux du profilé latéral (15) correspondant. 25 9. Véhicule automobile (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'épaulement (27G) sur la face latéralement extérieure (27F) de la deuxième portion (27) de la section transversale de l'au moins un longeron de batterie (23) s'étend horizontalement le long de la face inférieure (17C) du corps creux du profilé latéral (15) correspondant. 10 10. Véhicule automobile (1) selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que l'épaulement (27G) sur la face latéralement extérieure (27F) de ladite deuxième portion (27) de la section transversale de l'au moins un longeron de batterie (23) est formé par un corps creux inférieur (27E) de ladite portion (27), 5 ledit corps (27E) présentant une paroi inférieure inclinée vers le haut et latéralement vers l'extérieur.