Brevet FR3082453A1 — publié le 20191220

COUPELLE DE SUSPENSION ASSURANT UNE PROTECTION DE LA BATTERIE POUR UN VEHICULE HYBRIDE OU ELECTRIQUE La présente invention concerne un véhicule automobile électrique ou hybride comprenant une batterie disposée sur le train arrière, ainsi qu'un procédé de réalisation d'une coupelle de train arrière pour un tel véhicule automobile. Les véhicules automobiles hybrides équipés d'une motorisation électrique ou les véhicules électriques comportent pour la traction du véhicule un système de stockage d'énergie, appelé par la suite batterie, comprenant des cellules électrochimiques recevant l'énergie électrique. La motorisation électrique délivre un couple moteur accélérant le véhicule en prélevant l'énergie dans la batterie, et un couple de freinage du véhicule en récupérant une énergie cinétique, qui recharge la batterie. De cette manière on réduit la consommation d'énergie du véhicule ainsi que les émissions de gaz polluants. La batterie forme un ensemble comprenant dans un bac les cellules électrochimiques et différents systèmes de contrôle et de refroidissement, qui est généralement posé à plat sur le plancher du véhicule de manière à présenter un encombrement minimum dans le véhicule, et à maintenir un centre de gravité le plus bas possible. En cas d'accident sur le véhicule, la protection de la batterie contre les chocs est une contrainte élevée pour éviter notamment une déformation trop importante des cellules électrochimiques, une perforation de leurs enceintes ou une accélération trop forte de cette batterie, qui pourrait causer des dommages entraînant un dégagement de gaz inflammables, avec des risques d'incendie ou d'explosion. Afin de protéger la batterie contre les chocs latéraux sur le véhicule, il est connu de disposer cette batterie à l'intérieur d'un cadre rigide fixé sur le plancher du véhicule. Un type de cadre rigide connu supportant une batterie 2 fixée au milieu de ce cadre, présenté notamment par le document US-Ai - 20180043763, comporte deux longerons latéraux reliés par une traverse avant et une traverse arrière, formant un rectangle allongé dans le sens de la largeur du véhicule. 5 Chaque traverse présente dans sa longueur près de ses extrémités un petit angle formant une amorce de pliage qui lui permet lors d'un choc sur le côté du véhicule, en cas de force latérale suffisamment importante sur un longeron de céder facilement au niveau de cet angle. De cette manière on évite de transmettre une contrainte élevée dans la partie centrale des deux 10 traverses supportant la batterie, ce qui permet de protéger cette batterie. Toutefois sur certains véhicules la batterie est disposée à plat entre des bras de suspension arrière, comprenant de chaque côté au niveau de cette batterie une coupelle rigide sensiblement plate et horizontale, formant un support inférieur du ressort de suspension. 15 Lors d'un choc latéral important sur une roue arrière du véhicule, une déformation peut être appliquée au train arrière, qui déplace la coupelle vers la batterie en entraînant des dommages sur cette batterie. En particulier avec le choc transmis par la coupelle présentant des bords agressifs, on peut obtenir une déformation des cellules électrochimiques ou une déchirure de 20 leurs enveloppes, qui peuvent être dangereuses. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces problèmes de l'art antérieur. Elle propose à cet effet un véhicule automobile électrique ou hybride équipé d'un train arrière comportant de chaque côté une coupelle de support 25 d'un ressort de suspension, formant un plateau sensiblement horizontal, et d'une batterie de traction disposée dans un espace central du train arrière entre les deux coupelles de support, ce véhicule étant remarquable en ce qu'au moins une coupelle comporte une partie radialement extérieure se terminant par un bord tourné vers la batterie, formant une pente qui en partant 30 vers ce bord est dirigée vers le bas du véhicule. 3 Un avantage de ce véhicule est que lors d'un choc latéral important sur une roue arrière qui déforme le train arrière en déplaçant la coupelle vers la batterie, en ajustant le bord de la coupelle sensiblement au niveau inférieur de cette batterie, on obtient par l'inclinaison de la pente avant ce bord un 5 glissement de la coupelle sous la batterie. Ce glissement évite un choc frontal d'un bord agressif sur le côté du bac de la batterie, sans possibilité de glisser sous cette batterie, qui transmettrait une grande énergie à la batterie. On limite ainsi l'accélération transversale de la batterie, ainsi que la déformation et les risques de déchirure de son 10 enveloppe. On obtient de manière simple, en ajoutant une pente réalisée de manière économique dans une tôle, une meilleure sécurité en cas d'accident. Le véhicule automobile selon l'invention peut de plus comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. 15 Selon un mode de réalisation, la pente est formée en une seule tôle avec la coupelle. Selon un autre mode de réalisation, la pente est formée dans une tôle rapportée sur la coupelle. Avantageusement, le bord de la pente arrive à une hauteur égale ou 20 inférieure à celle de la base de la batterie tournée vers ce bord. Avantageusement, la pente présente une forme conique centrée sur l'axe du ressort de suspension. Avantageusement, la pente est formée sur un secteur angulaire du contour de la coupelle. 25 En particulier la coupelle peut comporter successivement en partant de son centre, une forme plate formant l'appui du ressort de suspension, un rebord circulaire disposé au-dessus de cette forme plate, et ensuite la pente dirigée vers le bas. Avantageusement, la pente comporte des nervures de rigidification. 30 Dans ce cas, avantageusement les nervures forment sur le dessus de la coupelle des creux allongés radialement. 4 L'invention a aussi pour objet un procédé de réalisation d'une coupelle pour un véhicule comprenant l'une quelconque des caractéristiques précédentes, remarquable en ce que pour un choc latéral sur le véhicule déplaçant le bord de la coupelle vers le côté de la batterie disposé en face, il 5 calcule puis il réalise une hauteur et une inclinaison de la pente qui assure une déformation donnant un passage de ce bord sous l'angle inférieur du côté de la batterie. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à 10 titre d'exemple et de manière non limitative, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 présente un train à traverse déformable recevant une batterie à l'arrière de la traverse déformable, pour un véhicule hybride selon l'art antérieur ; 15 - la figure 2 est une vue en coupe transversale passant par l'axe du ressort, de la coupelle du ressort de suspension de ce train arrière ; - la figure 3 est une vue en coupe transversale de cette coupelle après un choc latéral sur la roue arrière du véhicule ; - la figure 4 est une vue en coupe transversale d'une coupelle selon une 20 variante, pour un véhicule hybride selon l'art antérieur ; - la figure 5 est une vue en coupe transversale d'une coupelle pour un véhicule hybride selon l'invention ; et - la figure 6 est une vue de dessous de cette coupelle. La figure 1 présente un train arrière à traverse déformable pour un 25 véhicule comprenant un côté avant indiqué par la flèche « AV », comportant une traverse 2 recevant à chaque extrémité un bras de suspension longitudinal 4, présentant à l'avant une articulation élastique 6 fixée sous la caisse du véhicule. La partie arrière de chaque bras de suspension 4 comporte du côté 30 extérieur une plaque verticale 8 recevant un porte-moyeu d'une roue arrière, 5 et du côté intérieur une coupelle 10 sensiblement horizontale, recevant la base d'un ressort de suspension 14. Le train arrière est formé par des tôles embouties et soudées, présentant une forte rigidité pour résister aux sollicitations importantes venant des roues 5 arrière. En particulier les coupelles 10 sont formées dans des tôles embouties rigides, pour résister à la charge des ressorts de suspension 14. Une batterie 16 formant un ensemble plat enfermé dans un bac, est disposée en arrière de la traverse déformable 2, entre les parties arrière des bras de suspension 4. 10 Un tube d'échappement 18 venant de l'avant du véhicule, passe successivement sur la traverse déformable 2, puis transversalement entre la coupelle 10 fixée au bras de suspension gauche 4 et la batterie 16. Afin d'obtenir un volume suffisant pour la batterie 16 permettant de stocker une quantité d'énergie nécessaire pour assurer l'autonomie et les 15 réductions de consommation d'énergie du véhicule, cette batterie occupe tout le volume transversal compris entre le tube d'échappement 18 et le bras de suspension droit 4, en venant latéralement à proximité de la coupelle 10 de ce bras. La figure 2 présente la coupelle 10 comprenant une partie plate centrale 20 20 légèrement en contrebas, entourée par un rebord circulaire 22 qui remonte afin de guider et centrer la base du ressort de suspension 14, puis une partie plate horizontale 24. Le côté intérieur de la coupelle 10 tournée vers la batterie 16, se termine par un bord horizontal 12 disposé en face de cette batterie, un peu au-dessus de sa base. 25 La figure 3 présente un choc latéral F appliqué lors d'un accident sur la roue arrière droite du véhicule, qui génère une déformation du train arrière. La partie arrière du bras de suspension 4 supportant la roue arrière est déformée vers le centre du véhicule, le bord 12 de la partie horizontale de la coupelle 10 venant enfoncer le côté droit de la batterie 16. 30 Le bord horizontal 12 de la coupelle 10 représente une arrête saillante rigide qui pénètre facilement sur le côté de la batterie 16. Un choc 6 suffisamment important peut déformer fortement les cellules électrochimiques contenues dans la batterie 16, ou percer son enveloppe, avec des risques de dégagement de gaz inflammables. La figure 4 présente en variante une coupelle 10 comprenant vers la 5 batterie 16 un bord 12 formé sur un rebord vertical 30 tourné vers le haut, venant après la partie horizontale plate 24, par un pliage de la tôle de cette coupelle. En cas de choc de la coupelle 10 sur la batterie 16, le rebord vertical 30 présentant une certaine surface répartissant la force appliquée sur l'enveloppe 10 de cette batterie. On a moins de risque de déchirure de l'enveloppe de la batterie 16, mais à cause de la rigidité importante du bord 12 donnée par le rebord vertical 30, on a les mêmes risques d'accélération transversale transmise à la batterie, et de déformation de cette batterie. Les figures 5 et 6 présentent une coupelle 10 comportant vers la batterie 15 16 un bord radialement extérieur 12 couvrant un secteur angulaire d'environ 90° tourné vers le centre du véhicule. Après la partie horizontale plate 24, une pente 40 formée dans la même tôle, tournée vers le bas du véhicule posé sur le sol, se terminant par le bord 12, constitue une partie conique qui est centrée sur l'axe du ressort de suspension 14. 20 Le bord 12 formé par l'extrémité de la pente 40, venant un peu en dessous de la partie centrale plate 20 de la coupelle 10, est disposé sensiblement au niveau de la base de la batterie 16 qui présente une forme arrondie. De cette manière en cas de choc latéral sur le véhicule déformant le train 25 arrière, la pente 40 glisse sur la base arrondie de la batterie 16 en passant en dessous de cette batterie. Le bord 12 de la coupelle 10 se déplace sous la batterie 16 en la déformant peu, sans risquer de s'encastrer dans l'enveloppe de cette batterie. On obtient peu de déformation de la batterie 16, ce qui réduit fortement les risques d'accidents à partir de cette batterie. 30 Afin de renforcer la pente 40 de la coupelle 10 pour éviter sa déformation lors du choc, et lui permettre de conserver son inclinaison pour assurer le 7 glissement sous la batterie 16, on réalise des nervures 42 disposées radialement en formant des creux sur le dessus de sa partie plate horizontale 24 lors de son emboutissage. En particulier on peut réaliser deux nervures 42 réparties de part et 5 d'autre de la direction transversale T du véhicule, présentant une base venant sensiblement au niveau de la partie plate centrale 20 de la coupelle 10. On obtient de manière économique, par une modification simple de la découpe et de l'emboutissage de la tôle de la coupelle 10 ajoutant peu de masse au véhicule, une protection améliorée de la batterie. 10 En variante on peut rapporter une tôle soudée sur la coupelle 10, comprenant le bord 12 formé sur l'extrémité de la pente 40, REVENDICATIONS1 - Véhicule automobile électrique ou hybride équipé d'un train arrière comportant de chaque côté une coupelle (10) de support d'un ressort de suspension (14), formant un plateau sensiblement horizontal, et d'une batterie de traction (16) disposée dans un espace central du train arrière entre les deux coupelles de support (10), caractérisé en ce qu'au moins une coupelle (10) comporte une partie radialement extérieure se terminant par un bord (12) tourné vers la batterie (16), formant une pente (40) qui en partant vers ce bord (10) est dirigée vers le bas du véhicule. 2 - Véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pente (40) est formée en une seule tôle avec la coupelle (10). 3 - Véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pente (40) est formée dans une tôle rapportée sur la coupelle (10). 4 - Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bord (12) de la pente (40) arrive à une hauteur égale ou inférieure à celle de la base de la batterie (16) tournée vers ce bord (12). 5 - Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 20 précédentes, caractérisé en ce que la pente (40) présente une forme conique centrée sur l'axe du ressort de suspension (14). 6 - Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pente (40) est formée sur un secteur angulaire du contour de la coupelle (10). 25 7 - Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la coupelle (10) comporte successivement en partant de son centre, une forme plate (20) formant l'appui du ressort de suspension (14), un rebord circulaire (22) disposé au-dessus de cette forme plate (20), et ensuite la pente (40) dirigée vers le bas. 9 8 - Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pente (40) comporte des nervures de rigidification (42). 9 - Véhicule automobile selon la revendication 8, caractérisé en ce que 5 les nervures (42) forment sur le dessus de la coupelle (10) des creux allongés radialement. 10 - Procédé de réalisation d'une coupelle (10) pour un véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que pour un choc latéral sur le véhicule déplaçant le bord (12) de la coupelle (10) vers 10 le côté de la batterie (16) disposé en face, il calcule puis il réalise une hauteur et une inclinaison de la pente (40) qui assure une déformation donnant un passage de ce bord (12) sous l'angle inférieur du côté de la batterie (16).