Brevet FR3081417A1 — publié le 20191129

DISPOSITIF DE PROTECTION D'UNE BATTERIE DE VÉHICULE INSTALLÉE ENTRE DES COUPELLES D'APPUI DE RESSORT D'UNE TRAVERSE ARRIÈRE DEFORMABLE L'invention concerne les véhicules qui comprennent un train arrière comportant une traverse déformable. Certains véhicules, généralement de type automobile, comprennent un train arrière comportant une traverse (arrière) déformable (ou poutre de torsion) la comprenant une partie transversale qui est déformable de façon réversible en présence d'un roulis (différence de hauteur entre les roues droite et gauche). Ce caractère déformable permet de réduire le poids et le coût de la traverse arrière, mais il induit dans le même temps une réduction de la résistance de cette dernière suivant la direction transversale du véhicule. 15 Généralement, la partie transversale de la traverse arrière présente deux extrémités qui sont prolongées respectivement par deux bras (droit et gauche) comportant chacun une tête d'essieu destinée à permettre la solidarisation fixe d'un moyen de support de roue arrière (ou montage de roue), une patte de fixation pour un amortisseur, et une coupelle pour l'appui d'un 20 ressort. Lorsque le véhicule comprend un groupe motopropulseur (ou GMP) de type tout électrique ou hybride, il comprend également une batterie destinée à fournir de l'énergie électrique à une machine électrique motrice de son GMP, et donc relativement volumineuse. Cette batterie est fréquemment installée 25 fixement dans une partie arrière du véhicule, derrière la partie transversale de sa traverse arrière et en partie entre les coupelles d'appui des ressorts. La proximité entre les coupelles (relativement volumineuses) et les faces latérales du boîtier (ou sarcophage) de la batterie peut s'avérer problématique en cas de choc subi par une roue arrière, suivant la direction 30 transversale du véhicule ou une direction oblique par rapport à cette dernière. En effet, en présence d'un tel choc sur une roue arrière, la partie transversale de la traverse arrière peut se déformer par flambage de façon importante, ce qui 2 peut induire un déplacement de la coupelle d'appui, voisine de cette roue arrière, vers le boîtier de la batterie. Plus le choc transversal sera violent, plus l'amplitude du déplacement sera importante, et donc plus le risque d'endommagement de la batterie peut être important. 5 L'invention a donc notamment pour but d'améliorer la situation, et plus précisément de permettre une limitation des déplacements des coupelles d'appui. Elle propose notamment à cet effet un dispositif de protection destiné à équiper un véhicule comprenant : - une traverse arrière déformable comprenant une partie transversale déformable et comportant deux extrémités droite et gauche auxquelles sont solidarisés fixement et respectivement deux bras, à chacun desquels sont couplés une roue arrière et une coupelle sur laquelle s'appuie un ressort, et - une batterie comprenant une partie installée fixement entre lesdites coupelles. Ce dispositif de protection se caractérise par le fait qu'il comprend : - deux moyens d'appui droits et deux moyens d'appui gauches destinés à être solidarisés fixement et respectivement à deux éléments longitudinaux droit et gauche du véhicule à proximité respectivement de deux angles droits et deux angles gauches de la batterie et définissant chacun une zone d'appui, et - un câble définissant une boucle fermée et destiné à entourer la batterie en s'appuyant contre les zones d'appui et en passant en étant tendu entre les coupelles et des faces latérales droite et gauche de la batterie, afin de limiter un déplacement d'une coupelle vers la face latérale voisine en cas de choc subi par une roue arrière associée. Cette limitation du déplacement d'une coupelle par la coopération du câble et des moyens d'appui droits et gauches permet avantageusement de réduire, voire annuler, le risque d'endommagement de la batterie par cette coupelle. Le dispositif de protection selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : 3 - chacun des moyens d'appui droits et gauches peut comprendre un support destiné à être solidarisé fixement à l'un des éléments longitudinaux droit et gauche et sur lequel est montée à rotation une poulie comprenant une gorge définissant la zone d'appui et logeant une partie du câble ; 5 > chaque support peut comprendre une poutre en forme générale de I et comprenant une paroi supérieure plane destinée à être solidarisée fixement à l'un des éléments longitudinaux droit et gauche et une paroi inférieure prolongée par une patte de fixation à laquelle est solidarisé un axe autour duquel est montée à rotation une poulie ; 10 - chaque patte de fixation peut comprendre une face inclinée définie sous la paroi inférieure ; - chaque support peut aussi comprendre une patte d'appui solidarisée fixement à une extrémité de la poutre, dans une position située au-dessus de la poulie, et comprenant une paroi d'appui perpendiculaire à 15 la paroi supérieure et destinée, en cas de choc, à s'appuyer contre une paroi d'un élément longitudinal droit ou gauche voisin pour limiter un déplacement de coupelle ; o la patte d'appui peut comprendre, d'une première part, une partie centrale solidarisée fixement à la paroi supérieure, dans le 20 prolongement de cette dernière, et à laquelle est solidarisée fixement la paroi d'appui, d'une deuxième part, une partie inférieure inclinée et comportant des extrémités opposées solidarisées fixement et respectivement à la paroi inférieure et à une extrémité libre de la partie centrale, et, d'une troisième part, une partie supérieure inclinée 25 et comportant des extrémités opposées solidarisées fixement et respectivement à l'extrémité libre de la partie centrale et à la paroi d'appui ; - son câble peut être réalisé en métal et être de type monotoron. L'invention propose également un véhicule, éventuellement de type 30 automobile, et comprenant : - une traverse arrière déformable comprenant une partie transversale déformable et comportant deux extrémités droite et gauche auxquelles sont solidarisés fixement et respectivement deux bras, à chacun desquels sont 4 couplés une roue arrière et une coupelle sur laquelle s'appuie un ressort, - une batterie comprenant une partie installée fixement entre les coupelles, et - des éléments longitudinaux droit et gauche auquel est solidarisé fixement un dispositif de protection du type de celui présenté ci-avant. 5 Par exemple, les éléments longitudinaux droit et gauche peuvent être des petits longerons (ou « longeronnets »). D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés (obtenus en CAO/DAO (« Conception Assistée par Ordinateur/Dessin Assisté par 1 o Ordinateur »), d'où le caractère apparemment discontinu de certaines lignes et certains niveaux de gris), sur lesquels : la figure 1 illustre schématiquement, dans une vue en perspective du dessous, une partie arrière d'un exemple de soubassement d'un véhicule comprenant une batterie arrière, installée derrière une traverse déformable 15 de son train arrière, et un exemple de réalisation d'un dispositif de protection selon l'invention, la figure 2 illustre schématiquement, dans une vue en perspective, le dispositif de protection de la figure 1, avant qu'il équipe un véhicule, la figure 3 illustre schématiquement, dans une vue en perspective, une petite 20 partie du dispositif de protection de la figure 1, solidarisée à un petit longeron du soubassement, la figure 4 illustre schématiquement, dans une vue en perspective, l'un des moyens d'appui droit du dispositif de protection de la figure 1, couplé au câble de protection, et 25 la figure 5 illustre schématiquement, dans une vue en perspective, l'un des moyens d'appui droit d'une variante de réalisation du dispositif de protection de la figure 1. L'invention a notamment pour but de proposer un dispositif de protection DP destiné à équiper un véhicule V, comprenant une batterie arrière 30 BV installée fixement derrière la traverse déformable TD du train arrière, afin de limiter le risque d'endommagement de cette batterie arrière BV en cas de choc transversal ou oblique sur la roue arrière. 5 Dans ce qui suit, on considère, à titre d'exemple non limitatif, que le véhicule est de type automobile. Il s'agit par exemple d'une voiture. Mais l'invention n'est pas limitée à ce type de véhicule. Elle concerne en effet tout véhicule comportant un train arrière à traverse déformable et derrière laquelle 5 est installée fixement une batterie arrière. Sur les figures 1 à 3, la direction X est la direction longitudinale du véhicule, laquelle est parallèle aux côtés latéraux droit CD et gauche CG qui comportent les portières latérales, la direction Y est la direction transversale du véhicule, laquelle est perpendiculaire à la direction X, et la direction Z est la 10 direction verticale du véhicule, laquelle est perpendiculaire aux directions longitudinale X et transversale Y. On a schématiquement illustré sur la figure 1 une partie arrière d'un exemple de soubassement d'un véhicule V comprenant une batterie BV arrière, installée derrière une traverse arrière déformable TD d'un train arrière, et un 15 exemple de réalisation d'un dispositif de protection DP selon l'invention. La traverse arrière déformable TD comprend notamment une partie transversale PT déformable en présence d'un roulis et deux bras BR (droit et gauche). La partie transversale PT s'étend suivant une direction générale qui est parallèle à la direction transversale Y du véhicule V. Par ailleurs, cette partie 20 transversale PT comporte deux extrémités ET droite et gauche auxquelles sont solidarisés fixement et respectivement les deux bras BR, par exemple par soudage. Par exemple, la partie transversale PT peut être définie par trois parois qui sont solidarisées l'une à l'autre et peuvent résulter de l'emboutissage d'une tôle. Parmi ces trois parois, deux d'entre elles, dites verticales, peuvent se faire 25 face, et une autre, dite supérieure, peut relier les deux parois verticales. Par exemple, la section transverse (dans le plan XZ) de cette partie transversale PT peut être en forme générale de U inversé. A chaque bras BR sont couplées une roue arrière et une coupelle CA sur laquelle s'appuie un ressort RS. Plus précisément, chaque bras comprend 30 une tête d'essieu TE destinée à permettre la solidarisation fixe d'un moyen de support de roue arrière (ou montage de roue). Par ailleurs, et bien que cela n'apparaisse pas sur les figures 1 et 2, chaque bras BR comprend également une patte de fixation pour un amortisseur AM. 6 La batterie BV comprend une partie qui est installée fixement entre les coupelles d'appui CA, et à une petite distance de chacune d'entre elles. On notera qu'en cas de passage d'un échappement dans la partie arrière gauche du véhicule V, la distance séparant la coupelle d'appui CA droite de la face 5 latérale droite du boîtier de la batterie BV est inférieure à la distance séparant la coupelle d'appui CA gauche de la face latérale gauche de ce même boîtier. Mais ces deux distances pourraient être identiques ou bien la distance séparant la coupelle d'appui CA gauche de la face latérale gauche du boîtier pourrait être inférieure à la distance séparant la coupelle d'appui CA droite de la face latérale 10 droite du boîtier en cas de passage d'un échappement dans la partie arrière droite du véhicule V. Comme illustré sur les figures 1 à 3, un dispositif de protection DP selon l'invention comprend deux moyens d'appui droits MAD, deux moyens d'appui gauches MAG, et un câble CF. 15 Les deux moyens d'appui droits MAD sont destinés à être solidarisés fixement à un élément longitudinal droit ELD du véhicule V à proximité respectivement de deux angles droits de la batterie BV et définissent chacun une zone d'appui pour le câble CF. Les deux moyens d'appui gauche MAG sont destinés à être solidarisés fixement à un élément longitudinal gauche ELG du 20 véhicule V à proximité respectivement de deux angles gauches de la batterie BV et définissent chacun une zone d'appui pour le câble CF. Par exemple, les éléments longitudinaux droit ELD et gauche ELG peuvent être des petits longerons (ou « longeronnets »). Il s'agit d'éléments de poutre support permettant, notamment, de fixer une partie au moins des moyens 25 d'appui droits MAD et gauches MAG, et notamment les éventuelles poulies décrites plus loin, et permettant aussi de positionner au mieux ces poulies suivant la direction verticale Z pour que le câble CF ait une efficacité maximale anti-intrusion de coupelle. Le câble CF définit une boucle fermée et est destiné à entourer la 30 batterie BV en s'appuyant (sous tension) contre les zones d'appui (définies par les quatre moyens d'appui MAD et MAG) et en passant en étant tendu entre les coupelles CA et les faces latérales droite et gauche de la batterie BV, afin de limiter un déplacement d'une coupelle d'appui CA vers la face latérale voisine 7 en cas de choc subi par la roue arrière associée. On comprendra qu'en cas de choc subi par la roue arrière droite, cela va induire un déplacement de la coupelle d'appui CA droite vers la face latérale droite de la batterie BV. Lorsque la coupelle d'appui CA droite heurte la portion 5 de câble CF qui est tendue sur son trajet, cette portion va appuyer sur les zones d'appui des deux moyens d'appui droits MAD en exerçant une force de droite à gauche et dans le même temps va tirer sur le reste du câble CF qui va appuyer sur les zones d'appui des deux moyens d'appui gauches MAG en exerçant une force de gauche à droite. La force subie par le câble CF est donc répartie sur 1 o les quatre moyens d'appui MAD et MAG, ce qui limite le déplacement de la coupelle d'appui CA droite, voire interrompt son déplacement, et ainsi réduit (éventuellement totalement) le risque d'endommagement de la batterie BV par la coupelle d'appui CA droite. De même, en cas de choc subi par la roue arrière gauche, cela va 15 induire un déplacement de la coupelle d'appui CA gauche vers la face latérale gauche de la batterie BV. Lorsque la coupelle d'appui CA gauche heurte la portion de câble CF qui est tendue sur son trajet, cette portion va appuyer sur les zones d'appui des deux moyens d'appui gauches MAG en exerçant une force de gauche à droite et dans le même temps va tirer sur le reste du câble 20 CF qui va appuyer sur les zones d'appui des deux moyens d'appui droits MAD en exerçant une force de droite à gauche. La force subie par le câble CF est donc répartie sur les quatre moyens d'appui MAD et MAG, ce qui limite le déplacement de la coupelle d'appui CA gauche, voire interrompt son déplacement, et ainsi réduit (éventuellement totalement) le risque 25 d'endommagement de la batterie BV par la coupelle d'appui CA gauche. On notera que le fait de solidariser fixement les moyens d'appui MAD et MAG aux petits longerons droit ELD et gauche ELG permet avantageusement de faire travailler ces derniers en flexion lors d'un choc transversal sur une roue arrière, ce qui permet de limiter encore plus le déplacement de la coupelle 30 d'appui CA concernée, et donc d'augmenter le rendement du dispositif de protection DP. A titre d'exemple, le câble CF peut être réalisé en métal et être de type monotoron. Ainsi, il pourra, par exemple, être réalisé en acier, éventuellement 8 galvanisé ou inoxydable, ou en fonderie d'alliage léger à base d'aluminium ou de magnésium. Le monotoron pourra, par exemple, comporter entre 18 et 20 fils, et présenter un diamètre compris entre 7 et 10 mm, afin d'offrir une résistance d'environ 60 kN. 5 Comme illustré non limitativement sur les figures 1 à 5, chacun des moyens d'appui droits MAD et gauches MAG peut comprendre un support SP et une poulie PLD ou PLG. Chaque support SP est destiné à être solidarisé fixement à l'un des éléments longitudinaux droit ELD et gauche ELG, par exemple par soudage ou vissage. Chaque poulie PLD ou PLG est montée à 10 rotation sur l'un des supports SP et comprend une gorge qui définit une zone d'appui pour le câble CF et loge une partie de ce dernier (CP). A titre d'exemple, et comme illustré non limitativement sur les figures 2 à 5, chaque support SP peut comprendre une poutre PO et une patte de fixation PF. La poutre PO peut, comme illustré, présenter une forme générale de I et 15 comprendre des parois supérieure PS et inférieure PI planes et opposées. La paroi supérieure PS est destinée à être solidarisée fixement à l'un des éléments longitudinaux droit ELD et gauche ELG, par exemple par soudage ou vissage. Cette solidarisation fixe se fait de préférence sur une face inférieure (orientée vers le bas) d'une paroi horizontale de l'élément longitudinal droit ELD ou 20 gauche ELG. La paroi inférieure PI est prolongée par la patte de fixation PF à laquelle est solidarisé un axe autour duquel est montée à rotation une poulie PLD ou PLG. Afin d'augmenter la résistance (notamment en réalisant une fonction d'équerrage / solidarisation entre les pièces) de chaque patte de fixation PF, 25 cette dernière (PF) peut, par exemple et comme illustré non limitativement sur les figures 3 à 5, comprendre une face inclinée FI définie sous la paroi inférieure PI qu'elle prolonge. Par exemple, l'inclinaison de cette face FI peut être comprise entre environ 30° et environ 45°. Comme cela est illustré non limitativement dans la variante de la figure 30 5, chaque support SP peut aussi comprendre une patte d'appui PA qui est solidarisée fixement à une extrémité de sa poutre PO, dans une position qui est située au-dessus de la poulie PLD ou PLG. Dans ce cas, cette patte d'appui PA comprend une paroi d'appui PV qui est perpendiculaire à la paroi supérieure PS 9 de la poutre PO et qui est destinée, en cas de choc, à s'appuyer contre une paroi de l'élément longitudinal droit ELD ou gauche ELG voisin pour limiter un déplacement de coupelle d'appui CA. Cette dernière paroi de l'élément longitudinal droit ELD ou gauche ELG voisin est de préférence placée 5 verticalement, comme cette paroi d'appui PV. On comprendra qu'en cas de choc la pression exercée par le câble CF sur une poulie PLD ou PLG provoque une traction au niveau inférieur du support SP, et donc un léger basculement qui est immédiatement interrompu par l'appui de la paroi d'appui PV contre la paroi verticale de l'élément longitudinal droit 10 ELD ou gauche ELG voisin. En d'autres termes, on réalise un contre-appui qui renforce avantageusement la résistance d'un moyen d'appui droit MAD ou gauche MAG en cas de choc. On notera que dans le cas de cette variante de la figure 5, chaque patte d'appui PA peut comprendre une partie centrale Pi, une partie inférieure P2 et 15 une partie supérieure P3. La partie centrale P1 est solidarisée fixement à la paroi supérieure PS de la poutre PO, dans le prolongement de cette paroi supérieure PS, et la paroi d'appui PV peut être solidarisée fixement à l'une de ses extrémités. La partie inférieure P2 est inclinée et comporte des extrémités opposées qui sont solidarisées fixement et respectivement à la paroi inférieure 20 PI de la poutre PO et à une extrémité libre de la partie centrale P1 (opposée à la paroi d'appui PV). La partie supérieure P3 est inclinée, de préférence de façon opposée à l'inclinaison de la partie inférieure P2, et comporte des extrémités opposées qui sont solidarisées fixement et respectivement à l'extrémité libre de la partie centrale P1 et à la paroi d'appui PV. L'opposition des inclinaisons des 25 parties inférieure P2 et supérieure P3 permet de renforcer la rigidité de la patte d'appui PA en bloquant toute rotation du support de poulie par rapport à l'élément longitudinal droit ELD ou gauche ELG associé. Par exemple, l'inclinaison de la partie inférieure P2 de la patte d'appui PA peut être comprise entre environ -300 et environ-45°. 30 Egalement par exemple, l'inclinaison de la partie supérieure P3 de la patte de d'appui PA peut être comprise entre environ 30° et environ 45°. On notera également que d'autres modes de réalisation des moyens 10 d'appui droits MAD et gauches MAG que ceux décrits ci-avant peuvent être envisagés. Ainsi, dans un mode de réalisation particulièrement simple, chacun des moyens d'appui droits MAD et gauches MAG pourraient être simplement réalisé sous la forme d'un plot rigide, éventuellement cylindrique, et comprenant 5 éventuellement une gorge logeant une partie du câble CF. L'invention permet avantageusement de continuer à utiliser des traverses arrière défonmables (qui sont plus légères et moins onéreuses) sans avoir à renforcer leur structure (ce qui occasionnerait un surpoids de plusieurs kilogrammes), tout en limitant notablement le risque d'endommagement de la 10 batterie arrière par l'une des coupelles d'appui REVENDICATIONS1. Dispositif de protection (DP) pour un véhicule (V) comprenant i) une traverse arrière déformable (TD) comprenant une partie transversale (PT) déformable et comportant deux extrémités (ET) droite et gauche auxquelles sont solidarisés fixement et respectivement deux bras (BR), à chacun desquels sont couplés une roue arrière et une coupelle (CA) sur laquelle s'appuie un ressort, et ii) une batterie (BV) comprenant une partie installée fixement entre lesdites coupelles (CA), caractérisé en ce qu'il comprend deux moyens d'appui droits 1 o (MAD) et deux moyens d'appui gauches (MAG) destinés à être solidarisés fixement et respectivement à deux éléments longitudinaux droit (ELD) et gauche (ELG) dudit véhicule (V) à proximité respectivement de deux angles droits et deux angles gauches de ladite batterie (BV) et définissant chacun une zone d'appui, et un câble (CP) définissant une boucle fermée et destiné à entourer 15 ladite batterie (BV) en s'appuyant contre lesdites zones d'appui et en passant en étant tendu entre lesdites coupelles (CA) et des faces latérales droite et gauche de ladite batterie (BV), afin de limiter un déplacement d'une coupelle (CA) vers la face latérale voisine en cas de choc subi par une roue arrière associée. 20 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun desdits moyens d'appui droits (MAD) et gauches (MAG) comprend un support (SP) destiné à être solidarisé fixement à l'un desdits éléments longitudinaux droit (ELD) et gauche (ELG) et sur lequel est montée à rotation une poulie (PLD, PLG) comprenant une gorge définissant ladite zone d'appui et logeant une 25 partie dudit câble (CP). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque support (SP) comprend une poutre (PO) en forme générale de I et comprenant une paroi supérieure (PS) plane destinée à être solidarisée fixement à l'un desdits éléments longitudinaux droit (ELD) et gauche (ELG) et une paroi 30 inférieure (PI) prolongée par une patte de fixation (PF) à laquelle est solidarisé un axe autour duquel est montée à rotation une poulie (PLD, PLG). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque patte de fixation (PF) comprend une face inclinée (FI) définie sous ladite paroi 12 inférieure (PI). 5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que chaque support (SP) comprend en outre une patte d'appui (PA) solidarisée fixement à une extrémité de ladite poutre (PO), dans une position située au-dessus de 5 ladite poulie (PLD, PLG), et comprenant une paroi d'appui (PV) perpendiculaire à ladite paroi supérieure (PS) et destinée, en cas de choc, à s'appuyer contre une paroi d'un élément longitudinal droit (ELD) ou gauche (ELG) voisin pour limiter un déplacement de coupelle (CA). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite patte d'appui (PA) comprend i) une partie centrale (P1) solidarisée fixement à ladite paroi supérieure (PS), dans le prolongement de cette dernière (PS), et à laquelle est solidarisée fixement ladite paroi d'appui (PV), ii) une partie inférieure (P2) inclinée et comportant des extrémités opposées solidarisées fixement et respectivement à ladite paroi inférieure (PI) et à une extrémité libre de ladite partie centrale (P1), et iii) une partie supérieure (P3) inclinée et comportant des extrémités opposées solidarisées fixement et respectivement à ladite extrémité libre de la partie centrale (P1) et à ladite paroi d'appui (PV). 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit câble (CP) est réalisé en métal et de type monotoron. 8. Véhicule (V) comprenant i) une traverse arrière déformable (TD) comprenant une partie transversale (PT) déformable et comportant deux extrémités (ET) droite et gauche auxquelles sont solidarisés fixement et respectivement deux bras (BR), à chacun desquels sont couplés une roue arrière et une coupelle (CA) sur laquelle s'appuie un ressort, et ii) une batterie (BV) comprenant une partie installée fixement entre lesdites coupelles (CA), caractérisé en ce qu'il comprend en outre des éléments longitudinaux droit (ELD) et gauche (ELG) auquel est solidarisé fixement un dispositif de protection (DP) selon l'une des revendications précédentes. 9. Véhicule selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits éléments longitudinaux droit (ELD) et gauche (ELG) sont des petits longerons. 10. Véhicule selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce qu'il est de type automobile.