Brevet FR3094554A1 — publié le 20201002

Description Titre de l'invention : Véhicule automobile à énergie électrique de propulsion, équipé d'une bobine inductive secondaire montée sur le châssis du véhicule via une plaque de Faraday. Domaine technique de l'invention 100011 L'invention relève du domaine des véhicules automobiles dont la propulsion est au moins en partie à énergie électrique. L'invention relève plus spécifiquement des équipements de chargement d'au moins une batterie fournissant l'énergie électrique de propulsion d'un tel véhicule, via une bobine d'inductive secondaire. Art antérieur [0002] Dans le domaine automobile, certains véhicules sont à propulsion au moins en partie par énergie électrique. A cet effet, un tel véhicule est équipé d'au moins un accu- mulateur d'énergie électrique, ou autrement dit d'au moins une batterie, et d'un équipement de chargement de la batterie en énergie électrique. [0003] Il a été développé une technique de chargement de la batterie via une bobine inductive secondaire embarquée à bord du véhicule. Selon cette technique, une bobine inductive primaire est installée au sol, tel que par exemple à une station de chargement en énergie électrique du véhicule. Le véhicule est approché de la bobine inductive primaire qui est émettrice d'un champ magnétique capté par la bobine inductive secondaire montée sous le soubassement du châssis du véhicule. La bobine inductive secondaire soumise au champ magnétique produit par la bobine inductive primaire, est alors génératrice d'un courant électrique exploité pour charger rapidement la batterie. [0004] Pour optimiser son efficacité, il est souhaitable d'installer la bobine inductive se- condaire au plus proche du sol pour favoriser sa mise en coopération avec la bobine inductive primaire lors du chargement de la batterie. Cependant, un tel emplacement de la bobine inductive secondaire présente le risque de la soumettre à des heurts par des corps potentiellement présents sur les voies de circulation. [0005] Pour pallier ce risque, une solution proposée par le document US20160297306-Al (BAYERISCHE MOTOREN WERKE AG) est de monter la bobine inductive secondaire sous un bouclier de protection du compartiment moteur du véhicule dont il est communément équipé, et de la couvrir par un élément de protection orienté vers le sol et latéralement bordé par des glissières longitudinales qui font obstacle à une potentielle portée de l'élément de protection contre une surface sous-jacente. [0006] Une autre difficulté résulte de l'installation fréquente de la bobine inductive se- condaire sous le compartiment moteur, dont l'environnement est particulièrement encombré. La bobine inductive secondaire tend alors à être une source de gêne pour 2 l'installation et/ou le montage d'autres organes sur le châssis du véhicule. En outre, la succession de jeux de montage verticaux nécessaires à l'installation de ces organes et/ ou d'autres composants du châssis couramment renforcés, ne facilite pas l'implantation de la bobine inductive secondaire sous le compartiment moteur, sinon à prendre le risque de l'exposer significativement aux corps extérieurs au véhicule éventuellement présents sur les voies de circulation et/ou d'avoir à accroître l'extension verticale du compartiment moteur. [0007] Par ailleurs, une autre contrainte réside dans l'opportunité de protéger l'environnement du véhicule vis-à-vis du rayonnement magnétique produit lors du chargement de la batterie, notamment dans sa zone de réception de la bobine inductive secondaire. Présentation de l'invention [0008] Dans ce contexte, l'invention a pour objet un véhicule automobile à énergie propulsive au moins en partie électrique, comprenant un châssis équipé d'au moins une bobine inductive secondaire de chargement d'une batterie fournissant au moins en partie [énergie propulsive du véhicule. [0009] Lc but de l'invention est de proposer une solution pour surmonter, isolément ou en combinaison, les difficultés et/ou les contraintes précédemment exposées. [0010] Un autre but de [invention est de proposer une solution en limitant un alourdissement du véhicule, afin de favoriser sa progression en minimisant la consommation de l'énergie électrique nécessaire à la progression du véhicule et ainsi augmenter son autonomie en énergie propulsive. [0011] De tels but s'inscrivent notamment sous la contrainte supplémentaire d'une recherche de réduction des coûts de production du véhicule, dans le contexte d'une concurrence économique sévère dans le domaine automobile pouvant rendre rédhibitoire une solution potentielle en raison des coûts induits. [0012] Les buts visés par la présente invention sont atteints isolément ou en combinaison par application des dispositions qui suivent. [0013] Un véhicule à énergie propulsive au moins en partie électrique conforme à l'invention, comprend un châssis équipé d'au moins une bobine inductive secondaire de chargement d'une batterie fournissant au moins en partie l'énergie propulsive du véhicule. La bobine inductive secondaire est montée sur une plaque globalement plane installée sous le soubassement du châssis suivant ses directions longitudinale et transversale d'extension. [0014] Le châssis s'étend classiquement suivant les trois directions d'un repère orthonormé comprenant une direction longitudinale orientée entre l'avant et l'arrière du châssis, une direction transversale et une direction verticale d'extension du châssis en élévation, 3 étant compris par rapport au sol identifié par le plan de roulage du véhicule. Communément le châssis, ses composants et/ou les organes dont il est équipé ainsi que leurs positions relatives, sont définis suivant les directions d'extension du châssis. Les notions relatives, comme avant et arrière sont définies longitudinalement, supérieur et inférieur ou autres notions apparentées comme haut et bas, ou sous et dessus, sont définies verticalement par rapport à l'extension du châssis en élévation depuis le sol, et latéral et/ou droit et gauche sont définies transversalement par rapport au conducteur en station de conduite. [0015] Dans ce contexte, l'invention est reconnaissable en ce que ladite plaque est configure° en plaque de Faraday étanche aux ondes électromagnétiques. Une telle plaque de Faraday forme un blindage magnétique en étant structurellement apte à faire obstacle aux champs magnétiques environnant la bobine inductive secondaire, notamment lors du chargement par induction de la batterie, tel que classiquement par mise en coopération par induction entre une bobine inductive primaire installée au sol et ladite bobine inductive secondaire. Plus précisément à titre indicatif, la plaque de Faraday est formée d'un substrat rigide issu d'un matériau en résine ou en métal, tel que notamment l'acier ou l'aluminium, dans lequel substrat est intégré un circuit maillé électriquement conducteur. [0016] Un tel montage de la bobine inductive secondaire sur le châssis permet d'une part de protéger l'environnement de la bobine inductive secondaire vis-à-vis des champs magnétiques auxquels elle est soumise, mais aussi permet de réduire, notamment sous un compartiment moteur ménagé par le châssis, l'encombrement vertical d'un module de chargement de la batterie comprenant au moins la plaque de Faraday sous laquelle la bobine inductive secondaire est installée. [0017] Selon une forme de réalisation, la plaque de Faraday est fixée à un berceau moteur équipant le châssis. Plus précisément, la plaque de Faraday peut être directement fixée à et sous le berceau moteur monté sur le châssis, en orientant la bobine inductive secondaire vers l'extérieur et le bas du châssis pour permettre une optimisation de sa mise en coopération avec une bobine inductive primaire. Il est ainsi évité une accumulation verticale sur le châssis d'organes nécessaires à la protection de l'environnement de la bobine inductive secondaire et à son installation sous le châssis. [0018] En outre, la plaque de Faraday peut être mise à profit pour participer au renforcement du berceau moteur, notamment vis-à-vis de contraintes transversales pouvant soumettre le berceau moteur à une déformation en torsion. Plus précisément, un renforcement transversal de la plaque de Faraday et un renforcement transversal du berceau moteur peuvent être mutualisés, tel que via au moins une traverse de renfort qui leur est commune et à laquelle ils sont solidarisés, la traverse de renfort étant fixée au châssis via le berceau moteur. Ceci permet encore de limiter l'encombrement vertical du compartiment moteur pouvant être induit par la présence dudit module de chargement de la batterie. [0019] Par exemple selon une forme avantageuse de réalisation, la plaque de Faraday est montée sur le berceau moteur via une traverse de renfort qui renforce conjointement la plaque de Faraday et le berceau moteur à l'encontre de leur déformation. [0020] Plus précisément selon une forme de réalisation, la traverse de renfort est solidaire de la plaque de Faraday et comporte à ses extrémités transversales des retours longitudinaux via lesquels la plaque de Faraday est fixée au moins au berceau moteur. [0021] La traverse de renfort est par exemple solidarisée à la plaque de Faraday par soudage. Par exemple encore, la traverse de renfort est intégrée à la plaque de Faraday en étant issue de sa matière, notamment issue dudit substrat, par moulage ou par déformation tel que par emboutissage. [0022] Plus précisément encore selon une forme avantageuse de réalisation, la plaque de Faraday et le berceau moteur sont au moins en partie conjointement fixés au châssis via la traverse de renfort. [0023] Selon une forme de réalisation, la bobine inductive secondaire est logée à l'intérieur d'une alvéole que comporte la plaque de Faraday et qui présente un débouché ouvert vers l'extérieur du châssis à la face inférieure de la plaque de Faraday suivant son plan d'extension. Ladite alvéole est notamment formée par emboutissage ou par moulage de la plaque de Faraday. [0024] Selon une forme de réalisation, la plaque de Faraday est munie à sa face inférieure d'au moins un organe de déviation de corps extérieurs au véhicule lors de sa progression. Un tel organe de déviation est notamment configuré en au moins une rampe de refoulement desdits corps extérieurs latéralement vers l'extérieur du châssis lors de la progression du véhicule. Ledit organe de déviation s'étend transversalement et verticalement en saillie depuis la face inférieure de la plaque de Faraday vers le bas du châssis en étant placé à l'avant au moins de la bobine inductive secondaire, en formant un obstacle de protection de la bobine inductive secondaire vis-à-vis (lesdits corps extérieurs. [0025] Au moins un premier organe de déviation s'étend à l'avant de la plaque de Faraday pour au moins protéger la bobine inductive secondaire desdits corps extérieurs, et/ou ladite au moins une batterie qui est de préférence placée à l'arrière de la bobine inductive secondaire dans le cas où le berceau moteur est installé à l'avant du châssis. Subsidiairement, au moins un deuxième organe de déviation s'étend potentiellement à l'arrière de la plaque de Faraday pour conforter la protection de la batterie vis-à-vis desdits corps extérieurs. [0026] Selon une forme de réalisation, ledit organe de déviation est formé d'au moins un profilé fixé transversalement à la face inférieure de la plaque de Faraday. L'organe de déviation est notamment configuré en étrave pointée vers l'avant du châssis. Pour préciser, une étrave présente communément une configuration en "V" dont les faces s'étendent de part et d'autre de la pointe de l'étrave. Une étrave présente une extension verticale et est orientée transversalement par rapport à la direction de progression d'un navire ou d'un véhicule de déblaiement par exemple. [0027] Selon une forme de réalisation, la plaque de Faraday comporte au moins une échancrure de passage à son travers d'au moins un conduit. Plus précisément, ledit au moins un conduit est indifféremment un conduit d'adduction d'un flux électrique et/ou un conduit d'adduction d'un liquide de refroidissement. [0028] Par exemple, un conduit d'adduction d'au moins un flux électrique est couramment formé d'un câble ou d'un faisceau de câbles. De tels câbles et/ou faisceau de câbles peuvent être affectés au raccordement de la bobine inductive secondaire avec ladite au moins une batterie pour son chargement, et/ou au raccordement de la batterie avec au moins un organe électrique du véhicule à alimenter en énergie électrique, tel que notamment un moteur électrique propulsif du véhicule. [0029] Par exemple encore, au moins un conduit d'adduction d'un liquide de refroidissement peut être affecté au refroidissement de ladite au moins une batterie, et/ou au refroidissement d'un autre organe du véhicule à refroidir, notamment en fonctionnement, tel que par exemple ledit moteur électrique propulsif du véhicule. Présentation des figures [0030] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit d'un exemple de réalisation de la présente invention, en relation avec les figures suivantes : [003 1 ] [fig. I ] La figure I est une illustration en perspective arrière d'un ensemble de composants équipant un châssis de véhicule automobile selon un exemple de réalisation de l'invention. Ledit ensemble de composants illustré comprend un berceau moteur sous lequel est monté un module de rechargement d'une batterie fournissant l'énergie propulsive du véhicule et comprenant une bobine inductive secondaire installé sous une plaque de Faraday. [0032] [fig.2] La figure 2 est une illustration en vue de bout arrière de l'ensemble de composants représenté sur la figure 1. [0033] [fig.3] La figure 3 est une illustration de dessous de l'ensemble de composants représenté sur la figure 1 et la figure 2. Description détaillée de l'invention 100341 Les figures et leurs descriptions détaillées non limitatives, exposent l'invention selon 6 des modalités particulières qui ne sont pas restrictives quant à la portée de l'invention telle que définie par les revendications. Les figures et leurs descriptions détaillées d'un exemple de réalisation de l'invention peuvent servir à mieux la définir, si besoin en relation avec la description générale qui vient d'en être faite. [0035] Sur les figures 1 à 3, un châssis 1 de véhicule automobile est schématisé en traits in- terrompus pour présenter le contexte de l'invention. Les dimensions d'extension du châssis 1, de ses composants et/ou des équipements du véhicule ainsi que leurs positions relatives sur le châssis 1, sont communément identifiées dans le domaine automobile suivant les trois directions d'un repère orthonormé. Selon ce repère, le châssis 1 s'étend longitudinalement Ll d'avant AV1 en arrière AR1, transversalement T1 entre ses côtés latéraux droit et gauche par rapport à la station du conducteur dans le véhicule, et verticalement V1 en élévation de bas B1 vers le haut Hl par rapport au plan de roulage du véhicule. [0036] Le châssis 1 ménage un compartiment moteur, disposé à l'avant du châssis 1 selon l'exemple de réalisation illustré. Le compartiment moteur loge communément un berceau moteur 2 dédié au montage sur le châssis 1 au moins d'un organe moteur propulsif du véhicule. Dans le contexte de l'invention, un tel organe moteur est un moteur électrique alimenté en énergie à partir d'une batterie, non représentés. Pour son chargement, la batterie est alimentée en énergie électrique par une bobine inductive secondaire 3 schématisée sur les figures 2 et 3, qui est prévue de coopérer avec une bobine inductive primaire placée au sol pour générer le flux électrique d'alimentation de la batterie pour son chargement en énergie électrique. [0037] Dans ce contexte connu, l'invention propose d'équiper le véhicule d'un module 4 électrique de chargement de la batterie. La notion de module est communément comprise comme un organe comprenant plusieurs composants rassemblés en un tout, ou en d'autres termes en un bloc unitaire, pouvant en soi être monté sur un support, notamment dans ce cas sur le châssis 1 du véhicule. [0038] Le module 4 comprend au moins la bobine inductive secondaire 3 installée sous une plaque de Faraday 5. Une telle plaque de Faraday 5 est étanche aux ondes magnétiques, en étant formée d'un substrat en métal ou en résine, qui intègre un circuit maillée électriquement conducteur faisant obstacle au passage à travers la plaque de Faraday 5 des champs magnétiques qui sont générés lors de la mise en coopération entre la bobine inductive secondaire 3 et la bobine inductive primaire. [0039] La plaque de Faraday 5 comporte une alvéole 6, notamment ménagée par une empreinte 6a formée par emboutissage de la plaque de Faraday 5 et plus spécifiquement de son substrat. L'alvéole 6 s'étend verticalement en ménageant à la face inférieure de la plaque de Faraday 5 un compartiment de réception de la bobine inductive secondaire 3. L'alvéole 6 est ouverte vers le bas du véhicule à la face inférieure de la 7 plaque de Faraday 5 suivant le plan longitudinal-transversal d'extension du module 4, ce qui favorise la mise en coopération entre la bobine inductive secondaire 3 et la bobine inductive primaire et donc l'échange entre elles des champs magnétiques générés par la bobine inductive primaire. [0040] Le module 4 est fixé sur le châssis 1 au moins via le berceau moteur 2, en étant es- sentiellement logé à l'intérieur d'un volume délimité par le berceau moteur 2 à son soubassement orienté vers le bas du châssis 1, tel que notamment visible sur la figure 2. Plus particulièrement, la plaque de Faraday 5 est fixée au berceau moteur 2 par des organes de fixation principaux 7a, tels que notamment par boulonnage, via les extrémités transversales d'une traverse de renfort 8. On notera que sur la figure 1, la position du module 4 par rapport au berceau moteur 2 est décalée pour favoriser la visibilité du module 4 et qu'il est compris que les organes de fixation principaux 7a sont orientés en alignement vertical entre la traverse de renfort 8 et le berceau moteur 2, tel que visible sur les figures 2 et 3. [0041] La traverse de renfort 8 est de préférence intégrée à la plaque de Faraday 5, par exemple par soudage ou par formation d'une empreinte constitutive de la traverse de renfort 8 et ménagée par emboutissage de la plaque de Faraday 5. La traverse de renfort 8 est disposée sensiblement en zone longitudinalement médiane de la plaque de Faraday 5, et comporte à chacune de ses extrémités transversales des retours 9 longitudinaux s'étendant vers l'arrière du châssis 1. La traverse de renfort 8 est conjointement fixée au berceau moteur 2 et au châssis 1 par les organes de fixation principaux 7a, via les retours 9 qu'elle comporte. De préférence, les retours 9 de la traverse de renfort 8 comportent chacun à leurs extrémités longitudinales des fûts 9a ménageant des passages de réception des organes de fixations principaux 7a. [0042] Lors du montage du module 4 sur le châssis 1, de tels fûts 9a peuvent être exploitées pour le positionnement de la traverse de renfort 8 par rapport au berceau moteur 2, par introduction des fûts 9a à l'intérieur de passages 2a que comporte le berceau moteur 2 à son travers. Tel qu'illustré sur la figure 3, une fixation complémentaire de la plaque de Faraday 5 au châssis 1 peut être réalisée à ses coins, via des organes de fixation secondaires 7b tel que notamment par vissage ou par boulonnage. [0043] Ainsi, la traverse de renfort 8 est exploitée comme une interface de fixation du module 4 d'une part au berceau moteur 2 et d'autre part directement au châssis 1, via les organes de fixation principaux 7a affectés au montage du berceau moteur 2 sur le châssis 1. Autrement dit, la plaque de Faraday 5 et le berceau moteur 2 sont au moins en partie conjointement fixés au châssis 1 via la traverse de renfort 8. En outre, la traverse de renfort 8 forme un organe de renforcement en torsion à la fois de la plaque de Faraday 5 et du berceau moteur 2. [0044] Compte tenu de l'exposition de la bobine inductive secondaire 3 vers l'extérieur du 8 véhicule à travers le débouché de l'alvéole 6 orienté vers le bas du châssis 1, le module 4 comprend un organe de déviation 10 de corps extérieurs au véhicule lors de sa progression. Ledit organe de déviation 10, visible sur les figures 2 et 3 est disposé à l'avant du module 4, en étant ménagé sous la plaque de Faraday 5 à sa face inférieure orientée vers le bas du châssis 1. Ledit organe de déviation 10 est notamment formé d'au moins un profilé et est configuré en étrave dont la pointe est orientée vers l'avant du véhicule, tel que plus particulièrement visible sur la figure 3. L'organe de déviation 10 présente ainsi une configuration en "V" permettant de chasser latéralement de dits corps extérieurs lors de la progression du véhicule, afin de protéger au moins la bobine inductive secondaire 3, et aussi le cas échéant la batterie installée sur le châssis 1 à l'arrière du module 4. [0045] La paroi de l'empreinte 6a ménageant l'alvéole 6, comporte à sa face supérieure une butée 12 orientée vers l'intérieur de l'alvéole 6. La butée 12 forme un organe de positionnement vertical de la bobine inductive secondaire 3 à l'intérieur de l'alvéole 6, en ménageant un écart vertical entre la bobine inductive secondaire 3 et la face supérieure de la plaque de Faraday 5. [0046] Plus particulièrement visible sur la figure 1 et la figure 3, la plaque de Faraday 5 comporte suivant son plan d'extension longitudinal-transversal au moins une échancrure 11 qui s'étend longitudinalement depuis sensiblement la zone médiane vers la zone arrière de la plaque de Faraday 5. Une telle échancrure 11 ménage un passage à travers la plaque de Faraday 5 d'au moins un conduit non représenté, tel qu'un conduit d'adduction d'au moins un flux électrique agencé en au moins un câble et/ou un conduit d'acheminement d'un liquide de refroidissement agencée en canal de circulation du liquide de refroidissement. Ledit au moins un câble est notamment un câble reliant la bobine inductive secondaire 3 à la batterie pour son chargement, et ledit liquide de refroidissement est au moins affecté au refroidissement de la batterie. [0047] 11 en ressort que le module 4 comprend essentiellement la plaque de Faraday 5 logeant la bobine inductive secondaire 3 qui est notamment installée à l'intérieur de l'alvéole 6 que comporte la plaque de Faraday 5. De préférence, le module 4 comprend en outre la traverse de renfort 8 qui est solidarisée à la plaque de Faraday 5 et qui forme d'une part une interface de montage du module 4 sur le châssis 1 via le berceau moteur 2, et d'autre part un organe de renforcement en torsion conjointement de la plaque de Faraday 5 et du berceau moteur 2. De préférence encore, le module 4 comprend aussi l'organe de déviation 10 qui est avantageusement intégré à la face inférieure de la plaque de Faraday 5, par exemple par soudage, en étant configuré en étrave ménagée à l'avant et en saillie verticale vers le bas du châssis 1 par rapport au débouché de l'alvéole 6 qui est orienté vers le bas du châssis 1 en étant préférentiellement ouvert vers l'extérieur du véhicule. 9 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4] [Revendication 5] [Revendication 6] REVENDICATIONS- Véhicule automobile à énergie propulsive au moins en partie électrique, le véhicule comprenant un châssis (1) s'étendant suivant les trois directions d'un repère orthonormé comprenant une direction longitudinale (LI ) orientée entre l'avant et l'arrière du châssis (1), une direction transversale (T1) et une direction verticale (V1) d'extension du châssis (I) en élévation par rapport au sol, le châssis (1) étant équipé d'au moins une bobine inductive secondaire (3) de chargement d'une batterie fournissant au moins en partie l'énergie propulsive du véhicule, la bobine inductive secondaire (3) étant montée sur une plaque globalement plane installée sous le soubassement du châssis (1) suivant ses directions longitudinale (L1) et transversale (T1) d'extension, caractérisé en ce que ladite plaque est configurée en plaque de Faraday (5) étanche aux ondes électromagnétiques apte à faire obstacle aux champs magnétiques environnant la bobine inductive secondaire (3) lors du chargement par induction de la batterie. - Véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque de Faraday (5) est fixée à un berceau moteur (2) équipant le châssis (1). - Véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque de Faraday (5) est montée sur le berceau moteur (2) via une traverse de renfort (8) qui renforce conjointement de la plaque de Faraday (5) et le berceau moteur (2) à l'encontre de leur déformation. - Véhicule automobile selon la revendication 3, caractérisé en ce que la traverse de renfort (8) est solidaire de la plaque de Faraday (5) et comporte à ses extrémités transversales des retours (9) longitudinaux via lesquels la plaque de Faraday (5) est conjointement fixée au moins au berceau moteur (2). - Véhicule automobile selon rune quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que la plaque de Faraday (5) et le berceau moteur (2) sont au moins en partie conjointement fixés au châssis (1) via la traverse de renfort (8). - Véhicule automobile selon rune quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la bobine inductive secondaire (3) est logée à l'intérieur d'une alvéole (6) que comporte la plaque de Faraday (5) et qui présente un débouché ouvert vers l'extérieur du châssis (1) à la face inférieure de la plaque de Faraday (5) suivant son plan d'extension. 10 [Revendication 7] [Revendication 8] [Revendication 9] [Revendication 10] - Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la plaque de Faraday (5) est munie à sa face inférieure d'au moins un organe de déviation (10) de corps extérieurs au véhicule lors de sa progression. - Véhicule automobile selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit organe de déviation (10) est formé d'au moins un profilé fixé transversalement à la face inférieure de la plaque de Faraday (5) et est configure en étrave pointée vers l'avant du châssis (1). - Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la plaque de Faraday (5) comporte au moins une échancrure (11) de passage à son travers d'au moins un conduit. - Véhicule automobile selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit au moins un conduit est indifféremment un conduit d'adduction d'un flux électrique et/ou un conduit d'adduction d'un liquide de refroidissement.