Brevet FR3103639A1 — publié le 20210528

L'invention concerne un carter de batterie de traction pour véhicule électrique ou hybride, comportant : - un couvercle (COUV) métallique apte à fermer un récipient métallique, - ledit récipient métallique comportant un fond et des parois latérales (PL), - un joint d’étanchéité (JE) apte à être comprimé entre ledit couvercle (COUV) et ledit récipient métallique, caractérisé en ce que ledit couvercle (COUV) comporte des moyens d’emboîtage élastique sur des premiers rebords correspondants desdites parois latérales (PL), lesdits moyens d’emboîtage élastique comportant en outre des moyens de compression dudit joint d’étanchéité (JE). Figure pour l’abrégé : Figure 8 Carter de batterie de traction et procédé de montage correspondant La présente invention se rapporte de manière générale au domaine des batteries d’accumulateurs électriques, et concerne plus précisément un carter de batterie de traction pour véhicule électrique ou hybride. Il est à noter qu’on appelle dans cette demande « batterie de traction », une batterie d’accumulateurs de puissance assez importante pour assurer la traction ou la propulsion d’un véhicule électrique ou hybride. La tension d’une batterie de traction atteint par exemple 400V lorsqu’elle est complètement chargée. Comme représenté sur la figure 1 , un carter de batterie de traction est généralement constitué d’un carter supérieur CAS permettant de fermer un carter inférieur CAI généralement en aluminium extrudé et apte à contenir des modules de cellules de batterie, par exemple des cellules Lithium-Ion. Le carter supérieur CAS a notamment pour fonction d’assurer l’étanchéité de la batterie de traction à l’eau et aux perturbations électromagnétiques afin d’assurer sa compatibilité électromagnétique CEM. Le carter supérieur CAS est généralement fixé au carter inférieur CAI par des vis VIS vissées dans des inserts INS sertis dans les parois du carter inférieur CAI. Un joint d’étanchéité J est disposé sur le contour de la paroi supérieure du carter inférieur CAI et ainsi coincé entre le carter inférieur CAI et le carter supérieur CAS lors de cette opération de vissage. Le carter supérieur CAS étant peu rigide, l’entraxe des vis VIS doit être serré pour assurer un bon appui des vis sur le joint d’étanchéité J. Malgré cet entraxe resserré, l’espace entre deux vis VIS, visible sur la figure 2 , constitue une fuite pour les perturbations électromagnétiques. Afin d’assurer une bonne étanchéité à l’eau et aux perturbations électromagnétiques, il faut donc augmenter le nombre de vis, ce qui augmente la masse du carter de batterie ainsi que son temps d’assemblage. De plus les inserts étant larges, le carter inférieur CAI comporte des parois latérales larges (25 millimètres de largeur dans l’exemple de la figure 1 ) ce qui réduit la place à l’intérieur du carter de batterie pour les modules de puissance. Un des buts de l'invention est de remédier à au moins une partie des inconvénients de la technique antérieure en fournissant un carter de batterie de traction ainsi qu’un procédé de montage d’un tel carter qui permettent d’assurer une bonne étanchéité du carter de batterie par rapport à l’eau et aux perturbations électromagnétiques, et qui soient simples et peu coûteux à fabriquer ou mettre en œuvre. A cette fin, l'invention propose un carter de batterie de traction pour véhicule électrique ou hybride, comportant : - un couvercle métallique apte à fermer un récipient métallique, - ledit récipient métallique comportant un fond et des parois latérales, - un joint d’étanchéité apte à être comprimé entre ledit couvercle et ledit récipient métallique, caractérisé en ce que ledit couvercle comporte des moyens d’emboîtage élastique sur des premiers rebords correspondants desdites parois latérales, lesdits moyens d’emboîtage élastique comportant en outre des moyens de compression dudit joint d’étanchéité. Grâce à l’invention, l’emboîtage élastique du couvercle sur les parois latérales du récipient permet un contact métal-métal sur tout le pourtour des parois du récipient ce qui assure une bonne étanchéité du carter de batterie aux fuites électromagnétiques. De plus le joint d’étanchéité étant comprimé par ces moyens d’emboîtage ou de clipsage également sur tout le pourtour des parois du récipient, on assure une bonne étanchéité du carter de batterie. Du fait de la suppression des vis pour le montage du couvercle sur le récipient du carter, le nombre de pièces du carter et donc son temps de montage est diminué, de plus les parois latérales peuvent être amincies. Le coût, le poids et l’encombrement du carter de batterie s’en trouvent ainsi diminués grâce à l’invention. Selon une caractéristique avantageuse du carter de batterie selon l’invention, ledit couvercle comporte des rebords recourbés, l’extrémité desdits premiers rebords desdites parois latérales formant un épaulement bordant un trottoir situé dans un plan sensiblement orthogonal auxdites parois latérales, lesdits rebords recourbés étant aptes à crocheter ledit trottoir, ledit joint d’étanchéité étant apte à être déposé sur ledit trottoir contre ledit épaulement. Par « sensiblement orthogonal» on entend dans cette demande pouvant varier angulairement de 0 à 15° par rapport à la direction orthogonale, dans un sens ou un autre par rapport aux parois latérales. La présence d’un épaulement permet de maîtriser le taux de compression du joint d’étanchéité entre le couvercle et le trottoir. Selon une autre caractéristique avantageuse du carter de batterie selon l’invention, ledit trottoir comporte une surface supérieure orthogonale auxdites parois latérales et une surface inférieure présentant un angle compris dans la plage [25°(degré),85°] avec lesdites parois latérales. Une telle conception du trottoir permet d’assurer une bonne tenue du joint d’étanchéité lors de sa dépose tout en assurant une bonne fixation du couvercle. Selon encore une autre caractéristique avantageuse du carter batterie selon l’invention, lesdits rebords recourbés comportent une première partie sensiblement dans le même plan qu’une portion centrale dudit couvercle, prolongée par une deuxième partie sensiblement orthogonale à ladite première partie, ladite deuxième partie étant prolongée par une troisième partie arrondie en direction de ladite première partie, ladite première partie étant apte à être mise en appui sur ledit épaulement et ladite troisième partie étant apte à être mise en contrainte contre ledit trottoir de par l’élasticité desdits rebords recourbés. Par « sensiblement dans le même plan» ou « sensiblement orthogonale » on entend dans cette demande pouvant varier angulairement de 0 à 15° par rapport au plan de la portion centrale ou respectivement par rapport à une direction orthogonale au couvercle. Ce mode de réalisation a l’avantage d’être simple à mettre en œuvre. Préférentiellement, ledit récipient est réalisé en aluminium extrudé, ce qui a l’avantage d’être léger et peu coûteux. Avantageusement, lesdites parois latérales comportent en outre une zone de réception d’une bande élastique dans laquelle ladite bande élastique est apte à être comprimée entre ledit couvercle et des deuxièmes rebords desdites parois latérales. Cette bande élastique permet de sécuriser le maintien du couvercle déjà réalisé par les moyens d’emboîtement élastique. Avantageusement encore, lesdites parois latérales comportent une paroi interne et une paroi externe reliées par un pont de matière, lesdits premiers rebords prolongeant en saillie ladite paroi interne, ledit trottoir étant situé entre lesdites parois interne et externe dans un plan sensiblement parallèle audit pont de matière, lesdits deuxièmes rebords prolongeant en saillie ladite paroi externe à distance dudit trottoir, ladite zone de réception étant formée dudit pont de matière et desdits seconds rebords. Cette conception de la zone de réception est simple à mettre en œuvre. Préférentiellement, l’ajustement entre ladite bande élastique et ledit couvercle dans ladite zone de réception présente une interférence. Ainsi le maintien du couvercle et de la bande élastique sur le carter de batterie est assuré. L'invention concerne aussi un procédé de montage d’un carter de batterie selon l’invention, comportant les étapes de : - dépose dudit joint d’étanchéité sur ledit trottoir, - mise en position dudit couvercle sur lesdits premiers rebords - clipsage desdits rebords recourbés sur ledit trottoir - insertion en force de ladite bande élastique dans ladite zone de réception. Le procédé de montage selon l’invention présente des avantages analogues à ceux du carter de batterie selon l’invention. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture d’un mode de réalisation préféré décrit en référence aux figures dans lesquelles : , déjà décrite en relation avec l’art antérieur, représente une vue en coupe d’une partie de carter de batterie de l’art antérieur, , également décrite en relation avec l’art antérieur, représente cette partie de carter de batterie de l’art antérieur selon une vue en perspective, représente une vue en coupe d’une paroi latérale d’une partie inférieure de carter selon l’invention, dans ce mode de réalisation préféré, représente une vue en coupe d’un couvercle de carter selon l’invention, dans ce mode de réalisation préféré, représente une étape du procédé de montage selon l’invention, dans ce mode de réalisation préféré, représente le résultat d’une autre étape du procédé de montage selon l’invention, dans ce mode de réalisation préféré, représente encore une autre étape du procédé de montage selon l’invention, dans ce mode de réalisation préféré, et représente une vue en coupe d’une partie de carter de batterie selon l’invention à la fin du procédé de montage selon l’invention, dans ce mode de réalisation préféré. Le carter de batterie selon l’invention est réalisé en deux parties : un carter inférieur formant un récipient métallique comportant un fond et des parois latérales, dans lequel sont placés les modules de batterie, et un couvercle métallique formant le carter supérieur, qui permet de refermer le récipient par le dessus. Entre les deux est comprimé un joint d’étanchéité. Le couvercle étant disposé verticalement sur le récipient, les termes « supérieur » / « au-dessus » ou « inférieur » / « au-dessous » dans cette demande se comprennent par rapport à cette disposition dans la direction verticale. Selon un mode préféré de réalisation de l'invention représenté à la figure 3 , les parois latérales PL du récipient métallique sont doubles : chacune d’entre elles comporte une paroi interne PI et une paroi externe PE reliées entre elles par des ponts de matière PM. Sur la partie supérieure des parois latérales PL, la paroi interne PI est prolongée au-dessus d’un pont de matière PM par un premier rebord PR, et la paroi externe PE est prolongée au-dessus du pont de matière PM par un deuxième rebord SR. L’extrémité du premier rebord PR forme un épaulement EP bordant un trottoir TRO longeant la paroi interne PI des parois latérales PL sur tout leur pourtour. Ce trottoir est disposé sensiblement orthogonalement à la paroi interne PI et sert de zone de dépose d’un joint d’étanchéité JE visible sur la figure 6 . Plus précisément le trottoir TRO est situé entre la paroi interne PI et la paroi externe PE, à distance de la paroi externe PE, de telle sorte qu’il soit possible d’insérer une bande élastique BE de plusieurs millimètres (mm) d’épaisseur, visible sur la figure 8 , entre le trottoir TRO et le deuxième rebord SR, sur le pont de matière PM. La zone contre le pont de matière PM et le deuxième rebord SR forme ainsi une zone de réception ZR de cette bande élastique BE. La bande élastique BE est par exemple de section circulaire et est réalisée par exemple en EPDM ou caoutchouc. Le trottoir TRO comporte une surface supérieure SSO orthogonale à la paroi interne PI, ce qui permet au joint JE de ne pas glisser lors de sa dépose sur le trottoir TRO. La surface inférieure SI du trottoir TRO est oblique par rapport à cette paroi interne PI, elle présente un angle α d’environ 80° avec la partie inférieure du premier rebord PR. Cela permet au trottoir TRO d’avoir une surface d’extrémité de forme convexe correspondante avec la forme concave d’une partie d’extrémité PA3 du couvercle COUV représenté à la figure 4 . Le récipient est réalisé par exemple en aluminium extrudé. Le couvercle COUV comporte en effet une portion centrale PC sensiblement plane, dont les bords sont recourbés de sorte à revenir vers cette portion central PC dans une partie inférieure du couvercle COUV. Les rebords présentent une élasticité par rapport à la partie centrale PC de sorte à ce qu’ils s’emboîtent élastiquement sur les trottoirs TRO des parois latérales PL. Cette élasticité est obtenue par pliage de la matière métallique du couvercle COUV sur ces rebords. Le couvercle COUV est réalisé par exemple en acier et l’épaisseur des rebords est d’environ 0.7 mm. Plus précisément les rebords du couvercle COUV comportent : - une première partie PA1 prolongeant la portion central PC, - une deuxième partie PA2 prolongeant cette première partie PA1 dans une direction orthogonale à cette première partie PA1, - et une troisième partie PA3 arrondie en direction de la portion central PC et prolongeant la deuxième partie PA2. Ainsi les rebords du couvercle COUV ont en coupe une forme de crochet. En référence à la figure 5 , une première étape du procédé de montage du carter de batterie selon l'invention est représentée. Cette étape est la dépose du joint d’étanchéité JE sur le trottoir TRO des parois latérales PL du récipient du carter de batterie. L’étape suivante est le positionnement du couvercle COUV au-dessus du récipient de manière à ce que les rebords du couvercle COUV se trouvent en regard des premiers rebords PR des parois latérales PL. L’étape suivante est le clipsage ou emboîtement élastique des rebords du couvercle COUV sur le trottoir TRO des parois latérales PL. Le résultat de cette étape est représenté figure 6 . On y voit le joint JE comprimé entre d’une part la première partie PA1 du couvercle COUV, qui prend appui sur l’épaulement EP, et d’autre part le trottoir TRO. L’étape suivante est l’insertion progressive en force de la bande élastique BE dans la zone de réception ZR, comme représenté figure 7 . La bande élastique BE assure ainsi le maintien en position du couvercle sur le récipient par coincement. Une légère interférence entre la bande élastique BE et le couvercle assure ce maintien. L’interférence est par exemple de 1 mm. Le résultat de cette dernière étape est représenté figure 8 . La largeur l des parois latérales PL du récipient du carter de batterie est de 13 mm dans ce mode de réalisation de l’invention, au lieu de 25 mm dans l’art antérieur, ce qui permet de gagner en compacité, poids, et matière. De plus toutes les zones du carter de batterie étant fermées par du métal, les fuites électromagnétiques sont évitées. Bien sûr d’autres modes de réalisation de l’invention sont envisageables, notamment les moyens d’emboîtage élastique sont en variante réalisés par des rebords du couvercle batterie tournés courbés vers l’extérieur et aptes à s’emboîter dans une rainure située sur la paroi externe du récipient du carter de batterie, entre la paroi interne et la paroi externe du récipient. La paroi interne conserve un trottoir interne dans cette variante de réalisation, sur lequel le joint d’étanchéité est comprimé de manière similaire à la variante principale de réalisation de l’invention. Carter de batterie de traction pour véhicule électrique ou hybride, comportant: - un couvercle (COUV) métallique apte à fermer un récipient métallique, - ledit récipient métallique comportant un fond et des parois latérales (PL), - un joint d’étanchéité (JE) apte à être comprimé entre ledit couvercle (COUV) et ledit récipient métallique, caractérisé en ce que ledit couvercle (COUV) comporte des moyens d’emboîtage élastique sur des premiers rebords (PR) correspondants desdites parois latérales (PL), lesdits moyens d’emboîtage élastique comportant en outre des moyens de compression dudit joint d’étanchéité (JE). Carter selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit couvercle (COUV) comporte des rebords recourbés, l’extrémité desdits premiers rebords (PR) desdites parois latérales (PL) formant un épaulement (EP) bordant un trottoir (TRO) situé dans un plan sensiblement orthogonal auxdites parois latérales (PL), lesdits rebords recourbés étant aptes à crocheter ledit trottoir (TRO), ledit joint d’étanchéité (JE) étant apte à être déposé sur ledit trottoir (TRO) contre ledit épaulement (EP). Carter selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit trottoir (TRO) comporte une surface supérieure orthogonale (SSO) auxdites parois latérales (PL) et une surface inférieure (SI) présentant un angle (α) compris dans la plage [25°,85°] avec lesdites parois latérales (PL). Carter selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits rebords recourbés comportent une première partie (PA1) sensiblement dans le même plan qu’une portion centrale (PC) dudit couvercle (COUV), prolongée par une deuxième partie (PA2) sensiblement orthogonale à ladite première partie (PA1), ladite deuxième partie (PA2) étant prolongée par une troisième partie (PA3) arrondie en direction de ladite première partie (PA1) , ladite première partie (PA1) étant apte à être mise en appui sur ledit épaulement (EP) et ladite troisième partie (PA3) étant apte à être mise en contrainte contre ledit trottoir (TRO) de par l’élasticité desdits rebords recourbés. Carter selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit récipient est réalisé en aluminium extrudé. Carter selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lesdites parois latérales (PL) comportent en outre une zone de réception (ZR) d’une bande élastique (BE) dans laquelle ladite bande élastique (BE) est apte à être comprimée entre ledit couvercle (COUV) et des deuxièmes rebords (SR) desdites parois latérales (PL). Carter selon la revendication 6, dans lequel lesdites parois latérales (PL) comportent une paroi interne (PI) et une paroi externe (PE) reliées par un pont de matière (PM), lesdits premiers rebords (PR) prolongeant en saillie ladite paroi interne (PI), ledit trottoir (TRO) étant situé entre lesdites parois interne (PI) et externe (PE) dans un plan sensiblement parallèle audit pont de matière (PM), lesdits deuxièmes rebords (SR) prolongeant en saillie ladite paroi externe (PE) à distance dudit trottoir, ladite zone de réception (ZR) étant formée dudit pont de matière (PM) et desdits seconds rebords (SR). Carter selon la revendication 6 ou 7, dans lequel l’ajustement entre ladite bande élastique (BE) et ledit couvercle (COUV) dans ladite zone de réception (ZR) présente une interférence. Procédé de montage d’un carter de batterie selon l’une quelconque des revendications 6 à 8, comportant les étapes de : - dépose dudit joint d’étanchéité (JE) sur ledit trottoir (TRO), - mise en position dudit couvercle (COUV) sur lesdits premiers rebords (PR), - clipsage desdits rebords recourbés sur ledit trottoir (TRO), - insertion en force de ladite bande élastique (BE) dans ladite zone de réception (ZR).