Brevet FR3102434A1 — publié le 20210430

Véhicule automobile comprenant une batterie (1), une structure (2) portant la batterie (1), et un système de fixation de la batterie (3 , 4 , 7 , 8 , 10). Ce système de fixation comprend : - un socle (3) de réception de la batterie (1), solidaire de la structure (2), ce socle (3) comprenant une première butée (4) en appui contre une première face (5) de la batterie (1) selon une première direction (6), - un arceau (7, 8) conformé pour maintenir la batterie (1) en appui sur ce socle (3) et s’étendant selon une deuxième direction (9) différente de la première direction (6). Ce système de fixation (3 , 4 , 7, 8 , 10) comprend une deuxième butée (10) en appui contre une deuxième face (11) de la batterie (1) opposée à la première face (5), cette deuxième butée (10) étant entièrement amovible. Figure 1 Véhicule automobile comprenant une batterie, et un système de fixation de la batterie La présente invention concerne le domaine des véhicules automobiles comprenant une batterie, ce véhicule étant soumis à un choc selon une direction prédéfinie. L’invention concerne plus particulièrement un système de fixation de cette batterie, agencé de sorte que la batterie reste maintenue en place par le système de fixation après ce choc. On comprendra par batterie, dans tout le texte de ce document, un moyen de stockage d’électricité monté, par exemple, dans un véhicule automobile, ce moyen de stockage d’électricité comprenant au moins un module de batterie contenant au moins une cellule électrochimique. Ce moyen de stockage comprend éventuellement des moyens électriques ou électroniques pour la gestion d’énergie électrique de ce au moins un module. Ce moyen de stockage comprend en outre un bac ou carter formant une enveloppe du module ou entourant le module ou regroupant l’ensemble des modules lorsqu’il y a plusieurs modules et formant alors un bloc batteries, ce bloc batteries étant souvent désigné par l’expression anglaise « pack batteries », ce carter contenant généralement une interface de montage, et des bornes de raccordement. Par ailleurs, on comprendra par cellule électrochimique dans tout le texte de ce document, des cellules générant du courant par réaction chimique, par exemple de type lithium-ion (ou Li-ion), de type Ni-Mh, ou Ni-Cd ou encore plomb. Dans ce domaine, sont connus des systèmes de fixation de cette batterie dans le véhicule, ces systèmes comprenant un socle recevant une face inférieure de la batterie, et comprenant une sangle ou une bride entourant la batterie et la maintenant fermement contre ce socle. Les véhicules automobiles intègrent de nos jours de plus en plus de fonctions de sécurité, en particulier dans les calculateurs contrôlant les différents organes du véhicule comme le groupe motopropulseur ou un moyen de refroidissement ou de sécurisation des batteries alimentant une machine motrice électrique, pour les véhicules hybrides ou à propulsion entièrement électrique par exemple. Il est alors avantageux que le système de fixation de la batterie alimentant ce calculateur permette de maintenir cette batterie même en cas d’accident, de sorte que le calculateur et tous les organes nécessaires à ces fonctions de sécurité soient toujours alimentés. Ainsi il est demandé à ces système de fixation de résister à des chocs plus importants. Un tel système de fixation est par exemple connu du modèle d’utilité CN-U-203472754 qui présente un socle à bords relevés combiné à une bride vissée en trois parties, la partie supérieure étant vissée sur la structure du véhicule. Un tel système de fixation résiste bien aux sollicitations de chocs, mais présente une grande difficulté de montage : la bride en trois parties est complexe à assembler, et pour la mise en place de la batterie sur son socle elle doit être levée puis orientée puis descendue à la verticale, ce qui n’est pas du tout simple ni ergonomique. Le but de l’invention est de remédier à cet inconvénient, tout en ayant un système de fixation de la batterie résistant aux sollicitations de chocs. On comprendra par structure du véhicule, dans tout le texte de ce document, une structure portant des organes ou équipements du véhicule. Cette structure est par exemple un châssis portant une chaine de traction et une caisse du véhicule. Cette structure peut être également la caisse en elle-même, qu’elle soit autoporteuse (sans châssis) ou pas (avec châssis). On comprendra par passage de roue, dans tout le texte de ce document, une paroi de la structure en regard de la roue et délimitant un espace de rotation de cette roue. Cette paroi est par exemple une tôle d’acier de la structure du véhicule, tôle simple ou en forme de traverse ou de longeron. On comprendra par l’expression « A solidaire de B », dans tout le texte de ce document, une liaison d’une pièce A en contact sur une pièce B immobilisant les six degrés de liberté de la pièce A. On comprendra par l’expression « fond » de la batterie, une face de la batterie tendant à supporter le poids de la batterie lorsqu’elle est positionnée et fixée sur la structure du véhicule statique, en position d’utilisation. Ce fond est alors le dessous de la batterie, définissant ainsi un sens vertical. A cet effet, l’invention a pour objet un véhicule automobile comprenant une batterie, une structure portant la batterie, et un système de fixation de la batterie, ce système de fixation comprenant : - un socle de réception de la batterie, solidaire de la structure, ce socle comprenant une première butée en appui contre une première face de la batterie selon une première direction, - un arceau conformé pour maintenir la batterie en appui sur ce socle et s’étendant selon une deuxième direction différente de la première direction, et étant tel que le système de fixation comprend une deuxième butée en appui contre une deuxième face de la batterie opposée à la première face, cette deuxième butée étant entièrement amovible. Ainsi, cette invention permet une très bonne tenue aux chocs de la batterie grâce au système de fixation comprenant l’arceau et les deux butées, mais en outre, la deuxième butée étant entièrement amovible, cette invention permet une translation de la batterie sur le socle selon la première direction, par un opérateur de montage. Cette batterie est alors posée sur le socle au niveau de sa première face, puis translatée sur le socle sans besoin d’être soulevée, puis mise en butée contre la première butée, la batterie étant guidée par l’arceau lors de cette translation. On notera que la deuxième direction est notamment orthogonale à la première direction, de sorte à faciliter ce guidage. On comprendra par « entièrement amovible », dans tout le texte de ce document, une deuxième butée n’offrant aucune section opposable à la translation de la batterie sur son socle selon cette première direction. Selon un mode de réalisation de l’invention, l’arceau comprend une première et une deuxième extrémité, la première extrémité étant solidaire du socle. Selon ce mode de réalisation, la deuxième extrémité est solidaire de la structure. Cette caractéristique permet que, en cas de chocs du véhicule, les efforts mécaniques induits sur le socle soient moindres et mieux répartis sur la structure, nécessitant alors moins de renforts de la structure localisés à proximité du socle. Selon ce mode de réalisation, la structure comprend un passage de roue du véhicule, la deuxième extrémité étant solidaire de ce passage de roue. Ainsi l’invention permet de minimiser au maximum l’importance de ces renforts en réutilisant une partie préexistante de la structure : le passage de roue. On notera en outre que ce passage de roue présente une paroi en tôle simple ou en forme de traverse ou de longeron en regard de la roue, à une altitude plus élevée que l’altitude de la première extrémité. L’altitude est prise par rapport à la verticale précédemment définie. Ceci permet d’avoir la deuxième extrémité plus haute que la première extrémité, de sorte que le centre de gravité de la batterie se rapproche ou est confondu avec une droite passant par la première et la deuxième extrémité. Ainsi le couple de basculement de la batterie, défini par : - une force due à la masse de la batterie et la décélération du choc, - cette force étant appliquée à ce centre de gravité créant un bras de levier par la distance entre ce centre et la droite précédemment définie, est considérablement diminué voire annulé lorsque cette distance est nulle, permettant encore de diminuer voire de supprimer les renforts. Selon ce mode de réalisation, la première extrémité est soudée au socle. Ainsi l’arceau peut être utilisé comme guidage pour la translation de la batterie. Selon ce mode de réalisation, l’arceau comprend deux uniques parties vissées entre-elles, la première partie comprenant la première extrémité, la deuxième partie comprenant la deuxième extrémité. Ainsi cet arceau est simple à assembler, et la seconde partie, qui est la partie supérieure de l’arceau, peut être démontée pour faciliter la mise en place de la batterie sur le socle. La première partie, verticale et soudée au socle, sert alors de guidage pour la mise en place de la batterie. Selon ce mode de réalisation, au moins une des parties est un flasque embouti. Selon un mode de réalisation de l’invention, la périphérie du fond de la batterie comprend un talon saillant vers l’extérieur de la batterie, la première et la deuxième butée prenant appui sur un pan du talon de sorte à plaquer la batterie sur le socle. Selon un mode de réalisation de l’invention, la deuxième butée amovible est une bride dont une première extrémité comprend une liaison articulée avec le socle, et dont une deuxième extrémité comprend une fixation par vis avec le socle. Cette caractéristique permet, au moment de la mise en place de la batterie, de fixer la deuxième butée avec une unique opération de vissage. Elle permet aussi de maintenir la deuxième butée en liaison avec le socle, de sorte que l’opérateur qui met en place la batterie n’a pas en plus à amener la deuxième butée, et peut donc garder ses deux mains pour la batterie. La deuxième butée reste articulée avec le socle, elle est juste escamotée pour la translation de la batterie, puis pivotée autour de cette articulation puis vissée. Selon une variante de ce mode de réalisation, la liaison articulée est réalisée par encliquetage de la première extrémité de la bride dans le socle. D’autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après d’un mode particulier de réalisation, non limitatif de l’invention, faite en référence à la figure dans laquelle : : La figure 1 représente une batterie et un système de fixation de la batterie d’un véhicule selon l’invention. La figure 1 , figure unique, représente donc une batterie 1 et un système de fixation de la batterie 3, 4, 7, 8, 10 d’un véhicule (non représenté) selon l’invention. Ce véhicule est par exemple un véhicule comprenant un compartiment moteur et un moteur thermique dans ce compartiment moteur, la batterie étant dans ce compartiment moteur. Mais le véhicule peut tout aussi bien être un véhicule à motorisation hybride ou électrique, la batterie 1 étant une batterie pour alimenter une motorisation électrique ou pour alimenter un réseau de bord ou un démarreur du moteur thermique. Ce véhicule automobile comprend la batterie 1, une structure 2 portant la batterie 1, et le système de fixation de la batterie 3, 4, 7, 8, 10, ce système de fixation comprenant : - un socle 3 de réception de la batterie 1, solidaire de la structure 2, ce socle 3 comprenant une première butée 4 en appui contre une première face 5 de la batterie 1 selon une première direction 6, - un arceau 7, 8 conformé pour maintenir la batterie 1 en appui sur ce socle 3 et s’étendant selon une deuxième direction 9 différente de la première direction 6, le système de fixation 3 , 4 , 7, 8 , 10 comprenant en outre une deuxième butée 10 en appui contre une deuxième face 11 de la batterie 1 opposée à la première face 5, cette deuxième butée 10 étant entièrement amovible. La batterie 1 représentée est parallélépipédique, mais ce n’est pas obligatoire. Le socle 3 reçoit le fond de la batterie 1, et est par exemple une tôle emboutie rapportée sur la structure 2 qui s’étend sous le socle 3, et est soudée ou vissée ou rivetée. Mais ce n’est pas obligatoire, ce socle 3 peut également être une forme aménagée de la structure 2 sans pièce rapportée. L’arceau 7, 8 comprend une première 12 et une deuxième 13 extrémité, la première extrémité 12 étant solidaire du socle 3. La deuxième extrémité 13 est solidaire de la structure 2. Dans l’exemple de la figure 1, le système de fixation comprend une équerre 21, qui est une pièce rapportée et soudée sur la structure 2, et sur laquelle la deuxième extrémité 13 est vissée. Cette équerre 21 est un renfort local pour la structure 2 pour permettre de résister aux sollicitations mécaniques de l’arceau en cas de choc du véhicule. Mais ce n’est qu’un exemple de réalisation. En variante, par exemple, la deuxième extrémité 13 est fixée sur une forme aménagée de la structure 2, sans pièce rapportée. La structure 2 comprend un passage de roue du véhicule, la deuxième extrémité 13 étant solidaire de ce passage de roue. En particulier, on peut définir un plan P comprenant un plan moyen du socle 3, par exemple confondu avec le fond de la batterie 1. Ce plan P, par convention, est alors le plan d’altitude zéro. La première extrémité 12 est alors solidarisée au socle 3 à cette altitude zéro, alors que la deuxième extrémité 13 est solidarisée à la structure 2 à une altitude h grâce au passage de roue, et en particulier, comme précédemment expliqué, de sorte que le centre de gravité de la batterie 1 se rapproche ou est confondu avec une droite passant par la première 12 et la deuxième 13 extrémité. La deuxième extrémité 13 est par exemple vissée sur la structure 2, de sorte qu’elle soit démontable. La première extrémité 12 est par exemple soudée au socle 3, mais ce n’est pas obligatoire. Elle peut être vissée ou rivetée. L’arceau 7, 8 comprend deux uniques parties 7, 8 vissées entre-elles, la première partie 7 comprenant la première extrémité 12, la deuxième partie 8 comprenant la deuxième extrémité 13. En cas de changement de batterie 1, ou même lors de sa première mise en place sur le socle 3, La première partie 7 reste à demeure sur le socle 3. Seule la deuxième partie 8 est alors retirée puis remise, par exemple en dévissant la deuxième extrémité 13 et l’assemblage vissé entre les deux parties 7, 8. Cet assemblage vissé comprend par exemple, selon la figure 1, une vis traversant un trou de chaque partie 7 et 8, et se prenant dans un écrou (non représenté) ou un filetage pratiqué dans l’une des parties 7, 8, l’écrou étant par exemple soudés sur l’une ou l’autre des deux parties 7, 8. Mais d’autres moyens d’assemblages sont possibles, non représentés, comme par exemple un clipsage ou encliquetage d’une partie 8 sur l’autre partie 7. Au moins une des parties 7, 8 est un flasque embouti. Ainsi sur la figure 1 les deux parties 7, 8 sont des tôles embouties, ce qui permet par exemple que la partie 7 comprenant la première extrémité 12 puisse guider la batterie 1 lors de sa mise en place. Cela permet aussi, via des moyens de fixation d’accessoires 19, 20, d’utiliser l’arceau comme support pour la fixation d’accessoires comme des convertisseurs de courant, des calculateurs, des onduleurs, des boitiers de fusibles, des faisceaux électriques ou de fluides, des conduites, ces exemples n’étant pas limitatifs. La tôle emboutie a une forme majoritairement plane, en vis-à-vis d’une des faces de la batterie 1. La périphérie du fond de la batterie 1 comprend un talon 14 saillant vers l’extérieur de la batterie 1, la première et la deuxième butée 4, 10 prenant appui sur un pan 15 du talon 14 de sorte à plaquer la batterie 1 sur le socle 3. Sur la figure 1, ce talon 14 est présent sur toute la périphérie du fond de la batterie 1, si bien que ce talon est visible sur la figure 1 bien que la première butée 4 et la deuxième butée 10 masquent partiellement ce talon 14. Mais ce n’est pas obligatoire, ce talon 14 pouvant n’être présent que sur la première face 5 et la deuxième face 11. Le pan du talon 14 est représenté par un trait d’axe sur la figure 1. C’est un pan incliné par rapport au plan P en formant un évasement du fond de la batterie vers le socle 3, par exemple de 45°. Cette inclinaison permet aux première et deuxième butées 4, 10 d’appliquer une force ayant une première composante selon la première direction 6 et une deuxième composante selon la verticale. La deuxième butée amovible 10 est une bride dont une première extrémité 16 comprend une liaison articulée 17 avec le socle 3, et dont une deuxième extrémité 18 comprend une fixation par vis avec le socle 3. Sur la figure 1, cette articulation 17 est un simple goujon vertical soudé sur le socle 3 et traversant un trou de la deuxième butée 10. Ainsi, lorsque l’extrémité de ce goujon est pourvue d’un écrou non serré, ce goujon forme une articulation pivot avec la deuxième butée 10 qui est alors entièrement amovible selon la définition précédemment donnée. En variante, non représentée, cette articulation 17 peut être plus complexe, comme par exemple une articulation rotule, permettant un escamotage de la deuxième butée 10 selon deux axes de rotation. En variante encore, non représentée, la liaison articulée 17 est réalisée par encliquetage de la première extrémité 16 de la bride dans le socle 3. Bien entendu, une deuxième butée 10 démontable comme illustré sur la figure 1 (le goujon 17 sans écrou permettant l’extraction complète de la deuxième butée 10 du socle 3) est entièrement amovible selon cette même définition. De façon à garder l’avantage de la mise en place de la batterie 1 sur le socle 3 par la translation de la batterie 1 sur le socle 3, le goujon 17 soudé sur le socle 3 sera positionné de sorte à ne pas gêner cette translation, par exemple en ayant une position écartée au-delà de la batterie 1 dans la deuxième direction 9. Cette batterie 1 est représentée avec deux bornes de raccordement électriques positive « + » et négative « - ». Cette translation permet avantageusement de positionner la borne proche de la première face 5, ici la borne « - », dans un environnement où cette borne « - » ne serait plus accessible par la suite pour un raccordement électrique. Par exemple, cette translation peut « pousser » la première face 5 et la borne « - » dans une cavité aménagée dans un tablier du véhicule, la borne « - » étant préalablement raccordée au faisceau électrique souple. Véhicule automobile comprenant une batterie (1), une structure (2) portant la batterie (1), et un système de fixation de la batterie (3 , 4 , 7 , 8 , 10), ce système de fixation comprenant : - un socle (3) de réception de la batterie (1), solidaire de la structure (2), ce socle (3) comprenant une première butée (4) en appui contre une première face (5) de la batterie (1) selon une première direction (6), - un arceau (7, 8) conformé pour maintenir la batterie (1) en appui sur ce socle (3) et s’étendant selon une deuxième direction (9) différente de la première direction (6), caractérisé en ce que le système de fixation (3 , 4 , 7, 8 , 10) comprend une deuxième butée (10) en appui contre une deuxième face (11) de la batterie (1) opposée à la première face (5), cette deuxième butée (10) étant entièrement amovible. Véhicule selon la revendication 1, l’arceau (7 , 8) comprenant une première (12) et une deuxième (13) extrémité, la première extrémité (12) étant solidaire du socle (3). Véhicule selon la revendication 2, la deuxième extrémité (13) étant solidaire de la structure (2). Véhicule selon la revendication 3, la structure (2) comprenant un passage de roue du véhicule, la deuxième extrémité (13) étant solidaire de ce passage de roue. Véhicule selon l’une des revendications 2 à 4, la première extrémité (12) étant soudée au socle (3). Véhicule selon l’une des revendications 2 à 5, l’arceau (7 , 8) comprenant deux uniques parties (7, 8) vissées entre-elles, la première partie (7) comprenant la première extrémité (12), la deuxième partie (8) comprenant la deuxième extrémité (13). Véhicule selon la revendication 6, au moins une des parties (7 , 8) étant un flasque embouti. Véhicule selon l’une des revendications précédentes, la périphérie du fond de la batterie (1) comprenant un talon (14) saillant vers l’extérieur de la batterie (1), la première et la deuxième butée (4, 10) prenant appui sur un pan (15) du talon (14) de sorte à plaquer la batterie (1) sur le socle (3). Véhicule selon l’une des revendications précédentes, la deuxième butée amovible (10) étant une bride dont une première extrémité (16) comprend une liaison articulée (17) avec le socle (3), et dont une deuxième extrémité (18) comprend une fixation par vis avec le socle (3). Véhicule selon la revendication 9, la liaison articulée (17) étant réalisée par encliquetage de la première extrémité (16) de la bride dans le socle (3).