Brevet FR3136199A1 — publié le 20231208

Le véhicule (VE) comporte une machine électrique tournante (ME) et un réservoir de carburant (RCI) intégrés dans un bloc arrière (BA) du véhicule, la machine étant montée dans un berceau arrière (BE) du véhicule et le réservoir étant logé entre le berceau et un plancher d’assise (PA) du véhicule. Conformément à l’invention, le réservoir comporte une structure de renforcement intégrée (SR) et le véhicule comprend au moins une cale de transmission d’effort (CAG, CAD) intercalée entre le réservoir et le plancher d’assise du véhicule, la structure de renforcement coopérant avec la cale de transmission d’effort de façon à transmettre un effort vers le plancher d’assise en cas de choc arrière sur le véhicule. Figure 4 VÉHICULE ÉLECTRIFIÉ AVEC MOTORISATION ARRIÈRE COMPRENANT UN RÉSERVOIR DE CARBURANT À STRUCTURE RENFORCÉE L’invention concerne de manière générale le domaine de la sécurité passive dans un véhicule automobile en cas de choc arrière à grande vitesse. Plus particulièrement, l’invention se rapporte à un véhicule électrifié comportant une motorisation électrique et un réservoir de carburant dans le bloc arrière du véhicule. Dans les véhicules hybrides de type thermique-électrique, les constructeurs automobiles sont amenés à intégrer dans le bloc arrière du véhicule une machine électrique tournante de traction, en tant que motorisation secondaire, montée sur un berceau de train arrière. Un exemple de bloc arrière BA d’un véhicule électrifié VE de type 4x4 intégrant une machine électrique tournante de traction ME dans le train arrière est montré à la . Comme visible à , outre la machine électrique tournante ME montée sur un berceau de train arrière BE, le bloc arrière BA comprend également un réservoir de carburant RC et un silencieux de ligne d’échappement SL à montage transversal. Une telle architecture de bloc arrière autorise un porte-à-faux arrière PAF de dimension réduite, qui est recherché pour un style ramassé attrayant du véhicule VE, mais peut s’avérer problématique en termes de protection contre un choc arrière à grande vitesse. L’architecture de la doit satisfaire les protocoles de choc arrière à grande vitesse pour être validée en termes de sécurité passive, comme le protocole de choc à 80 km/h, avec barrière NHTSA (pour « National Highway Traffic Safety Administration » en anglais) de 1368 kg et recouvrement de 70%, et le protocole de choc à 51 km/h, avec barrière rigide de 1800 kg et recouvrement de 100%. Pour cela, de manière générale, un agencement adéquat de structures déformables et rigides et de dispositifs à cinématique active doit être conçu de manière à absorber l’énergie en cas de chocs et à préserver l’habitable. L’entité inventive a identifié deux risques potentiels liés à l’architecture de la , qui sont illustrés schématiquement aux Figs.2 et 3. En référence aux Figs.2 et 3, l’impact avec la barrière BCA lors du choc arrière CA provoque des déformations en compression importantes du silencieux SL et du berceau de train arrière BE, en tôle emboutie soudée, qui absorbent partiellement l’énergie du choc. La machine électrique tournante ME, du fait d’une structure rigide avec une cote incompressible CI, offre peu de déformation. Comme illustré à la , en fin de cinématique de choc, il existe un risque d’impact (cf. flèche IR) sur le réservoir de carburant RC, impact sur le réservoir qui peut provoquer une fuite de carburant. Comme illustré à la , des voies d’effort gauche VG et droite VD sont présentes dans la structure et transmettent partiellement l’énergie du choc vers le soubassement arrière du véhicule VE. Cependant, ces voies d’effort VG et VD peuvent s’avérer insuffisantes pour prévenir un anéantissement de la structure dans sa partie centrale (flèche EPC). Un risque d’intrusion d’un organe du véhicule à l’intérieur de l’habitacle, susceptible de blesser un occupant, existe en cas d’effondrement de la structure. Par le document EP3549805A1, il est connu un réservoir muni de nervures de renfort destinées à améliorer la robustesse de celui-ci. Dans ce réservoir, le parcours des nervures de renfort est déterminé par une optimisation topologique au moyen d'une analyse par éléments finis. Les nervures sont reliées les unes aux autres afin de transmettre les efforts. L’invention vise à apporter une solution à la problématique exposée ci-dessus de l’état de la technique, en fournissant un réservoir de carburant intégrable dans le boc arrière d’un véhicule électrifié avec motorisation électrique arrière et permettant de mieux répondre aux exigences des normes de choc arrière dans un véhicule. Selon un premier aspect, l’invention concerne un véhicule électrifié comportant une machine électrique tournante et un réservoir de carburant intégrés dans un bloc arrière du véhicule, la machine électrique tournante étant montée dans un berceau arrière du véhicule et le réservoir de carburant étant logé entre le berceau arrière et un plancher d’assise du véhicule. Conformément à l’invention, le réservoir de carburant comporte une structure de renforcement intégrée et le véhicule comprend au moins une cale de transmission d’effort intercalée entre le réservoir de carburant et le plancher d’assise du véhicule, la structure de renforcement coopérant avec la cale de transmission d’effort de façon à transmettre un effort vers le plancher d’assise en cas de choc arrière sur le véhicule. Selon une caractéristique particulière, la structure de renforcement comprend une pluralité de renforts structurels longitudinaux alignés suivant un axe longitudinal du véhicule et une pluralité de renforts structurels transversaux alignés suivant un axe transversal du véhicule, les renforts structurels longitudinaux et transversaux étant intégrés à l’intérieur du réservoir de carburant. Selon une autre caractéristique particulière, les renforts structurels longitudinaux et transversaux ont la forme générale d’un cerclage. Selon encore une autre caractéristique particulière, les renforts structurels longitudinaux comprennent un renfort central et deux renforts latéraux situés symétriquement de part et d’autre du renfort central. Selon encore une autre caractéristique particulière, la structure de renforcement comprend au moins une portion de renfort ayant une section en “U”. Selon encore une autre caractéristique particulière, la structure de renforcement comprend au moins une portion de renfort en métal, comme l’acier. Selon encore une autre caractéristique particulière, le réservoir de carburant comporte des parois en matériau synthétique et la structure de renforcement comprend au moins une portion de renfort surmoulée dans le matériau synthétique. Selon encore une autre caractéristique particulière, le véhicule comprend deux cales de transmission d’effort intercalées entre le réservoir de carburant et le plancher d’assise du véhicule. Le véhicule est typiquement un véhicule hybride thermique-électrique de type 4x4. D’autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée ci-dessous de plusieurs formes de réalisation particulières de l’invention, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : est une vue partielle, sous caisse, du bloc arrière d’un véhicule de la technique antérieure comprenant un moteur électrique de traction dans un berceau arrière du véhicule. est une vue partielle de côté montrant de manière schématique des dégâts occasionnés par un choc arrière sur un réservoir de carburant du véhicule de la . est une vue partielle, sous caisse, du bloc arrière du véhicule de la montrant des dégâts occasionnés par un choc arrière sur la structure du bloc arrière. est une vue partielle, sous caisse, du bloc arrière d’un véhicule selon l’invention comprenant un réservoir de carburant à structure renforcée et des cales de transmission d’effort pour la protection contre un choc arrière. est une vue en perspective d’une forme de réalisation du réservoir de carburant à structure renforcée inclus dans le véhicule de l’invention de la . est une vue en perspective d’une structure de renforcement incluse dans le réservoir de carburant de la . En référence aux Figs.4 à 6, il est décrit ci-dessous une forme de réalisation particulière 1 d’un véhicule VE selon l’invention, sous la forme du véhicule hybride de type 4x4, équipé d’un réservoir de carburant à structure renforcée RCI et de cales de transmission d’effort CAD, CAG, montés dans le bloc arrière BA du véhicule VE. De manière générale, on notera que le référentiel spatial considéré dans la présente demande de brevet est le repère spatial orthogonal XYZ montré à la dans lequel les axes X, Y et Z correspondent respectivement à l’axe horizontal longitudinal, l’axe horizontal transversal et l’axe vertical du véhicule VE, le véhicule VE étant considéré posé sur un plan horizontal XY. Le réservoir de carburant RCI selon l’invention, montré à la , est conçu pour remplacer un réservoir de carburant de la technique antérieure dans un véhicule considéré, comme le réservoir RC de la . Pour cela, l’enveloppe extérieure du réservoir de carburant RCI est conservée sensiblement identique à celle du réservoir de carburant de la technique antérieure, avec un même système de fixation du réservoir sur la caisse, de sorte que le réservoir de carburant RCI peut se monter dans le véhicule en lieu et place du réservoir de carburant de la technique antérieure sans aucune modification de la caisse du véhicule. Ainsi, pour conserver l’enveloppe extérieure du réservoir de carburant RCI sensiblement identique à celle d’un réservoir de carburant de la technique antérieure, l’invention prévoit de renforcer le réservoir de carburant RCI en intégrant une structure de renforcement à l’intérieur de celui-ci. Les parois du réservoir de carburant RCI sont réalisées de manière classique, typiquement avec un matériau synthétique comme plastique, résine ou autres. Dans certaines formes de réalisation, la structure de renforcement pourra être surmoulée au moins partiellement dans les parois du réservoir de carburant RCI. Un exemple de réalisation SR d’une structure de renforcement pour le réservoir RCI est montré à la . La structure de renforcement SR se présente ici sous la forme générale d’une cage. La structure de renforcement SR comprend un renfort structurel longitudinal principal RP, deux renforts structurels longitudinaux auxiliaires RAG et RAD, et sept renforts structurels transversaux RT1 à RT7. Les renforts structurels RP, RAG, RAD et RT1 à RT7 se présentent chacun sous la forme générale d’un cerclage et sont typiquement en métal, par exemple en acier. La disposition spatiale des différents renforts de la structure de renforcement SR est décrite ci-dessous, en référence plus particulièrement à la , en considérant que le réservoir de carburant RCI est orienté dans le repère XYZ conformément à sa position de montage dans le véhicule VE, comme montré à la . Ainsi, le réservoir RCI étant orienté comme indiqué ci-dessus, les renforts structurels longitudinaux, principal RP et auxiliaires RAG et RAD, sont alignés selon l’axe longitudinal X du véhicule VE, dans des plans longitudinaux XZ, et les renforts structurels transversaux RT1 à RT7 sont alignés selon l’axe transversal Y, dans des plans transversaux YZ. Le renfort structurel longitudinal principal RP est en alignement avec un plan longitudinal central de symétrie XZ du réservoir de carburant RCI. Les renforts structurels longitudinaux auxiliaires RAG et RAD sont en alignement respectivement avec deux plans longitudinaux XZ situés de manière symétrique de part et d’autre du plan longitudinal central de symétrie XZ. Les renforts structurels transversaux RT1 à RT7 sont en alignement respectivement avec des plans transversaux YZ régulièrement espacés. Les renforts structurels de la structure de renforcement SR pourront comprendre des portions de renfort ayant une section en « U », comme les portions de renfort PRG et PRD visibles à la . Les renforts structurels longitudinaux RP et RAG, RAD, sont construits de manière robuste, de façon à procurer des voies d’effort dans l’axe longitudinal X du véhicule VE. Ainsi, comme bien visible à la , les renforts RP et RAG, RAD, ont respectivement des largeurs (et sections) LP et LG, LD, plus importantes que la largeur (et section) LT des renforts structurels transversaux RT1 à RT7. Le renfort structurel longitudinal principal RP est celui qui supporte les efforts les plus importants et sa largeur (et section) LP est donc sensiblement supérieure à celles des renforts RAG, RAD, et RT1 à RT7. Conformément à l’invention, une ou plusieurs cales de transmission d’effort CAG, CAD, visibles à la , sont prévues pour transmettre les efforts vers le plancher d’assise PA de la caisse du véhicule VE en cas de choc arrière. Deux cales CAG, CAD, sont intercalées ici entre des parois du réservoir de carburant RCI et du plancher d’assise PA, de façon à décharger la poussée en X sur le réservoir RCI en transmettant les efforts vers le plancher d’assise PA. Les cales CAG, CAD, sont réalisées dans un matériau dur, par exemple, un matériau synthétique ou un métal, et sont fixées à leurs emplacements respectifs, typiquement par vissage. La sécurisation du réservoir de carburant procurée par l’invention apporte une protection accrue en cas de choc arrière dans les véhicules électrifiés comportant une motorisation arrière. Du fait de la conservation de l’architecture spatiale extérieure, le réservoir de carburant de l’invention peut être intégré aisément dans une plateforme de véhicule existante en remplacement d’un réservoir de carburant de la technique antérieure, et cela sans aucune modification de la caisse du véhicule. De plus, le réservoir de carburant de l’invention reste totalement compatible avec le châssis-outillage de montage automatique sous caisse (opération dite « coiffage en Z+ ») de différents organes du véhicule. L’invention ne se limite pas aux formes de réalisation particulières qui ont été décrites ici à titre d’exemple. L’homme du métier, selon les applications de l’invention, pourra apporter différentes modifications et variantes entrant dans le champ de protection de l’invention. Véhicule électrifié (VE) comportant une machine électrique tournante (ME) et un réservoir de carburant (RCI) intégrés dans un bloc arrière (BA) dudit véhicule (VE), ladite machine électrique tournante (ME) étant montée dans un berceau arrière (BA) dudit véhicule (VE) et ledit réservoir de carburant (RCI) étant logé entre ledit berceau arrière (BA) et un plancher d’assise (PA) dudit véhicule (VE), caractérisé en ce que ledit réservoir de carburant (RCI) comporte une structure de renforcement intégrée (SR) et en ce que ledit véhicule (VE) comprend au moins une cale de transmission d’effort (CAG, CAD) intercalée entre ledit réservoir de carburant (VE) et ledit plancher d’assise (PA) dudit véhicule (VE), ladite structure de renforcement (SR) coopérant avec ladite cale de transmission d’effort (CAG, CAD) de façon à transmettre un effort vers ledit plancher d’assise (PA) en cas de choc arrière sur ledit véhicule (VE). Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite structure de renforcement (SR) comprend une pluralité de renforts structurels longitudinaux (RP, RAG, RAD) alignés suivant un axe longitudinal (X) dudit véhicule (VE) et une pluralité de renforts structurels transversaux (RT1 à RT7) alignés suivant un axe transversal (Y) dudit véhicule (VE), lesdits renforts structurels longitudinaux et transversaux (RP, RAG, RAD, RT1 à RT7) étant intégrés à l’intérieur dudit réservoir de carburant (RCI). Véhicule selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits renforts structurels longitudinaux et transversaux (RP, RAG, RAD, RT1 à RT7) ont la forme générale d’un cerclage. Véhicule selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que lesdits renforts structurels longitudinaux (RP, RAG, RAD) comprennent un renfort central (RP) et deux renforts latéraux (RAG, RAD) situés symétriquement de part et d’autre dudit renfort central (RP). Véhicule selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite structure de renforcement (SR) comprend au moins une portion de renfort (PRG, PRD) ayant une section en “U”. Véhicule selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite structure de renforcement (SR) comprend au moins une portion de renfort en métal. Véhicule selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite portion de renfort en métal est en acier. Véhicule selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit réservoir de carburant (RCI) comporte des parois en matériau synthétique et ladite structure de renforcement (SR) comprend au moins une portion de renfort surmoulée dans ledit matériau synthétique. Véhicule selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu’il comprend deux cales de transmission d’effort (CAG, CAD) intercalées entre ledit réservoir de carburant (RCI) et ledit plancher d’assise (PA) dudit véhicule (VE). 10. Véhicule selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ledit véhicule (VE) est un véhicule hybride thermique-électrique de type 4x4.