Brevet FR3149282A1 — publié le 20241206

L’invention concerne un module de châssis (1) de véhicule, ledit module (1) comprenant : – un pack batterie (3) ; – deux longerons longitudinaux (7) de bas de caisse disposés de part et d’autre dudit pack batterie (3) ; caractérisé en ce que ledit module de châssis (1) comprend au moins deux renforts (9) de longeron, chacun desdits renforts (9) s’étendant le long d’un desdits longerons (7) longitudinaux et étant fixé, d’une part, audit pack batterie (3) et, d’autre part, à un des desdits longerons (7) longitudinaux. Figure d’abrégé : [Fig. 3] MODULE DE CHÂSSIS DE VÉHICULE AUTOMOBILE ET VÉHICULE COMPRENANT UN TEL MODULE La présente invention se rapporte au domaine de la protection de la batterie de traction équipant des véhicules automobiles à motorisation électrique, et plus particulièrement à un module de châssis de véhicule automobile embarquant une batterie de traction. Les véhicules électriques sont équipés d’une batterie de traction, ensemble désigné ci-après sous le terme de « pack batterie », destinée à leur assurer une autonomie suffisante. Toutefois, ce pack batterie est notablement plus lourd, plus encombrant et présentant de plus hautes tensions que les batteries ordinaires embarquées sur les modèles équivalents de véhicules à motorisation thermique. En général, le pack batterie de traction des véhicules électriques sont conditionnés et enfermés dans des bacs implantés sous le plancher, entre des longerons longitudinaux du véhicule, et montés entre l’avant du véhicule et le plancher d’assise arrière, où ledit pack batterie occupe généralement tout l’espace disponible (espace qui est libéré par l’absence de réservoir de carburant). Cependant, en cas de choc sur un véhicule électrique, les conséquences de l’endommagement de la batterie sont plus sérieuses et plus importantes que sur un véhicule thermique. En particulier, lors d’un impact latéral, le pack batterie peut subir des dégâts pouvant entrainer une détérioration du pack batterie, par exemple des modules le composant, et, par suite, un risque d’incendie. Par conséquent, les packs batteries (de traction) des véhicules électriques nécessitent des moyens de protection renforcés et adaptés, car ce type de véhicule doit répondre à des contraintes plus sévères, pour assurer la sécurité des personnes en cas d’accident, et notamment, pour préserver l’intégrité du pack batterie en cas de choc, et éviter ainsi les courts-circuits et/ou les incendies. La présente invention se propose ainsi de remédier à au moins un des inconvénients précités en proposant un nouveau type de module de châssis de véhicule, ledit module comprenant : – un pack batterie, par exemple de traction ; – deux longerons longitudinaux de bas de caisse disposés de part et d’autre dudit pack batterie ; caractérisé en ce que ledit module comprend au moins deux renforts de longeron, chacun desdits renforts s’étendant le long d’un desdits longerons longitudinaux et étant fixé, d’une part, audit pack batterie et, d’autre part, à un des desdits longerons longitudinaux. Le module de châssis selon l’invention comprend ainsi un renfort de longeron qui s’étend avantageusement, le long de chacun des longerons longitudinaux, par exemple inférieurs, du châssis, d’un passage de roue à l’autre du châssis. Lesdits renforts ainsi positionnés permettent d’amortir les éventuels chocs suite à une collision latérale du véhicule (en dissipant une partie de l’énergie du choc) et de limiter les dégâts occasionnés au pack batterie. Selon une caractéristique possible, chacun desdits longerons longitudinaux comprend un logement configuré pour accueillir un desdits renforts de longeron. De manière avantageuse, chacun desdits longerons longitudinaux présente un logement, ou une cavité, (par exemple concave, et dont la concavité est orientée vers le véhicule) adapté pour recevoir un desdits renforts de longeron, limitant ainsi la portion du renfort faisant saillie par rapport au longeron du châssis (et également par rapport à la face latérale du module de châssis du véhicule). Selon une autre caractéristique possible, chacun desdits longerons longitudinaux comprend au moins une feuillure de longeron formant au moins en partie la structure de soubassement du véhicule. Avantageusement, le logement d’accueil du renfort de longeron est défini (et délimité) au moins partiellement par une feuillure de longeron, donc aménagée directement dans le longeron longitudinal, évitant ainsi l’ajout d’un élément supplémentaire. Selon une autre caractéristique possible, ledit module comprend une pluralité d’organes de liaison solidarisant entre eux : le pack batterie, au moins un desdits longerons longitudinaux et ledit renfort de longeron associé. Avantageusement, des organes de liaison viennent solidariser le pack batterie, le renfort de longeron et ledit longeron, afin que ces éléments présentent un caractère mécanique unitaire. Le longeron longitudinal, tel qu’une feuillure dudit longeron, est ainsi interposé entre le pack batterie et le renfort de longeron. Selon une autre caractéristique possible, ledit module comprend des éléments de maintien reliant chacun desdits renforts de longeron avec le longeron longitudinal associé. Ledit module comprend avantageusement des éléments de maintien qui sont, d’une part, des éléments de fixation complémentaires et distincts des organes de liaisons, et, d’autre part, configurés pour limiter, voire empêcher, la rotation dudit renfort de longeron lorsque le véhicule subit une collision latérale. Selon une autre caractéristique possible, les organes de liaison et les éléments de fixation sont fixés sur la même face du renfort de longeron et/ou sur des faces opposées dudit renfort de longeron. Cette disposition spécifique permet de simplifier le montage et la fixation des éléments de maintien entre longeron et renfort de longeron, tout en limitant la rotation du renfort lors d’un choc. Selon une autre caractéristique possible, lesdits éléments de maintien sont des équerres. L’utilisation d’équerres, par exemple métalliques, comme éléments de maintien est une solution simple et peu onéreuse, et peuvent également être fixées par soudure à un desdits longerons. On notera qu’on entend par équerre deux portions sensiblement plates et orthogonales entre elles, l’une des portions de l’équerre étant configurée pour être fixée audit renfort de longeron, tandis que l’autre portion est configurée pour être fixée audit longeron. Selon une autre caractéristique possible, chacun desdits longerons longitudinaux comprend des soyages (ou cavités) d’accueil pour lesdits éléments de maintien. Les soyages ou cavités d’accueil pour les éléments de maintien aménagés dans le longeron, par exemple au niveau d’une feuillure de longeron, permettent de présenter une surface sensiblement plane pour la fixation par soudure desdits éléments de maintien sur le longeron, mais également de ne pas avoir une partie des éléments de maintien en saillie par rapport audit longeron (notamment par rapport au plan moyen de la surface externe dudit longeron, ou d’une feuillure dudit longeron). On notera qu’on entend ici par soyages, le fait que ladite feuillure de longeron présente deux surfaces planes parallèles décalées d’une distance du même ordre de grandeur que l’épaisseur de l’élément de maintien (donc sensiblement sous la forme d’un enfoncement présentant par exemple une coopération de forme avec au moins une portion de l’élément de maintien). Selon une autre caractéristique possible, chacun desdits renforts de longeron est un profilé métallique. Avantageusement, lesdits renforts de longeron sont des profilés métalliques alvéolés, c’est-à-dire comprenant des parois internes délimitant plusieurs cavités internes, ceci afin d’augmenter l’énergie dissipée par ledit renfort lors d’un choc. Selon une autre caractéristique possible, chacun desdits renforts de longeron est en acier, en aluminium, ou en alliage d’acier. Les renforts de longeron sont avantageusement en un matériau léger et robuste dont la mise en forme et la structuration peuvent être réalisées aisément et pour un coût raisonnable. Selon une autre caractéristique possible, ledit module comprend au moins deux structures latérales de châssis, chacune desdites structures latérales fermant un desdits logements dans lequel est disposé le renfort de longeron. La coopération mécanique entre le longeron et la structure latérale forme avantageusement un volume dans lequel est disposé ledit renfort de longeron. Selon une autre caractéristique possible, chacune des structures latérales de châssis comprend un logement d’accueil pour un desdits renforts de longeron. Chacun desdits renforts longeron est ainsi enserré (ou enveloppé) par un des desdits longerons et une des structures latérales de châssis, rendant les renforts de longeron non visibles pour l’utilisateur du véhicule. Selon une autre caractéristique possible, ledit module de châssis comprend un plancher, ledit pack batterie étant situé sous le plancher dudit module de châssis. L’invention concerne également un véhicule automobile, par exemple électrique ou hybride, comportant un module de châssis présentant tout ou partie des caractéristiques énoncées ci-dessus. L’invention sera mieux comprise, et d’autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celles-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante d’un mode de réalisation particulier de l’invention, donnée uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels : – La illustre une vue schématique, en perspective de trois quarts d’un module de châssis selon l’invention ; – la est une vue schématique, agrandie, de dessous et partielle du module de châssis de la  ; – la est une autre vue schématique, agrandie et partielle du module de châssis de la avec une structure latérale de châssis ; – la illustre une vue schématique, partielle, et en coupe d’une partie du module de châssis de la  ; – la [ ] est une vue schématique, agrandie et partielle d’un élément de maintien du module de châssis de la . Dans la description qui suit, le terme « comprendre » est synonyme de « inclure » et n’est pas limitatif en ce qu’il autorise la présence d’autres éléments dans le véhicule, ou la structure auxquels il se rapporte. Il est entendu que le terme « comprendre » inclut les termes « consister en ». De même, les termes « inférieur », « supérieur », « avant », « arrière », « longitudinal » et « transversal » s’entendront par rapport à l’orientation générale du véhicule automobile, que celui-ci soit hybride ou électrique. Le terme « inférieur » désignera une proximité au sol plus importante que « supérieur » selon l’axe vertical. Par ailleurs, on notera que sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. Dans la présente demande, on notera qu’on entend par « sensiblement parallèle », une direction s’écartant d’au plus 20°, voire d’au plus 10° ou d’au plus 5° d’une direction parallèle. On notera également qu’on entend par « sensiblement orthogonale », une direction s’écartant d’au plus 20°, voire d’au plus 10° ou d’au plus 5° d’un angle d’une valeur de 90°. De plus, on définit par rapport au véhicule un repère orthogonal XYZ, à savoir : – un axe X, définissant une direction longitudinale et horizontale du véhicule, – un axe Y, définissant une direction transversale et horizontale, qui avec l’axe X définit un plan XY horizontal, – un axe Z, définissant une direction verticale, orthogonale au plan XY horizontal, l’axe Z avec l’axe X définissant un plan XZ vertical. La illustre ainsi une vue schématique, en perspective de trois quarts d’un module de châssis 1 selon l’invention qui est destiné à équiper un véhicule automobile, par exemple un véhicule électrique ou hybride. Les et , quant à elles, sont des vues agrandies, partielles du module de châssis 1 selon l’invention, de dessous pour la et de trois-quarts face pour la . On notera que les à illustrent plus particulièrement le côté gauche d’un module de châssis de véhicule automobile, mais que la description faite ci-après s’applique mutatis mutandis au côté droit dudit module de châssis 1. Ledit module de châssis 1 comprend ainsi : – un pack batterie 3 de traction qui est situé sous la partie du châssis formant soubassement 1a du véhicule, par exemple sous un plancher 5 dudit module de châssis 1 (pack batterie 3 et plancher 5 plus particulièrement visibles à la ) ; – deux longerons longitudinaux 7 de bas de caisse disposés de part et d’autre dudit pack batterie 3 : – au moins deux renforts 9 de longeron, chacun desdits renforts 9 s’étendant le long d’un desdits longerons longitudinaux 7 et étant fixé, d’une part, audit pack batterie 3, et d’autre part, à un des desdits longerons longitudinaux 7 ; – au moins deux structures latérales 10 de châssis, plus particulièrement visible à la , chacune desdites structures latérales 10 venant recouvrir, en position montée, un desdits renforts 9 de longeron. Le pack batterie 3 correspond à la batterie de traction ou de propulsion d’un véhicule électrique ou hybride. On notera également que le pack batterie 3 peut également être désigné sous le terme « bac batteries », et est généralement une enceinte fermée hermétiquement dans laquelle sont disposées une pluralité de cellules reliées électriquement entre elles. Lesdits longerons 7 présentent une forme allongée et chacune de leurs extrémités est reliée à des éléments de structure du véhicule, par exemple à des éléments situés entre les passages de roue avant et arrière. De plus, lesdits longerons longitudinaux 7 sont par exemple des poutres métalliques creuses formées d’une ou plusieurs tôles pliées et/ou embouties. Lesdits longerons 7 s’étendent le long des bords latéraux dudit module de châssis 1, avantageusement d’un passage de roue à l’autre du châssis. Ainsi, en position montée, lesdits longerons 7 s’étendent selon l’axe longitudinal du véhicule (c’est à dire sensiblement parallèlement à l’axe X et donc dans un plan horizontal ou plan XY). Chacun desdits longerons 7 longitudinaux comprend également au moins une feuillure de longeron 11 formant au moins en partie la structure de soubassement 1a du véhicule. Ladite feuillure 11 de longeron présente au moins deux portions distinctes 11a et 11b, sensiblement orthogonale l’une avec l’autre. De plus, en position montée, l’une des portions 11a de feuillure, dite première portion, s’étend sensiblement dans un plan horizontal (ou plan XY), tandis que l’autre portion 11b de feuillure, dite deuxième portion, s’étend sensiblement dans un plan vertical (ou plan XZ). Lesdits renforts 9 de longeron s’étendent, quant à eux, le long de chacun des longerons longitudinaux 7, sensiblement parallèlement auxdits longerons 7, par exemple inférieurs, du châssis, et avantageusement d’un passage de roue à l’autre dudit module de châssis. De plus, chacun desdits renforts 9 de longeron est avantageusement un profilé métallique (c’est à dire sensiblement une poutre métallique creuse), par exemple en acier, en aluminium, ou en alliage d’acier. Lesdits renforts 9 de longeron présentent par ailleurs avantageusement des alvéoles ou cavités délimitées par ou une plusieurs parois internes. La structure latérale de châssis 10 est, quant à elle, un ensemble de poutres métalliques et/ou de tôles assemblées les unes aux autres pour former au moins partie des montants (ou pieds) du véhicule, ladite structure latérale 10 étant soudée à des éléments de structure dudit module de châssis, tels qu’aux longerons, traverses, brancards, etc. Par ailleurs, lesdits longerons 7 comprennent un logement 12 (ou cavité) configuré pour accueillir un desdits renforts 7 de longeron, ledit logement d’accueil 12 de renfort de longeron étant défini (et délimité) au moins partiellement par la feuillure 11 de longeron. Ladite structure latérale 10 comprend aussi avantageusement un logement complémentaire 10a configuré pour accueillir pour un desdits renforts 9 de longeron. Les logements 12 et 10a respectivement du longeron 7 et de la structure latérale 10 sont sensiblement concaves, la concavité du logement 12 du longeron 7 étant orientée vers l’intérieur du véhicule, tandis que la concavité du logement 10a de la structure latérale 10 étant orientée vers l’extérieur du véhicule. Comme cela est plus particulièrement visible aux et , en position montée, le renfort 9 de longeron est ainsi disposé dans un volume formé (et préférentiellement au moins partiellement fermé longitudinalement) par les logements d’accueil 12 et 10a respectifs du longeron 7 et de la structure latérale 10. Ledit renfort 9 est donc enserré ou enveloppé par le longeron 9 et la structure latérale 10 de châssis. Comme cela est plus particulièrement visible à la qui est une vue en coupe transversale du module de châssis 1, ledit module de châssis 1 comprend également une pluralité d’organes de liaison 14 configurés pour solidariser ou fixer entre eux : le pack batterie 3, au moins un desdits longerons longitudinaux 7 et ledit renfort 9 de longeron associé. Lesdits organes de liaison 14 sont par exemple des raidisseurs comprenant un corps principal ou embase, ainsi que des vis filetées, des tiges, etc. configurés pour coopérer avec le corps principal dudit organe 14, ainsi qu’avec les différents éléments à solidariser. Lesdits organes 14 s’étendent à travers le pack batterie 3, par exemple par une patte de fixation 3a dudit pack 3, la feuillure 11 de longeron (et par exemple la première portion 11a de ladite feuillure) et le renfort 9 de longeron. Ladite feuillure 11 de longeron est ainsi interposée entre le pack batterie 3 (notamment la patte de fixation 3a) et ledit renfort 9. Les organes 14 de liaison s’étendent, sensiblement selon l’axe horizontal (axe Z), du pack batterie 3 en direction du renfort 9 de longeron. On notera que ledit renfort 9 peut également comprendre des moyens de fixation complémentaires, par exemple au longeron 7, tels que des points ou cordons de soudure, des vis, des rivets, etc. Comme cela est plus particulièrement visible à la , ledit module de châssis 1 comprend en outre des éléments de maintien 16 qui sont, entre autres, configurés pour limiter, voire empêcher, la rotation dudit renfort 9 de longeron lors d’une collision latérale du véhicule. Lesdits éléments de maintien 16 sont par exemple des équerres, avantageusement métalliques, une partie de l’équerre 16 étant fixée audit renfort 9, tandis que l’autre partie de l’équerre 16 est fixée au longeron 7, par exemple à la feuillure 11 de longeron. On notera qu’on entend par équerre 16, deux portions 16a et 16b sensiblement plates et sensiblement orthogonales entre elles, l’une des portions 16a de l’équerre, dite première portion, 16 étant configurée pour être fixée audit renfort 9 de longeron, tandis que l’autre portion 16b, dite deuxième portion, est configurée pour être fixée audit longeron 7. De manière avantageuse, les organes de liaison 14 et les éléments de maintien 16 sont fixés sur la même face du renfort 9 de longeron et/ou sur des faces opposées dudit renfort 9 de longeron, par exemple les faces dites, en position montée, inférieure et supérieure dudit renfort 9 (ou faces horizontales dudit renfort 9). De plus, chacun desdits longerons longitudinaux 7, par exemple au niveau de la portion 11b de ladite feuillure 11, comprend des soyages ou cavités d’accueil 11c pour lesdits éléments de maintien 16 (et notamment la deuxième portion 16b dudit élément 16). Lesdits soyages 11c d’accueil sont par exemple des surfaces sensiblement planes en retrait par rapport au plan moyen de la surface externe de la feuillure 11 de longeron, afin de permettre la fixation par soudure de l’élément de maintien 16 audit longeron 7. Ladite feuillure de longeron 11 présente ainsi deux surfaces planes (donc le plan moyen de la portion 11b, et le plan définissant le soyage 11c) parallèles décalées d’une distance du même ordre de grandeur que l’épaisseur de l’élément de maintien 16 (donc sensiblement sous la forme d’un enfoncement présentant par exemple une coopération de forme avec au moins une portion de l’élément de maintien). Module de châssis (1) de véhicule, ledit module (1) comprenant : – un pack batterie (3) ; – deux longerons longitudinaux (7) de bas de caisse disposés de part et d’autre dudit pack batterie (3) ; caractérisé en ce que ledit module de châssis (1) comprend au moins deux renforts (9) de longeron, chacun desdits renforts (9) s’étendant le long d’un desdits longerons (7) longitudinaux et étant fixé, d’une part, audit pack batterie (3) et, d’autre part, à un des desdits longerons (7) longitudinaux. Module (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chacun desdits longerons (7) longitudinaux comprend un logement (12) configuré pour accueillir un desdits renforts (9) de longeron. Module (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit module comprend au moins deux structures latérales (10) de châssis, chacune desdites structures latérales (10) fermant un desdits logements (12) dans lequel est disposé le renfort (9) de longeron. Module (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit module (1) comprend une pluralité d’organes de liaison (14) solidarisant entre eux : le pack batterie (3), au moins un desdits longerons (7) longitudinaux et ledit renfort (9) de longeron associé. Module (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit module (1) comprend des éléments de maintien (16) reliant chacun desdits renforts (9) de longeron avec le longeron (7) longitudinal associé. Module (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que lesdits éléments de maintien (16) sont des équerres. Module (1) selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que chacun desdits longerons (7) longitudinaux comprend des cavités d’accueil (11c) pour lesdits éléments de maintien (16). Module (1) selon la revendication 4 et l’une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que les organes de liaison (14) et les éléments de maintien (16) sont fixés sur la même face du renfort (9) de longeron et/ou sur des faces opposées dudit renfort (9) de longeron. Module (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chacun desdits renforts (9) de longeron est un profilé métallique. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu’il comporte un module de châssis selon l’une quelconque des revendications 1 à 9.