Brevet FR3149242A1 — publié le 20241206

L’invention concerne un véhicule automobile comprenant une caisse de véhicule comprenant au moins une traverse d’assise (TS, TI), et un bac de batterie comprenant : - un couvercle supérieur (CS) disposé en dessous de ladite traverse d’assise ; - au moins une traverse (T) ; - des modules de batterie (M) ; - un couvercle inférieur délimitant avec le couvercle supérieur (CS), un espace de mise en place de modules de batterie (M) et de ladite traverse (T), caractérisé en ce que le bac de batterie comprend en outre : - une pièce de fixation supérieure (FS) traversant ladite traverse d’assise, le couvercle supérieur (CS) et l’extrémité supérieure de la traverse (T) ; et - une structure d’entretoise disposée entre le couvercle supérieur (CS) et ladite traverse d’assise. L’invention concerne également un bac de batterie et un procédé sur la base d’un tel véhicule. Figure 2 VEHICULE AUTOMOBILE COMPRENANT UN BAC DE BATTERIE EQUIPE DE LIAISONS DE TRAVERSES INTERNES A DES TRAVERSES D’ASSISE, BAC DE BATTERIE ET PROCEDE SUR LA BASE D’UN TEL VEHICULE L’invention concerne le domaine des systèmes de protection de bac de batterie de véhicule automobile vis-à-vis de chocs sur le véhicule. Dans un bac de batterie de véhicule automobile de type BEV, des traverses sont prévues pour protéger les éléments internes du bac de batterie lors d’un choc latéral. On peut distinguer les traverses internes disposées entre les modules de batterie, des traverses d’assise disposées au-dessus du couvercle supérieur du bac de batterie. La solution de l’art antérieur consiste à prévoir des traverses sans les lier entre elles, et sans les lier aux traverses d’assise. Cette solution est illustrée en . Elle consiste notamment à mettre en place une vis traversante FI qui prend en sandwich un couvercle inferieur CI du bac de batterie, la traverse T et un couvercle supérieur CS dudit bac. Cela qui implique de devoir surdimensionner la largeur de la traverse T pour le passage de la vis traversante FI. Sur les véhicules électriques, en raison de l’augmentation et des changements de répartition des masses, les constructeurs doivent reconsidérer les scénarios de chocs. Le fait que les traverses internes du bac de batterie et les traverses d’assises ne sont pas liées directement entre elles, implique que ces premières peuvent s’enflammer en raison d’efforts de compressions de choc latéral. En outre, les traverses internes ont une largeur importante pour assurer l’assemblage par vissage et l’étanchéité (pièces d’étanchéité E), ce qui a pour conséquence de réduire le volume disponible pour le stockage d’énergie. Selon les exemples de bac de batterie du demandeur, pour réaliser la fonction d’assemblage et d’étanchéité, il y a une largeur traverse interne de 37 mm par point de fixation. Avec les solutions envisagées dans l’invention, le besoin ne serait que de 24 mm par point de fixation, avec la différence qui peut être mise à profit pour la mise en place de cellules de batterie. Un objectif de la présente invention est de remédier aux défauts de l’art antérieur, et notamment de proposer un assemblage limitant l’encombrement au niveau des traverses pour laisser plus de place aux cellules de batterie. Pour atteindre cet objectif, l’invention propose un véhicule automobile comprenant une caisse de véhicule et un bac de batterie dans un repère dans l’espace comprenant un axe de longitudinal suivant une direction longitudinale du bac de batterie ; un axe latéral perpendiculaire à l’axe longitudinal, et un axe vertical perpendiculaire à l’axe longitudinal et à l’axe latéral, la caisse de véhicule comprenant : - au moins une traverse d’assise s’étendant longitudinalement suivant l’axe longitudinal, et/ou latéralement suivant l’axe latéral, le bac de batterie comprenant : - un couvercle supérieur disposé en dessous de ladite traverse d’assise en référence à l’axe vertical ; - au moins une traverse s’étendant verticalement suivant l’axe vertical ; - des modules de batterie ; - un couvercle inférieur en référence à l’axe vertical, délimitant avec le couvercle supérieur, un espace de mise en place de modules de batterie et de ladite traverse, ladite traverse étant disposée entre deux modules de batterie, et présentant une extrémité supérieure orientée vers le couvercle supérieur, une extrémité inférieure orientée vers le couvercle inférieur, et une section intermédiaire disposée entre l’extrémité supérieure et l’extrémité inférieure en référence à l’axe vertical, caractérisé en ce que le bac de batterie comprend en outre : - une pièce de fixation supérieure traversant ladite traverse d’assise, le couvercle supérieur et l’extrémité supérieure de la traverse ; et - une structure d’entretoise disposée entre le couvercle supérieur et ladite traverse d’assise. Avantageusement, l’invention permet de faire travailler ensemble les éléments dédiés à la gestion du choc sur la caisse et dans le bac, plutôt qu’indépendamment. L'invention permet également de répondre au besoin de valider l'étanchéité du bac de batterie avant son montage sur le véhicule. Par ailleurs, l'invention utilise les outils d'assemblages standards et connus ce qui permet de limiter les modifications de procédés de fabrication. Selon une variante, le bac de batterie comprend en outre un joint d’étanchéité entre le couvercle supérieur et l’extrémité supérieure de la traverse. Cela permet d’étanchéifier la pièce de fixation supérieure. Selon une variante, le joint d’étanchéité est annulaire et reçoit en son centre la pièce de fixation supérieure. Cela permet de maintenir le joint autour de la pièce de fixation supérieure. Selon une variante, la pièce de fixation supérieure est une vis entretoise colonnette. Cela permet de fixer le couvercle supérieur par vissage, et de fixer le bac de batterie à la caisse du véhicule. Selon une variante, ladite traverse d’assise comprend une traverse d’assise supérieure et une traverse d’assise inférieure, et la caisse de véhicule comprend en outre une deuxième structure d’entretoise disposée entre la traverse d’assise supérieure et la traverse d’assise inférieure. Cela permet d’avoir une structure adaptée à différentes variantes d’agencements de traverses d’assise. Selon une variante, la deuxième structure d’entretoise reçoit en son centre la pièce de fixation supérieure. Cela permet de solidariser les traverses d’assises au point de fixation de la batterie. Selon une variante, ladite traverse d’assise comprend une tôle plane emboutie et/ou la traverse comprend un profilé creux. Cela permet d’avoir une structure adaptée à différentes variantes de traverses d’assise. L’invention concerne en outre un bac de batterie d’un véhicule automobile selon l’invention, comprenant : - le couvercle supérieur ; - ladite traverse ; - les modules de batterie ; - le couvercle inférieur, caractérisé en ce que le bac de batterie comprend en outre : - la pièce de fixation supérieure ; et - la structure d’entretoise Un autre objet de l’invention concerne un procédé d’assemblage d’un bac de batterie d’un véhicule automobile selon l’invention, comprenant les étapes suivantes : - une étape de mise en place pour mettre en place le couvercle inférieur, les modules de batterie, ladite traverse, de préférence le joint d’étanchéité, et le couvercle supérieur ; - une étape de fixation supérieure pour fixer la pièce de fixation supérieure ; - une étape de solidarisation pour solidariser le bac de batterie à ladite traverse d’assise par l’intermédiaire de la pièce de fixation supérieure. L'invention sera davantage détaillée par la description de modes de réalisation non limitatifs, et sur la base des figures annexées illustrant des variantes de l'invention, dans lesquelles : - illustre schématiquement une vue de face en élévation d’un système de fixation de traverse d’un bac de batterie de l’art antérieur ; - illustre schématiquement une vue de face en élévation d’un système de fixation de traverse d’un bac de batterie selon l’invention ; - illustre schématiquement une étape intermédiaire du procédé d’assemblage selon l’invention ; et - illustre schématiquement une vue en coupe dans l’espace du système de fixation de traverse de la . L’invention concerne un système de fixation de traverse dans un bac de batterie de véhicule automobile, en particulier de type BEV. L’objectif est de réduire l’intrusion du bac de batterie dans le véhicule lors d’un choc latéral. Pour cela, l’invention propose de lier les traverses d’assises TS, TI qui sont soudées à la caisse, avec les traverses internes T du bac de batterie tout en assurant l’étanchéité du bac de batterie et en améliorant la réponse au choc latéral. Cette solution permet d’avoir des traverses internes T d’une épaisseur optimisée tout en intégrant les fonctions de liaison et d’étanchéité. Cela permet en outre de répondre au besoin de valider l’étanchéité du bac de batterie avant son montage sur le véhicule. Pour les véhicules électriques, il est impératif de trouver une synthèse entre les exigences liées aux chocs et les contraintes liées à l’ajout des batteries, notamment l’augmentation de la masse avec une répartition différente, la garantie de l’intégrité des batteries, et la gestion de l’emballement thermique. Le meilleur compromis est à trouver entre la place prise par les éléments structurants et le volume alloué au stockage d’énergie et donc l’autonomie. La solution proposée est de réaliser une liaison intégrant les fonctions de fixation et d’étanchéité, en assurant un encombrement minimal des traverses internes T, et en libérant donc un maximum de volume pour les modules de batterie M. Grâce à l’invention, on a une amélioration de la réponse au choc latéral grâce à l’ajout de liaisons vissées entre le bac de batterie et la structure du véhicule. Sans la présence de ces liaisons vissées, il faudrait augmenter la section des traverses internes T de manière conséquente pour arriver au même résultat lors d’un choc. Les résultats sont donc meilleurs que ceux des solutions connues en termes de masse, et du volume est laissé disponible pour la chimie de batterie. Les parties pertinentes de la caisse et du bac de batterie sont décrites en référence à un repère dans l’espace comprenant un axe de longitudinal X suivant une direction longitudinale du bac de batterie ; un axe latéral Y perpendiculaire à l’axe longitudinal X, et un axe vertical Z perpendiculaire à l’axe longitudinal X et à l’axe latéral Y. La caisse comprend une traverse d’assise supérieure TS et une traverse d’assise inférieure TI. Ces traverses d’assise TS, TI sont solidaires du reste de la caisse. Dans la variante illustrée, elles s’étendent longitudinalement suivant l’axe longitudinal X, et latéralement suivant l’axe latéral Y. Les traverses d’assise TS, TI peuvent être sous forme de tôles embouties ou de profilés creux. Elles peuvent être liées par des liaisons coudées. La caisse peut comprendre en outre une structure d’entretoise E2 entre les traverses d’assise TS, TI, suivant le choix de traverse et la raideur des matériaux. Le bac de batterie comprend un couvercle supérieur CS et un couvercle inférieur CI en référence à l’axe vertical Z. Le bac de batterie comprend en outre des traverses T et des modules de batterie M disposés entre le couvercle supérieur CS au-dessus et le couvercle inférieur CI en dessous, les traverses T étant disposées entre deux modules de batterie M. On peut définir des extrémités supérieures et inférieures de la traverse T orientées respectivement vers le couvercle supérieur CS, et vers le couvercle inférieur CI. On peut en outre définir une section intermédiaire disposée entre l’extrémité supérieure et l’extrémité inférieure en référence à l’axe vertical Z. Le couvercle supérieur CS est disposé en dessous des traverses d’assise TS, TI en référence à l’axe vertical Z. Selon l’invention, le bac de batterie comprend en outre une vis de fixation FS spécifique, à savoir une vis de fixation supérieure FS pour le couvercle supérieur CS et l’extrémité supérieure de la traverse T. Cette vis de fixation est sous forme de vis entretoise colonnette et comprend une structure d’entretoise E1 disposée entre le couvercle supérieur CS et ladite traverse d’assise TS, TI. Côté caisse, la vis de fixation FS s’étend au-dessus des traverses d’assise TI, TS, et y est fixée au moyen d’un écrou de fixation EF disposé au-dessus de la traverse d’assise supérieure TS. Côté bac de batterie, la vis de fixation FS n’atteint ni l’extrémité inférieure, ni la section intermédiaire de la traverse T. Ces parties peuvent être rétrécies latéralement pour laisser de la place pour les modules de batterie M suivant l’axe Y. La partie de la vis de fixation FS insérée dans le bac de batterie peut mesurer entre 2 et 5 mm de hauteur suivant l’axe Z. La section intermédiaire de la traverse T peut mesurer entre 3 et 7 mm de hauteur suivant l’axe Z. Le gain d’espace peut être de 10 à 20 mm suivant l’axe Y. Dans la variante préférée, un joint d’étanchéité J annulaire est disposé entre le couvercle supérieur CS et l’extrémité supérieure de la traverse T. Ce joint d’étanchéité J reçoit en son centre la pièce de fixation supérieure FS. Selon la variante considérée, la traverse T peut comprendre de l’aluminium, de l’acier ou autres, de préférence sous forme de profilé creux. La traverse T peut être en deux pièces dont une pièce de fond inférieure et une pièce de liaison T1 supérieure adaptée pour recevoir la pièce de fixation supérieure FS. La pièce de liaison T1 peut être un pontet dans un matériau spécifique, solidarisé à la traverse T. De préférence, la pièce de liaison T1 comprend une gorge pour positionner le joint d’étanchéité J. Concernant maintenant le procédé d’assemblage, après le montage des différents éléments internes au bac de batterie, on réalise une première étape de fermeture et de vérification d’étanchéité du bac de batterie. Pour cela, on réalise une sous-étape de mise en place du joint J dans la gorge du pontet T1 ; puis une sous-étape de positionnement du couvercle supérieur CS du bac de batterie. Ainsi, le joint J se retrouve entre le pontet T1 et le couvercle supérieur CS. Ensuite, on réalise une sous-étape de vissage de l’entretoise colonnette FS. Ainsi, le joint J se retrouve comprimé, et l’étanchéité est assurée. On peut ensuite réaliser une sous-étape éventuelle de contrôle de remplissage ou de manipulation spécifique du bac de batterie avant son assemblage avec la caisse. Ensuite, on réalise une étape de montage du bac de batterie sur la caisse par l’intermédiaire de la partie haute de la vis entretoise colonnette FS. Ensuite, on réalise une étape de finalisation de la fixation avec l’écrou de fixation EF. Véhicule automobile comprenant une caisse de véhicule et un bac de batterie dans un repère dans l’espace comprenant un axe de longitudinal (X) suivant une direction longitudinale du bac de batterie ; un axe latéral (Y) perpendiculaire à l’axe longitudinal (X), et un axe vertical (Z) perpendiculaire à l’axe longitudinal (X) et à l’axe latéral (Y), la caisse de véhicule comprenant : - au moins une traverse d’assise (TS, TI) s’étendant longitudinalement suivant l’axe longitudinal (X), et/ou latéralement suivant l’axe latéral (Y), le bac de batterie comprenant : - un couvercle supérieur (CS) disposé en dessous de ladite traverse d’assise en référence à l’axe vertical (Z) ; - au moins une traverse (T) s’étendant verticalement suivant l’axe vertical (Z) ; - des modules de batterie (M) ; - un couvercle inférieur (CI) en référence à l’axe vertical (Z), délimitant avec le couvercle supérieur (CS), un espace de mise en place de modules de batterie (M) et de ladite traverse (T), ladite traverse (T) étant disposée entre deux modules de batterie (M), et présentant une extrémité supérieure orientée vers le couvercle supérieur (CS), une extrémité inférieure orientée vers le couvercle inférieur (CI), et une section intermédiaire disposée entre l’extrémité supérieure et l’extrémité inférieure en référence à l’axe vertical (Z), caractérisé en ce que le bac de batterie comprend en outre : - une pièce de fixation supérieure (FS) traversant ladite traverse d’assise (TS, TI), le couvercle supérieur (CS) et l’extrémité supérieure de la traverse (T) ; et - une structure d’entretoise (E1) disposée entre le couvercle supérieur (CS) et ladite traverse d’assise (TS, TI). Véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bac de batterie comprend en outre un joint d’étanchéité (J) entre le couvercle supérieur (CS) et l’extrémité supérieure de la traverse (T). Véhicule automobile selon la revendication 2, caractérisé en ce que le joint d’étanchéité (J) est annulaire et reçoit en son centre la pièce de fixation supérieure (FS). Véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la pièce de fixation supérieure (FS) est une vis entretoise colonnette. Véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel ladite traverse d’assise comprend une traverse d’assise supérieure (TS) et une traverse d’assise inférieure (TI), caractérisé en ce que la caisse de véhicule comprend en outre une deuxième structure d’entretoise (E2) disposée entre la traverse d’assise supérieure (TS) et la traverse d’assise inférieure (TI). Véhicule automobile selon la revendication 5, caractérisé en ce que la deuxième structure d’entretoise reçoit en son centre la pièce de fixation supérieure (FS). Véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite traverse d’assise (TS, TI) comprend une tôle plane emboutie et/ou la traverse (T) comprend un profilé creux. Bac de batterie d’un véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant : - le couvercle supérieur (CS) ; - ladite traverse (T) ; - les modules de batterie (M) ; - le couvercle inférieur (CI), caractérisé en ce que le bac de batterie comprend en outre : - la pièce de fixation supérieure (FS) ; et - la structure d’entretoise. Procédé d’assemblage d’un bac de batterie d’un véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant les étapes suivantes : - une étape de mise en place pour mettre en place le couvercle inférieur (CI), les modules de batterie (M), ladite traverse (T), de préférence le joint d’étanchéité (J), et le couvercle supérieur (CS) ; - une étape de fixation supérieure pour fixer la pièce de fixation supérieure (FS) ; - une étape de solidarisation pour solidariser le bac de batterie à ladite traverse d’assise (TS, TI) par l’intermédiaire de la pièce de fixation supérieure (FS).