Brevet FR3142943A1 — publié le 20240614

L’invention concerne un véhicule comprenant une bonbonne d’hydrogène (1) allongée dont une première extrémité (3) porte une vanne de régulation (5), et une plateforme support (6) sur laquelle est fixée la bonbonne d’hydrogène (1) au moyen de deux sangles (9, 10) entourant chacune ladite bonbonne (1). Selon l’invention, le véhicule comporte une pièce extérieure (100, 200, 300a, 300b) conçue pour coopérer avec ladite bonbonne (1) d’hydrogène afin de limiter une expansion de ladite bonbonne (1) du côté de la première extrémité (3) et de favoriser une expansion de cette bonbonne (1) du côté de la deuxième extrémité (4), lors d’une phase de remplissage sous pression de ladite bonbonne, de manière à empêcher que la vanne de régulation (5) ne rentre en contact avec un élément de structure du véhicule placé à proximité de ladite vanne (5). Figure pour l’abrégé : Figure 2 véhicule doté d’une bonbonne d’hydrogène à déformation contrôlée La présente invention concerne un véhicule doté d’une bonbonne d’hydrogène à déformation contrôlée. Afin de bien comprendre le positionnement des différentes pièces impliquées dans un véhicule selon l’invention, la description est réalisée en faisant référence à un repère orthonormé direct XYZ dans lequel X est un axe longitudinal avant-arrière du véhicule orienté vers l’arrière, Y est un axe transversal orienté vers la droite du véhicule et Z est un axe vertical dirigé vers le haut. Généralement, une bonbonne d’hydrogène est de forme cylindrique allongée, et est fermée à ses deux extrémités par deux demi-sphères, lesdites extrémités étant à considérer suivant un axe longitudinal de ladite bonbonne. L’une des deux extrémités de cette bonbonne d’hydrogène porte une vanne de régulation ayant de multiples fonctions : vanne de fermeture, purge, détendeur, capteurs etc. Une bonbonne d’hydrogène est généralement arrimée à une plateforme support horizontale du véhicule au moyen d’au moins une sangle fixée à ladite plateforme support et entourant ladite bonbonne. Ce montage est conçu pour maintenir en position la bonbonne d’hydrogène dans différents cas de mise en effort, comme par exemple lors d’une décélération brutale du véhicule à la suite d’un crash, ou lors d’un remplissage sous pression en hydrogène de ladite bonbonne engendrant une dilatation de celle-ci dans toutes les directions de l’espace. Or, lors d’une décélération du véhicule ou lors d’une mise sous pression de la bonbonne par remplissage d’hydrogène, il existe un risque non négligeable que la vanne de ladite bonbonne vienne percuter un élément de structure du véhicule placé à proximité de ladite vanne. En effet, les espaces disponibles au sein des véhicules actuels étant de plus en plus rares et de plus en plus restreints, la vanne de la bonbonne d’hydrogène va fatalement se trouver à proximité immédiate d’un élément de structure du véhicule, avec une possibilité non négligeable de venir percuter cet élément de structure. Un véhicule selon l’invention est conçu de sorte que la vanne de la bonbonne d’hydrogène ne vienne jamais percuter un élément de structure du véhicule placé à proximité de celle-ci, lors par exemple d’une dilatation de ladite bonbonne résultant d’une mise en pression de celle-ci avec de l’hydrogène. L’invention a pour objet un véhicule comprenant une bonbonne d’hydrogène allongée dont une première extrémité porte une vanne de régulation, et une plateforme support sur laquelle est fixée la bonbonne d’hydrogène au moyen de deux sangles entourant chacune ladite bonbonne. Selon l’invention, le véhicule comporte une pièce extérieure conçue pour coopérer avec ladite bonbonne d’hydrogène afin de limiter une expansion de ladite bonbonne du côté de la première extrémité et de favoriser une expansion de cette bonbonne du côté de la deuxième extrémité, lors d’une phase de remplissage sous pression de ladite bonbonne avec de l’hydrogène, de manière à empêcher que la vanne de régulation ne rentre en contact avec un élément de structure du véhicule placé à proximité de ladite vanne. Lorsque la bonbonne est mise sous pression lors d’une opération de recharge en hydrogène, elle a tendance à s’expanser dans toutes les directions de l’espace. Comme la vanne de régulation est placée à côté d’un élément de structure du véhicule, elle risque de venir percuter cet élément de structure lors de cette phase de recharge occasionnant une expansion isotrope de la bonbonne. Afin de minimiser l’expansion de la bonbonne dans la partie où est située la vanne de régulation, une pièce extérieure à la bonbonne va coopérer avec ladite bonbonne pour limiter l’expansion de ladite partie, quitte à favoriser l’expansion d’une autre partie de la bonbonne. Préférentiellement, la pièce extérieure est une pièce solide. Cette pièce extérieure peut être, soit au contact d’une paroi délimitant ladite bonbonne, soit être à distance de cette paroi. De façon avantageuse, la pièce extérieure coopère avec la bonbonne pour limiter l’amplitude de l’expansion de la partie de ladite bonbonne portant la vanne de régulation, et ainsi la faire passer de 3mm à 1mm. Les sangles retenant la bonbonne d’hydrogène contre la plateforme support sont avantageusement parallèles. Lesdites sangles sont avantageusement réalisées en métal. Selon une caractéristique possible de l’invention, la bonbonne d’hydrogène est disposée dans le véhicule de sorte qu’un axe longitudinal de ladite bonbonne s’étende parallèlement à un axe transversal Y dudit véhicule. Pour cette configuration, la vanne de régulation représente une extrémité distale de la bonbonne le long d’un axe transversal Y du véhicule. Selon une caractéristique possible de l’invention, la première extrémité et la deuxième extrémité sont alignées le long d’un axe longitudinal de la bonbonne. De cette manière, la pièce extérieure va contribuer à limiter l’expansion de la première extrémité et à accroitre l’expansion de la deuxième extrémité, cette limitation et cet accroissement s’effectuant le long d’un même axe. Selon une caractéristique possible de l’invention, la bonbonne présente un corps cylindrique, la première extrémité et la deuxième extrémité étant placées de part et d’autre du corps cylindrique et ayant chacune la forme d’une demi-sphère, les deux sangles entourant ledit corps cylindrique. De cette manière, la bonbonne d’hydrogène ne présente aucun angle susceptible de conduire à un endommagement de ladite bonbonne, lors d’une d’expansion de celle-ci provoquée par exemple par une phase de remplissage en hydrogène. Selon une caractéristique possible de l’invention, parmi les deux sangles une première sangle est située du côté de la première extrémité et une deuxième sangle est située du côté de la deuxième extrémité, la pièce extérieure étant constituée par au moins une couche d’un matériau glissant qui est insérée uniquement entre la deuxième sangle et le corps cylindrique de la bonbonne. La présence de cette couche de matériau glissant, va favoriser une expansion de la deuxième extrémité de la bonbonne, puisque : -d’une part la deuxième sangle ne va plus exercer directement un enserrement bloquant de la bonbonne, et -d’autre part l’expansion de la première extrémité est bloquée par la première sangle qui sert étroitement la bonbonne. Cette couche de matériau glissant va en quelque sorte créer un chemin d’expansion orienté pour la bonbonne. A titre d’exemple, ce matériau glissant peut être constitué par du téflon. Pour cette configuration, il n’existe aucune couche d’un quelconque matériau glissant qui serait insérée entre la première sangle et la bonbonne. Selon une caractéristique possible de l’invention, la pièce extérieure est une butée saillant de la plateforme support vers le haut, et qui est placée sous la première extrémité de la bonbonne d’hydrogène. De cette manière, dès que la bonbonne entame une phase d’expansion due à une opération de remplissage en hydrogène de ladite bonbonne, cette expansion va immédiatement être stoppée du côté de la première extrémité en raison de la présence de cette butée d’arrêt. Selon une caractéristique possible de l’invention, la butée est placée à une distance de la première extrémité qui est inférieure à 3mm. En effet, il faut que cette butée agisse dès les premiers instants de la phase d’expansion de la bonbonne afin d’empêcher tout déplacement significatif de la vanne de régulation et donc d’éliminer tout risque de percussion de la vanne de régulation contre l’élément de structure du véhicule. Selon une caractéristique possible de l’invention, une surface supérieure de la butée qui est destinée à venir au contact de la première extrémité de la bonbonne, présente un profil incurvé dont la courbure est identique à celle de ladite première extrémité. En effet, la butée ne doit pas présenter un profil anguleux qui serait susceptible d’endommager la bonbonne, soit en la déformant, soit en la rompant. Afin que la mise en contact de la bonbonne contre la butée soit la plus douce possible, il est important que ladite bonbonne et ladite butée présentent des profils parfaitement complémentaires. Selon une caractéristique possible de l’invention, parmi les deux sangles une première sangle est située du côté de la première extrémité et une deuxième sangle est située du côté de la deuxième extrémité, la pièce extérieure comprenant un premier pied auquel est fixée la première sangle et qui est fixe ou apte à se déplacer le long de ladite plateforme support avec une faible amplitude, ladite pièce extérieure comprenant un deuxième pied auquel est fixée la deuxième sangle et qui est apte à se déplacer le long de ladite plateforme support avec une amplitude, qui est supérieure à celle du premier pied. Pour cette configuration, le premier pied peut, soit être fixe sans possibilité de déplacement sur la plateforme support, soit être apte à se déplacer sur celle-ci avec une faible amplitude, alors que le deuxième pied peut se déplacer le long de la plateforme support avec une grande amplitude. L’objectif est de créer un différentiel de déplacement entre les deux pieds, afin que la dilatation de la bonbonne ne soit focalisée que sur la partie de la bonbonne comprenant la deuxième extrémité, en demeurant quasiment nulle dans la partie de la bonbonne comprenant la première extrémité. La présence de ces deux pieds, aux amplitudes de déplacement différentes, va créer un chemin d’expansion orienté de la bonbonne favorisant une dilatation de la deuxième extrémité de la bonbonne pour préserver l’intégrité de la vanne de régulation placée sur la première extrémité. Selon une caractéristique possible de l’invention, le premier pied est monté sur la plateforme support au moyen d’un premier manchon de faible épaisseur et le deuxième pied est monté sur la plateforme support au moyen d’un deuxième manchon déformable ayant une épaisseur supérieure à celle du premier manchon. Chacun des deux manchons est inséré dans la plateforme support et une partie de chacun desdits pieds est placée à l’intérieur de ce manchon. Le manchon de faible épaisseur va contribuer à limiter l’amplitude de déplacement du premier pied et donc à limiter l’expansion de la bonbonne du côté de la première extrémité, tandis que le manchon d’épaisseur plus importante va contribuer à augmenter l’amplitude de déplacement du deuxième pied et donc à favoriser une expansion de la deuxième extrémité. Le premier manchon peut être faiblement déformable ou indéformable. Un véhicule selon l’invention présente l’avantage de posséder une bonbonne d’hydrogène dont la vanne de régulation est protégée, par une mise en œuvre judicieuse de moyens simples et peu onéreux qui vont guider l’expansion de la bonbonne. De plus, ces moyens sont peu encombrants et ne nécessitent aucune source énergétique spécifique. Il en résulte qu’aucune modification structurelle en profondeur du véhicule n’est nécessaire pour intégrer ces moyens de guidage. On donne ci-après, une description détaillée de trois modes de réalisation préférés d’un véhicule selon l’invention, en se référant aux figures suivantes : La est une vue schématique de face d’une bonbonne d’hydrogène d’un véhicule de l’état de la technique, La est une vue schématique de face d’une bonbonne d’hydrogène d’un premier mode de réalisation d’un véhicule selon l’invention La est une vue schématique de face d’une bonbonne d’hydrogène d’un deuxième mode de réalisation d’un véhicule selon l’invention La est une vue schématique de face d’une bonbonne d’hydrogène d’un troisième mode de réalisation d’un véhicule selon l’invention. En se référant à la , un véhicule selon l’invention comprend une bonbonne 1 d’hydrogène allongée s’étendant selon un axe transversal Y dudit véhicule. Cette bonbonne d’hydrogène 1 possède un corps central 2 cylindrique allongé 2, une première extrémité 3 et une deuxième extrémité 4 sous la forme chacune d’une demi-sphère. Cette première extrémité 3 et cette deuxième extrémité 4 sont alignées suivant un axe longitudinal de la bonbonne 1 d’hydrogène. De cette manière, le corps central 2, la première et la deuxième extrémités 3, 4 délimitent un espace clôt de forme oblongue et destiné à recevoir de l’hydrogène sous pression. La première extrémité 3 comporte une vanne de régulation 5 par laquelle la bonbonne 1 va être chargée en hydrogène, ladite vanne 5 mesurant la pression régnant à l’intérieur de la bonbonne 1 et régulant le débit entre l’intérieur de ladite bonbonne 1 et l’extérieur de celle-ci. La vanne de régulation 5 est placée au sommet de la première extrémité 3 ayant une forme en demi-sphère, si bien que ladite vanne de régulation 5 est traversée en son centre par l’axe de révolution de la bonbonne 1 passant par le corps central 2, la première extrémité 3 et la deuxième extrémité 4. Autrement dit, la vanne de régulation 5 représente une extrémité distale de la bonbonne 1 passant par l’axe de révolution de ladite bonbonne 1. Le véhicule dispose d’une plateforme support 6 plane et horizontale si ledit véhicule repose lui-même sur un sol horizontal, de laquelle émergent deux pieds 7, 8. Ces deux pieds 7, 8 saillent de ladite plateforme support 6 vers le haut, et servent chacun de point d’ancrage à une sangle 9, 10 configurée pour assurer le maintien de la bonbonne d’hydrogène 1 contre la plateforme support 6. Parmi ces deux pieds, un premier pied 7 est placé sous une extrémité du corps central 2 de la bonbonne 1, située du côté de la première extrémité 3 de la bonbonne 1 et juste avant celle-ci, et un deuxième pied 8 est placé sous une extrémité du corps central 2 de la bonbonne 1, située du côté de la deuxième extrémité 4 de la bonbonne 1, et juste avant celle-ci. Parmi les deux sangles, une première sangle 9 est ancrée sur le premier pied 7 et entoure l’extrémité correspondante du corps central 2 de la bonbonne 1 et une deuxième sangle 10 est ancrée sur le deuxième pied 8 et entoure l’extrémité correspondante du corps central 2 de la bonbonne 1. De cette manière, chacune desdites sangles 9, 10 a une forme annulaire et permet de maintenir étroitement la bonbonne d’hydrogène 1 contre la plateforme support 6. Il est à noter que ces deux pieds 7, 8 sont fixes sur la plateforme support 6. Une fois que la bonbonne 1 d’hydrogène est montée dans le véhicule, la vanne de régulation 5 se retrouve à proximité immédiate d’un élément de structure du véhicule. De cette manière, lors par exemple d’une opération de remplissage sous pression de la bonbonne 1 avec de l’hydrogène, ladite bonbonne 1 va monter en pression en s’expansant de quelques millimètres dans toutes les directions de l’espace. Comme la vanne de régulation 5 est placée très proche de l’élément de structure du véhicule, elle va fatalement entrer en contact avec ledit élément de structure lors de cette expansion, et risque donc d’être endommagée. Afin d’empêcher que la vanne de régulation 5 ne vienne au contact de l’élément de structure du véhicule placé à proximité immédiate de ladite vanne de régulation 5, un véhicule selon l’invention comprend une pièce extérieure à ladite bonbonne 1 d’hydrogène et capable d’orienter l’expansion de la bonbonne 1. En se référant à la , selon un premier mode de réalisation d’un véhicule selon l’invention, la pièce extérieure 100 se décline sous la forme d’au moins une couche d’un matériau glissant de d’un matériau glissant, qui est insérées entre la deuxième sangle 10 et une surface extérieure du corps central 2 de la bonbonne 1 se retrouvant en vis-à-vis de ladite deuxième sangle 10. Il est à noter qu’aucune couche de matériau glissant n’est insérée entre la première sangle 9 et une surface extérieure du corps central 2 de la bonbonne 1 se retrouvant en vis-à-vis de ladite première sangle 9. Le matériau glissant peut par exemple être constitué de téflon. De cette manière, lors par exemple d’une opération de remplissage avec de l’hydrogène, ladite bonbonne 1 va prioritairement s’expanser du côté de sa deuxième extrémité 4 et ne va quasiment pas s’expanser du côté de la première extrémité 3. En effet, la première sangle 9 va exercer une pression de serrage élevée directement sur le corps central 2 de la bonbonne 1, en empêchant toute translation significative dudit corps central 2 relativement à ladite première sangle 9. En revanche, la présence de cette couche 100 de matériau glissant va favoriser le glissement du corps central 2 relativement à la deuxième sangle 10 et donc une expansion de la bonbonne 1 du côté de sa deuxième extrémité 4. En se référant à la , selon un deuxième mode de réalisation d’un véhicule selon l’invention, la pièce extérieure 200 se décline sous la forme d’une butée fixe, saillant de la plateforme support 6 vers le haut et située sous la première extrémité 3. Cette butée 200 se présente sous la forme générale d’un parallélépipède rectangle, dont un tronçon a été retiré pour laisser apparaitre une surface supérieure 201 incurvée. Cette surface supérieure incurvée 201 présente une courbure qui est identique à celle de la première extrémité 3 de la bonbonne 1. Cette butée 200 est placée sur la plateforme support 6 de sorte que la surface supérieure incurvée 201 de ladite butée 200 soit parallèle à une surface extérieure de ladite première extrémité 3. La distance séparant la surface supérieure incurvée 201 de la butée 200 et la surface extérieure de même courbure de la première extrémité 3, est inférieure à 3mm, et de façon encore plus avantageuse, est inférieure à 1mm. De cette manière, lors par exemple d’une opération de remplissage sous pression avec de l’hydrogène, la bonbonne 1 va s’expanser dans toutes les directions de l’espace, avant que l’expansion de ladite bonbonne 1 ne soit prématurément stoppée par la butée 200. La butée 200 va donc arrêter très tôt le processus d’expansion de la partie de la bonbonne 1 située du côté de la première extrémité 3, empêchant la vanne de régulation 5 de venir percuter l’élément de structure du véhicule. En se référant à la , selon un troisième mode de réalisation d’un véhicule selon l’invention, la pièce extérieure 300a, 300b comprend un premier pied 300a auquel est fixée la première sangle 9 et qui est apte à se déplacer le long de la plateforme support 6 avec une faible amplitude, et un deuxième pied 300b auquel est fixée la deuxième sangle 10 et qui est apte à se déplacer le long de ladite plateforme support 6 avec une amplitude, qui est supérieure à celle du premier pied 300a. De façon plus précise, le premier pied 300a est monté sur la plateforme support 6 au moyen d’un premier manchon 301 déformable de faible épaisseur, et le deuxième pied 300b est monté sur la plateforme support 6 au moyen d’un deuxième manchon 302 déformable ayant une épaisseur supérieure à celle du premier manchon 301. Les deux pieds 300a, 300b sont identiques et possèdent chacun un corps allongé 303 de faible diamètre possédant à chacune de ses deux extrémités une tête élargie 304, 305, lesdites deux extrémités étant à considérer suivant un axe longitudinal dudit corps allongé. Les pieds 300a, 300b sont fixés à la plateforme support 6 en respectant les règles suivantes : - le premier manchon déformable 301 et le deuxième manchon déformable 302 303 sont placés autour des corps allongés 303 de faible diamètre des deux pieds 300a, 300b, -le corps allongé 303 de faible diamètre de chaque pied 300a, 300b entouré de son manchon déformable 301, 302 est placé dans une ouverture traversante de la plateforme support 6 dont les dimensions sont adaptées aux dimensions du manchon déformable 301, 302 considéré, -les têtes élargies 304, 305 de chaque pied 300a, 300b émergent de chaque côté de la plateforme support 6, l’une étant placée au-dessous et l’autre étant placée au-dessus. Pour ce troisième mode de réalisation, lors par exemple d’une opération de remplissage sous pression avec de l’hydrogène, la bonbonne 1 va prioritairement s’expanser du côté de sa deuxième extrémité 4 et ne va quasiment pas s’expanser du côté de la première extrémité 3. En effet, le premier pied 300a ne va quasiment pas se déplacer le long de la plateforme support 6, en raison de la faible épaisseur du premier manchon 301, tandis que le deuxième pied va pouvoir se déplacer avec une plus grande amplitude en raison de l’épaisseur plus importante du deuxième manchon 302. Avec une telle configuration, la grande mobilité du deuxième pied 300b va favoriser une expansion de la bonbonne 1 du côté de la deuxième extrémité 4, tandis que la faible mobilité du premier pied 300a va empêcher une expansion significative de la bonbonne 1 du côté de la première extrémité 3. Pour ce troisième mode de réalisation, le premier pied 300a peut être fixe sur la plateforme support 6, soit en étant monté dans celle-ci avec un premier manchon 301 indéformable, soit en étant monté dans celle-ci sans manchon. Véhicule comprenant une bonbonne d’hydrogène (1) allongée dont une première extrémité (3) porte une vanne de régulation (5), et une plateforme support (6) sur laquelle est fixée la bonbonne d’hydrogène (1) au moyen de deux sangles (9, 10) entourant chacune ladite bonbonne (1), caractérisé en ce qu’il comporte une pièce extérieure (100, 200, 300a, 300b) conçue pour coopérer avec ladite bonbonne (1) d’hydrogène afin de limiter une expansion de ladite bonbonne (1) du côté de la première extrémité (3) et de favoriser une expansion de cette bonbonne (1) du côté de la deuxième extrémité (4), lors d’une phase de remplissage sous pression de ladite bonbonne avec de l’hydrogène, de manière à empêcher que la vanne de régulation (5) ne rentre en contact avec un élément de structure du véhicule placé à proximité de ladite vanne (5). Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bonbonne d’hydrogène (1) est disposé dans le véhicule de sorte qu’un axe longitudinal de ladite bonbonne s’étende parallèlement à un axe transversal Y dudit véhicule. Véhicule selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la première extrémité (3) et la deuxième extrémité (4) sont alignées le long d’un axe longitudinal de la bonbonne (1). Véhicule selon la revendication 3, caractérisé en ce que la bonbonne présente un corps cylindrique (2), et en ce que la première extrémité (3) et la deuxième extrémité (4) sont placées de part et d’autre du corps cylindrique (2) et ont chacune la forme d’une demi-sphère, les deux sangles (9, 10) entourant ledit corps cylindrique (2). Véhicule selon la revendication 4, caractérisé en ce que parmi les deux sangles une première sangle (9) est située du côté de la première extrémité (3) et une deuxième sangle (10) est située du côté de la deuxième extrémité (4), et en ce que la pièce extérieure (100) est constituée par au moins une couche d’un matériau glissant qui est insérée uniquement entre la deuxième sangle (10) et le corps cylindrique (2) de la bonbonne (1). Véhicule selon la revendication 4, caractérisé en ce que la pièce extérieure (200) est une butée saillant de la plateforme support (6) vers le haut, et qui est placée sous la première extrémité (3) de la bonbonne d’hydrogène (1). Véhicule selon la revendication 6, caractérisé en ce que la butée (200) est placée à une distance de la première extrémité qui est inférieure à 3mm. Véhicule selon l’une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisée en ce qu’une surface supérieure (201) de la butée (200) qui est destinée à venir au contact de la première extrémité (3) de la bonbonne (1), présente un profil incurvé dont la courbure est identique à celle de ladite première extrémité (3). Véhicule selon la revendication 4, caractérisé en ce que parmi les deux sangles une première sangle (9) est située du côté de la première extrémité (3) et une deuxième sangle (10) est située du côté de la deuxième extrémité (4), et en ce que la pièce extérieure comprend un premier pied (300a) auquel est fixée la première sangle (9) et qui est fixe ou apte à se déplacer le long de ladite plateforme support (6) avec une faible amplitude, ladite pièce extérieure comprenant un deuxième pied (300b) auquel est fixée la deuxième sangle (10) et qui est apte à se déplacer le long de ladite plateforme support (6) avec une amplitude, qui est supérieure à celle du premier pied (300a). Véhicule selon la revendication 9, caractérisé en ce que le premier pied (300a) est monté sur la plateforme support (6) au moyen d’un premier manchon (301) de faible épaisseur et le deuxième pied (300b) est monté sur la plateforme support (6) au moyen d’un deuxième manchon (3002) déformable ayant une épaisseur supérieure à celle du premier manchon (301).