Brevet FR3148775A1 — publié le 20241122

Plancher supérieur pour véhicule automobile hybride ou électrique, comprenant une plateforme centrale (10) et un pourtour (11) s’étendant respectivement dans deux plans distincts pour former un corps creux apte à recevoir des modules de batterie (6), le plancher supérieur (2) comportant une face supérieure (2a) et une face inférieure (2b) opposée à la face supérieure (2a), le pourtour (11) comportant une première zone (11a) s’étendant de manière continue sur ladite face supérieure (2a) et une deuxième zone (11b) s’étendant de manière continue sur ladite face inférieure (2b). Figure pour l’abrégé : Fig 1 Plancher supérieur pour véhicule automobile électrique ou hybride La présente invention concerne, de manière générale, les véhicules électriques ou hybrides et, notamment, l’étanchéité d’une zone de stockage d’énergie électrique destinées à accueillir des modules de batterie de tels véhicules. Plus précisément, l’invention se rapporte à un plancher supérieur pour véhicule électrique ou hybride, à un soubassement comportant un tel plancher supérieur, ainsi qu’à un véhicule électrique ou hybride incorporant un tel soubassement. Techniques antérieures Dans les véhicules électriques actuels, l’énergie électrique est stockée dans des cellules de batterie conditionnées dans un boîtier extérieur lui-même logé sous le plancher du véhicule. Ce boîtier est étanche et assure la fonction de stockage et de maintien des cellules dans le véhicule, généralement en incluant des conditionnements intermédiaires appelés modules. Il contribue également à la protection en choc frontal et en choc latéral des cellules. Cependant, un tel boîtier limite le volume utile au stockage d’énergie électrique. Selon une nouvelle conception, le boîtier extérieur présent sous le plancher est supprimé afin de maximiser le volume disponible de la zone de stockage d’énergie électrique, destinée à recevoir les cellules de batterie. Le soubassement a été reconfiguré et forme lui-même une enceinte structurelle de réception des cellules de batterie. Les modules de batterie sont positionnés sous le plancher supérieur. De plus, le plancher supérieur est fixé à un cadre central du soubassement comprenant une traverse avant, une traverse arrière et deux bavolets latéraux gauche et droit. Certaines exigences d’étanchéité sont imposées vis-à-vis de la zone de stockage d’énergie électrique. Elle doit être étanche à l’eau venant de l’extérieur et de l’intérieur du véhicule, mais également étanche à la température, et à la pression afin de résister à un potentiel emballement thermique des cellules de batterie et protéger les passagers présents dans l’habitacle du véhicule. En particulier, la règlementation GTR-EVS (Global Technical Regulations - Electric Vehicle Safety) impose la non pénétration de fumées à l’intérieur de l’habitacle pendant une durée minimale de cinq minutes, afin notamment de laisser aux passagers le temps de s’extraire du véhicule. La suppression du boîtier entraîne la suppression de l’étanchéité de la zone de stockage d’énergie électrique destinée à accueillir les modules de batterie. De plus, le nombre élevé de pièces constituant le soubassement entraîne un risque accru de fuites entre l’habitacle du véhicule et la zone de stockage d’énergie ménagé sous le plancher supérieur. Il existe donc un besoin de fournir une étanchéité de la zone de stockage d’énergie électrique adaptée à une configuration selon laquelle la zone de stockage d’énergie électrique est directement formée par le soubassement d’un véhicule électrique ou hybride. Il est donc proposé un plancher supérieur pour véhicule automobile hybride ou électrique, comprenant une plateforme centrale et un pourtour s’étendant respectivement dans deux plans distincts pour former un corps creux apte à recevoir des modules de batterie, le plancher supérieur comportant une face supérieure et une face inférieure opposée à la face supérieure, le pourtour comportant une première zone s’étendant de manière continue sur ladite face supérieure et une deuxième zone s’étendant de manière continue sur ladite face inférieure. De préférence, la plateforme centrale et le pourtour sont monoblocs. De préférence, le plancher supérieur comprend des dimensions adaptées à recevoir au moins un module de batterie, de préférence la hauteur entre la plateforme centrale et le pourtour est supérieure ou égale à la hauteur d’au moins un module de batterie. L’invention concerne également un procédé de fabrication d’un plancher supérieur comme décrit précédemment, comprenant une étape d’emboutissage. L’invention concerne également un soubassement pour véhicule automobile électrique ou hybride comprenant un plancher supérieur comme décrit précédemment. Avantageusement, le soubassement comprend une zone de stockage d’énergie électrique destinée à recevoir des modules de batterie, la zone de stockage d’énergie électrique étant délimitée par le plancher supérieur et une plaque inférieure de fermeture. De préférence, le soubassement comprend au moins un premier moyen d’étanchéité disposé entre la deuxième zone du pourtour du plancher supérieur et la plaque inférieure de fermeture, notamment le pourtour de la plaque de fermeture. Avantageusement, le soubassement peut comprendre un cadre central positionné autour du plancher supérieur, et au moins un deuxième moyen d’étanchéité disposé entre la première zone du pourtour du plancher supérieur et le cadre central. De préférence, le soubassement comprend des organes de fixation configurés pour suspendre des modules de batterie sont disposés sur la face inférieure du plancher supérieur. Avantageusement, le soubassement comprend une pluralité de traverses centrales sont disposées sur la face supérieure du plancher supérieur. De préférence, les traverses centrales sont fixées sur la face supérieure du plancher supérieur par soudage. De préférence, les organes de fixation sont fixés sur la face inférieure du plancher supérieur par soudage. L’invention concerne également un véhicule automobile électrique ou hybride comprenant un plancher supérieur comme décrit précédemment et/ou un soubassement comme décrit précédemment. Avantageusement, le véhicule automobile peut comprendre une pluralité de modules de batterie suspendus par les organes de fixation sur la face inférieure du plancher supérieur. D’autres buts, avantages et caractéristiques ressortiront de la description qui va suivre, donnée à titre purement illustratif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : illustre un soubassement pour véhicule automobile électrique ou hybride selon un mode de réalisation de l’invention représenté en coupe longitudinale. est une coupe transversale du soubassement illustré à la . est une vue en perspective d’un plancher supérieur selon un mode de réalisation de l’invention. Description détaillée Dans la suite de la description, les termes « longitudinal », « transversal », « vertical », « horizontal », « avant », « arrière », « gauche », « droite », « inférieur », « supérieur », « sous », « sur », « au-dessus » et « au-dessous » s’entendent par rapport au repère orthogonal usuel des véhicules automobiles, représenté sur les figures 1 à 3, et comprenant : - un axe longitudinal X, horizontal et dirigé de l’avant vers l’arrière du véhicule ; - un axe transversal Y, horizontal, perpendiculaire à l’axe X et dirigé de la gauche à la droite du véhicule qui se déplace vers l’avant ; - un axe Z, orthogonal aux axes X et Y et vertical dirigé de bas en haut. Par ailleurs, l’expression « au moins un » utilisée dans la présente description est équivalente à l’expression « un ou plusieurs ». Les figures 1 et 2 illustrent un soubassement 1 pour un véhicule automobile électrique ou hybride en coupe selon, respectivement, l’axe longitudinal X et l’axe transversal Y. Le soubassement 1 comprend un plancher supérieur 2 comprenant une face supérieure 2a et une face inférieure 2b opposée à la face supérieure 2a. Avantageusement, le soubassement 1 peut également comprendre un cadre central positionné en périphérie du plancher supérieur 2 et comprenant une traverse avant 7, une traverse arrière 8 et des bavolets latéraux 3 gauche et droit raccordant les traverses avant et arrière 7, 8. Par bavolet, on entend dans la présente invention un élément de structure qui s’étend selon la direction longitudinale du véhicule de chaque côté du plancher supérieur 2, notamment en-dessous de portières du véhicule. Seule une portion latérale du soubassement 1 est représentée sur la de sorte que seul le bavolet latéral 3 gauche du cadre central est visible. De préférence, une pluralité de traverses centrales 4 sont fixées sur la face supérieure 2a du plancher supérieur 2. De préférence, les extrémités des traverses centrales 4 sont connectées par encastrement aux bavolets latéraux 3 gauche et droit. Les traverses centrales 4 peuvent être prévues en nombre suffisant pour couvrir toute la longueur du plancher supérieur 2 et ainsi palier aux chocs latéraux quel que soit leur position. Avantageusement, les traverses centrales 4 peuvent inclure des traverses de renfort du plancher supérieur 2 en choc latéral et des traverses de fixation destinées à la fixation de sièges du véhicule automobile. Une zone de stockage d’énergie électrique ZE destinée à recevoir des modules de batterie est avantageusement ménagée sous le plancher supérieur 2. Le plancher supérieur 2 forme une barrière d’étanchéité de la zone de stockage d’énergie électrique ZE vis-à-vis de l’habitacle du véhicule. De préférence, les traverses centrales 4 sont fixées à la face supérieure 2a du plancher supérieur 2 par soudage, c’est-à-dire par l’intermédiaire de points ou cordons de soudure. Ceci permet d’éviter de supprimer l’étanchéité formée par le plancher supérieur 2 perçant la zone de stockage d’énergie électrique ZE, par exemple par vissage. Selon une variante, on pourra prévoir que les traverses centrales 4 et le plancher supérieur 2 soient monoblocs de sorte que les traverses centrales 4 soient directement intégrées au plancher supérieur 2. Des organes de fixation 5 configurés pour suspendre au moins un module de batterie 6 sous le plancher supérieur 2 sont logés dans la zone de stockage d’énergie électrique ZE. On entend par « suspendre au moins un module de batterie du véhicule » que le module de batterie 6 est supporté dans sa partie supérieure positionnée en regard du plancher supérieur 2 par l’organe de fixation 5 de sorte que le module de batterie 6 est suspendu à l’organe de fixation 5 sans qu’il soit nécessaire que le module de batterie 6 repose sur un fond. Les organes de fixation 5 sont, avantageusement, fixés sur la face inférieure 2b du plancher supérieur 2. De préférence, les organes de fixation 5 sont fixés sur la face inférieure 2b du plancher supérieur 2 par soudage, c’est-à-dire par l’intermédiaire de points ou cordons de soudure. Ceci permet d’éviter de supprimer l’étanchéité formée par le plancher supérieur 2 perçant la zone de stockage d’énergie électrique ZE, par exemple par vissage. Dans l’exemple illustré, chaque organe de fixation 5 comprend une poutre s’étendant longitudinalement selon un axe longitudinal du plancher supérieur 2 dans la zone de stockage d’énergie électrique stockage. La poutre de l’organe de fixation 5 possède, par exemple, une section transversale sensiblement en oméga dont les extrémités libres permettent avantageusement la fixation de l’organe de fixation 5 sur la face inférieure 2b du plancher supérieur 2. Les modules de batterie 6 comprennent au moins une patte de fixation 6a configurée pour coopérer avec l’un des organes de fixation 5 pour suspension du module de batterie 6 à l’organe de fixation 5. De préférence, la fixation du module de batterie 6 sur l’organe de fixation 5 est réalisé par vissage. A cet égard, dans l’exemple illustré, chaque patte de fixation 6a comprend avantageusement un trou configuré pour coopérer avec un trou formé dans une tranche de la poutre pour la réalisation du vissage des modules de batterie 6 sur les organes de fixation 5. Avantageusement, une plaque inférieure de fermeture 9 permet de fermer la zone de stockage d’énergie électrique ZE, assurant la protection des modules de batterie 6, notamment vis-à-vis de débris de la route. La zone de stockage d’énergie électrique ZE est ainsi délimitée par le plancher supérieur 2 et la plaque de fermeture 9 lorsque ces deux derniers sont assemblés. Le soubassement 1 comprend avantageusement des moyens de fixation F de la plaque inférieure de fermeture 9 sur le plancher supérieur 2. Dans l’exemple illustré, les moyens de fixation F comprennent une pluralité d’ensemble vis et écrou répartis sur le pourtour 11 du plancher supérieur 2 et du pourtour de la plaque inférieure de fermeture 9. Une pluralité d’orifices sont ménagés sur le pourtour 11 du plancher supérieur 2, et chaque ensemble vis et écrou des moyens de fixation F coopère avec l’un de ces orifices. De plus, le soubassement 1 comprend avantageusement des moyens de fixation du plancher supérieur 2 sur le cadre central. Dans l’exemple illustré, les moyens de fixation F de la plaque inférieure de fermeture 9 sur le plancher supérieur 2 permettent en outre de fixer le plancher supérieur 2 sur le cadre central. Avantageusement, un jeu vertical J1 demeure entre chaque module de batterie 6 fixé au plancher supérieur 2 par l’intermédiaire d’un organe de fixation 5 et la plaque inférieure de fermeture 9. La plaque inférieure 9 comprend, par exemple, de l’aluminium et/ou un matériau plastique renforcé de fibres. De préférence, chaque organe de fixation 5 comprend un matériau électriquement isolant afin d’isoler électriquement les modules de batterie 6 du plancher supérieur 2. Avantageusement, un jeu vertical J2 demeure entre chaque module de batterie 6 logé dans la zone de stockage d’énergie électrique ZE et le plancher supérieur 2 afin d’isoler électriquement le module de batterie 6 du plancher supérieur 2. Optionnellement, le soubassement 1 peut comprendre une mousse isolante (non représentée), notamment pour la protection thermique, entourant les modules de batterie 6 dans la zone de stockage d’énergie électrique ZE. Les deux bavolets latéraux 3 droit et gauche s’étendent longitudinalement de part et d’autre du plancher supérieur 2. Chacun des bavolets latéraux 3 comporte un corps creux. Selon un exemple, le corps creux des bavolets latéraux 3 peut être délimité par une pluralité de panneaux fixés l’un à l’autre au niveau de leurs extrémités. Selon un exemple, le corps creux des bavolets latéraux 3 peut être délimité par un premier panneau 3a et un deuxième panneau de section sensiblement en U ou oméga fixés l’un à l’autre au niveau de leurs extrémités. Les extrémités du premier panneau 3a et du deuxième panneau sont par exemple raccordées dans un plan vertical du véhicule. De manière à améliorer la tenue en choc latéral du plancher supérieur 2 et de la zone de stockage d’énergie électrique ZE comportant les modules de batterie 6, un renfort peut être positionné dans le corps creux de chacun des bavolets latéraux 3. De préférence, le renfort 7 de chaque bavolet latéral 3 s’étend dans un plan passant par les traverses centrales 4. De plus, la hauteur du renfort 7 est, de préférence, similaire à la hauteur des traverses centrales 4. Ceci permet une répartition efficace et facilitée des efforts dus à un choc latéral vers le plancher supérieur 2 et les traverses centrales 4. En référence à la , le plancher supérieur 2 comprend une plateforme centrale 10 et un pourtour 11, connectés par un flanc 12, s’étendent respectivement dans deux plans distincts pour former un corps creux apte à recevoir les modules de batterie 6. Avantageusement, les traverses centrales 4 sont fixées sur la plateforme centrale 10. Le corps creux formé par le plancher supérieure 2 prend la forme d’une cloche ou encore d’une cuvette. De préférence, les dimensions du plancher supérieur 2 sont adaptées pour recevoir, et notamment entourer, au moins un module de batterie 6. Dans l’exemple illustré, la hauteur de la plateforme centrale 10 et le pourtour 11 est supérieure à la hauteur d’un module de batterie. L’axe longitudinal de chaque module de batterie 6 s’étend selon l’axe longitudinal X du véhicule automobile. De préférence, la plateforme centrale 10 et le pourtour 11 sont monoblocs afin de former une première protection étanche de la zone de stockage d’énergie électrique ZE. Le plancher supérieur 2 comprend, de préférence, un matériau possédant une limite élastique d’une valeur supérieure ou égale à 400 mPa, de préférence supérieure ou égale à 1000 mPa, tel qu’un acier, afin de conférer au plancher supérieur 2 une raideur en flexion suffisante pour résister à un choc latéral. Le pourtour 11 du plancher supérieur 2 comporte une première zone 11a, disposée sur la face supérieure 2a, s’étendant de manière continue. Le pourtour 11 comprend également une deuxième zone 11b, opposée à la première zone 11a, disposée sur la face inférieure 2b, et s’étendant de manière continue. Par zone continue, on entend une zone où le matériau du plancher supérieur 2 forme une continuité, sans ouverture ou orifice, s’étendant tout le long du pourtour 11 de façon à former une unique piste fermée. La deuxième zone 11b est destinée à recevoir un premier moyen d’étanchéité 13, et la première zone 11a est destinée à recevoir un deuxième moyen d’étanchéité 14. Les première et deuxième zones 11a et 11b sont ainsi configurées pour former chacune une piste d’étanchéité unique, continue tout le long du pourtour 11 du plancher supérieur 2. De préférence, les premier et deuxième moyens d’étanchéité 13 et 14 comprennent chacun un joint d’étanchéité. Le joint d’étanchéité des premier et deuxième moyens d’étanchéité 13 et 14 peut être réalisé en mastic. La première zone 11a forme, en sus d’une piste d’étanchéité pour le deuxième moyen d’étanchéité 14, une zone d’assemblage et d’accostage du plancher supérieur 2 sur le cadre central lors de l’assemblage des différentes pièces constitutives du soubassement 1. Lorsque le cadre central et le plancher supérieur 2 sont assemblés, le deuxième moyen d’étanchéité 14 est pris en étau entre la première zone 11a du pourtour 11 du plancher supérieur 2 et le cadre central. De plus, lorsque le plancher supérieur 2 et la plaque inférieure de fermeture 9 sont assemblés, le premier moyen d’étanchéité 13 est pris en étau entre la deuxième zone 11b du pourtour 11 du plancher supérieur 2 et le pourtour de la plaque inférieure de fermeture 9. Les orifices ménagés sur le pourtour 11 du plancher supérieur 2 et les moyens de fixation F, qui permettent la fixation du plancher supérieur 2 sur le cadre central et sur la plaque inférieure de fermeture 9, sont disposés entre les première et deuxième zones d’étanchéité 11a et 11b. Le premier moyen d’étanchéité 13, positionné entre la deuxième zone 11b du pourtour 11 du plancher supérieur 2 et le pourtour de la plaque inférieure de fermeture 9, est disposé en regard de la zone de stockage d’énergie électrique ZE, à distance des moyens de fixation F de sorte que le perçage des orifices destinés aux moyens de fixation F ne dégrade pas l’étanchéité ainsi formée de la zone de stockage d’énergie électrique ZE vis-à-vis de l’habitacle du véhicule. Le deuxième moyen d’étanchéité 14, positionné entre la première zone 11a du pourtour 11 du plancher supérieur 2 et le cadre central, est disposé en regard de l’extérieur du véhicule, à distance des moyens de fixation F de sorte que le perçage des orifices destinés aux moyens de fixation F ne dégrade pas l’étanchéité ainsi formée de l’habitacle du véhicule vis-à-vis de l’extérieur du véhicule. Avantageusement, la plateforme centrale 10 et le pourtour 11 s’étendent dans deux plans sensiblement parallèles. Dans l’exemple illustré, le pourtour 11 du plancher supérieur 2, la face du cadre central destinée à l’accostage du pourtour 11 du plancher supérieur 2 et le pourtour de plaque inférieure de fermeture 9 sont sensiblement plats. Les différents moyens d’étanchéité de la zone de stockage d’énergie électrique permettant une étanchéité de la zone de stockage d’énergie électrique ZE vis-à-vis de l’intérieur de l’habitacle du véhicule et inversement sont avantageusement portés par une seule et même pièce formée par le plancher supérieur 2. De plus, le pourtour 11 du plancher supérieur 2 forme une zone multifonction permettant de former des pistes d’étanchéité ainsi que l’accostage du plancher supérieur 2 sur le reste du soubassement 1. Dans l’exemple illustré, une portion du plancher supérieur 2 comporte une surélévation 15 permettant l’intégration d’un système anti sous-marinage ASM destiné à éviter que le bassin d’un passager puisse passer sous la ceinture de sécurité en cas de choc frontal sur le véhicule. En outre, la zone de stockage d’énergie électrique ZE peut comprendre un espace 16, pouvant par exemple être délimité par une boîte, pour le stockage d’éléments électrotechniques tels que des câbles électriques, ou d’un dispositif de refroidissement des modules de batterie 6. Le plancher supérieur 2 peut être fabriqué par emboutissage. La présente invention englobe toutes combinaisons des différents modes de réalisation décrits précédemment, pouvant être pris séparément ou en association. Plancher supérieur pour véhicule automobile hybride ou électrique, comprenant une plateforme centrale (10) et un pourtour (11) s’étendant respectivement dans deux plans distincts pour former un corps creux apte à recevoir des modules de batterie (6), le plancher supérieur (2) comportant une face supérieure (2a) et une face inférieure (2b) opposée à la face supérieure (2a), le pourtour (11) comportant une première zone (11a) s’étendant de manière continue sur ladite face supérieure (2a) et une deuxième zone (11b) s’étendant de manière continue sur ladite face inférieure (2b). Plancher supérieur selon la revendication 1, dans lequel la plateforme centrale (10) et le pourtour (11) sont monoblocs. Plancher supérieur selon la revendication 1 ou 2, comprenant des dimensions adaptées à recevoir au moins un module de batterie (6), de préférence la hauteur entre la plateforme centrale (10) et le pourtour (11) est supérieure ou égale à la hauteur d’au moins un module de batterie (6). Soubassement pour véhicule automobile électrique ou hybride comprenant un plancher supérieur (2) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3. Soubassement selon la revendication 4, comprenant une zone de stockage d’énergie électrique (ZE) destinée à recevoir des modules de batterie (6), la zone de stockage d’énergie électrique (ZE) étant délimitée par le plancher supérieur (2) et une plaque inférieure de fermeture (9). Soubassement selon la revendication 4 ou 5, comprenant au moins un premier moyen d’étanchéité (13) disposé entre la deuxième zone (11b) du pourtour (11) du plancher supérieur (2) et la plaque inférieure de fermeture (9). Soubassement selon l’une quelconque des revendications 4 à 6, comprenant un cadre central positionné autour du plancher supérieur (2), et au moins un deuxième moyen d’étanchéité (14) disposé entre la première zone (11a) du pourtour (11) du plancher supérieur (2) et le cadre central. Soubassement selon l’une quelconque des revendications 4 à 7, comprend des organes de fixation (5) configurés pour suspendre des modules de batterie (6) sont disposés sur la face inférieure (2b) du plancher supérieur (2). Soubassement selon l’une quelconque des revendications 4 à 8, dans lequel une pluralité de traverses centrales (4) sont disposées sur la face supérieure (2a) du plancher supérieur (2). Véhicule automobile électrique ou hybride comprenant un plancher supérieur (2) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3 et/ou un soubassement (1) selon l’une quelconque des revendications 4 à 9.