Brevet FR3150475A1 — publié le 20250103

Véhicule automobile comportant une batterie d’alimentation d’une machine électrique de traction (4) de ce véhicule, disposée à plat dans l’épaisseur du plancher de l’habitacle du véhicule, entre des longerons extérieurs de bas de caisse (8) du véhicule, cette batterie (4) comportant pour son refroidissement des plaques d’échange thermique comprenant au moins une plaque verticale (28) disposée suivant la direction transversale du véhicule, cette plaque verticale comportant de chaque côté du véhicule au moins une tôle de renfort (40) reliant son extrémité à une face (12) du bas de caisse (8) tournée vers l’intérieur de ce véhicule, qui en cas de choc extérieur sur le bas de caisse transmet un effort à la plaque verticale (28). Figure 1 VEHICULE AUTOMOBILE ÉLECTRIQUE OU HYBRIDE AVEC BATTERIE DE TRACTION DANS LE PLANCHER La présente invention concerne un véhicule automobile électrique ou hybride équipé d’une batterie de traction disposée dans le plancher. Un type de véhicule électrique connu, présenté notamment par les documents WO-A1-2020038698 et US-A1-20230014338, comporte une batterie d'alimentation d'une machine électrique de traction composée de cellules électrochimiques assemblées, formant un ensemble plat disposé au niveau du plancher de l'habitacle du véhicule, entre les essieux avant et arrière. La disposition de la batterie de traction à plat au niveau du plancher, présentant une masse importante, permet d’utiliser un espace suffisamment étendu formé à la base de l’habitacle, donnant au véhicule un centre de gravité qui reste bas. De plus la batterie disposée dans une partie centrale inférieure du véhicule est mieux protégée contre les chocs extérieurs en cas d’accident. Par ailleurs, la batterie présentée par le document US-A1-20230014338, comporte une plaque inférieure épaisse comprenant un volume intérieur de circulation d’un fluide de refroidissement pour réaliser un échange thermique avec cette batterie fixée dessus. Lors d’un accident avec un choc sur le véhicule entraînant une déformation de la batterie, on peut obtenir des contraintes élevées sur ses éléments électrochimiques avec des risques d’échauffement et d’inflammation provoquant un incendie. D’une manière générale, les caisses des véhicules comportent de chaque côté des bas de caisse formant des longerons résistants de protection de la batterie contre les chocs latéraux, qui doivent répondre à des essais normalisés, en particulier pour des chocs ponctuels contre un élément compact comme un poteau. En cas de choc latéral sur le véhicule pour limiter les déformations de la batterie le type de véhicule présenté ci-dessus comporte de chaque côté de cette batterie, suivant la direction longitudinale du véhicule, un profilé fixé sur la batterie, disposé à une petite distance du côté intérieur du bas de caisse, comprenant des cellules formées suivant la longueur qui constituent une structure présentant une résistance latérale aux chocs. Pour un choc ponctuel extérieur sur le bas de caisse du véhicule, s’il déforme suffisamment ce bas de caisse en transmettant une contrainte sur le profilé disposé derrière, ce profilé répartit la pression sur une surface plus importante sur le côté de la batterie afin de la protéger. Toutefois ce profilé fixé sur le côté de la batterie peut poser des problèmes en cas de transmission d’efforts sur cette batterie qui la déforment, et sur ses éléments électrochimiques contenus à l’intérieur qui peuvent recevoir des contraintes trop élevées avec des risques d’incidents. La présente invention a notamment pour but d’éviter ces problèmes de l’art antérieur. Elle propose à cet effet un véhicule automobile comportant une batterie d’alimentation d’une machine électrique de traction de ce véhicule, disposée à plat dans l’épaisseur du plancher de l’habitacle du véhicule, entre des longerons extérieurs de bas de caisse du véhicule, cette batterie comportant pour son refroidissement des plaques d’échange thermique comprenant au moins une plaque verticale disposée suivant la direction transversale du véhicule, ce véhicule étant remarquable en ce que la plaque verticale comporte de chaque côté du véhicule au moins une tôle de renfort reliant son extrémité à une face du bas de caisse tournée vers l’intérieur de ce véhicule, qui en cas de choc extérieur sur le bas de caisse transmet un effort à la plaque verticale. Un avantage de ce véhicule automobile est que de manière simple et économique, avec l’ajout uniquement de tôles de renfort fixées d’un côté à la face intérieure du bas de caisse et de l’autre côté à l’extrémité de la plaque thermique verticale, on obtient en cas de choc ponctuel sur l’extérieur du bas de caisse une transmission privilégiée d’effort à cette tôle thermique qui est résistante. La plaque thermique recevant une grande partie de l’effort venant de la déformation du bas de caisse, protège ainsi les cellules électrochimiques de la batterie disposées de chaque côté de cette tôle. Le véhicule automobile selon l’invention peut comporter de plus une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, chaque tôle de renfort présente dans un plan horizontal une section en équerre comprenant un côté transversal fixé à plat sur la plaque verticale et un côté longitudinal fixé à plat sur la face intérieure de bas de caisse. Dans ce cas, avantageusement le côté transversal de la tôle de renfort est fixé sur la plaque verticale par des soudures ou des vissages. De plus, avantageusement le côté longitudinale de la tôle de renfort est fixé sur la face intérieure de bas de caisse par des soudures ou des vissages. Avantageusement, chaque extrémité de la plaque verticale comporte deux tôles de renfort. Dans ce cas, avantageusement les deux tôles de renfort comportent des côtés longitudinaux fixés à plat sur la face intérieure de bas de caisse, partant dans deux directions opposées. Avantageusement, le véhicule comporte une plaque d’échange thermique inférieure disposée en dessous de la batterie, comprenant une extrémité fixée à la plaque verticale. De plus le véhicule peut comporter une plaque d’échange thermique intermédiaire disposée au-dessus de cellules électrochimiques posées sur la plaque d’échange thermique inférieure, comprenant une extrémité fixée à la plaque verticale. Avantageusement, la batterie comporte des cellules électrochimiques qui suivant la direction transversale du véhicule sont disposées en retrait du bord d’extrémité de la plaque verticale. En particulier, la batterie peut comporter une partie disposée à l’arrière du véhicule comprenant la plaque verticale. L’invention sera mieux comprise et d’autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d’exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels : est une vue de dessous d'un véhicule électrique selon l'invention ; est une vue de côté de la batterie de ce véhicule présentant les extrémités des plaques thermiques sans la tôle de renfort ; est une vue en coupe verticale de cette batterie suivant la direction transversale du véhicule ; est une vue en perspective du côté de la batterie comprenant la tôle de renfort latéral ; et est une vue en coupe horizontale suivant le plan de coupe V-V du bord de la batterie au niveau de la plaque verticale d’échange thermique. Dans l’ensemble du document la direction verticale est établie pour un véhicule posé sur un sol horizontal, les indications supérieure ou au-dessus étant relatives à cette direction verticale. La présente le dessous d’un véhicule électrique comportant entre les deux essieux des roues 2 une batterie de traction du véhicule 4 sensiblement plate, couvrant l’ensemble de l'habitacle du véhicule. La batterie 4 présente de chaque côté suivant la direction transversale du véhicule un bord disposé à une petite distance de la face intérieure 12 du longeron de bas de caisse 8. Le véhicule subit des tests normalisés de chocs latéraux ponctuels simulant le choc contre un poteau 10, répartis sur la longueur du véhicule entre les roues avant et arrière 2, afin de vérifier les effets sur la batterie 4 pour la protéger et éviter des problèmes avec ses éléments électrochimiques. La partie arrière de la batterie 6 comporte une plaque verticale d’échange thermique, disposée suivant la direction transversale du véhicule, dont les extrémités sont reliées par des tôles de renfort 40 à la face intérieure de longeron de bas de caisse 12. La présente des plaques d’échanges thermiques pour refroidir les cellules électrochimiques de la batterie 4, comprenant une plaque inférieure horizontale 20 recevant par en dessous une tôle de protection inférieure 32, et par au-dessus un premier ensemble de cellules électrochimiques 22. Une plaque intermédiaire horizontale 24 posée sur le premier ensemble de cellules 22, reçoit au-dessus un deuxième ensemble de cellules 26. La plaque verticale d’échange thermique 34, rigidement fixée aux deux plaques horizontales 20, 24, reçoit du côté opposé à la plaque intermédiaire d’échange 24 un troisième ensemble de cellules 30 qui lui est accolé. Le bord latéral extérieur 34 de la plaque verticale d’échange 34 est ajusté sur le bord 36 de la plaque intermédiaire 24, les ensembles de cellules 22, 26, 30 étant en retrait par rapport à ces bords. L’extrémité de la plaque verticale d’échange 34 comporte des perçages 38 qui sont décalés vers l’extérieur par rapport au ensemble de cellules 22, 26, 30. Chaque plaque d’échange thermique 20, 24, 28 comporte une épaisseur suffisamment importante pour former à l’intérieur un volume plat de circulation du fluide caloriporteur afin de refroidir les cellules électrochimiques, qui leur donne une forte rigidité. Avec ces plaques d’échange thermique 20, 24, 28 rigides et fixées entre elles, on obtient une structure à trois dimensions qui présente une résistance mécanique importante, en particulier pour recevoir les chocs latéraux suivant la direction transversale du véhicule. Les figures 3, 4 et 5 présentent le bord de la plaque verticale d’échange 28 recevant deux tôles de renfort 40 formant chacune en vue verticale une équerre comprenant un côté disposé suivant la direction transversale 42, fixé à plat sur une face de cette plaque thermique, et un côté disposé suivant la direction longitudinale du véhicule 44, fixé à plat sur la face intérieure 12 du bas de caisse 8 par des soudures ou des vissages. Les côtés longitudinaux 44 des deux tôles de renfort 40 sont disposés suivant deux directions opposées, en constituant sur la face intérieure de bas de caisse 12 une zone de renfort qui s’étend suivant la direction longitudinale des deux côtés de la plaque thermique verticale 28 pour augmenter la surface d’appui sur cette face. Les côtés transversaux 42 des tôles de renfort 40 sont soudés sur l’extrémité de la tôle verticale d’échange thermique 28 pour assurer une liaison mécanique rigide. On obtient une liaison mécanique directe entre le bas de caisse 8 et la plaque thermique verticale 28 qui est rigidement fixée aux deux plaques horizontales 22, 24. Dans le cas d’un choc latéral sur le véhicule par un poteau 10, la contrainte F appliquée sur le bas de caisse 8 est transmise par les deux tôles de renfort 40 à la plaque thermique verticale 28, qui répartit à son tour un effort F1 sur les plaques horizontales 20, 24. On obtient un écrasement du bas de caisse 8 et une déformation des tôles de renfort 40 qui absorbent une énergie, mais une déformation très limitée du bord 34 de la tôle d’échange thermique verticale 28 qui fait partie avec les deux autres plaques d’échange thermique 20, 24 d’une structure résistante. Les cellules électrochimiques des ensembles 22, 26, 30, disposées en retrait du bord 34 de la tôle verticale d’échange 28, sont protégées et ne subissent aucune déformation. On obtient de manière simple et efficace, avec l’ajout de tôles de renfort 40 présentant un coût réduit, une protection de la batterie 4 en cas de chocs latéraux. Véhicule automobile comportant une batterie d’alimentation d’une machine électrique de traction (4) de ce véhicule, disposée à plat dans l’épaisseur du plancher de l’habitacle du véhicule, entre des longerons extérieurs de bas de caisse (8) du véhicule, cette batterie (4) comportant pour son refroidissement des plaques d’échange thermique (20 , 24, 28) comprenant au moins une plaque verticale (28) disposée suivant la direction transversale du véhicule, caractérisé en ce que la plaque verticale comporte de chaque côté du véhicule au moins une tôle de renfort (40) reliant son extrémité à une face (12) du bas de caisse (8) tournée vers l’intérieur de ce véhicule, qui en cas de choc extérieur sur le bas de caisse (8) transmet un effort à la plaque verticale (28). Véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque tôle de renfort (40) présente dans un plan horizontal une section en équerre comprenant un côté transversal (42) fixé à plat sur la plaque verticale (28) et un côté longitudinal (44) fixé à plat sur la face intérieure de bas de caisse (12). Véhicule automobile selon la revendication 2, caractérisé en ce que le côté transversal (42) de la tôle de renfort (40) est fixé sur la plaque verticale (28) par des soudures ou des vissages. Véhicule automobile selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le côté longitudinale (44) de la tôle de renfort (40) est fixé sur la face intérieure de bas de caisse (12) par des soudures ou des vissages. Véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque extrémité de la plaque verticale (28) comporte deux tôles de renfort (40). Véhicule automobile selon la revendication 5, caractérisé en ce que les deux tôles de renfort (40) comportent des côtés longitudinaux (44) fixés à plat sur la face intérieure de bas de caisse (12), partant dans deux directions opposées. Véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte une plaque d’échange thermique inférieure (20) disposée en dessous de la batterie (4), comprenant une extrémité fixée à la plaque verticale (28). Véhicule automobile selon la revendication 7, caractérisé en ce qu’il comporte une plaque d’échange thermique intermédiaire (24) disposée au-dessus de cellules électrochimiques (22) posées sur la plaque d’échange thermique inférieure (20), comprenant une extrémité fixée à la plaque verticale (28). Véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la batterie (4) comporte des cellules électrochimiques (22, 26, 30) qui suivant la direction transversale du véhicule sont disposées en retrait du bord d’extrémité (34) de la plaque verticale (28). Véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la batterie (4) comporte une partie disposée à l’arrière de ce véhicule (6) comprenant la plaque verticale (28).