Brevet FR3148401A1 — publié le 20241108

L’invention concerne un véhicule automobile (100) électrique comportant une batterie principale (16) portée par un châssis de longerons (2) et traverses (4), et, pour recevoir une batterie additionnelle (20), un coffre (30) comportant un dispositif escamotable de protection comportant une coulisse (95) portée par le châssis et guidant une première (91) et une deuxième (92) barrières de protection liées par une articulation (90), pour protéger les utilisateurs situés au-dessus du châssis, et pour protéger la batterie additionnelle (20) d’un choc latéral selon au moins une direction transversale. Figure 1 VEHICULE AUTOMOBILE ELECTRIQUE OU HYBRIDE COMPORTANT UN PROTECTEUR INFERIEUR ESCAMOTABLE DE BATTERIE ADDITIONNELLE L’invention porte sur un véhicule automobile électrique ou hybride, comportant un train de roulement dont le contact avec le sol définit un plan de base selon une première direction longitudinale correspondant à la direction de circulation en ligne droite dudit véhicule automobile et selon une deuxième direction transversale orthogonale à ladite première direction longitudinale, et comportant une motorisation, et, pour l’alimentation de ladite motorisation, au moins une batterie principale portée par un châssis comportant des longerons et des traverses, ledit véhicule automobile comportant au moins un coffre agencé pour recevoir au moins une batterie additionnelle. L’invention concerne le domaine de l’implantation des batteries, et plus particulièrement des batteries additionnelles, sur un véhicule automobile électrique ou hybride. L’invention porte plus particulièrement sur le domaine de la protection du soubassement et des batteries d’un véhicule électrique en cas de choc. Les packs batteries de véhicules électriques intégrés au soubassement des véhicules électriques nécessitent une protection en cas de choc latéral (choc barrière, choc poteau, ou percussion par un tiers) et intègrent de fait des systèmes d’absorption d’énergie en vis-à-vis de la voie d’effort (longeron, côté d’habitacle). Dans le cas particulier de véhicules automobiles électriques ou hybrides légers, dits «microcars » (catégorie d’homologation L pour quadricycle légers ou lourds), il est avantageux de pouvoir compléter l’énergie embarquée de série (de l’ordre de 6 kWh environ) par des modules additionnels de rechange portables d’environ 1 à 1.25kWh et pesant une dizaine de kilogrammes. Le principe d’installation de ces modules additionnels (« removable battery pack ») se fait plus particulièrement, mais non limitativement, par le longeron et expose les packs batteries en cas de choc latéral (avec un risque d’incendie associé). Le document US11161401B2 décrit une pièce de structure permettant de guider le moteur sous le plancher du véhicule et éviter ainsi un choc avec la batterie. En particulier il est prévu que, lorsqu'une collision arrière se produit sur le véhicule et fait avancer le moteur, la structure anticollision du bloc batterie peut modifier le déplacement du moteur dans une certaine mesure, de sorte que le moteur se déplace vers le bas pour éviter de percuter la batterie située devant le moteur, empêchant ainsi la batterie d'être écrasée ou extrudée. Ce document se limite à la protection de la batterie principale en cas de choc arrière afin d’éviter le contact avec le moteur du véhicule, mais ne propose pas de solution fiable pour un choc latéral, ou autre. L’objectif de la présente invention est de remédier à ces inconvénients en proposant une solution simple et efficace pour que les modules additionnels installés dans le véhicule (notamment un quadricycle léger) puissent être protégés en cas de choc latéral au moyen d’une barrière de protection, et pour éviter l’écrasement dans la structure tubulaire. L’invention décrit un principe de protection de la batterie principale du véhicule électrique en cas de choc latéral afin d’éviter le contact avec la batterie additionnelle (« add-on battery »). Pour atteindre cet objectif, l’invention propose un mécanisme de mise en place de cette protection latérale selon la présence ou non des batteries additionnelles lors du choc. Pour protéger les batteries additionnelles, ce mécanisme comporte un dispositif de protection latéral escamotable installé sous le plancher du véhicule. Plus particulièrement, ce dispositif comporte une structure de protection des batteries additionnelles en cas de choc avec deux façades protectrices et une articulation qui servent à éviter l’écrasement des batteries. A cet effet, l’invention concerne un véhicule automobile électrique ou hybride, comportant un train de roulement dont le contact avec le sol définit un plan de base selon une première direction longitudinale correspondant à la direction de circulation en ligne droite dudit véhicule automobile et selon une deuxième direction transversale orthogonale à ladite première direction longitudinale, et comportant une motorisation, et, pour l’alimentation de ladite motorisation, au moins une batterie principale portée par un châssis comportant des longerons et des traverses, ledit véhicule automobile comportant au moins un coffre agencé pour recevoir au moins une batterie additionnelle. Selon l’invention, ledit au moins un coffre comporte un dispositif escamotable de protection, lequel comporte au moins une coulisse portée par ledit châssis et guidant au moins une première barrière de protection et au moins une deuxième barrière de protection articulées l’une à l’autre par une articulation et agencées pour protéger les utilisateurs situés au-dessus dudit châssis et de ladite au moins une batterie additionnelle selon une troisième direction verticale orthogonale à ladite première direction longitudinale et à ladite deuxième direction transversale, et pour protéger ladite au moins une batterie additionnelle d’un choc latéral selon au moins ladite deuxième direction transversale. Grâce à l’invention, il est possible de protéger efficacement, grâce à la première barrière de protection, les utilisateurs d’un tel véhicule, surtout lorsqu’il s’agit d’un véhicule léger tel qu’un quadricycle ou micro-car, contre le mouvement incontrôlé d’une batterie additionnelle pouvant avoir une masse de l’ordre d’une dizaine de kilogrammes, voire davantage. Et la deuxième barrière de protection articulée à la précédente protège quant à elle la batterie additionnelle contre un choc latéral. Avantageusement, ladite au moins une première barrière de protection est toujours parallèle audit plan de base, et est mobile entre, d’une part une position rentrée où elle est dans sa position la plus proche d’un dit longeron et dans laquelle position rentrée ladite articulation est prisonnière de ladite au moins une coulisse et dans laquelle position rentrée ladite deuxième barrière de protection qui est articulée avec ladite au moins une première barrière de protection est également dans une position parallèle audit plan de base, et d’autre part une position sortie où ladite articulation est libre par rapport à ladite au moins une coulisse et autorise la rotation de ladite deuxième barrière de protection qui est articulée avec ladite au moins une première barrière de protection. Ainsi le maintien du dispositif escamotable de protection est particulièrement rigide, puisque sa pièce maîtresse est une coulisse fixée directement sur le châssis, la position horizontale de la première barrière de protection vient renforcer le châssis et améliore la protection des usagers, tout en abaissant le centre de gravité, tous les éléments additionnels étant situés en partie basse du véhicule, sous le châssis. La course de la première barrière de protection est limitée, ce qui l’oblige à rester parallèle au châssis. Le déploiement et le repliage de la deuxième barrière de sécurité n’est possible que lorsque l’articulation est sortie de la coulisse. Plus particulièrement, ladite au moins une coulisse et/ou ledit longeron comporte au moins un ressort et/ou une butée de fin de course pour l’arrêt de ladite au moins une première barrière de protection en cas de choc de provenance extérieure audit véhicule automobile au moins selon ladite deuxième direction transversale. Cette configuration permet l’amortissement de chocs très violents comme celui causé par un autre véhicule, et surtout permet d’isoler la batterie principale des batteries additionnelles dans une telle circonstance. Plus particulièrement, dans ladite position sortie de ladite au moins une première barrière de protection, ladite deuxième barrière de protection qui est articulée avec ladite au moins une première barrière de protection est mobile entre une position de service dans laquelle elle est rabattue sensiblement verticalement sous l’effet de son poids et s’oppose à la sortie d’au moins une dite batterie additionnelle présente dans ledit coffre et la protège contre des chocs provenant de l’extérieur dudit véhicule automobile, et une position de manœuvre dans laquelle ladite deuxième barrière de protection est sensiblement coplanaire avec ladite au moins une première barrière de protection avec laquelle elle est articulée pour permettre l’insertion ou le retrait d’au moins une dite batterie additionnelle. Ainsi, la deuxième barrière de protection remplit une double fonction, en évitant l’éjection d’une batterie additionnelle hors du véhicule, et en la protégeant contre un choc d’origine externe. Dans une variante particulière, ladite articulation comporte des moyens de rappel tendant à faire pivoter ladite deuxième barrière de protection vers ladite position de service quand ladite articulation est libre par rapport à ladite au moins une coulisse. Ainsi par défaut la deuxième barrière de protection est maintenue dans sa position de protection de la batterie additionnelle. Dans une autre variante particulière, ladite au moins une première barrière de protection et/ou ladite au moins une deuxième barrière de protection comporte des moyens débrayables agencés pour maintenir leur coplanarité pendant une opération d’insertion ou de retrait d’au moins une dite batterie additionnelle. Des moyens simples, tels une targette ou similaire, peuvent faciliter la tâche de l’utilisateur lors d’une opération sur une batterie additionnelle. De façon avantageuse, ladite au moins une première barrière de protection et/ou ladite au moins une deuxième barrière de protection est une structure formant une grille ou une échelle comportant des barreaux de protection. Il est ainsi possible de fournir une excellente protection avec une masse réduite, en particulier quand les barrières de protection ont des structures tubulaires, notamment en alliage léger, comparables à des tronçons d’échelle ou similaires. Avantageusement, ledit châssis porte au moins un pivot d’articulation d’un capot extérieur mobile par pivotement et agencé pour se refermer sur ladite au moins une deuxième barrière de protection dans une position de route dudit véhicule automobile. Un tel capot fournit une protection supplémentaire, il participe à l’aérodynamisme du véhicule et à l’attrait de sa carrosserie. Avantageusement réalisé sous forme caissonnée, ce capot peut faciliter les opérations de retrait ou d’insertion des batteries additionnelles, notamment quand on peut le déployer vers le sol, ce qui permet d’y déposer et guider ces batteries en toute sécurité. De préférence, chaque dite batterie principale est séparée de chaque dite batterie additionnelle par au moins un dit longeron et/ou une dite traverse. Cet agencement est avantageux pour la protection des batteries principales, qui sont les plus difficiles à atteindre en cas de sinistre, notamment d’incendie. Avantageusement, ledit châssis comporte des moyens de déviation mécaniques agencés pour dévier vers le sol, selon ladite troisième direction verticale, chaque dite batterie additionnelle lors d’un choc latéral, de provenance extérieure audit véhicule automobile au moins selon ladite deuxième direction transversale, en cas de destruction de ladite deuxième barrière de protection assurant la protection de ladite batterie additionnelle. Un tel déviateur constitue la protection ultime en cas de choc très violent, pour guider une batterie vers le sol plutôt que vers l’habitacle. 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, de façon partielle, et en vue de dessus, un véhicule automobile selon l’invention ; les batteries principales sont en position centrale, protégées par un cadre formé par les logerons et des traverses ; les batteries additionnelles sont dans des caissons latéraux, de part et d’autre des batteries principales, et au-delà des longerons ; en partie haute de la figure, on voit une première une deuxième barrières de protection, articulées ensemble, coplanaires, guidées dans les rails d’une coulisse, en position rentrée de la première barrière, qui correspond à une position de manœuvre des batteries additionnelles; en partie basse de la figure, la première barrière est en position sortie, l’articulation est libre et la deuxième barrière est rabattue dans un plan sensiblement vertical ; illustre schématiquement, de façon partielle, et vu en coupe transversal, un détail du châssis portant la coulisse, butant sur un longeron, dans laquelle est visible la première barrière de protection ; l’articulation est hors de la coulisse, et la deuxième barrière de protection est dans sa position de service, sensiblement verticale (ici avec un angle de 95°), où elle protège une batterie additionnelle stoppée par le longeron; illustre schématiquement de façon similaire à , le même ensemble, dans la position rentrée de la première barrière, où la deuxième barrière lui est coplanaire, et où les manipulations de la batterie additionnelle sont possibles pour l’utilisateur ou le service de maintenance ; un capot pivotant est visible en position ouverte en partie gauche de la figure ; illustre schématiquement de façon similaire à , la position de sortie de la première barrière : l’articulation sort alors de la coulisse, et la deuxième barrière peut pivoter, depuis sa position coplanaire avec la première barrière et représentée en trait interrompu, vers sa position de service lors d’une rotation figurée par une flèche ; illustre schématiquement de façon similaire à , la même position de sortie de la première barrière : la deuxième barrière est dans sa position de service; le capot pivotant est rabattu sur la deuxième barrière, selon une rotation figurée par une flèche. L’invention concerne ainsi un véhicule automobile 100 électrique ou hybride visible en . Ce véhicule automobile 100 comporte un train de roulement dont le contact avec le sol définit un plan de base XY, visible en , selon une première direction longitudinale X correspondant à la direction de circulation en ligne droite du véhicule automobile 100 et selon une deuxième direction transversale Y orthogonale à ladite première direction longitudinale X ; une troisième direction verticale Z est orthogonale à la première direction longitudinale X et à la deuxième direction transversale Y. Ce véhicule automobile 100 comporte plus particulièrement, et non limitativement, une motorisation 12, et, pour l’alimentation de ladite motorisation 12, comprenant une machine électrique entraînant par exemple les roues de l’essieu arrière 14, et qui est alimentée par au moins une batterie principale 16 portée par un châssis. Ce châssis comporte ici classiquement et non limitativement des longerons 2 et des traverses 4. L’invention est naturellement applicable pour une carrosserie monocoque, ou pour tout autre type de châssis. Chaque batterie principale 16 est de préférence disposée à plat sur un plancher entre les longerons 2 du châssis. Dans le cas de véhicules légers, la réglementation des quadricycles impose une limitation de puissance de la motorisation, en particulier une puissance de 6kW. La batterie principale 16 montée en série sur ces véhicules possède une petite capacité, de l’ordre de 6kW/h, afin d’obtenir un encombrement et une masse réduits qui sont adaptés à ce type de véhicule. Le véhicule 100 comporte un système de direction commandant un train avant 8 disposé devant un siège du conducteur 10. Ce véhicule automobile 100 comporte au moins un coffre 30, qui est agencé pour recevoir au moins une batterie additionnelle 20. Chaque coffre 30 est ici formé de chaque côté du véhicule, entre les deux roues, et disposé transversalement entre le longeron du châssis 2 et un capot extérieur mobile 22 fermant chaque coffre 30. Selon l’invention, cet au moins un coffre 30 comporte un dispositif escamotable de protection, lequel comporte au moins une coulisse 95 portée par le châssis et guidant au moins une première barrière de protection 91 et au moins une deuxième barrière de protection 92, qui sont articulées l’une à l’autre par une articulation 90. La coulisse 95 comporte par exemple deux rails ou deux profilés en U, ou similaire. Les barrières de protection 91 et 92 sont agencées pour protéger les utilisateurs situés au-dessus du châssis et de la au moins une batterie additionnelle 20 selon la troisième direction verticale Z. Et ces barrières de protection ont pour fonction de protéger la au moins une batterie additionnelle 20 d’un choc latéral selon au moins la deuxième direction transversale Y. Plus particulièrement et tel que visible en à représentées dans un plan YZ, la au moins une première barrière de protection 91 est toujours parallèle au plan de base XY, et est mobile entre une position rentrée et une position sortie. montre la position rentrée où première barrière de protection 91 est dans sa position la plus proche d’un longeron 2, et dans laquelle l’articulation 90 est prisonnière de la au moins une coulisse 95 ; dans cette même position rentrée la deuxième barrière de protection 92, qui est articulée avec la au moins une première barrière de protection 91, est également dans une position parallèle au plan de base XY. et montrent la position sortie, où l’articulation 90 est libre par rapport à la au moins une coulisse 95 et autorise la rotation de la deuxième barrière de protection 92 qui est articulée avec la au moins une première barrière de protection 91. Plus particulièrement encore, la au moins une coulisse 95 et/ou le longeron 2 comporte au moins un ressort et/ou une butée de fin de course, non illustrés sur les figures, pour l’arrêt de la au moins une première barrière de protection 91 en cas de choc de provenance extérieure au véhicule automobile 100 au moins selon la deuxième direction transversale Y. Plus particulièrement encore, et tel que visible en , dans la position sortie de la au moins une première barrière de protection 91, la deuxième barrière de protection 92 qui est articulée avec la au moins une première barrière de protection 91 est mobile entre une position de service dans laquelle elle est rabattue sensiblement verticalement sous l’effet de son poids et s’oppose à la sortie d’au moins une dite batterie additionnelle 20 présente dans le coffre 30 et la protège contre des chocs provenant de l’extérieur du véhicule automobile 100, et une position de manœuvre dans laquelle la deuxième barrière de protection 92 est sensiblement coplanaire avec la au moins une première barrière de protection 91 avec laquelle elle est articulée pour permettre l’insertion ou le retrait d’au moins une dite batterie additionnelle 20. Plus particulièrement encore, l’articulation 90 comporte des moyens de rappel, non illustrés sur les figures, et tendant à faire pivoter la deuxième barrière de protection 92 vers la position de service quand l’articulation 90 est libre par rapport à la au moins une coulisse 95. Plus particulièrement encore, la au moins une première barrière de protection 91 et/ou la au moins une deuxième barrière de protection 92 comporte des moyens débrayables, non illustrés par les figures, tels qu’une targette ou similaire, qui sont agencés pour maintenir leur coplanarité pendant une opération d’insertion ou de retrait d’au moins une dite batterie additionnelle 20. Plus particulièrement, la au moins une première barrière de protection 91 et/ou la au moins une deuxième barrière de protection 92 est une structure formant une grille ou une échelle comportant des barreaux de protection. Plus particulièrement, le châssis porte au moins un pivot 40 d’articulation d’un capot extérieur 22 mobile par pivotement et agencé pour se refermer sur la au moins une deuxième barrière de protection 92 dans une position de route du véhicule automobile 100. Plus particulièrement, chaque batterie principale 16 est séparée de chaque batterie additionnelle 20 par au moins un longeron 2 et/ou une traverse 4. Plus particulièrement, le châssis comporte des moyens de déviation mécaniques qui sont agencés pour dévier vers le sol, selon la troisième direction verticale Z, chaque batterie additionnelle 20 lors d’un choc latéral, de provenance extérieure au véhicule automobile 100 au moins selon la deuxième direction transversale Y, en cas de destruction de la deuxième barrière de protection 92 assurant la protection de la batterie additionnelle 20. Avec l’intégration de tels moyens de déviation, comme un guide métallique dans la structure du véhicule (en forme de ski inversé) entre la batterie additionnelle du véhicule et le châssis de la plateforme permettant de guider le pack vers le dessous du véhicule léger, et la mise en place d’un dispositif de protection latéral escamotable (selon le besoin) en amont du pack batterie, les passagers du véhicule bénéficient d’une protection optimale, tout comme les différentes batteries qu’il comporte. Cette solution technique permet d’éviter l’écrasement du module de batteries additionnelles contre la structure du véhicule et de les retenir protégées par un dispositif escamotable (qui est présent lorsque les batteries sont installées). En somme, la solution apportée par l’invention au problème de protection des batteries contre les chocs latéraux consiste à protéger les batteries additionnelles par un dispositif de protection latéral escamotable installé sous le plancher et/ou le châssis du véhicule, notamment entre le châssis et les batteries additionnelles. Véhicule automobile (100) électrique ou hybride, comportant un train de roulement dont le contact avec le sol définit un plan de base (XY) selon une première direction longitudinale (X) correspondant à la direction de circulation en ligne droite dudit véhicule automobile (100) et selon une deuxième direction transversale (Y) orthogonale à ladite première direction longitudinale (X), et comportant une motorisation (12), et, pour l’alimentation de ladite motorisation (12), au moins une batterie principale (16) portée par un châssis comportant des longerons (2) et des traverses (4), ledit véhicule automobile (100) comportant au moins un coffre (30) agencé pour recevoir au moins une batterie additionnelle (20), caractérisé en ce que ledit au moins un coffre (30) comporte un dispositif escamotable de protection, lequel comporte au moins une coulisse (95) portée par ledit châssis et guidant au moins une première barrière de protection (91) et au moins une deuxième barrière de protection (92) articulées l’une à l’autre par une articulation (90) et agencées pour protéger les utilisateurs situés au-dessus dudit châssis et de ladite au moins une batterie additionnelle (20) selon une troisième direction verticale (Z) orthogonale à ladite première direction longitudinale (X) et à ladite deuxième direction transversale (Y), et pour protéger ladite au moins une batterie additionnelle (20) d’un choc latéral selon au moins ladite deuxième direction transversale (Y). Véhicule automobile (100) selon la revendication 1 caractérisé en ce que ladite au moins une première barrière de protection (91) est toujours parallèle audit plan de base (XY), et est mobile entre, d’une part une position rentrée où elle est dans sa position la plus proche d’un dit longeron (2) et dans laquelle position rentrée ladite articulation (90) est prisonnière de ladite au moins une coulisse (95) et dans laquelle position rentrée ladite deuxième barrière de protection (92) qui est articulée avec ladite au moins une première barrière de protection (91) est également dans une position parallèle audit plan de base (XY), et d’autre part une position sortie où ladite articulation (90) est libre par rapport à ladite au moins une coulisse (95) et autorise la rotation de ladite deuxième barrière de protection (92) qui est articulée avec ladite au moins une première barrière de protection (91). Véhicule automobile (100) selon la revendication 2 caractérisé en ce que ladite au moins une coulisse (95) et/ou ledit longeron (2) comporte au moins un ressort et/ou une butée de fin de course pour l’arrêt de ladite au moins une première barrière de protection (91) en cas de choc de provenance extérieure audit véhicule automobile (100) au moins selon ladite deuxième direction transversale (Y). Véhicule automobile (100) selon la revendication 2 ou 3 caractérisé en ce que, dans ladite position sortie de ladite au moins une première barrière de protection (91), ladite deuxième barrière de protection (92) qui est articulée avec ladite au moins une première barrière de protection (91) est mobile entre une position de service dans laquelle elle est rabattue sensiblement verticalement sous l’effet de son poids et s’oppose à la sortie d’au moins une dite batterie additionnelle (20) présente dans ledit coffre (30) et la protège contre des chocs provenant de l’extérieur dudit véhicule automobile (100), et une position de manœuvre dans laquelle ladite deuxième barrière de protection (92) est sensiblement coplanaire avec ladite au moins une première barrière de protection (91) avec laquelle elle est articulée pour permettre l’insertion ou le retrait d’au moins une dite batterie additionnelle (20). Véhicule automobile (100) selon la revendication 4 caractérisé en ce que ladite articulation (90) comporte des moyens de rappel tendant à faire pivoter ladite deuxième barrière de protection (92) vers ladite position de service quand ladite articulation (90) est libre par rapport à ladite au moins une coulisse (95). Véhicule automobile (100) selon la revendication 4 ou 5 caractérisé en ce que ladite au moins une première barrière de protection (91) et/ou ladite au moins une deuxième barrière de protection (92) comporte des moyens débrayables agencés pour maintenir leur coplanarité pendant une opération d’insertion ou de retrait d’au moins une dite batterie additionnelle (20). Véhicule automobile (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que ladite au moins une première barrière de protection (91) et/ou ladite au moins une deuxième barrière de protection (92) est une structure formant une grille ou une échelle comportant des barreaux de protection. Véhicule automobile (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que ledit châssis porte au moins un pivot (40) d’articulation d’un capot extérieur (22) mobile par pivotement et agencé pour se refermer sur ladite au moins une deuxième barrière de protection (92) dans une position de route dudit véhicule automobile (100). Véhicule automobile (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que chaque dite batterie principale (16) est séparée de chaque dite batterie additionnelle (20) par au moins un dit longeron (2) et/ou une dite traverse (4). Véhicule automobile (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9 caractérisé en ce que ledit châssis comporte des moyens de déviation mécaniques agencés pour dévier vers le sol, selon ladite troisième direction verticale (Z), chaque dite batterie additionnelle (20) lors d’un choc latéral, de provenance extérieure audit véhicule automobile (100) au moins selon ladite deuxième direction transversale (Y), en cas de destruction de ladite deuxième barrière de protection (92) assurant la protection de ladite batterie additionnelle (20).