Brevet FR3162026A1 — publié le 20251114

Véhicule électrique comportant un châssis tubulaire présentant un plan inférieur (2) disposant de chaque côté d’un longeron latéral extérieur (16), et une batterie de traction (32) fixée sur ce plan inférieur de châssis (2), présentant une face latérale tournée vers l’extérieur du véhicule qui est disposée en retrait de ce longeron latéral (16), ce véhicule comportant un profilé de renfort (50) fixé sur l’extérieur du longeron latéral (16), devant au moins une partie de la face latérale de batterie (32), qui forme avec ce longeron (16) en coupe transversale une boucle fermée rigide. Figure 3 VEHICULE ELECTRIQUE LEGER AVEC PROFILE DE RENFORT SUR UN LONGERON LATERAL DE PROTECTION DE BATTERIE DE TRACTION La présente invention concerne un véhicule électrique léger comportant un châssis tubulaire supportant une batterie de traction, équipé d’un longeron latéral du châssis comprenant un profilé de renfort. Un type de véhicule électrique léger connu comprenant deux roues arrière motrices et une unique roue avant afin de limiter sa masse et son encombrement, destiné à des livraisons urbaines, comporte une cabine de pilotage avant, et un plateau arrière de chargement recevant directement les marchandises ou supportant une caisse pour les transporter à l’intérieur. Le châssis du véhicule comporte un plan tubulaire de niveau inférieur se prolongeant sous la cabine comprenant des longerons latéraux, et un plan tubulaire de niveau supérieur qui supporte le plateau, recevant en dessous l’essieu arrière avec sa motorisation. La batterie de traction du véhicule est fixée à l’avant dans la cabine sous le siège du chauffeur, entre le plan tubulaire inférieur qui la supporte et un cadre tubulaire d’assise disposé dans le plan du plateau, ces deux parties formant une protection rigide qui encadre la batterie en dessous et au-dessus. Sur certains de ces véhicules le siège est décalé vers le côté gauche du véhicule afin de libérer de l’autre côté un espace dans la cabine, au bord de ce siège, pour recevoir notamment un levier de frein à main fixé au sol. De plus il est connu d'ajuster suivant la direction transversale du véhicule la batterie de traction sous toute la largeur du siège afin de bénéficier d’un volume important de stockage d’énergie assurant l’autonomie du véhicule, cette batterie présente alors une face latérale extérieure qui se trouve proche du bord de la carrosserie. En cas de choc latéral sur le côté du véhicule avec un obstacle pouvant pénétrer entre les deux plans rigides formés par le longeron latéral du plan inférieur et le plan du cadre d’assise, correspondant par exemple à un choc sur une glissière de sécurité disposée à cette hauteur, le châssis offre peu de protection pour protéger la batterie. Un faisceau électrique d’alimentation de la batterie peut aussi passer sur son côté. On obtient lors d’un choc latéral en cas de pincement du faisceau et en cas de déformation de la batterie, en particulier pour les batteries au lithium-ion, des risques de court-circuit et d’incendie. Un type de protection latérale connu de la batterie de traction, présenté notamment par le document WO-A1-2021003299, comporte un caisson de batterie comprenant de chaque côté une barre latérale de renforcement intégrée dans ce caisson, qui est remplie d’un matériau absorbant une énergie. En particulier la barre de renforcement peut recevoir un polymère présentant des formes particulières donnant une rigidité suivant la direction transversale, notamment des cellules en forme de nid d’abeilles orientées transversalement. Le caisson de batterie contenant des cellules électrochimiques est disposé sous le plancher du véhicule, les barres de renforcement étant fixées sous les longerons de la caisse de ce véhicule qui dépassent vers l’extérieur. Lors d’un choc latéral sur le véhicule les longerons de caisse reçoivent en premier l’énergie du choc, puis en cas de déformation importante les barres de renforcement sont atteintes avec une absorption d’énergie, en assurant au mieux la protection du caisson de batterie qui se trouve derrière. Toutefois, ce type de protection avec des barres latérales de renforcement intégrées dans le caisson de batterie, modifie le caisson qui présente un encombrement transversal plus important. De plus le choc de côté sur le véhicule étant reçu en premier par les longerons latéraux de la caisse, les barres de renforcement avec leurs matériaux d’absorption d’énergie ne sont pas prévues pour recevoir directement le choc d’un élément extérieur qui peut être rigide, mais pour absorber une déformation répartie sur une plus grande surface après l’écrasement de ce longeron. Par ailleurs, le matériau d’absorption d’énergie rapporté sur une structure métallique, par exemple par co-extrusion, présente un coût qui peut être élevé, en particulier pour un véhicule léger et économique. La présente invention a notamment pour but d’éviter ces problèmes de l’art antérieur. Elle propose à cet effet un véhicule électrique comportant un châssis tubulaire présentant un plan inférieur disposant de chaque côté d’un longeron latéral extérieur, et une batterie de traction fixée sur ce plan inférieur de châssis, présentant une face latérale tournée vers l’extérieur du véhicule qui est disposée en retrait de ce longeron latéral, ce véhicule étant remarquable en ce qu’il comporte un profilé de renfort fixé sur l’extérieur du longeron latéral, devant au moins une partie de la face latérale de batterie, qui forme avec ce longeron en coupe transversale une boucle fermée rigide. Un avantage de ce véhicule est qu’en fixant un profilé sur l’extérieur du longeron latéral on ajoute dans la direction transversale une largeur formée par un matériau simple, comme une tôle, qui est rigide grâce au contour fermé constitué avec ce longeron. Le profilé renforce la raideur de l’ensemble, et en cas de choc important absorbe une énergie en s’écrasant lui-même, tout en répartissant le choc sur une certaine longueur de ce longeron afin de l’aider à le supporter. On réalise ainsi de manière économique, avec un profilé qui peut être formé notamment par une tôle comprenant des pliages longitudinaux, un renfort latéral sur le côté de la batterie qui permet d’absorber plus d’énergie avant d’atteindre le caisson de cette batterie. Le véhicule selon l’invention peut comporter de plus une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, le profilé de renfort est formé par une tôle pliée suivant la direction longitudinale. Dans ce cas, avantageusement le profilé de renfort en tôle pliée comporte un contour ouvert qui est fermé par le longeron. De plus, avantageusement les deux extrémités du contour de la tôle pliée du profilé de renfort comportent une face plate qui est soudée sur le côté extérieur du longeron. Avantageusement, le longeron présente une section rectangulaire recevant sur sa face extérieure verticale le profilé de renfort. Avantageusement, le profilé de renfort comporte une face supérieure et une face inférieure qui sont sensiblement plates et parallèles. Dans ce cas, avantageusement la face supérieure comporte sur sa section transversale des creux formant des nervures de rigidification. De plus, les faces supérieure et inférieure peuvent être reliées par une face extérieure présentant une forme bombée vers l’extérieur. En particulier, le profilé de renfort peut être suivant sa direction longitudinale intercalé entre des équerres de support de montants du châssis du véhicule. En particulier, le véhicule peut comporter deux roues arrière motrices et une unique roue avant. 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 : FIG. 1 est une vue de côté d’un véhicule léger selon l’art antérieur présenté sans la carrosserie ; FIG. 2 présente le côté de ce véhicule après un choc latéral au niveau de la batterie de traction ; FIG. 3 est une vue du côté gauche d’un véhicule léger selon l’invention comprenant le profilé de renfort de longeron ; et FIG. 4 est un schéma en coupe transversale du longeron avec son profilé de renfort. Dans l’ensemble du document, la direction supérieure ou dessus est relative à un véhicule posé sur un sol horizontal, la direction transversale est perpendiculaire à l’axe longitudinal du véhicule, le côté extérieur EXT étant tourné vers l’extérieur du véhicule. La FIG. 1 présente un véhicule automobile léger comportant un châssis tubulaire disposant d’un plan inférieur 2 comprenant des longerons latéraux 16 se prolongeant vers l’avant sous la cabine 4, et en arrière de cette cabine un plan supérieur 8 recevant au-dessus un plateau de chargement 10. La partie arrière des longerons 14 remonte en venant sous le plan tubulaire supérieur 8, pour recevoir en dessous l’essieu arrière comprenant les deux roues arrière 12 qui sont motrices. La cabine 4 est encadrée par deux montants avant 20 et deux montants arrières 22, qui sont reliés par des traverses pour assurer la rigidité. Un habillage non représenté, comprenant un pare-brise, recouvre la forme tubulaire de la cabine 4 pour protéger le conducteur. Un siège du conducteur 24 comporte une assise 26 reposant sur un cadre tubulaire de support 28 formant un rectangle disposé horizontalement, fixé vers l’arrière aux montants arrière de cabine 22 et vers l’avant par des pieds verticaux 30 appuyés sur le plan inférieur de châssis 2. Le siège 24 laisse sur son côté droit un espace transversal libre qui reçoit un levier de frein à main fixé au sol, son côté gauche arrivant près du bord du châssis tubulaire, entre le montant avant 20 et le montant arrière 22, un peu en retrait d’un longeron latéral 16 du plan inférieur de châssis 2 qui relie ces deux montants. Une batterie d’alimentation de la machine électrique de traction du véhicule 32 fixée sur le plan inférieur de châssis 2, recouvre tout le dessous du siège 24. Un espace libre au-dessus de la batterie 32, sous l’assise du siège 26 et son cadre de support d’assise 28, reçoit des boîtiers électroniques de commande de la motorisation 34. Un faisceau électrique 36 part du longeron latéral inférieur gauche 16, au niveau de l’avant du siège 24, pour monter sous le cadre d’assise 28 afin d’alimenter les boîtiers électroniques 34. Les véhicules automobiles sont soumis à des chocs normalisés qui peuvent se produire en cas d’accident, destinés à améliorer leur conception pour assurer la sécurité. La FIG. 2 présente un choc F sur le côté gauche du véhicule au niveau de la cabine 4, par une barrière de sécurité 40 qui rentre entre le longeron latéral inférieur 16 et le cadre tubulaire de support d’assise 28. La barrière 40 rencontre comme élément résistant le longeron latéral 16 qui est enfoncé à cause d’une rigidité insuffisante pour contenir le choc développant dans cet exemple une force maximum de 17.5kN. On obtient une déformation de la face latérale gauche de la batterie 32. De plus la partie montante du faisceau électrique 36 est alors pressée avec un risque de pincement sur la face latérale de batterie 32. On a alors un endommagement de la batterie 32 représentant un élément onéreux, qu’il faut changer si le véhicule est réparable. De plus le pincement du faisceau électrique 36 entraîne des risques de court-circuit, et la déformation de la batterie 32 des risques de départ d’incendie, en particulier pour une batterie du type lithium-ion. Les figures 3 et 4 présentent un profilé de renfort 50 fixé sur la face extérieure du longeron latéral 16, entre une équerre arrière 52 de support du montant arrière 22 et une équerre avant 54 de support du montant avant 20, qui couvre une majeure partie de la face latérale du caisson de batterie 32. Le profilé de renfort 50 réalisé par une tôle comprenant une succession de plis parallèles longitudinaux, comporte une section transversale constante formée par une face supérieure plate 60 présentant deux creux 62 formant des nervures de rigidification, qui peut servir de marche-pieds pour rentrer dans le véhicule, une face extérieure 64 bombée vers l’extérieur, présentant deux facettes reliées par un pli disposé à mi-hauteur, et une face intérieure plate 66. La face supérieure 60 et la face inférieure 66 comportent vers l’intérieur chacune un pli vertical 68 rentrant l’un vers l’autre, soudé sur la face extérieure du longeron 16 présentant une section rectangulaire de manière à fermer le contour de la section du profilé de renfort 50 tout en assurant une forte cohésion avec ce longeron. On obtient, en cas de choc latéral sur le véhicule au niveau de la batterie 32, suivant la direction transversale du véhicule, avec la face extérieure bombée 64 du profilé de renfort 50, un éloignement du point d’impact par rapport à la face extérieure du caisson de batterie 32. On a aussi un renforcement important du longeron latéral 16 avec le profilé soudé dessus, en particulier avec les deux faces supérieure et inférieure 60, 66 parallèles et plates donnant une inertie forte à cet ensemble dans le plan horizontal grâce son épaisseur totale. On a de plus un potentiel d’écrasement du profilé 50 lui-même qui absorbe une part de l’énergie. Le longeron latéral 16 est fortement protégé avant de subir une flexion, ce qui permet d’absorber une énergie importante avant que les éléments percutants n’atteignent la face extérieure de la batterie 32. On obtient avec le profilé de renfort 50, qui peut être fabriqué de manière économique par des pliages d’une tôle, sans modifier le châssis du véhicule, une protection efficace contre les chocs latéraux intervenant en face de la batterie 32. En variante, le profilé de renfort 50 peut être formé par d’autres matières, notamment par un procédé d’extrusion d’alliage d’aluminium ou de matériaux composites. Véhicule électrique comportant un châssis tubulaire présentant un plan inférieur (2) disposant de chaque côté d’un longeron latéral extérieur (16), et une batterie de traction (32) fixée sur ce plan inférieur de châssis (2), présentant une face latérale tournée vers l’extérieur du véhicule qui est disposée en retrait de ce longeron latéral (16), caractérisé en ce qu’il comporte un profilé de renfort (50) fixé sur l’extérieur du longeron latéral (16), devant au moins une partie de la face latérale de batterie (32), qui forme avec ce longeron (16) en coupe transversale une boucle fermée rigide. Véhicule électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le profilé de renfort (50) est formé par une tôle pliée suivant la direction longitudinale. Véhicule électrique selon la revendication 2, caractérisé en ce que le profilé de renfort en tôle pliée (50) comporte un contour ouvert qui est fermé par le longeron (16). Véhicule électrique selon la revendication 3, caractérisé en ce que les deux extrémités du contour de la tôle pliée du profilé de renfort (50) comportent une face plate qui est soudée sur le côté extérieur du longeron (16). Véhicule électrique selon la revendication 4, caractérisé en ce que le longeron (16) présente une section rectangulaire recevant sur sa face extérieure verticale le profilé de renfort (50). Véhicule électrique selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le profilé de renfort (50) comporte une face supérieure (60) et une face inférieure (66) qui sont sensiblement plates et parallèles. Véhicule électrique selon la revendication 6, caractérisé en ce que la face supérieure (60) comporte sur sa section transversale des creux (62) formant des nervures de rigidification. Véhicule électrique selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que les faces supérieure (60) et inférieure (66) sont reliées par une face extérieure (64) présentant une forme bombée vers l’extérieur. Véhicule électrique selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le profilé de renfort (50) est suivant sa direction longitudinale intercalé entre des équerres (52, 54) de support de montants (26, 28) du châssis du véhicule. Véhicule électrique selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte deux roues arrière motrices (12) et une unique roue avant (6).