Brevet FR3160928A1 — publié le 20251010

L’invention concerne une batterie de traction (B) configurée pour alimenter un véhicule automobile, comprenant : - des modules de batterie (M) connectés ensemble ; - un moyen de contrôle (C) connecté aux modules (M) ; - des longerons (L) et des traverses définissant des logements (LA, LP, LM) alignés, caractérisée en ce que les longerons (L) et/ou les traverses comprennent des moyens de fixation de module (F) permettant de fixer les modules de batterie (M), et en ce que le moyen de contrôle (C) est logé dans un desdits logements (LA, LP, LM). L’invention concerne également un véhicule et un procédé sur la base d’une telle batterie. Figure 4 BATTERIE DE VEHICULE AUTOMOBILE COMPRENANT DES LOGEMENTS DE MODULES ALIGNES DONT L’UN EST EQUIPE D’UN MOYEN DE CONTRÔLE, VEHICULE ET PROCEDE ET PROGRAMME SUR LA BASE D’UNE TELLE BATTERIE L'invention se rapporte au domaine des batteries de traction de véhicules automobiles. La batterie à haute tension d’un véhicule électrique peut être rechargée lors du branchement du véhicule à une source d’énergie (prise secteur, borne de recharge). La batterie ne stocke que du courant continu (DC). Tous les véhicules électriques sont donc équipés de chargeurs embarqués qui vont redresser le courant alternatif (AC) en courant continu (DC) car la plupart des installations de recharge propose du courant alternatif. Les stations de recharge à haute puissance (jusqu’à 350Kw) rechargent rapidement car elles transforment elles-mêmes le courant afin de l’envoyer dans la batterie du véhicule sans passer par le chargeur embarqué. Généralement les batteries disposent donc de deux connecteurs à haute-tension : à savoir un connecteur pour la charge en courant continu lorsque le véhicule est branché sur une borne de charge rapide ; et un autre connecteur en courant alternatif qui relie la batterie à l’électronique de puissance du véhicule. A des fins pratiques, il est préférable pour les constructeurs automobiles de prévoir une architecture à haute tension du véhicule électrique qui soit efficiente dans le sens où, les câbles qui cheminent entre les différents composants (batterie, moteur électrique, connecteur de charge) utilisent des parcours simples, courts et le plus direct possible. En fonction du type d’architecture du véhicule : traction avant (ou FWD pour « Front Wheel Drive » en langue anglaise), propulsion (ou « RWD » pour « Rear Wheel Drive » en langue anglaise) ou 4x4 (ou « AWD » pour « All Wheel Drive » en langue anglaise), les architectures à haute tension des véhicules électriques nécessitent parfois de faire cheminer des câbles de l’avant vers l’arrière du véhicule. Cela aboutit donc à plusieurs mètres de câbles électriques à haute-tension dans un sens aller et retour en fonction du type d’architecture du véhicule. Cela nécessite une logique d’intégration des composants (chargeurs, connecteurs de charge) efficiente et qui fige un standard pour le constructeur en ce sens qu’une batterie correspond à une seule architecture de véhicule. La FIG. 1 illustre le cheminement des câbles haute-tension C2 dans le véhicule selon l’art antérieur. On observe également chez la plupart des constructeurs que la forme de la batterie n’est pas parfaitement rectangulaire et ses contours sont adaptés à l’architecture globale de la caisse du véhicule avec la zone avant qui diffère de la zone arrière. Il existe plusieurs raisons à cela, par exemple des contraintes industrielles liées à l’assemblage de la batterie dans la caisse. De plus, une architecture de type skateboard, avec des modules installés dans le plancher du véhicule imposent de remonter les pieds des passagers avec une position d’assise peu optimale. Enfin, les batteries intègrent généralement une électronique de puissance et un ensemble de calculateurs pour la surveillance de la batterie et des cellules qui la composent. La plupart du temps, ces composants électroniques sont situés sur un deuxième niveau au-dessus des modules et forment une bosse BS en partie arrière du pack batterie, illustrée en FIG. 2 . Un objectif de la présente invention est de remédier aux défauts de l’art antérieur, et notamment de proposer une solution pour avoir une batterie adaptable à plusieurs architectures différentes de véhicules automobiles, et pour limiter l’encombrement sur le dessus des batteries. Pour atteindre cet objectif, l’invention propose une batterie de traction configurée pour alimenter un véhicule automobile dans un repère dans l’espace comprenant un axe longitudinal suivant une direction longitudinale de la batterie ; un axe latéral perpendiculaire à l’axe longitudinal, et un axe vertical perpendiculaire à l’axe longitudinal et à l’axe latéral, la batterie de traction comprenant : - des modules de batterie connectés ensemble ; - un moyen de contrôle connecté aux modules de batterie ; - des longerons définissant latéralement des logements en référence à l’axe latéral ; - des traverses définissant longitudinalement lesdits logements, les logements étant alignés suivant l’axe longitudinal et/ou l’axe latéral, caractérisé en ce que les longerons et/ou les traverses comprennent des moyens de fixation de module permettant de fixer les modules de batterie, et en ce que le moyen de contrôle est logé dans un desdits logements. En d’autres termes, le moyen de contrôle est à un même étage que les modules de batterie, les logements étant alignés dans un plan horizontal. Avantageusement, l’invention permet d’avoir une seule batterie à disposition en termes de dimensions extérieures et d’interfaces de fixations, tout en conservant une souplesse architecture de conception de véhicules. En effet, la mise en œuvre de logements permet d’adapter les modules de batterie à différentes architectures et environnements autour de la batterie, par exemple en laissant des logements sans module pour y placer le moyen de contrôle ou le chargeur embarqué. De préférence, la batterie de traction comprend en outre un chargeur embarqué connecté aux modules de batterie, et le chargeur embarqué est logé dans un desdits logements. Cela permet d’optimiser la mise en place du chargeur embarqué. Préférentiellement, les longerons définissent au moins un accès à un jet d’eau. Cela permet de limiter les dommages d’un emballement thermique au moyen d’une lance à incendie par exemple. De préférence, la batterie de traction comprend en outre un couvercle plan. Cela permet de limiter l’encombrement au-dessus de la batterie. L’invention porte en outre sur un véhicule automobile comprenant une batterie de traction selon l’invention. De préférence, le véhicule automobile comprend un système de traction disposé d’un premier côté de la batterie en référence à l’axe longitudinal, caractérisé en ce que le moyen de contrôle est logé dans un premier logement dudit côté. Cela permet d’adapter la batterie à un véhicule comprenant un système à traction. Préférentiellement, le véhicule automobile comprend un système de propulsion disposé d’un deuxième côté de la batterie en référence à l’axe longitudinal, caractérisé en ce que le moyen de contrôle est logé dans un deuxième logement dudit côté. Cela permet d’adapter la batterie à un véhicule comprenant un système à propulsion. Un autre objet de l’invention concerne un procédé d’assemblage d’une batterie de traction selon l’invention, dans un véhicule automobile, le procédé comprenant les étapes suivantes : - déterminer une zone de connexion à un système de traction ; - loger le module de contrôle dans un logement au niveau de la zone de connexion. Préférentiellement, le procédé d’assemblage comprend en outre l’étape suivante : loger un chargeur embarqué dans un logement au niveau de la zone de connexion. 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 : - FIG. 1 illustre schématiquement un agencement de batterie de traction dans véhicule automobile selon l’art antérieur ; - FIG. 2 illustre schématiquement une vue dans l’espace montrant le dessus d’une batterie de traction selon l’art antérieur ; - FIG. 3 illustre schématiquement une vue dans l’espace montrant le dessus d’une batterie de traction selon un mode de réalisation préféré de l’invention ; - FIG. 4 illustre schématiquement l’intérieur de la batterie de traction de la FIG. 3 dans un premier agencement ; - FIG. 5 illustre schématiquement l’intérieur de la batterie de traction des figures 3 et 4 dans un deuxième agencement ; - FIG. 6 illustre schématiquement une vue arrière de la batterie de traction des figures 3 à 5. L’invention propose de définir une géométrie de batterie qui soit compatible à la fois des architectures de berlines basses et celles de véhicules utilitaires sportifs (« SUV, Crossovers » en langue anglaise) ; ainsi que celles des véhicules à traction avant et à traction arrière (propulsion). Cela est possible en faisant en sorte que la batterie puisse être installée dans le véhicule selon les deux directions (vers l’avant : sens X- ou vers l’arrière : sens X+ en référence à l’axe longitudinal X). La batterie comprend à la fois l’électronique de puissance et le chargeur embarqué pour supprimer de préférence le deuxième étage (la bosse BS sous les assises illustrée en FIG. 2 ). La batterie de traction est décrite dans un repère dans l’espace comprenant un axe longitudinal X suivant une direction longitudinale de la batterie (avant à gauche, arrière à droite des figures) ; un axe latéral Y perpendiculaire à l’axe longitudinal X, et un axe vertical Z perpendiculaire à l’axe longitudinal X et à l’axe latéral Y. Le plan défini par l’axe longitudinal X et l’axe latéral Y peut être appelé un plan horizontal. Le type de batterie selon l’invention permet de suivre le type d’architecture du véhicule tout en conservant une logique d’efficience (poids, volumes) qui optimise les parcours des câbles à haute-tension cheminant entre la batterie B et les principaux composants. La géométrie de batterie à haute tension proposée est adaptée pour être installée dans un sens ou dans l’autre en utilisant des interfaces de fixation F compatibles des longerons L droit et gauche, et des traverses T (supports) situés sur les blocs avant et arrière du véhicule. Le fait de pouvoir installer la batterie B avec les connecteurs vers l’avant pour une architecture à système de traction avant, ou vers l’arrière pour une architecture à système de traction arrière, permet aux constructeurs automobiles de développer plusieurs programmes de véhicules différents en reconduisant un standard de batterie (même référence de batterie). Par ailleurs, ce type de batterie est également équipé de plusieurs accès A aux quatre coins de la batterie B, permettant d’asperger les modules de la batterie en cas d’incendie (accès de pompier). Selon le sens d’installation de la batterie B dans la caisse du véhicule, les points d’accès A restent accessibles et utilisables par les secours. En outre, le fait de proposer une conception interne modulaire permet au constructeur d’utiliser un même concept de batterie et de l’utiliser pour différents types de véhicules sans faire de mauvais compromis tel qu’une création d’une cave à pieds, une création de batteries dites « child », etc. L’intérêt technique est d’avoir une seule batterie à disposition en termes de dimensions extérieures et d’interfaces de fixations, tout en conservant une souplesse dans l’architecture de conception de véhicules. La batterie étant le premier organe à implanter et à considérer dans le cadre de la conception d’un nouveau véhicule, la proposition d’invention permettra aux concepteurs et designers d’avoir plus de possibilités tout en reconduisant un composant majeur. L’invention propose donc de définir un principe d’intégration de batterie faisant l’interface avec le véhicule qui puissent recevoir les différents composants (cellules, modules, pack, connecteurs …) et les organiser selon le type d’architecture souhaité (traction avant, arrière, encombrements, etc.) qui définit l’implantation des principaux composants du véhicule.  La FIG. 3 illustre une batterie B plate ne présentant pas de bossage BS sous les assises, le moyen de contrôle C étant au même étage que les modules de batterie M. La batterie B présente un accès de pompier A pour lutter contre les incendies. Ainsi, La batterie B comprend un couvercle plan CS au-dessus des modules M. La FIG. 4 illustre l’intérieur de la batterie B avec les principaux composants électroniques, à savoir les modules M, le moyen de contrôle C et le chargeur embarqué OC, ainsi qu’un connecteur C1 à haute tension AC/DC et un faisceau à haute tension C2. La batterie comprend des longerons L définissant latéralement des logements LA, LP, LM en référence à l’axe latéral Y ; et des traverses T définissant longitudinalement, à savoir antérieurement et postérieurement, lesdits logements LA, LP, LM dans un plan horizontal. Dans l’agencement de cette batterie B, le moyen de contrôle C et le chargeur embarqué OC sont dans des logements avant LA. Selon l’invention, les longerons L et les traverses T comprennent des moyens de fixation de module F permettant de fixer les modules de batterie M. Le moyen de contrôle C et le chargeur embarqué OC sont chacun logés dans un desdits logements LA, LP, LM. En particulier, l’intérieur de la batterie B est conçu de sorte qu’il soit modulable et configurable afin de créer des batteries avec différentes quantités d’énergies (batteries enfant dites « battery child » en langue anglaise) ou différentes possibilités d’installation des passagers arrière (avec ou sans espace pour descendre les talons des passagers à l’arrière). Suivant la position du système de traction, le module de contrôle C peut être disposé dans un logement avant LA ou un logement arrière LP. Dans ces deux cas, il s’agit exactement de la même batterie offrant les mêmes caractéristiques (chimie, interfaces de fixation, électronique, connecteurs, accès de pompier, plaque de refroidissement, etc.). Elle peut être installée dans les deux sens (axe longitudinal X) afin de répondre aux exigences des architectures de véhicules à traction avant ou arrière. La FIG. 5 illustre une architecture similaire à celle de la FIG. 4 , mais où le moyen de contrôle C et le chargeur embarqué OC sont dans des logements intermédiaires LM. La FIG. 6 illustre la forme extérieure de batterie B vue de derrière. La batterie présente une double symétrie suivant un plan dans l’axe vertical Z et également suivant un plan dans un axe latéral Y. L’invention permet également de limiter la longueur des câbles haute-tension C2 en conservant les connecteurs de puissance à proximité des composants électroniques qui composent la chaîne de traction du véhicule électrique : moteur, inverseur, chargeur, connecteur de charge etc. Batterie de traction (B) configurée pour alimenter un véhicule automobile, dans un repère dans l’espace comprenant un axe longitudinal (X) suivant une direction longitudinale de la batterie ; un axe latéral (Y) perpendiculaire à l’axe longitudinal (X), et un axe vertical (Z) perpendiculaire à l’axe longitudinal (X) et à l’axe latéral (Y), la batterie de traction (B) comprenant : - des modules de batterie (M) connectés ensemble ; - un moyen de contrôle (C) connecté aux modules de batterie (M) ; - des longerons (L) définissant latéralement des logements (LA, LP, LM) en référence à l’axe latéral (Y) ; - des traverses (T) définissant longitudinalement lesdits logements (LA, LP, LM), les logements (LA, LP, LM) étant alignés suivant l’axe longitudinal (X) et/ou l’axe latéral (Y), caractérisé en ce que les longerons (L) et/ou les traverses (T) comprennent des moyens de fixation de module (F) permettant de fixer les modules de batterie (M), et en ce que le moyen de contrôle (C) est logé dans un desdits logements (LA, LP, LM). Batterie de traction (B) selon la revendication 1, comprenant en outre un chargeur embarqué (OC) connecté aux modules de batterie (M), caractérisée en ce que le chargeur embarqué (OC) est logé dans un desdits logements (LA, LP, LM). Batterie de traction (B) selon l’une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisée en ce que les longerons (L) définissent au moins un accès (A) à un jet d’eau. Batterie de traction (B) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu’elle comprend en outre un couvercle plan (CS). Véhicule automobile comprenant une batterie de traction (B) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4. Véhicule automobile selon la revendication 5, comprenant un système de traction (TA) disposé d’un premier côté de la batterie (B) en référence à l’axe longitudinal (X), caractérisé en ce que le moyen de contrôle (C) est logé dans un premier logement (LA) dudit côté. Véhicule automobile selon la revendication 5, comprenant un système de propulsion (TP) disposé d’un deuxième côté de la batterie (B) en référence à l’axe longitudinal (X), caractérisé en ce que le moyen de contrôle (C) est logé dans un deuxième logement (LP) dudit côté. Procédé d’assemblage d’une batterie de traction (B) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans un véhicule automobile, le procédé comprenant les étapes suivantes : - déterminer une zone de connexion à un système de traction (TA, TP) ; - loger le module de contrôle (C) dans un logement (LA, LP, LM) au niveau de la zone de connexion. Procédé d’assemblage selon la revendication 9, comprenant en outre l’étape suivante : loger un chargeur embarqué (OC) dans un logement (LA, LP, LM) au niveau de la zone de connexion.