Brevet FR3158949A1 — publié le 20250808

L’invention concerne un véhicule électrique dont le plancher comprend deux longerons (3) parallèles reliés entre eux par au moins une traverse, chaque traverse étant soudée par ses extrémités (80) au moins à un bord (4) du plancher, l’espace défini entre une partie du bord (4) et au moins deux traverses parallèles voisines formant au moins un logement de réception d’au moins un module d’au moins une batterie, un renfort (6) de longeron étant fixé sur chaque longeron (3), caractérisé en ce qu’au moins une zone emboutie (11) est ménagée dans chaque renfort (6) de longeron et forme une zone de liaison sur le bord (4) du plancher de chaque extrémité (80) d’au moins une traverse, ladite zone emboutie (11) délimitant une zone de soudure (12) en triples épaisseurs entre l’extrémité (80) de la traverse, le bord (4) du plancher et le longeron (3). Figure à publier avec l’abrégé : Fig.4 VÉHICULE ÉLECTRIQUE POURVU D’UN PLANCHER RENFORCÉ L’invention a trait à un véhicule électrique pourvu d’un plancher renforcé. Ici le terme véhicule désigne une voiture, une fourgonnette, un camion, un véhicule de transport en commun, un engin de travaux publics ou agricoles, le véhicule étant motorisé, partiellement ou uniquement, par au moins un moteur électrique. Sur un véhicule électrique, les batteries sont généralement regroupées en modules qui sont placés en partie basse, sous le plancher du véhicule, afin de libérer un maximum de place à l’intérieur du véhicule et d’avoir un centre de gravité abaissé. Les modules de batteries sont fréquemment situés dans des logements délimités par des traverses parallèles reliant les bords inférieurs du plancher. Les traverses ont pour fonction de rigidifier transversalement le plancher et de protéger les batteries. Ces dernières étant particulièrement exposées en cas de choc latéral sur le véhicule, des renforts de longeron sont également fixés sur l’extérieur des bords du plancher, le long des longerons. Ces renforts de longeron participent également à la protection des batteries. En cas de choc latéral violent, il convient d’optimiser la résistance aux chocs du plancher et la protection des batteries. CN-A-110481647 propose de souder les traverses d’une part aux longerons et d’autre part à une sous structure centrale elle-même renforcée par des plaques soudées à un tunnel central. Cette solution ne permet pas une dissipation de l’énergie d’un choc latéral dans toutes les pièces constitutives du plancher, notamment lors d’un choc violent. L’invention a pour objet de proposer une solution permettant d’améliorer la résistance du plancher à un choc latéral, de préserver les modules de batteries, quelle que soit la violence du choc, cela sur toute la longueur du plancher et de dissiper au mieux l’énergie du choc, tout en respectant les contraintes de fabrication et sans augmenter sensiblement la masse du véhicule. À cet effet, l’invention a pour objet un véhicule électrique dont le plancher comprend deux longerons parallèles renforçant latéralement le plancher et reliés entre eux par au moins une traverse fixée sur la face dite inférieure du plancher qui est en regard avec la voie de circulation du véhicule, chaque traverse étant soudée par ses extrémités au moins à un bord du plancher, l’espace défini entre une partie du bord du plancher et au moins deux traverses parallèles voisines formant au moins un logement de réception d’au moins un module d’au moins une batterie, un renfort de longeron étant fixé sur chaque longeron et s’étendant sur toute la longueur de ces derniers, caractérisé en ce qu’au moins une zone emboutie est ménagée dans chaque renfort de longeron et forme une zone de liaison de chaque extrémité d’au moins une traverse sur le bord du plancher, ladite zone emboutie délimitant une zone de soudure en triples épaisseurs entre l’extrémité de la traverse, le bord du plancher et le longeron. Grâce à l’invention, on réalise des zones de soudure permettant une soudure sur trois épaisseurs ce qui permet d’avoir des liaisons entre différents éléments par des soudures sur triple épaisseur, ce qui est le maximum possible. On optimise et on renforce toutes les liaisons, ce qui permet de dissiper l’énergie d’un choc latéral violent sur l’ensemble des traverses et donc de mieux protéger les batteries. De plus une telle solution n’augmente pas la masse et l’encombrement initiaux du plancher. Selon des aspects avantageux, mais non obligatoires de l’invention, un tel véhicule peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : Chaque extrémité de chaque traverse est pourvue d’au moins une patte s’étendant vers l’extérieur et coplanaire à la tranche d’extrémité de la traverse. L’extrémité de chaque traverse est soudée au bord du plancher par au moins une patte. Chaque extrémité de traverse est pourvue de deux pattes s’étendant vers l’extérieur et coplanaires à la tranche d’extrémité de la traverse, chaque patte étant soudée au bord du plancher. Les dimensions de chaque zone emboutie correspondent aux dimensions additionnées des deux pattes et de la tranche d’extrémité d’une traverse. Entre deux zones embouties voisines, on délimite une autre zone de liaison, non emboutie, par soudure en triples épaisseurs entre le bord du plancher, le longeron et le renfort de longeron. Les zones embouties et non embouties de liaison par soudure en triples épaisseurs sont régulièrement alternées sur toute la longueur du plancher. Dans les zones alternées de liaison par soudure, embouties et non embouties, on réalise toujours dans chaque zone une liaison par soudure entre au moins le bord du plancher et le longeron. Le nombre de points de soudure dans chaque zone de liaison par soudure, embouties et non embouties, est au moins égal à deux. L’invention sera mieux comprise et d’autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: FIG. 1 est une vue simplifiée en perspective, à partir de la face orientée vers l’intérieur du véhicule, d’un plancher de véhicule conforme à un mode de réalisation de l’invention, FIG. 2 est une vue en perspective similaire à la FIG. 1 et à partir de la face orientée vers l’extérieur du véhicule du plancher de véhicule de la FIG. 1 , FIG. 3 est une vue à une plus grande échelle d’une partie de la FIG. 2 , selon la flèche III, avec une partie du longeron et une partie du plancher, illustrant les zones de fixation entre le renfort de longeron, trois extrémités de traverses, le longeron et le plancher, le renfort de longeron étant illustré en pointillés, FIG. 4 est une vue de dessus, à plus grande échelle du détail IV à la FIG. 3 et FIG. 5 est une vue schématique simplifiée du dessous du plancher du véhicule, à une autre échelle, les modules de batteries étant représentés, illustrant les la dissipation de l’énergie lors d’un choc latéral dans un plancher de véhicule selon l’invention. La FIG. 1 illustre le plancher 1 d’un véhicule, simplifié et vu à partir de la face supérieure du plancher, à savoir celle orientée vers l’intérieur du véhicule. Le plancher 1, métallique, comprend un corps principal 2 globalement rectangulaire et dont les dimensions correspondent à l’empattement entre les roues avant et arrière du véhicule. Deux longerons 3 identiques et parallèles sont fixés sur les grands côtés du plancher 1 et rigidifient celui-ci. Comme on le note à la FIG. 1 , les longerons 3 prolongent vers le haut, en regardant la FIG. 1 , les bords latéraux 4 du plancher 1. Les bords 4 du plancher, visibles notamment à la FIG. 2 , sont repliés vers le bas de sorte à former une paroi sensiblement verticale et à ménager un volume V sous le plancher 1 destiné à recevoir au moins un module 5 d’au moins une batterie du véhicule électrique. Les modules 5 sont illustrés uniquement à la FIG. 5 pour plus de lisibilité. Par la suite lorsqu’il sera fait référence à une face interne ou orientée vers l’intérieur du plancher 1, cela sera en référence au volume V défini sous le plancher 1. Il en sera de même pour une face externe ou orientée vers l’extérieur du plancher 1. Ici, chaque longeron 3 reçoit un renfort 6 de longeron. Les paires formées par un longeron 3 et un renfort 6 de longeron sont identiques de chaque côté du plancher 1. Un renfort 6 de longeron a pour fonction de renforcer le longeron 3 et de réduire le risque d’enfoncement latéral et de torsion du plancher 1 en cas de choc. Il permet également d’améliorer la protection des éléments présents au niveau du plancher 1 en cas de choc latéral, en particulier lorsqu’il s’agit d’un véhicule équipé de batteries électriques placées sous le plancher. En variante, les renforts 6 de longeron sont également montés sur des véhicules dépourvus de batteries électriques. Chaque renfort 6 de longeron, selon le mode réalisation illustré, est une structure allongée creuse divisée en modules creux, cubiques et accolés. En variante, la configuration géométrique des modules est différente, par exemple en nids d’abeille, en prisme ou autre étant entendu qu’une structure creuse et déformable est à privilégier du fait de sa capacité à absorber l’énergie d’un choc supérieure à celle d’une structure pleine et rigide. Chaque renfort 6 de longeron est soudé sur une face d’un longeron 3 orientée vers l’extérieur du plancher. En d’autres termes, les renforts 6 de longeron prolongent en direction de l’extérieur les longerons 3 et de facto le plancher. La FIG. 2 est une vue à partir de la face inférieure 7 du plancher 1 de la FIG. 1 , la face inférieure 7 étant celle orientée vers le volume V donc également vers la voie de circulation du véhicule. Outre les éléments illustrés à la FIG. 1 , au moins une, ici quatre traverses 8, métalliques et parallèles, sont régulièrement réparties selon la largeur du plancher 1. Elles sont configurées en poutres à section transversale rectangulaire et, dans l’exemple, sont toutes identiques. En variante, les traverses ne sont pas toutes identiques et/ou ont une autre configuration géométrique. De plus, elles peuvent être pleines ou creuses. Les traverses 8 sont reliées par leurs extrémités 80 à une face 9 des bords 4 du plancher 1 qui est orientée vers le volume V sous le plancher. Les traverses 8 sont également reliées par une face longitudinale 81 définissant leur longueur, à la face inférieure 7 du corps du plancher. Les traverses 8 ont pour fonction de rigidifier le plancher 1 en limitant tout phénomène de flambage ou de torsion du plancher. Elles permettent également, en combinaison avec des portions des bords 4 du plancher 1 situées entre deux traverses 8 voisines, de diviser le volume V défini sous le plancher et de délimiter des logements de réception 10 d’au moins un module 5 de batterie et de renforcer la protection des modules 5 situés dans le volume V sous le plancher du véhicule. La FIG. 3 illustre, à plus grande échelle et à partir du volume V selon la flèche III, la zone de liaison entre les extrémités 80 des traverses 8 et un des bords pliés 4 du plancher 1. Le renfort de longeron 6 est illustré en traits pointillés. Les extrémités 80 de chaque traverse 8 comportent chacune au moins une, ici deux pattes 82 s’étendant vers l’extérieur de part et d’autre de la tranche de l’extrémité 80 de la traverse 8. Ces pattes 82 sont coplanaires à la tranche de l’extrémité 80 et sont en appui sur la face interne 9 du bord 4 du plancher 1. Les pattes 82 sont soudées sur le bord 4 par au moins deux points de soudure. D’une manière générale, les liaisons entre les différents éléments décrits sont définitives et réalisées par soudure afin d’optimiser la résistance aux chocs de l’ensemble formé par les éléments reliés entre eux en assurant au mieux la dissipation de l’énergie d’un choc dans l’ensemble des éléments. Il s’avère que si l’on veut optimiser la résistance aux chocs en dissipant au maximum l’énergie du choc entre les divers éléments concernés, à savoir prioritairement les traverses 8 et les renforts de longeron 6, il convient de réaliser des zones de liaison entre ces éléments, donc des zones de soudure. Or il s’avère qu’il n’est pas possible de souder quatre épaisseurs d’éléments entre elles, le maximum réalisable de manière efficace étant une soudure sur trois épaisseurs, ce qui représente une liaison par soudure entre au plus trois éléments distincts. En considérant la configuration d’un plancher de l’état de la technique, il faudrait effectuer une soudure entre les quatre éléments suivants : les pattes 82, le bord 4 du plancher, le longeron 3 et le renfort de longeron 6 pour obtenir une liaison efficace entre tous ces éléments, ce qui n’est pas réalisable selon l’état actuel de la technique. L’invention permet de réaliser une liaison pérenne et efficace entre ces quatre éléments par soudure et cela sur toute la longueur du plancher 1. Pour cela, comme cela est particulièrement visible à la FIG. 4 illustrant le détail IV de la FIG. 3 , des zones embouties 11 sont ménagées sur chaque renfort de longeron 6 et définissent des zones de liaison. Ces zones 11 sont régulièrement réparties le long du renfort 6 et ont des dimensions correspondant sensiblement aux dimensions additionnées des pattes 82 et de la tranche d’extrémité 80 de chaque traverse 8. En regard de ces zones embouties 11, seuls les pattes 82, le bord 4 du plancher 1 et le longeron 3 sont en contact, le renfort de longeron 6 est en retrait et n’a pas de contact avec ces trois éléments dans cette zone 11 du fait de l’espace vide défini par l’embouti. Cette configuration permet de souder ensemble les trois éléments, à savoir les pattes 82, le bord 4 du plancher 1 et le longeron 3 puisqu’il n’y a que trois épaisseurs à souder. On définit ainsi une première zone de soudure en triples épaisseurs référencée 12. De part et d‘autre des zones embouties 11, le bord 4 du plancher 1, le longeron 3 et le renfort de longeron 6 sont en contact. Dans cette autre zone de liaison, référencée 13, on effectue une soudure entre ces trois éléments, à savoir le bord 4 du plancher 1, le longeron 3 et le renfort de longeron 6 sur une triple épaisseur. Par la suite, pour plus de lisibilité, la référence 13 désignera autant cette zone non emboutie que cette zone de soudure. On obtient ainsi une alternance régulière de zones de liaison, donc des zones de soudure 12 et 13 avec à chaque fois trois éléments soudés entre eux. Dans tous les cas, les zones de soudure 12 et 13 concernent une liaison entre le bord 4 du plancher et le longeron 3, ce qui assure une liaison optimale entre ces deux éléments sur les trois soudés ensemble dans chaque zone 12 ou 13, cela sur toute la longueur du plancher 1. La présence dans les zones de soudure 12 et 13 de deux éléments communs sur les trois soudés ensemble optimise la liaison entre tous les éléments. La FIG. 5 illustre, schématiquement, la dissipation de l’énergie d’un choc latéral, illustré par les flèches F, sur le plancher 1 du véhicule. Comme on le note, grâce aux zones de soudure 12 et 13 réalisées au niveau et de part et d’autre des zones embouties 11, l’énergie du choc est dissipée non seulement dans les renforts de longeron 6, les longerons 3 et le bord 4 du plancher 1 mais également dans les traverses 8. On améliore ainsi la protection des modules 5 de batteries tout en limitant la déformation du plancher. L’énergie dissipée à proximité des modules 5 est moindre que celle dissipée dans le cas d’un plancher de l’état de la technique, du fait que c’est l’ensemble des éléments qui dissipe l’énergie. Outre une résistance plus importante aux chocs violents, on améliore la protection des occupants du véhicule, du fait que les modules 5 de batteries sont préservés et ne se déforment et/ou déplacent pas, ou du moins peu, sous le choc. Ceci est obtenu par l’invention, sans pièce supplémentaire, sans modification de l’encombrement et de la masse nominaux du plancher 1 du véhicule et à un faible coût. Véhicule électrique dont le plancher (1) comprend deux longerons (3) parallèles renforçant latéralement le plancher (1) et reliés entre eux par au moins une traverse (8) fixée sur la face (7) dite inférieure du plancher (1) qui est en regard avec la voie de circulation du véhicule, chaque traverse (8) étant soudée par ses extrémités (80) au moins à un bord (4) du plancher (1), l’espace défini entre une partie du bord (4) du plancher (1) et au moins deux traverses (8) parallèles voisines formant au moins un logement de réception d’au moins un module (5) d’au moins une batterie, un renfort (6) de longeron étant fixé sur chaque longeron (3) et s’étendant sur toute la longueur de ces derniers, caractérisé en ce qu’au moins une zone emboutie (11) est ménagée dans chaque renfort (6) de longeron et forme une zone de liaison de chaque extrémité (80) d’au moins une traverse (8) sur le bord (4) du plancher (1), ladite zone emboutie (11) délimitant une zone de soudure (12) en triples épaisseurs entre l’extrémité (80) de la traverse (8), le bord (4) du plancher (1) et le longeron (3). Véhicule selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque extrémité (80) de chaque traverse (8) est pourvue d’au moins une patte (82) s’étendant vers l’extérieur et coplanaire à la tranche d’extrémité (80) de la traverse (8). Véhicule selon la revendication 2, caractérisée en ce que l’extrémité (80) de chaque traverse (8) est soudée au bord (4) du plancher (1) par au moins une patte (82). Véhicule selon la revendication 3, caractérisée en ce que chaque extrémité (80) de traverse (8) est pourvue de deux pattes (82) s’étendant vers l’extérieur et coplanaires à la tranche d’extrémité (80) de la traverse (8), chaque patte (82) étant soudée au bord (4) du plancher (1). Véhicule selon la revendication 4, caractérisé en ce que les dimensions de chaque zone emboutie (11) correspondent aux dimensions additionnées des deux pattes (82) et de la tranche d’extrémité (80) d’une traverse (8). Véhicule selon la revendication 1, caractérisée en ce qu’entre deux zones embouties (11) voisines, on délimite une autre zone de liaison (13), non emboutie, par soudure en triples épaisseurs entre le bord (4) du plancher (1), le longeron (3) et le renfort (6) de longeron. Véhicule selon la revendication 6, caractérisée en ce que les zones embouties (11) et non embouties (13) de liaison par soudure en triples épaisseurs de soudure 12 et 13 sont régulièrement alternées sur toute la longueur du plancher (1) Véhicule selon la revendication 7, caractérisée en ce que dans les zones alternées de liaison par soudure, embouties (12) et non embouties (13), on réalise toujours dans chaque zone (11, 13) une liaison par soudure entre au moins le bord (4) du plancher (1) et le longeron (3). Véhicule selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le nombre de points de soudure dans chaque zone de soudure (12, 13) est au moins égal à deux.