Brevet FR3153065A1 — publié le 20250321

L’invention concerne un ensemble de bas de caisse comportant : - un soubassement en tôle comprenant un plancher avant (110) et au moins une traverse d’assise avant (160) fixée sur le dessus dudit plancher ; - un bloc-batterie (200) implanté sous ledit plancher et pourvu d’un carter creux (210) comprenant une paroi de toit (211) ainsi qu’une paroi de fond (212) ; - des premiers moyens de fixation et des seconds moyens de fixation dudit bloc-batterie audit soubassement, ces seconds moyens de fixation comprenant au moins un pontet support en tôle (410) interposé entre ledit plancher et une dite traverse (160) auxquels il est fixé par des points de soudure électrique à triple épaisseur de tôle, ainsi que, pour chaque dit pontet, au moins une vis d’attache (420) le traversant ainsi que ledit bloc-batterie et dont l’extrémité distale filetée (421) est boulonnée sur un écrou (415). Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 4 Ensemble de bas de caisse pour véhicule automobile doté d’un bloc-batterie fixé sous son plancher avant La présente invention concerne les véhicules automobiles à motricité électrique dotés d’un bloc-batterie de propulsion. Elle vise en particulier un ensemble de bas de caisse d’un tel véhicule automobile comportant un soubassement de caisse et un bloc-batterie fixé sous ce plancher avant. La batterie de propulsion d’un véhicule automobile à motricité électrique comporte au moins un module de batterie comprenant plusieurs cellules électrochimiques aptes à générer du courant par réaction chimique (ces cellules pouvant par exemple être de type Li-ion, de type Ni-Mh, ou bien Ni-Cd). Lorsqu’une telle batterie comporte plusieurs modules, ils sont regroupés dans un carter pour former un bloc-batterie plus communément désigné par l’expression anglaise « battery pack » et contenant également une interface de montage, des connecteurs de raccordement électrique et fluidique, ainsi que des moyens électriques ou électroniques pour la gestion d’énergie électrique de ces modules. Un tel bloc-batterie peut être disposé à l’intérieur du véhicule automobile en recouvrant le plancher avant du soubassement de caisse en tôle du véhicule, s’étendant longitudinalement entre le tablier avant et le plancher arrière, et transversalement entre deux longerons latéraux. Une telle implantation présente toutefois pour inconvénient principal de réduire sensiblement l’habitabilité du véhicule. Afin de remédier à cette problématique, il est donc également connu d’installer le bloc-batterie sous le plancher avant du soubassement de caisse du véhicule. Afin d’assurer le maintien d’un tel bloc-batterie au soubassement de caisse du véhicule, il est connu d’utiliser des traverses de montage apposées contre la face extérieure de la paroi de fond du carter de ce bloc-batterie en s’étendant transversalement sur toute la largeur de ce carter, et dont les deux extrémités viennent se fixer sur les deux longerons latéraux bordant le plancher avant. Toutefois, du fait de la masse très importante de ce bloc-batterie (qui est en outre souvent concentrée sur sa partie centrale) mais également des vibrations générées lors de phases de roulage du véhicule, un affaissement de la zone centrale de la paroi de fond du carter peut se produire et générer des efforts importants sur les deux longerons latéraux qui ont alors tendance à se déformer voire à se déchirer. Afin d’assurer une meilleure qualité de fixation d’un tel bloc-batterie, le document KR 10-1209935 B1 propose de fixer contre la face intérieure du plancher avant plusieurs pontets support en tôle, s’étendant transversalement sous un tunnel longitudinal formé par emboutissage dans la partie médiane de ce plancher avant, et contre lesquels la face extérieure de la paroi supérieure du bloc-batterie est destinée à venir reposer. Ce document prévoit également plusieurs vis d’attache traversant successivement un pontet support, le bloc-batterie et une plaque inférieure de support destinée à venir reposer contre la face extérieure de la paroi inférieure de ce bloc-batterie. Les extrémités distales filetées de ces vis saillant de cette plaque inférieure de support sont en outre boulonnées sur des écrous de sorte que le bloc-batterie soit pris en sandwich. Une telle solution s’avère particulièrement efficace pour éviter un affaissement de la zone centrale de la paroi de fond du carter du bloc-batterie. Elle n’est toutefois pas applicable pour les véhicules dont le soubassement de caisse est dépourvu d’un tel tunnel longitudinal. Par ailleurs, au vu des efforts importants subis par ces pontets, il peut arriver que ces derniers se désolidarisent du plancher avant et n’assurent ainsi plus la retenue de la zone centrale de la paroi de fond du carter du bloc-batterie. La présente invention vise donc à améliorer la situation. Elle propose à cet effet un ensemble de bas de caisse pour véhicule automobile comportant : - un soubassement de caisse en tôle comprenant un plancher avant s’étendant transversalement entre deux longerons latéraux et au moins une traverse d’assise avant fixée sur le dessus dudit plancher avant ; - un bloc-batterie implanté sous ledit plancher avant entre lesdits longerons latéraux, ledit bloc-batterie étant pourvu d’un carter creux comprenant une paroi de toit, une paroi de fond et un bandeau périphérique définissant ensemble un volume interne renfermant plusieurs modules de batterie; - des premiers moyens de fixation dudit bloc-batterie audit soubassement de caisse ; et - des seconds moyens de fixation dudit bloc-batterie audit soubassement de caisse comprenant au moins un pontet support en tôle fixé audit plancher avant ainsi que, pour chaque dit pontet, au moins une vis d’attache le traversant ainsi que ledit bloc-batterie et dont l’extrémité distale filetée est boulonnée sur un écrou de sorte à assurer la retenue verticale d’une portion de ce bloc-batterie ; caractérisé en ce que chaque dit au moins un pontet support est interposé entre ledit plancher avant et une dite traverse auxquels il est fixé par des points de soudure électrique à triple épaisseur de tôle. Ces seconds moyens de fixation présentent ainsi l’avantage de pouvoir être mis en œuvre sur des véhicules dont le soubassement de caisse est dépourvu d’un tel tunnel longitudinal. Par ailleurs, l’invention assure une meilleure tenue mécanique du ou des pontets support grâce à leur fixation au plancher avant par des points de soudure électrique à triple épaisseur de tôle. L’invention permet ainsi d’éviter (ou tout du moins de limiter considérablement) tout risque d’arrachement d’affaissement d’une portion du bloc-batterie. Selon des caractéristiques préférées dudit ensemble de bas de caisse selon l’invention : - chaque dit pontet support comprend une semelle reposant sur une portion dudit plancher avant située à l’aplomb de la paroi sommitale de ladite traverse, ainsi que deux feuillures d’attache prolongeant longitudinalement cette semelle et prises chacune en sandwich entre ledit plancher avant et une feuillure d’attache correspondante de ladite traverse, ces trois éléments superposés étant fixés par des dits points de soudure électrique à triple épaisseur de tôle ; - la semelle de chaque dit pontet est surélevée vis-à-vis de ses feuillures d’attaches par l’intermédiaire de deux soyages réalisés au niveau des jonctions entre cette semelle et ces feuillures d’attaches ; - chaque dite vis d’attache, introduite par le dessous dudit bloc-batterie, traverse successivement ledit bloc-batterie via deux orifices d’entrée et intermédiaire correspondants ménagés respectivement dans la paroi de fond et la paroi de toit dudit carter, ledit plancher avant et un dit pontet correspondant via un orifice de sortie ménagé dans ce dernier, son extrémité distale filetée saillant de ce pontet étant boulonnée sur un dit écrou soudé sur le pourtour supérieur de cet orifice de sortie tandis que sa tête coopère en butée contre le pourtour inférieur de cet orifice d’entrée ; - la paroi de fond dudit carter présente, au niveau de chaque dit orifice d’entrée ménagé dans cette dernière, un renfoncement respectif logeant la tête d’une vis d’attache correspondante ; - lesdits seconds moyens de fixation comprennent également, pour chaque dite vis d’attache, une rondelle de calage interposée entre ledit plancher avant et la paroi de toit dudit carter en étant traversée par cette vis de sorte à être comprimée entre ce plancher avant et cette paroi de toit après son boulonnage ; - chaque dite rondelle de calage est réalisée dans un matériau élastomère ; - lesdits seconds moyens de fixation comprennent au moins un couple de deux dits pontets support agencés symétriquement de part et d’autre du plan longitudinal vertical médian dudit plancher avant ; et/ou - lesdits premiers moyens de fixation comportent deux ailettes latérales saillant transversalement du côté externe depuis les deux portions latérales du bandeau périphérique dudit carter, chaque dite ailette latérale présentant plusieurs orifices ménagés à intervalle régulier sur sa longueur et étant traversés par des vis introduites par le dessous de cette ailette et traversant également des trous correspondants ménagés dans un dit longeron latéral correspondant du soubassement de caisse avant d’être vissées sur des écrous soudés sur le pourtour supérieur de ces trous. L’invention vise également sous un second aspect un véhicule automobile comportant un tel ensemble de bas de caisse. L’exposé de l’invention sera maintenant poursuivi par la description détaillée d’un exemple de réalisation, donnée ci-après à titre illustratif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - FIG. 1 représente une vue en perspective de dessus d’un ensemble de bas de caisse d’un véhicule automobile selon l’invention à motricité électrique doté d’un plancher avant sous lequel est installé un bloc-batterie ; - FIG. 2 est un agrandissement du détail II de la FIG. 1 montrant les seconds moyens de fixation de ce bloc-batterie par transparence au travers de la traverse arrière d’assise avant ; - FIG. 3 représente une vue en perspective de dessous de l’ensemble de bas de caisse de la FIG. 1 ; et - FIG. 4 est une vue de coupe en perspective prise selon un plan de coupe longitudinal vertical traversant l’une des vis de fixation que comportent ces seconds moyens de fixation. La FIG. 1 représente une vue en perspective de dessus d’un ensemble de bas de caisse selon l’invention 1 d’un véhicule automobile comprenant une machine électrique de propulsion. On définit par rapport à cet ensemble de bas de caisse 1 un repère orthogonal XYZ comprenant trois axes perpendiculaires deux à deux, à savoir : - un axe X, définissant une direction longitudinale, horizontale, parallèle au sol et confondu avec la direction générale de déplacement du véhicule - un axe Y, définissant une direction transversale, horizontale, également parallèle au sol et qui avec l'axe X définit un plan XY horizontal, et - un axe Z, définissant une direction verticale, perpendiculaire au sol ainsi qu’au plan XY horizontal. Dans la suite de la description et en référence au repère défini ci-dessus, les termes « longitudinal » ou « longitudinalement » feront référence à une direction parallèle à l’axe X, les termes « transversal » ou « transversalement » feront référence à une direction parallèle à l’axe Y, et les termes « vertical » ou « verticalement » feront référence à une direction parallèle à l’axe Z. D’autre part et par convention, les termes « inférieur », « supérieur », « avant » et « arrière » s’entendront par rapport à l’orientation générale du véhicule. Les termes « inférieur » et « bas » indiqueront une proximité avec le sol plus importante selon la direction verticale que les termes « supérieur » ou « haut ». Le terme « avant » indiquera un positionnement orienté vers le devant d’un véhicule selon la direction horizontale et le terme « arrière » indiquera un positionnement orienté vers l’arrière d’un véhicule selon la même direction horizontale. Les termes « externe » et « interne » seront quant à eux utilisés pour définir la position relative d'un élément par référence au plan longitudinal vertical médian du véhicule. L’élément le plus proche de ce plan sera ainsi qualifié d’interne par opposition à l’autre élément plus éloigné de ce même plan qui sera quant à lui qualifié d’externe. En référence à cette FIG. 1 , l’ensemble de bas de caisse 1 comporte un soubassement de caisse 100 en tôle, comprenant un plancher avant 110 s’étendant longitudinalement entre le tablier avant 120 et le plancher arrière 130 destiné à supporter les sièges arrière (également nommés « sièges de rang 2 »), et transversalement entre deux longerons latéraux 140. Ce soubassement de caisse 100 comprend également une traverse avant d’assise avant 150 et une traverse arrière d’assise avant 160 fixées sur le dessus du plancher avant 110 et s’étendant transversalement entre les deux longerons latéraux 140 sous la rangée de sièges avant. Ces deux traverses d’assise avant 150, 160, sur lesquelles on vient fixer les armatures d'assises de ces sièges avant, présentent en section un profil sensiblement en forme de U dont la concavité est tournée vers le plancher avant 110. Tel qu’illustré sur la FIG. 2 , chaque traverse 150, 160 comprend une paroi sommitale sensiblement horizontale 151, 161 surmontant le plancher avant 110, ainsi que deux ailes 152, 162 s’étendant sensiblement verticalement jusqu’à ce plancher 110 depuis et le long des deux bords latéraux de cette paroi sommitale 151, 161. Ces deux ailes 152, 162 se prolongent chacune à l’opposé de la paroi sommitale 151, 161 par deux feuillures horizontales d’attache 153, 163 qui sont soudées audit plancher 110 par des points de soudure électrique (PSE). En référence à la FIG. 3 , l’ensemble de bas de caisse 1 comporte également un bloc-batterie 200 s’étendant selon un plan moyen sensiblement horizontal et implanté sous le plancher avant 110 du soubassement de caisse 100 entre les longerons latéraux 140. Ce bloc-batterie 200 est pourvu d’un carter creux 210 comprenant une paroi de toit sensiblement horizontale 211 agencée en regard du plancher avant 110, une paroi inférieure de fond sensiblement horizontale 212, et un bandeau périphérique 213 définissant ensemble un volume interne renfermant plusieurs modules de batterie 220 (voir FIG. 4 ) comprenant chacune plusieurs cellules électrochimiques aptes à générer du courant par réaction chimique. Ce carter 210 peut également loger d’autres éléments non représentés, tels qu’une interface de montage, des connecteurs de raccordement électrique et fluidique, et/ou des moyens électriques ou électroniques pour la gestion d’énergie électrique de ces modules. Tel qu’illustré par la FIG. 3 et afin d’assurer partiellement la fixation du bloc-batterie 200 contre la plancher avant 110 du véhicule, l’ensemble de bas de caisse 1 comporte des premiers moyens de fixation 300 comprenant deux ailettes latérales 310, sensiblement horizontales, saillant transversalement du côté externe depuis les deux portions latérales du bandeau périphérique 213. Chaque ailette latérale 310 présente plusieurs orifices ménagés à intervalle régulier sur sa longueur et étant traversés par des vis 320 introduites par le dessous de cette ailette 310 et traversant également des trous correspondants (non visibles) ménagés dans un longeron latéral correspondant 140 du soubassement de caisse 100 avant d’être vissées sur des écrous soudés sur le pourtour supérieur de ces trous et non visibles sur les figures. Selon l’invention et afin d’assurer une meilleure qualité de fixation du bloc-batterie 200 au plancher avant 110 en évitant tout risque d’affaissement d’une portion de la paroi de fond 212 du carter 210, l’ensemble de bas de caisse 1 comporte également des moyens seconds moyens de fixation 400. Tel qu’illustré par les figures 2 et 4, ces seconds moyens de fixation 400 comprennent au moins un pontet support en tôle 410 s’étendant suivant une direction longitudinale en étant interposé verticalement entre le plancher avant 110 et la traverse arrière d’assise avant 160 auxquels il est fixé. De manière avantageuse et comme illustré par la FIG. 2 , les seconds moyens de fixation 400 comprennent au moins un couple de deux pontets support 410 agencés symétriquement de part et d’autre du plan longitudinal vertical médian du plancher avant 110. En référence à la FIG. 4 , chaque pontet support 410 comprend une semelle 411 reposant sensiblement horizontalement sur un bossage 111 ménagé dans le plancher avant 110 en regard de la paroi sommitale 161 de la traverse 160. Chaque pontet support 410 comprend également deux feuillures d’attache 412 prolongeant longitudinalement cette semelle 171 et prises chacune en sandwich entre ce plancher avant 110 et une feuillure d’attache correspondante 163 de cette traverse 160, ces trois éléments superposés 110, 412, 163 étant fixés par des points de soudure électrique (PSE). Résultant chacun de la fusion localisée des trois tôles formant respectivement le plancher avant 110, un pontet support 410 et la traverse 160, ces points de soudure électrique à triple épaisseur de tôle assurent ainsi une excellente tenue mécanique de chaque pontet support 410 au plancher avant 110. Afin de rattraper le léger écartement vertical entre le bossage 111 sur lequel repose la semelle 411 et le pourtour de ce bossage 111 contre lequel reposent les feuillures d’attaches 412, chaque pontet support 410 est pourvu de deux soyages 413 réalisés au niveau des jonctions entre cette semelle 411 et ces feuillures d’attaches 412. On rappelle qu’un soyage constitue un décrochement réalisé sur une pièce en tôle par sa mise en forme par pliage ou emboutissage selon un profil en S aplati de sorte à écarter d’une distance prédéfinie le plan moyen d’une partie de cette pièce par rapport au plan moyen du reste de cette pièce. La semelle 411 de chaque pontet 410 est pourvue d’au moins un orifice circulaire de sortie 414 se superposant avec un orifice complémentaire 112 ménagé dans le plancher avant 111, un écrou 415 étant en outre soudé à cette semelle 411 sur le pourtour supérieur de chaque orifice de sortie 414. Les moyens complémentaires de fixation comprennent également, pour chaque pontet 410, au moins une vis d’attache 420 introduite par le dessous du bloc-batterie 200 et traversant successivement, suivant une direction verticale, ce bloc-batterie 200 (via deux orifices d’entrée 212A et intermédiaire 211A ménagés respectivement dans la paroi de fond 212 et la paroi de toit 211 du carter 210), le plancher avant 111 ainsi que la semelle 411 de ce pontet 410 (via un orifice de sortie 414). L’extrémité distale filetée 421 de cette vis 420 saillant de ce pontet 410 est en outre boulonnée sur un écrou 415 soudé sur le pourtour supérieur de cet orifice de sortie 414. Après boulonnage et tel qu’illustré par la FIG. 4 , la tête 422 de chaque vis d’attache 420 coopère en butée contre le pourtour inférieur de l’orifice d’entrée correspondant 212A de la paroi de fond 212 du carter 210, de sorte à assurer la retenue verticale d’une portion de ce bloc-batterie 200 et d’éviter tout risque d’affaissement de cette dernière. Afin de réduire les vibrations et les remontées de bruit dans l’habitacle lors des phases de roulage, les seconds moyens de fixation 400 peuvent également comprendre de manière avantageuse, pour chaque dite vis 420, une rondelle de calage 430 interposée entre le plancher avant 110 et la paroi de toit 211 en étant traversée par cette vis 420 de sorte à être comprimée entre ce plancher avant 110 et cette paroi de toit 211 après son boulonnage. Chaque rondelle de calage 430 est réalisée de préférence dans un matériau élastomère (par exemple, en caoutchouc naturel ou en EPDM). Par ailleurs, et afin d’éviter que les têtes de vis d’attache 420 saillent en dessous du bloc-batterie 200 où elles pourraient constituer des éléments d’accroches pour des objets présents sur la chaussées tels que des branchages, la paroi de fond 212 du carter 210 présente, au niveau de chaque orifice de passage 212A ménagé dans cette dernière, un renfoncement respectif 212B logeant la tête d’une vis d’attache correspondante 420. De nombreuses variantes sont envisageables et on rappelle à cet égard que la présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites et représentées, mais englobe également toutes les variantes d’exécution à la portée de l'homme du métier. Ensemble de bas de caisse (1) pour véhicule automobile comportant : - un soubassement de caisse (100) en tôle comprenant un plancher avant (110) s’étendant transversalement entre deux longerons latéraux (140) et au moins une traverse d’assise avant (150, 160) fixée sur le dessus dudit plancher avant (110) ; - un bloc-batterie (200) implanté sous ledit plancher avant (110) entre lesdits longerons latéraux (140), ledit bloc-batterie (200) étant pourvu d’un carter creux (210) comprenant une paroi de toit (211), une paroi de fond (212) et un bandeau périphérique (213) définissant ensemble un volume interne renfermant plusieurs modules de batterie (220) ; - des premiers moyens de fixation (300) dudit bloc-batterie (200) audit soubassement de caisse (100) ; et - des seconds moyens de fixation (400) dudit bloc-batterie (200) audit soubassement de caisse (100) comprenant au moins un pontet support en tôle (410) fixé audit plancher avant (110) ainsi que, pour chaque dit pontet (410), au moins une vis d’attache (420) le traversant ainsi que ledit bloc-batterie (200) et dont l’extrémité distale filetée (421) est boulonnée sur un écrou (415) de sorte à assurer la retenue verticale d’une portion de ce bloc-batterie (200) ; caractérisé en ce que chaque dit au moins un pontet support (410) est interposé entre ledit plancher avant (110) et une dite traverse (160) auxquels il est fixé par des points de soudure électrique à triple épaisseur de tôle. Ensemble de bas de caisse (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque dit pontet support (410) comprend une semelle (411) reposant sur une portion dudit plancher avant (411) située à l’aplomb de la paroi sommitale (161) de ladite traverse (160), ainsi que deux feuillures d’attache (412) prolongeant longitudinalement cette semelle (411) et prises chacune en sandwich entre ledit plancher avant (110) et une feuillure d’attache correspondante (163) de ladite traverse (160), ces trois éléments superposés (110, 412, 163) étant fixés par des dits points de soudure électrique à triple épaisseur de tôle. Ensemble de bas de caisse (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que la semelle (411) de chaque dit pontet (410) est surélevée vis-à-vis de ses feuillures d’attaches (412) par l’intermédiaire de deux soyages (413) réalisés au niveau des jonctions entre cette semelle (411) et ces feuillures d’attaches (412). Ensemble de bas de caisse (1) selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque dite vis d’attache (420), introduite par le dessous dudit bloc-batterie (200), traverse successivement ledit bloc-batterie (200) via deux orifices d’entrée (212A) et intermédiaire (211A) correspondants ménagés respectivement dans la paroi de fond (212) et la paroi de toit (211) dudit carter (210), ledit plancher avant (110) et un dit pontet correspondant (410) via un orifice de sortie (414) ménagé dans ce dernier, son extrémité distale filetée (421) saillant de ce pontet (410) étant boulonnée sur un dit écrou (415) soudé sur le pourtour supérieur de cet orifice de sortie (414) tandis que sa tête (422) coopère en butée contre le pourtour inférieur de cet orifice d’entrée (414). Ensemble de bas de caisse (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que la paroi de fond (212) dudit carter (210) présente, au niveau de chaque dit orifice d’entrée (212A) ménagé dans cette dernière, un renfoncement respectif (212B) logeant la tête (422) d’une vis d’attache correspondante (420). Ensemble de bas de caisse (1) selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lesdits seconds moyens de fixation (400) comprennent également, pour chaque dite vis d’attache (420), une rondelle de calage (430) interposée entre ledit plancher avant (110) et la paroi de toit (211) dudit carter (210) en étant traversée par cette vis (420) de sorte à être comprimée entre ce plancher avant (110) et cette paroi de toit (211) après son boulonnage. Ensemble de bas de caisse (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce que chaque dite rondelle de calage (430) est réalisée dans un matériau élastomère. Ensemble de bas de caisse (1) selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que lesdits seconds moyens de fixation (400) comprennent au moins un couple de deux dits pontets support (410) agencés symétriquement de part et d’autre du plan longitudinal vertical médian dudit plancher avant (410). Ensemble de bas de caisse (1) selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que lesdits premiers moyens de fixation (300) comportent deux ailettes latérales (310) saillant transversalement du côté externe depuis les deux portions latérales du bandeau périphérique (213) dudit carter (210), chaque dite ailette latérale (310) présentant plusieurs orifices ménagés à intervalle régulier sur sa longueur et étant traversés par des vis (320) introduites par le dessous de cette ailette (310) et traversant également des trous correspondants ménagés dans un dit longeron latéral correspondant (140) du soubassement de caisse (100) avant d’être vissées sur des écrous soudés sur le pourtour supérieur de ces trous. Véhicule automobile comportant un ensemble de bas de caisse (1) selon l’une des revendications 1 à 9.