Titre de l'invention : Véhicule automobile de type hybride ou électrique doté d’un dispositif de protection de la batterie de propulsion

[Domaine technique]

[1] La présente invention revendique la priorité de la demande française 2106229 déposée le 14 juin 2021 dont le contenu (texte, dessins et revendications) est ici incorporé par référence.

[2] La présente invention concerne les véhicules automobiles de type hybride ou électrique dotés d’une batterie de propulsion. Elle vise en particulier ceux dont la batterie de propulsion est implantée au dessus du plancher de charge ou en dessous d’une portion surélevée de ce plancher de charge.

[Technique antérieure]

[3] Les véhicules automobiles de type électrique comprennent uniquement un moteur électrique.

[4] Les véhicules automobiles de type hybride comprennent un moteur électrique en plus d’un moteur thermique. Les deux moteurs fonctionnent simultanément ou alternativement de manière à réduire la puissance totale consommée par le véhicule.

[5] La batterie de propulsion du moteur électrique est généralement logée dans un carter métallique de forme parallélépipédique implanté en partie arrière du véhicule sous les sièges des passagers arrière ou dans la zone de coffre.

[6] Lorsque le carter hébergeant la batterie de propulsion est agencé dans la zone de coffre, celui-ci peut être implanté au dessus du plancher de charge du véhicule s’étendant longitudinalement entre la traverse de train et la doublure de panneau arrière portant la gâche de verrouillage de la porte ou du hayon de coffre du véhicule, et transversalement entre les deux longeronnets arrière. [7] Ce carter peut être également implanté au dessous de ce plancher de charge au niveau d’une portion surélevée de ce dernier afin de préserver une garde au sol suffisante.

[8] D’une manière générale, les batteries de propulsion implantées dans la zone de coffre sont particulièrement exposées en cas de collisions au niveau de la partie arrière du véhicule. Un choc arrière à vitesse élevée peut par exemple provoquer une déformation importante du panneau arrière qui en avançant peut venir impacter le carter et détériorer certaines cellules de la batterie, de sorte à entraîner des fuites de liquide pouvant entraîner des risques d’électrocution ou de brûlures pour les passagers.

[9] Afin de protéger la batterie lors de la survenance d’un tel choc arrière, il est connu de l’art antérieur de prévoir un dispositif de protection comprenant une traverse s’étendant fixement entre les deux longeronnets arrière au dessus d’une portion du plancher de charge située en arrière du carter.

[10] Lors de la survenance d’un choc arrière à vitesse élevée, cette traverse permet de transmettre une grande partie des efforts causés par la déformation du sous-ensemble de panneau arrière aux deux longeronnets arrière, de sorte à protéger le carter et la batterie.

[11] Toutefois, afin d’éviter que la gâche de verrouillage constituée généralement par un brin d’acier replié quasiment indéformable ne puisse passer au dessus de cette traverse lors de l’avancée du panneau arrière et ne vienne impacter le carter, un écartement longitudinal minimal est systématiquement prévu entre cette traverse et la doublure de panneau arrière.

[12] La nécessité de maintenir un tel écartement entraîne de fait une limitation du volume de la batterie de propulsion se traduisant par une autonomie réduite du véhicule en mode de propulsion électrique.

[Exposé de l’invention]

[13] La présente invention vise donc à améliorer la situation.

[14] Elle propose à cet effet un véhicule automobile de type hydride ou électrique, comportant un plancher de charge s’étendant longitudinalement entre une traverse de train et une doublure de panneau arrière portant une gâche de verrouillage d’une porte ou d’un hayon de coffre, et transversalement entre deux longeronnets arrière ; ledit véhicule comprenant également une batterie de propulsion hébergée dans un carter implanté au dessus dudit plancher de charge ou en dessous d’une portion surélevée de ce même plancher, ainsi qu’un dispositif de protection de ladite batterie comprenant une traverse s’étendant fixement entre lesdits longeronnets arrière au dessus d’une portion dudit plancher de charge située en arrière dudit carter ; caractérisé en ce que ledit dispositif de protection comporte également un organe de retenue fixé rigidement à ladite traverse et comprenant un muret s’étendant au-dessus de ladite traverse le long d’au moins une partie de cette traverse située en vis-à-vis de ladite gâche de verrouillage.

[15] En cas de choc arrière à vitesse élevée, le muret de cet organe de retenue permet ainsi de bloquer l’avancée de la gâche de verrouillage passant au dessus de la traverse et d’empêcher cette gâche d’impacter le carter, de sorte à éviter tout risque de déformation et de perçage de ce dernier pouvant entraîner la détérioration de certaines cellules électrochimiques de la batterie.

[16] L’invention permet ainsi de réduire sensiblement voire quasiment de supprimer l’écartement longitudinal entre la traverse du dispositif de protection et la doublure de panneau arrière, de sorte à permettre d’augmenter le volume de la batterie de propulsion et en conséquence l’autonomie du véhicule en mode de propulsion électrique.

[17] Selon des caractéristiques préférées dudit véhicule selon l’invention :

- ledit muret est orienté suivant un plan sensiblement vertical transversal ;

- ledit muret s’étend en hauteur jusqu’à un niveau au moins égal à celui de la face supérieure dudit carter ;

- ledit organe de retenue comprend également une rampe de guidage s’étendant vers l’avant depuis le bord supérieur dudit muret ;

- ladite rampe de guidage s’étend longitudinalement jusqu’à l’extrémité arrière de la face supérieure dudit carter ;

- ledit organe de retenue comprend une semelle fixée rigidement sur le dessus de ladite traverse et depuis laquelle s’étend ledit muret ;

- ledit organe de retenue comprend au moins une nervure de rigidification en forme d’équerre adossée fixement par deux ses côtés adjacents respectivement à ladite semelle et audit muret ;

- ladite semelle est fixée par boulonnage sur ladite traverse ;

- ladite semelle est fixée par soudage sur ladite traverse ; et/ou

- ledit organe de retenue est réalisé en tôle métallique.

[Brève description des dessins]

[18] 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 :

[19] [Fig 1] représente une vue partielle en perspective de la partie arrière de la structure de caisse d’un véhicule automobile de type hybride selon un premier mode de réalisation de l’invention sur laquelle est montée une batterie de propulsion ;

[20] [Fig 2] est une vue en coupe prise selon un plan longitudinal vertical de la partie arrière de la structure de caisse du véhicule de la figure 1 ; et

[21] [Fig 3] représente un agrandissement en perspective de la zone d’implantation du dispositif de protection de la batterie.

[Description détaillée]

[22] La figure 1 représente une vue partielle en perspective de la partie arrière de la structure de caisse 100 d’un véhicule automobile de type hybride sur laquelle est montée une batterie de propulsion 200.

[23] Dans la description qui va suivre et par convention, les termes « avant »,

« arrière », « inférieur », « supérieur », « longitudinal » « latéral » et

« transversal » sont pris par rapport à un véhicule automobile en position normale de roulement.

[24] Les termes « externe » et « interne » seront quant à eux utilisés pour définir la position relative d'un élément par référence au plan longitudinal 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.

[25] Par ailleurs, le terme « sensiblement » sera utilisé pour indiquer qu’un léger écart est admis par rapport à une position ou disposition nominale prédéterminée, tout en restant inclus dans le cadre de l’invention. Par exemple, « sensiblement vertical » indiquera qu’un écart de l’ordre de 15° par rapport à une orientation strictement verticale est admis dans le cadre de l’invention.

[26] La partie arrière de structure de caisse 100 du véhicule 1 est constituée de manière classique par plusieurs sous-ensembles réalisés au préalable puis assemblés les uns aux autres sur la ligne de ferrage du véhicule, à savoir un sous-ensemble de soubassement 110, deux sous-ensembles latéraux de silhouette dont seul celui de droite 120 est partiellement visible sur la figure 1, un sous-ensemble de panneau arrière 130, et un sous-ensemble de pavillon non représenté sur les figures.

[27] Le sous-ensemble de panneau arrière 130 comprend un panneau arrière 131 (visible sur la figure 3) et sa doublure 132 sur laquelle est fixée une gâche de verrouillage 133 de la porte ou du hayon de coffre non représentée.

[28] Le sous-ensemble de soubassement 110 comporte un plancher de charge

111 s’étendant longitudinalement entre la traverse de train 112 et la doublure de panneau arrière 132, et transversalement entre deux longeronnets arrière 113, 114.

[29] Ce sous-ensemble de soubassement 110 comprend également deux extensions latérales de plancher 115 (seule celle de droite étant visible sur la figurel tandis que celle de gauche lui est symétriquement semblable) s’étendant du côté externe des parties arrière des deux longeronnets arrière 113, 114, ainsi que des que deux passages de roue 116 s’étendant de part et d’autre des parties centrale et avant du plancher de charge 111 au devant des extensions latérales de plancher 115 (seul le passage de roue droit étant visible sur la figure 1 tandis que celui de gauche lui est symétriquement semblable).

[30] Le plancher de charge 111 comprend une portion surélevée 111 A définissant une cavité de forme sensiblement parallélépipédique, ainsi qu’une portion arrière 111 B s’étendant longitudinalement entre sa portion surélevée 111 A et la doublure de panneau arrière 132.

[31] Tel qu’illustré sur la figure 2, la batterie de propulsion 200 est hébergée dans un carter 210 implanté sous la portion surélevée 111A du plancher de charge 111 en étant logée partiellement dans ladite cavité, de sorte à permettre de préserver une garde au sol suffisante tout en limitant la réduction du volume utile de chargement du coffre du véhicule 1.

[32] Selon des variantes de réalisation non représentées, le carter hébergeant la batterie de propulsion pourrait être implanté au dessus du plancher de charge, de préférence au niveau d’un renfoncement définissant une cavité le logeant partiellement.

[33] Présentant une forme générale parallélépipédique, le carter 210 est constitué de deux parties supérieure 211 et inférieure 212 creuses agencées l’une au dessus de l’autre et bordées par deux collerettes périphériques superposées.

[34] Le véhicule 1 comporte également un dispositif de protection 300 permettant de limiter voire d’empêcher la déformation du carter 210 de la batterie 200 (de sorte à éviter la détérioration des cellules électrochimiques du ou des modules de batterie logées dans ce carter 210) en réponse à la déformation du sous- ensemble de panneau arrière 130 résultant d’un choc arrière à vitesse élevée.

[35] Tel qu’illustré sur les figures 1 à 3, ce dispositif de protection 300 comprend une traverse 310 s’étendant transversalement entre les deux longeronnets arrière 113, 114 auxquels elle est fixée rigidement, en arrière du carter 210 et au dessus de la portion arrière 111 B du plancher de charge 111.

[36] La traverse 310 est de préférence constituée par un profilé tubulaire métallique creux de section rectangulaire. Le matériau et l’épaisseur de ce profilé peuvent être modulés avantageusement en fonction de la résistance à la déformation souhaitée pour cette traverse 310.

[37] La fixation de la traverse 310 aux longeronnets arrière 113, 114 est assurée préférentiellement par l’intermédiaire de deux pièces métalliques de liaison 311 , 312 soudées aux deux extrémités de cette traverse 310 et fixées par boulonnage ou soudage à ces deux longeronnets arrière 113, 114.

[38] Cette traverse 310 est en outre fixée rigidement à l’extrémité arrière du carter 210 et à la portion arrière 111 B du plancher de charge 111 par boulonnage en plusieurs points (trois en l’espèce) répartis le long de cette traverse 310, chaque boulon B traversant successivement un perçage ménagé dans la traverse 310, un orifice ménagé dans la portion arrière 111 B du plancher de charge 111 , un espaceur 117 et deux orifices superposés ménagées dans les portions arrière des collerettes périphériques des parties supérieure 211 et inférieure 212 du carter 210 (voir figure 2).

[39] Lors de la survenance d’un choc arrière à vitesse élevée (80 km/h ou plus), cette traverse 310 permet de transmettre une grande partie des efforts causés par la déformation du sous-ensemble de panneau arrière 130 aux deux longeronnets arrière 113, 114, de sorte à protéger la portion surélevée 111A du plancher 111 et le carter 210 logé en dessous.

[40] Selon l’invention, le dispositif de protection 300 comporte également un organe de retenue 320 comprenant une semelle 321 fixée rigidement sur le dessus de ladite traverse 310, ainsi qu’un muret 322 s’étendant depuis le bord avant de cette semelle 321 au-dessus de la traverse 310 et le long d’au moins une partie de cette traverse 310 située en vis-à-vis de la gâche de verrouillage 133.

[41] Tel qu’illustré sur les figures 2 et 3, la semelle 321 est fixée à la traverse 310 par l’intermédiaire de deux des points de boulonnage assurant la fixation de cette traverse 310 à l’extrémité arrière du carter 210 et à la portion arrière 111B du plancher de charge 111.

[42] Pour ce faire, cette semelle 321 est pourvue de deux orifices ménagés à proximité de ses deux extrémités.

[43] En variante, cette semelle 321 peut être soudée à la face supérieure de la traverse 310 entre deux des perçages de cette traverse 310 permettant sa fixation par boulonnage à l’extrémité arrière du carter 210 et à la portion arrière 111 B du plancher de charge 111. Une telle solution présente pour avantage de pouvoir optimiser la largeur de l’organe de retenue 320 en le centrant latéralement vis-à-vis de la gâche de verrouillage 133.

[44] En cas de choc arrière à vitesse élevée (80 km/h ou plus), le muret 322 de cet organe de retenue 320 permet de bloquer l’avancée de la gâche de verrouillage 133 passant au dessus de la traverse 310 et d’empêcher cette gâche 133 d’impacter le carter 210, de sorte à éviter tout risque de déformation et de perçage de ce carter 210 pouvant entraîner la détérioration de certaines cellules électrochimiques de la batterie 200. [45] Tel qu’illustré sur la figure 2 et afin que son efficacité soit optimale, l’organe de retenue 320 est configuré avantageusement de sorte que son muret 322 soit orienté suivant un plan sensiblement vertical transversal (i.e. perpendiculaire à l’axe longitudinal du véhicule 1).

[46] Dans le même but d’optimiser son efficacité, ce muret 322 s’étend en hauteur jusqu’à un niveau au moins égal à celui de la face supérieure du carter 210.

[47] En référence à la figure 3, l’organe de retenue 320 comporte également de manière avantageuse une rampe de guidage 323 s’étendant vers l’avant depuis le bord supérieur du muret 322

[48] La rampe de guidage 323 permet ainsi, si jamais la gâche de verrouillage 133 parvenait à passer au-dessus de ce muret 322, de guider longitudinalement cette gâche 133 jusqu’à la portion surélevée 111 A du plancher de charge 111 (ou jusqu’au dessus du carter dans le cas où celui-ci est implanté au dessus du plancher de charge) en évitant qu’elle ne puisse redescendre dans l’espace séparant l’organe de retenue 320 de cette portion surélevée 111 A du plancher de charge 111 (ou du carter dans le cas où celui-ci est implanté au dessus du plancher de charge) et impacter le carter 210 en poursuivant son avancée.

[49] De sorte à optimiser son efficacité, cette rampe de guidage 323 peut s’étendre longitudinalement jusqu’à l’extrémité arrière de la face supérieure du carter 210.

[50] Afin de renforcer la résistance mécanique à la torsion du muret 322, l’organe de retenue 320 comprend avantageusement une ou plusieurs nervures de rigidification en forme d’équerre 324 adossées chacune fixement par deux de leurs côtés adjacents respectivement à la semelle 321 et au muret 322.

[51] Cet organe de retenue 320 est réalisé de préférence en tôle métallique par mécano-soudage. La semelle 321 , le muret 322, ainsi que la rampe de guidage 323 sont par exemple réalisés à partir d’une même feuille de tôle métallique découpée et pliée. Les nervures de rigidification 324 sont réalisées indépendamment et fixées ensuite par soudage à la semelle 321 et au muret 322. j