FR3122146A1

FR3122146A1 - Dispositif de protection d’un équipement d’un véhicule terrestre

Info

Publication number: FR3122146A1
Application number: FR2104121A
Authority: FR
Inventors: Bernard Patout; Nicolas Tropee; Stephane Fonfrede; Ludovic Meresse; Marc Peru
Original assignee: PSA Automobiles SA
Current assignee: Stellantis Auto SAS
Priority date: 2021-04-21
Filing date: 2021-04-21
Publication date: 2022-10-28
Anticipated expiration: 2041-04-21
Also published as: WO2022223896A1; EP4326603A1; CN117177902A; FR3122146B1

Abstract

Un dispositif de protection (DP) équipe un véhicule terrestre (V) comprenant une première traverse (T1) solidarisée, en amont d’un équipement (BV), à des longerons (L1) droit et gauche encadrant ce dernier (BV). Ce dispositif (DP) comprend une seconde traverse (T2) destinée à être solidarisée fixement et sans jeu aux longerons (L1) en aval de cet équipement (BV), afin de définir avec la première traverse (T1) et les longerons (L1) un cadre de protection pour l’équipement (BV). Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 2

Description

DISPOSITIF DE PROTECTION D’UN ÉQUIPEMENT D’UN VÉHICULE TERRESTRE

Domaine technique de l’invention

L’invention concerne les véhicules terrestres, et plus précisément la protection de certains équipements faisant partie de tels véhicules.

Etat de la technique

Certains véhicules terrestres, éventuellement de type automobile, comprennent une traverse qui est solidarisée, en amont d’au moins un équipement, à des longerons droit et gauche encadrant ce dernier. Par exemple, ces longerons peuvent être ce que l’homme de l’art appelle des « longeronnets » qui sont installés sous le coffre arrière du véhicule (terrestre). Dans ce cas, l’équipement qui est encadré par les longeronnets peut, par exemple, être une batterie rechargeable protégée par un capot et fournissant de l’énergie électrique à au moins une machine électrique motrice du groupe motopropulseur (ou GMP) du véhicule.

Lorsque le véhicule subit un choc au moins partiellement longitudinal par l’arrière, ses longerons (ou longeronnets) sont capables d’encaisser ce choc sans que l’équipement et son éventuel capot ne soient endommagés. Mais, lorsque le véhicule subit un choc au moins partiellement transversal au niveau de l’un de ses longerons (ou longeronnets), il arrive fréquemment que ce dernier fléchisse vers l’intérieur et donc vers l’équipement du fait qu’il n’est solidarisé fixement qu’à l’une des deux extrémités opposées de la traverse (installée en amont de l’équipement) et par conséquent ne peut pas supporter les efforts de cisaillement. Un tel fléchissement peut alors endommager l’équipement, même lorsqu’il est protégé par un capot, ce qui peut s’avérer potentiellement dangereux, notamment lorsque cet équipement est une batterie rechargeable. Cela peut en effet engendrer un court-circuit et/ou un écoulement de produit potentiellement toxique.

L’invention a donc notamment pour but d’améliorer la situation en protégeant mieux l’équipement en cas de choc au moins partiellement transversal subi par le véhicule au niveau de l’un de ses longerons (ou longeronnets).

Présentation de l’invention

Elle propose notamment à cet effet un dispositif de protection destiné à équiper un véhicule terrestre comprenant une première traverse solidarisée, en amont d’au moins un équipement, à des longerons droit et gauche encadrant ce dernier.

Ce dispositif de protection se caractérise par le fait qu’il comprend une seconde traverse destinée à être solidarisée fixement et sans jeu, par vissage, aux longerons en aval de l’équipement, afin de définir avec la première traverse et les longerons un cadre de protection pour cet équipement.

Grâce à ce cadre de protection qui entoure l’équipement, ce dernier est désormais protégé efficacement non seulement en cas de choc longitudinal mais aussi en cas de choc transversal.

Le dispositif de protection selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment :

- sa seconde traverse peut être destinée à être solidarisée fixement et sans jeu par vissage aux longerons ;

- il peut comprendre deux pièces de fixation solidarisées fixement par soudage respectivement à deux extrémités droite et gauche de la seconde traverse, et destinées à être solidarisées fixement par vissage et sans jeu respectivement aux longerons droit et gauche ;

- en présence de la dernière option, chaque pièce de fixation peut comprendre, d’une part, une première partie de forme parallélépipédique comprenant une face interne orientée vers l’extrémité correspondante de la seconde traverse et solidarisée fixement par soudage à cette extrémité, et une face externe parallèle à cette face interne et destinée à être placée sans jeu devant une face interne du longeron correspondant, et, d’autre part, une seconde partie de forme parallélépipédique comprenant une face inférieure solidarisée fixement à une face supérieure de cette première partie et destinée à être placée sans jeu par vissage devant une face supérieure du longeron correspondant ;

- en présence de la dernière sous-option, chaque première partie d’une pièce de fixation peut constituer un corps creux à l’intérieur duquel est installée au moins une première paroi de renfort, éventuellement de façon oblique par rapport à un plan vertical qui est parallèle à ses face interne et face externe ;

- en présence de la dernière sous-option, chaque seconde partie d’une pièce de fixation peut constituer un corps creux à l’intérieur duquel est installée au moins une seconde paroi de renfort dans un plan vertical qui est perpendiculaire à sa face inférieure ;

- en présence de la dernière option, il peut comprendre deux cornières de renfort droite et gauche comprenant chacune une paroi interne destinée à être intercalée sans jeu entre la pièce de fixation correspondante et une face interne du longeron correspondant, et une paroi supérieure destinée à être intercalée sans jeu entre la pièce de fixation correspondante et une face supérieure du longeron correspondant ;

- en présence de la dernière sous-option, chaque cornière de renfort peut s’étendre sur au moins la moitié d’une extension suivant une direction longitudinale du longeron correspondant.

L’invention propose également un véhicule terrestre comprenant une première traverse solidarisée, en amont d’au moins un équipement, à des longerons droit et gauche encadrant ce dernier, et un dispositif de protection du type de celui présenté ci-avant.

Par exemple, cet équipement peut être une batterie rechargeable.

Egalement par exemple, ce véhicule terrestre peut être de type automobile, et dans ce cas ses longerons, son dispositif de protection et son équipement peuvent être installés sous son coffre arrière.

Brève description des figures

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés (obtenus en CAO/DAO (« Conception Assistée par Ordinateur/Dessin Assisté par Ordinateur »), d’où la présence de certains niveaux de gris), sur lesquels :

illustre schématiquement, dans une vue en perspective du dessus, un exemple de partie arrière de véhicule terrestre comprenant un exemple de réalisation d’un dispositif de protection selon l’invention,

illustre schématiquement, dans une vue en perspective du dessus, la sous-partie droite de la partie arrière de véhicule terrestre de la ,

illustre schématiquement, dans une vue en perspective, une partie du dispositif de protection des figures 1 et 2, avant son installation dans un véhicule terrestre,

illustre schématiquement, dans une vue en perspective, la partie droite de la seconde traverse du dispositif de protection des figures 1 à 3, et

illustre schématiquement, dans une vue en perspective, la pièce de fixation droite du dispositif de protection des figures 1 à 3.

Description détaillée de l’invention

L’invention a notamment pour but de proposer un dispositif de protection DP destiné à permettre notamment la protection d’un équipement BV d’un véhicule terrestre V en cas de choc au moins partiellement transversal subi par ce dernier (V) au niveau de l’un de ses longerons (ou longeronnets) Lj.

Dans ce qui suit, on considère, à titre d’exemple illustratif, que le véhicule terrestre V est de type automobile. Il s’agit par exemple d’une voiture. Mais l’invention n’est pas limitée à ce type de véhicule terrestre. Elle concerne en effet tout véhicule comprenant une première traverse solidarisée, en amont d’au moins un équipement devant être protégé, à des longerons droit et gauche encadrant ce dernier.

Dans ce qui suit et ce qui précède les notions « d’amont » et « d’aval » s’entendent par rapport à l’extrémité avant du véhicule V. Par conséquent, un premier élément situé en amont d’un second élément est plus près de l’extrémité avant du véhicule V que ne l’est le second élément. Inversement, un premier élément situé en aval d’un second élément est plus près de l’extrémité arrière du véhicule V que ne l’est le second élément.

Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d’exemple illustratif, que l’équipement BV à protéger est une batterie rechargeable. Par exemple, cette batterie rechargeable BV est protégée par (ou logée dans) un capot CP (ou boîtier) et chargée de fournir de l’énergie électrique à au moins une machine électrique motrice du groupe motopropulseur (ou GMP) du véhicule (terrestre) V. Mais l’invention n’est pas limitée à ce type d’équipement. Elle concerne en effet tout équipement de véhicule terrestre devant être protégé et installé entre deux longerons de ce dernier.

De plus, on considère dans ce qui suit, à titre d’exemple illustratif, que l’équipement BV à protéger, les longerons Lj et le dispositif de protection DP sont installés dans une partie arrière du véhicule V, sous le coffre arrière de ce dernier (V). Mais l’équipement BV à protéger, les longerons Lj et le dispositif de protection DP pourraient être installés dans une partie avant du véhicule V.

Sur les figures 1 à 5 la direction X est la direction longitudinale du véhicule V, laquelle est parallèle aux côtés latéraux comportant les portières latérales, la direction Y est la direction transversale du véhicule V, laquelle est perpendiculaire à la direction longitudinale X, et la direction Z est la direction verticale du véhicule V, laquelle est perpendiculaire aux directions longitudinale X et transversale Y.

On a schématiquement illustré sur la un exemple de partie arrière d’un véhicule (terrestre) V comprenant une première traverse T1, des longerons Lj (j = 1 ou 2) droit et gauche, un équipement BV (ici une batterie rechargeable masquée par un capot de protection CP), et un exemple de réalisation d’un dispositif de protection DP selon l’invention

Les longerons (ou longeronnets) L1 et L2 sont solidarisés respectivement aux extrémités droite et gauche de la première traverse T1 et encadrent l’équipement BV (et son capot de protection CP) sur les côtés longitudinaux droit et gauche du véhicule V.

La première traverse T1 est installée en amont de l’équipement BV (et de son capot de protection CP) et encadre ces derniers (BV, CP) sur un côté transversal.

Comme illustré sur les figures 1 et 2, un dispositif de protection DP, selon l’invention, comprend au moins une seconde traverse T2 qui est destinée à être solidarisée fixement et sans jeu, par vissage, aux longerons Lj en aval de l’équipement BV, afin de définir avec la première traverse T1 et les longerons Lj un cadre de protection pour cet équipement BV. On comprendra que les première T1 et seconde T2 traverses sont parallèles entre elles (suivant la direction transversale Y). On comprendra également que le jeu s’entend suivant la direction transversale Y.

Les extrémités avant et arrière de chaque longeron (ou longeronnet) Lj sont désormais solidarisées fixement aux extrémités droite ou gauche des première T1 et seconde T2 traverses, ce qui permet aux longerons Lj de supporter des efforts de cisaillement importants (en cas de choc au moins partiellement transversal subi par le véhicule V à leur niveau), et donc de ne pas fléchir vers l’intérieur (en direction de l’équipement BV). Ce dernier (BV) est donc particulièrement bien protégé par le cadre de protection qui l’entoure dans le plan XY, non seulement en cas de choc longitudinal mais aussi en cas de choc transversal.

Par exemple, et comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, la seconde traverse T2 peut être destinée à être solidarisée fixement et sans jeu, par vissage, aux longerons Lj. La solidarisation par vissage permet avantageusement, contrairement à celle par soudage, d’installer un dispositif de protection DP dans un véhicule déjà totalement assemblé. Ce dispositif de protection DP constitue alors une espèce de « kit de protection » pour l’équipement concerné.

Mais dans une variante de réalisation la seconde traverse T2 pourrait être solidarisée fixement et sans jeu, par soudage, aux longerons Lj.

On notera, comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, que le dispositif de protection DP peut comprendre deux pièces de fixation PFj solidarisées fixement par soudage respectivement aux deux extrémités Ej droite et gauche de sa seconde traverse T2. Ces deux pièces de fixation PFj sont destinées à être solidarisées fixement par vissage (ou soudage) et sans jeu respectivement aux longerons Lj droit et gauche. On comprendra que dans cet agencement ce sont les deux pièces de fixation PFj qui servent d’interfaces de couplage (sans jeu) entre la seconde traverse T2 et les longerons Lj. De préférence, et comme illustré, l’extension longitudinale (suivant X) de chaque pièce de fixation PFj est strictement supérieure à l’extension longitudinale de la seconde traverse T2, ce qui permet de répartir sur une plus grande surface, et ainsi de diminuer, les efforts qui sont encaissés par la seconde traverse T2 lorsque le longeron Lj concerné subit un choc au moins partiellement transversal.

Par exemple, et comme illustré non limitativement sur les figures 1 à 3 et 5, chaque pièce de fixation PFj peut comprendre des première P1 et seconde P2 parties solidarisées fixement l’une à l’autre.

La première partie P1 présente une forme parallélépipédique et comprend une face interne FI1 orientée vers l’extrémité Ej correspondante de la seconde traverse T2 et solidarisée fixement par soudage à cette extrémité Ej. De plus, cette première partie P1 comprend une face externe FE1 parallèle à sa face interne FI1 et destinée à être placée sans jeu devant une face interne FI2 du longeron Lj correspondant.

La seconde partie P2 présente une forme parallélépipédique et comprend une face inférieure FI3 solidarisée fixement à une face supérieure FS1 de la première partie P1 et destinée à être placée sans jeu par vissage (ou soudage) devant une face supérieure FS2 du longeron Lj correspondant. Dans le cas du vissage, la seconde partie P2 comprend au moins un trou traversant TV permettant le passage d’une vis en vue de sa solidarisation fixe à la face supérieure du longeron Lj correspondant, comme illustré sur la .

Ainsi, chaque pièce de fixation PFj présente une section de forme générale en L inversé dans un plan vertical et transversal YZ.

Dans ce qui suit et ce qui précède une face est dite « externe » lorsqu’elle est orientée vers l’extérieur du véhicule, et une face est dite « interne » lorsqu’elle est orientée de façon opposée à une face externe d’un même élément. Par ailleurs, dans ce qui suit et ce qui précède une face est dite « supérieure » lorsqu’elle est orientée vers le haut, et une face est dite « inférieure » lorsqu’elle est orientée de façon opposée à une face supérieure d’un même élément et donc orientée vers le bas.

Comme cela apparaît mieux sur la , chaque première partie P1 d’une pièce de fixation PFj peut constituer un corps creux à l’intérieur duquel est installée au moins une première paroi de renfort PR1. Par exemple, cette première paroi de renfort PR1 peut être installée de façon oblique par rapport à un plan vertical XZ qui est parallèle à ses face interne FI1 et face externe FE1. Dans ce cas, comme illustré non limitativement, les parties inférieure et supérieure de la première paroi de renfort PR1 peuvent être situées respectivement à proximité des faces interne FI1 et externe FE1. Cela permet de renforcer la rigidité de chaque première partie P1 suivant la direction transversale Y et donc de permettre à chaque pièce de fixation PFj d’encaisser des efforts transversaux plus importants sans déformation (ou presque).

On notera que chaque première paroi de renfort PR1 peut éventuellement comprendre une zone de microdéformation programmée (ou zone d’affaiblissement) de manière à filtrer un pic dynamique d’effort encaissé.

En variante, au lieu que chaque première paroi de renfort PR1 soit installée de façon oblique, elle peut être installée de façon sensiblement horizontale. Son orientation est en effet choisie en fonction des besoins de filtrage du pic dynamique d’effort encaissé.

On notera également que chaque première partie P1 peut, par exemple, être réalisée en aluminium, par extrusion.

Comme cela apparaît également mieux sur la , chaque seconde partie P2 d’une pièce de fixation PFj peut aussi constituer un corps creux à l’intérieur duquel est installée au moins une seconde paroi de renfort PR2 dans un plan vertical (et longitudinal) XZ qui est perpendiculaire à sa face inférieure FI3. Dans l’exemple illustré non limitativement, le corps creux de chaque seconde partie P2 loge deux secondes parois de renfort PR2 parallèles entre elles. Mais il pourrait n’en loger qu’une seule. Cela permet de renforcer la tenue de chaque seconde partie P2 suivant la direction verticale Z et donc d’empêcher qu’elle s’écrase en cas de choc transversal.

On notera que chaque seconde partie P2 peut, par exemple, être réalisée en aluminium, par extrusion, éventuellement en même temps que la première partie P1 associée (ce qui évite d’avoir à les souder l’une à l’autre).

On notera également que la seconde traverse T2 peut aussi, par exemple, être un corps creux réalisé en aluminium, par extrusion. Dans ce cas, l’épaisseur des parois de la seconde traverse T2 peut être inférieure à l’épaisseur des parois des pièces de fixation PFj.

Par ailleurs, et comme illustré non limitativement sur la , lorsque la seconde traverse T2 est un corps creux, ce dernier peut loger au moins une troisième paroi de renfort PR3 dans un plan vertical et transversal YZ. Dans l’exemple illustré non limitativement, le corps creux de la seconde traverse T2 loge deux troisièmes parois de renfort PR3 parallèles entre elles. Mais il pourrait n’en loger qu’une seule. Cela permet de renforcer la tenue de la seconde traverse T2 suivant la direction verticale Z et donc d’empêcher qu’elle s’écrase en cas de choc transversal.

On notera également, comme illustré non limitativement sur les figures 1 à 3, que le dispositif de protection DP peut aussi comprendre deux cornières de renfort CRj droite et gauche comprenant chacune une paroi interne PC1 et une paroi supérieure PC2 se prolongeant mutuellement, par exemple sensiblement à 90°. La paroi interne PC1 est destinée à être intercalée sans jeu entre la pièce de fixation PFj correspondante et une face interne FI2 du longeron Lj correspondant. La paroi supérieure PC2 est destinée à être intercalée sans jeu entre la pièce de fixation PFj correspondante et la face supérieure FS2 du longeron Lj correspondant. Elle comprend alors autant de trous traversants que la seconde partie P2 de la pièce de fixation PFj associée pour le passage des vis de solidarisation à la face supérieure FS2 du longeron Lj correspondant, sauf dans le cas d’un soudage car la paroi supérieure PC2 est alors soudée à la pièce de fixation PFj correspondante et à la face supérieure FS2 du longeron Lj correspondant.

Ce positionnement interne de chaque cornière de renfort CRj sur le longeron Lj correspondant s’oppose au fléchissement de ce dernier Lj et donc rend très peu probable un tel fléchissement. En outre, plus une cornière de renfort CRj est étendue suivant la direction longitudinale X, plus elle permet une répartition sur la longueur (en X) du longeron Lj correspondant de la force exercée dans la zone d’impact (ou de choc). Par conséquent, et de préférence, chaque cornière de renfort CR peut s’étendre sur au moins la moitié de l’extension suivant la direction longitudinale X du longeron Lj correspondant, comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 2. Elle peut même s’étendre sur la quasi-totalité du longeron Lj correspondant.

On notera également que chaque cornière de renfort CR peut, par exemple, être réalisée en acier.

On notera également que dans l’exemple illustré non limitativement sur les figures, le dispositif de protection DP comprend deux pièces de fixation PFj qui sont rapportées respectivement aux extrémités Ej de la seconde traverse T2. Mais cela n’est pas obligatoire. En effet, les extrémités Ej de la seconde traverse T2 pourraient être agencées de manière à définir respectivement ces deux pièces de fixation PFj.

Claims

Dispositif de protection (DP) pour un véhicule terrestre (V) comprenant une première traverse (T1) solidarisée, en amont d’au moins un équipement (BV), à des longerons (Lj) droit et gauche encadrant ce dernier (BV), caractérisé en ce qu’il comprend une seconde traverse (T2) destinée à être solidarisée fixement et sans jeu auxdits longerons (Lj) en aval dudit équipement (BV), afin de définir avec ladite première traverse (T1) et lesdits longerons (Lj) un cadre de protection pour ledit équipement (BV).
Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite seconde traverse (T2) est destinée à être solidarisée fixement et sans jeu par vissage auxdits longerons (Lj).
Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu’il comprend deux pièces de fixation (PFj) solidarisées fixement par soudage respectivement à deux extrémités (Ej) droite et gauche de ladite seconde traverse (T2), et destinées à être solidarisées fixement par vissage et sans jeu respectivement auxdits longerons (Lj) droit et gauche.
Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque pièce de fixation (PFj) comprend i) une première partie (P1) de forme parallélépipédique comprenant une face interne (FI1) orientée vers l’extrémité (Ej) correspondante de ladite seconde traverse (T2) et solidarisée fixement par soudage à cette extrémité (Ej), et une face externe (FE1) parallèle à ladite face interne (FI1) et destinée à être placée sans jeu devant une face interne (FI2) dudit longeron (Lj) correspondant, et ii) une seconde partie (P2) de forme parallélépipédique comprenant une face inférieure (FI3) solidarisée fixement à une face supérieure (FS1) de ladite première partie (P1) et destinée à être placée sans jeu par vissage devant une face supérieure (FS2) dudit longeron (Lj) correspondant.
Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque première partie (P1) d’une pièce de fixation (PFj) constitue un corps creux à l’intérieur duquel est installée au moins une première paroi de renfort (PR1).
Dispositif selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que chaque seconde partie (P2) d’une pièce de fixation (PFj) constitue un corps creux à l’intérieur duquel est installée au moins une seconde paroi de renfort (PR2) dans un plan vertical perpendiculaire à sa face inférieure (FI3).
Dispositif selon l’une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce qu’il comprend deux cornières de renfort (CR) droite et gauche comprenant chacune une paroi interne (PC1) destinée à être intercalée sans jeu entre ladite pièce de fixation (PFj) correspondante et une face interne (FI2) dudit longeron (Lj) correspondant, et une paroi supérieure (PC2) destinée à être intercalée sans jeu entre ladite pièce de fixation (PFj) correspondante et une face supérieure (FS2) dudit longeron (Lj) correspondant.
Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que chaque cornière de renfort (CR) s’étend sur au moins la moitié d’une extension suivant une direction longitudinale dudit longeron (Lj) correspondant.
Véhicule terrestre (V) comprenant une première traverse (T1) solidarisée, en amont d’au moins un équipement (BV), à des longerons (Lj) droit et gauche encadrant ce dernier (BV), caractérisé en ce qu’il comprend en outre un dispositif de protection (DP) selon l’une des revendications précédentes.
Véhicule selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit équipement (BV) est une batterie rechargeable.