FR3134367A1 - Dispositif de protection du chargeur de batteries pour véhicules électriques et hybrides - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif de protection mécanique du chargeur (1) de batteries et d’un câble (2) à haute tension associé équipant les véhicules automobiles à motorisation hybride, vis-à-vis des chocs à grande vitesse par l’arrière, ledit chargeur (1) et son câble (2) étant implantés sous la caisse et derrière une traverse du train de roues au moyen d’un élément (11, 12) de support, caractérisé en ce qu’il comprend au moins un pavé (13a, 13b) de matière déformable destiné à absorber l’énergie cinétique résultant d’un choc et qui est porté par l’élément de support du chargeur en regard de ladite traverse. Figure de l’abrégé (Fig. 4)

Description

DISPOSITIF DE PROTECTION DU CHARGEUR DE BATTERIES POUR VÉHICULES ÉLECTRIQUES ET HYBRIDES

L'invention concerne, de façon générale, le domaine de la sécurité passive des véhicules et, plus particulièrement, la protection de composants fonctionnels montés sous le véhicule vis-à-vis d’un choc arrière à grande vitesse.

L’invention s’intéresse également à des perfectionnements apportés à la structure de la caisse du véhicule, et plus précisément, de parties de cette caisse situées dans le périmètre de la plateforme, de la base véhicule et du soubassement, dans la perspective de la conception d’une nouvelle plateforme destinée à des versions de véhicules à motorisation hybride (PHEV).

Aujourd’hui, les véhicules automobiles à motorisation hybride sont généralement pourvus (dans une zone de la caisse située de l’avant vers l’arrière), d’un compartiment dans lequel sont enfermées des batteries, d’un réservoir à carburant et d’un chargeur de batteries monté derrière une traverse de train arrière et raccordé aux batteries par un câble électrique à haute tension.

Il se trouve que les protocoles normatifs de sécurité applicables à ce type de véhicules vis-à-vis des chocs arrière à grande vitesse sont particulièrement stricts et contraignants, en particulier, aux USA.

En effet, compte tenu des positions d’implantation de certains composants sensibles de l’unité arrière, notamment, le chargeur et le câble haute tension, un impact à grande vitesse à l’arrière du véhicule est susceptible de provoquer des dommages sérieux à ces composants suite, notamment, à leur écrasement contre la traverse de train arrière qui est située immédiatement devant ces composants.

Or, les éléments traditionnels de support du chargeur de batteries et de son câble sont tout au plus suffisants pour préserver ces composants des accrocs verticaux intervenant sous la caisse du véhicule mais pas assez résistants pour contrer la poussée horizontale résultant d’un impact à l’arrière et/ou absorber son énergie cinétique.

Le brevet US8786254B2 décrit un boîtier de protection d’un chargeur électrique de batteries pour véhicules automobiles dont la structure est spécifiquement conçue pour éviter l’accumulation d’eau et de poussières dont la présence est susceptible de provoquer des dommages.

Cependant, ce document n’apporte pas de solution à la protection du chargeur de batteries contre les chocs survenant à l’arrière du véhicule.

Dans ce contexte, l'invention vise à résoudre les problèmes techniques que pose la nécessaire protection des composants fonctionnels sensibles implantés dans l’unité arrière des véhicules hybrides en renforçant les moyens d’absorption de l’énergie cinétique résultant des chocs survenant par l’arrière et à grande vitesse. En particulier, le dispositif de l’invention a pour but d’assurer la protection mécanique du chargeur de batteries et de son câble à haute tension associé sans qu’il soit nécessaire de modifier leur mode d’implantation initial.

Ce but est atteint, selon un premier aspect de l’invention, au moyen d’un dispositif de protection mécanique du chargeur de batteries et d’un câble à haute tension associé équipant les véhicules automobiles à motorisation hybride, vis-à-vis des chocs à grande vitesse par l’arrière, ledit chargeur et son câble étant implantés sous la caisse et derrière une traverse du train de roues au moyen d’un élément de support, caractérisé en ce qu’il comprend au moins un pavé déformable destiné à absorber l’énergie cinétique résultant d’un choc et qui est porté par l’élément de support du chargeur en regard de ladite traverse.

Selon un mode de réalisation spécifique de l’invention, le pavé déformable est monté sur un panneau vertical destiné à être assemblé sur l’élément de support du chargeur.

De préférence, ce panneau couvre intégralement la face avant du chargeur.

Selon une première variante de réalisation, le pavé est chaussé dans un sabot porté par le panneau.

Selon une autre variante, le pavé est collé sur le panneau.

Un autre mode de réalisation consiste à renforcer la protection au moyen d’une gouttière rigide recevant le câble à haute tension en l’entourant au moins partiellement.

De préférence, cette gouttière est solidaire du panneau et ouverte sur l’avant.

Dans un mode de réalisation préférentiel, le dispositif de protection de l’invention comprend deux pavés de matière déformable montés de part et d’autre de l’élément de support du chargeur.

Selon une caractéristique avantageuse, la matière constitutive du pavé déformable est structurée en nid d’abeilles.

Un autre objet de l’invention est un véhicule automobile comprenant un dispositif de protection tel que défini ci-dessus.

Grâce à l’invention, les composants sensibles implantés dans l’unité arrière du véhicule sont efficacement protégés en cas de choc à grande vitesse par l’arrière. En raison de leurs propriétés mécaniques, les pavés sont capables d’assurer une double fonction. En effet, ils permettent, d’une part, d’absorber l’énergie cinétique résultant de la poussée issue de l’arrière et donc d’amortir le choc et, d’autre part, de créer au contact de la traverse, une fois comprimés, un coussin de protection du câble.

Conjointement, la gouttière intégrée au dispositif de l’invention vient compléter la protection en préservant plus spécialement le câble à haute tension d’un éventuel écrasement tout en lui offrant une meilleure isolation.

Le dispositif de l’invention permet d’assurer une protection mécanique fiable des composants fonctionnels de l’unité arrière en évitant toute modification ou adaptation de leur mode d’implantation existant.

L’invention pourra être aisément déclinée selon les régions de commercialisation et en fonction des silhouettes envisagées pour différentes plateformes de véhicules hybrides tout en respectant les normes de sécurité locales.

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description qui va suivre, en référence aux figures annexées, pour lesquelles :

est une vue en perspective de dessous de l’unité arrière d’un véhicule hybride du parechoc de l’invention.

est une vue de côté de l’unité arrière de la .

est une vue en perspective partielle de l’avant (derrière la traverse du train de roues) de l’unité arrière d’un véhicule hybride du parechoc de l’invention.

est une vue en perspective de l’avant d’un mode de réalisation du dispositif de l’invention pour la protection des composants sensibles de l’unité arrière des figures 1 à 3.

est une vue en perspective éclatée de l’avant du dispositif de la .

est une vue de détail de dessus du dispositif de protection de l’invention lors d’un choc de l’arrière.

est une vue de détail de dessus du dispositif de protection de la suite à un choc de l’arrière.

Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l’ensemble des figures.

Naturellement, les modes de réalisation du dispositif de protection de l’invention illustrés schématiquement par les figures présentées ci-dessus et décrites ci-après, ne sont donnés qu'à titre d’exemples non limitatifs. Il est explicitement prévu dans le cadre de l’invention que l'on puisse proposer et combiner entre eux différents modes pour en proposer d'autres.

Il est souligné que toutes les caractéristiques, telles qu’elles se dégagent pour un homme du métier à la lecture de la présente description, des figures et des revendications associées, même si concrètement elles n’ont été décrites qu’en relation avec d’autres caractéristiques déterminées, tant individuellement que dans des combinaisons quelconques, peuvent être combinées à d’autres caractéristiques ou groupes de caractéristiques divulguées ici, pour autant que cela n’a pas été expressément exclu ou que le contexte technique rende de telles combinaisons impossibles ou dénuées de sens.

L’invention concerne le domaine général de la sécurité dite passive des véhicules automobiles à motorisation hybride. Plus précisément, l’invention vise à renforcer la protection mécanique de certains composants fonctionnels sensibles implantés dans l’unité arrière du véhicule et, notamment, le chargeur de batteries et le câble haute-tension qui lui est associé.

Comme illustré par les figures 1, 2 et 3, l’unité arrière des véhicules à motorisation hybride comprend généralement, sous la caisse et de l’avant vers l’arrière, un compartiment batteries 5, un réservoir 4 de carburant, un chargeur 1 destiné à la recharge des batteries et un câble 2 à haute tension assurant le raccordement électrique du chargeur 1 aux batteries 5.

Le chargeur 1 et le câble 2 qui lui est associé sont implantés derrière la traverse 3 du train de roues arrière (non représentée sur la ) au moyen d’un élément de support intercalaire. Cet élément comprend une embase 11 sur laquelle repose le chargeur 1 et un jeu de montants verticaux 12, comme illustré par les figures 3 et 4. L’embase 11 assure le rôle de bouclier de protection du chargeur 1 vis-à-vis des éventuels accrocs ou des projections de graviers en provenance du sol. L’embase 11 et les montants 12 sont généralement réalisés avec une tôle d’acier de faible épaisseur.

Lors d’un choc éventuel contre un obstacle à l’arrière du véhicule ou d’une collision avec un autre véhicule, en particulier à grande vitesse, l’unité arrière est fortement impactée et les composants le plus sensibles tels que le chargeur 1 et son câble 2 sont susceptibles d’être détériorés et, même de provoquer un incendie.

En prévision d’un tel accident, les véhicules hybrides sont soumis à des normes très sévères de sécurité qui nécessitent de prévoir une protection mécanique renforcée des composants sensibles.

Comme illustré par les figures 6 et 7, l’énergie cinétique résultant d’un choc arrière à grande vitesse génère une poussée sur le chargeur 1 et sur son câble 2 qui les amène à venir s’écraser contre la traverse 3 située directement sur l’avant et qui, pour des raisons structurelles évidentes, présente une très grande résistance mécanique, à la différence des montants 12 de l’élément de support du chargeur.

Dans ce contexte, l’invention a pour objectif de renforcer la protection du chargeur 1 et du câble 2 en prévoyant, selon un premier aspect de l’invention, d’adjoindre au moins un et, dans le mode de réalisation représenté sur les figures 4 et 5, deux pavés 13a, 13b de matière déformable. Les pavés 13a, 13b sont ici portés par les montants 12 de l’élément de support du chargeur 1 et disposés en regard de la traverse 3.

Ces pavés sont aptes et destinés, d’une part, à absorber par compression, l’énergie cinétique résultant d’un choc, comme illustré par la et, d’autre part, une fois comprimés, à créer un espace de préservation du câble 2 en formant un coussin au contact de la traverse 3, comme illustré par la .

De préférence, la matière constitutive des pavés 13a, 13b présente une structure en nid d’abeilles qui offre des capacités de déformation et d’amortissement adaptées aux niveaux de contraintes auxquelles le véhicule et donc le chargeur 1 sont susceptibles d’être exposés en cas de choc. Cette structure peut être réalisée en aluminium ou avec un matériau composite.

Ces pavés sont montés ici, de part et d’autre du chargeur 1, sur un panneau vertical 14 réalisé en tôle pliée ou emboutie. Le panneau 14 est destiné à être assemblé, par exemple par vissage ou collage, sur les deux montants 12 de l’élément de support en couvrant intégralement la face avant du chargeur.

Selon une première variante, il est prévu que les pavés soient collés sur le panneau 14. Une autre variante possible, mais non représentée, consiste à chausser le ou les pavés dans un sabot porté par le panneau 14 et, le cas échéant, à renforcer la liaison par un collage.

Afin de gérer conjointement et de façon optimale la protection du câble 2 à haute tension, l’invention prévoit, en outre, de réaliser une gouttière rigide 10 destinée à recevoir le câble en l’entourant au moins partiellement pour assurer ainsi une protection « rapprochée ». Dans le mode de réalisation illustré ici par la , cette gouttière est solidaire du panneau 14 et ouverte sur l’avant.

Claims (10)

1. Dispositif de protection mécanique du chargeur (1) de batteries (5) et d’un câble (2) à haute tension associé équipant les véhicules automobiles à motorisation hybride, vis-à-vis des chocs à grande vitesse par l’arrière, ledit chargeur (1) et son câble (2) étant implantés sous la caisse et derrière une traverse (3) du train de roues au moyen d’un élément (11, 12) de support, caractérisé en ce qu’il comprend au moins un pavé (13a, 13b) de matière déformable destiné à absorber l’énergie cinétique résultant d’un choc et qui est porté par l’élément de support du chargeur en regard de ladite traverse.
2. Dispositif de protection selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit pavé (13a, 13b) est monté sur un panneau vertical (14) destiné à être assemblé sur ledit élément (12) de support du chargeur (1).
3. Dispositif de protection selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit panneau (14) couvre intégralement la face avant du chargeur (1).
4. Dispositif de protection selon l’une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que ledit pavé (13a, 13b) est chaussé dans un sabot porté par ledit panneau (14).
5. Dispositif de protection selon l’une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que ledit pavé est collé sur ledit panneau.
6. Dispositif de protection selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend une gouttière (10) rigide recevant le câble (2) à haute tension en l’entourant au moins partiellement.
7. Dispositif de protection selon les revendications 3 et 5, caractérisé en ce que ladite gouttière (10) est solidaire du panneau (14) et ouverte sur l’avant.
8. Dispositif de protection selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend deux pavés (13a, 13b) de matière déformable montés de part et d’autre de l’élément (11, 12) de support du chargeur (1).
9. Dispositif de protection selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la matière constitutive dudit pavé (13a, 13b) est structurée en nid d’abeilles.
10. Véhicule automobile comprenant un dispositif de protection selon l’une des revendications précédentes.