FR3152007A1

FR3152007A1 - Plancher de vehicule equipe d’un dispositif anti deversement des traverses d’assise

Info

Publication number: FR3152007A1
Application number: FR2308520A
Authority: FR
Inventors: Tou Thor; Damien Bessette
Original assignee: PSA Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2023-08-07
Filing date: 2023-08-07
Publication date: 2025-02-14
Anticipated expiration: 2043-08-07
Also published as: FR3152007B1; WO2025032290A1

Abstract

L’invention concerne un plancher de l’unité avant d’un véhicule à motorisation électrique comprenant sur une première face un tunnel (9) orienté selon un axe longitudinal de l’unité avant, au moins deux traverses (7, 8) monoblocs parallèles entre elles et placées perpendiculairement au tunnel (9), et comprenant sur une seconde face opposée à la première face au moins une batterie alimentant le moteur électrique du véhicule. Au moins deux organes de liaison (11) parallèles, répartis de part et d’autre du tunnel (9) et configurés en plaques embouties pourvues chacune d’au moins deux pattes de fixation (12, 13) sur les traverses (7, 8) relient entre elles ces dernières. Chaque organe de liaison (11) est pourvu d’au moins un orifice de passage (15) d’une vis ou d’un boulon de fixation audit organe de liaison (11) d’une interface de fixation solidaire de la batterie. L’invention concerne également un véhicule équipé d’un tel plancher. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 8

Description

PLANCHER DE VEHICULE EQUIPE D’UN DISPOSITIF ANTI DEVERSEMENT DES TRAVERSES D’ASSISE

L'invention a trait à un plancher de véhicule équipé d’un dispositif anti déversement des traverses d’assise.

Ici le terme véhicule désigne une voiture, une fourgonnette, un camion, un véhicule de transport en commun, un engin de travaux public ou agricole, cela quel que soit le type de motorisation.

Le châssis de l’unité avant d’un véhicule, à savoir la partie recevant au moins le conducteur et les passagers, comporte un plancher. Celui-ci est la plupart du temps réalisé en deux parties reliées en partie centrale par un corps creux dénommé tunnel et orienté parallèlement à un axe longitudinal de l’unité avant. Des traverses dites traverses d’assise sont disposées perpendiculairement au tunnel, de part et d’autre de ce dernier et fixées aux côtés du cadre constitutif de l’unité avant. Les traverses d’assise sont au moins au nombre de deux, fréquemment quatre, à savoir deux réparties à l’avant droit et à l’arrière droit et deux réparties à l’avant gauche et à l’arrière gauche de l’unité avant du véhicule. Les traverses d’assise permettent la fixation de rails supportant les sièges avant et/ou arrière sur le plancher du véhicule. En cas de choc latéral les traverses d’assise participent au maintien en forme du plancher et à l’absorption du choc, cela du fait que les traverses sont soudées au tunnel et aux longerons définissant les côtés du cadre de l’unité avant. Dans le cas de certains véhicules, notamment d’un véhicule électrique, et plus particulièrement d’un véhicule à motorisation uniquement électrique, la ou les batterie(s) occupent une place d’autant plus importante sous le plancher du véhicule que la motorisation de ce dernier est uniquement électrique. Du fait de l’implantation de la ou des batterie(s) sous le plancher du véhicule, le tunnel central est ajouré pour autoriser le libre passage de traverses monobloc. US-B-10 933 916 décrit une telle solution avec deux traverses monoblocs placées perpendiculairement au tunnel. En d‘autres termes, il n’y a plus dans ce cas quatre traverses réparties à droite et à gauche du tunnel mais deux traverses parallèles reliant les côtés droit et gauche du cadre de l’unité avant en traversant perpendiculairement le tunnel. La liaison entre chaque traverse monobloc et le tunnel est de type glissière. Il n’y a pas de fixation de chaque traverse sur le tunnel mais uniquement des extrémités de chaque traverse sur les côtés droit et gauche de l’unité avant, plus précisément sur les longerons latéraux définissant les côtés du cadre de l’unité avant. Avec une telle configuration et une telle longueur des traverses, lors d’un choc latéral, les traverses sont mises en contrainte d’où des mouvements relatifs de la traverse avant par rapport à la traverse arrière qui affecte le parallélisme entre les traverses. Cela a pour effet de dégrader la stabilité des sièges des occupants ainsi que la position des coussins de sécurité ou airbags lors de leur déploiement et, d’une manière générale, de dégrader la sécurité des occupants. On connait par CN-A-113 548 116 une structure évitant la déformation du tunnel lors d’un choc latéral. La structure comprend deux éléments de renfort placés dans le tunnel et renforçant ce dernier. Les éléments de renfort sont reliés chacun à un des cadres placés à droite et à gauche du tunnel. Ces cadres sont formés par des traverses parallèles entre elles reliées par des entretoises. La batterie électrique peut être fixée sur certaines entretoises. Une telle solution affecte le poids du véhicule de par le nombre de pièces supplémentaires et ne permet pas l’utilisation de traverses monoblocs passant à travers le tunnel.

L’invention propose une autre solution permettant d’améliorer la protection des occupants du véhicule en supprimant les mouvements relatifs des traverses dans le cas de l’utilisation de deux traverses monoblocs tout en participant à la fixation de la batterie sous le plancher.

A cet effet, l’invention a pour objet un plancher de l’unité avant d’un véhicule à motorisation électrique comprenant sur une première face un tunnel orienté selon un axe longitudinal de l’unité avant, au moins deux traverses monoblocs parallèles entre elles et placées perpendiculairement au tunnel, lesdites traverses passant librement à travers le tunnel et étant fixées par leurs extrémités à des longerons constitutifs des côtés du plancher et comprenant sur une seconde face opposée à la première face au moins une batterie alimentant le moteur électrique du véhicule, caractérisé en ce qu’au moins deux organes de liaison parallèles, répartis de part et d’autre du tunnel et configurés en plaques embouties pourvues chacune d’au moins deux pattes de fixation sur les traverses relient entre elles ces dernières et en ce que chaque organe de liaison est pourvu d’au moins un orifice de passage d’une vis ou d’un boulon de fixation audit organe de liaison d’une interface de fixation solidaire de la batterie.

Grâce à l’invention, on réalise une liaison entre les traverses arrière et avant qui rigidifient le plancher et on supprime, ou du moins on limite, les mouvements relatifs des traverses, donc le déversement des traverses, tout en offrant un moyen supplémentaire de fixation de la batterie au plancher, cela sans affecter sensiblement l’encombrement nominal et le poids du plancher. On obtient un ensemble qui permet de diminuer les contraintes sur les traverses en cas de choc latéral, ce qui permet de garantir la stabilité des sièges et le déploiement optimal des coussins de sécurité lors du choc. Les organes de liaison renforcent ainsi le maintien de la ou des batterie(s) en cas de choc et limitent les mouvements relatifs de la ou des batterie(s) par rapport au plancher, cela en minimisant le nombre de pièces utilisées.

Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l’invention, un tel plancher peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :

Les pattes de fixation de chaque organe de liaison sont séparées par une découpe concave, chaque patte définissant au moins un point de soudage de l’organe de fixation sur une partie d’une traverse et la découpe concave définissant au moins un point de soudage d’une traverse sur le plancher.

La distance entre les axes médians des deux organes de liaison parallèles est comprise entre 80% et 120% de la distance entre l’axe médian de chaque organe de liaison et la face intérieure du longeron droit ou gauche constitutif d’un bord du cadre de l’unité avant et le plus proche de l’organe de liaison considéré.

La largeur de chaque organe de liaison est comprise entre 50% et 80% de la largeur d’au moins une traverse arrière et avant.

Les traverses avant et arrière sont de même largeur.

Les traverses sont de largeurs différentes.

Les organes de liaison sont identiques.

Les organes de liaison sont de formes et/ou dimensions différentes.

Les organes de liaison sont situés à mi-distance entre le tunnel et un des longerons constitutifs des côtés du plancher.

L’invention concerne également un véhicule équipé d’un plancher équipé d’au moins deux organes de liaison conformes à au moins une des caractéristiques précédentes.

L’invention sera mieux comprise et d’autres avantages de celle-ci apparaitront 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. 1est une vue simplifiée et schématique illustrant un choc latéral sur un véhicule,

FIG. 2est une vue partielle, par dessous du plancher d’un véhicule équipé d’une batterie, l’unité avant étant conforme à un mode de réalisation de l’invention,

FIG. 3est un schéma simple, à une autre échelle, illustrant la cinématique d’une unité avant d’un véhicule de l’état de la technique,

FIG. 4est une vue similaire à laFIG. 3, l’unité avant étant représentée lors d’un choc latéral,

FIG. 5est une vue similaire à laFIG. 3, à la même échelle, illustrant la cinématique d’une unité avant d’un véhicule équipé d’un plancher conforme à un mode de réalisation de l’invention,

FIG. 6est une vue similaire à laFIG. 4, à la même échelle, illustrant la cinématique d’une unité avant d’un véhicule équipé d’un plancher conforme à un mode de réalisation de l’invention lors d’un choc latéral,

FIG. 7est une vue simplifiée, à plus petite échelle, à partir de la face supérieure, d’une partie d’un plancher avant conforme à un mode de réalisation de l’invention,

FIG. 8est une vue partielle à plus grande échelle de la zone de liaison entre les traverses et un organe de liaison, le tunnel étant partiellement illustré en partie haute de laFIG. 8et

FIG. 9est une coupe selon le plan de coupe IX-IX à plus grande échelle et partielle de la zone de fixation de la batterie sous le plancher au niveau d’un organe de liaison.

Par la suite les termes voiture ou véhicule seront indifféremment utilisés pour désigner un véhicule 1 tel que défini dans le préambule. LaFIG. 1illustre une voiture 1 lorsque cette dernière reçoit un choc latéral selon la flèche F lorsque la voiture 1 est équipée d’un plancher de l’état de la technique. Il s’agit d’un type de choc réalisé lors des essais aux chocs ou crash-tests obligatoires et normalisés avant toute homologation et commercialisation d’un véhicule. Ici la flèche F simule un choc dit choc latéral poteau effectué par un bélier à 32 km/h sur le véhicule 1 immobile, le choc étant orienté angulairement à 75° par rapport à l’axe longitudinal médian A1 du véhicule 1. Comme cela apparait à laFIG. 1, le choc affecte essentiellement l’unité avant, plus précisément la zone d’assisse des passagers du véhicule 1, conducteur compris, et la partie basse du véhicule 1.

La face inférieure de l’unité avant, donc la face située en regard de la voie de circulation, reçoit, dans le cas d’une voiture 1 à motorisation électrique, et plus particulièrement à motorisation uniquement électrique, une batterie 2. Comme illustrée à laFIG. 2, pour plus de lisibilité, la batterie 2 est représentée monobloc, étant entendu qu’elle est généralement formée de plusieurs cellules. LaFIG. 2est une vue du châssis ou plancher 3 par en dessous, l’avant du véhicule 1 étant à gauche de laFIG. 2et l’arrière à droite. La batterie 2 est maintenue solidaire du plancher 3 d'une part au niveau des longerons 4 définissant les côtés droits et gauches de l'unité avant du véhicule ainsi qu'au niveau de longeronnets 5 intermédiaires placés transversalement par rapport aux longerons 4 et au niveau de supports 6 disposés à l'opposé des longeronnets 5 typiquement en partie avant du véhicule. On conçoit que pour maintenir une garde au sol optimale l'encombrement de la batterie doit être maîtrisé et optimisé afin que sa fixation sur le plancher au niveau des longerons 4 et des longeronnets 5 et des supports 6, donc de facto au niveau des éléments constitutifs du cadre du plancher 3 de l’unité avant, n’affecte pas l'encombrement nominale de celle-ci. La solidarisation de la batterie 2 au plancher 3 est avantageusement réalisée de manière amovible, notamment par vissage, afin de pouvoir si besoin intervenir sur la batterie ou au moins sur une cellule constitutive de cette dernière.

Sur la face opposée du plancher 3 se trouvent au moins deux traverses métalliques parallèles entre elles dites traverses avant 7 et arrière 8 en référence au sens habituel F1 de déplacement du véhicule 1. Ces traverses 7, 8 permettent de renforcer le plancher 3 et de définir des supports de fixation des rails, non représentés, de maintien des sièges et/ou banquettes. Les rails de maintien sont fixés par des éléments connus en soi sur les traverses avant 7 et arrière 8.

Comme cela ressort des figures 3 à 6, lorsque la batterie 2 est implantée sous le plancher 3, la traverse avant 7 et la traverse arrière 8 sont monoblocs, donc d'un seul tenant, reliant les longerons 4 situés à droite et à gauche de l’unité avant. Les extrémités des traverses 7, 8 sont, de manière connue, avantageusement soudées aux deux longerons 4 formant les côtés du plancher 3. En partie centrale, globalement en position sensiblement médiane du plancher 3, les traverses avant 7 et arrière 8 traversent librement un tunnel 9 de protection. Le tunnel 9 s’étend longitudinalement sur le plancher 3, donc parallèlement au sens de déplacement F1 du véhicule 1. Dans une voiture 1 de l’état de la technique, selon laFIG. 3, le tunnel 9 divise sensiblement en deux parties égales le plancher 3 du véhicule 1 et, outre une rigidification longitudinale du plancher 3 forme une protection à divers éléments, par exemple, des éléments techniques liés à la motorisation électrique tels que des câbles électriques, des conduits de refroidissement ou autres. L'ensemble forme ainsi un plancher 3 globalement rectangulaire renforcé au niveau de la zone d'assise par les traverses avant 7 et arrière 8 et longitudinalement par le tunnel 9.

LaFIG. 4illustre le comportement des longerons et des traverses lors d'un choc latéral, selon la flèche F, dans le cas d’un véhicule 1 de l’état de la technique. Le longeron 4 recevant le choc, ici celui situé à droite à laFIG. 4, se déforme sous le choc. Cette déformation entraîne un déplacement relatif des traverses 7, 8 l'une par rapport à l'autre. En d'autres termes celles-ci ne sont plus parallèles mais disposées en V, la partie la plus large correspondant à la zone de choc. On observe un déversement des traverses 7, 8 lors du choc latéral. Dans la mesure où ces traverses 7, 8 supportent les sièges des passagers et/ou du conducteur il s'ensuit également un effet sur la position des sièges et donc sur la sécurité des passagers. Ce déplacement des traverses 7, 8 s'accompagne souvent d'un défaut de la position optimale des coussins de sécurité ou airbags par rapport aux occupants du véhicule 1. Ces coussins de sécurité risquent, lors du choc, de se déployer à un endroit autre que celui auquel ils sont initialement destinés. De ce fait on aboutit globalement à une dégradation de la protection des occupants du véhicule 1. Cette dégradation est essentiellement due aux mouvements de chacune des traverses et elle s'accompagne également d'une dégradation au niveau du maintien de la batterie 2, celle-ci subissant de facto également le choc latéral.

Les figures 5 et 6 illustrent le plancher 3 de l'unité avant lorsque les traverses 7, 8 sont équipées d'au moins deux organes de liaison 10, 11 conformes à un mode de réalisation de l’invention. Ces organes de liaison 10, 11 définissent, avantageusement, un dispositif anti déversement des traverses 7, 8, c'est-à-dire un dispositif au moins limitant, préférentiellement annulant, les mouvements relatifs des traverses 7, 8 l'une par rapport à l'autre. Les organes de liaison 10, 11 relient respectivement les traverses avant 7 et arrière 8 et les maintiennent parallèles entre elles. Ces organes de liaison sont ici configurés en plaques métalliques embouties et fixées, par leurs extrémités aux traverses avant 7 et arrière 8. Les plaques 10, 11 sont ici identiques. En variante elles ont des formes et/ou des dimensions différentes. Les deux plaques 10, 11 sont maintenues parallèles entre elles et réparties de part et d'autre du tunnel 9. Ainsi comme on le note à laFIG. 6, lors du choc latéral selon la flèche F, le longeron 4 subissant le choc se déforme mais aucun mouvement ou du moins aucun mouvement important d'une traverse par rapport à l'autre est observé. Les traverses 7, 8 sont maintenues parallèles et en position par les organes de liaison 10, 11. De ce fait la fixation des rails des sièges sur les traverses 7, 8 et le déploiement des coussins de sécurité sont conservés à un niveau optimal, la protection des occupants est donc assurée.

En référence aux figures 7 et 8, la distance D entre les axes médians A10, A11 des organes de liaison 10, 11 est globalement comprise entre 80 % et 120 % de la distance D1, D2 séparant l'axe médian A10, A11 de chaque organe de liaison 10, 11 de la face intérieure du longeron 4 le plus proche. D1 est égal à D2, selon une configuration préférée. En variante la position des organes de liaison 10, 11 par rapport aux longerons 4 n’est pas la même pour les deux organes de liaison 10, 11, D1 n’étant alors pas identique à D2.

La longueur L des organes de liaison 10, 11 est comprise entre environ 50 % et 80 % de la largeur L7, L8 d'une traverse 7, 8, ces dernières étant selon un mode de réalisation avantageux de même largeur L7, L8. En variante les traverse 7, 8 n'ont pas la même largeur. Ici, les organes de liaison 10, 11 sont placés au voisinage du tunnel 9. En variante, leurs positions sont différentes de celles illustrées, par exemple les plaques 10, 11 sont distantes du tunnel 9 et situées à mi-distance entre le tunnel 9 et un longeron 4. Dans un autre mode de réalisation la distance entre les traverses 7, 8 est plus importante que celle illustrée aux diverses figures.

Comme cela est particulièrement visible à laFIG. 8, les plaques embouties 10, 11 comportent, sur chacun de leurs bords reliés aux traverses 7, 8, au moins deux pattes 12, 13. ici les pattes 12, 13 sont toutes identiques. En variante, elles ne sont pas identiques sur les deux bords et/ou sur un même bord. Au moins une découpe concave 14 est ménagée entre les pattes 12, 13 parallèles et disposées sur un même bord. Les pattes 12, 13 définissent chacune au moins un point de soudage de l’organe de liaison 10 ou 11 sur une traverse 7 ou 8. De même chaque découpe concave 14 permet de définir au moins un point de soudage entre une traverse 7, 8 et le plancher 3. Ainsi il est possible de réaliser des soudures entre les traverses 7, 8, le plancher 3 et les plaques 10, 11 sur au maximum trois épaisseurs de matériau, ce qui permet d‘obtenir de soudures optimales en terme de résistance.

Comme cela est particulièrement visible à laFIG. 8, chaque plaque 10, 11 est pourvue d’au moins un orifice 15 en position centrale. Cet orifice 15 permet le passage d’une vis ou d’un boulon de fixation de la batterie 2 sur la plaque 10 ou 11. Ainsi chacune des plaques 10, 11 constituent non seulement un organe de liaison assurant une rigidité optimale des traverses 7, 8 en évitant le déversement des traverses 7, 8 mais également forme un support supplémentaire de fixation de la batterie 2 au plancher 3. De la sorte, on renforce la fixation au plancher 3 et la rigidité de la batterie 2 en cas de choc.

En référence à laFIG. 9, on note que la forme de la plaque 10 ou 11 est adaptée à celle du plancher 3 et permet, par l’orifice 15, de fixer de manière amovible une pièce dite interface 16 qui est solidaire de la batterie 2. La pièce 16 assure la fixation de la batterie en la maintenant isolée du plancher 3 sans contact direct avec celui-ci, donc avec une circulation d‘air entre la batterie 2 et le plancher 3 afin d’évacuer la chaleur produite et en formant un élément d’amortissement.

Grâce à l’invention on obtient de manière simple, rapide, sans augmentation notable du poids, et en limitant le nombre de pièces et en préservant l’encombrement nominal du plancher 3 une solution permettant à la fois de former un dispositif anti-déversement des traverses 7, 8 d’assisse et d’autre part un support supplémentaire pour la batterie 2.

Claims

Plancher (3) de l’unité avant d’un véhicule (1) à motorisation électrique comprenant sur une première face un tunnel (9) orienté selon un axe longitudinal (A1) de l’unité avant, au moins deux traverses (7, 8) monoblocs parallèles entre elles et placées perpendiculairement au tunnel (9), lesdites traverses (7, 8) passant librement à travers le tunnel (9) et étant fixées par leurs extrémités à des longerons (4) constitutifs des côtés du plancher (3) et comprenant sur une seconde face opposée à la première face au moins une batterie (2) alimentant le moteur électrique du véhicule (1), caractérisé en ce qu’au moins deux organes de liaison (10, 11) parallèles, répartis de part et d’autre du tunnel (9) et configurés en plaques embouties pourvues chacune d’au moins deux pattes de fixation (12, 13) sur les traverses (7, 8) relient entre elles ces dernières et en ce que chaque organe de liaison(10, 11) est pourvu d’au moins un orifice de passage (15) d’une vis ou d’un boulon de fixation audit organe de liaison (10, 11) d’une interface (16) de fixation solidaire de la batterie (2).
Plancher selon la revendication 1, caractérisé en ce que les pattes de fixation (12, 13) de chaque organe de liaison (10, 11) sont séparées par une découpe concave (14), chaque patte (12, 13) définissant au moins un point de soudage de l’organe de fixation (10, 11) sur une partie d’une traverse (7, 8) et la découpe concave (14) définissant au moins un point de soudage d’une traverse (7, 8) sur le plancher (3).
Plancher selon la revendication 1, caractérisé en ce que la distance (D) entre les axes médians (A10, A11) des deux organes de liaison (10, 11) parallèles est comprise entre 80% et 120% de la distance (D1, D2) entre l’axe médian (A10, A11) de chaque organe de liaison (10, 11) et la face intérieure du longeron (4) droit ou gauche constitutif des bords du cadre de l’unité avant et le plus proche de l’organe de liaison (10, 11) considéré.
Plancher selon la revendication 1, caractérisé en ce que la largeur (L) de chaque organe de liaison (10, 11) est comprise entre 50% et 80% de la largeur (L7, L8) d’au moins une traverse (7, 8) avant ou arrière.
Plancher selon la revendication 4, caractérisé en ce que les traverses (7, 8) sont de même largeur (L7, L8).
Plancher selon la revendication 4, caractérisé en ce que les traverses (7, 8) sont de largeurs différentes (L7, L8).
Plancher selon la revendication 1, caractérisé en ce que les organes de liaison (10, 11) sont identiques.
Plancher selon la revendication 1, caractérisé en ce que les organes de liaison (10, 11) sont de formes et/ou dimensions différentes.
Plancher selon la revendication 1, caractérisé en ce que les organes de liaison (10, 11) sont situés à mi-distance entre le tunnel (9) et un des longerons (4) constitutifs des côtés du plancher (3).
L’invention concerne également un véhicule (1) pourvu d’un plancher équipé d’au moins deux organes de liaison conformes à au moins une quelconque des revendications précédentes.