WO2025002623A1

WO2025002623A1 - Véhicule utilitaire léger avec espace clos comportant un module de stockage de gaz et kit pour équiper un tel véhicule

Info

Publication number: WO2025002623A1
Application number: PCT/EP2024/061061
Authority: WO
Inventors: Guillaume Meissonnier
Original assignee: Phinia Delphi Luxembourg SARL
Current assignee: Phinia Delphi Luxembourg SARL
Priority date: 2023-06-28
Filing date: 2024-04-23
Publication date: 2025-01-02
Anticipated expiration: 2025-12-28
Also published as: CN121464056A; KR20260027876A

Abstract

Un véhicule utilitaire léger avec espace clos (1) comporte un module de stockage (5) à gaz sous pression de forme allongée pour contenir un carburant gazeux du véhicule, caractérisé en ce que le module de stockage (5) comporte un réservoir (51) unique et disposé verticalement dans l'espace clos (1) du véhicule le long d'un côté du véhicule. Kit pour équiper un véhicule utilitaire léger d'un module de stockage (5) à gaz.

Description

Véhicule utilitaire léger avec espace clos comportant un module de stockage de gaz et kit pour équiper un tel véhicule

Domaine technique

L'invention concerne un véhicule utilitaire léger avec espace clos comportant un module de stockage à gaz sous pression servant de carburant au véhicule, notamment du dihydrogène. Elle concerne un kit pour équiper un véhicule utilitaire léger avec espace clos d'un tel module de stockage à gaz sous pression.

Technique antérieure

Les véhicules utilitaires légers sont des véhicules destinés à transporter des marchandises ou des personnes en desservant notamment des zones urbanisées. Ils ont des dimensions plus réduites que les véhicules dits poids-lourds afin de leur permettre un maniement plus aisé dans des rues étroites et d'avoir une consommation de carburant plus faible. Ces véhicules sont en général équipés de moteurs thermiques alimentés en carburant liquide.

Les objectifs de réduction d'émission de gaz à effet de serre et de gaz polluant suggèrent d'explorer des alternatives, et notamment l'alimentation par dihydrogène obtenu par des sources d'énergie renouvelable. Une contrainte majeure de cette technique réside dans le stockage du dihydrogène dans le véhicule. Dans la solution du stockage sous forme gazeuse sous pression, il est nécessaire de prévoir un grand volume de stockage, même à des pressions importantes de 350 bars, voire de 700 bars.

Le document KR 100528222 B1 montre un véhicule utilitaire équipé de réservoirs sous la forme d'une collection de bombonnes disposées horizontalement l'une au-dessus de l'autre à l'arrière d'une cabine. Un véhicule utilitaire léger avec espace clos comporte fréquemment une porte coulissante latérale pour un accès juste derrière la cabine. Avec la disposition proposée par ce document une part importante de cet accès est bloquée par les réservoirs.

Dans le document EPI 373 002 Al, le réservoir est prévu dans un compartiment réservé à la hauteur du châssis et qui s'étend longitudinalement sur une bonne partie de la longueur du véhicule. Une telle disposition n'est applicable qu'à un véhicule spécifiquement conçu pour recevoir un tel réservoir.

Le document CA2287414A1 propose de disposer une pluralité de réservoirs sur le toit d'un véhicule de transport de personnes. Cette solution nécessite de multiplier le nombre de réservoirs afin de limiter le diamètre de ceux-ci et donc l'encombrement en hauteur. De plus, l'ajout d'éléments en haut du véhicule élève la position du centre de gravité, ce qui n'est pas favorable à la stabilité et au confort du véhicule.

On connaît également des solutions qui cherchent à placer les réservoirs sous le plancher du véhicule. Compte tenu du faible espace disponible et de l'encombrement par divers accessoires, cette solution pousse à multiplier le nombre de réservoirs et nécessite en général de prévoir un véhicule spécifiquement conçu pour les recevoir.

Dans la plupart des cas, le volume de chaque réservoir est inférieur à 150 litres, et à 250 litres dans de très rares cas.

Exposé de l'invention

L'invention a donc pour objectif de fournir un véhicule utilitaire léger avec un espace clos qui puisse être équipé facilement d'une réserve de carburant sous forme gazeuse et avec un impact limité sur l'usage de l'espace clos.

Avec ces objectifs en vue l'invention a pour objet un véhicule utilitaire léger avec espace clos destiné à abriter des personnes ou des marchandises selon la revendication 1. Le véhicule comporte un module de stockage à gaz sous pression de forme allongée pour contenir un carburant gazeux du véhicule, caractérisé en ce que le module de stockage comporte un réservoir unique et disposé verticalement dans l'espace clos du véhicule le long d'un côté du véhicule.

L'utilisation d'un réservoir unique permet de réduire les contraintes d'installation et notamment de raccordement et des risques de fuite qui y sont liés. La position verticale du réservoir permet d'utiliser le volume de haut en bas dans l'espace clos en limitant l'emprise sur le plancher. En plaçant le module de stockage sur le côté, on permet de préserver un espace de passage depuis une porte latérale dans les véhicules qui en sont dotés. Le raccordement du réservoir au moteur est simplifié dans la mesure où une seule conduite est suffisante avec un seul point de raccordement au réservoir. Avec un tel module de stockage, il est possible d'équiper des véhicules sans modifier la structure de ceux-ci, même s'ils n'ont pas été conçus initialement pour cet équipement.

Selon une disposition, le module de stockage est destiné à et équipé pour contenir du dihydrogène. L'adaptation à ce gaz se traduit par des dispositions spécifiques sur les matériaux utilisés, en particulier vis-à-vis de l'étanchéité, et sur les équipements ou tels que des vannes et/ou détendeur dont le réservoir est doté.

Selon un mode de réalisation, le réservoir a une forme cylindrique et est fermé par des flasques, le module de stockage comportant une armature supportant le réservoir, l'armature étant fixée au véhicule. Cette forme permet au réservoir de répondre au mieux aux contraintes mécaniques liées à la pression du gaz contenu. L'armature permet d'une part de protéger le réservoir et d'autre part d'éviter de lui transmettre des contraintes supplémentaires pour sa fixation.

Selon une disposition constructive, l'armature comporte une fixation reliant le réservoir à une extrémité inférieure du réservoir. Cette fixation permet de supporter le poids du réservoir et de son contenu tout en laissant possible la dilatation des parois du réservoir en fonction de la pression du gaz.

Selon une disposition constructive, l'armature comporte au moins une traverse fixée sur deux montants latéraux opposés du véhicule. On permet ainsi de fixer le module de stockage à des points particulièrement résistants du véhicule.

Selon un perfectionnement, l'armature comporte une coiffe amovible s'étendant sur toute la largeur de l'armature et placée en partie supérieure de l'armature. L'utilisation d'une coiffe amovible pour l'armature permet de réduire la hauteur de celle-ci pendant les phases d'installation dans le véhicule. La réduction de cette hauteur permet en particulier d'insérer le module de stockage à l'horizontale, puis de le redresser dans l'espace clos et enfin de remettre en place la coiffe amovible afin de consolider l'armature. On optimise ainsi l'utilisation de l'espace en ayant un réservoir qui s'étend pratiquement sur toute la hauteur disponible dans l'espace clos. Selon un agencement particulier, une cloison transversale sépare l'espace clos d’une part en une cabine et d’autre part en un espace de chargement, le module de stockage étant placé dans l'espace de chargement le long de la cloison. Cette disposition concerne particulièrement les véhicules de type fourgonnette dans lequel l'espace de chargement est destiné à contenir des marchandises en étant séparé par la cloison de la cabine où est installé le conducteur. Cette disposition permet de sécuriser les occupants de la cabine contre une fuite de gaz accidentelle.

Dans un autre agencement, l'armature comporte un cloisonnement contenant le réservoir, avantageusement de manière sensiblement étanche, et au moins un orifice pour mettre en communication fluidique le volume à l'intérieur du cloisonnement avec l'extérieur du véhicule. Le cloisonnement permet d'une part de protéger l'accès physique au réservoir et d'autre part de contenir les éventuelles fuites de gaz dans un volume délimité et de conduire ces gaz vers l'extérieur par l'orifice. Il est ainsi possible de placer le module de stockage à l'intérieur de l'espace clos, même si celui-ci est destiné à accueillir des personnes. L'orifice peut être muni d'une grille d'aération simple ou d'une grille de ventilation avec un ventilateur qui force la circulation d'air.

Typiquement, le cloisonnement s'étend du plancher au plafond, où il est joint de manière étanche. De préférence, le cloisonnement entoure le réservoir sur toute sa périphérie pour définir un volume clos. Alternativement, le cloisonnement entoure le réservoir sur la majorité de sa périphérie et coopère avec la carrosserie sur le côté du véhicule pour former un volume clos entourant le réservoir.

L'invention a aussi pour objet un kit d'adaptation pour un véhicule utilitaire léger avec espace clos, le kit comportant un module de stockage avec un réservoir unique fixé sur une armature, l'armature étant agencée pour être fixée au véhicule avec le réservoir en position verticale dans l'espace clos du véhicule le long d'un côté du véhicule. Il est ainsi possible d'équiper un véhicule utilitaire léger qui n'a pas été prévu initialement pour être motorisé avec une alimentation en gaz, en particulier en dihydrogène, avec une motorisation utilisant un carburant gazeux. Selon un mode de réalisation, l'armature comporte une coiffe sans laquelle le module de stockage peut passer d'une position horizontale à la position verticale à l'intérieur de l'espace clos, et avec laquelle le module de stockage ne peut pas passer de la position horizontale à la position verticale à l'intérieur de l'espace clos.

Brève description des figures

L'invention sera mieux comprise et d'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, la description faisant référence aux dessins annexés parmi lesquels :

• la figure 1 est une vue en écorché d'un véhicule utilitaire léger conforme à un premier mode de réalisation de l'invention ;

• la figure 2 est une vue de dessus du véhicule de la figure 1, représenté sans le toit ;

• la figure 3 est une vue en perspective d'un kit destiné à équiper le véhicule de la figure 1 ;

• la figure 4 est une vue montrant une position intermédiaire du kit de la figure 3 pendant le montage dans le véhicule de la figure 1 ;

• la figure 5 est une vue du détail V de la figure 4 ;

• la figure 6 est une vue similaire à la figure 2 pour un véhicule selon un deuxième mode de réalisation de l'invention.

Description détaillée

Un véhicule utilitaire léger selon un premier mode de réalisation de l'invention est représenté sur les figures 1 à 5. Le véhicule est du type comportant un espace de chargement 1 séparé d'une cabine 2 par une cloison transversale 3, la cabine 2 abritant le poste de conduite 20 du véhicule. Ce type de véhicule est classiquement appelé van. À titre d'exemple, la section transversale de l'espace clos 1 est plus haute que large et a une hauteur qui peut être typiquement de 1,9 m ou de 2,2 m. L'espace clos 1 est accessible par des portes arrières, non représentées, situées à l'arrière du véhicule et par une porte latérale coulissante, dont seule l'ouverture 4 est indiquée, du côté opposé au poste de conduite 20 juste à l'arrière de la cloison transversale 3. La cloison peut être une cloison pleine pour isoler de manière étanche la cabine 2 de l'espace de chargement 1. Le véhicule comporte un module de stockage 5 à gaz sous pression de forme allongée pour contenir un carburant gazeux pour le véhicule, en l'occurrence du dihydrogène. Le moteur du véhicule est un moteur thermique, non représenté, spécialement adapté pour recevoir le dihydrogène (à l'état gazeux) comme carburant.

Le module de stockage 5 comporte une armature 50 supportant un réservoir 51 unique et disposé verticalement dans l'espace clos 1 du véhicule le long d'un côté du véhicule à l'arrière du poste de conduite 20. Le réservoir 51 a une forme cylindrique et est fermé par des flasques arrondis 510. L'armature 50 est fixée au véhicule de manière non détaillée ici, mais qui peut être par vissage, boulonnage ou par soudure. L'armature 50 est constituée de barres métalliques s'étendant verticalement et/ou horizontalement et assemblées entre elles, notamment par soudure.

L'armature 50 comporte une fixation 501 reliant le réservoir 51 à une extrémité inférieure du réservoir 51. La fixation 501 a la forme d'une plaque fixée sur l'armature 50 par ses bords et sur laquelle le réservoir 51 est en appui par le centre de l'un de ses flasques 510. Le module de stockage 5 comporte en outre de système de sangles 52 entourant la partie cylindrique du réservoir 51 afin de maintenir celui-ci en appui sur des berceaux 53 intégrés à l'armature 50. L'armature 50 comporte en outre une coiffe 502 amovible qui maintient la rigidité de l'armature 50, mais qui peut être retirée lors de la phase de montage du module de stockage 5 à l'intérieur du véhicule.

L'armature 50 peut encore comporter une traverse (non montrée) venant se fixer sur deux montants latéraux (assurant un support structurel) opposés du véhicule. La traverse peut s'étendre horizontalement, sensiblement à mi-hauteur de l'espace clos 1, et le long de la cloison transversale 3. Une telle traverse permet de transmettre à la carrosserie du véhicule des charges en cas de choc frontal sans solliciter la cloison transversale 3.

Le module de stockage 5 est fourni sous la forme d'un kit d'adaptation d'un véhicule utilitaire léger avec espace clos 1, pour équiper soit des véhicules existants, soit des véhicules neufs en dehors d'une chaîne de production. Le kit comporte le réservoir 51 unique fixé sur l'armature 50, l'armature 50 étant destinée à être fixée au véhicule avec le réservoir 51 en position verticale dans l'espace clos 1 du véhicule le long d'un côté du véhicule.

L'armature 50 comporte la coiffe 502 sans laquelle le module de stockage 5 peut passer d'une position horizontale à la position verticale à l'intérieur de l'espace clos 1, et avec laquelle le module de stockage 5 ne peut pas passer de la position horizontale à la position verticale à l'intérieur de l'espace clos 1. La figure 4 montre que, la coiffe 502 étant en place, on a une interférence entre l'armature 50 et le toit 7 du véhicule pendant la phase de passage de la position horizontale à la position verticale. En retirant la coiffe 502, on évite cette interférence. On peut ainsi utiliser un maximum de hauteur disponible pour avoir les dimensions maximales de hauteur et donc de capacité pour le réservoir 51.

Dans un deuxième mode de réalisation de l'invention montré sur la figure 6, le véhicule léger utilitaire est un véhicule de transport de personnes dans l'espace clos l' et munis de sièges 8 pour les passagers. Un tel véhicule est communément appelé mini-bus. Dans ce mode de réalisation, le module de stockage 5' est également placé à l'arrière du poste de conduite 20. L'armature 50' comporte un cloisonnement 504 contenant le réservoir 51' et au moins un orifice 505 pour mettre en communication fluidique le volume à l'intérieur du cloisonnement 504 avec l'extérieur du véhicule.

Le cloisonnement 504 est réalisé avec des parois pleines, et les éventuelles jonctions sont traitées pour être étanches, par exemple avec des joints souples ou avec un masticage. Le cloisonnement 504 est complet afin de ne pas laisser de communication entre le volume à l’intérieur du cloisonnement et l’espace clos 1’. On voit que le volume autour du réservoir 51' n'est pas en communication fluidique avec l'intérieur de l'espace clos 1’. En complément, le véhicule est équipé d’un capteur de gaz, adapté au type de gaz utilisé, et qui déclenche une alerte en cas de dépassement d’un seuil prédéterminé d’une concentration en gaz. Le capteur prélève le gaz de préférence dans l’espace délimité par le cloisonnement.

L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits à titre d'exemple. Le gaz contenu pourrait être un autre type de gaz tel que du propane, du gaz naturel ou du gaz de pétrole. Le réservoir 51 peut être de tout type approprié, notamment type I à IV, et en particulier de type II ou III, c'est-à-dire avec un réservoir intérieur métallique (acier ou aluminium) et une enveloppe en composite à fibres. Le réservoir est typiquement conçu pour une pression de remplissage de 350 à 700 bars. Typiquement, le réservoir peut avoir une contenance de 300 litres ou plus, en particulier de 350 litres, voire 400 litres.

Claims

Revendications

1. Véhicule utilitaire léger avec espace clos (1) destiné à abriter des personnes ou des marchandises, le véhicule comportant un module de stockage (5, 5') à gaz sous pression de forme allongée pour contenir un carburant gazeux du véhicule, caractérisé en ce que le module de stockage (5, 5') comporte un réservoir (51, 51') unique et disposé verticalement dans l'espace clos (1) du véhicule le long d'un côté du véhicule.

2. Véhicule selon la revendication 1, dans lequel le module de stockage (5) est destiné à et équipé pour contenir du dihydrogène.

3. Véhicule selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le réservoir (51) a une forme cylindrique et est fermé par des flasques (510), le module de stockage (5) comportant une armature (50) supportant le réservoir (51), l'armature (50) étant fixée au véhicule.

4. Véhicule selon la revendication 3, dans lequel l'armature (50) comporte une fixation (501) reliant le réservoir (51) à une extrémité inférieure du réservoir (51).

5. Véhicule selon l'une des revendications 3 ou 4, dans lequel l'armature (50) comporte une coiffe (502) amovible s'étendant sur toute la largeur de l'armature et placée en partie supérieure de l'armature (50).

6. Véhicule selon l'une des revendications précédentes, dans lequel une cloison transversale (3) sépare l'espace clos (1) d'une part en une cabine (2) et d'autre part en un espace de chargement, le module de stockage (5) étant placé dans l'espace de chargement le long de la cloison.

7. Véhicule selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'armature (50') comporte un cloisonnement (504) contenant le réservoir (51') de manière étanche et au moins un orifice (505) pour mettre en communication fluidique le volume à l'intérieur du cloisonnement (504) avec l'extérieur du véhicule.

8. Kit d'adaptation pour un véhicule utilitaire léger avec espace clos (1), le kit comportant un module de stockage (5) avec un réservoir (51) unique fixé sur une armature (50, 50'), l'armature (50, 50') étant agencée pour être fixée au véhicule avec le réservoir (51) en position verticale dans l'espace clos (1) du véhicule le long d'un côté du véhicule pour obtenir un véhicule utilitaire léger selon l’une des revendications 1 à 7. 9. Kit selon la revendication 8, dans lequel l'armature (50, 50') comporte une coiffe

(502) amovible s'étendant sur toute la largeur de l'armature et placée en partie supérieure de l'armature (50), sans laquelle le module de stockage (5) peut passer d'une position horizontale à la position verticale à l'intérieur de l'espace clos (1), et avec laquelle le module de stockage (5) ne peut pas passer de la position horizontale à la position verticale à l'intérieur de l'espace clos (1).