FR2985690A3

FR2985690A3 - Batterie de puissance structurelle pour vehicule automobile

Info

Publication number: FR2985690A3
Application number: FR1250473A
Authority: FR
Inventors: Pierre Chereau
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2012-01-17
Filing date: 2012-01-17
Publication date: 2013-07-19

Abstract

Une batterie d'alimentation électrique (10) destinée à être montée de manière démontable sur un châssis d'un véhicule automobile électrique ou hybride, comprend un boîtier renfermant un module de stockage d'énergie électrique (11). La batterie (10) comprend un dispositif de structure configuré de sorte à constituer une partie structurelle amovible du châssis. L'invention porte aussi sur une partie non amovible de châssis apte à recevoir la batterie (10) et sur un châssis ainsi que sur un véhicule automobile.

Description

Batterie de puissance structurelle pour véhicule automobile Domaine technique de l'invention L'invention concerne une batterie d'alimentation électrique destinée à être montée de manière démontable sur un châssis d'un véhicule automobile électrique ou hybride, comprenant un boîtier renfermant au moins un module de stockage d'énergie électrique. Elle sert à fournir une puissance électrique nécessaire à un moteur électrique d'entraînement. L'invention a pour objet également une partie non amovible de châssis de véhicule automobile apte à recevoir la batterie, un châssis comprenant la batterie et la partie non amovible de châssis, ainsi qu'un véhicule automobile. État de la technique Le stockage d'énergie électrique alimentant le moteur électrique pour la propulsion d'un véhicule automobile de type tout électrique ou à motorisation hybride en complément d'un moteur thermique, s'effectue classiquement par l'intermédiaire d'une batterie d'alimentation électrique pouvant être montée de manière démontable sur le châssis du véhicule.

La batterie comprend classiquement un boîtier renfermant au moins un module de stockage d'énergie électrique comprenant lui-même une pluralité de cellules élémentaires. Le nombre de cellules élémentaires et de modules de stockage permet d'obtenir une autonomie recherchée du véhicule. 2 9856 90 2 Le caractère démontable de la batterie, qui est autoporteuse en étant à la fois d'un seul tenant et porteuse des cellules élémentaires et des modules, permet de la rendre interchangeable ou remplaçable. La seule manipulation du boîtier suffit à extraire les modules de stockage hors du 5 véhicule et à les remonter sur celui-ci. Il est classiquement prévu des éléments de fixation de la batterie sur le châssis du véhicule, agencés pour permettre un démontage de la batterie. Selon une conception connue, le châssis du véhicule électrique ou 10 hybride, notamment le soubassement, est une structure de caisse similaire au châssis d'un véhicule à propulsion par un moteur thermique. Le châssis est indémontable, non amovible, solidaire à demeure du reste du véhicule, tandis que la batterie d'alimentation de puissance est un élément rapporté sur ce châssis fixe. Un tel mode de réalisation permet 15 de conserver une conception connue du châssis. Cependant, le poids de l'ensemble formé par la batterie est relativement important, de l'ordre de plusieurs centaines de kilogrammes. Cette masse supplémentaire ajoutée au châssis du véhicule implique que le 20 châssis doive en outre subir de nombreuses modifications et des ajouts de nombreux éléments de renforts. Ainsi, le véhicule est alourdi par l'ensemble formé par la batterie d'une part et par les moyens supplémentaires de renfort d'autre part. Aussi, ces modifications du châssis et la masse ajoutée ont une influence sur le comportement 25 routier du véhicule. Pour répondre à ces problématiques, il a été imaginé, à l'image des documents FR2944497, US5501289 et US6227322, un châssis indémontable incluant de manière permanente une batterie de puissance 30 dont le bac comprend des éléments structurels qui forment une partie de la structure de caisse. Le bac de la batterie fait donc partie intégrante du châssis à demeure. Cette solution ne présente aucune souplesse d'utilisation et de conception, notamment en ce qui concerne l'aménagement et la nature des modules de stockage d'électricité.

Un autre inconvénient principal est que cette solution ne permet pas de mettre en oeuvre des stratégies de gestion des véhicules basées sur des échanges de batterie. Or, il peut se révéler intéressant d'échanger une batterie lorsque son niveau d'énergie est faible contre une nouvelle batterie remplie d'énergie. Ceci peut être fait dans une station similaire à une station-service classique dans laquelle on remplit un réservoir de carburant d'un véhicule automobile. Le bac constitue un tronçon longitudinal du châssis sous l'habitacle occupant toute la largeur du véhicule. La batterie est donc configurée de sorte qu'elle encaisse la totalité des efforts mécaniques encaissés par le châssis au niveau du tronçon longitudinal de châssis le long duquel la batterie est montée. Le dimensionnement des éléments structurels du bac doit répondre à cette fonction, grevant le poids de la solution. La raideur de l'ensemble du châssis reste médiocre malgré tout le soin apporté et ne permet pas de répondre parfois aux attentes administratives au sujet de la sécurité en cas de choc. En cas de détérioration de la batterie ou d'un vieillissement, notamment en raison de problèmes au niveau des modules de stockage d'énergie électrique, le véhicule est inutilisable, sauf à prévoir un démontage complet du châssis du véhicule, ce qui est fastidieux et onéreux, voire impossible parfois. La plupart du temps, cette problématique rend rédhibitoire l'utilisation de cette solution.

En outre, les modules de stockage d'énergie électrique sont fixés au couvercle de la batterie qui n'entre pas dans la constitution des éléments structurels. Au contraire, il est pris soin de maintenir ces modules à distance des éléments structurels pour des raisons de refroidissement. Ces modules étant très lourds, il apparait de fortes vibrations mécaniques à des fréquences propres données lorsque le véhicule est utilisé. Pour tenter de limiter l'incidence de ce problème sur le confort et le comportement, il est nécessaire de renforcer encore plus les éléments structurels, alourdissant une fois de plus le châssis. Objet de l'invention Le but de la présente invention est de proposer une batterie d'alimentation électrique qui remédie aux inconvénients listés ci-dessus. Un premier aspect de l'invention concerne une batterie d'alimentation électrique destinée à être montée de manière démontable sur un châssis d'un véhicule automobile électrique ou hybride, comprenant un boîtier renfermant un module de stockage d'énergie électrique. La batterie comprend un dispositif de structure configuré de sorte à constituer une partie structurelle amovible du châssis.

Le dispositif de structure peut comprendre le module de stockage et des éléments de structure, le module de stockage étant fixé aux éléments de structure. Des éléments de structure peuvent comprimer mécaniquement le module de stockage par serrage de telle sorte que le module de stockage participe à la raideur du dispositif de structure. Le dispositif de structure peut comprendre un cadre structurel formant une partie périphérique du boîtier, le dispositif de structure comportant au moins deux longerons orientés dans une direction longitudinale de la batterie et deux traverses orientées dans une direction transversale de la batterie, les longerons et les traverses étant liés deux à deux.

Le dispositif de structure peut comporter au moins une poutre structurelle fixée au cadre structurel par ses extrémités, chaque poutre structurelle comprenant au moins un module de stockage et deux éléments de structure presseurs enserrant entre eux ce module de stockage par des éléments de serrage. Les deux éléments de structure presseurs peuvent être constitués par deux treillis respectivement supérieur et inférieur, décalés dans une direction verticale de la batterie et reliés entre eux par les éléments de serrage. Chaque poutre structurelle peut être orientée dans la direction longitudinale de la batterie, disposée entre deux longerons du cadre structurel et fixée par ses extrémités à deux traverses du cadre structurel. Le dispositif de structure peut comprendre un bac de réception formant une partie inférieure du boîtier, fixé au cadre structurel et à ladite au moins une poutre structurelle, de sorte que le bac de réception assure une transmission d'efforts mécaniques entre le cadre structurel et ladite au moins une poutre structurelle. Le bac de réception peut comprendre un fond muni d'au moins un élément rigidifiant orienté dans la direction transversale de la batterie.

Les éléments de structure peuvent être formés dans un matériau électriquement conducteur, notamment dans une matière métallique. La batterie peut aussi comprendre un premier élément de reprise d'efforts, notamment de reprise d'un couple de flexion ou d'un effort de traction ou de compression parallèles à la direction transversale ou longitudinale du châssis, à une première extrémité de la batterie et un deuxième élément de reprise d'efforts, notamment de reprise d'un couple de flexion ou d'un effort de traction ou de compression parallèles à la direction transversale ou longitudinale du châssis, à une deuxième extrémité de la batterie, les première et deuxième extrémités étant opposées ou sensiblement opposées, le dispositif de structure reliant mécaniquement le premier élément de reprise et le deuxième élément de reprise.

Un deuxième aspect de l'invention concerne une partie non amovible de châssis de véhicule automobile, qui comprend un premier élément d'application d'efforts, notamment d'application d'un couple de flexion ou d'un effort de traction ou de compression parallèles à la direction transversale ou longitudinale du châssis, à une première extrémité de la batterie, et un deuxième élément d'application d'efforts, notamment d'application d'un couple de flexion ou d'un effort de traction ou de compression parallèles à la direction transversale ou longitudinale du châssis, à une deuxième extrémité de la batterie, les premier et deuxième éléments d'application d'efforts étant opposés ou sensiblement opposés dans une direction donnée du châssis. Un troisième aspect de l'invention concerne un châssis pour un véhicule automobile électrique ou hybride, comprenant une telle batterie d'alimentation électrique et une telle partie non amovible de châssis apte à recevoir la batterie et des éléments de fixation de la batterie sur la partie non amovible de châssis permettant un démontage de la batterie. La batterie et la partie non amovible de châssis peuvent être configurées de sorte que la batterie n'encaisse qu'une fraction du total des efforts mécaniques encaissés par le châssis au niveau du tronçon longitudinal de châssis le long duquel la batterie est montée, considéré dans la direction longitudinale du châssis, la fraction complémentaire du total des efforts mécaniques étant encaissée par la partie non amovible de châssis sur ce tronçon longitudinal.

La partie non amovible de châssis peut comprendre au moins deux longerons structurels orientés dans la direction longitudinale du châssis et disposés de part et d'autre de la batterie suivant la direction transversale du châssis.

Un quatrième aspect de l'invention concerne un véhicule automobile électrique ou hybride comprenant une telle batterie et/ou une telle partie non amovible de châssis et/ou un tel châssis. Description sommaire des dessins D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés sur les dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'un exemple de batterie selon l'invention, le couvercle étant retiré, - la figure 2 est une vue en perspective de la batterie lorsque le couvercle est en place, - la figure 3 est une vue équivalente à la figure 1, les modules et les moyens de régulation électrique étant retirés, ne conservant que le dispositif de structure, - la figure 4 est un éclaté de la constitution d'une poutre structurelle, - la figure 5 est un éclaté de la constitution du dispositif de structure, - les figures 6 et 7 sont des vues en coupe du dispositif de structure, suivant respectivement des directions longitudinale L et transversale T de la batterie, - les figures 8 et 9 sont des vues en coupe de la batterie (couvercle retiré), suivant respectivement les directions transversale T et longitudinale L de la batterie, - les figures 10 et 11 sont des vues en coupe d'un exemple de châssist selon l'invention, suivant respectivement des directions longitudinale X et transversale Y du châssis du véhicule. Description de modes préférentiels de l'invention La description est faite en référence à un repère orthonormé (X, Y, Z) associé classiquement au châssis d'un véhicule automobile, dans lequel X est la direction longitudinale avant-arrière du châssis (correspondant à la direction de déplacement du véhicule). Z est la direction verticale. Y est la direction transversale au châssis, orientée selon un axe droite- gauche horizontalement et perpendiculairement à X et Z. Pour la description de l'invention, on adoptera à titre non limitatif les orientations verticale, longitudinale et transversale liées à la batterie selon le repère orthonormé (V, L, T) lié à la batterie d'alimentation électrique (figure 1). Il est notamment prévu que le montage de la batterie soit tel que la direction longitudinale L associée à la batterie soit orientée parallèlement à la direction longitudinale X associée au châssis du véhicule. Toutefois, toute autre orientation de la batterie dans le plan horizontal du châssis peut être implémentée, par exemple en orientant la direction longitudinale L associée à la batterie parallèlement à la direction transversale Y associée au châssis du véhicule.

Les figures 1 à 9 illustrent une batterie d'alimentation électrique 10 destinée à être montée de manière démontable sur un châssis d'un 2 9856 90 9 véhicule automobile électrique ou hybride, comme illustré sur les figures 10 et 11. La batterie 10 est destinée, une fois montée, à fournir la puissance électrique nécessaire à l'alimentation d'un moteur électrique d'entraînement du véhicule. La batterie 10 comprend essentiellement un 5 boîtier renfermant au moins un module de stockage d'énergie électrique 11. Chaque module de stockage d'énergie électrique 11 comprend lui-même une pluralité de cellules élémentaires, adjacentes selon L ou T ou superposées selon V, reliées électriquement en série et/ou en parallèle. Le nombre de cellules et de modules 11 permet d'obtenir une autonomie 10 recherchée du véhicule. La batterie 10 inclut également, à l'intérieur du boîtier, un moyen de régulation électrique 12 pour piloter la manière dont est délivrée la puissance électrique depuis les modules 11. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, la batterie 10 15 comprend un dispositif de structure (tel qu'illustré aux figures 1, 8 et 9) configuré de sorte à constituer une partie structurelle amovible du châssis. Ainsi, la batterie 10, par son dispositif de structure décrit plus loin, constitue une partie structurelle amovible du châssis du véhicule, le reste du châssis étant constituée par une partie complémentaire de 20 châssis apte à recevoir temporairement la batterie 10. Cette partie complémentaire de châssis est non amovible et reste donc solidaire à demeure du véhicule automobile, contrairement à la partie structurelle de châssis intégrée à la batterie 10 démontable. 25 De manière générale, le dispositif de structure comprend avantageusement ledit au moins un module de stockage 11 et des éléments de structure listés plus loin, chaque module de stockage 11 étant fixé aux éléments de structure. Ces modules 11 étant très lourds, la fixation entre les modules 11 et les éléments de structure permet de 30 créer une liaison mécanique limitant beaucoup les vibrations mécaniques des modules 11 (fréquences propres) susceptibles d'apparaître lorsque le véhicule est utilisé, améliorant le confort et le comportement sans nécessiter un poids de la batterie 10 excessif. Avantageusement, certains des éléments de structure exercent une compression mécanique sur ledit au moins un module de stockage 11 par serrage (selon la direction V), de telle sorte que chaque module de stockage 11 participe à la raideur du dispositif de structure. Par « raideur », on entend la caractéristique qui indique la résistance à la déformation élastique du dispositif de structure. Plus le dispositif de structure est raide, plus il faut lui appliquer un effort mécanique important pour obtenir une déformation donnée. Les modules de stockage 11 étant des pièces massiques très résistantes et rigides, le fait de les enserrer permet de conférer aux éléments de structure qui les enserrent une très grande raideur, ce qui est avantageux dans l'application visée. Autrement dit, les propriétés de rigidité et de masse des modules 11 sont exploitées avantageusement pour participer à la raideur du dispositif de structure. Cette raideur peut être très élevée en dépit de l'utilisation avantageuse d'éléments de structure simples, peu lourds et peu raides intrinsèquement.

Le dispositif de structure comporte un cadre structurel formant une partie périphérique du boîtier. Le dispositif de structure, au niveau de ce cadre structurel, comporte ainsi au moins deux longerons 13 orientés dans la direction longitudinale L de la batterie 10 et au moins deux traverses 14 orientées dans la direction transversale T de la batterie 10. Les longerons 13 et les traverses 14 sont liés deux à deux pour former un cadre globalement rectangulaire, destiné à être placé dans un plan (X, Y) associé au châssis du véhicule. Les longerons 13 et les traverses 14 entrent dans la constitution des éléments de structure que le dispositif de structure comporte. 2 9 856 90 11 En complément du cadre structurel, le dispositif de structure comporte au moins une poutre structurelle fixée au cadre structurel par ses extrémités. Comme représenté sur la figure 4, chaque poutre structurelle comprend au moins un module de stockage 11 et deux éléments de structure 5 presseur enserrant entre eux ce module de stockage 11 par des éléments de serrage 21. Sur les figures, le dispositif de structure intègre trois poutres structurelles orientées parallèlement entre elles dans la direction longitudinale L de la batterie. Chaque poutre structurelle est disposée entre deux longerons 13 du cadre structurel et est fixée par ses 10 extrémités à deux traverses 14 du cadre structurel. Les trois poutres structurelles sont décalées entre elles suivant la direction transversale T. Chaque poutre structurelle présente une largeur (suivant la direction T) équivalente à la largeur d'un module 11 tandis qu'elle comprend une pluralité de modules 11 (ici quatre) échelonnés dans sa longueur suivant 15 la direction L. Ainsi, le dispositif de structure comprend douze modules 11 répartis globalement dans le plan (L, T) associé à la batterie 10. Pour la fixation des poutres structurelles, les traverses 14 sont équipées sur leur longueur de pieds verticaux 28 orientés selon la direction V, destinés à être traversés selon la direction longitudinale L par au moins une vis de 20 fixation 29 (figures 6 et 10). La figure 4 est une vue éclatée de la constitution d'une poutre structurelle. Dans la constitution de chaque poutre, les deux éléments presseurs sont constitués par un treillis supérieur 15 et un treillis inférieur 25 16, décalés dans la direction verticale V de la batterie et reliés entre eux par les éléments de serrage 21. Les éléments de serrage 21 peuvent être constitués par de simples tiges filetées de longueur ajustable, car ils ne participent pas directement à la raideur de la poutre structurelle. Sa raideur est conférée principalement par les treillis 15 et 16 et par les 30 quatre modules 11 qu'ils enserrent. Une plaque intermédiaire 17 peut être prévue à mi-hauteur de la poutre structurelle selon V pour stabiliser l'ensemble (figure 8). Les treillis 15 et 16 des différentes poutres structurelles entrent dans la constitution des éléments de structure que le dispositif de structure comporte.

En complément du cadre structurel et des poutres structurelles, le dispositif de structure comprend un bac de réception 18 (figure 5) formant une partie inférieure du boîtier de la batterie 10. Le bac de réception 18 est fixé au cadre structurel par tout moyen, par exemple par soudage et/ou par vissage. Chaque poutre structurelle est également fixée par tout moyen, par exemple par vissage, au bac de réception 18. Il en résulte que le bac de réception 18 assure une transmission d'efforts mécaniques entre le cadre structurel et ladite au moins une poutre structurelle. Le bac de réception 18 participe donc à la raideur du dispositif de structure et permet encore de limiter les vibrations mécaniques des modules 11. Il comprend un fond 19 muni d'au moins un élément rigidifiant 20 orienté dans la direction transversale T de la batterie 10. Chaque élément rigidifiant 20 peut être constitué par une déformation locale du fond 19 de type bossage ou par un profilé rapporté. L'ensemble du bac de réception 18, par son fond 19 et ses faces longitudinales et transversales, entrent dans la constitution des éléments de structure que le dispositif de structure comporte. Le boîtier de la batterie qui renferme le(s) module(s) 11 est donc formé par la combinaison du cadre structurel, du bac de réception 18, et d'un couvercle 22 rapporté en partie supérieure et fixé au dispositif de structure, par exemple au cadre structurel. Le couvercle 22, dans cet exemple, n'entre pas dans la constitution du dispositif de structure précédemment décrit, mais ceci n'est pas limitatif. Un joint d'étanchéité 31 peut être interposé entre le cadre structurel et le couvercle 22.30 Les éléments de structure sont avantageusement formés dans un matériau électriquement conducteur, notamment dans une matière métallique. Une conductivité électrique entre le châssis et les cellules est possible sans nécessiter de nombreux câbles lourds et onéreux, notamment pour la mise à la masse des différents éléments. La structure assemblée pour créer le boîtier permet de former une cage de Faraday avec le soubassement métallique qui est situé juste au-dessus afin de limiter les champs magnétiques induits.

La batterie 10 précédemment décrite est destinée à être montée sur une partie complémentaire non amovible d'un châssis de véhicule automobile, en référence aux figures 10 et 11. Cette partie complémentaire constitue le reste du châssis, porté à demeure par le véhicule. La réunion de la partie complémentaire non amovible et de la partie structurelle amovible portée par la batterie 10 constitue le châssis dans son ensemble. La partie complémentaire non amovible de châssis comprend ainsi au moins un premier élément d'application d'efforts à une première extrémité de la batterie 10 et au moins un deuxième élément d'application d'efforts à une deuxième extrémité de la batterie 10. Les premier et deuxième éléments d'application d'efforts sont opposés ou sensiblement opposés dans une direction donnée du châssis. Les premier et deuxième éléments d'application d'efforts sont destinés à appliquer notamment : - un couple de flexion parallèle à la direction transversale Y du 25 châssis, - et/ou un couple de flexion parallèle à la direction longitudinale X du châssis, - et/ou un effort de traction ou de compression parallèle à la direction transversale Y du châssis, 30 - et/ou un effort de traction ou de compression parallèle à la direction longitudinale X du châssis.

Un tel premier élément d'application d'efforts peut être constitué par une traverse avant 23 de châssis, disposée en avant par rapport à la batterie 10 dans la direction longitudinale X du châssis et à laquelle une traverse 14 ou un longeron 13 du cadre structurel, ou le bac 18, est par exemple fixé de manière démontable. Un tel deuxième élément d'application d'efforts peut être constitué par une traverse arrière 24 de châssis, disposée en arrière par rapport à la batterie 10 dans la direction X et à laquelle une traverse 14 ou un longeron 13 du cadre structurel, ou le bac 18, est par exemple fixé de manière démontable. Ces premier et deuxième éléments d'application d'efforts, solidaires de la partie complémentaire non amovible de châssis, sont donc opposés dans la direction longitudinale X du châssis.

Alternativement ou en combinaison, un tel premier élément d'application d'efforts peut être constitué par un longeron droit 25 du châssis, disposé à droite par rapport à la batterie 10 dans la direction transversale Y du châssis et auquel une traverse 14 ou un longeron 13 du cadre structurel, ou le bac 18, est par exemple fixé de manière démontable. Un tel deuxième élément d'application d'efforts peut être constitué par un longeron gauche 26 de châssis, disposé à gauche par rapport à la batterie 10 dans la direction Y et auquel une traverse 14 ou un longeron 13 du cadre structurel, ou le bac 18, est par exemple fixé de manière démontable. Ces premier et deuxième éléments d'application d'efforts, solidaires de la partie complémentaire non amovible de châssis, sont donc opposés dans la direction transversale Y du châssis. La batterie 10 comprend réciproquement un premier élément de reprise d'efforts à une première extrémité de la batterie 10 et un deuxième élément de reprise d'efforts à une deuxième extrémité de la batterie 10. Le dispositif de structure de la batterie précédemment décrit relie mécaniquement le premier élément de reprise et le deuxième élément de reprise. Les premier et deuxième éléments de reprise sont destinés à la reprise notamment : - d'un couple de flexion parallèle à la direction transversale Y du 5 châssis, - et/ou d'un couple de flexion parallèle à la direction longitudinale X du châssis, - et/ou d'un effort de traction ou de compression parallèle à la direction transversale Y du châssis, 10 - et/ou d'un effort de traction ou de compression parallèle à la direction longitudinale X du châssis. Il ressort de ce qui précède que de tels premier et deuxième éléments de reprise peuvent être constitués par : 15 - des moyens de transmission d'efforts entre les longerons 13 du cadre structurel et les traverses 23, 24 ou les longerons 25, 26, - et/ou des moyens de transmission d'efforts entre les traverses 14 du cadre structurel et les traverses 23, 24 ou les longerons 25, 26, - et/ou des moyens de transmission d'efforts entre le bac de 20 réception 18 et les traverses 23, 24 ou les longerons 25, 26 ou toute autre élément du reste du châssis. Ces moyens de transmission d'efforts peuvent être constitués par des vis de fixation 27 entre le cadre structurel et la traverse avant 23 et/ou les 25 longerons 25, 26 réparties sur le pourtour du cadre structurel. Ils peuvent également comprendre un système de fixation rapide 30 à quart de tour d'une extrémité arrière du bac de réception 18 sur un élément de la partie complémentaire de châssis, notamment en arrière de la batterie 10 suivant X. 30 Suivant la conception et le choix des moyens de transmission, les première et deuxième extrémités de la batterie 10 équipées des premier et deuxième éléments de reprise d'efforts peuvent être opposées ou sensiblement opposées suivant la direction longitudinale L et/ou la direction transversale T de la batterie 10. La coopération entre les éléments d'application d'efforts portés par la partie complémentaire non amovible de châssis et les éléments de reprise d'efforts portés par la batterie 10 garantit que la transmission des efforts au sein du châssis se fait d'une partie avant du châssis (en avant de la batterie 10 suivant la direction X) à une partie arrière du châssis (en arrière de la batterie 10 suivant la direction X), ou réciproquement, par l'intermédiaire partiellement du dispositif de structure qui relie les éléments de reprise d'efforts. La transmission des efforts au sein du châssis se fait aussi d'une partie droite du châssis (à droite de la batterie 10 suivant la direction Y) à une partie gauche du châssis (à gauche de la batterie 10 suivant la direction Y), ou réciproquement, par l'intermédiaire partiellement du dispositif de structure qui relie les éléments de reprise d'efforts.

Les figures 10 et 11 illustrent ainsi un châssis pour un véhicule automobile électrique ou hybride, comprenant une telle batterie d'alimentation électrique 10 fixée par des éléments de fixation à une partie complémentaire de châssis apte à recevoir la batterie 10, notamment une partie de châssis telle que décrite aux paragraphes précédents. Ces éléments de fixation permettent un démontage de la batterie 10 et peuvent être communs avec tout ou partie des moyens de transmission d'efforts précédemment décrits.

Sur ces figures, la partie complémentaire de châssis comprend au moins deux longerons 25, 26 structurels, respectivement gauche et droite, 2 9856 90 17 orientés dans la direction longitudinale X du châssis et disposés de part et d'autre de la batterie 10 suivant la direction transversale Y du châssis. Une telle disposition permet notamment que la batterie 10 n'encaisse qu'une fraction du total des efforts mécaniques encaissés par le châssis 5 au niveau du tronçon longitudinal de châssis le long duquel la batterie 10 est montée, considéré dans la direction longitudinale X du châssis. La fraction complémentaire du total des efforts mécaniques est alors encaissée par la partie complémentaire de châssis sur ce tronçon longitudinal, notamment par l'intermédiaire des longerons 25 et 26. La 10 fraction d'efforts encaissée par la batterie est de l'ordre de quelques dizaines de pourcent. Le schéma de passage des efforts mécaniques lorsqu'ils sont encaissés et transmis par le dispositif de structure correspond au trajet réversible 15 suivant : de la partie complémentaire non amovible de châssis vers le cadre structurel (en passant par les éléments d'application d'efforts et par les éléments de reprise d'efforts), puis vers les poutres structurelles et le bac 18, puis vers les modules 11. 20 Le boîtier et les treillis sont légers, avec une masse environ comprise entre 20 et 30 kg, en raison notamment du fait que ces éléments de structure peuvent être de simples profilés sans nuire à la raideur générale du dispositif de structure.

Claims

REVENDICATIONS1. Batterie d'alimentation électrique (10) destinée à REVENDICATIONS1. Batterie d'alimentation électrique (10) destinée à être montée de manière démontable sur un châssis d'un véhicule automobile électrique ou hybride, comprenant un boîtier renfermant un module de stockage d'énergie électrique (11), caractérisée en ce que la batterie (10) comprend un dispositif de structure configuré de sorte à constituer une partie structurelle amovible du châssis.
2. Batterie (10) selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de structure comprend le module de stockage (11) et des éléments de structure, le module de stockage étant fixé aux éléments de structure.
3. Batterie (10) selon la revendication 2, caractérisé en ce que des 15 éléments de structure compriment mécaniquement le module de stockage (11) par serrage de telle sorte que le module de stockage (11) participe à la raideur du dispositif de structure.
4. Batterie (10) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le dispositif de structure comprend un cadre structurel formant 20 une partie périphérique du boîtier, le dispositif de structure comportant au moins deux longerons (13) orientés dans une direction longitudinale (L) de la batterie (10) et deux traverses (14) orientées dans une direction transversale (T) de la batterie (10), les longerons (13) et les traverses (14) étant liés deux à deux. 25
5. Batterie (10) selon la revendication 4, caractérisée en ce que le dispositif de structure comporte au moins une poutre structurelle fixée aucadre structurel par ses extrémités, chaque poutre structurelle comprenant au moins un module de stockage (11) et deux éléments de structure presseurs enserrant entre eux ce module de stockage (11) par des éléments de serrage (21).
6. Batterie (10) selon la revendication 5, caractérisée en ce que les deux éléments de structure presseurs sont constitués par deux treillis (15, 16) respectivement supérieur et inférieur, décalés dans une direction verticale (V) de la batterie (10) et reliés entre eux par les éléments de serrage (21).
7. Batterie (10) selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisée en ce que chaque poutre structurelle est orientée dans la direction longitudinale (L) de la batterie (10), est disposée entre deux longerons (13) du cadre structurel et est fixée par ses extrémités à deux traverses (14) du cadre structurel.
8. Batterie (10) selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisée en ce que le dispositif de structure comprend un bac de réception (18) formant une partie inférieure du boîtier, fixé au cadre structurel et à ladite au moins une poutre structurelle, de sorte que le bac de réception (18) assure une transmission d'efforts mécaniques entre le cadre structurel et ladite au moins une poutre structurelle.
9. Batterie (10) selon la revendication 8, caractérisée en ce que le bac de réception (18) comprend un fond (19) muni d'au moins un élément rigidifiant (20) orienté dans la direction transversale (T) de la batterie (10).
10. Batterie (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que les éléments de structure sont formés dans un matériau électriquement conducteur, notamment dans une matière métallique.
11. Batterie (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend un premier élément de reprise d'efforts (27), notamment de reprise d'un couple de flexion ou d'un effort de traction ou de compression parallèles à la direction transversale (Y) ou longitudinale (X) du châssis, à une première extrémité de la batterie (10) et un deuxième élément de reprise d'efforts (27), notamment de reprise d'un couple de flexion ou d'un effort de traction ou de compression parallèles à la direction transversale (Y) ou longitudinale (X) du châssis, à une deuxième extrémité de la batterie (10), les première et deuxième extrémités étant opposées ou sensiblement opposées, le dispositif de structure reliant mécaniquement le premier élément de reprise et le deuxième élément de reprise.
12. Partie non amovible de châssis de véhicule automobile, caractérisée en ce qu'elle comprend un premier élément d'application d'efforts (23, 25), notamment d'application d'un couple de flexion ou d'un effort de traction ou de compression parallèles à la direction transversale (Y) ou longitudinale (X) du châssis, à une première extrémité de la batterie (10), et un deuxième élément d'application d'efforts (24, 26), notamment d'application d'un couple de flexion ou d'un effort de traction ou de compression parallèles à la direction transversale (Y) ou longitudinale (X) du châssis, à une deuxième extrémité de la batterie (10), les premier (23, 25) et deuxième (24, 26) éléments d'application d'efforts étant opposés ou sensiblement opposés dans une direction donnée du châssis.
13. Châssis pour un véhicule automobile électrique ou hybride, comprenant une batterie d'alimentation électrique (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, une partie non amovible de châssis selon la revendication 12 apte à recevoir la batterie (10) et des éléments de fixation (27, 30) de la batterie (10) sur la partie non amovible de châssis permettant un démontage de la batterie.
14. Châssis selon la revendication 13, caractérisé en ce que la batterie (10) et la partie non amovible de châssis sont configurées de sorte que la batterie (10) n'encaisse qu'une fraction du total des efforts mécaniques encaissés par le châssis au niveau du tronçon longitudinal de châssis le long duquel la batterie (10) est montée, considéré dans la direction longitudinale (X) du châssis, la fraction complémentaire du total des efforts mécaniques étant encaissée par la partie non amovible de châssis sur ce tronçon longitudinal.
15. Châssis selon la revendication 14, caractérisé en ce que la partie non amovible de châssis comprend au moins deux longerons (25, 26) structurels orientés dans la direction longitudinale (X) du châssis et disposés de part et d'autre de la batterie (10) suivant la direction transversale (Y) du châssis.
16. Véhicule automobile électrique ou hybride comprenant une batterie (10) selon l'une des revendications 1 à 11 et/ou une partie non amovible de châssis selon la revendication 12 et/ou un châssis selon l'une quelconque des revendications 13 à 15.