Brevet FR2718888A1 — publié le 19951020

La présente invention concerne une ceinture chauffante pour batterie électrique du type de celle existant sur les véhicules terrestres, notamment les voitures particulières. Les batteries ne peuvent se recharger efficacement l'hiver en raison de la plus grande résistance électrique interne qu'elles présentent à cause du froid. Cette résistance interne peut atteindre des valeurs suffisantes pour que la faible tension délivrée par la batterie gêne considérablement les démarrages et, dans certaines conditions, la qualité de fonctionnement du moteur. En effet, non seulement le démarreur ne peut tourner à une vitesse appropriée, mais le niveau de la tension délivrée ne s'avère pas toujours suffisant ou adapté à un bon fonctionnement du moteur et des équipements électriques. De plus, même une fois le moteur en marche, la batterie ne pouvant se recharger efficacement ne délivre pas une tension permanente en fonctionnement équivalente à celle d'été. Aussi, l'utilisateur subira-t-il tous les inconvénients liés à une batterie dans un état faible, c'est-à-dire une batterie dont la charge est lente, incomplète et dont la tension électrique aux bornes, même en cours de roulage, ne permet pas de fournir à l'allumage une tension optimale. Ces inconvénients peuvent occasionner des gênes plus ou moins importantes démarrages difficiles, voire impossibles, fonctionnement non optimal du moteur, éclairage de plus faible intensité et autres. Dans de telles conditions, la durée de vie de la batterie s'en trouvera amoindrie. La présente invention vise donc à remédier à ces inconvénients en proposant un procédé de chauffage pour batterie électrique du type de celles existant sur les véhicules terrestres, notamment les voitures particulières, procédé caractérisé en ce que l'on dispose autour du corps de la batterie à chauffer une ceinture chauffante qui agit sur celle-ci à la manière d'une surface de chaleur émissive pour élever sa température. Le procédé suivant l'invention est également caractérisé en ce que la ceinture chauffante est disposée à recouvrement avec contact périphérique étroit contre le corps de la batterie à chauffer. Selon une première variante du dispositif de mise en oeuvre du procédé, la ceinture comporte deux plaquettes chauffantes produisant de la chaleur par un circuit chauffant électrique. Le dispositif comporte également un capteur de température commandant l'alimentation électrique des plaquettes chauffantes de la ceinture chauffante source de chaleur pour la batterie. Lorsque, chauffée par la chaleur dégagée par la ceinture selon l'invention, la face de la batterie en contact avec la surface active du capteur de température atteint une température de consigne pré-déterminée, supérieure à sa température initiale et proche d'une température de consigne choisie comme la température quasi-idéale de fonctionnement, le capteur de température provoque l'arrêt d'alimentation du circuit de chauffage de la ceinture chauffante. Ainsi, la ceinture chauffante selon l'invention permet non seulement de chauffer la batterie électrique mais également de contrôler et de gérer en permanence la température de cette batterie, permettant de la maintenir à une température quasiidéale de fonctionnement. L'électrolyte chauffé, la résistance interne de la batterie électrique diminuera et atteindra sa valeur optimale même par temps froid. La batterie délivrera une tension maximale et constante qui assurera quel que soit la température extérieure et tout particulièrement en hiver un meilleur démarrage du véhicule et un bon fonctionnement du moteur et des équipements électriques du véhicule en circulation ainsi qu'une recharge rapide et complète de la batterie. L'idée générale de l'invention consiste à placer une ceinture chauffante autour de la batterie pour apporter un moyen de chauffage périphérique qui élèvera sa température jusqu'à sa valeur optimale et le maintien de celle-ci tout au long du roulage. Le dispositif comprend un capteur de température qui commande le circuit de chauffage de la ceinture chauffante source de chaleur pour chauffer la batterie. On comprendra que l'avantage général à long terme de l'invention concerne une usure moindre et donc une durée de vie supérieure de la batterie et par voie de conséquence du véhicule qui fonctionnera dans de meilleures conditions. Les caractéristiques techniques et d'autres avantages de l'invention sont consignés dans la description qui suit, effectuée à titre d'exemple non limitatif sur un mode d'exécution en référence aux dessins accompagnants dans lesquels la figure 1 est une vue générale en perspective de la ceinture selon l'invention montrant ses fils de raccordement. la figure 2 est une vue éclatée en perspective de la ceinture chauffante montée sur une batterie classique et reliée à ses bornes. la figure 3 est une vue éclatée en perspective d'une seconde forme d'exécution préférentielle de la ceinture chauffante selon l'invention montrant sa constitution interne. la figure 4 est une vue générale en perspective de la seconde forme d'exécution de la ceinture chauffante selon l'invention montée sur une batterie classique. La ceinture chauffante représentée sur la figure 1 est du type sangle. Elle comporte deux plaquettes chauffantes telles que 1 identiques et un boîtier électrique d'alimentation 2 mécaniquement reliés entre eux au moyen de tubes de tension mécanique supérieurs 3 et inférieurs 4 électriquement isolants souples ou semi-élastiques et conférant à l'ensemble du dispositif à la fois la rigidité, la tenue mécanique et la souplesse recherchées pour le bon contact des plaquettes chauffantes et du boîtier 2 avec le corps de la batterie. Ces tubes sont ceux permettant le passage protégé le long de ceux-ci des fils d'alimentation et de liaison électrique entre les plaquettes chauffantes et le boîtier. Les plaquettes chauffantes 1 provoquent le chauffage de la batterie. Chacune des plaquettes chauffantes 1 est préférentiellement réalisée sous la forme d'un support rigide ou semi-rigide en tout matériau que l'homme du métier saura sélectionner sans peine. La face interne 5 de la plaquette chauffante 1 est chauffante tandis que la face externe 6 de la même plaquette chauffante 1 est habillée d'un revêtement thermiquement isolant 7 destiné à prévenir les pertes calorifiques par rayonnement ou conduction thermique. Selon les effets engendrés par les moyens de l'invention, il est donc possible de maintenir en permanence la batterie électrique à une température quasi-idéale de fonctionnement. Les plaquettes chauffantes 1 sont raccordées électriquement entre elles en série ou en parallèle selon le type et la valeur des résistances électriques utilisées au moyen de fils de raccordement électrique qui permettent également de relier électriquement les plaquettes chauffantes 1 au boîtier électrique d'alimentation 2 par exemple, comme indiqué à l'intérieur des tubes de tension mécanique 3 et 4 dans lesquelles ils sont introduits. Les fils de raccordement sont ainsi l'abri de toute dégradation mécanique du type arrachement ou écrasement ou d'une attaque chimique due à un épanchement de l'électrolyte de la batterie. Chaque fil de raccordement électrique est terminé par une dérivation monofilaire 8 et 9 aboutissant rapidement à une borne 10 positive et 11 négative de la batterie et permettant le raccordement électrique de la ceinture chauffante à la batterie, source de son alimentation électrique. La figure 2 est une vue en perspective de la ceinture chauffante représentée sur la figure 1 montée sur la batterie 12 de type classique et reliée à ses bornes de raccordement électrique 10 et 11, avec arrachement partiel au niveau d'une des plaquettes chauffantes 1. Le corps de la batterie 12 comporte des rebords périmétriques de fixation inférieur 13 et supérieur 14 disposées horizontalement de part et d'autre de ses faces longitudinales 15 et 16. Le corps de la batterie 12 présente également des faces transversales 17 et 18 qui constituent avec les faces longitudinales 15 et 16 la surface latérale de la batterie 12. Par ailleurs, de la surface supérieure de la batterie émergent les bornes de raccordement, à savoir une borne positive 10 et une borne négative 11. L'encombrement du dispositif selon l'invention et en particulier les dimensions des tubes semi-élastiques 3 et 4 sont choisis tels que la ceinture chauffante est montée ajustée légèrement serrée autour de la surface latérale du corps de la batterie 12 et exerce de cette façon une légère pression radiale sur la surface latérale du corps de la batterie. Cette pression radiale, quoi que légère, est néanmoins suffisante pour assurer le maintien en position de la ceinture chauffante autour de la surface latérale du corps de la batterie et pour provoquer un contact mécanique des faces internes 5 chauffantes des plaquettes chauffantes 1 avec les faces longitudinales 15 et 16 en regard de la batterie. De cette manière, les échanges thermiques entre les plaquettes chauffantes 1 et le corps de la batterie à chauffer sont optimums et les pertes thermiques limitées. La face sensible d'un capteur de température 19 forme particulièrement la surface de la face interne du boîtier électrique d'alimentation 2 mise au contact étroit avec la face transversale 17 en regard de la batterie 12. Finalement, chacune des dérivations monofilaires 8 ou 9 des fils de raccordement électrique est raccordée à l'une des bornes de raccordement 10 ou 11 de la batterie 12. Sur cette même figure 2, la ceinture chauffante est représentée avec un arrachement partiel de la face externe 6 de la plaquette chauffante 1. Il apparait ainsi la structure interne de la plaquette chauffante 1, constituée d'un circuit résistif 20 qui peut être, par exemple, du type à piste résistive en forme de serpentin 21 comme représenté. La figure 3 est une vue éclatée en perspective d'une seconde forme d'exécution préférentielle de la ceinture chauffante selon l'invention. La ceinture chauffante représentée sur cette figure est du type gaine. Elle se distingue essentiellement de la ceinture chauffante du type sangle décrite précédemment en ce qu'elle comporte quatre dispositifs chauffants au lieu de deux seulement, à savoir deux panneaux chauffants longitudinaux tels que 22 et deux panneaux chauffants latéraux tels que 23 recouvrant ses faces longitudinales et latérales. Les dimensions des panneaux chauffants sont choisies sensiblement égales aux dimensions des faces longitudinales 15, 16 et latérales 17, 18 respectivement du corps de la batterie 12 à chauffer sur laquelle la ceinture chauffante va être montée. De la sorte, les panneaux chauffants 22 et 23 viendront à recouvrement sur la surface latérale du corps de la batterie 12. La gaine exerce donc une légère pression radiale d'enserrement autour du corps de la batterie permettant ainsi un transfert optimum de la chaleur produite par les panneaux chauffants 22 et 23 au corps de la batterie 12 à chauffer. La surface chauffante de ces panneaux étant supérieure à celle des plaquettes chauffantes 1 de la ceinture chauffante de type sangle, on comprendra facilement que le chauffage de la batterie sera plus rapide à puissance égale. Toujours selon la figure 3, deux des quatre panneaux chauffants 22 et 23 sont représentés avec arrachement partiel de leur face externe. On se rend ainsi compte que la structure d'un panneau chauffant 22 ou 23 peut être analogue à celle d'une plaquette chauffante 1 décrite précédemment, à savoir, une face externe 6 recouverte d'un matériau thermiquement isolant 7, un circuit électrique résistif 20 du type, par exemple, à piste résistive en forme de serpentin 21, une face interne 5 chauffante, en contact mécanique étroit avec la face en regard du corps de la batterie 12. Des dérivations monofilaires 24 et 25 des fils de raccordement sont également représentées. La figure 4 est une vue en perspective de la ceinture chauffante montée autour de la surface latérale du corps de la batterie. Suivant la figure, la ceinture chauffante du type gaine vient en appui de calage entre les rebords de fixation inférieur 13 et supérieur 14 du corps de la batterie 12, tout mouvement de retrait vertical de la ceinture chauffante étant ainsi interdit par la présence de l'autre rebord de fixation. De la sorte, on assure l'immobilisation complète de la ceinture chauffante par rapport au corps de la batterie. Suivant une variante d'exécution non représentée de la ceinture chauffante, les plaquettes chauffantes peuvent être rapportées sur les faces du corps de la batterie, par exemple en étant incorporées dans des logements adaptés légèrement en retrait ou en surépaisseur. De même que la ceinture chauffante du type sangle, la ceinture chauffante du type gaine décrite ci-dessus est montée ajustée sur la surface latérale de la batterie 12. Dans une variante d'exécution de l'invention, le revêtement thermiquement isolant peut être directement intégré à la surface externe 6 de la plaquette chauffante 1. Le boîtier électrique d'alimentation 2 réalise les connexions nécessaires à l'alimentation électrique des plaquettes chauffantes 1 de la ceinture chauffante suivant l'invention. I1 comprend un interrupteur intégré commandant l'alimentation électrique de la ceinture chauffante, un circuit de temporisation électrique et le capteur de température 19 dont la surface active est en contact avec la face interne du boîtier électrique d'alimentation 2 ou de préférence en contact direct avec la face transversale adjacente du corps de la batterie. Le circuit de temporisation électrique et le capteur de température commandent conjointement l'ouverture et la fermeture de l'interrupteur ou du circuit de commande d'alimentation du boîtier électrique d'alimentation 2 de la manière suivante. L'alimentation électrique de la ceinture chauffante et donc des circuits chauffants dans l'une et l'autre des deux variantes est établie juste après la mise en marche du moteur du véhicule. Elle peut être coupée suivant deux modes distincts après une durée fixe de temporisation après la mise en marche du véhicule, cette durée de temporisation étant égale à la constante de temps du circuit de temporisation par exemple du type monostable et l'ouverture de l'interrupteur intégré étant dans ce cas commandée par ce même circuit de temporisation. après une durée variable de temporisation suivant la mise en marche du véhicule au terme de laquelle la face de la batterie en contact avec la surface active du capteur de température atteint une température de consigne pré-déterminée, supérieure à la température initiale de la batterie et proche de sa température quasi-idéale de fonctionnement, l'ouverture de l'interrupteur intégré au boîtier électrique d'alimentation étant dans ce cas commandée par le capteur de température. Inversement, lorsque la température de la face de la batterie en contact avec la surface active du capteur de température devient inférieure à la température idéale de fonctionnement de la batterie électrique de démarrage, le capteur de température rétablit l'alimentation électrique de la ceinture chauffante selon l'invention. Enfin, l'alimentation de la ceinture chauffante est coupée à l'arrêt du moteur du véhicule mais dans certains cas pourrait avec une alimentation extérieure maintenir pendant une durée plus ou moins longue avant le démarrage la batterie à un état chauffé. REVENDICATIONS 1. Procédé de chauffage pour batteries électriques du type de celles existant sur les véhicules terrestres, notamment les voitures particulières, caractérisé en ce que l'on dispose autour du corps de la batterie (12) à chauffer un enveloppement latéral chauffant qui agit sur celle-ci à la manière d'une source de chaleur et permet d'élever sa température. 2. Procédé de chauffage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppement chauffant est une ceinture chauffante formée de plaquettes chauffantes (1) disposées à recouvrement en contact étroit avec la surface latérale du corps de la batterie (12). 3. Procédé de chauffage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppement chauffant est une gaine formée de plaquettes chauffantes (1) venant recouvrir la surface latérale du corps de la batterie (12). 4. Enveloppement latéral chauffant pour batterie (12) électrique du type de celles existant sur les véhicules terrestres, notamment les voitures particulières, caractérisé en ce qu'il affecte la forme de ceinture et comporte deux plaquettes chauffantes (1) électriques au moins et un boîtier électrique d'alimentation (2). 5. Enveloppement latéral chauffant selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque plaquette chauffante (1) est constituée d'un circuit résistif (20) monté sur un support rigide ou semi-rigide plan, le circuit résistif (20) étant du type à piste résistive. 6. Enveloppement latéral chauffant selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que la face interne (5) de la plaquette chauffante (1) est chauffante. 7. Enveloppement latéral chauffant selon l'une quelconque des revendications 3 à 5 précédentes, caractérisé en ce que la face externe (6) de la plaquette chauffante (1) est habillée d'un revêtement thermiquement isolant (7). 8.Enveloppement latéral chauffant selon l'une quelconques des revendications précédentes de 4 à 7, caractérisé en ce que le boîtier électrique d'alimentation (2) comprend un interrupteur intégré commandé par un circuit de temporisation et un capteur de température (19). 9. Enveloppement latéral chauffant selon l'une quelconque des revendications 4 à 8 précédentes, caractérisé en ce qu'il est raccordé électriquement à la batterie (12) à chauffer. 10. Enveloppement latéral chauffant selon l'une quelconque des revendications 4 à 9 précédentes, caractérisé en ce que les plaquettes chauffantes (1) sont rapportées sur les faces du corps de la batterie (12), en étant incorporées dans des logements adaptés légèrement en retrait. 11. Enveloppement latéral chauffant selon l'une quelconque des revendications 4 à 10 précédentes caractérisé en ce qu'il est du type sangle ou du type gaine.