Brevet FR3072614A1 — publié le 20190426

La présente invention a pour objet un dispositif de chauffage pour boîtier de climatisation d'un véhicule. Elle concerne également un tel boîtier. Il est connu des dispositifs de chauffage électrique destinés à être intégrés dans des boîtiers de climatisation de véhicule. Il s'agit soit de radiateurs additionnels, combinés avec des radiateurs de chauffage parcourus par un fluide caloporteur, dans les véhicules à moteur thermique, soit de radiateurs principaux, dans les véhicules électriques ou hybrides. De tels dispositifs de chauffage comprennent un cadre support accueillant un module de chauffe comprenant des éléments chauffants et des pistes électriques alimentant les éléments chauffant depuis des bornes de connexion. Dans les dispositifs de chauffage plus perfectionnés, le cadre support accueille également un boîtier de distribution du courant alimentant les éléments chauffant. De manière classique, le module de chauffe est situé dans le boîtier de climatisation placé sous la planche de bord. Le boîtier de distribution de courant est quant à lui placé à l'extérieur du boîtier de climatisation pour des raisons de montage, d'accessibilité et d'aspect pratique lors par exemple de l'entretien du véhicule. Un tel emplacement du boîtier de distribution de courant présente cependant des inconvénients en termes d'encombrement. En effet, le gain de place dans les véhicules est un objectif majeur et de plus en plus de fabricants de véhicules tentent de diminuer au maximum l'encombrement des différentes pièces des véhicules sous la planche de bord, comme notamment les dispositifs de chauffage, de manière à gagner en compacité. L'invention a pour objectif de pallier au moins en partie les inconvénients mentionnés plus haut et propose à cette fin un dispositif de chauffage pour boîtier de climatisation d'un véhicule automobile, ledit dispositif comportant un module de chauffe fonctionnant à partir d'un courant électrique circulant dans ledit module, et une unité de distribution du courant dans ledit module de chauffe, caractérisé en ce que ledit module de chauffe et ladite unité de distribution de courant sont configurés pour être logés dans le boîtier de climatisation, de sorte à chauffer un flux d'air parcourant ledit boîtier. 2 En permettant d'intégrer l'unité de distribution de courant, en plus du module de chauffe, dans le boîtier, un tel dispositif de chauffage permet de réduire l'encombrement à l'extérieur du boîtier de climatisation. 5 L'invention peut également comprendre l'une quelconque des caractéristiques suivantes, prises individuellement ou selon toute combinaison techniquement possible : - le module de chauffe définit une pluralité de zones, chaque zone étant apte à chauffer le flux d'air en direction d'une partie particulière d'un habitacle dudit véhicule 113 automobile, - chacune desdites zones comportent une pluralité d'unités de chauffe, - les unités de chauffe comportent des éléments chauffant, - une même unité de chauffe n'est présente que dans l'une seule des zones, - chaque unité de chauffe est connectée électriquement à l'unité de distribution 15 de courant de sorte à être alimentée en courant indépendamment des autres unités de chauffe, - l'unité de distribution de courant comprend une première partie comprenant des commutateurs commandés et une deuxième partie destinée à être relié à un circuit d'alimentation, 20 - les unités de chauffe sont connectées à la première partie de l'unité de distribution de courant, - la première partie de l'unité de distribution de courant est située dans le module de chauffe et sépare chacune des zones de la pluralité de zones, - la première partie de l'unité de distribution de courant est située dans un plan 25 médian du module de chauffe, - l'orientation des unités de chauffe est sensiblement perpendiculaire à l'orientation de la première partie de l'unité de distribution de courant, - la première partie et la deuxième partie de l'unité de distribution de courant sont sensiblement perpendiculaires, 30 - le dispositif comprend un connecteur permettant d'alimenter ledit dispositif avec ledit courant depuis un réseau électrique du véhicule, - ledit connecteur est destiné à être situé en dehors du boîtier de climatisation, - le connecteur est relié à la première partie de l'unité de distribution de courant, - le connecteur est relié à une extrémité longitudinale de la première partie de 35 l'unité de distribution de courant. 3 L'invention concerne également un boîtier de climatisation comprenant ledit dispositif de chauffage. L'invention peut également comprendre l'une quelconque des caractéristiques 5 suivantes prises individuellement ou selon toute combinaison techniquement possible : - l'unité de distribution de courant s'étend entre deux parois opposées du boîtier, - l'unité de distribution de courant s'étend perpendiculairement à un axe A définissant la séparation entre la pluralité de zones, 10 - la première partie de l'unité de distribution de courant s'étend le long d'un axe A définissant la séparation entre la pluralité de zones. L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre 15 d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1, illustre de façon schématique en vue de face un dispositif selon l'état de la technique, - la figure 2, illustre de façon schématique en vue de face un premier mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention, 20 - la figure 3 est une vue de dessus d'après la figure 2, - la figure 4, illustre de façon schématique en vue de face un deuxième mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention, - la figure 5 est une vue de dessus d'après la figure 4. 25 Comme illustré sur la figure 2, l'invention concerne un dispositif de chauffage 1, notamment pour boîtier de climatisation d'un véhicule automobile. Il pourra s'agir de dispositif présentant une puissance électrique supérieure à 1,8 kW, en particulier pour les applications en tant que radiateur de chauffage principal. Ledit dispositif 1 comporte un module de chauffe 10, configuré pour chauffer un 30 flux d'air à partir d'un courant électrique circulant à travers ledit module de chauffe 10. Ledit module de chauffe 10 présente ici une configuration sensiblement parallélépipédique, s'étendant en surface. Il est destiné à être positionné de façon transversale au flux d'air à réchauffer. Ledit flux d'air est perpendiculaire au plan des figures pour les figures 2 et 4. Il est illustré F aux figures 3 et 5. 35 Comme illustré sur la figure 1, un dispositif de chauffage classique connu de l'état de la technique présente une unité de distribution de courant 20 positionnée à l'extérieur d'un boîtier de climatisation. Le boîtier de climatisation est représenté par le 4 repère 100. Les parois du boîtier de climatisation sont représentées par les repères 102. Comme énoncé plus haut, un tel emplacement du boîtier de distribution de courant présente des inconvénients en termes d'encombrement. Dans le dispositif de chauffage 1 selon l'invention, le module de chauffe 10 ainsi 5 que l'unité de distribution de courant 20 sont configurés pour être logés dans le boîtier de climatisation 100. En déplaçant ainsi l'unité de distribution de courant 20 de l'extérieur à l'intérieur du boîtier de climatisation 100, l'encombrement à l'extérieur du boîtier de climatisation est diminué et le dispositif gagne en compacité. 10 Ledit module de chauffe 10 comprend, par exemple, un cadre support 11, notamment en matériau plastique, accueillant un ou plusieurs éléments chauffant 12. Lesdits éléments chauffant 12 comprennent par exemple, des résistances à effet CTP (pour coefficient de température positif). Le module de chauffe 10 peut en outre comprendre des dissipateurs, non illustrés, par exemple des ailettes en relation de 15 contact thermique avec les résistances à effet CTP. Les éléments chauffants sont préférentiellement regroupés en unités de chauffe 14, se présentant ici sous la forme de barreaux. Avantageusement, les unités de chauffe 14 sont alimentées indépendamment les unes des autres. Dans les unités de chauffe 14, lesdits éléments chauffant 12 sont 20 situés les uns à la suite des autres et connectés électriquement en parallèle. Les éléments chauffant 12 d'un même barreau 14 sont alimentés, par exemple, par des électrodes communes à tous les éléments chauffant 12 du barreau 14. Ainsi les éléments chauffant 12 sont pilotés simultanément. On entend par « simultanément », en plus du fait de piloter en même temps, le fait d'envoyer un courant électrique 25 identique sous une tension électrique identique dans tous les éléments chauffant 12 dudit barreau 14. Ladite unité de distribution de courant 20 est avantageusement également une unité de commande du courant. Elle est ainsi configurée pour moduler le courant 30 alimentant le module de chauffe 10, en particulier les différentes unités de chauffe 14, par exemple à l'aide de commutateurs pilotés, permettant de contrôler une circulation de courant dans ledit module de chauffe 10. Il s'agit, notamment, de transistors, par exemple du type Mosfet ou IGBT, fonctionnant en particulier par modulation de largeur d'impulsions. 35 Avantageusement, le module de chauffe 10 définit une pluralité de zones 7, 8. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 2 à 5, le module de chauffe 10 5 comporte deux zones 7, 8 : une première zone 7 chauffant le flux d'air en direction d'une première partie d'un habitacle du véhicule automobile notamment la zone conducteur et une seconde zone 8 chauffant le flux d'air en direction d'une deuxième partie de l'habitacle dudit véhicule automobile notamment la zone passager avant. Les 5 deux zones 7, 8 sont schématiquement séparées par un axe A représenté sur les figures 2 et 3. Chacune des zones 7, 8 comportent une pluralité d'éléments chauffants 12. Avantageusement, chaque zone 7, 8 comprend une pluralité de barreaux 14. Un même barreau 14 n'est présent que dans l'une seule des zones 7, 8. 10 Avantageusement les barreaux 14 d'une même zone 7, 8 sont pilotés simultanément. Ainsi le courant électrique envoyé et la tension appliquée à chaque barreau 14 d'une même zone 7, 8 est identique. Cela étant, le pilotage de chacune des zones pourra être distinct. En effet, les 15 dispositifs de chauffage sont énergivores et représentent par conséquent un poste de dépense énergétique important. Les constructeurs automobiles cherchent donc à réduire la consommation électrique des dispositifs de chauffage afin de réduire la consommation en carburant des véhicules équipés d'un moteur à combustion interne ou d'augmenter l'autonomies des véhicules équipés de moteurs électriques ou 20 hybrides. Dans certains cas, la totalité de l'habitacle d'un véhicule est chauffé alors que le chauffage d'une zone restreinte pourrait être suffisante, et ce en fonction de certains paramètres comme le nombre de passagers ou le besoin en chauffage de chacun. Le chauffage de la totalité de l'habitacle peut donc impliquer une surconsommation 25 électrique du dispositif de chauffage. Il existe donc un besoin de contrôler de manière précise la zone d'un habitacle de véhicule qui doit être chauffée. De la sorte, l'unité de distribution de courant 20 est avantageusement 30 configurée pour alimenter en courant les barreaux 14 en fonction de la zone dans laquelle ils se trouvent. Ainsi le courant électrique est différent d'un barreau 14 à l'autre. Ceci permet avantageusement de contrôler de manière plus précise la chauffe de l'air. 35 Selon un mode de réalisation représenté en figures 4 et 5, l'unité de distribution de courant 20 comprend une première partie 22 destinée à accueillir des commutateurs commandés et une deuxième partie 24 destinée à être relié à un circuit 6 d'alimentation, lesdits barreaux 14 étant connectés à ladite première partie 22 de l'unité de distribution de courant 20. Les commutateurs commandés peuvent être en particulier des commutateurs de puissance de type MOSFET ou IGBT. La deuxième partie 24 peut en particulier comprendre une carte de pilotage permettant la 5 commande des commutateurs de puissance et permettant d'assurer le dialogue avec un bus de données du véhicule automobile. Cette division de l'unité de distribution de courant 20 en deux parties 22, 24 permet de modifier l'agencement des différents éléments du dispositif 1 selon l'invention et ainsi de diminuer encore l'encombrement et optimiser si besoin les 10 conditions de refroidissement et de dissipation des commutateurs de puissance. Avantageusement, la première partie 22 de l'unité de distribution de courant 20 est située dans le module de chauffe 10, en particulier dans un plan médian, et sépare la pluralité de zones 7, 8. 15 Toujours selon le mode de réalisation représenté aux figures 4 et 5, l'orientation des barreaux 14 est sensiblement perpendiculaire à l'orientation de la première partie 22 de l'unité de distribution de courant 20. Avantageusement, la première partie 22 et la deuxième partie 24 de l'unité de distribution de courant 20 sont sensiblement perpendiculaires. 20 Cette configuration permet d'optimiser l'agencement en rapprochant les commutateurs situés sur première partie 22 de l'unité de distribution de courant 20 des différents barreaux 14. Ledit dispositif 1 comprend en outre un connecteur 26 permettant d'alimenter ledit dispositif avec ledit courant depuis un réseau électrique du véhicule, notamment 25 un réseau haute tension, c'est-à-dire un réseau dont la tension peut aller de 60 à 1000V. Il peut s'agir de VDC (tension continue) ou de VAC (tension alternative). Le connecteur 26 est relié à l'unité de distribution de courant 20 de manière à se situer en dehors du boîtier de climatisation 100 et ainsi faciliter la connexion et la déconnexion du dispositif de chauffage électrique par le constructeur automobile. 30 Selon le mode de réalisation illustré en figures 4 et 5, le connecteur 26 est relié à une extrémité longitudinale de la deuxième partie 24 de l'unité de distribution de courant 20. Le connecteur 26 est ainsi la seule partie du dispositif revendiqué logé à l'extérieur du boîtier de climatisation 100. 35 La présente invention concerne également un boîtier de climatisation 100 comprenant un dispositif de chauffage 1 comme décrit plus haut. 7 L'unité de distribution de courant 20 du dispositif de chauffage 1 s'étend entre deux parois 102 opposées du boîtier de climatisation 100. Cette configuration permet de diminuer l'encombrement à l'extérieur dudit boîtier de climatisation 100. Selon un premier mode de réalisation, l'unité de distribution de courant 20 5 s'étend perpendiculairement à l'axe A définissant la séparation entre la pluralité de zones 7, 8 de l'unité de distribution de courant 20. Selon un autre mode de réalisation, la première partie 22 l'unité de distribution de courant 20 s'étend le long de l'axe A définissant la séparation entre la pluralité de zones 7, 8. Ainsi, l'agencement du dispositif de chauffage 1 dans le boîtier de 10 climatisation 100 permet de diminuer au maximum l'encombrement en dehors dudit boîtier de climatisation 100. Le boîtier comprend également des parois hautes et basses, non représentées, reliant les parois latérales 102. Les parois hautes et basses définissent avec les parois latérales 102 une veine de circulation d'air. Dans le mode de réalisation illustré, un 15 contour de l'ensemble formé par le module de chauffe et l'unité de distribution de courant épouse le contour de la veine. Selon une variante, l'unité de distribution de courant est située en dehors de la veine d'air, au moins en ce qui concerne la deuxième partie 24. Aux figures 2 et 3, on note que l'unité de distribution de courant 20 peut 20 s'étendre au-delà du module de chauffe 10, dans le sens de l'écoulement de l'air, ici en amont. On constate par ailleurs que, selon l'invention, l'unité de distribution de courant est configurée pour être au contact du flux d'air, ce qui contribuera à faciliter une dissipation de la chaleur dégagée par cette dernière. 25 L'invention a été décrite ci-dessus avec l'aide de modes de réalisation sans limitation du concept inventif général. Bien d'autres modifications et variations se suggèrent d'elles même à l'homme du métier, après réflexion sur les différents modes de réalisation illustrés dans cette 30 demande. Ces modes de réalisation sont donnés à titre d'exemple et ne sont pas destinés à limiter la portée de l'invention, REVENDICATIONS1. Dispositif de chauffage (1) pour boîtier de climatisation (100) d'un véhicule automobile, ledit dispositif comportant un module de chauffe (10) fonctionnant à partir d'un courant électrique circulant dans ledit module, et une unité de distribution de courant (20) du courant dans ledit module de chauffe (10), caractérisé en ce que ledit module de chauffe (10) et ladite unité de distribution de courant (20) sont configurés pour être logés dans le boîtier de climatisation (100), de sorte à chauffer un flux d'air parcourant ledit boîtier de climatisation (100). 2. Dispositif de chauffage (1) selon la revendication précédente, dans lequel le module (10) de chauffe définit une pluralité de zones (7, 8), chaque zone (7, 8) étant apte à chauffer le flux d'air en direction d'une partie d'un habitacle dudit véhicule automobile, chacune desdites zones (7, 8) comportant une pluralité d'unités de chauffe (14). 3. Dispositif (1) selon la revendication 2, dans lequel les unités de chauffe (14) comportent des éléments chauffant (12). 4. Dispositif (1) selon la revendication 3, dans lequel une même unité de chauffe (14) n'est présente que dans l'une seule des zones (7, 8). 5. Dispositif (1) selon l'une des revendications 3 ou 4, dans lequel chaque unité de chauffe (14) est connectée électriquement à l'unité de distribution de courant (20) de sorte à être alimentée en courant indépendamment des autres unités de chauffe (14). 6. Dispositif (1) selon l'une des revendications 3 à 5, dans lequel l'unité de distribution de courant (20) comprend une première partie (22) comprenant des commutateurs commandés et une deuxième partie (24) destinée à être relié à un circuit d'alimentation, lesdites unités de chauffe (14) étant connectées à ladite première partie (22) de l'unité de distribution de courant (20). 7. Dispositif (1) selon la revendication 6, dans lequel l'orientation des unités de chauffe (14) est sensiblement perpendiculaire à l'orientation de la première partie (22) de l'unité de distribution de courant (20). 9 8. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un connecteur (26) permettant d'alimenter ledit dispositif avec ledit courant depuis un réseau électrique du véhicule, ledit connecteur (26) étant destiné à être situé en dehors du boîtier de climatisation (100). 5 9. Boîtier de climatisation (100) comprenant un dispositif de chauffage (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8. 10. Boîtier de climatisation (100) selon la revendication 9, dans lequel l'unité de 10 distribution de courant (20) s'étend entre deux parois opposées du boîtier (102)