Brevet FR3069404A1 — publié le 20190125

La présente invention a pour objet un dispositif de chauffage, notamment pour boîtier de climatisation d'un véhicule. 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, d'une part, un corps de chauffe comprenant des éléments chauffants disposés parallèlement les uns aux autres et, d'autre part, des pistes électriques alimentant les éléments chauffants depuis des bornes de connexion. Dans les dispositifs de chauffage plus perfectionnés, le cadre support accueille également des moyens de contrôle du courant alimentant les éléments chauffants. Cependant, les dispositifs de chauffage sont développés à façon et leur configuration est modifiée à chaque nouvelle application. Un nouveau cadre support, une nouvelle implantation des éléments chauffant, une nouvelle topologie des pistes électriques et une nouvelle définition des moyens de contrôle sont alors réalisées pour chaque nouveau dispositif de chauffage. Une telle solution joue sur les coûts de revient des dispositifs de chauffage en limitant les possibilités de fabrication en grande série. Un travail de développement spécifique doit en outre être effectué à chaque nouveau dispositif de chauffage. 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, notamment pour boîtier de climatisation d'un véhicule automobile, ledit dispositif comportant un module de chauffe, configuré pour chauffer un flux d'air à partir d'un courant électrique circulant dans 2 ledit module, et une unité de distribution du courant dans ledit module de chauffe, ledit module de chauffe et ladite unité de distribution étant configurés pour être assemblés l'un à l'autre de façon modulable. Selon un mode de réalisation avantageux, ledit dispositif de 5 chauffage comprend en outre une unité de commande dudit courant, ladite unité de commande étant configurée pour être assemblées sur ledit module de chauffe et/ou ladite unité de distribution de façon modulable. Autrement dit, le module de chauffe et l'unité de distribution, voire ladite unité de commande, sont assemblés l'un à l'autre de façon amovible. 10 En séparant le dispositif de chauffage en un module de chauffe et une unité de distribution, voire une unité de commande, indépendants les uns des autres, on donne au dispositif de chauffage un aspect modulaire. Une telle solution permet d'utiliser pour chaque partie un nombre limité de configurations, standards, qu'il suffira d'assembler pour couvrir une très 15 large gamme de besoins. On optimise de la sorte les coûts de revient en pouvant travailler en plus grand série et en limitant les coûts de développement aux seuls modules standards. Il est d'ailleurs à noter que, grâce aux gains réalisés, l'invention permet d'utiliser des composants plus performants. 20 Selon d'autres caractéristiques de l'invention qui pourront être prise ensemble ou séparément : - ladite unité de distribution du courant forme une interface de connexion, 25 - ladite unité de commande est montée sur ladite unité de distribution, - ledit module de chauffe et ladite unité de commande sont situés de part et d'autre de ladite unité de distribution, - ledit module de chauffe comprend des premières bornes de 30 connexion pour la circulation dudit courant et ladite unité de distribution comprend des secondes bornes de connexion pour la circulation dudit 3 courant, lesdites première et seconde bornes étant respectivement connectées l'une à l'autre, - ledit dispositif comprend au moins un commutateur piloté, permettant de contrôler une circulation de courant dans ledit module de 5 chauffe, - ledit commutateur est situé dans ladite unité de commande, - ladite unité de distribution comprend des troisièmes bornes de connexion pour la circulation dudit courant et ladite unité de commande comprend des quatrièmes bornes de connexion pour la circulation dudit 10 courant, lesdites troisièmes et quatrièmes bornes étant respectivement connectées l'une à l'autre, - lesdites premières et troisièmes bornes sont des bornes males, saillantes, - lesdites seconde et quatrième bornes sont des bornes femelles, 15 rentrantes, - ledit commutateur est situé dans ladite unité de distribution du courant et/ou ledit module de chauffe, - ladite unité de commande comprend des premiers plots de connexion pour la transmission d'un ordre de commande dudit 20 commutateur et ladite unité de distribution comprend des seconds plots de connexion pour la transmission dudit ordre, lesdits premiers et seconds plots étant respectivement connectés l'un à l'autre, - ladite unité de distribution comprend un connecteur permettant d'alimenter ledit dispositif avec ledit courant, notamment depuis un réseau 25 électrique du véhicule, - ledit connecteur et ladite unité de commande sont situés sur une même face de ladite unité de distribution, - ledit module de chauffe, ladite unité de distribution et ladite unité de commande sont assemblés entre eux de façon à réaliser un pont thermique 30 entre ladite unité de commande et ledit module de chauffe, 4 - ledit dispositif comprend des moyens d'assemblage rapide dudit module de chauffe, de ladite unité de distribution et/ou de ladite unité de commande entre eux, - ladite unité de commande comprend composants spécifiques et/ou 5 à haute performance, - ladite unité de commande comprend un connecteur pour une transmission de signaux de commande, notamment depuis un réseau de transmission de données du véhicule. 10 L'invention concerne également un module de chauffe, une unité de distribution et unité de commande d'un dispositif de chauffage tel que décrit plus haut, pris séparément. L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques 15 et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1, illustre de façon schématique en vue en perspective d'un premier exemple de dispositif de chauffage conforme à l'invention, 20 dans une configuration assemblée, - la figure 2, illustre de façon schématique en vue de face le dispositif de chauffage de la figure 1, avant assemblage, - la figure 3, illustre de façon schématique en vue de face un exemple de réalisation des connexions électriques dans un dispositif de 25 chauffage conforme à l'invention, - la figure 4, illustre de façon schématique en perspective, selon un premier angle de vue, un exemple d'unité de commande d'un dispositif de chauffage conforme à l'invention, - la figure 5 reprend la figure 4 selon un autre angle de vue, 30 - les figures 6a à 6c illustrent de façon schématique en vue de face différents exemples de dispositifs de chauffage conformes à l'invention. 5 Comme illustré à la figure 1, l'invention concerne un dispositif de chauffage, notamment pour boîtier de climatisation d'un véhicule automobile. 5 Ledit dispositif comporte un module de chauffe 1, configuré pour chauffer un flux d'air à partir d'un courant électrique circulant à travers ledit module de chauffe 1. Ledit module présente ici une configuration sensiblement parallélépipédique, s'étendant en surface. Il est destiné à être 10 positionné de façon transversale au flux d'air F à réchauffer. Bien que cela ne soit pas détaillé sur la figure, ledit module comprend, par exemple, un cadre support, notamment en matériau plastique, accueillant un ou plusieurs éléments chauffants. Lesdits éléments chauffants comprennent par exemple, des résistances à effet 15 CTP (pour coefficient de température positif). Chaque élément chauffant forme avantageusement un barreau accueillant les résistances à effet CTP, ces dernières étant situées les unes à la suite des autres et connectées électriquement en parallèle. L'élément chauffant peut en outre comprendre des dissipateurs, par exemple des ailettes en relation de contact thermique 20 avec les résistances à effet CTP. Les dissipateurs sont positionnés, notamment, de part et d'autre desdites résistances. Ledit dispositif comprend en outre, une unité de distribution 2 du courant dans ledit module de chauffe, voire une unité de commande 3 dudit courant. 25 Ladite unité de distribution 2 forme avantageusement une interface de connexion pour relier électriquement le module de chauffe 1, en particulier les différents éléments chauffants, à un réseau d'alimentation en courant du véhicule, par exemple un réseau 12 V ou 48 V, notamment un réseau intégrant une batterie du véhicule. Par « interface de connexion », 30 on entend que l'unité de distribution 2 est suffisante pour permettre la circulation du courant dans le module de chauffe 1, sans avoir à prévoir au 6 niveau dudit module de chauffe 1 une ou plusieurs bornes de connexion spécifiques au réseau d'alimentation en courant du véhicule. Ladite unité de commande 3 est configurée pour moduler le courant alimentant le module de chauffe 1, en particulier les différents éléments 5 chauffants, par exemple à l'aide de commutateurs pilotés, permettant de contrôler une circulation de courant dans ledit module de chauffe 1. Il s'agit, notamment, de transistors, par exemple du type Mosfet ou IGBT, fonctionnant en particulier par modulation de largeur d'impulsions. Selon l'invention, ledit module de chauffe 1 et ladite unité de 10 distribution 2 sont configurés pour être assemblés l'un à l'autre de façon modulable. Avantageusement, ladite unité de commande 3 est également configurée pour être assemblées au reste du dispositif de chauffage de façon modulable, notamment sur ledit module de chauffe 1 et/ou ladite unité de distribution 2. 15 Comme cela est plus particulièrement illustré figure 2, le module de chauffe 1 et l'unité de distribution 2, voire l'unité de commande 3, forment de la sorte chacun des modules indépendants, destinés à être assemblés l'un à l'autre de façon amovible. Ceci favorise une standardisation des composants du dispositif de chauffage. De la sorte, à coût constant, ledit 20 dispositif de chauffage, en particulier ladite unité de commande 3, pourra comprendre des composants de plus haute valeur, notamment des moyens de traitement spécifiques ou à haute performance, par exemple des microcontrôleurs, des asics ou autres. Dans l'exemple illustré, ladite unité de commande 3 est montée sur 25 ladite unité de distribution 2. Plus précisément, ledit module de chauffe 1 et ladite unité de commande 3 sont situés de part et d'autre de ladite unité de distribution 2, par exemple sur deux faces parallèles opposées 10, 11 de ladite unité de distribution 2. L'ensemble du dispositif de chauffage s'étend de la sorte sensiblement selon un plan, ici un plan s'étendant selon les 30 axes X et Y du repère illustré. 7 Ledit module de chauffe 1 comprend, par exemple, des premières bornes de connexion 4 pour la circulation dudit courant et ladite unité de distribution comprend, par exemple, des secondes bornes de connexion 5 pour la circulation dudit courant, lesdites première et seconde bornes étant 5 respectivement connectées l'une à l'autre, en configuration assemblée du dispositif. Les premières bornes 4 sont ici des bornes males, saillantes et les secondes bornes 5 sont des bornes femelles, rentrantes. Les premières bornes 4 sont, par exemple, de forme aplatie. Pour une tension d'alimentation de 12 V, lesdites premières bornes 4 présentent 10 une section de passage du courant, notamment, de 4,8 mm x 0,8 mm ou de 6,35 mm x 0,8 mm. Ladite unité de distribution 2 comprend des troisièmes bornes 6 pour la circulation dudit courant et ladite unité de commande comprend des quatrièmes bornes 7 de connexion pour la circulation dudit courant, lesdites 15 troisièmes et quatrièmes bornes étant respectivement connectées l'une à l'autre, en configuration assemblée du dispositif. Les troisièmes bornes 6 sont des bornes males, saillantes et les quatrièmes bornes 7 sont des bornes femelles, rentrantes. Les troisièmes bornes 6 sont, par exemple, de forme aplatie. Pour 20 une tension d'alimentation de 12 V, lesdites troisièmes bornes 6 présentent une section de passage du courant, notamment, de 4,8 mm x 0,8 mm ou de 6,35 mm x 0,8 mm. Lesdites secondes bornes 5 et lesdites troisièmes bornes 7 sont respectivement situées sur les faces opposées 10, 11 de ladite unité de 25 distribution 2. Elles s'étendent, par exemple, dans le même plan, ici le plan s'étendant selon les axes X et Y du repère illustré, ou à tout le moins dans deux plans parallèles, sensiblement orthogonaux auxdites faces opposées 10, 11 de ladite unité de distribution 2, lesdites faces se trouvant quant à elle dans des plans s'étendant selon les axes Y et Z du repère illustré. 30 Ladite unité de distribution 2 comprend ici un connecteur 8 permettant d'alimenter ledit dispositif avec ledit courant depuis le réseau 8 électrique du véhicule. Ledit connecteur comprend des bornes de connexion au réseau, notamment une borne positive et une borne négative. Ladite unité de distribution 2 comprend, notamment, une enveloppe 12 dont est issu ledit connecteur 8, ce dernier étant solidaire du reste de 5 l'unité de distribution 2. Ledit connecteur 8 et ladite unité de commande 3 sont situés sur une même face de ladite unité de distribution 2. Ladite unité de distribution 2 forme de la sorte un L, l'unité de commande 3 étant rapportée sur une grande branche du L, ceci du même côté qu'une petite branche du L 10 définissant ledit connecteur 8. On diminue de la sorte l'encombrement du dispositif de chauffage en dehors de la veine d'air du flux d'air à réchauffer. Comme illustré à la figure 3, ladite unité de distribution comprend des pistes de conductions de courant 20-24, notamment des bus barres. Lesdites pistes de conductions 20-24 sont logées dans ladite enveloppe 12. 15 Lesdites pistes 20-24 relient entre elles les deuxièmes et troisièmes bornes 5, 6 ainsi que les bornes, repérées 9, du connecteur 8 de ladite unité de commande 2. A cette figure, les éléments de chauffage sont illustrés schématiquement et repérés 13. Ils sont au nombre de trois. Ils 20 comprennent chacun une première électrode 14 et une seconde électrode 15 reliant les résistances 16. Lesdites premières et secondes bornes 4, 5 sont associées par paire à chacun des éléments chauffants 13. Elles sont ainsi au nombre de six chacune. Les troisième et quatrièmes bornes 6, 7 sont ici au nombre de 25 quatre, à savoir une pour chaque élément chauffant 13, et une de plus pour l'alimentation en courant provenant du réseau électrique du véhicule. Une première 20 des pistes de conduction relie la borne 9 négative du connecteur 8 de l'unité de distribution 2 aux secondes bornes 5 reliées aux première électrodes 14 des éléments chauffant 13, par les premières 30 bornes 4 correspondantes. Une deuxième 21, une troisième 22 et une quatrième 23 desdites pistes de conduction relient respectivement les 9 autres deuxièmes bornes 5, c'est-à-dire celles associées aux secondes électrodes 15 des éléments chauffant 13 par l'intermédiaire des premières bornes 4 correspondantes, à trois desdites troisièmes bornes 6. Une cinquième piste de conduction 24 relie la borne 9 positive du connecteur 8 5 de l'unité de distribution 2 à l'autre troisième 6 borne de l'unité de distribution 2. Dans l'exemple illustré, les commutateurs contrôlant la circulation du courant dans le module de chauffe sont situés dans ladite unité de commande 3. Il est en particulier prévu un commutateur par élément 10 chauffant. Une alimentation d'une borne des commutateurs déterminant leur état de conduction est alors réalisée de façon interne à ladite unité de commande 3. Dans cette variante, ladite unité de distribution 2 ne comprend que des pistes de conductions électriques et ne comprend pas de composants électriques ou électroniques servant à contrôler le courant, 15 une telle fonction étant entièrement réalisée au niveau de l'unité de commande 3. En variante, non-illustrée, lesdits commutateurs sont situé dans ladite unité de distribution du courant 2 et/ou ledit module de chauffe 1. L'alimentation de la borne des commutateurs servant à déterminer leur état 20 de conduction est alors réalisée, soit depuis l'unité de commande 3, quand elle est présente, soit depuis l'extérieur, le cas échéant à travers l'unité de distribution 2, par des pistes de conduction adaptées à de plus faibles courants. Ainsi, dans l'une des variantes évoquées dans le paragraphe 25 précédent, ladite unité de commande 3 comprend des premiers plots de connexion pour la transmission d'un ordre de commande desdits commutateur et ladite unité de distribution 2 comprend des seconds plots pour la transmission dudit ordre, lesdites premiers et seconds plots étant respectivement connectés l'un à l'autre, en configuration assemblée du 30 dispositif. 10 Avantageusement, ledit module de chauffe 1, ladite unité de distribution 2 et ladite unité de commande 3 sont assemblés entre eux de façon à réaliser un pont thermique entre ladite unité de commande 3 et ledit module de chauffe 1, par exemple grâce aux pistes de conduction 20- 24 5 de l'unité de distribution 2 et aux bornes 4-7 correspondantes. Ceci permet de réaliser une dissipation de chaleur de l'unité de commande 3 vers le module de chauffe 1. Préférentiellement, ledit dispositif de chauffage comprend des moyens d'assemblage rapide dudit module de chauffe 1, de ladite unité de 10 distribution 2 et/ou de ladite unité de commande 3 entre eux, notamment par emboîtement, encliquetage et/ou autre. Il pourra s'agir de moyens permettant un assemblage robotisé. Ladite unité de commande 3 comprend un connecteur 17 de l'unité de commande 3 à un réseau de transmission de données, notamment à un 15 réseau de transmission de données du véhicule. Ledit connecteur 17 de l'unité de commande 3 comprend ici quatre fiches 18, une par commutateur et une de plus pour une connexion à la masse. Ledit connecteur 17 de l'unité de commande 3 est situé, par exemple, sur une face de l'unité de commande 3 opposée à la face où sont situés les quatrièmes bornes 7 de 20 connexion. Ceci permet de disposer d'une même direction de branchement pour le connecteur 8 de l'unité de distribution 2 et le connecteur 17 de l'unité de commande 3, à savoir une direction de branchement X orientée selon une direction transversale à une direction d'extension longitudinale Y de l'unité de distribution 2 et située dans le plan X,Y d'extension du 25 dispositif de chauffage. Comme illustré aux figures 4 et 5, ladite unité de commande 3 comprend un boîtier 19 et une carte à circuit imprimée 25. Ladite carte à circuit imprimé 25 est logé dans ledit boîtier 19. Ici, elle ferme ledit boîtier 19. Ladite carte à circuit imprimé relie entre eux des composants de 30 traitement de l'unité de commande 3, voire lesdits commutateurs. Elle est en liaison avec les quatrièmes bornes 7. 11 Aux figures 6a à 6c, on a illustré des dispositifs de chauffage conformes à l'invention composés à partir: - de trois modules de chauffe 1 standards, de tailles et de puissances différentes, 5 - de trois unités de distribution 2 standards, de longueurs différentes et correspondant respectivement à la dimension des trois modules de chauffe, - d'une unité de commande 3 commune. Des bornes de connexion de l'unité de commande 3 pourront rester 10 inexploitées, en fonction du nombre d'éléments chauffant du module de chauffe 1. On comprend que la forme du module de chauffe 1 pourra être adaptée aux boîtiers de climatisation auxquels le dispositif de chauffage est destiné sans nécessairement avoir à changer l'unité de distribution 2 et 15 encore moins l'unité de commande 3 associées. Avantageusement, l'unité de commande 3 est situé à une extrémité longitudinale de l'unité de distribution 2, opposée à celle équipée du connecteur 8 de ladite unité de distribution 2. L'invention concerne aussi ledit module de chauffe 1, ladite unité de 20 distribution 2 ou ladite unité de commande 3, tels que décrits plus haut, REVENDICATIONS1. Dispositif de chauffage, notamment pour boîtier de climatisation d'un véhicule automobile, ledit dispositif comportant un module de chauffe (1), configuré pour chauffer un flux d'air à partir d'un courant électrique circulant dans ledit module, et une unité de distribution du courant dans ledit module de chauffe, ledit module de chauffe (1) et ladite unité de distribution (2) étant configurés pour être assemblés l'un à l'autre de façon modulable. 2. Dispositif selon la revendication 1 dans lequel ladite unité de distribution (2) forme une interface de connexion. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 comprenant en outre une unité de commande (3) dudit courant, ladite unité de commande (3) étant configurée pour être assemblées sur ledit module de chauffe (1) et/ou ladite unité de distribution (2) de façon modulable. 4. Dispositif selon la revendication 3 dans lequel ladite unité de commande (3) est montée sur ladite unité de distribution (2). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4 dans lequel ledit module de chauffe (1) et ladite unité de commande (3) sont situés de part et d'autre de ladite unité de distribution (2). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 5 dans lequel ledit module de chauffe (1) comprend des premières bornes de connexion (4) pour la circulation dudit courant et ladite unité de distribution (2) comprend des secondes bornes de connexion (5) pour la circulation dudit courant, lesdites première et seconde bornes (4, 5) étant respectivement connectées les unes aux autres. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant au moins un commutateur piloté, permettant de contrôler une circulation de courant dans ledit module de chauffe (1). 13 8. Dispositif selon la revendication 7 dans lequel ledit commutateur est situé dans ladite unité de commande (3). 9. Dispositif selon la revendication 8 dans lequel ladite unité de distribution (2) comprend des troisièmes bornes de connexion (6) pour la 5 circulation dudit courant et ladite unité de commande (3) comprend des quatrièmes bornes de connexion (7) pour la circulation dudit courant, lesdites troisièmes et quatrièmes bornes (6, 7) étant respectivement connectées les unes aux autres. 10. Dispositif selon la revendication 7 dans lequel ledit commutateur est 10 situé dans ladite unité de distribution (2) et/ou dans ledit module de chauffe (1). 11. Dispositif selon la revendication 10 dans lequel ladite unité de commande (3) comprend des premiers plots de connexion pour la transmission d'un ordre de commande dudit commutateur et ladite unité 15 de distribution (2) comprend des seconds plots de connexion pour la transmission dudit ordre, lesdites premiers et seconds plots étant respectivement connectés l'un à l'autre. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 11 dans lequel ladite unité de distribution (2) comprend un connecteur (8) 20 permettant d'alimenter ledit dispositif avec ledit courant depuis un réseau électrique du véhicule. 13. Dispositif selon la revendication 12 dans lequel ledit connecteur (8) et ladite unité de commande (3) sont situés sur une même face de ladite unité de distribution (2). 25 14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 13 dans lequel ledit module de chauffe (1), ladite unité de distribution (2) et ladite unité de commande (3) sont assemblés entre eux de façon à réaliser un pont thermique entre ladite unité de commande (3) et ledit module de chauffe (1). 14 15. Module de chauffe (1), unité de distribution (2) ou unité de commande (3) d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes.