Brevet FR3072616A1 — publié le 20190426

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 peuvent comprendre 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. Les dispositifs de chauffage plus perfectionnés comprennent également des moyens de contrôle du courant alimentant les éléments chauffants. Les dispositifs de chauffage sont énergivores et représentent par conséquent un poste de dépense énergétique important. Les constructeurs automobiles cherchent donc à réduire la consommation 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 hybrides. La demanderesse s'est aperçue que les passagers d'un même véhicule automobile n'ont pas les mêmes besoins en air chauffé. A une température donnée dans l'habitacle, le conducteur ne ressent pas le froid de la même manière que les autres passagers lesquels sont plus sensibles. Les dispositifs de chauffage connus consomment continuellement la même énergie que l'air chauffé soit destiné à une personne ou plusieurs personnes assises dans l'habitacle du véhicule automobile pour une température d'air donnée synonyme de perte d'énergie dans la mesure où de l'air est chauffé inutilement. 2 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 dans lequel le dispositif comporte un module de chauffe, 5 configuré pour chauffer un flux d'air à partir d'un courant électrique circulant dans ledit module, ledit module de chauffe définissant une pluralité de zones, chaque zone étant apte à chauffer le flux d'air en direction d'une partie d'un habitacle dudit véhicule automobile, chacune desdites zones comportant une pluralité d'éléments chauffants et dans 10 lequel au moins une desdites zones comporte un nombre d'éléments chauffants différent d'un nombre d'éléments chauffants d'une autre desdites zones. Un tel dispositif de chauffage présente l'avantage d'économiser de 15 l'énergie en réduisant la consommation électrique au profit d'une plus grande autonomie notamment lorsque le véhicule comprend un moteur de propulsion du véhicule électrique ou hybride. Selon d'autres caractéristiques de l'invention qui pourront être prise 20 ensemble ou séparément : - dispositif dans lequel celui-ci comprend au moins deux zones, une première zone destinée à chauffer le flux d'air en direction du 25 conducteur et une seconde zone destinée à chauffer le flux d'air en direction d'un passager avant du véhicule automobile ; - dispositif dans lequel la première zone comprend un nombre Ni d'éléments chauffant et la seconde zone comprend un nombre 30 N2 d'éléments chauffants, le nombre Ni étant inférieur au nombre N2; 3 - dispositif dans lequel les éléments chauffants présentent une résistance électrique dépendant de la température desdits éléments chauffants ; 5 - dispositif dans lequel les éléments chauffants sont à coefficient de température positif ; - dispositif dans lequel, les éléments chauffants sont agencés dans des barreaux, chaque zone comportant une pluralité de 10 barreaux ; - dispositif dans lequel chaque barreau est piloté indépendamment l'un de l'autre ; 15 - dispositif dans lequel les barreaux d'une même zone sont pilotés de sorte qu'une tension et un courant identique sont envoyés dans chaque barreau d'une même zone ; - dispositif dans lequel chaque barreau de la première zone 20 comprend des éléments chauffants et au moins un élément non chauffant ; - dispositif dans lequel un élément non chauffant d'un barreau est agencé de sorte à être voisin d'un élément chauffant d'un autre 25 barreau ; - dispositif dans lequel chaque barreau de la seconde zone comprend cinq éléments chauffants ; 30 - dispositif dans lequel la première zone comporte trois barreaux ; - dispositif dans lequel : o un premier barreau de la première zone comporte quatre 5 éléments chauffants suivis d'un élément non chauffant, o un deuxième barreau de la première zone et voisin du barreau et comportant un élément chauffant suivi de deux éléments non chauffants suivis de deux éléments chauffants, 10 o un troisième barreau de la première zone et voisin du deuxième barreau et identique au premier barreau. 15 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 d'exemple non limitatif et en référence à la figure qui illustre de façon schématique en vue de face, un dispositif de chauffage selon l'invention, 20 Comme illustré sur la figure, l'invention concerne un dispositif 1 de chauffage, notamment pour boîtier de climatisation d'un véhicule automobile. 25 Ledit dispositif 1 comporte un module 2 de chauffe, configuré pour chauffer un flux d'air à partir d'un courant électrique circulant à travers ledit module 2 de chauffe. Ledit module 2 de chauffe 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. 30 Bien que cela ne soit pas détaillé sur la figure, ledit module 2 de chauffe comprend, par exemple, un cadre support, notamment en matériau 4 5 plastique, accueillant un ou plusieurs éléments chauffants. Lesdits éléments chauffants comprennent par exemple, des résistances à effet CTP (pour coefficient de température positif). Chaque élément chauffant forme avantageusement un barreau 4 accueillant les résistances 3 à effet 5 CTP ou des résistances 3 normales, ces dernières étant situées les unes à la suite des autres et connectées électriquement en parallèle. Dans un mode de réalisation préféré, les résistances 3 sont à effet CTP. L'élément 3 chauffant peut en outre comprendre des dissipateurs, par exemple des ailettes en relation de contact thermique avec les résistances 3 à effet CTP. 10 Les dissipateurs sont positionnés, notamment, de part et d'autre desdites résistances 3. Ledit dispositif 1 comprend en outre, une unité 5 de distribution et de commande du courant dans ledit module 2 de chauffe et un connecteur 6 de puissance dudit courant permettant de connecter à la source électrique 15 du véhicule automobile. Ladite unité 5 de distribution forme avantageusement une interface de connexion et de distribution pour relier électriquement le module 2 de chauffe, en particulier les différents éléments 3 chauffants, à un réseau d'alimentation en courant du véhicule, par exemple un réseau 12 V DC 20 (courant continu) ou 48 V DC ou autre, notamment un réseau intégrant une batterie du véhicule. Par « interface de connexion et de distribution», on entend que l'unité 5 de distribution est suffisante pour permettre la circulation du courant dans le module 2 de chauffe, sans avoir à prévoir au niveau dudit module 2 de chauffe une ou plusieurs bornes de connexion 25 spécifiques au réseau d'alimentation en courant du véhicule. Ladite unité 5 de distribution est configurée pour moduler le courant alimentant le module 2 de chauffe, en particulier les différents éléments chauffants, par exemple à l'aide de commutateurs pilotés, permettant de contrôler une circulation de courant dans ledit module 2 de chauffe. Il s'agit, 30 notamment, de transistors, par exemple du type Mosfet ou IGBT, 6 fonctionnant en particulier par modulation de largeur d'impulsions PWM (Pulse Width Modulation). Le module 2 de chauffe et l'unité 5 de distribution sont configurés pour être assemblés l'un à l'autre de façon modulable ou pas. 5 Selon l'invention, le module 2 de chauffe définit une pluralité de zones 7, 8. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures, le module 2 de chauffe comporte deux zones 7, 8 : une première zone 7 chauffant le flux d'air destinée au conducteur et une seconde zone 8 chauffant le flux d'air destiné au(x) passager(s) avant. 10 Ainsi que précédemment évoqué, le module 2 de chauffe comprend des éléments 3 chauffants. Les éléments 3 chauffants comprennent des résistances qui peuvent être fabriquées à partir de divers matériaux. Toutefois, un matériau préféré est la céramique à effet PTC car celle-ci est un matériau à coefficient de température positif et présente des propriétés 15 particulièrement avantageuses dans l'invention. En particulier sa résistance varie en fonction de sa température, ainsi la résistance augmente lorsque sa température augmente et inversement. Ceci permet avantageusement de diminuer la consommation desdites céramiques. Ainsi qu'illustré sur la figure, la première zone 7 comprend un 20 nombre Ni d'éléments 3 chauffants. La seconde zone 8 comprend un nombre N2 d'éléments 3 chauffants. Le nombre Ni est inférieur au nombre N2. Ainsi l'air destiné au conducteur est chauffé par moins d'éléments 3 chauffants que l'air qui arrive au passager. 25 Les éléments 3 chauffants sont agencés dans les barreaux 4. Chaque zone 7, 8 comprend plusieurs barreaux 4. Les éléments 3 chauffants d'un même barreau 4 sont alimentés par des électrodes communes à tous les éléments 3 chauffants du barreau 4. Un barreau 4 se présente sous la forme d'un profilé comportant des éléments 3 chauffants 30 espacés les uns des autres. Un barreau 4 comprend également des électrodes communes aux éléments 3 chauffants. 7 Le courant électrique envoyé et la tension appliquée à chaque barreau 4 d'une même zone 7, 8 est identique. Dans une variante de réalisation chaque barreau 4 est piloté indépendamment. Ainsi le courant électrique et la tension appliqués sont 5 différents d'un barreau 4 à l'autre. Ceci permet avantageusement de contrôler de manière plus précise la chauffe de l'air. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure, chaque barreau 4 de la première zone 7 comporte des éléments 3 chauffants et au moins un élément 9 non chauffant. 10 On entend par « élément non chauffant », des éléments qui ne chauffent pas comme par exemple des fausses céramiques ou des éléments de séparation en matière plastique. Toutefois, un élément 9 non chauffant peut aussi être un espace vide. Un espace vide est particulièrement avantageux en ce qu'il permet 15 de réduire les coûts et facilite la fabrication du dispositif 1. Toutefois, un élément 9 non chauffant telle qu'une fausse céramique présente l'avantage pour le cadre support d'avoir une meilleure rigidité structurelle. Ainsi qu'illustré sur la figure, un élément 9 non chauffant d'un barreau 4 est agencé de sorte à être voisin d'un élément 3 chauffant d'un 20 autre barreau 4. Ceci permet avantageusement de ne pas avoir une surface non chauffante trop importante. En effet, une surface non chauffante trop importante pourrait détériorer la qualité de chauffe de l'air si bien que le conducteur ou le passager ressentirait des différences de température dans le flux d'air. 25 Dans l'exemple de réalisation non limitatif représenté sur la figure, la première zone 7 et la seconde zone 8 comprennent chacune trois barreaux 4. Chaque barreau 4 de la seconde zone 8 comprend cinq éléments 3 chauffants. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure, le dispositif 1 30 comprend un premier barreau 4 situé dans la première zone 7 et comportant quatre éléments 3 chauffants suivis d'un élément 9 non 8 chauffant. Le dispositif 1 comprend un deuxième barreau 4 situé dans la première zone 7 et voisin du premier barreau 4 et comportant un élément 3 chauffant suivi de deux éléments 9 non chauffants suivis de deux éléments 3 chauffants. Le dispositif 1 comprend un troisième barreau 4 situé dans la 5 première zone 7, voisin du deuxième barreau 4 et identique au premier barreau 4. Dans chaque barreau 4 les éléments 3, 9 chauffants et non chauffants sont agencés en ligne. Un nombre inférieur d'éléments chauffants dans la première zone 7 par rapport à la seconde zone 8 implique que l'air en direction du 10 conducteur sera moins chauffé. Ceci semble a priori réduire le confort du conducteur. Toutefois la demanderesse s'est aperçue que le conducteur ne ressent pas la température de la même façon que le passager avant. Par conséquent, le nombre inférieur d'éléments 3 chauffants dans la première zone 7 ne réduit pas le confort thermique perçu par conducteur. 15 Le dispositif 1 de chauffage qui vient d'être décrit présente l'avantage d'économiser de l'énergie en réduisant la consommation électrique au profit d'une REVENDICATIONS1. Dispositif (1) de chauffage, notamment pour boîtier de climatisation d'un véhicule automobile caractérisé en ce que le dispositif (1) comporte un module (2) de chauffe, configuré pour chauffer un flux d'air à partir d'un courant électrique circulant dans ledit module (2), ledit module (2) de chauffe définissant 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'éléments (3) chauffants et en ce qu'au moins une desdites zones (7, 8) comporte un nombre d'éléments (3) chauffants différent d'un nombre d'éléments (3) chauffants d'une autre desdites zones (7, 8). 2. Dispositif (1) selon la revendication 1 dans lequel celui-ci comprend au moins deux zones (7, 8), une première zone (7) destinée à chauffer le flux d'air en direction du conducteur et une seconde zone (8) destinée à chauffer le flux d'air en direction d'un passager avant du véhicule automobile. 3. Dispositif (1) selon la revendication 2 dans lequel la première zone (7) comprend un nombre Ni d'éléments (3) chauffants et la seconde zone (8) comprend un nombre N2 d'éléments (3) chauffants, le nombre Ni étant inférieur au nombre N2. 4. Dispositif (1) selon la revendication 3 dans lequel les éléments (3) chauffants présentent une résistance électrique dépendant de la température desdits éléments (3) chauffants. 5. Dispositif (1) selon la revendication 4 dans lequel les éléments (3) chauffants sont à coefficient de température positif. 10 6. Dispositif (1) selon la revendication 5 dans lequel, les éléments (3) chauffants sont agencés dans des barreaux (4), chaque zone (7, 8) comportant une pluralité de barreaux (4). 5 7. Dispositif (1) selon la revendication 6 dans lequel chaque barreau (4) est piloté indépendamment l'un de l'autre. 8. Dispositif (1) selon la revendication 6 dans lequel les barreaux (4) d'une même zone (7, 8) sont pilotés de sorte qu'une tension et un courant 10 identique sont envoyés dans chaque barreau (4) d'une même zone (7, 8). 9. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 6 à 8 dans lequel chaque barreau (4) de la première zone (7) comprend des éléments (3) chauffants et au moins un élément (9) non chauffant. 15 10. Dispositif (1) selon la revendication 9 dans lequel un élément (9) non chauffant d'un barreau (4) est agencé de sorte à être voisin d'un élément (3) chauffant d'un autre barreau (4). 20