Brevet FR3076973A1 — publié le 20190719

L'invention concerne un dispositif de chauffage électrique pour véhicule automobile ainsi que le procédé de fabrication dudit dispositif de chauffage. Plus particulièrement, l'invention concerne un dispositif de chauffage électrique intégré au sein d'une installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation d'un véhicule automobile. Un dispositif de chauffage électrique comporte généralement au moins un module chauffant contenu dans un corps de chauffe. Ce corps de chauffe comprend quant à lui un boîtier de commande et d'alimentation électrique du ou des modules chauffants à l'intérieur duquel peut être disposé un circuit imprimé. Généralement, un connecteur électrique fait saillie du circuit imprimé et traverse le boîtier au niveau d'un orifice d'alimentation. Sur ce connecteur électrique vient se brancher un connecteur complémentaire afin d'assurer l'alimentation électrique du dispositif de chauffage électrique. Ce connecteur électrique est généralement mis en place lors d'une étape dédiée lors de la fabrication du dispositif de chauffage ce qui peut augmenter les coûts de production. De plus, la disposition et l'orientation de ce connecteur électrique peut ne pas être optimale et il est ainsi difficile de brancher le dispositif de chauffage et de contrôler ce branchement lors du montage sur le véhicule. Un des buts de la présente invention est donc de remédier au moins 25 partiellement aux inconvénients de l'art antérieur et de proposer un dispositif de chauffage amélioré. 2 La présente invention concerne donc un dispositif de chauffage électrique pour le chauffage d'un flux d'air traversant notamment un conduit d'une installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation d'un véhicule automobile, le dispositif de chauffage comportant au moins un module chauffant contenu dans un corps de chauffe, 5 ledit corps de chauffe comprenant un boîtier de commande et d'alimentation électrique du au moins un module chauffant, ledit boîtier comprenant : - un circuit imprimé, disposé à l'intérieur dudit boîtier, - un jeu de barres de connexion électrique du circuit imprimé et du au moins un module chauffant, 10 le jeu de barres de connexion électrique étant surmoulé dans un pièce de surmoulage, ladite pièce de surmoulage comportant également un manchon entourant une extrémité du jeu de barres de connexion électrique de sorte à former un connecteur électrique. Selon un aspect de l'invention, le connecteur électrique est disposé selon un axe 15 de branchement sensiblement perpendiculaire à l'axe du corps de chauffe. Selon un autre aspect de l'invention, le connecteur électrique est disposé selon un axe de branchement sensiblement parallèle ou confondu avec le plan du corps de chauffe. 20 Selon un autre aspect de l'invention, la pièce de surmoulage comporte des pions de positionnement venant s'insérer dans des orifices correspondant sur le circuit imprimé. Selon un autre aspect de l'invention, le dispositif de chauffage comporte un dispositif de positionnement et de maintien de la pièce de surmoulage dans le boîtier, ledit dispositif de positionnement et de maintien comportant : 3 - au moins un orifice femelle en creux disposé sur l'un ou l'autre de la pièce de surmoulage ou du boîtier, et - au moins un appendice mâle complémentaire disposé sur l'autre élément et destiné à venir au sein de l'au moins un orifice femelle. 5 Selon un autre aspect de l'invention : - l'au moins un orifice femelle est une rainure entourant la pièce de surmoulage selon un plan perpendiculaire au plan du corps de chauffe, et - l'au moins un appendice mâle est formé par au moins deux barrettes 10 disposées l'une en face de l'autre au sein du boîtier et venant s'insérer dans la rainure. Selon un autre aspect de l'invention, la pièce de surmoulage est réalisée en polypropylène. 15 Selon un autre aspect de l'invention, le jeu de barres de connexion comporte : - une première barre conductrice électriquement comportant une languette de branchement disposée au sein du connecteur électrique, au moins une connexion électrique avec le circuit imprimé, et au moins une languette 20 de connexion destinée à être reliée à un module chauffant, - une deuxième barre conductrice électriquement comportant une languette de branchement disposée au sein du connecteur électrique et au moins une connexion électrique avec le circuit imprimé, - au moins une troisième barre conductrice électriquement destiné à relier 25 le circuit imprimé avec chaque module chauffant. 4 Selon un autre aspect de l'invention, le jeu de barres de connexion est brasé sur le circuit imprimé. Selon un autre aspect de l'invention, le circuit imprimé est disposé selon un plan 5 sensiblement perpendiculaire au plan du corps de chauffe. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels : 10 - la figure 1 montre une représentation schématique en perspective éclatée d'un dispositif de chauffage additionnel, - la figure 2 montre une représentation schématique en perspective d'un circuit imprimé et du jeu de barres de connexion électrique, - la figure 3 montre une représentation schématique en perspective d'un circuit 15 imprimé et de la pièce de surmoulage, - la figure 4 montre une représentation schématique en perspective éclatée de l'élément de jonction d'un boîtier, - la figure 5 montre une représentation schématique en perspective en coupe de l'élément de jonction d'un boîtier. 20 Les éléments identiques sur les différentes figures, portent les mêmes références. Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque 25 référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s'appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées et/ou interchangées pour fournir d'autres réalisations. 5 Dans la présente description on peut indexer certains éléments ou paramètres, comme par exemple premier élément ou deuxième élément ainsi que premier paramètre et second paramètre ou encore premier critère et deuxième critère etc. Dans ce cas, il s'agit d'un simple indexage pour différencier et dénommer des éléments ou paramètres 5 ou critères proches mais non identiques. Cette indexation n'implique pas une priorité d'un élément, paramètre ou critère par rapport à un autre et on peut aisément interchanger de telles dénominations sans sortir du cadre de la présente description. Cette indexation n'implique pas non plus un ordre dans le temps par exemple pour apprécier tels ou tels critères. 10 Dans la description qui va suivre, on se référera à une orientation fonction des axes Longitudinal, Vertical et Transversal tels qu'ils sont définis arbitrairement par le trièdre L,V,T représenté sur les figures 1 à 5. Le choix des appellations de ces axes n'est pas limitatif de l'orientation que peut prendre le dispositif dans son application à un 15 véhicule automobile. Comme le montre la figure 1, le dispositif de chauffage 1 comporte au moins un module chauffant 4 configuré pour transformer un courant électrique en énergie thermique, contenu dans un corps de chauffe 6. Dans l'exemple présenté à la figure 1, le 20 dispositif de chauffage 1 comporte trois modules chauffants 4, il est cependant tout à fait possible d'imaginer un dispositif de chauffage 1 comportant plus ou moins de trois modules chauffants 4. Le dispositif de chauffage 1 est apte à être logé dans un conduit de circulation d'air d'une installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation (HVAC pour 25 l'acronyme anglais Heating, Ventilation and Air-Conditioning), de manière à transformer l'énergie électrique prélevée sur le véhicule en énergie thermique et à la restituer dans l'air traversant ledit HVAC. 6 L'HVAC n'est pas ici représenté, mais on comprendra qu'un conduit principal de cet HVAC comporte de façon classique une ouverture réalisée dans sa paroi pour l'insertion du dispositif de chauffage additionnel. 5 Les modules chauffants 4 sont disposés longitudinalement selon l'axe longitudinal L, dans le corps de chauffe 6. Le corps de chauffe 6 comporte, à une extrémité du ou des modules chauffants 4, une première extrémité 6a comportant un boîtier 8 de commande et d'alimentation du module chauffant 4. A l'extrémité opposée du ou des modules chauffants 4, le corps de chauffe 6 comporte une deuxième extrémité 10 6b. Dans l'exemple illustré à la figure 1, la première 6a et la deuxième 6b extrémités sont reliées entre elles par des traverses afin d'encadrer complètement le module de chauffe 4, cependant il est tout à fait possible d'imaginer un mode de réalisation où la première 6a et la deuxième 6b extrémités sont indépendantes l'une de l'autre. Le corps de chauffe 6 est de préférence réalisé en un matériau plastique, par 15 exemple du polypropylène ou du polyamide, chargé en fibres de verre. Le boîtier 8 peut être réalisé dans un matériau plus résistant à la chaleur que le reste du corps de chauffe 6. En effet, les connexions électriques des modules chauffants 4 sont réalisées au niveau dudit boîtier 8 et il peut donc être soumis à des températures élevées. 20 Les modules chauffants 4 peuvent notamment comporter : - au moins deux ensembles conducteurs formés : ° d'une électrode conductrice prolongée longitudinalement par une extrémité libre d'électrode, ladite extrémité libre d'électrode étant apte à être reliée à la source d'alimentation électrique du véhicule 25 au niveau du boîtier 8, ° d'une plaque de maintien pouvant être réalisée dans un matériau métallique comme l'aluminium par exemple, et 7 ° d'un intercalaire pris en sandwich et maintenu entre l'électrode conductrice et la plaque de maintien, ledit intercalaire peut notamment être une bande métallique repliée en accordéon et placée entre l'électrode conductrice et la plaque de maintien de 5 sorte qu'un flux d'air puisse traverser ledit intercalaire, - au moins une céramique à effet de coefficient de température positif (CTP), la céramique étant prise en sandwich entre deux ensembles conducteurs. Selon les différents types de modules chauffants 4, les besoins et le type de 10 véhicule automobile, le dispositif de chauffage 1 peut par exemple être branché à une alimentation électrique de 48V ou de 12V. Le boîtier 8 comporte notamment un élément de jonction 81 faisant la liaison avec la première extrémité 6a du corps de chauffe 6. Cet élément de jonction 81 forme 15 notamment un logement 820 recouvert par un couvercle 82. A l'intérieur de ce logement 820 est disposé un circuit imprimé 83 de gestion des modules chauffants 4 et un jeu de barres de connexion électrique 86 du circuit imprimé 83 et des modules chauffants 4, visibles sur les figures 2 et 3. Comme le montre plus en détail la figure 2, le circuit imprimé 83 peut être 20 notamment disposé selon un plan sensiblement perpendiculaire au plan du corps de chauffe 6. Sur la figure 1, le plan du corps de chauffe 6 est défini selon l'axe longitudinal L et l'axe vertical V. Le plan du circuit imprimé 83 est quant à lui défini selon l'axe vertical V et l'axe transversal T. Le jeu de barres de connexion électrique 86 comporte plus précisément une 25 première barre conductrice 86a électriquement. Cette première barre conductrice 86a comprend une languette de branchement 860a permettant un branchement sur un pôle électrique d'une alimentation électrique. La première barre conductrice 86a comprend également au moins une connexion électrique 861a avec le circuit imprimé 83 ainsi 8 qu'au moins une languette de connexion 862a. Chaque languette de connexion 862a est notamment destinée à être connectée à un module chauffant 4 afin de relier les modules chauffants 4 au pôle électrique branché sur la première barre conductrice. Le jeu de barres de connexion électrique 86 comporte également une deuxième 5 barre conductrice 86b électriquement. Cette deuxième barre conductrice 86b comporte une languette de branchement 860b permettant un branchement sur un pôle électrique d'une alimentation électrique différent de celui de la première languette de branchement 860a. La deuxième barre conductrice 86b comporte également au moins une connexion électrique 861b avec le circuit imprimé 83. 10 Le jeu de barres de connexion électrique 86 comporte en outre au moins une troisième barre 86c conductrice électriquement destinée à relier le circuit imprimé 83 avec un module chauffant 4. Les languettes de branchement 860a, 860b sont toutes deux disposées au sein d'un connecteur électrique 85 visible sur la figure 3. 15 La fixation entre le circuit imprimé 83 et le jeu de barres de connexion électrique 86 peut être avantageusement réalisée par brasage. Cette fixation permet la conduction électrique et est suffisamment solide pour éviter l'utilisation de moyens fixation supplémentaires. 20 Comme le montre la figure 3, le jeu de barres de connexion électrique 86 est surmoulé dans une pièce de surmoulage 84. Plus particulièrement, la pièce de surmoulage 84 comporte également un manchon 850 entourant une extrémité du jeu de barres de connexion électrique 86 de sorte à former le connecteur électrique 85. Cette jupe 850 vient de matière avec le corps de la pièce de surmoulage 84. La pièce de 25 surmoulage 84 peut notamment être réalisée en polypropylène, par exemple en polypropylène alvéolé chargé ou non en fibre de verre. Le fait que le jeu de barres de connexion électrique 86 est surmoulé dans une pièce de surmoulage 84 et que cette pièce de surmoulage 84 forme également le connecteur électrique 85 permet de placer ce dernier directement lors du placement de 9 la pièce de surmoulage dans le boîtier 8. Cela permet de simplifier le montage du dispositif de chauffage en éliminant un étape dédiée de mise en place du connecteur électrique 85. 5 Le connecteur électrique 85 peut être notamment disposé selon un axe de branchement A sensiblement perpendiculaire à l'axe du corps de chauffe 6, c'est à dire ici l'axe longitudinal L. Par axe de branchement A, on entend l'axe selon lequel un connecteur complémentaire vient s'insérer dans le connecteur électrique 85 afin d'établir une connexion électrique. 10 Plus précisément, l'axe de branchement A du connecteur électrique 85 peut être sensiblement parallèle ou confondu avec le plan du corps de chauffe 6. Comme illustré sur la figure 3, l'axe de branchement A est ainsi parallèle à l'axe vertical V. Cette orientation du connecteur électrique 85 permet, lorsque le dispositif de chauffage est installé sur l'HVAC, de faciliter le branchement et le contrôle visuel de ce 15 branchement par un opérateur. 11 est cependant tout à fait possible d'imaginer d'autres modes de réalisation pour l'orientation de l'axe de branchement A du connecteur électrique 85. Par exemple un mode de réalisation dans lequel l'axe de branchement A soit sensiblement perpendiculaire à l'axe du corps de chauffe 6 et au plan du corps de chauffe 6, c'est-à- 20 dire que l'axe de branchement A est parallèle à l'axe transversale T. Dans encore un autre mode de réalisation, l'axe de branchement A du connecteur électrique 85 peut être sensiblement parallèle à l'axe du corps de chauffe 6 et ainsi être parallèle à l'axe longitudinal L. 25 Afin de faciliter le montage et le positionnement du circuit imprimé 83, la pièce de surmoulage 84 peut comporter des pions 830 de positionnement venant s'insérer dans des orifices correspondants sur le circuit imprimé 83. 10 Comme le montre la figure 4, l'élément de jonction 81 du boîtier 8 peut être réalisé à partir de deux pièces 81a, 81b accolées l'une à l'autre selon l'axe vertical V. Le logement 820 est ouvert sur son fond afin de laisser passer les languettes de connexion 862a et les troisièmes barres 86c conductrices. Le logement 820 peut plus 5 particulièrement avoir une longueur selon l'axe V inférieure à celle de la largeur totale de l'élément de jonction 81 selon l'axe V. L'élément de jonction 81 peut ainsi comporter un plateau 812. Au niveau de ce plateau 812, le logement 820 peut comporter une ouverture 811 afin de laisser passer la pièce de surmoulage 84 de sorte que le connecteur électrique 85 vienne se placer au niveau dudit plateau 812. Le plateau 812 10 permet ainsi que le connecteur électrique 85 soit protégé d'éventuels chocs notamment lors du stockage, de la manipulation et du montage de dispositif de chauffage 1. De plus cela permet un gain de place au niveau de l'HVAC évitant ainsi d'avoir un connecteur électrique 85 trop saillant. 15 Le dispositif de chauffage 1, et plus particulièrement le boîtier 8 peut comporter un dispositif de positionnement et de maintien de la pièce de surmoulage 84 dans ledit boîtier 8. Ce dispositif de positionnement et de maintien comporte notamment : - au moins un orifice femelle 840 en creux disposé sur l'un ou l'autre de la pièce de surmoulage 84 ou du boîtier 8, et 20 - au moins un appendice mâle 810 complémentaire disposé sur l'autre élément et destinée à venir au sein de l'au moins un orifice femelle 840. Comme montré sur la figure 3, l'au moins un orifice femelle 840 peut être une rainure entourant la pièce de surmoulage 84 selon un plan perpendiculaire au plan du 25 corps de chauffe 6, c'est à dire selon un plan comprenant l'axe vertical V et l'axe transversal T. Comme montré sur la figure 4, l'au moins un appendice mâle 810 peut être formé quant à lui par au moins deux barrettes disposées l'une en face de l'autre au sein du boîtier 8, plus précisément au sein du logement 820 de l'élément de jonction 81. 11 Dans l'exemple présenté, l'élément de jonction 81 porte quatre barrettes 810 afin d'entourer complètement la pièce de surmoulage 84 et ainsi la maintenir dans le logement 820 sans qu'elle puisse bouger, que ce soit selon l'axe longitudinal L, vertical V ou transversal T. 5 La figure 5 montre une vue en coupe de l'élément de jonction 81 comportant la pièce de surmoulage 84 et le circuit imprimé 83. Sur cette figure 5, de chaque côté de la pièce de surmoulage 84, les barrettes 810 sont insérées dans la rainure 840. Ainsi, on voit bien que le dispositif de chauffage 1 selon l'invention, de par le 10 fait que la pièce de surmoulage 84 comporte le connecteur électrique 85, permet que ce dernier soit plus facile à monter. De plus cela permet également un positionnement du connecteur électrique 85 tel qu'il REVENDICATIONS1. Dispositif de chauffage (1) électrique pour le chauffage d'un flux d'air traversant notamment un conduit d'une installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation d'un véhicule automobile, le dispositif de chauffage (1) comportant au moins un module chauffant (4) contenu dans un corps de chauffe (6), ledit corps de chauffe (6) comprenant un boîtier (8) de commande et d'alimentation électrique du au moins un module chauffant (4), ledit boîtier (8) comprenant : - un circuit imprimé (83), disposé à l'intérieur dudit boîtier (8), - un jeu de barres de connexion électrique (86) du circuit imprimé (83) et du au moins un module chauffant (4), caractérisé en ce que le jeu de barres de connexion électrique (86) est surmoulé dans un pièce de surmoulage (84), ladite pièce de surmoulage (84) comportant également un manchon (850) entourant une extrémité du jeu de barres de connexion électrique (86) de sorte à former un connecteur électrique (85). 2. Dispositif de chauffage (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le connecteur électrique (85) est disposé selon un axe de branchement (A) sensiblement perpendiculaire à l'axe du corps de chauffe (6). 3. Dispositif de chauffage (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le connecteur électrique (85) est disposé selon un axe de branchement (A) sensiblement parallèle ou confondu avec le plan du corps de chauffe (6). 13 4. Dispositif de chauffage (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pièce de surmoulage (84) comporte des pions (830) de positionnement venant s'insérer dans des orifices correspondant sur le circuit imprimé (83). 5 5. Dispositif de chauffage (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de positionnement et de maintien de la pièce de surmoulage (84) dans le boîtier (8), ledit dispositif de positionnement et de maintien comportant : 10 - au moins un orifice femelle (840) en creux disposé sur l'un ou l'autre de la pièce de surmoulage (84) ou du boîtier (8), et - au moins un appendice mâle (810) complémentaire disposé sur l'autre élément et destiné à venir au sein de l'au moins un orifice femelle (840). 15 6. Dispositif de chauffage (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que : - l'au moins un orifice femelle (840) est une rainure entourant la pièce de surmoulage (84) selon un plan perpendiculaire au plan du corps de chauffe (6), et 20 - l'au moins un appendice mâle (810) est formé par au moins deux barrettes disposées l'une en face de l'autre au sein du boîtier (8) et venant s'insérer dans la rainure. 7. Dispositif de chauffage (1) selon l'une des revendications précédentes, 25 caractérisé en ce que la pièce de surmoulage (84) est réalisée en polypropylène. 8. Dispositif de chauffage (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le jeu de barres de connexion (86) comporte : 14 - une première barre conductrice (86a) électriquement comportant une languette de branchement (860a) disposée au sein du connecteur électrique (85), au moins une connexion électrique (861a) avec le circuit imprimé (83), et au moins une languette de connexion (862a) destinée à 5 être reliée à un module chauffant (4), - une deuxième barre conductrice (86b) électriquement comportant une languette de branchement (860b) disposée au sein du connecteur électrique (85) et au moins une connexion électrique (86 lb) avec le circuit imprimé (83), 10 - au moins une troisième barre (86c) conductrice électriquement destiné à relier le circuit imprimé (83) avec chaque module chauffant (4). 9. Dispositif de chauffage (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le jeu de barres de connexion (86) est brasé sur le circuit imprimé (83). 15 10. Dispositif de chauffage (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le circuit imprimé (83) est disposé selon un plan sensiblement perpendiculaire au plan du corps de chauffe (6).