Brevet FR3099004A1 — publié le 20210122

Description Titre de l'invention : Connecteur surfacique dans un véhicule au- tomobile [0001] La présente invention concerne un connecteur surfacique agencé pour relier élec- triquement des composants dans un véhicule automobile. [0002] La présente invention a pour objet de proposer un connecteur surfacique agencé pour relier électriquement des composants dans un véhicule automobile. [0003] La présente invention concerne ainsi un connecteur surfacique agencé pour relier électriquement des composants dans un véhicule automobile, ce connecteur surfacique comportant un substrat, notamment réalisé en matériau électriquement isolant, et au moins un chemin électriquement conducteur porté par ce substrat, notamment au moins deux chemins conducteurs, le substrat présentant une superficie d'au moins 0,05 m2, notamment d'au moins 0,1 m2, notamment d'au moins 0,5 m2, le substrat étant notamment souple. [0004] Selon l'un des aspects de l'invention, le substrat présente une superficie supérieure à 1m2. [0005] Selon l'un des aspects de l'invention, l'épaisseur du substrat est inférieure à 5 mm. [0006] Avantageusement, le substrat étant de grande dimension, il permet l'alimentation électriquement des composants ou appareils électriques sur de grandes distances. Notamment les chemins conducteurs présentent une résistance électrique R telle que R D2>D3> D4, et U1>U2>U3> U4 pour les tensions entre les électrodes 6. [0047] La couche résistive 4 est une couche déposée sur un substrat 16, notamment par sé- rigraphie, cette couche résistive 4 s'étendant notamment entre les deux électrodes de distribution 8 associées au groupe d'électrodes de contact. [0048] Les électrodes 6 et 8 sont réalisées en matériau conducteur, notamment métallique tel que de l'encre chargée de particules conductrices, notamment de particules d'argent ou de cuivre. [0049] Dans l'exemple décrit, la couche résistive 4 associée au groupe d'électrodes de contact est une couche continue sensiblement rectangulaire. D'autres formes sont bien entendu envisageables. [0050] Les électrodes de contact 6 d'un même groupe 14 présentent la même longueur. En variante, les électrodes 6 peuvent être de longueur différentes. [0051] Dans un exemple non illustré, plusieurs paires d'électrodes de distribution 8 peuvent être prévues, et il y a alors plusieurs groupe 14 d'électrodes de contact 6. [0052] Un composant d'habitable 19 de véhicule automobile, notamment un composant pour être intégré à une portière du véhicule, est prévu avec un panneau radiant 1. Plusieurs composants peuvent être revus dans l'habitacle. [0053] Le composant 19 peut comportant une couche de décoration appliquée sur le panneau radiant. La couche de décoration peut par exemple être imperméable à de l'air, étant par exemple du cuir. [0054] Les électrodes de distribution 8 peuvent, si on le souhaite, avoir des formes plus complexes, avec par exemple un ou plusieurs coudes arrondis reliant des portions rec- 6 tiligncs. [0055] Dans l'exemple décrit, toutes les valeurs Ui d'inter-distance d'un groupe 15 sont dif- férentes. En variante, il est possible que certaines valeurs inter-distance d'un même groupe sont identiques, et non toutes différentes. [0056] Le substrat peut être une feuille ou une toile par exemple. [0057] Les électrodes de contact 6 et leurs électrodes de distribution 8 associées sont agencées à la manière de peignes imbriqués. [0058] Dans une variante, la structure chauffante est utilisée dans un composant d'habitacle, étant un accoudoir pour passager, cette structure pouvant réchauffer le bras d'un passager par contact thermique. [0059] Dans l'exemple décrit, le substrat 16 est extensible. Notamment les éléments de la structure chauffante forment un ensemble extensible, à savoir le substrat 16, la couche résistive 4 et les électrodes de contact 6 sont extensibles et flexibles. [0060] Les électrodes de contact 6 sont formées par des fils enchevêtrés, notamment tissés ou tricotés, sur un substrat 16 respectivement tissé ou tricoté. [0061] Les fils conducteurs formant les électrodes de contact 6 sont au contact de la couche résistive 4. [0062] Dans un autre exemple de l'invention, le substrat est un non tissé. Ce non-tissé peut comporter un mélange de fibres en polypropylène et/ou de fibres en polyester. D'autres fibres peuvent être utilisées, par exemple des fibres naturelles. [0063] En variante, le substrat 16 est un tissu, notamment avec des files extensibles, ou une structure tricotée. [0064] Selon l'un des aspects de l'invention, le substrat peut être une feuille de plastique souple ou une mousse telle que TPU (thermoplastique polyuréthane. [0065] On a représenté sur la figure 3 une structure chauffante 30 destinée notamment à être installée à l'intérieur d'un habitacle d'un véhicule, cette structure étant un panneau radiant, la structure chauffante comprenant un ensemble de fils enchevêtrés dont certains fils 31 forment des électrodes de distribution 32, encore appelées Busbar an anglais, et d'autre fils enchevêtrés 33 forment des électrodes de contact 34. [0066] Le substrat 35 sur lequel sont formées les électrodes 32 et 34 est ici une structure tricotée 35 qui incorpore des fils utilisés comme électrodes de contact et la couche résistive 36 est placée à la surface. L'encre résistive est assemblée par exemple sur le textile par laminage, sérigraphie ou estampage à chaud et transfert. [0067] Le substrat 35 comporte l'un au moins des fils suivants : des fils non étirables pour le substrat, des fils conducteurs non étirables pour des électrodes, des fils de cuivre simple brin ou multibrins, un fil conducteur en cuivre et des fils non conducteurs pour des raisons de résistance mécanique ou de facilité de fabrication. [0068] La structure chauffante 30 comporte un circuit de distribution électrique 39 7 comportant des électrodes de distribution 32 qui transportent le courant des connecteurs vers les électrodes de contact 34 qui sont au contact par exemple d'une couche résistivc. [0069] Les électrodes de contact 34 et de distribution 32 sont par exemple en fils de cuivre. [0070] Lorsque le substrat 35 est tricoté, la caractéristique extensible peut être obtenu soit par l'agencement de la structure tricotée, à savoir par la technique de tricotage, soit par le caractère intrinsèque étirable des fils utilisés pour le tricotage. [0071] Notamment, si l'allongement potentiel du fil conducteur est différent de celui des fibres principales du tricot, l'extrémité de chaque conducteur doit rester libre de se déplacer à l'intérieur ou à l'extérieur du tricot. [0072] On considère A le nombre d'électrodes de contact 34 se raccordant à l'une des électrodes de distribution 32 et B est le nombre de fils utilisés pour chaque électrode de contact, les électrodes de distribution ont ainsi AxB fils tricotés. Les fils tricotés des électrodes de distribution sont tricotés pour également former des éléments de connexion. [0073] Afin d'avoir un procédé de fabrication continu de la structure tricotée ou tissée, il est possible de connecter les deux côtés des électrodes de contact 34 aux électrodes de distribution 32 puis de neutraliser électriquement une portion de ces électrodes de contact de l'électrode de distribution par une coupe des fils des électrodes de contact en les estampant, comme représenté par les zones 41 sur la figure 4, ou en intégrant un isolant électrique dans une zone 42 illustré sur la figure 5, à l'emplacement où la connexion électrique doit être interrompue. Les figures 4 et 5 illustrent des substrats tissés 45. [0074] Il est possible d'avoir un connecteur à la fin de chaque électrode de contact 36, ou une électrode de distribution externe reliant toutes les électrodes de contact ensemble. [0075] Les fils utilisés pour les électrodes de distribution sont de diamètre plus important que les fils utilisés pur former les électrodes de contact, ou fils de chauffage. [0076] Dans le cas d'utilisation de fils de chauffage, il n'est pas obligatoire d'avoir une couche résistive, par exemple une couche d'encre résistive. [0077] Si plusieurs électrodes de contact 34 sont reliées ensemble à l'une des électrodes de distribution 32, comme illustré sur la figure 3, la connexion entre l'électrode de distribution 32 et les électrodes de contact 34 peut être réalisée en intégrant l'électrode de distribution dans la trame de tissage et les électrodes de contact dans la chaine de tissage ou inversement. Grâce à un passage alternatif sur les deux côtés de la structure tissée, la connexion entre électrodes est sécurisée. [0078] On a représenté sur la figure 6 un exemple de connecteur surfacique 100 selon un exemple de réalisation de l'invention. [0079] Ce connecteur surfacique 100 est agencé pour relier électriquement des composants 8 101 dans un véhicule automobile, ce connecteur surfacique 100 comportant un substrat 102 réalisé en matériau électriquement isolant, et des chemins électriquement conducteurs 103 portés parce substrat 102. [0080] Le substrat 102 présente une superficie d'au moins 0,05 m2, notamment d'au moins 0,1 m2, notamment d'au moins 0,5 m2, le substrat étant notamment souple. [0081] Le substrat 102 présente par exemple une superficie supérieure à 1 m2. [0082] L'épaisseur du substrat 102 est inférieure à 5 mm. [0083] Le substrat 102 comporte un film, notamment un film à base d'un matériau polymère, notamment du TPU (polyuréthane thermoplastique) ou la marque Kapton. [0084] Les chemins électriques 103 sont formés par des fils enchevêtrés, notamment tissés ou tricotés, sur ou dans un substrat respectivement tissé ou tricoté. [0085] Selon l'un des aspects de l'invention, le substrat 102 est un textile extensible ou tricot extensible qui incorpore des fils utilisés comme chemins électriques. [0086] Le connecteur 100 comporte un point de connexion électrique d'entrée 105 agencé pour être relié à une alimentation électrique et des points de connexion de sortie 106 agencés pour connecter électriquement le ou les chemins conducteurs 103 à un ou plusieurs composants électriques 101 consommateurs de courant électrique, le chemin conducteur 103 étant alimenté électriquement par le point de connexion d'entrée 105, ces composants étant notamment choisis parmi : un composant d'éclairage , notamment à LED, un composant de chauffage tel qu'un panneau radiant, un composant de gestion de l'habitacle tel qu'un capteur de présence, de température, un composant comprenant une interface utilisateur telle qu'une interface Homme-Machine, notamment du type écran tactile, un composant de contrôle tel qu'utilisant des signaux PWM, un relais statique ou dynamique, une antenne, composant de passage d'informations ou signaux. [0087] Le panneau radiant peut être du type décrit dans les exemples précédents. [0088] Le substrat 102 du connecteur surfacique peut être un substrat pour une couche résistive pour former un panneau radiant comme décrit dans les exemples précédents. Le substrat 102 peut en outre porter des électrodes du panneau radiant. [0089] Le connecteur 100 comporte plusieurs points de connexion de sortie 106 et un seul point de connexion d'entrée 105. [0090] L'un des chemins conducteurs 103 présente une longueur supérieure à 10 cm, notamment 20 cm, notamment 50 cm. [0091] Les chemins conducteurs 103 peuvent être sérigraphiés ou cousus sur le substrat. Dans le cas d'un substrat tricoté, il est possible de tricoter les chemins conducteurs directement dans le substrat textile 102. [0092] Le connecteur surfacique 100 est agencé pour être intégré dans la cabine d'habitacle par exemple dans le toit, dans une porte ou dans le sol. Le connecteur peut être intégré 9 en surface et faire ainsi office de couche de décoration, ou bien être intégré sous une couche de décoration distincte ou entre le châssis du véhicule et un habillage de l'habitacle. [0093] Le connecteur surfacique 100 présente une forme permettant de faciliter l'intégration dans le véhicule. Le connecteur surfacique peut être prédécoupé. Ce pré-découpage peut permettre d'intégrer une partie du connecteur surfacique entre le châssis et l'habillage tandis que d'autres parties du connecteur surfacique, contenant par exemple des fonctions électriques associées, peuvent être situées en surface ou sous une couche de décoration. Pour faciliter l'installation dans le véhicule et la connexion des différentes fonctions ou composants associés, il est possible de mettre en place un système d'identification 1 1 0 des différents chemins conducteurs. Cc système d'identification 110 peut comporter des éléments comme une codification de film de couleur sur le support, d'un identifiant sérigraphie ou cousu ou tamponné par sur le connecteur surfacique. [0094] Le connecteur surfacique 100 comporte des éléments de connexion électrique 111 agencé pour relier le ou les chemins électriques aux composants ou à un câble d'alimentation extérieur 112, ce ou ces éléments de connexion 111 comportant notamment un élément filaire, notamment formé par un ou des fils qui sont solidaires du substrat, ou un élément surfacique. Cet élément surfacique est nommant agencé pour être fixé sur l'un des chemins conducteurs du connecteur surfacique en perforant ce chemin conducteur. Ces éléments de connexion surfacique sont par des éléments de type de la marque Crimptlex. [0095] Le connecteur surfacique 100 comporte une couche de protection 115 agencée pour protéger les chemins conducteurs de l'usure thermomécanique et de prévenir des risques électriques, notamment la couche de protection étant agencé comme d'isolation électrique. Cette couche de protection 115 s'étend par exemple sur tout le substrat. [0096] La couche de protection 115 peut être un guipage ou gainage dans le cas d'éléments de connexion filaire tel que des fils électriques. Ces couches comportent notamment un matériau isolant tel une résine, du caoutchouc, du polychlorure de vinyle. [0097] Les chemins conducteurs présente des sections 140 de forme rectiligne, faisant un angle entre eux, notamment des angles droits. Par exemple chaque chemin 103 comporte trois ou plus sections de directions différentes. [0098] Les chemins conducteurs 103 débouchent sur différents côtés 119 du substrat. [0099] En variante, le ou les chemins conducteurs présentent au moins localement es formes courbes. [0100] Les chemins conducteurs sont à largeur suffisamment petite pour couvrir moins d'un quart, notamment moins de 10%, de la superficie totale du substrat. [0101] La figure 6 montre un module 130 d'un habitable de véhicule automobile comportant un ou des composants électriques et un connecteur surfacique selon l'une des revendications précédentes, agence pour relier ce ou ces composants électriques à une alimentation électrique via le ou les chemins électriques du connecteur surfacique, le composant pouvant être porté sur le substrat du connecteur surfacique ou en variante, être porté sur un support distinct du substrat. 11 REVENDICATIONS[Revendication 1] Connecteur surfacique (100) agencé pour relier électriquement des composants (101) dans un véhicule automobile, cc connecteur surfacique comportant un substrat (102), notamment réalisé en matériau électriquement isolant, et au moins un chemin électriquement conducteur porté par cc substrat, notamment au moins deux chemins conducteurs, le substrat présentant une superficie d'au moins 0,05 m2, notamment d'au moins 0,1 m2, notamment d'au moins 0,5 m2, le substrat étant notamment souple. [Revendication 2] Connecteur selon la revendication précédente, dans lequel le substrat (102) présente une superficie supérieure à 1 m2. [Revendication 3] Connecteur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'épaisseur du substrat est inférieure à 5 mm. [Revendication 4] Connecteur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel. le substrat (102) comporte un film, notamment un film à base d'un matériau polymère, notamment du TPU (polyuréthane thermoplastique) ou Kapton. [Revendication 5] Connecteur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le connecteur (100) comporte un point de connexion électrique d'entrée agencé pour être relié à une alimentation électrique et au moins un point de connexion de sortie agencé pour connecter électriquement le ou les chemins conducteurs à un ou plusieurs composants électriques consommateurs de courant électrique, le chemin conducteur étant alimenté électriquement par le point de connexion d'entrée, ces composants (101) étant notamment choisis parmi : un composant d'éclairage , notamment à LED, un composant de chauffage tel qu'un panneau radiant, un composant de gestion de l'habitacle tel qu'un capteur de présence, de température, un composant comprenant une interface utilisateur telle qu'une interface Homme-Machine, notamment du type écran tactile, un composant de contrôle tel qu'utilisant des signaux PWM, un relais statique ou dynamique, une antenne, composant. de passage d'informations ou signaux. [Revendication 6] Connecteur selon la revendication précédente, dans lequel le connecteur (100) comporte plusieurs points de connexion de sortie et un seul point de connexion d'entrée. [Revendication 7] Connecteur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les chemins conducteurs sont sérigraphiés ou cousus sur le substrat. 12 [Revendication 8] [Revendication 9] [Revendication 10] [Revendication 11] [Revendication 12] Connecteur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le connecteur surfacique (100) est agencé pour être intégré dans la cabine d'habitacle par exemple dans le toit, dans une porte ou dans le sol. Connecteur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le connecteur surfacique (100) comporte des éléments de connexion électrique (111) agencé pour relier le ou les chemins électriques aux composants ou à un câble d'alimentation extérieur, ce ou ces éléments de connexion comportant notamment un élément filaire, notamment formé par un ou des fils qui sont solidaires du substrat, ou un élément surfacique. Connecteur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le connecteur surfacique comporte une couche de protection (115) agencée pour protéger les chemins conducteurs de l'usure thermomécanique et de prévenir des risques électriques, notamment la couche de protection étant agencé comme d'isolation électrique. Connecteur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'un au moins des chemins conducteurs présente des sections, notamment de forme rectiligne, faisant un angle entre eux, notamment des angles droits. Module (130) d'un habitable de véhicule automobile comportant un ou des composants électriques et un connecteur surfacique (100) selon l'une des revendications précédentes, agencé pour relier ce ou ces composants électriques à une alimentation électrique via le ou les chemins électriques du connecteur surfacique, le composant pouvant être porté sur le substrat du connecteur surfacique ou en variante, être porté sur un support distinct du substrat.