Brevet FR3101283A1 — publié le 20210402

Structure chauffante pour véhicule automobile L’invention concerne une structure chauffante (1) destiné notamment à être installé à l’intérieur d’un habitacle d’un véhicule, la structure chauffante (1) comprenant au moins une couche résistive agencée pour produire un dégagement thermique lorsque cette couche (4) est traversée par un courant électrique, ce panneau comprenant en outre un réseau d’électrodes (5) comportant une pluralité d’électrodes de contact (6) agencées pour être en contact électrique avec la couche résistive pour faire parcourir du courant électrique dans cette couche résistive. Figure de l’abrégé : Figure 3 Structure chauffante pour véhicule automobile La présente invention concerne une structure chauffante destinée notamment à être installé à l’intérieur d’un habitacle d’un véhicule, cette structure étant notamment un panneau radiant. Généralement, un panneau radiant comprend une pluralité d’électrodes configurées pour délivrer de la chaleur par effet Joule en alimentant avec du courant électrique un revêtement conducteur. On pourra par exemple se reporter au document US 2016/0059669 qui décrit un tel panneau radiant. Un panneau radiant est un dispositif comprenant généralement un circuit électrique configuré pour délivrer de la chaleur par effet Joule en alimentant avec du courant électrique des éléments conducteurs résistifs. Il peut s’agir d’éléments filaires ou des revêtements surfaciques. D’après la littérature existante, le revêtement conducteur peut être par exemple une couche de peinture comprenant des particules de carbone et/ou des particules métalliques. Un problème soulevé aujourd’hui est la difficulté d’obtenir un chauffage homogène sur toute la surface du panneau radiant, c’est-à-dire une température de chauffage qui ne varie pas d’un point à l’autre de la surface du panneau radiant. A cet inconvénient s’ajoutent des contraintes géométriques puisque le panneau radiant est destiné à être disposé dans différentes parties de l’habitacle (pavillon, portière, pilier, boîte à gants, etc.. La présente invention a pour objet de proposer des panneaux radiants améliorés. La présente invention ainsi une structure chauffante destinée notamment à être installée à l’intérieur d’un habitacle d’un véhicule, cette structure chauffante étant notamment un panneau radiant, la structure chauffante comprenant au moins une couche résistive agencée pour produire un dégagement thermique lorsque cette couche est traversée par un courant électrique, cette structure comprenant en outre un réseau d’électrodes comportant une pluralité d’électrodes de contact agencées pour être en contact électrique avec la couche résistive pour faire parcourir du courant électrique dans cette couche résistive, certaines au moins de ces électrodes de contact étant agencées avec une inter-distance entre électrodes successives qui est variable. Il est connu que la puissance thermique créée par effet Joule dépend de la tension d’alimentation U ainsi que de la résistance électrique R entre les deux électrodes, ici deux électrodes de contact, et vérifie la loi : P = U²/R. La résistance R est proportionnelle à la distance d entre les deux électrodes de contact. Le déposant a constaté que la consommation électrique de chaque zone de la couche résistive, entre deux électrodes de contact consécutives, entraîne une chute de tension le long de l’électrode de distribution, et donc le long des paires d’électrodes de contact. Comme la différence de potentiel pour ces zones est reliée à la puissance fournie par la zone avec la formule de la puissance P = U² / R, la structure chauffante fournit de moins en moins de capacité de chauffage le long des paires d’électrodes de contact. L’invention permet de contrecarrer ce phénomène d’hétérogénéité de chauffage et de fournir un chauffage homogène, grâce à ces inter-distances entre électrodes de contact qui sont adaptées pour diminuer la résistance électrique entre deux électrodes de contact et ainsi avoir une puissance dissipée aussi homogène que souhaitée. L’invention permet, pour obtenir cette homogénéité, d’utiliser le même revêtement résistif ou couche résistive, notamment de même conductivité, avec la même épaisseur. Cela permet de garder le processus simple de fabrication de la structure chauffante. Selon l’un des aspects de l’invention, les électrodes de contact sont, au moins pour certaines d’entre elles, notamment pour toutes les électrodes de contact du réseau d’électrodes, parallèles entre elles. Selon l’un des aspects de l’invention, le réseau d’électrodes comprend des électrodes de distribution agencées pour conduire du courant électrique d’une source électrique vers les électrodes de contact, plusieurs électrodes de contact se raccordant à une même électrode de distribution. Selon l’un des aspects de l’invention, l’une au moins des électrodes de distribution est rectiligne sur une partie au moins de sa longueur, et les électrodes de contact qui sont associées à cette électrode de distribution se raccordant, par exemple perpendiculairement, à cette électrode de distribution. Bien entendu, les électrodes de distribution peuvent présenter des formes différentes, notamment courbes avec des arrondis. Les électrodes de distribution peuvent parallèles entre elles ou non. Selon l’un des aspects de l’invention, le réseau d’électrodes comporte au moins deux électrodes de distribution qui sont parallèles entre elles sur au moins une partie de leur longueur, et leurs électrodes de contact associées sont disposées entre ces deux électrodes de distribution et sont alternées avec une inter-distance qui décroit en lien avec la décroissance de la tension présente entre les paires d’électrodes de manière à maintenir sensiblement uniforme la puissance électrique entre les paires d’électrodes de contact. Selon l’un des aspects de l’invention, les électrodes de contact disposées entre deux électrodes de distribution, ces électrodes de contact faisant partie d’un même groupe d’électrodes de contact, présente seulement deux valeurs d’inter-distance, ou au moins trois valeurs ou plus valeurs d’inter-distance. Selon l’un des aspects de l’invention, la couche résistive est une couche déposée sur un substrat, notamment par sérigraphie, cette couche résistive s’étendant notamment entre les deux électrodes de distribution associées au groupe d’électrodes de contact. Selon l’un des aspects de l’invention, la couche résistive comporte notamment du carbone. Selon l’un des aspects de l’invention, les électrodes sont réalisées en matériau conducteur, notamment métallique tel que de l’encre chargée de particules conductrices, notamment de particules d’argent ou de cuivre. Si on le souhaite, les électrodes sont des rubans adhésifs métalliques, par exemple en cuivre. Le cas échéant, ces électrodes pourront éventuellement être réalisées par dépôt d’un matériau sur le substrat Selon l’un des aspects de l’invention, la couche résistive associée au groupe d’électrodes de contact est une couche continue, ou en variante comporte une pluralité d’éléments résistifs discrets formant cette couche. Selon l’un des aspects de l’invention, les électrodes de contact d’un même groupe présentent la même longueur. Selon l’un des aspects de l’invention, la structure chauffante comporte un substrat qui porte la couche résistive et les électrodes. Le substrat est de préférence d’épaisseur inférieure à 1 cm, pour une superficie de plusieurs cm2 au moins. La structure chauffante est notamment de forme en couche(s). Cette structure peut être souple ou flexible, notamment pour épouser la forme d’une surface sur laquelle elle est destinée à être assemblée. Il est par ailleurs constaté le problème technique suivant. Il peut arriver que la structure chauffante, ou panneau radiant, doive être appliquée à des surfaces présentant des trous et/ou des discontinuités. Ceci peut générer des difficultés de conception et de production car le positionnement des électrodes peut devenir relativement complexe. Parfois il peut s’avérer nécessaire d’augmenter le nombre de panneaux radiants pour une surface donnée, du fait de la relative complexité de cette surface. Chaque panneau radiant nécessite alors une connexion et une isolation séparées, le coût et la main-d'œuvre peuvent augmenter. Dans certaines situations, il peut ainsi être avantageux d’avoir une seule structure chauffante qui couvre une surface relativement complexe. C’est l’un de buts de l’invention telle que définie ci-dessous. L’invention a ainsi encore pour objet, indépendamment ou en combinaison avec ce qui précède, une structure chauffante, notamment souple ou flexible, destinée notamment à être installée à l’intérieur d’un habitacle d’un véhicule, cette structure étant notamment un panneau radiant, la structure chauffante comprenant au moins une couche résistive agencée pour produire un dégagement thermique lorsque cette couche est traversée par un courant électrique, cette structure comprenant en outre un réseau d’électrodes comportant une pluralité d’électrodes de contact agencées pour être en contact électrique avec la couche résistive pour faire parcourir du courant électrique dans cette couche résistive, et le réseau d’électrodes comprend des électrodes de distribution agencées pour conduire du courant électrique d’une source électrique vers les électrodes de contact, plusieurs électrodes de contact pouvant se raccorder à une même électrode de distribution, ces électrodes de distribution comportant au moins une électrode de distribution principale et au moins une électrode de distribution secondaire qui sont de même polarité électrique, l’électrode de distribution secondaire se raccordant sur l’électrode de distribution principale et une pluralité d’électrodes de contact se raccordant à l’électrode de distribution secondaire. Grâce à l’invention, des électrodes secondaires sont proposées, notamment comme ramifications d’une électrode de distribution principale encore appelée Busbar en anglais, pour longer une discontinuité de la surface sur laquelle est appliquée la structure chauffante. Cette solution ne nécessite qu'un seul panneau radiant, quelle que soit la complexité de la surface, ce qui peut réduire le travail et les coûts liés à la connexion et à l'isolation supplémentaires. Selon l’un des aspects de l’invention, le ou les électrodes de distribution secondaires sont disposées à distance de la couche résistive. Selon l’un des aspects de l’invention, les électrodes de contact se raccordent à l’électrode de distribution secondaire en étant parallèles entre elles, et notamment perpendiculairement à cette électrode de distribution secondaire. Selon l’un des aspects de l’invention, deux électrodes de distribution principales sont prévues et les électrodes de distribution secondaires sont placées entre les électrodes de distribution principales. Selon l’un des aspects de l’invention, la structure chauffante comporte un substrat avec une ouverture, notamment formée par découpe, et l’une au moins des électrodes de distribution secondaire longe au moins partiellement une portion de pourtour de cette ouverture. Selon l’un des aspects de l’invention, il est prévu deux électrodes de distribution secondaires de part et d’autre de l’ouverture. Selon l’un des aspects de l’invention, il est prévu trois ou quatre électrodes de distribution secondaires, chacune étant sur un côté de l’ouverture. Selon l’un des aspects de l’invention, les électrodes de distribution secondaires sont soit perpendiculaires entre elles soit parallèles entre elles. Selon l’un des aspects de l’invention, la ou les électrodes de distribution secondaires présentent une largeur plus petite que la largeur de l’électrode de distribution principale à laquelle elles se raccordent. Selon l’un des aspects de l’invention, les électrodes de distribution présentent au moins trois valeurs de largeur différentes. Selon l’un des aspects de l’invention, les électrodes de distribution secondaires présentent des largeurs différentes entre elles, et notamment chacune de ces électrodes ayant une largeur constante sur leur longueur. Selon l’un des aspects de l’invention, certaines de ces électrodes de distribution secondaires sont disposée entre des électrodes de contact. Selon l’un des aspects de l’invention, l’une au moins des électrodes de distribution secondaires se raccorde à l’une des autres électrodes de distribution secondaires, notamment en faisant un angle droit en elles. L’invention a encore pour objet un composant d’habitable de véhicule automobile, notamment un composant pour être intégré à une portière du véhicule, ou notamment des parties de planche de bord, d’habillage de cave à pied, de pavillon, d’accoudoir, comportant une structure chauffante, notamment un panneau radiant, telle que précitée. Selon l’un des aspects de l’invention, le composant d’habitacle qui comprend la structure chauffante, par exemple le panneau radiant, est agencé pour chauffer par radiation thermique (panneau radiant) ou par conduction thermique ou contact thermique (structure chauffante par contact), et non par chauffage par convection, par exemple par de la chaleur transportée par de l’air en mouvement. Notamment la structure chauffante n’est traversée par aucun flux d’air destiné à refroidir ou chauffer l’habitacle. De préférence, le panneau est déconnecté de système de mise en mouvement d’air. La structure chauffante et l’HAVC du véhicule peuvent, si on le souhaite, être contrôlés de manière coordonnée. Le composant forme par exemple un élément d’une boite à gant ou un panneau de portière de véhicule, ou de toit d’habitacle. L’invention a encore pour objet une structure chauffante ayant une couche résistive et des électrodes pour chauffer cette couche, cette structure étant configurée pour être intégrée dans un composant d’habitacle qui comporte un décor visible depuis l’intérieur de l’habitacle, ce décor étant par exemple un habillage de l’habitable, tel que par exemple un tissu, un cuir ou un revêtement esthétique. Il est entendu que l’ensemble des caractéristiques et configurations précédemment ne sont en rien limitatives. D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description détaillée donnée ci-après, et de plusieurs exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins schématiques annexés, sur lesquels : La figure 1 est une représentation schématique d’un exemple de réalisation d’un panneau radiant selon un exemple de réalisation de l’invention; La figure 2 est une représentation schématique de composants incluant le panneau radiant de l’invention ; La figure 3 est une représentation schématique d’un panneau radiant selon un autre exemple de réalisation de l’invention. La figure 1 représente panneau radiant 1, formant une structure chauffante au sens de l’invention, agencé pour être installé à l’intérieur d’un habitacle 3 d’un véhicule. Le panneau radiant 1 comprend une couche résistive 4 agencée pour produire un dégagement thermique lorsque cette couche 4 est traversée par un courant électrique. La couche résistive 4 est par exemple une peinture acrylique chargée de particules conductrices ou semi conductrices. La charge conductrice est par exemple sous la forme de paillettes de carbone et de graphite. Ce panneau 1 comprend en outre un réseau d’électrodes 5 comportant une pluralité d’électrodes de contact 6 agencées pour être en contact électrique avec la couche résistive 4 pour faire parcourir du courant électrique dans cette couche résistive 4. Ces électrodes de contact 6 sont agencées avec une inter-distance D1, D2 … Di entre électrodes successives, inter-distance qui est variable. Ces électrodes de contact 6 sont rectilignes et parallèles entre elles dans l’exemple décrit. Le réseau d’électrodes 5 comprend des électrodes de distribution 8 agencées pour conduire du courant électrique, l’une de ces électrodes 8 étant reliée d’une source électrique 9 par exemple de polarité électrique positive, vers les électrodes de contact 6. L’autre électrode de distribution 8 est reliée à l’autre polarité, étant par exemple reliée à une masse. Le courant électrique passe ainsi dans une électrode de distribution 8, qui le distribue dans les électrodes de contact 6. Le courant circule ensuite dans la couche résistive 4 avant d’être collecté par les électrodes de contact 6 reliées à l’autre électrode de distribution 8. Plusieurs électrodes de contact 6 se raccorde à une même électrode de distribution 8. Les électrodes de distribution 8 sont rectilignes sur une partie de sa longueur, voire toute leur longueur, et les électrodes de contact 6 qui sont associées à ces électrodes de distribution 8 se raccordant perpendiculairement à cette électrode de distribution 8 associée. Ici le réseau d’électrodes 5 comporte deux électrodes de distribution 8 qui sont parallèles entre elles, et leurs électrodes de contact 6 associées sont disposées entre ces deux électrodes de distribution 8 et sont alternées avec une inter-distance D1, D2.. Di qui décroit en lien avec la décroissance de la tension U1, U2… Ui présente entre les paires d’électrodes 6 de manière à maintenir sensiblement uniforme la puissance électrique entre les paires d’électrodes de contact. Les électrodes de contact 6 disposées entre les deux électrodes de distribution 8, ces électrodes de contact faisant partie d’un même groupe 14 d’électrodes de contact, présente une pluralité de valeurs d’inter-distance D1, D2 … Di. Dans l’exemple décrit, nous avons D1>D2>D3> D4, et U1>U2>U3> U4 pour les tensions entre les électrodes 6. La couche résistive 4 est une couche déposée sur un substrat 16, notamment par sérigraphie, cette couche résistive 4 s’étendant notamment entre les deux électrodes de distribution 8 associées au groupe d’électrodes de contact. 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. 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. Les électrodes de contact 6 d’un même groupe 14 présentent la même longueur. En variante, les électrodes 6 peuvent être de longueur différentes. 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. 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. 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. 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 rectilignes. Dans l’exemple décrit, toutes les valeurs Ui d’inter-distance d’un groupe 15 sont différentes. En variante, il est possible que certaines valeurs inter-distance d’un même groupe sont identiques, et non toutes différentes. Le substrat peut être une feuille ou une toile par exemple, ou encore par exemple une couche de non-tissé qui est souple. Les électrodes de contact 6 et leurs électrodes de distribution 8 associées sont agencées à la manière de peignes imbriqués. 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. On a représenté sur la figure 3 une structure chauffante 20, sensiblement analogue à ce qui est décrit ci-dessus, la structure chauffante 20 comprenant une couche résistive 21 agencée pour produire un dégagement thermique lorsque cette couche 21 est traversée par un courant électrique, cette structure comprenant en outre un réseau d’électrodes 22 comportant une pluralité d’électrodes de contact 23 agencées pour être en contact électrique avec la couche résistive 21 pour faire parcourir du courant électrique dans cette couche résistive. Le réseau d’électrodes 22 comprend en outre des électrodes de distribution 24 agencées pour conduire du courant électrique d’une source électrique vers les électrodes de contact 23, plusieurs électrodes de contact pouvant se raccorder à une même électrode de distribution. Ces électrodes de distribution 24 comportent deux électrodes de distribution principales 25 et des électrodes de distribution secondaires 26 qui sont de même polarité électrique que celle de l’électrode de distribution principale 25 sur laquelle elles se raccordent. Chaque électrode de distribution secondaire 26 peut comporter plusieurs portions rectilignes 27 qui forment une ramification plus ou moins complexe en fonction de formes de parcours souhaitées. Dans le présent exemple, chaque électrode secondaire 26 comporte deux portions rectilignes se croisant à angle droit. Chaque électrode de distribution secondaire 26 se raccorde sur l’électrode de distribution principale associée 25 et une pluralité d’électrodes de contact 23 se raccordant à l’électrode de distribution secondaire 26. Les électrodes de distribution secondaires 26 sont disposées à distance de la couche résistive 21. Les électrodes de contact 23 se raccordent à l’électrode de distribution secondaire associée 26 en étant parallèles entre elles, et perpendiculairement à cette électrode de distribution secondaire 26. Deux électrodes de distribution principales 24 sont prévues et les électrodes de distribution secondaires 26 sont placées entre les électrodes de distribution principales 24. Les électrodes principales 24 ont des portions rectilignes parallèles 29 et les électrodes secondaires 26 sont entre ces portions rectilignes 29. La structure chauffante 20 comporte un substrat 30 avec une ouverture 31, notamment formée par découpe, et de forme rectangulaire, et les électrodes de distribution secondaires 26 longent au moins partiellement une portion de pourtour 32 de cette ouverture. Cette ouverture 31 est à distance des bordures extérieures 33 du substrat 30. Il est prévu deux électrodes de distribution secondaires 26 de part et d’autre de l’ouverture 31. Le cas échéant, il est prévu trois ou quatre électrodes de distribution secondaires 26, chacune étant sur un côté de l’ouverture 31. Les électrodes de distribution secondaires 26 sont soit perpendiculaires entre elles soit parallèles entre elles. En variante, ces électrodes 26 peuvent être courbes. Les électrodes de distribution secondaires 26 présentent une largeur plus petite que la largeur de l’électrode de distribution principale à laquelle elles se raccordent. Selon l’un des aspects de l’invention, les électrodes de distribution 26 présentent au moins trois valeurs de largeur différentes. Dans l’exemple décrit, les électrodes de distribution secondaires 26 présentent des largeurs différentes entre elles, et notamment chacune de ces électrodes ayant une largeur constante sur leur longueur. Certaines de ces électrodes de distribution secondaires 26 sont disposée entre des électrodes de contact 23. Des électrodes de distribution secondaires 26 se raccordent à l’une des autres électrodes de distribution secondaires 26, notamment en faisant un angle droit en elles. L’ouverture 31 correspond par exemple à la présence d’un organe d’actionnement, par exemple une poignée, sur la surface qui est destinée à recevoir la structure chauffante 20. La largeur d’une électrode est ici la dimension mesurée perpendiculairement à l’étendue longitudinale de cette électrode. Cette largeur est par exemple inférieure à 10 ou 20 mm, notamment comprise entre 0,1 mm et 10 mm, notamment entre 0,5 mm et 5 mm. Structure chauffante (20), notamment souple ou flexible, destinée notamment à être installée à l’intérieur d’un habitacle d’un véhicule, cette structure étant notamment un panneau radiant, la structure chauffante (20) comprenant au moins une couche résistive agencée pour produire un dégagement thermique lorsque cette couche (21) est traversée par un courant électrique, cette structure comprenant en outre un réseau d’électrodes (22) comportant une pluralité d’électrodes de contact (23) agencées pour être en contact électrique avec la couche résistive pour faire parcourir du courant électrique dans cette couche résistive, et le réseau d’électrodes (22) comprend des électrodes de distribution (24) agencées pour conduire du courant électrique d’une source électrique vers les électrodes de contact, plusieurs électrodes de contact pouvant se raccorder à une même électrode de distribution, ces électrodes de distribution comportant au moins une électrode de distribution principale et au moins une électrode de distribution secondaire qui sont de même polarité électrique, l’électrode de distribution secondaire se raccordant sur l’électrode de distribution principale (25) et une pluralité d’électrodes de contact se raccordant à l’électrode de distribution secondaire (26). Structure chauffante selon la revendication précédente, dans laquelle le ou les électrodes de distribution secondaires (26) sont disposées à distance de la couche résistive. Structure chauffante selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle deux électrodes de distribution principales (24) sont prévues et les électrodes de distribution secondaires (26) sont placées entre les électrodes de distribution principales. Structure chauffante selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle la structure chauffante comporte un substrat avec une ouverture (31), notamment formée par découpe, et l’une au moins des électrodes de distribution secondaire longe au moins partiellement une portion de pourtour de cette ouverture. Structure chauffante selon la revendication précédente, dans laquelle il est prévu deux électrodes de distribution secondaires de part et d’autre de l’ouverture (31). Structure chauffante selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle la ou les électrodes de distribution secondaires (26) présentent une largeur plus petite que la largeur de l’électrode de distribution principale à laquelle elles se raccordent. Structure chauffante selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle les électrodes de distribution secondaires (26) présentent des largeurs différentes entre elles, et notamment chacune de ces électrodes ayant une largeur constante sur leur longueur. Structure chauffante selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle certaines de ces électrodes de distribution secondaires sont disposée entre des électrodes de contact. Composant (19) d’habitable de véhicule automobile, notamment un composant pour être intégré à une portière du véhicule, comportant une structure chauffante, notamment un panneau radiant, selon l’une des revendications précédentes. Composant formant un élément d’une boite à gant ou un panneau de portière de véhicule.