Brevet FR3162025A1 — publié le 20251114

Dispositif de chauffage de fluide (100) pour un véhicule, notamment automobile, comprenant : - un boîtier (2) comprenant une chambre de circulation (21) apte à être parcourue par un fluide et une chambre de commande (22), - au moins un élément électrique chauffant (4) apte à chauffer le fluide dans ladite chambre de circulation (21), - une carte électronique (5) disposée dans la chambre de commande (22) et apte à commander un courant électrique circulant dans ledit ou lesdits éléments électriques chauffants (4) - au moins un absorbeur d’humidité (40) disposé dans la chambre de commande. Figure pour l’abrégé : figure 1 Dispositif de chauffage de fluide, notamment destiné à un véhicule L’invention concerne un dispositif de chauffage de fluide, notamment destiné à un véhicule, plus particulièrement dans le but de réchauffer l’air passant dans une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation de l’habitacle du véhicule et/ou de thermo-réguler une batterie. Il pourra s’agir notamment d’un véhicule électrique ou hybride. Il est connu, notamment dans le cas des véhicules thermiques, d’assurer le chauffage de l’air destiné au traitement thermique de l’habitacle d’un véhicule par le biais d’un échange de chaleur entre un flux d’air et un liquide de refroidissement du moteur. Dans le cas des véhicules hybrides ou électriques, on connait des dispositifs de chauffage électrique qui forment une source de calories et dans lesquels on fait circuler un courant électrique pour faire monter en température des éléments électriques chauffants mis au contact du fluide caloporteur. Il s’effectue alors un échange de calories entre les éléments chauffants et le fluide caloporteur qui chauffe à son tour avant de chauffer l’habitacle grâce à l’échangeur. Pour commander le courant électrique servant à alimenter les éléments électriques chauffants, une carte électronique est prévue au sein d’une chambre de commande du dispositif de chauffage de fluide. Cette carte électronique comprend une plaque sur laquelle est imprimé au moins un circuit électrique et des composants électroniques montés sur cette plaque. Il est important d’éviter les courts circuits au niveau de cette carte électrique et d’éviter la présence d’humidité au contact de la carte électronique, notamment au niveau de la plaque. Il est connu de munir le boitier du dispositif de chauffage électrique d’une membrane d’aération. L’humidité présente à l’état gazeux (vapeur) est généralement efficacement évacuée de la chambre de commande au moyen de cette membrane d’aération. En revanche, de l’humidité présente à l’état liquide ne peut être évacuée par cette membrane d’aération et peut rester emprisonnée dans la chambre de commande. De l’humidité à l’état liquide peut être en particulier issue d’un phénomène de condensation au niveau de la paroi séparant la chambre de commande et la chambre de circulation, notamment lorsque l’air extérieur est chaud et humide et que le dispositif de chauffage électrique est éteint, par exemple dans un mode de fonctionnement dans lequel le fluide circulant dans le dispositif de chauffage électrique est destiné à refroidir la batterie. Les condensats peuvent provoquer un court-circuit au niveau de la carte électronique, en particulier si le dispositif de chauffage électrique est monté dans le compartiment moteur du véhicule avec la carte électronique disposée au-dessous de la chambre de chauffe, car les condensats risquent de tomber par gravité sur la carte électronique. Il est également connu de recouvrir la plaque de la carte électronique d’une fine couche de résine, par exemple de 20 à 50 micromètres. Néanmoins, cette solution n’est pas complètement satisfaisante car elle ne peut généralement pas être réalisée sur toute la surface de la plaque, notamment sur les portions de la carte électronique correspondant aux zones de soudure des composants sur la plaque. Il convient dès lors de trouver une solution pour éviter les dysfonctionnements, tels que des courts circuits, susceptibles d’être provoqués par la présence d’humidité dans la chambre de commande. La présente invention vise à proposer une solution à ce problème. A cet effet, l’invention a pour objet un dispositif de chauffage de fluide pour un véhicule, notamment automobile, comprenant : - un boîtier comprenant une chambre de circulation, apte à être parcourue par un fluide, et une chambre de commande, - au moins un élément électrique chauffant apte à chauffer le fluide dans ladite chambre de circulation, - une carte électronique disposée dans la chambre de commande et apte à commander un courant électrique circulant dans ledit ou lesdits éléments électriques chauffants, - au moins un absorbeur d’humidité disposé dans la chambre de commande. Ainsi l’absorbeur d’humidité permet de capturer l’humidité présente dans la chambre de commande. Le taux d’humidité de l’air présent dans la chambre est abaissé. Le risque de condensation est diminué. On entend par absorbeur d’humidité un élément capable de capturer au moins en partie l’humidité présente, en particulier à l’état gazeux, que ce soit par absorption, adsorption ou autre… Selon un mode de réalisation, l’absorbeur d’humidité comprend un matériau absorbant ou adsorbant l’humidité tel que du gel de silice, ou une poudre contenant par exemple du sulfate de magnésium, du chlorure de calcium, du sulfate de calcium, du chlorure de lithium, ou des zéolithes. Selon un mode de réalisation, l’absorbeur d’humidité comprend un sachet déshydratant contenant, de façon non étanche, le matériau adsorbant ou absorbant l’humidité. Selon un mode de réalisation, la chambre de commande est étanche, notamment dépourvue d’évent ou de membrane d’aération. Ainsi, on évite de saturer l’absorbeur d’humidité. Selon un mode de réalisation, l’un au moins desdits au moins un absorbeur d’humidité est disposé dans un compartiment de la chambre de commande. Selon un mode de réalisation, le compartiment est dédié uniquement au logement de l’absorbeur d’humidité. Selon un mode de réalisation, la carte électronique comporte une carte de circuits imprimés disposée dans la chambre de commande et le dispositif de chauffage de fluide comprend une couverture recouvrant en partie ou en totalité la carte de circuit imprimé ou la carte électronique. Selon un mode de réalisation, le boitier comprend une paroi de séparation séparant la chambre de circulation et la chambre de commande, la paroi de séparation ayant une première face située dans la chambre de circulation et une deuxième face, opposée à la première face, située dans la chambre de commande. Selon un mode de réalisation, la couverture est disposée entre d’une part au moins une partie de la paroi de séparation et d’autre part au moins une partie de la carte électronique, notamment au moins une partie de la carte de circuits imprimés. Selon un mode de réalisation, la couverture est interposée entre d’une part au moins une partie de la paroi de séparation et d’autre part la carte électronique ou la carte la carte de circuits imprimés dans son ensemble. Selon un mode de réalisation, l’un au moins desdits au moins un absorbeur d’humidité est disposé dans une cavité de la couverture, notamment située en vis-à-vis de la paroi de séparation. Selon un mode de réalisation, la carte électronique comprend un premier groupe de composants, les composants du premier groupe de composants comprenant chacun un corps et le cas échéant au moins une patte de fixation fixée sur la carte de circuits imprimés, les corps des composants du premier groupe de composants étant agencés entre la carte de circuits imprimés et la couverture. Selon un mode de réalisation, la couverture comporte des renfoncements configurés pour épouser certains corps des composants du premier groupe de composants, la cavité étant formée entre les renfoncements associés aux composants du premier groupe de composants. Les composants du premier groupe de composants peuvent inclure des composant montés en surface (sur la carte de circuit imprimé), c’est-à-dire sans patte. Selon un mode de réalisation, l’élément électrique chauffant est disposé dans la chambre de circulation. Selon un mode de réalisation, un écran, formé par une partie de la couverture ou une paroi du boitier, sépare la carte de circuit imprimé et l’absorbeur d’humidité. L’invention porte aussi sur un système de gestion thermique d’un véhicule automobile comprenant un dispositif de chauffage de fluide ou un ensemble tels que mentionnés précédemment. 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 aux dessins annexés, dans lesquels : - FIG. 1 la FIG. 1 est une vue en coupe schématique de principe d’un premier mode de réalisation de l’invention - FIG. 2 la FIG. 2 est une vue en coupe schématique de principe d’un deuxième mode de réalisation de l’invention - FIG. 3 la FIG. 3 représente une vue d’un exemple de couverture représentée « recto verso ». - FIG. 4 la FIG. 4 représente une vue en coupe schématique de principe d’un troisième mode de réalisation de l’invention. - FIG. 5 la FIG. 5 représente une vue en coupe schématique de principe d’un quatrième mode de réalisation de l’invention. Il est tout d'abord à noter que sur l'ensemble des figures, les éléments similaires et/ou remplissant la même fonction sont indiqués par le même repère. Comme illustré à la FIG. 1 , l’invention concerne un dispositif de chauffage de fluide 100. Le dispositif de chauffage de fluide 100 sert au chauffage d’un fluide caloporteur, par exemple de l’eau glycolée, notamment pour un véhicule automobile. Ce dispositif de chauffage de fluide peut donc être associé à un circuit de circulation de fluide communicant avec la chambre de circulation du dispositif de chauffage. Le dispositif de chauffage de fluide 100 comprend : - un boîtier 2 comprenant une chambre de circulation 21 apte à être parcourue par un fluide et une chambre de commande 22, - au moins un élément électrique chauffant 4, ici situé dans la chambre de circulation 21, et apte à chauffer le fluide dans ladite chambre de circulation 21, - une carte électronique 5 disposée dans la chambre de commande 22 et apte à commander un courant électrique circulant dans ledit ou lesdits éléments électriques chauffants 4, - au moins un absorbeur d’humidité 40 disposé dans la chambre de commande 22. Dans le cas présent, deux absorbeurs d’humidité 40 sont disposés dans la chambre de commande 22. Les deux absorbeurs d’humidité 40 sont disposés de préférence de part et d’autre de la carte électronique 5. Ils peuvent être placés au fond du boitier 2, notamment au fond de la chambre de commande 22. Ils peuvent être fixés par un point de colle ou par un organe de fixation tel qu’une patte de maintien. En complément, la carte électronique 5, notamment la carte de circuit imprimée 55 peut être revêtue d’une fine couche de résine, par exemple de 20 à 50 micromètres. Sur la FIG. 2 est représentée un deuxième mode de réalisation. Le boîtier 2 est formé, par exemple, par moulage d’aluminium et/ou alliage d’aluminium. La chambre de circulation 21 comprend une entrée de fluide 211 et une sortie de fluide 212, le chambre de circulation étant parcourue par le fluide depuis l’entrée de fluide 211 vers la sortie de fluide 212. L’entrée de fluide se présente ici sous la forme d’une tubulure d’entrée et la sortie de fluide se présente ici sous la forme d’une tubulure de sortie. La tubulure d’entrée et la tubulure de sortie 25 sont disposés ici d’un même côté du boîtier 2. Dans l’exemple présenté, chaque élément électrique chauffant 4 est situé dans la chambre de circulation 21 et peut comprendre par exemple une résistance blindée 41 disposée en spirale ainsi qu’au moins un terminal de connexion 42 destiné à relier ladite résistance à la carte électronique. L’élément électrique chauffant peut néanmoins être de tout type et pourrait comporter par exemple des éléments chauffant de type CTP à coefficients de température positif, notamment disposé à l’extérieur de la chambre de circulation mais en contact thermique avec celle-ci. Sur la FIG. 2 , la carte électronique 5 comportant une carte de circuits imprimés 55 et le dispositif de chauffage de fluide 100 comprend une couverture 6 recouvrant en partie ou en totalité la carte de circuit imprimé 55 ou la carte électronique 5. Le dispositif de chauffage de fluide 100 comprend une paroi de séparation 23 avec une première face 231 située dans la chambre de circulation 21 et une deuxième face 232, opposée à la première face 231 située dans la chambre de commande 22. Pour protéger la carte électronique 5 et en particulier la carte de circuits imprimés 55, la couverture 6 s’étend entre d’une part au moins une partie de la paroi de séparation 23 et d’autre part au moins une partie de la carte électronique 5, notamment au moins une partie de la carte de circuits imprimés 55. Cette couverture, ou écran, ou bouclier, permet notamment d’éviter que des particules tombent sur la carte de circuits imprimés. Ces particules peuvent être par exemple des condensats, lorsque le dispositif de chauffage est monté sur le véhicule avec la chambre de circulation au-dessus de la chambre de commande, en particulier lorsque l’air à l’intérieur de la chambre de commande est chaud et humide et que le fluide circulant dans la chambre de circulation est plus frais. La couverture 6 est interposée entre au moins une partie de la paroi de séparation 23 et la carte électronique 5, notamment la carte de circuits imprimés. L’invention n’est pas limitée à des dispositifs de chauffage comportant une seule carte électronique. Le dispositif de chauffage peut comporter deux cartes électroniques ou plus et une couverture peut être placée sur chaque carte ou sur au moins une d’entre elles. La carte électronique 5 comprend un premier groupe de composants 51, les composants du premier groupe de composants 51 comprenant chacun un corps 511 et le cas échéant au moins une patte de fixation 512 fixée sur la carte de circuits imprimés 55. Les corps 511 des composants du premier groupe de composants sont agencés entre la carte de circuits imprimés 55 et la couverture 6. Pour épouser au mieux la forme des composants du premier groupe 51, la couverture comporte des renfoncements 61 configurés pour épouser les corps 511 des composants du premier groupe de composants 51. La protection de la carte électronique s’avère ainsi peu encombrante. Ces renfoncements sont particulièrement visibles sur la FIG. 3 . La couverture étant représentée, sur la partie supérieure, depuis le côté opposé à la carte, les renfoncements correspondent, sur la partie supérieure de la figure, à des bossages. Comme on peut le voir sur la FIG. 2 , la couverture 6 comprend de préférence une jupe 64 s’étendant dans une direction perpendiculaire au plan de la carte de circuit imprimés 55, autour ou tout autour de la carte de circuit imprimés depuis une partie supérieure de la chambre de commande 22 située entre la carte de circuit imprimée et la paroi de séparation jusqu’à une partie inférieure de la chambre de commande située de l’autre côté de la carte de circuit imprimés 55. Ainsi on évite que les condensats s’infiltrent entre la carte de circuits imprimés et la couverture. La carte électronique comprend avantageusement des zones de préhension disposées à l’intérieur d’échancrures 67 formées sur le contour de la couverture de manières à ce que la carte de circuit imprimé déborde par rapport au contour de la couverture. Les échancrures peuvent notamment être en forme de demi-cercle, de triangle ou par exemple de quart de cercle dans les coins de la couverture. Pour ce faire, les échancrures peuvent être dépourvues de jupe. Autrement dit la jupe s’étend sur le pourtour de la couverture à l’exception des échancrures. Comme on peut le voir sur la FIG. 2 , A ou B, la carte électronique 5 comprend un deuxième groupe de composants 52, les composants du deuxième groupe de composants 52 traversant la couverture 6. Les composants du deuxième groupe de composants peuvent être par exemple inclure un capteur de température 521, un transistor 522 par exemple de type IGBT servant à l’alimentation desdits éléments électriques chauffants, ou bien des fils électriques d’alimentation de l’élément chauffant. Les capteurs thermiques peuvent être par exemple au nombre de deux ou trois et de technologies différentes pour assurer une redondance et éviter des modes de défaillance communs. L’information de température que ces capteurs génèrent est transmise à un microcontrôleur pour la commande du courant et/ou la détection de franchissement de sécurité. La couverture 6 comprend donc des orifices 64 traversés par les composants du deuxième groupe de composants 52, notamment par leurs pattes de connexion. L’orifice peut avoir une forme conique ou tronconique 65 pour favoriser le guidage du composant à travers la couverture. Les composants du deuxième groupe 52sont connectés à la carte de circuits imprimés 55 après montage du sous-ensemble carte de circuits imprimés 55/premier groupe de composants 51/couverture 6. Comme illustré dans le deuxième mode de réalisation, le dispositif de chauffage peut comprendre au moins un plot 24 faisant saillie de la paroi de séparation 23 et traversant la couverture 6, une zone d’appui 54 de la carte de circuits imprimés 55 étant plaquée contre ce plot 24. Ce plot 24 permet ainsi de fixer la carte de circuits imprimés 55. Pour ce faire, la zone d’appui 54 de la carte de circuit imprimé comprend un trou de maintien et est maintenue sur une extrémité du plot 24 par un élément de maintien 241 telle qu’une vis ou un rivet traversant le trou de maintien de la carte de circuits imprimés. Ainsi, la carte de circuits imprimé 55 est enserrée entre une tête de vis et l’extrémité du plot 24. Le plot comprend un trou coopérant avec l’élément de maintien, par exemple un trou taraudé coopérant avec le filetage de la vis. La couverture 6 est formée avantageusement dans un matériau polymère thermoplastique, par exemple un polyester tel que du polytéréphtalate de butylène ou PBT. La forme de la couverture 6 est obtenue au moyen d’un procédé de moulage par injection. Comme on peut le voir sur la FIG. 2 , la couverture 6 comprend des portions d’appui 68 disposées en appui contre la carte de circuits imprimés 55. La couverture comprend aussi un élément de retenue 69 coopérant avec un élément de retenue complémentaire de la carte de circuits imprimés 55. L’élément de retenue et l’élément de retenue complémentaire forment conjointement un dispositif de retenue s’opposant à la séparation de la couverture d’une part et de la carte de circuits imprimés 55 ou de la carte électronique 5 d’autre part. Par exemple l’élément de retenue comprend un crochet flexible 69 et l’élément de retenue complémentaire comprend un trou, le trou et le crochet flexible 69 formant conjointement un dispositif de retenue par encliquetage. Ainsi, la couverture 6 et la carte de circuits imprimés 5 peuvent être assemblés l’un à l’autre et former un sous-ensemble avant d’être monté dans le dispositif de chauffage. Un absorbeur d’humidité 40 est placé dans la chambre de commande 22 en complément de la couverture 6. Par exemple, l’absorbeur d’humidité 40 peut être disposé dans une cavité de la couverture 6 située en vis-à-vis de la paroi de séparation 23. La cavité peut être formé par exemple entre les renfoncements associés aux composants du premier groupe de composants 51. L’absorbeur d’humidité 40 peut être un sachet déshydratant, par exemple un sachet enfermant du gel de silice, ou un autre type de poudres absorbante contenant par exemple du sulfate de magnésium, du chlorure de calcium, du sulfate de calcium, du chlorure de lithium, ou des zéolithes. L’absorbeur d’humidité 40 peut aussi être logé dans un compartiment de la chambre de commande. L’absorbeur d’humidité 40 est de préférence placé dans une chambre de commande étanche, notamment dépourvue d’évent ou de membrane d’aération. Dans ce mode de réalisation et dans le suivant, l’absorbeur d’humidité 40 est présenté en complément d’une couverture 6 mais il faut bien noter, que l’absorbeur d’humidité peut être mis en œuvre dans la chambre de commande indépendamment d’une couverture. La couverture 6 est donc facultative. La FIG. 3 montre un mode de réalisation plus détaillé d’une couverture 6. Cette couverture est dépourvue de jupe mais on y retrouve les échancrures 67, les passages traversant 62, les renfoncements 61 évoqués précédemment. Les éléments de maintien sont ici des picots 69 qui peuvent s’emmancher dans un trou complémentaire de la carte de circuits imprimés. La FIG. 4 montre de façon schématique un troisième mode de réalisation dans lequel la couverture 6 présente une forme plus standard, par exemple plate ou forme de toit à deux pans. Cette couverture est donc moins spécifique à la carte électronique 5/carte de circuit imprimé 55 qu’elle protège. Dans ce cas de figure, la couverture peut être couplée et/ou préassemblée à la carte de circuits imprimés 55. Sinon, il peut être ajouté des éléments de support, tels que des épaulements, nervures, rainures aux parois de la chambre de commande pour supporter la couverture, notamment son contour externe. Seuls les composants du premier groupe de composants 51 sont représentés sur la FIG. 4 mais un deuxième groupe de composants traversant la couverture peut aussi être présent. Deux absorbeurs d’humidité 40 sont présents entre la couverture 6 et la paroi de séparation 23. La FIG. 5 montre de façon schématique un quatrième mode de réalisation dans lequel le boitier comprend, dans la chambre de commande 22, un compartiment dans lequel est placé un absorbeur d’humidité 40. Le compartiment 220 est conformé de sorte que l’une ses parois fasse écran par rapport à la carte de circuits imprimés 55. L’humidité est ainsi tenue éloignée de la carte de circuit imprimés 55. Un autre absorbeur d’humidité 40 est logé dans une cavité de la couverture 6. Dispositif de chauffage de fluide (100) pour un véhicule, notamment automobile, comprenant : - un boîtier (2) comprenant une chambre de circulation (21) apte à être parcourue par un fluide et une chambre de commande (22), - au moins un élément électrique chauffant (4) apte à chauffer le fluide dans ladite chambre de circulation (21), - une carte électronique (5) disposée dans la chambre de commande (22) et apte à commander un courant électrique circulant dans ledit ou lesdits éléments électriques chauffants (4) - au moins un absorbeur d’humidité (40) disposé dans la chambre de commande (22). Dispositif de chauffage de fluide selon la revendication précédente dans lequel l’absorbeur d’humidité (40) comprend un matériau absorbant ou adsorbant l’humidité tel que du gel de silice, ou une poudre contenant par exemple du sulfate de magnésium, du chlorure de calcium, du sulfate de calcium, du chlorure de lithium, ou des zéolithes. Dispositif de chauffage de fluide selon la revendication précédente dans lequel l’absorbeur d’humidité (40) comprend un sachet déshydratant contenant, de façon non étanche, le matériau adsorbant ou absorbant l’humidité. Dispositif de chauffage de fluide selon l’une des revendications précédentes dans lequel la chambre de commande (22) est étanche, notamment dépourvue d’évent ou de membrane d’aération. Dispositif de chauffage de fluide selon l’une des revendications précédentes dans lequel l’un au moins desdits au moins un absorbeur d’humidité (40) est disposé dans un compartiment de la chambre de commande (22). Dispositif de chauffage de fluide selon l’une des revendications précédentes comprenant une carte électronique (5) comportant une carte de circuits imprimés (55) disposée dans la chambre de commande (22) et le dispositif de chauffage de fluide comprend une couverture (6) recouvrant en partie ou en totalité la carte de circuit imprimé (55) ou la carte électronique (5). Dispositif de chauffage de fluide selon la revendication précédente dans lequel le boitier comprend une paroi de séparation (23) séparant la chambre de circulation (21) et la chambre de commande (22), la paroi de séparation (23) ayant une première face (231) située dans la chambre de circulation (21) et une deuxième face (232), opposée à la première face (231) située dans la chambre de commande (22), et la couverture (6) étant disposée entre d’une part au moins une partie de la paroi de séparation (23) et d’autre part au moins une partie de la carte électronique (5), notamment au moins une partie de la carte de circuits imprimés (55). Dispositif de chauffage de fluide selon la revendication 6 ou 7 dans lequel l’un au moins desdits au moins un absorbeur d’humidité (40) est disposé dans une cavité de la couverture (6), notamment située en vis-à-vis de la paroi de séparation (23). Dispositif de chauffage de fluide selon l’une des revendications 6 à 8 dans lequel la carte électronique (5) comprend un premier groupe de composants (51), les composants du premier groupe de composants (51) comprenant chacun un corps (511) et le cas échéant au moins une patte de fixation (512) fixée sur la carte de circuits imprimés (55), les corps (511) des composants du premier groupe de composants étant agencés entre la carte de circuits imprimés (55) et la couverture (6); la couverture (6) comportant des renfoncements (61) configurés pour épouser certains corps (511) des composants du premier groupe de composants (51), la cavité étant formée entre les renfoncements (61) associés aux composants du premier groupe de composants (51). Système de gestion thermique d’un véhicule automobile comprenant un dispositif de chauffage de fluide selon l’une des revendications 1 à 9.