FR3065856A1 - Dispositif de chauffage electrique pour vehicule automobile - Google Patents

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Abstract

La présente invention concerne un dispositif de chauffage électrique (1) pour véhicule automobile (2), selon lequel ledit dispositif de chauffage électrique (1) comprend : - un dispositif de commande (10) d'au moins un élément de pilotage (13) d'un élément chauffant résistif (11) ; - une carte à circuit imprimé (12) comprenant ledit dispositif de commande (10) et ledit au moins un élément de pilotage (13) ; - au moins un élément chauffant résistif (11) comprenant au moins deux terminaisons de connexion (110) à ladite carte circuit imprimé (12).

Description

DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION
La présente invention concerne un dispositif de chauffage électrique pour véhicule automobile.
Elle trouve une application particulière, mais non limitative dans les véhicules automobiles.
ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION
Un dispositif de chauffage électrique pour véhicule automobile connu de l’homme du métier comprend :
- un dispositif de commande d’au moins un élément de pilotage d’un élément chauffant résistif ;
- une carte à circuit imprimé comprenant ledit dispositif de commande, ledit au moins un élément de pilotage et une pluralité de bus barres dont les extrémités sont en saillie de la carte à circuit imprimé ;
- ledit au moins un élément chauffant résistif comprenant deux pattes métalliques.
Les bus barres sont soudés à la carte à circuit imprimé par un procédé de soudure par refusion. Afin d’interconnecter ledit au moins élément chauffant résistif à la carte à circuit imprimé, ledit au moins élément chauffant résistif est relié à la carte à circuit imprimé via les bus barres par un procédé d’assemblage appelé « clinchage >>, ledit procédé d’assemblage comprenant une étape de pression des deux pattes métalliques dudit élément chauffant résistif sur les extrémités en saillie des bus barres de la carte à circuit imprimé.
Un inconvénient de cet état de la technique est que les bus barres sont lourds ce qui entraîne que le poids global du dispositif de chauffage électrique est important. Aussi, dans le cadre d’une application véhicule automobile où l’on cherche à réduire de manière général le poids de chaque élément du véhicule automobile, le poids des bus barres peut être problématique.
Dans ce contexte, la présente invention vise à résoudre l’inconvénient précédemment mentionné.
DESCRIPTION GENERALE DE L’INVENTION
A cette fin, l’invention propose un dispositif de chauffage électrique pour véhicule automobile, selon lequel ledit dispositif de chauffage électrique comprend :
- un dispositif de commande d’au moins un élément de pilotage d’un élément chauffant résistif ;
- une carte à circuit imprimé comprenant ledit dispositif de commande et ledit au moins un élément de pilotage ;
- au moins un élément chauffant résistif comprenant au moins deux terminaisons de connexion à ladite carte circuit imprimé.
Ainsi, comme on va le voir en détail ci-après, en supprimant les bus barres et les deux pattes métalliques de chaque élément chauffant résistif, on s’affranchit de leur poids. Par ailleurs, on diminue le nombre de pièces utilisées dans le dispositif de chauffage électrique et par conséquent son coût de fabrication. Enfin, on simplifie le procédé de fabrication du dispositif de chauffage électrique.
Selon des modes de réalisation non limitatifs, le dispositif de chauffage électrique peut comporter en outre une ou plusieurs caractéristiques supplémentaires parmi les suivantes :
Selon un mode de réalisation non limitatif, une terminaison de connexion est une broche d’insertion en force. Cela permet d’effectuer correctement une connexion électrique entre l’élément chauffant résistif et la carte à circuit imprimé.
Selon un mode de réalisation non limitatif, lesdites au moins deux terminaisons de connexion sont parallèles ou perpendiculaires au plan dudit au moins élément chauffant résistif.
Selon un mode de réalisation non limitatif, lesdites au moins deux terminaisons de connexion sont alignées entre elles ou décalées entre elles.
Selon un mode de réalisation non limitatif, l’une desdites au moins deux terminaisons de connexion est reliée à un potentiel fixe et l’autre desdites au moins deux terminaisons de connexion est reliée à un potentiel variable. Autrement dit, l’élément chauffant résistif est alimenté avec une tension, par exemple une tension batterie, et est relié à un élément de pilotage associé.
Selon un mode de réalisation non limitatif, ledit potentiel variable est adapté pour être commuté par le dispositif de commande. Cela permet de faire varier la puissance de l’élément chauffant résistif. Le potentiel variable est soit à la masse, soit flottant.
Selon un mode de réalisation non limitatif, ledit au moins un élément chauffant résistif comprend deux ensembles d’une pluralité de terminaisons de connexion. Un des ensembles est relié au potentiel fixe et l’autre est relié au potentiel variable. Le fait d’avoir une pluralité de terminaisons de connexion permet d’augmenter le courant pouvant circuler dans un élément chauffant résistif.
Selon un mode de réalisation non limitatif, ladite carte à circuit imprimé comprend :
- au moins un orifice métallique primaire adapté pour recevoir l’une desdites au moins deux terminaisons de connexion ;
- au moins un orifice métallique secondaire adapté pour recevoir l’autre desdites au moins deux terminaisons de connexion.
Cela permet à l’élément chauffant résistif d’être relié au potentiel fixe et au potentiel variable. Autrement dit, cela permet d’alimenter l’élément chauffant résistif avec la tension batterie et d’effectuer la connexion de l’élément chauffant résistif avec l’élément de pilotage associé.
Selon un mode de réalisation non limitatif, ledit au moins un élément chauffant résistif comprend au moins une surface d’appui adaptée pour permettre une application d’une force de pression sur lesdites au moins deux terminaisons de connexion. Cela facilite l’insertion des terminaisons de connexion de l’élément chauffant résistif dans la carte à circuit imprimé.
Selon un mode de réalisation non limitatif, ladite au moins une surface d’appui se trouve en surface dudit élément chauffant résistif ou à l’intérieur dudit élément chauffant résistif.
Lorsque ladite surface d’appui se trouve à l’intérieur dudit élément chauffant résistif, ledit élément chauffant résistif comporte au moins un orifice associé.
Selon un mode de réalisation non limitatif, ledit élément chauffant résistif comprend en outre une céramique et des ailettes. La céramique est adaptée pour chauffer quand du courant circule dans l’élément chauffant résistif et permet ainsi de produire de la chaleur. Les ailettes sont des ailettes de dissipation thermique.
Selon un mode de réalisation non limitatif, ledit élément chauffant résistif comprend en outre au moins une interface de fixation desdites au moins deux terminaisons de connexion. L’interface de fixation est adaptée pour positionner les terminaisons de connexion et de les mettre en contact électrique avec les ailettes.
Selon un mode de réalisation non limitatif, ledit dispositif de chauffage électrique est un dispositif de chauffage électrique principal ou additionnel. Cela permet de l’utiliser dans un véhicule à moteur thermique, dans un véhicule hybride ou dans un véhicule électrique.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
L’invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent :
- la figure 1 représente un schéma d’un dispositif de chauffage électrique selon un mode de réalisation non limitatif de l’invention, ledit dispositif de chauffage électrique comprenant au moins un élément chauffant résistif, une carte à circuit imprimé sur laquelle est disposé un dispositif de commande et au moins un élément de pilotage associé audit au moins un élément chauffant résistif ;
- la figure 2a représente un élément chauffant résistif du dispositif de chauffage électrique de la figure 1 selon une première variante de réalisation non limitative d’un premier mode de réalisation non limitatif ;
- la figure 2b représente l’élément chauffant résistif de la figure 2a qui comprend des terminaisons de connexion insérées dans la carte à circuit imprimé du dispositif de chauffage électrique ;
- la figure 2c représente une coupe vue de dessus de l’élément chauffant résistif des figures 2a et 2b qui comprend deux interfaces de fixation des terminaisons de connexion dans un mode de réalisation non limitatif ;
- la figure 2d représente un schéma d’une vue de côté d’une terminaison 15 de connexion de la figure 2c coopérant avec une interface de fixation de la figure 2c dans un mode de réalisation non limitatif ;
- la figure 3 représente un zoom schématique d’une terminaison de connexion d’un élément chauffant résistif du dispositif de chauffage électrique des figures 2a à 2d ou des figures 4a à 4b ou des figures 5a à
5d dans un mode de réalisation non limitatif ;
- la figure 4a représente un élément chauffant résistif du dispositif de chauffage électrique de la figure 1 selon une deuxième variante de réalisation non limitative d’un premier mode de réalisation non limitatif ;
- la figure 4b représente l’élément chauffant résistif de la figure 4a qui 25 comprend des terminaisons de connexion insérées dans la carte à circuit imprimé du dispositif de chauffage électrique ;
- la figure 5a représente un dispositif de chauffage électrique de la figure 1 selon une première variante de réalisation non limitative d’un deuxième mode de réalisation non limitatif ;
- la figure 5b représente l’élément chauffant résistif de la figure 1 selon une deuxième variante de réalisation non limitative d’un deuxième mode de réalisation non limitatif ;
- la figure 5c représente une coupe vue de dessus de l’élément chauffant 5 résistif de la figure 5a qui comprend deux interfaces de fixation des terminaisons de connexion dans un mode de réalisation non limitatif ;
- la figure 5d représente un schéma d’une vue de côté d’une terminaison de connexion de la figure 5c coopérant avec une interface de fixation de la figure 5c dans un mode de réalisation non limitatif ; et
- la figure 6 représente un zoom sur un dispositif isolant de l’élément chauffant résistif des figures 2a à 2d ou des figures 4a à 4b ou des figures 5a à 5d dans un mode de réalisation non limitatif.
DESCRIPTION DE MODES DE REALISATION DE L’INVENTION
Les éléments identiques, par structure ou par fonction, apparaissant sur différentes figures conservent, sauf précision contraire, les mêmes références.
Le dispositif de chauffage électrique 1 pour véhicule automobile 2 est décrit en référence aux figures 1 à 6 selon des modes de réalisation non limitatifs.
Le dispositif de chauffage électrique 1 est un dispositif de chauffage additionnel ou un dispositif de chauffage principal. Ainsi, il fait partie d’un véhicule automobile à moteur thermique, hybride ou électrique.
Par véhicule automobile, on entend tout type de véhicule motorisé.
Tel qu’illustré sur la figure 1, le dispositif de chauffage électrique 1 comprend :
- un dispositif de commande 10 d’au moins un élément de pilotage 13 d’un élément chauffant résistif 11 ;
- une carte à circuit imprimé 12 comprenant ledit dispositif de commande 10 et ledit au moins un élément de pilotage 13 ;
- ledit élément chauffant résistif 10 comprenant au moins deux terminaisons de connexion à ladite carte circuit imprimé 12.
Le dispositif de chauffage électrique 1 est alimenté par une batterie du véhicule automobile 2. Dans un exemple non limitatif, la batterie fournit une tension batterie Vbat de 48V (Volts). Il est en outre relié à la masse.
Le dispositif de chauffage électrique 1 est adapté pour recevoir une consigne de puissance de chauffe. Dans des modes de réalisation non limitatifs, il reçoit cette consigne de puissance de chauffe du contrôle moteur du véhicule automobile ou encore un dispositif électronique relié à la planche de bord du véhicule automobile.
Dans un mode de réalisation non limitatif, le dispositif de chauffage électrique 1 est adapté pour fournir une puissance :
- comprise sensiblement entre 1000-1500W (Watts) lorsqu’il est utilisé en tant que chauffage additionnel, par exemple dans un véhicule à moteur thermique ou hybride ; ou
- comprise sensiblement entre 5000-6000W lorsqu’il est utilisé en tant que chauffage principal, par exemple dans un véhicule électrique.
Dans un mode de réalisation non limitatif, le dispositif de chauffage électrique
I comprend une pluralité d’éléments de pilotage 13 associés aux éléments chauffants résistifs 11.
Les éléments du dispositif de chauffage électrique 10 sont décrits en détail ci-après.
• Dispositif de commande.10
Le dispositif de commande 10 est un dispositif électronique de commande adapté pour commander au moins un élément de pilotage 13 en fonction de la consigne de puissance de chauffe envoyée au dispositif de chauffage électrique 1.
II est appelé « driver » en anglais.
Le dispositif de commande 10 est ainsi adapté pour envoyer des signaux à un élément de pilotage 13, ce dernier interprétant ces signaux de sorte à piloter un élément chauffant résistif 11 associé. En particulier, l’élément de pilotage 13 est adapté pour piloter un courant I dans un élément chauffant résistif 11 associé.
L’élément de pilotage 13 est alimenté par une tension faible puissance. Dans un exemple non limitatif, cette tension faible puissance est sensiblement égale à 12V.
Dans un mode de réalisation non limitatif, un élément de pilotage 13 est associé à un élément chauffant résistif 10 pour piloter le courant I dans ledit au moins un élément chauffant résistif 10. En pilotant le courant I dans ledit au moins un élément chauffant résistif 10, ledit élément de pilotage 13 fait varier la puissance dans ledit au moins un élément chauffant résistif 10. Ce pilotage étant bien connu de l’homme du métier, il n’est pas décrit ici.
Ainsi, dans le mode de réalisation non limitatif où le dispositif de chauffage électrique 1 comprend une pluralité d’éléments chauffants résistifs 11, le dispositif de commande 10 est adapté pour commander une pluralité d’éléments de pilotage 13. Dans l’exemple non limitatif illustré sur la figure 1, le dispositif de commande 10 est adapté pour commander trois éléments de pilotage 13, chaque élément de pilotage 13 étant associé à un élément chauffant résistif 11.
Dans un mode de réalisation non limitatif, l’élément de pilotage 13 est un composant électronique qui est un transistor. Dans une variante de réalisation non limitative, l’élément de pilotage 13 est un transistor MOSFET. Ainsi, le dispositif de commande 10 est adapté pour faire commander le transistor 13 d’un état passant à un état bloqué ou vice et versa.
• Çarte.à circuit .imprimé. 12
La carte à circuit imprimé 12 est illustrée sur les figures 1, 2a, 2b, 4a, 4b et 5a, 5b.
On notera que par souci de simplification, contrairement aux figures 2a et 4a, les figures 2b et 4b ne représentent pas le dispositif de commande 10 et les éléments de pilotage 13.
On notera que contrairement aux figures 2a et 4a, les figures 2b et 4b ne représentent pas les surfaces d’appui 113 et orifices associés 114 décrits plus loin dans la description.
La carte à circuit imprimé 12 est appelée carte PCBA (« Printed Circuit Board Assembly »). Dans la suite de la description la carte à circuit imprimé 12 sera également appelée carte PCBA.
Tel qu’illustré sur la figure 1, la carte PCBA comprend le dispositif de commande 10 et les éléments de pilotage 13 que le dispositif de commande 10 commande.
La carte PCBA est reliée à la masse et à la tension batterie Vbat de la batterie du véhicule automobile. Elle est ainsi alimentée par la batterie du véhicule automobile.
La carte PCBA comprend en outre :
- une pluralité de pistes primaires (non illustrées) alimentée par la tension batterie Vbat. La pluralité de pistes primaires est donc reliée à un potentiel fixe VE2 qui correspond à la tension batterie Vbat tel qu’illustré sur la figure 1.
- une pluralité de pistes secondaires (non illustrées) reliées à au moins un élément de pilotage 13. La pluralité de pistes secondaires est donc reliée à un potentiel variable VE1 (illustré sur la figure 1) qui correspond au potentiel lorsque l’élément de pilotage 13 est dans un état passant ou dans un état bloqué.
La carte PCBA comprend en outre :
- au moins un orifice métallique primaire 12A adapté pour recevoir l’une desdites au moins deux terminaisons de connexion 110. Ledit au moins un orifice primaire 12A est relié à une piste primaire.
Cela permet de relier l’une desdites au moins deux terminaisons de connexion 110 au potentiel fixe VE2. Ainsi, cela permet à l’élément chauffant résistif 11 d’être alimenté par la tension batterie Vbat de 48V dans l’exemple non limitatif pris.
- au moins un orifice métallique secondaire 12B adapté pour recevoir l’autre desdites au moins deux terminaisons de connexion 110. Ledit au moins un orifice secondaire 12B est relié à une piste secondaire. Cela permet de relier l’autre desdites au moins deux terminaisons de connexion 110 au potentiel variable VE1. L’autre desdites au moins deux terminaisons de connexion 110 est ainsi reliée à l’élément de pilotage 13 qui pilote le courant I de l’élément chauffant résistif 10. L’élément chauffant résistif 11 est ainsi relié à un élément de pilotage 13.
Tel qu’illustré sur les figures 2a, 4a, 5a et 5b, dans un mode de réalisation non limitatif, lorsque ledit au moins un élément chauffant résistif 10 comprend deux ensembles 110A, 110B d’une pluralité de terminaisons de connexion 110, la carte PCBA comprend :
- une pluralité d’orifices métalliques primaires 12A adaptés pour recevoir la pluralité de terminaisons de connexion 110 de l’ensemble 110A.
- une pluralité d’orifices métalliques secondaires 12B adaptés pour recevoir la pluralité de terminaisons de connexion 110 de l’ensemble 110B.
Dans un premier mode de réalisation non limitatif illustré sur la figure 2a ou sur la figure 5a, la pluralité d’orifices métalliques primaires 12A est alignée avec la pluralité d’orifices métalliques secondaires 12B.
Dans un deuxième mode de réalisation non limitatif illustré sur la figure 4a ou sur la figure 5b, la pluralité d’orifices métalliques primaires 12A est décalée par rapport à la pluralité d’orifices métalliques secondaires 12B.
Dans un mode de réalisation non limitatif, la carte à circuit imprimé 12 est disposée dans un boîtier (non illustré). Ce boîtier est également adapté pour accueillir les éléments chauffants résistifs 11. II est ainsi adapté pour maintenir l’ensemble carte à circuit imprimé 12 et éléments chauffants résistifs 11 ensemble. Dans un mode de réalisation non limitatif, le boîtier est réalisé dans un matériau plastique.
• EJément.chauffant résistif. 1.1
L’élément chauffant résistif 11 est adapté pour générer de la chaleur. A cet effet, sa puissance est réglée par un élément de pilotage 13 grâce à un courant I (illustré sur la figure 1) qui circule dans ledit élément chauffant résistif 11. Sa puissance peut ainsi varier de 0 à 100% et s’adapter en fonction de la consigne de puissance de chauffe reçue par le dispositif de chauffage électrique 1.
Dans un mode de réalisation non limitatif, le courant I qui circule dans un élément chauffant résistif 11 est sensiblement inférieur ou égal à 5A (Ampères). Dans le mode de réalisation non limitatif illustré sur la figure 1, le courant total qui circule dans le dispositif de chauffage électrique 1 est sensiblement inférieur ou égal à 15A.
Lorsque le dispositif de chauffage électrique 1 comprend une pluralité d’éléments chauffants résistifs 11, le dispositif de commande 10 commande les différents éléments de pilotage 13 associés en fonction de la consigne de puissance de chauffe reçue. Ainsi, les puissances des différents éléments chauffants résistifs 11 peuvent varier de façon différente ou non de sorte à avoir une puissance totale correspondante à la consigne de puissance de chauffe désirée.
Dans un mode de réalisation non limitatif, l’élément chauffant résistif 11 est disposé dans un cadre (non illustré). Cela évite de le tordre quand il est pris en main ou par une machine d’assemblage et de bien le positionner dans le boîtier de la carte à circuit imprimé 12. Dans un mode de réalisation non limitatif, le cadre est réalisé dans un matériau plastique.
Dans un mode de réalisation non limitatif, l’élément chauffant résistif 11 est un barreau chauffant résistif. Dans ce cas, tel qu’illustré sur les figures 2a à 2c, 4a et 4b, 5a à 5c, l’élément chauffant résistif 11 comprend :
- les terminaisons de connexion 110 ;
- une céramique 111 ; et
- des ailettes 112.
L’élément chauffant résistif 11 comprend deux barres métalliques 117 qui forme un cadre qui entourent les ailettes 112 et sont en contact avec lesdites ailettes 112. Les barres métalliques 117 sont coudées à chacune de leurs deux extrémités.
L’élément chauffant résistif 11 est connecté à un élément de pilotage 13 associé et est alimenté par une tension forte puissance, qui est la tension batterie Vbat de 48V dans l’exemple non limitatif pris.
Ainsi, tel qu’illustré sur les figures 2a, 4a, 5a, et 5b, l’élément chauffant résistif 11 comprend :
- une électrode primaire E1, dite négative. Comme on va le voir plus loin, cette électrode primaire E1 est reliée au potentiel variable VE1 ; et
- une électrode secondaire E2, dite positive. Comme on va le voir plus loin, cette électrode secondaire E2 est reliée au potentiel fixe VE2.
Lorsqu’un courant I circule dans l’élément chauffant résistif 11, il circule en particulier de son électrode primaire E1 vers son électrode secondaire E2. L’électrode primaire E1 comprend l’une desdites au moins deux terminaisons de connexion 110, une interface de fixation 115 de ladite terminaison de connexion 110, et une série 112B d’ailettes. L’électrode primaire E1 est soit à la masse, soit flottante.
L’électrode secondaire E2 comprend l’autre desdites au moins deux terminaisons de connexion 110, une interface de fixation 115 de ladite terminaison de connexion 110, et une série 112A d’ailettes. L’électrode secondaire E2 est à 48V dans l’exemple non limitatif pris.
La céramique 111 est disposée entre les deux électrodes primaire E1 et secondaire E2.
Dans un mode de réalisation non limitatif, l’élément chauffant résistif 11 comprend au moins une interface de fixation 115 des terminaisons de connexion 110.
Dans un mode de réalisation non limitatif, l’élément chauffant résistif 11 comprend en outre un dispositif isolant 116.
Dans un mode de réalisation non limitatif, l’élément chauffant résistif 11 comprend en outre au moins une surface d’appui 113.
Les éléments de l’élément chauffant résistifs 11 sont décrits en détail ci-après.
o Terminaisons.de.çpnnexion.1.10
Les terminaisons de connexion 110 sont illustrées sur les figures 2a à 6.
Les terminaisons de connexion 110 de l’élément chauffant résistif 11 sont adaptées pour venir s’insérer dans les orifices métalliques primaires 12A et secondaires 12B de la carte PCBA décrits précédemment.
Dans un mode de réalisation non limitatif, une terminaison de connexion 110 est une broche d’insertion en force tel qu’illustré sur le schéma de la figure 3. La broche d’insertion en force a ainsi une forme appelée « chas d’aiguille >> qui est ovale et évidée au centre. Du fait de cette forme ovale et évidée au centre, la terminaison de connexion 110 est adaptée pour se déformer lorsqu’elle est insérée dans l’orifice métallique primaire 12A ou secondaire 12B de la carte PCBA. Elle se contracte lorsque l’on lui applique une force de pression F, puis elle se relâche lorsqu’elle est complètement insérée dans l’orifice métallique primaire 12A ou secondaire 12B de sorte à exercer une pression sur les parois de l’orifice métallique primaire 12A ou secondaire 12B. Cela confère une très bonne qualité de connexion entre l’élément chauffant résistif 11 et la carte PCBA.
Ainsi, grâce aux terminaisons de connexion 110, il est possible de connecter électriquement l’élément chauffant résistif 11 avec la carte PCBA. La connexion électrique s’effectue ainsi en appliquant une force de pression F sur l’élément chauffant résistif 11 pour que ses terminaisons de connexion 110 s’insèrent dans les orifices métalliques primaires 12A et secondaires 12B de la carte PCBA. On notera que la force de pression F est proportionnelle au nombre de terminaisons de connexion 110. Dans un exemple non limitatif, la force de pression F à exercer pour une terminaison de connexion 110 est inférieure à 150N (Newton). On notera que le fait d’insérer en force les terminaisons de connexion 110 évite d’utiliser un procédé plus coûteux de soudure à la vague desdites terminaisons de connexion 110 par exemple.
Les terminaisons de connexion 110 sont agencées de sorte à permettre une application d’une force de pression F (et donc une insertion en force) parallèle ou perpendiculaire au plan de l’élément chauffant résistif 11.
Ainsi, dans un premier mode de réalisation non limitatif illustré sur les figures 2a et 4a, lesdites au moins deux terminaisons de connexion 110 sont parallèles au plan dudit élément chauffant résistif 11. A savoir, elles sont droites. Dans ce cas, l’insertion en force des terminaisons de connexion 110 dans les orifices métalliques primaires 12A et secondaires 12B de la carte PCBA s’effectue selon une force de pression F parallèle au plan dudit élément chauffant résistif 11 et perpendiculaire à la carte PCBA tel qu’illustré sur la figure 2a et 4a. Les figures 2b et 4b illustrent l’élément chauffant résistif 11 lorsqu’il est connecté à la carte PCBA via ses terminaisons de connexion 110.
Dans un deuxième mode de réalisation non limitatif illustré sur les figures 5a et 5b, lesdites au moins deux terminaisons de connexion 110 sont perpendiculaires au plan dudit élément chauffant résistif 11. A savoir, elles sont coudées. Dans ce cas, l’insertion en force des terminaisons de connexion 110 dans les orifices métalliques primaires 12A et secondaires 12B de la carte PCBA s’effectue selon une force de pression F perpendiculaire au plan dudit élément chauffant résistif 11 et perpendiculaire à la carte PCBA tel qu’illustré sur les figures 5a et 5b.
Dans une première variante de réalisation non limitative du premier ou deuxième mode de réalisation, lesdites au moins deux terminaisons de connexion 110 sont alignées entre elles. A savoir, elles appartiennent à un même plan.
Dans une deuxième variante de réalisation non limitative du premier ou deuxième mode de réalisation, lesdites au moins deux terminaisons de connexion 110 sont ou décalées entre elles. A savoir, elles appartiennent à des plans différents.
Les terminaisons de connexion 110 permettent de faire circuler un courant I dans l’élément chauffant résistif 11.
A cet effet, dans un mode de réalisation non limitatif, l’une desdites au moins deux terminaisons de connexion 110 est reliée au potentiel fixe VE2 et l’autre desdites au moins deux terminaisons de connexion 110 est reliée au potentiel variable VE1 via respectivement les orifices métalliques primaires 12A et secondaires 12B de la carte PCBA comme décrit précédemment. Autrement dit, l’une des terminaisons de connexion 110 est alimentée par la tension batterie Vbat de 48V et l’autre desdites au moins deux terminaisons de connexion 110 est connectée à l’élément de pilotage 13 qui pilote le courant I dans l’élément chauffant résistif 11. Plus particulièrement, elle est reliée au drain D (illustré sur la figure 1 ) de l’élément de pilotage 13.
L’élément de pilotage 13 peut être commandé par le dispositif de commande 10 dans un état passant ou dans un état bloqué.
Ledit potentiel variable VE1 est adapté pour être commuté par le dispositif de commande 10. Il peut être soit à la masse soit flottant.
Quand l’élément de pilotage 13 est dans un état passant, à savoir il est ouvert, le potentiel variable VE1 est à la masse. L’autre desdites au moins deux terminaisons de connexion 110 est donc reliée à la masse. Dans ce cas, il existe une différence de potentiel VE2-VE1 sur l’élément chauffant résistif 11, ce qui crée le courant I qui circule dans ledit élément chauffant résistif 11, d’une terminaison de connexion 110 vers l’autre terminaison de connexion 110. Cette différence de potentiel est de 48V dans l’exemple non limitatif pris.
Quand l’élément de pilotage 13 est dans un état bloqué, à savoir il est fermé, le potentiel variable VE1 est flottant. L’autre desdites au moins deux terminaisons de connexion 110 n’est donc reliée à rien. Dans ce cas, il n’existe pas de différence de potentiel VE2-VE1 sur l’élément chauffant résistif 11. Il n’y a pas de courant I qui circule dans ledit élément chauffant résistif 11.
Dans un mode de réalisation non limitatif, l’élément chauffant résistif 11 comprend plus de deux terminaisons de connexion 110.
Ainsi, dans le mode de réalisation non limitatif illustré sur les figures 2a à 2c, 4a et 4b, et 5a à 5c, ledit au moins un élément chauffant résistif 11 comprend deux ensembles 11 OA, 110B d’une pluralité de terminaisons de connexion 110. Dans un exemple non limitatif, chaque ensemble 11 OA, 110B comprend trois terminaisons de connexion 110. On notera que le nombre de terminaisons de connexion 110 détermine la puissance du courant I circulant dans un élément chauffant résistif 11. Ainsi, dans un exemple non limitatif, les trois terminaisons de connexion 110 permettent d’avoir un courant I de 15A au total, soit 5A par terminaison de connexion 110.
Dans une première variante de réalisation non limitative illustrée sur les figures 2a et 5a, la pluralité de terminaisons de connexion 110 d’un ensemble 11 OA est alignée avec la pluralité de terminaisons de connexion 110 de l’autre ensemble 110B.
Dans une deuxième variante de réalisation non limitative illustrée sur les figures 4a et 5b, la pluralité de terminaisons de connexion 110 d’un ensemble 11 OA est décalée avec la pluralité de terminaisons de connexion 110 de l’autre ensemble 110B. Cela facilite le routage électronique des pistes sur la carte à circuit imprimé 12.
Ainsi, un ensemble 110A de terminaisons de connexion est relié au potentiel fixe VE2 tandis que l’autre ensemble 110B de terminaisons de connexion est relié au potentiel variable VE1.
Une terminaison de connexion 110 de l’ensemble 110A forme une paire avec une terminaison de connexion 110 de l’autre ensemble 110B. Dans l’exemple non limitatif illustré, on a ainsi trois paires de terminaisons de connexion 110. Un courant I circule dans chacune des trois paires de terminaisons de connexion 110 d’une terminaison de connexion de l’ensemble 110B vers l’autre terminaison de connexion de l’ensemble 110A.
o Interface de.fixation. 1.15
Dans un mode de réalisation non limitatif, l’élément chauffant résistif 11 comprend deux interfaces de fixation 115 des terminaisons de connexion 110.
Les deux interfaces de fixation 115 sont illustrées sur les figures 2c, 2d et 5c et 5d.
Les deux interfaces de fixation 115 sont adaptées pour positionner lesdites au moins deux terminaisons de connexion 110 mais également pour réaliser un contact électrique desdites au moins deux terminaisons de connexion 110 avec les ailettes 112. Une interface de connexion 110 coopère avec une desdites au moins deux terminaisons de connexion 110.
En particulier, l’élément chauffant résistif 11 comprend :
- une interface de fixation 115 pour positionner l’ensemble 11 OA des terminaisons de connexion et réaliser le contact de l’ensemble 110A des terminaisons de connexion avec une série d’ailettes 112A via une barre métallique 117 qui encadre ladite série d’ailettes 112A ; et
- une interface de fixation 115 pour l’ensemble 110B des terminaisons de connexion et réaliser le contact de l’ensemble 110B des terminaisons de connexion avec une série d’ailettes 112B via une barre métallique 117 qui encadre ladite série d’ailettes 112B.
Les interfaces de fixation 115 sont illustrées sur la vue en coupe de dessus des figures 2c et 5c. On notera que sur ces vues en coupe, le dispositif isolant 116 (décrit plus loin) n’est pas illustré, ni les orifices 114 associés aux surfaces d’appui 13 décrits plus loin.
Comme on peut le voir, chaque barre métallique 117 de l’élément chauffant résistif 11 comprend une extrémité coudée. Cette extrémité coudée est prise en sandwich par une interface de fixation 115. Une interface de fixation 115 a ainsi une forme en « U >> tel qu’illustré sur la vue schématique de côté des figures 2d ou 5d.
On notera que les figures 2c et 2d s’appliquent au premier mode de réalisation non limitatif de l’élément chauffant résistif 11 (terminaisons de connexion 110 droites) dans sa première variante (terminaisons de connexion 110 droites alignées) ou dans sa deuxième variante (terminaisons de connexion 110 droites décalées), et les figures 5c et 5d s’appliquent au deuxième mode de réalisation non limitatif de l’élément chauffant résistif 11 (terminaisons de connexion 110 coudées) dans sa première variante (terminaisons de connexion 110 coudées alignées) ou dans sa deuxième variante (terminaisons de connexion 110 coudées décalées).
o Céramiçiue.111.
La céramique 111 est illustrée sur les figures 2a à 2c, 4a et 4b, 5a à 5c, et 6. La céramique 111 forme la résistance de l’élément chauffant résistif 11. C’est elle qui va chauffer lorsque l’élément chauffant résistif 11 est parcouru par un courant I de sorte à produire de la chaleur. La céramique 111 se trouve entre les deux séries d’ailettes 112A et 112B décrites ci-après. Elle s’étend le long de l’axe longitudinal de l’élément chauffant résistif 11 tel qu’illustré sur les figures 2a et 2b, 4a et 4b, 5a et 5b, en particulier entre les deux barres métalliques 117. Dans un mode de réalisation non limitatif, la céramique 111 est composée d’une pluralité de pierres en céramique. Dans ce cas, dans une variante de réalisation non limitative, ces pierres en céramique sont disposées à la verticale le long de l’axe longitudinal de l’élément chauffant résistif 11.
La chaleur produite par la céramique 111 est transmise via un conduit de circulation d’un fluide (non illustré) audit fluide qui peut ainsi être chauffé.
o Ailettes.112
Les ailettes 112 sont illustrées sur les figures 2a à 2c, 4a et 4b, 5a à 5c, et 6. La pluralité d’ailettes 112 offre une grande surface d’échange thermique avec l’air de sorte à dissiper thermiquement la chaleur produite par l’élément chauffant résistif 11. Dans un mode de réalisation non limitatif, la pluralité d’ailettes 112 est perpendiculaire à l’axe longitudinal de l’élément chauffant résistif 11. Cela permet de présenter une grande surface d’échange thermique.
L’élément chauffant résistif 11 comprend deux séries d’ailettes 112A et 112B réparties de part et d’autre de la céramique 111, à savoir de part et d’autre des pierres en céramiques, tel qu’illustré sur les figures 2a et 2b, 4a et 4b, 5a et 5b. Comme décrit précédemment, chaque série d’ailettes 112A et 112B est encadrée par une barre métallique 117 et est en contact avec une desdites au moins deux terminaisons de connexion 110 via une barre métallique 117 et une interface de fixation 115 décrites précédemment.
O Pispositif.jsolant 1.1.6
Ledit dispositif isolant 116 est illustré sur les figures 2a, 2b, 4a, 4b, 5a, 5b et
6.
II est adapté pour isoler électriquement l’élément chauffant résistif 11. Dans un mode de réalisation non limitatif, il est réalisé dans un matériau plastique. Tel qu’illustré sur les figures 2c et 5c, l’élément chauffant résistif 11 comprend un espace 1160 adapté pour permettre l’insertion du dispositif isolant 116. Tel qu’illustré sur le zoom de la figure 6, ce dernier est adapté pour se positionner tout autour des interfaces de fixation 115 vues précédemment. Le dispositif isolant 116 comprend au moins une fente 1161 par laquelle les terminaisons de connexion 110 passent au travers. Dans un mode de réalisation non limitatif, le dispositif isolant 116 comprend deux fentes 1161, une associée à chacune desdites au moins deux terminaisons de connexion 110. Dans le cas des deux ensembles 11 OA et 110B de terminaisons de connexion, une fente 1161 est associée à l’ensemble 11 OA et l’autre fente 1161 est associée à l’autre ensemble 110B.
O Surface d’appuj..1.1.3
Ladite au moins une surface d’appui 113 est illustrée sur les figures 2a, 4a, 5a et 5b.
Ladite au moins une surface d’appui 113 est adaptée pour permettre l’application d’une force de pression F sur l’élément chauffant résistif 11 de sorte à insérer en force lesdites au moins deux terminaisons de connexion 110 dans ladite carte PCBA. Cela permet de faciliter le processus d’insertion en force desdites au moins deux terminaisons de connexion dans ladite carte PCBA.
Dans une variante de réalisation non limitative, ledit élément chauffant résistif 11 comprend deux surfaces d’appui 113. Cela permet d’appliquer la force de pression F de façon équilibrée sur les deux ensembles 11 OA et 110B de terminaisons de connexion 110.
Dans une première variante de réalisation non limitative illustrée sur les figures 2a et 4a, cette surface d’appui 113 se trouve à l’intérieur de l’élément chauffant résistif 11. Dans ce cas, dans un mode de réalisation non limitatif, l’élément chauffant résistif 11 comprend au moins un orifice 114 associé permet d’introduire un doigt mécanique ou humain qui va appliquer la force de pression F sur la surface d’appui 113 en direction de la carte PCBA. Ainsi, il n’est pas nécessaire d’appuyer à l’extrémité 11B de l’élément chauffant résistif 11. Ce dernier peut en effet ne pas supporter une pression à son extrémité 11B et pourrait casser par exemple. Dans une variante de réalisation non limitative, ledit au moins un orifice 114 est situé à une extrémité 11A de l’élément chauffant résistif 11. Dans un mode de réalisation non limitatif, cette extrémité 11A est celle qui est la plus proche des terminaisons de connexion 110. Ainsi, la force de pression F exercée est au plus proche des terminaisons de connexion 110. Elle se fait au niveau des terminaisons de connexion 110, ce qui facilite le processus de poussée sur lesdites terminaisons de connexion 110. Dans l’exemple non limitatif illustré sur les figures 2a et 4a, l’élément chauffant résistif 11 comprend deux orifices 114 disposés sur une même face.
Dans une deuxième variante de réalisation non limitative illustrée sur les figures 5a et 5b, la surface d’appui 113 se trouve en surface de l’élément chauffant résistif 11. En particulier, elle se trouve sur le dispositif isolant 116 décrit précédemment. Un doigt mécanique ou humain peut appliquer la force de pression F en direction de la carte PCBA en appuyant sur cette surface d’appui 13.
Bien entendu la description de l’invention n’est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus.
Ainsi, dans un autre mode de réalisation non limitatif, les deux orifices 114 associés aux surfaces d’appui 113 sont disposés sur deux faces opposées de l’élément chauffant résistif 11.
Ainsi, dans un autre mode de réalisation non limitatif, la tension batterie Vbat est de 400V.
Ainsi, dans un autre mode de réalisation non limitatif, l’élément chauffant résistif 11 comprend une résistance ou une piste résistive.
Ainsi, l’invention décrite présente notamment les avantages suivants :
- c’est une solution simple à mettre en œuvre et peu coûteuse ;
- elle permet de ne plus utiliser de bus barres. Le courant I transite directement sur la carte à circuit imprimé 12 sans passer par des bus barres ;
- le processus de connexion d’un élément chauffant résistif 11 à la carte à circuit imprimé 12 est facilité et moins coûteux puisqu’il n’utilise plus de procédé de soudure par refusion et de procédé d’assemblage par clinchage ;
- elle permet de réduire le poids et le nombre de pièces utilisés pour le dispositif de chauffage électrique 1 et par conséquent son coût ;
- elle permet de réduire l’encombrement dudit dispositif de chauffage électrique puisqu’en supprimant les bus barres, on s’est affranchi de leurs extrémités qui dépassaient de la carte à circuit imprimé 12.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Dispositif de chauffage électrique (1) pour véhicule automobile (2), selon lequel ledit dispositif de chauffage électrique (1) comprend :
    - un dispositif de commande (10) d’au moins un élément de pilotage (13) d’un élément chauffant résistif (11);
    - une carte à circuit imprimé (12) comprenant ledit dispositif de commande (10) et ledit au moins un élément de pilotage (13) ;
    - au moins un élément chauffant résistif (11) comprenant au moins deux terminaisons de connexion (110) à ladite carte circuit imprimé (12).
  2. 2. Dispositif de chauffage électrique (1) selon la revendication 1, selon lequel une terminaison de connexion (110) est une broche d’insertion en force.
  3. 3. Dispositif de chauffage électrique (1) selon la revendication 1 ou la revendication 2, selon lequel lesdites au moins deux terminaisons de connexion (110) sont parallèles ou perpendiculaires au plan dudit au moins élément chauffant résistif (11).
  4. 4. Dispositif de chauffage électrique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, selon lequel lesdites au moins deux terminaisons de connexion (110) sont alignées entre elles ou décalées entre elles.
  5. 5. Dispositif de chauffage électrique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, selon lequel l’une desdites au moins deux terminaisons de connexion (110) est reliée à un potentiel fixe (VE2) et l’autre desdites au moins deux terminaisons de connexion (110) est reliée à un potentiel variable (VE1).
  6. 6. Dispositif de chauffage électrique (1) selon la revendication 5, selon lequel ledit potentiel variable (VE1) est adapté pour être commuté par le dispositif de commande (10).
  7. 7. Dispositif de chauffage électrique (1) selon l’une quelconque
    5 des revendications 1 à 6, selon lequel ladite carte à circuit imprimé (12) comprend :
    - au moins un orifice métallique primaire (12A) adapté pour recevoir l’une desdites au moins deux terminaisons de connexion (110) ;
    - au moins un orifice métallique secondaire (12B) adapté pour
    10 recevoir l’autre desdites au moins deux terminaisons de connexion (110).
  8. 8. Dispositif de chauffage électrique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, selon lequel ledit au moins un élément chauffant résistif (11) comprend au moins une surface d’appui (113)
    15 adaptée pour permettre une application d’une force de pression (F) sur lesdites au moins deux terminaisons de connexion (110).
  9. 9. Dispositif de chauffage électrique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, selon lequel ledit élément chauffant résistif (11 ) comprend en outre une céramique (111 ) et des ailettes (112).
    20
  10. 10. Dispositif de chauffage électrique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, selon lequel ledit élément chauffant résistif (11) comprend en outre au moins une interface de fixation (115) desdites au moins deux terminaisons de connexion (110).
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