FR3091579A1 - Dispositif de chauffage électrique et de circulation d’un liquide pour véhicule automobile - Google Patents

Abstract

Dispositif de chauffage électrique et de circulation d’un liquide pour véhicule automobile Dispositif de chauffage électrique (1) de liquide destiné à un véhicule automobile, comprenant au moins un boitier (2) délimitant au moins une chambre (16) dans laquelle s’étend au moins un élément électrique chauffant pourvu de terminaux électriques (8), le dispositif de chauffage électrique (1) comprenant une première portion (13) s’étendant d’un plan médian (500) à une première extrémité longitudinale (3) et une deuxième portion (14) s’étendant du plan médian (500) à une deuxième extrémité longitudinale (4), le boitier (2) comprenant au moins deux organes de connexion fluidique (15, 17, 18) communiquant avec la chambre (16), caractérisé en ce que les organes de connexion fluidique (15, 17, 18) sont disposés dans la première portion (13) et en ce que les terminaux électriques (8) sont disposés dans la deuxième portion (14).

Description

Description

Titre de l'invention : Dispositif de chauffage électrique et de circulation d’un liquide pour véhicule automobile

[0001] Le domaine de la présente invention est celui des dispositifs électriques de chauffage et de circulation d’un liquide, notamment pour une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation d’un habitacle d’un véhicule automobile. Plus particulièrement, l’invention porte sur les dispositifs de chauffage électrique utilisés pour de telles installations dans des véhicules automobiles, électriques ou hybrides, équipés d’un réseau d’alimentation électrique à haute tension.

[0002] Le chauffage de l’air destiné au traitement thermique de l’habitacle d’un véhicule automobile à moteur thermique est assuré par échange de chaleur entre un flux d’air et un liquide caloporteur, par le biais d’un échangeur thermique. Dans le cas des véhicules hybrides ou électriques, on connaît des dispositifs de chauffage électrique qui forment une source de calories et dans lesquels on fait circuler un courant électrique pour monter en température un élément chauffant embarqué dans ce dispositif de chauffage. Le liquide à chauffer traverse ainsi le dispositif de chauffage électrique et est mis au contact de l’élément chauffant, il s’effectue alors un échange de calories entre l’élément chauffant et le liquide destiné au chauffage de l’habitacle, qui chauffe alors à son tour.

[0003] L'élément chauffant consiste habituellement en des moyens électriques de chauffe, par exemple une ou plusieurs résistances chauffantes. Un tel dispositif de chauffage a néanmoins pour inconvénient de combiner un circuit comprenant un liquide à un circuit électrique qu’il est nécessaire de séparer, de manière étanche, l’un de l’autre.

[0004] La présente invention s’inscrit dans ce contexte et a pour but de proposer un dispositif de chauffage électrique dans lequel les connecteurs électriques, rattachés au système d’alimentation, sont séparés d’organes de connexion fluidique, ou manchons, alimentant le dispositif de chauffage électrique en liquide, ces connecteurs et manchons étant disposés dans des zones opposées du dispositif de chauffage électrique.

[0005] L’objet de la présente invention concerne un dispositif de chauffage électrique de liquide destiné à un véhicule automobile comprenant au moins un boîtier délimitant au moins une chambre dans laquelle s’étend au moins un élément électrique chauffant pour chauffer le liquide, pourvu de terminaux électriques. Le dispositif de chauffage s’étend le long d’un axe longitudinal et comprend une première extrémité longitudinale et une deuxième extrémité longitudinale disposées de part et d’autre d’un plan médian perpendiculaire à l’axe longitudinal. Ainsi, le dispositif de chauffage électrique comprend une première portion qui s’étend du plan médian à la première extrémité longitudinale et une deuxième portion qui s’étend du plan médian à la deuxième extrémité longitudinale. Le boîtier du dispositif électrique de chauffage comprend au moins deux organes de connexion fluidique en communication avec la chambre. Particulièrement, le dispositif de chauffage électrique est caractérisé en ce que les organes de connexion fluidique sont disposés dans la première portion et en ce que les terminaux électriques de l’élément électrique chauffant sont disposés dans la deuxième portion.

[0006] Par convention, dans tout le présent document, le qualificatif « longitudinal » s'applique à la direction dans laquelle s'étend la plus grande dimension du dispositif de chauffage électrique, le qualificatif « transversal » s'applique à une direction sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale et sensiblement parallèle au plan médian, et le qualificatif « vertical » désigne la direction perpendiculaire à la fois à la direction longitudinale et à la direction transversale.

[0007] Le dispositif de chauffage électrique comprend au moins un élément électrique chauffant qui peut être, par exemple, une résistance de forme hélicoïdale s’étendant selon une direction parallèle à l’axe longitudinal du dispositif de chauffage électrique et comprenant deux terminaux électriques. L’élément électrique chauffant est inséré, par ses terminaux électriques, dans un socle destiné à coopérer avec le boîtier et ainsi délimiter la chambre. Le socle est ainsi porteur d’au moins un élément électrique chauffant et délimite d’une part la chambre, dans laquelle s’étendent le ou les éléments électriques chauffants, et d’autre part un logement dans lequel s’étendent les terminaux électriques. Selon une configuration préférentielle, les terminaux électriques de l’élément électrique chauffant s’étendent le long d’une direction parallèle à l’axe longitudinal du dispositif de chauffage électrique.

[0008] Selon une caractéristique de l’invention, les organes de connexion fluidique sont des tubulures de raccordement, notamment des manchons de raccordement.

[0009] Selon une autre caractéristique de l’invention, au moins un organe de connexion fluidique s’étend selon une direction sensiblement transversale à l’axe longitudinal.

[0010] Le dispositif de chauffage électrique est raccordé à deux circuits distincts : un circuit de liquide et un circuit électrique. Le ou les éléments électriques chauffants sont intégrés au circuit électrique et sont connectés à un système d’alimentation électrique par le biais de leurs terminaux électriques.

[0011] La chambre du dispositif de chauffage électrique est alimentée en liquide par Γintermédiaire d’un des organes de connexion fluidique. Ainsi le liquide à chauffer circule au sein de la chambre et, au contact du ou des éléments électriques chauffants, s’élève en température avant de ressortir de la chambre. De par la disposition des organes de connexion fluidique dans la première portion et des terminaux électriques dans la deuxième portion du boîtier, l’espacement existant entre le circuit électrique et le circuit de liquide est maximisé. On limite ainsi les risques en éloignant au maximum des composants qui, dans leur utilisation, présente une incompatibilité physique.

[0012] Selon une caractéristique de l’invention, le dispositif de chauffage électrique comprend un conduit pourvu d’une première ouverture et d’une deuxième ouverture. La première ouverture s’ouvre sur l’un des organes de connexion fluidique tandis que la deuxième ouverture s’ouvre sur la chambre, la première ouverture étant disposée dans la première portion et la deuxième ouverture étant disposée dans la deuxième portion du boîtier. Le conduit s’étend ainsi préférentiellement le long de la chambre, dans la première portion du dispositif de chauffage électrique et au moins partiellement dans la deuxième portion du dispositif de chauffage électrique.

[0013] Ainsi, le liquide est transporté de la première extrémité longitudinale vers la deuxième extrémité longitudinale, assurant ainsi la circulation du liquide au sein de l’ensemble de la chambre et le long de l’intégralité de l’élément électrique chauffant. Selon un exemple de réalisation, le conduit peut être agencé selon une direction parallèle, ou sensiblement parallèle, à l’axe longitudinal du dispositif de chauffage électrique.

[0014] Les organes de connexion fluidique contribuent à assurer la circulation du liquide au sein de la chambre du dispositif de chauffage électrique. Au moins l’un des organes de connexion fluidique peut être assimilé à une entrée, amenant le liquide froid à chauffer au sein de la chambre hébergeant le ou les éléments électriques chauffants, tandis qu’au moins un autre organe de connexion fluidique peut être assimilé à une sortie évacuant le liquide chaud vers d’autres composants du véhicule automobile. Selon une caractéristique de l’invention, au moins un des organes de connexion fluidique peut être disposé au niveau d’une paroi, dite paroi longitudinale du boîtier, joignant la première extrémité longitudinale du dispositif électrique de chauffage à la deuxième extrémité longitudinale. Préférentiellement, ledit organe de connexion fluidique est situé dans un tiers de la première portion qui comprend la première extrémité longitudinale. Il est ainsi disposé à proximité de la première extrémité longitudinale.

[0015] Additionnellement, les organes de connexion fluidique peuvent, être disposés dans une même direction sensiblement perpendiculaire à l’axe longitudinal les différents organes de connexion fluidique étant sensiblement parallèles les uns aux autres et s’étendant selon un même sens. Ainsi, l’encombrement généré par la présence d’organes de connexion fluidique sur le boîtier pourra être minimisé.

[0016] Le boîtier du dispositif de chauffage électrique renferme la chambre dans laquelle le ou les éléments électriques chauffants s’étendent et le liquide circule. Le boîtier peut être équipé, au niveau d’au moins une paroi longitudinale, d’au moins deux pattes de fixation, destinées à assurer le positionnement et le maintien du dispositif de chauffage électrique au sein du véhicule.

[0017] Préférentiellement, le boîtier comprend, au niveau de la deuxième extrémité longitudinale, une zone de fixation destinée à coopérer avec un capot. Le boîtier et le capot délimitent, avec le socle, un logement hébergeant des terminaux électriques d’un ou plusieurs éléments électriques chauffants.

[0018] Le boîtier peut adopter différentes formes générales, par exemple cylindrique, conique ou parallélépipédique. Selon une caractéristique de l’invention, la chambre peut être délimitée par une première paroi du boîtier, le boîtier comprenant une deuxième paroi entourant, au moins partiellement, la première paroi et délimitant un espace qui forme le conduit. Particulièrement, le conduit peut être aménagé sur une face extérieure de la première paroi du boîtier.

[0019] Par face extérieure, on entend un ensemble de points appartenant à une même paroi, ces points étant en contact avec l’environnement extérieur du boîtier. Inversement, on définit comme face intérieure de la chambre ou face intérieure du conduit, l’ensemble des points appartenant à une même paroi et délimitant un volume interne de la chambre ou du conduit.

[0020] Selon un premier mode de réalisation, la deuxième paroi est agencée de manière à entourer la première paroi sur un secteur angulaire compris entre 30 et 180°, ledit secteur angulaire étant défini par deux demi-droites comprises dans un plan parallèle au plan médiant et issues d’un même point de l’axe longitudinal.

[0021] Dans un tel mode de réalisation, le boîtier du dispositif de chauffage électrique peut être configuré afin que la première paroi, délimitant la chambre, soit au moins en partie circulaire. Dit autrement, une section transversale de la chambre peut être circulaire. Le boîtier peut également présenter, par exemple, une section rectangulaire, ou sensiblement rectangulaire encadrant la section circulaire de la chambre. Additionnellement le boîtier peut présenter une base sensiblement arrondie, épousant la forme de la chambre.

[0022] Dans un tel mode de réalisation, les terminaux électriques sont raccordés au système d’alimentation par l’intermédiaire de câbles. Ces câbles s’étendent depuis un plan parallèle au plan de la deuxième extrémité longitudinale du boîtier, puis entrent dans une cavité. Ladite cavité est aménagée sur le boîtier et est destinée à héberger un dispositif de commande du dispositif de chauffage électrique. Elle s’étend, de préférence, dans une direction sensiblement parallèle à celle de l’axe longitudinal, le long de la deuxième portion du boîtier. Par exemple, la cavité peut être agencée afin que la deuxième paroi du boîtier délimite d’une part le conduit et d’autre part la cavité, le conduit et la cavité partageant ainsi une paroi commune. De par l’agencement de la cavité, les composants électriques et électroniques du dispositif de chauffage électrique sont maintenus à distance, et physiquement séparés, de la circulation du liquide, prévenant ainsi toute infiltration du liquide au niveau des zones comprenant lesdits composants.

[0023] Selon ce premier mode de réalisation, la cavité est fermée par un couvercle, ledit couvercle étant porteur d’au moins un connecteur de puissance et ledit connecteur étant orienté selon une direction transversale, par exemple perpendiculaire, à l’axe longitudinal. Il peut ainsi être disposé dans une direction sensiblement parallèle à celle d’au moins un organe de connexion fluidique, ou encore de l’ensemble des organes de connexion fluidique. Additionnellement, le couvercle peut être porteur d’un connecteur de signal et d’un plot de raccordement à une masse du véhicule. Afin de minimiser l’encombrement généré par les organes de connexion fluidique et le connecteur de puissance, il peut être envisagé de disposer l’ensemble des organes de connexion fluidique et le connecteur de puissance afin qu’ils s’étendent dans un même sens.

[0024] Dans un tel mode de réalisation, le boîtier peut se composer, d’au moins deux pièces, une première pièce formant un premier demi-boitier et une deuxième pièce formant un deuxième demi-boitier. Le premier demi-boitier et le deuxième demi-boitier sont rattachés l’un à l’autre par l’intermédiaire d’au moins un moyen de fixation disposé dans une zone de jonction définissant un plan parallèle au plan médian. Alternativement, le boîtier peut présenter une structure monobloc et ne comprendre qu’une seule pièce.

[0025] Selon un deuxième mode de réalisation, la deuxième paroi du boîtier peut s’étendre sur un secteur angulaire sensiblement égal ou inférieur à 30°, ledit secteur angulaire étant défini par deux demi-droites comprises dans un plan parallèle au plan médian et issues d’un même point de l’axe longitudinal. La deuxième paroi présente au moins une portion sensiblement circulaire, le conduit adoptant, par exemple, une section sensiblement elliptique. Autrement formulé, selon le deuxième mode de réalisation, une fraction de la face extérieure de la première paroi constitue également une face intérieure du conduit agencé sur ledit boîtier, le conduit et la chambre partageant au moins une portion commune de la première paroi qui délimite la chambre.

[0026] Particulièrement, le conduit peut comprendre, au niveau d’une première extrémité située dans la première portion du boîtier, un bouchon, ledit bouchon s’étendant dans une direction sensiblement transversale à un axe d’extension du conduit.

[0027] Dans ce deuxième mode de réalisation le conduit peut s’étendre le long de la chambre de façon rectiligne, selon un axe parallèle, ou sensiblement parallèle, à l’axe longitudinal.

[0028] Dans un tel mode de réalisation, le boîtier présente, préférentiellement, une section circulaire, ou sensiblement circulaire.

[0029] Tel que précédemment exposé, le conduit est agencé de sorte que la première ouverture s’ouvre sur l’un des organes de connexion fluidique, tandis que la deuxième ouverture s’ouvre sur la chambre au niveau de la deuxième portion du dispositif de chauffage électrique. Selon une caractéristique du deuxième mode de réalisation, la deuxième ouverture est configurée pour orienter un flux de liquide tangentiellement à la première paroi délimitant la chambre. Autrement formulé, le conduit est agencé de manière à générer une circulation sensiblement en spirale du liquide au sein de la chambre. Cette circulation en spirale peut s’effectuer dans un sens similaire au sens d’enroulement du ou des éléments électriques chauffants s’étendant dans la chambre, ou, au contraire, s’effectuer dans le sens opposé au sens d’enroulement, de manière à favoriser la perturbation du liquide et donc son échange thermique. A cette fin, la deuxième ouverture du conduit peut présenter au moins un bord biseauté. Une telle caractéristique contribue à une distribution plus homogène du liquide au sein de la chambre et prévient sa stagnation aux abords de la deuxième ouverture. Additionnellement, la deuxième ouverture peut présenter une forme sensiblement allongée, par exemple parallélépipédique.

[0030] Selon ce deuxième mode de réalisation, le boîtier peut également être équipé, sur au moins la première paroi, d’une plateforme destinée à coopérer avec un dispositif de commande du dispositif de chauffage électrique. La plateforme s’étend préférentiellement dans une direction sensiblement parallèle à l’axe longitudinal, et peut s’étendre partiellement sur le conduit. De par l’agencement de cette plateforme, les composants électriques et électroniques du dispositif de chauffage électrique sont maintenus à distance, et séparés physiquement, de la circulation du liquide.

[0031] Comme précédemment exposé dans le premier mode de réalisation, le boîtier du dispositif de chauffage électrique peut se composer d’au moins deux pièces, une première pièce formant un premier demi-boîtier et une deuxième pièce formant un deuxième demi-boîtier. Le premier demi-boîtier et le deuxième demi-boîtier sont rattachés l’un à l’autre par l’intermédiaire d’au moins un moyen de fixation disposé dans une zone de jonction définissant un plan parallèle au plan médian. Alternativement, le boîtier peut présenter une structure monobloc et ne comprendre qu’une seule pièce.

[0032] 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:

[0033] La [fig. 1] est une représentation en perspective d’un dispositif de chauffage électrique selon un premier mode de réalisation de l’invention;

[0034] La [fig.2] est une représentation en perspective d’un dispositif de chauffage électrique de la figure 1 dans lequel les terminaux électriques sont visibles;

[0035] La [fig.3] est une coupe transversale du dispositif de chauffage électrique selon le premier mode de réalisation, réalisée dans une première portion du boîtier;

[0036] La [fig.4] est une coupe transversale du dispositif de chauffage électrique selon le premier mode de réalisation, réalisée au niveau de la deuxième portion du boîtier;

[0037] La [fig.5] est une représentation en perspective d’un dispositif de chauffage électrique en configuration fermée, selon un deuxième mode de réalisation de l’invention;

[0038] La [fig.6] est une représentation en perspective d’un dispositif de chauffage électrique de la figure 5, en configuration ouverte;

[0039] La [fig.7] est une coupe transversale du dispositif de chauffage électrique selon le deuxième mode de réalisation, réalisée au niveau de la première portion du boîtier;

[0040] La [fig.8] est une coupe longitudinale du dispositif de chauffage électrique selon le deuxième mode de réalisation, passant par un conduit dans lequel circule le liquide à chauffer;

[0041] Il est tout d'abord à noter que si les figures exposent l'invention de manière détaillée pour sa mise en œuvre, elles peuvent bien entendu servir à mieux définir l'invention le cas échéant. Il est également à noter que, sur l'ensemble des figures, les éléments similaires et/ou remplissant la même fonction sont indiqués par le même repère.

[0042] Par ailleurs, en référence aux orientations et directions définies précédemment, la direction longitudinale sera représentée par l’axe Ox, la direction transversale sera représentée par l’axe Oy, et la direction verticale sera représentée par l’axe Oz. Ces différents axes définissent ensemble un repère orthonormé Oxyz représenté sur les figures. Dans ce repère, les qualificatifs haut ou supérieur seront représentés par le sens positif de l'axe Oz, les qualificatifs bas ou inférieur étant représentés par le sens négatif de ce même axe Oz.

[0043] Les figure 1 et figure 2 illustrent un dispositif de chauffage électrique 1 réalisé selon un premier mode de réalisation. Le dispositif de chauffage électrique 1 comprend un boîtier 2 pouvant, tel qu’illustré, adopter une forme sensiblement parallélépipédique. Le boîtier 2 s’étend longitudinalement selon un axe d’extension du dispositif de chauffage électrique, appelé axe longitudinal 100, parallèle à la direction Ox. Le boîtier 2 est délimité par une première extrémité longitudinale 3 et par une deuxième extrémité longitudinale 4 s’étendant, tel que représenté, dans des plans sensiblement parallèles l’une à l’autre et orthogonales à l’axe longitudinal 100. La première extrémité longitudinale 3 et la deuxième extrémité longitudinale 4 sont situées de part et d’autre et à égale distance d’un plan, dit plan médian 500, qui leur est sensiblement parallèle. Particulièrement, la deuxième extrémité longitudinale 4 est jointe à la première extrémité longitudinale 3 par une paroi dite paroi longitudinale 5. Sur la figure 2, un capot 7 est détaché du boîtier 2, rendant visible des terminaux électriques 8 d’au moins un élément électrique chauffant 46 du dispositif de chauffage électrique 1. L’élément électrique chauffant 46 est inséré dans un socle 25 par ses terminaux électriques 8, lesdits terminaux électriques s’étendant dans une direction 150 sensiblement parallèle à l’axe longitudinal 100. La deuxième extrémité longitudinale 4 est ouverte et présente une zone de fixation 6, destinée à coopérer avec ledit capot 7 visible sur la figure 1. L’ensemble formé par le boîtier 2 et le capot 7 et délimité par le socle 25 forme un logement, destiné à héberger les terminaux électriques 8.

[0044] Selon une alternative, le boîtier 2 peut présenter une forme sensiblement cylindrique ou conique.

[0045] Dans le premier mode de réalisation, le boîtier 2 peut, tel qu’illustré, être composé de deux pièces distinctes, telles qu’un premier demi-boîtier 9 et un deuxième demi-boîtier 10, qui coopèrent et qui sont fixés l'un à l’autre au niveau d’une zone de jonction 11. La zone de jonction 11 peut ainsi délimiter un plan sensiblement parallèle et/ou confondu au plan médian 500.

[0046] Lorsqu’ils sont joints et qu’on les compare par rapport à un plan parallèle au plan médian 500 et passant par la zone de jonction 11, le premier demi-boîtier 9 et le deuxième demi-boîtier 10 s’étendent dans la continuité l’un de l’autre de manière à former la paroi longitudinale 5. Tel que représentés, le premier demi-boîtier 9 et le deuxième demi-boiter 10 présentent des structures asymétriques. Il est néanmoins envisageable de configurer le premier demi-boîtier 9 et le deuxième demi-boîtier 10 pour qu’ils soient sensiblement symétriques l’un à l’autre par rapport au plan médian 500. Dans une telle alternative, le premier demi-boîtier 9 et le deuxième demi-boîtier 10 présentent une structure externe et interne sensiblement similaire.

[0047] Tel que représenté, le premier demi-boîtier 9 et le deuxième demi-boîtier 10 peuvent être équipés d’une pluralité de pattes de fixation 12, par exemple disposées dans une portion inférieure du boîtier 2.

[0048] Le plan médian 500 délimite par ailleurs deux portions distinctes du boîtier 2, disposées de part et d’autre dudit plan médian 500. Une première portion 13 s’étend de la première extrémité longitudinale 3 jusqu’au plan médian 500, tandis qu’une deuxième portion 14 du boîtier 2 s’étend du plan médian 500 jusqu’à la deuxième extrémité longitudinale 4.

[0049] Une paire d’organes de connexion fluidique, et plus particulièrement une paire de manchons 15, émerge de la première portion 13 du boîtier 2. Plus spécifiquement, la paire de manchons 15 peut, tel qu’illustré, être disposée afin que les manchons 15 émergent d’un premier tiers longitudinal de la première portion 13, ce premier tiers comprenant la première extrémité longitudinale 3. Les manchons 15 s’étendent dans une direction 150 perpendiculaire à l’axe longitudinal 100, de sorte que les manchons 15 sont sensiblement parallèles entre eux. Particulièrement, ces manchons 15 s’étendent dans un même sens, limitant de ce fait l’encombrement qu’ils génèrent. Ils émergent ainsi, dans l’exemple illustré, tous les deux au-dessus du premier demiboîtier 9.

[0050] Les deux manchons 15 communiquent avec une chambre délimitée par le boitier 2. L’un des manchons, appelé premier manchon 17, est directement connecté à la chambre, tandis qu’un deuxième manchon 18 est connecté à un conduit 19 disposé sur la paroi longitudinale 5 comprenant la paire de manchons 15. Le conduit 19 s’étend le long de la première portion 13 du boitier 2, selon une direction sensiblement longitudinale, parallèle à l’axe longitudinal 100. Le conduit 19 prend son origine au niveau du deuxième manchon 18, et l’entoure partiellement. Un premier bord longitudinal 20 du conduit 19 s’étend du deuxième manchon 18 jusqu’à la paroi longitudinale 5 dans la deuxième portion du boitier 14, d’un côté du dispositif de chauffage électrique 1. Le premier bord longitudinal 20 s’étend de manière sensiblement rectiligne dans une direction sensiblement parallèle à l’axe longitudinal 100. Un deuxième bord longitudinal 21 du conduit 19 s’étend depuis le deuxième manchon 18 jusqu’à la paroi longitudinale 5 dans un côté opposé du dispositif de chauffage électrique 1, plus particulièrement dans la deuxième portion du boitier 14. Ce deuxième bord longitudinal 21 adopte la forme d’un arc. Une telle configuration du conduit 19 permet la répartition du liquide à chauffer dans l’ensemble de la chambre.

[0051] Dans la deuxième portion 14, le boitier 2 est équipé d’une cavité 22 destinée à héberger différents composants électriques. La cavité 22 présente une forme sensiblement parallélépipédique et s’étend sur la longueur de la deuxième portion 14, séparant ainsi physiquement les composants électriques de la circulation du liquide. Selon des alternatives non représentées, la cavité 22 peut présenter des formes différentes, s’étendre seulement partiellement le long de la deuxième portion 14, ou encore s’étendre à la fois le long de la deuxième portion 14 et de la première portion 13.

[0052] La cavité 22 représentée sur les figures 1 et 2 est configurée de sorte qu’au moins trois de ses faces s’étendent dans la continuité d’une paroi du boitier 2, spécifiquement de la paroi longitudinale 5 et de la deuxième extrémité longitudinale 4.

[0053] Sur la figure 2, la cavité 22 comprend un orifice de passage 23, permettant le passage de câbles 24, destinés à connecter les terminaux électriques 8 des éléments électriques chauffants 46 à un système d’alimentation électrique. Tel qu’on peut l’observer sur la figure 2, les terminaux électriques 8 traversent le socle 25 porteur des éléments électriques chauffants 46, ce socle 25 permettant également de délimiter la chambre au sein du boitier 2 et contribuant à la séparation du circuit électrique et du circuit liquide. La séparation du circuit électrique dans la deuxième portion 14 et du circuit liquide dans la première portion 13 permet une séparation, dans la cavité 22, des composants électriques à basse tension et des composants électriques à haute tension. Les composants électriques à basse tension pourront avantageusement être disposés à proximité de la première portion 13 et les composant électriques à haute tension à proximité de la deuxième portion 14. On pourra disposer lesdits composants de manière correspondante sur un substrat d’un circuit imprimé (non représenté), autrement appelé PCB de l’anglais « printed circuit board ». Ledit substrat pourra ainsi être aisément disposé dans la cavité 22. En outre, la séparation du circuit électrique et du circuit liquide à l’aide du socle 25 permet d’optimiser l’étanchéité du circuit liquide en concentrant les mesures pour assurer ladite étanchéité sur une périphérie du socle 25, entre le boîtier 2 et le socle 25. De telle mesures peuvent être par exemple réalisées à l’aide d’un joint torique disposé autour du socle.

[0054] Les terminaux électriques 8 sont associés par paire, chaque paire correspondant aux terminaisons d’un élément électrique chauffant 46. Le dispositif de chauffage électrique 1 représenté sur la figure 2 comprend ainsi par exemple trois éléments électriques chauffants 46. Les câbles 24, représentés schématiquement, s’étendent ainsi depuis les terminaux électriques 8 jusqu’à l’orifice de passage 23 ménagé dans la paroi de la cavité 22, puis sont hébergés au sein de ladite cavité 22. Lorsque le capot 7 est fixé sur le dispositif de chauffage électrique 1, cet orifice de passage 23 est couvert.

[0055] La cavité 22 est fermée au niveau d’une face par un couvercle 26. Ce couvercle 26 est porteur d’un connecteur de puissance 27, ainsi que d’un connecteur de signal 28 et d’un plot 29 de raccordement relié à une masse du véhicule. Le connecteur de puissance 27 est orienté dans une direction sensiblement perpendiculaire à l’axe longitudinal 100 et s’étend dans une direction sensiblement parallèle à celle du premier manchon 17 et du deuxième un manchon 18. De plus, la paire de manchons 15 et le connecteur de puissance 27 s’étendent dans le même sens, minimisant ainsi l’encombrement qu’ils engendrent.

[0056] Les figures 3 et 4 représentent des coupes transversales du dispositif de chauffage électrique 1 selon le premier mode de réalisation. Les coupes sont réalisées selon des plans sensiblement parallèles au plan médian. Sur la figure 3, la coupe a été réalisée au niveau de la première portion du boîtier 2, selon un premier plan de section tandis que sur la figure 4, la coupe a été réalisée au niveau de la deuxième portion du boîtier 2 selon un deuxième plan de section.

[0057] La figure 3 présente l’arrangement intérieur du boîtier 2, ledit boîtier 2 délimitant la chambre 16 dans laquelle le liquide à chauffer circule et où les différents éléments électriques chauffants s’étendent. Cette chambre 16 présente une section sensiblement circulaire et est délimitée par une première paroi 30 issue de la paroi longitudinale 5 du boîtier 2. La chambre 16 est définie par un premier diamètre 160, mesuré dans le premier plan de section entre deux points d’une surface intérieure de la première paroi de la chambre 16.

[0058] La chambre 16 s’étend selon une direction sensiblement parallèle à l’axe longitudinal 100, la chambre 16 étant centrée sur l’axe longitudinal 100. Le boîtier 2 comprend une deuxième paroi 31 qui s’étend dans un plan perpendiculaire au premier plan de section, la deuxième paroi 31 étant rattachée à la première paroi 30 par le premier bord longitudinal 20 et le deuxième bord longitudinal 21. La première paroi 30 et la deuxième paroi 31 délimitent ainsi un espace superposé à la chambre 16 qui comprend le conduit 19, la deuxième paroi 31 s’étendant sur un secteur angulaire 32 de la première paroi 31, centré sur l’axe longitudinal 100 et compris entre 30 et 180°. Le secteur angulaire 32 est mesuré dans le premier plan de section, entre deux points de jonction 33 au niveau desquels le conduit 19 et la chambre 16 convergent. Le secteur angulaire est ainsi défini par deux demi-droites comprises dans un plan parallèle au plan médian 500, ces deux demi-droites étant issues d’un même point de l’axe longitudinal et passant chacune par un point de jonction 33.

[0059] Afin d’assurer la fixation du dispositif électrique de chauffage 1, la première portion 13 du boîtier 2 comprend, au niveau de la base 34, des pattes de fixation 12 ménagées dans un plan sensiblement parallèle au premier plan de section.

[0060] Le conduit 19 s’étend le long de la chambre 16, sur une face extérieure de la première paroi 30, le conduit 19 adoptant une section concave, c’est-à-dire un profil en forme d’arc creux, vue de la chambre 16. Le conduit 19 présente une hauteur centrale 200 inférieure à une hauteur périphérique 250. La hauteur centrale 200 correspond à la distance mesurée selon un axe vertical s’étendant entre la première paroi 30 et la deuxième paroi 31 dans une zone où elles sont le plus rapprochées tandis que la hauteur périphérique 250 correspond à la distante entre la première paroi 30 et la deuxième paroi 31, mesurée au niveau de la paroi longitudinale 5.

[0061] La figure 3 illustre également les manchons 15. Le premier manchon 17 communique directement avec la chambre 16 par l’intermédiaire d’une ouverture appelée ouverture du premier manchon 35, le premier manchon 17 émergeant alors de la première paroi 30 du boîtier 2. L’ouverture du premier manchon 35 est disposée dans la première portion du boîtier 2, de sorte qu’elle est verticalement alignée dans l’axe du premier manchon 17 et qu’elle présente une forme sensiblement elliptique, épousant la courbe de la première paroi 30 de la chambre 16.

[0062] Le deuxième manchon 18 est raccordé fluidiquement au conduit 19 par l’intermédiaire d’une ouverture, dite première ouverture 36, ladite première ouverture 36 étant disposée dans la première portion 13 du boîtier 2 dans l’alignement vertical du deuxième manchon 18.

[0063] La figure 4 présente l’agencement intérieur du boîtier 2 selon une coupe réalisée dans la deuxième portion du boîtier 2, au niveau d’un deuxième plan de section, parallèle au plan médian 500. Dans la deuxième portion du boîtier 2, les sections de la chambre 16 et du conduit 19 différent de celles précédemment observées dans la première portion. La chambre 16 conserve une section circulaire et est définie par un deuxième diamètre 170, sensiblement égal au premier diamètre mesuré dans la première portion. La chambre 16 présente ainsi, dans l’axe longitudinal 100, une forme sensiblement cylindrique. D’autres alternatives peuvent néanmoins être envisagées, par exemple une chambre 16 présentant une forme conique ou parallélépipédique.

[0064] Sur la figure 4, on constate que la forme du conduit 19, dont la première paroi 30 est commune à la chambre 16, est modifiée. Au niveau de la deuxième portion, la hauteur centrale, précédemment mesurée dans la première portion, est nulle. La première paroi 30 et la deuxième paroi 31 fusionnent et le conduit 19 est divisé en une première fraction de conduit 37 et une deuxième fraction de conduit 38 présentant des sections sensiblement triangulaires. La première fraction de conduit 37 et la deuxième fraction de conduit 38 s’étendent le long de la chambre 16, dans une direction sensiblement parallèle à l’axe longitudinal 100, et s’étendent partiellement dans la deuxième portion du boîtier 2 avant de s’ouvrir sur la chambre 16. La première paroi 30 présente, longitudinalement, une longueur inférieure à la longueur de la deuxième paroi 31. De ce fait le conduit 19, séparé de la chambre 16 par la première paroi 30, s’ouvre sur la chambre 16 dans la deuxième portion du boîtier. Plus particulièrement, le conduit 19 présente une deuxième ouverture 39 et une troisième ouverture 40, de forme sensiblement triangulaire et s’étendant dans un plan sensiblement parallèle au plan médian, débouchant sur la chambre 16.

[0065] Dans un dispositif de chauffage électrique 1 tel qu’illustré, le liquide à chauffer est ainsi amené par le deuxième manchon 18, se répartit dans le conduit 19 puis est déversé dans la chambre 16 par l’intermédiaire de la première fraction de conduit 37 et la deuxième fraction de conduit 38. Le liquide est ainsi acheminé vers la chambre 16 depuis deux points distincts : la deuxième ouverture 39 et la troisième ouverture 40. Le liquide à chauffer circule alors librement au sein de la chambre 16 et, au contact des éléments électriques chauffants et par échange thermique avec ceux-ci, monte en température. Le liquide est ensuite évacué du dispositif de chauffage électrique 1 par l’intermédiaire du premier manchon 17, de manière à être dirigé vers d’autres composants du véhicule automobile.

[0066] Une seconde différence entre la deuxième portion et la première portion du boîtier 2 réside dans la présence de la cavité 22 destinée à héberger les différents composants électriques ou électroniques, par exemple un dispositif de commande du dispositif de chauffage électrique 1. Ladite cavité 22 contribue à séparer les composants électriques de la circulation du liquide s’effectuant dans la chambre 16. La cavité 22 présente une forme sensiblement parallélépipédique et s’étend dans une direction sensiblement parallèle à l’axe longitudinal 100. Elle comprend deux faces longitudinales, s’étendant dans une direction sensiblement parallèle, disposées dans la continuité de la paroi longitudinale 5 du boîtier 2. La cavité 22 est agencée de sorte que sa paroi inférieure soit confondue avec la deuxième paroi 31 du boîtier 2. Ainsi, au niveau de la deuxième portion, la deuxième paroi 31 délimite d’une part le boîtier 2 et d’autre part la cavité 22.

[0067] Afin d’assurer la fixation du dispositif électrique de chauffage 1, la deuxième portion du boîtier 2 comprend, comme la première portion, au moins une paire de pattes de fixation 12, disposées à la base du boîtier 2, dans sa partie inférieure.

[0068] Les figures 5 à 8 exposent l’invention, lorsque celle-ci est réalisée selon un second mode de réalisation.

[0069] Les figures 5 et 6 illustrent le dispositif de chauffage électrique 1 réalisé selon ce deuxième mode de réalisation. Le dispositif de chauffage électrique 1 comprend un boîtier 2 adoptant une forme sensiblement cylindrique, de section circulaire. Le boîtier 2 s’étend longitudinalement le long de l’axe longitudinal 100. Il est longitudinalement délimité par la première extrémité longitudinale 3 et par la deuxième extrémité longitudinale 4 s’étendant dans des directions sensiblement parallèles l’une à l’autre et orthogonales à l’axe longitudinal 100. La première extrémité longitudinale 3 et la deuxième extrémité longitudinale 4 sont situées de part et d’autre et à égale distance du plan médian 500, qui leur est sensiblement parallèle. Particulièrement, et de par la forme cylindrique du boîtier 2, la deuxième extrémité longitudinale 4 est jointe à la première extrémité longitudinale 3 par une paroi monobloc, dite paroi longitudinale 5. Alternativement, le boîtier 2 peut présenter une forme parallélépipédique. Comme précédemment, le plan médian 500 délimite deux portions distinctes du boîtier 2, une première portion 13, comprenant la première extrémité longitudinale 3, et une deuxième portion 14, comprenant la deuxième extrémité longitudinale 4.

[0070] Ce second mode de réalisation se distingue du premier mode de réalisation par la forme du boîtier 2 cylindrique circulaire, mais également par l’agencement du conduit 19 assurant le transport du liquide à chauffer vers ou depuis la chambre 16. De plus, l’invention selon le second mode de réalisation est dépourvue de cavité, destinée à l’hébergement de composants électriques ou électroniques, et comprend en lieu et place une plateforme 41.

[0071] Le boîtier 2 présente une zone d’élargissement 42 s’étendant au niveau d’un tiers terminal du boîtier 2 de la deuxième portion 14 comprenant la deuxième extrémité longitudinale 4. Un capot 7 vient se fixer sur la deuxième extrémité longitudinale 4, délimitant, avec la zone d’élargissement 42, un logement 44 dans lequel s’étendent les terminaux électriques 8, tel que représenté sur la figure 6.

[0072] Lorsque le capot 7 est retiré du dispositif de chauffage électrique 1, comme montré à la figure 6, les terminaux électriques 8 du ou des éléments électriques chauffants 46 ainsi que le socle 25 sont visibles. Le socle 25 délimite ainsi d’une part la chambre 16, s’étendant dans la partie sensiblement cylindrique du boîtier 2 et hébergeant le ou les éléments électriques chauffants 46, et d’autre part le logement 44, dans lequel s’étendent, selon une direction 150 sensiblement parallèle à l’axe longitudinal 100, les terminaux électriques 8.

[0073] Dans l’exemple illustré aux figure 5 et 6, le boîtier 2 est composé d’une pièce monobloc, moulée dans un matériau synthétique. Le boîtier 2 peut être alternativement composé d’une pièce en plastique ou en aluminium.

[0074] Comme dans le premier mode de réalisation, le boîtier 2 comprend deux organes de connexion fluidique, et plus particulièrement des manchons 15, destinés à la circulation du liquide à chauffer. L’agencement des manchons 15 est similaire à celui précédemment exposé, ces manchons 15 s’étendant dans une direction perpendiculaire à l’axe longitudinal 100, selon un même sens, et en étant parallèles entre eux. Les deux manchons 15 communiquent avec la chambre 16 délimitée par le boîtier 2. Le premier manchon 17 est directement connecté à la chambre 16, tandis que le deuxième manchon 18 est connecté à la chambre 16 via le conduit 19.

[0075] Le boîtier 2 comprend également la plateforme 41, destinée à accueillir le dispositif de commande du dispositif de chauffage électrique 1. Cette plateforme 41 présente une forme sensiblement parallélépipédique s’étendant sur une face extérieure 800 de la première paroi 30. Ladite face extérieure 800 est courbée et peut être définie comme un ensemble de points de la première paroi 30 situé au-dessus d’un plan 850, perpendiculaire au plan médian 500 et comprenant l’axe longitudinal 100. La plateforme 41 peut également, tel que représenté dans les figures 5 et 6, s’étendre partiellement sur le conduit 19.

[0076] Dans le présent mode de réalisation, le conduit 19 est disposé sur la face extérieure de la première paroi 30 du boîtier 2. Il présente une forme allongée, par exemple sensiblement conique, et s’étend de manière rectiligne dans une direction sensiblement parallèle à l’axe longitudinal 100. Le conduit 19 constitue une protubérance disposée en saillie de la forme cylindrique générale du boîtier 2. Le conduit 19 comprend, au niveau d’une extrémité située dans la première portion 13 du boîtier 2, un bouchon 45, ledit bouchon 45 s’étendant dans une direction sensiblement transversale à un axe d’extension du conduit 19, parallèle à l’axe longitudinal 100.

[0077] On observe plus en détail le conduit 19 sur la figure 7 illustrant l’agencement intérieur du dispositif de chauffage électrique 1 selon le deuxième mode de réalisation, réalisé au niveau d’un plan de section confondu avec le plan médian 500.

[0078] Le boîtier 2 délimite la chambre 16 dans laquelle les différents éléments électriques chauffants s’étendent. Cette chambre 16 présente une section sensiblement circulaire et est délimitée par la première paroi 30 de laquelle émerge au moins deux pattes de fixation 12 s’étendant dans une direction sensiblement parallèle au plan de médian 500. La chambre 16 est définie par un diamètre, dit diamètre de la chambre 165, mesuré selon le plan médian 500 et entre deux points de la face intérieure de la chambre 16. La chambre 16 s’étend selon une direction sensiblement parallèle à l’axe longitudinal 100, la chambre 16 étant centrée sur l’axe longitudinal 100.

[0079] Le boîtier 2 comprend la deuxième paroi 31 délimitant, avec la première paroi 30, un espace au-dessus de la chambre 16 qui forme le conduit 19. Dans le deuxième mode de réalisation, le conduit 19 présente une forme allongée et s’étend le long de la chambre 16 et sur une faible surface de la première paroi 30 du boîtier 2. Ainsi, au sein du conduit 19, la première paroi 30 délimite d’une part le conduit 19 et d’autre part la chambre 16. Particulièrement, le conduit 19 s’étend sur un secteur angulaire de la première paroi 30 sensiblement égal, ou inférieur, à 30°, ledit secteur angulaire étant défini par deux demi-droites comprises dans un plan parallèle au plan médian 500 et issues d’un même point de l’axe longitudinal.

[0080] L’agencement du premier manchon 17 et du deuxième manchon 18 peut être observé sur les figures 7 et 8. Le premier manchon 17 communique directement avec la chambre 16 par l’intermédiaire d’une ouverture du premier manchon 35, le premier manchon 17 émergeant ainsi de la première paroi 30 du boîtier 2. L’ouverture du premier manchon 35 est disposée dans la première portion du boîtier 2, de sorte qu’elle est verticalement alignée dans l’axe du premier manchon 17 et qu’elle présente une forme sensiblement elliptique, épousant la courbe de la première paroi 30 de la chambre 16.

[0081] L’agencement du deuxième manchon 18 est visible sur la figure 8, présentant une coupe longitudinale le long de l’axe longitudinal 100 du dispositif de chauffage électrique 1. Le deuxième manchon 18 est connecté au conduit 19 par l’intermédiaire de la première ouverture 36, ladite première ouverture 36 étant ménagée au travers de la première portion du boîtier 2, dans l’alignement vertical du deuxième manchon 18. Le conduit 19 est particulièrement configuré afin que la deuxième ouverture 39, s’ouvrant sur la chambre 16, présente une forme comparable à un parallélogramme à bords arrondis s’étendant dans une direction sensiblement parallèle à l’axe d’extension du conduit 19. Additionnellement, la deuxième ouverture 39 comprend au moins un bord biseauté. Chaque bord biseauté consiste en un bord incliné délimité par une première arête, disposée dans la face intérieure du conduit 19, et une deuxième arête, disposée dans la face intérieure de la chambre 16. La première arête et la deuxième arête sont longitudinalement agencées de sorte que la deuxième arête, disposée dans la chambre 16, soit la plus proche de la deuxième extrémité longitudinale. Cette configuration permet d’orienter un flux de liquide dans la chambre 16, par exemple tangen tiellement à la première paroi 30 délimitant la chambre 16. Ainsi, le flux généré peut circuler en spirale, cette spirale s’effectuant soit dans un sens similaire au sens d’enroulement du ou des éléments électriques chauffants s’étendant dans la chambre 16, soit, au contraire, dans le sens opposé au sens d’enroulement, de manière à favoriser la perturbation du liquide au sein de la chambre 16.

[0082] On comprend à la lecture de ce qui précède que la présente invention propose un dispositif de chauffage électrique configuré pour séparer les éléments électriques et électroniques du circuit de circulation d’un liquide destiné à être chauffer. Ce dispositif de chauffage électrique, destiné notamment à coopérer avec un appareil de chauffage et/ou de climatisation pour véhicule électrique ou hybride, voit ainsi ces composants électriques, tel que les terminaux électriques d’un ou plusieurs éléments électriques chauffants, le dispositif de commande ou des connecteurs de puissance ou de signal séparés du circuit dans lequel circule le liquide du fait de l’agencement particulier du boîtier.

[0083] L’invention ne saurait toutefois se limiter aux moyens et configurations décrits et illustrés ici, et elle s’étend également à tout moyen ou configuration équivalents et à toute combinaison technique opérant de tels moyens. En particulier, la forme du boîtier, la forme de la chambre ou de la cavité ainsi que leurs dimensions pourront être modifiés sans nuire à l’invention, dans la mesure où le dispositif de chauffage électrique pour véhicule, in fine, remplit les mêmes fonctionnalités que celles décrites dans ce document.

Claims (1)

1. Revendications [Revendication 1] Dispositif de chauffage électrique (1) de liquide destiné à un véhicule, comprenant au moins un boîtier (2) délimitant au moins une chambre (16) dans laquelle s’étend au moins un élément électrique chauffant pour chauffer le liquide, (46) pourvu de terminaux électriques (8), le dispositif de chauffage électrique (1) s’étendant le long d’un axe longitudinal (100) et comprend une première extrémité longitudinale (3) et une deuxième extrémité longitudinale (4) disposées de part et d’autre d’un plan médian (500) perpendiculaire à l’axe longitudinal (100), le dispositif de chauffage électrique (1) comprenant une première portion (13) qui s’étend du plan médian (500) à la première extrémité longitudinale (3) et une deuxième portion (14) qui s’étend du plan médian (500) à la deuxième extrémité longitudinale (4), le boîtier (2) comprenant au moins deux organes de connexion fluidique (15, 17, 18) de la chambre en communication avec la chambre (16), caractérisé en ce que les organes de connexion fluidique (15, 17, 18) de la chambre sont disposés dans la première portion (13) et en ce que les terminaux électriques (8) de l’élément électrique chauffant sont disposés dans la deuxième portion (14). [Revendication 2] Dispositif de chauffage électrique (1) selon la revendication précédente, dans lequel au moins un organe de connexion fluidique (15, 17, 18) s’étend selon une direction sensiblement transversale à l’axe longitudinal (100). [Revendication 3] Dispositif de chauffage électrique (1) selon l’une des revendications précédentes, comprenant un conduit (19), le conduit comprenant une première ouverture (36) et une deuxième ouverture (39, 40), la première ouverture (36) s’ouvrant sur l’un des organes de connexion fluidique (15, 17, 18) et étant disposée dans la première portion (13), et la deuxième ouverture (39, 40) s’ouvrant sur la chambre (16) et étant disposée dans la deuxième portion (14). [Revendication 4] Dispositif de chauffage électrique (1) selon la revendication précédente, dans lequel le conduit (19) s’étend le long de la chambre (16). [Revendication 5] Dispositif de chauffage électrique (1) selon l’une des revendications 3 ou 4, dans lequel la chambre (16) est délimitée par une première paroi (30), le boîtier (2) comprenant une deuxième paroi (31) entourant au moins partiellement la première paroi (30), la deuxième paroi (31) délimitant un espace qui forme le conduit (19).

   [Revendication 6] Dispositif de chauffage électrique (1) selon la revendication précédente, dans lequel le conduit (19) est aménagé sur une face extérieure (800) de la première paroi (30) du boîtier (2). [Revendication 7] Dispositif de chauffage électrique (1) selon la revendication 5 ou 6, dans lequel la deuxième paroi (31) entoure la première paroi (30) sur secteur angulaire compris entre 30 et 180°. [Revendication 8] Dispositif de chauffage électrique (1) selon la revendication 5 ou 6, dans lequel le boîtier comprend une première paroi (30) et une deuxième paroi (31) du boîtier (2), la deuxième paroi (31) s’étendant sur un secteur angulaire (32) inférieur à 30°. [Revendication 9] Dispositif de chauffage électrique (1) selon la revendication précédente, dans lequel la deuxième ouverture (39) du conduit (19) s’ouvre sur la chambre (16) en présentant au moins un bord biseauté. [Revendication 10] Dispositif de chauffage électrique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le boîtier (2) comprend un premier demi-boîtier (9) et un deuxième demi-boîtier (10) aptes à coopérer ensemble au niveau d’une zone de jonction (11) située dans un plan parallèle au plan médian (500).

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