FR3101938A1 - Device for electric heating and circulation of a fluid for a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Dispositif de chauffage électrique (1) d’un fluide, comprenant une chambre de circulation (2) dans laquelle le fluide circule, des tubulures (3a ; 3b) d’alimentation de la chambre de circulation (2) en fluide et d’évacuation dudit fluide, une carte de circuit imprimé (4), la carte de circuit imprimé (4) comprenant un substrat (5) et des composants électroniques, le substrat (5) servant de support aux composants électroniques, caractérisé en ce qu’une portion amincie (6) du substrat (5) s’étend entre les tubulures d’alimentation et d’évacuation (3a ; 3b). Figure de l’abrégé : Figure 1Device for electric heating (1) of a fluid, comprising a circulation chamber (2) in which the fluid circulates, pipes (3a; 3b) for supplying the circulation chamber (2) with fluid and for evacuating of said fluid, a printed circuit board (4), the printed circuit board (4) comprising a substrate (5) and electronic components, the substrate (5) serving as a support for the electronic components, characterized in that a portion thinned (6) of the substrate (5) extends between the supply and discharge pipes (3a; 3b). Abstract figure: Figure 1
Description
Le domaine de la présente invention est celui des dispositifs électriques de chauffage et de circulation d’un fluide, 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.The field of the present invention is that of electrical devices for heating and circulating a fluid, in particular for a ventilation, heating and/or air conditioning installation for the passenger compartment of a motor vehicle. More particularly, the invention relates to electric heating devices used for such installations in motor vehicles, electric or hybrid, equipped with a high-voltage power supply network.
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 fluide caloporteur, par le biais d’un échangeur thermique. Dans le cas des véhicules hybrides ou électriques, on connait des dispositifs de chauffage électrique qui forment une source de calories et dans lesquels on fait circuler un courant électrique pour monter en température un élément chauffant embarqué dans ce dispositif de chauffage. Le fluide 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 fluide destiné au chauffage de l’habitacle, qui chauffe alors à son tour.The heating of the air intended for the thermal treatment of the passenger compartment of a motor vehicle with combustion engine is ensured by heat exchange between an air flow and a heat transfer fluid, by means of a heat exchanger. In the case of hybrid or electric vehicles, electric heating devices are known which form a source of calories and in which an electric current is circulated to raise the temperature of a heating element on board this heating device. The fluid to be heated thus passes through the electric heating device and is brought into contact with the heating element, an exchange of calories then takes place between the heating element and the fluid intended for heating the passenger compartment, which then heats in turn.
L’invention vise à améliorer un tel dispositif de chauffage.The invention aims to improve such a heating device.
RésuméSummary
La présente invention a pour but de proposer un dispositif de chauffage électrique d’un fluide, comprenant une chambre de circulation dans laquelle le fluide circule, des tubulures d’alimentation de la chambre de circulation en fluide et d’évacuation dudit fluide, une carte de circuit imprimé, la carte de circuit imprimé comprenant un substrat et des composants électroniques, le substrat servant de support aux composants électroniques, caractérisé en ce qu’une portion amincie du substrat s’étend entre les tubulures d’alimentation et d’évacuation.The object of the present invention is to provide a device for electric heating of a fluid, comprising a circulation chamber in which the fluid circulates, pipes for supplying the circulation chamber with fluid and for discharging said fluid, a card printed circuit board, the printed circuit board comprising a substrate and electronic components, the substrate serving as a support for the electronic components, characterized in that a thinned portion of the substrate extends between the supply and evacuation pipes.
Selon une autre caractéristique de l’invention, le substrat est une plaque s’étendant sur au moins deux dimensions dans un plan et la portion amincie est une portion du substrat où au moins l’une des dimensions dans le plan est réduite. Le substrat est dans un matériau non-conducteur d’électricité. Un exemple de matériau utilisé pour le substrat est une matrice en résine époxy renforcée par des fibres, par exemple des fibres de verre, tissée ou non.According to another characteristic of the invention, the substrate is a plate extending over at least two dimensions in a plane and the thinned portion is a portion of the substrate where at least one of the dimensions in the plane is reduced. The substrate is made of an electrically non-conductive material. An example of material used for the substrate is an epoxy resin matrix reinforced with fibers, for example glass fibers, woven or not.
Selon une autre caractéristique de l’invention, les tubulures d’alimentation et d’évacuation sont agencées à une première extrémité longitudinale de la chambre de circulation.According to another characteristic of the invention, the supply and evacuation pipes are arranged at a first longitudinal end of the circulation chamber.
Selon une autre caractéristique de l’invention, le dispositif de chauffage électrique comprend un logement dans lequel est disposée la carte de circuit imprimé.According to another characteristic of the invention, the electric heating device comprises a housing in which the printed circuit board is arranged.
Selon une autre caractéristique de l’invention, la chambre de circulation coopère avec un capot qui recouvre le dispositif de contrôle, fermant ainsi le logement.According to another characteristic of the invention, the circulation chamber cooperates with a cover which covers the control device, thus closing the housing.
Selon une autre caractéristique de l’invention, la portion amincie du substrat s’étend en porte-à-faux au-dessus de la chambre de circulation.According to another characteristic of the invention, the thinned portion of the substrate extends cantilevered above the circulation chamber.
Selon une autre 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’ouvrant sur une tubulure d’alimentation ou une tubulure d’évacuation tandis que la deuxième ouverture s’ouvre sur la chambre de circulation, le conduit s’étendant le long de la chambre de circulation de la première extrémité longitudinale de la chambre de circulation à une deuxième extrémité longitudinale de la chambre de circulation.According to another characteristic of the invention, the electric heating device comprises a duct provided with a first opening and a second opening, the first opening opening onto a supply pipe or an evacuation pipe while the second opening opens into the flow chamber, the conduit extending along the flow chamber from the first longitudinal end of the flow chamber to a second longitudinal end of the flow chamber.
Selon une autre caractéristique de l’invention, la portion amincie sert de support à un capteur de température, notamment une thermistance.According to another characteristic of the invention, the thinned portion serves as a support for a temperature sensor, in particular a thermistor.
Selon une autre caractéristique de l’invention, la chambre de circulation est délimitée par une paroi principale, la paroi principale délimitant un volume intérieur de la chambre de circulation.According to another characteristic of the invention, the circulation chamber is delimited by a main wall, the main wall delimiting an interior volume of the circulation chamber.
Selon une autre caractéristique de l’invention, le capteur de température comprend une cellule de mesure et deux broches de connexion de la cellule de mesure à la carte de circuit imprimé et les broches de connexion s’étendent depuis la portion amincie du substrat vers le volume intérieur de la chambre de circulation.According to another characteristic of the invention, the temperature sensor comprises a measurement cell and two pins for connecting the measurement cell to the printed circuit board and the connection pins extend from the thinned portion of the substrate towards the internal volume of the circulation chamber.
Selon une autre caractéristique de l’invention, la cellule de mesure est agencée à la première extrémité longitudinale de la chambre de circulation, en particulier à proximité de la tubulure d’évacuation.According to another characteristic of the invention, the measuring cell is arranged at the first longitudinal end of the circulation chamber, in particular close to the evacuation pipe.
Selon une autre caractéristique de l’invention, le capteur de température est au moins partiellement entouré par une gaine de protection.According to another characteristic of the invention, the temperature sensor is at least partially surrounded by a protective sheath.
Selon une autre caractéristique de l’invention, la gaine de protection est fixée à la paroi principale de la chambre de circulation, de telle sorte que la gaine de protection s’étende vers le volume intérieur de la chambre de circulation.According to another characteristic of the invention, the protective sheath is fixed to the main wall of the circulation chamber, such that the protective sheath extends towards the interior volume of the circulation chamber.
L’invention a également pour objet un procédé d’assemblage du dispositif de chauffage électrique tel que décrit précédemment, qui comprend une étape de pré-connexion du capteur de température à la carte de circuit imprimée, la portion amincie du substrat de la carte de circuit imprimé servant de support au capteur de température, et une étape de fixation du substrat à la chambre de circulation de telle sorte que la portion amincie du substrat s’étende entre les tubulures d’alimentation et d’évacuation.The invention also relates to a method for assembling the electric heating device as described above, which comprises a step of pre-connecting the temperature sensor to the printed circuit board, the thinned portion of the substrate of the circuit board printed circuit serving as a support for the temperature sensor, and a step of fixing the substrate to the circulation chamber so that the thinned portion of the substrate extends between the supply and evacuation pipes.
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 :Other characteristics, details and advantages of the invention will emerge more clearly on reading the detailed description given below, and several examples of embodiment given by way of indication and not limitation with reference to the appended schematic drawings, in which:
Fig. 1Fig. 1
Fig. 2Fig. 2
Fig. 3Fig. 3
Fig. 4Fig. 4
Fig. 5Fig. 5
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.First of all, it should be noted that if the figures expose the invention in detail for its implementation, they can of course be used to better define the invention if necessary.
Un dispositif de chauffage électrique 1 d’un fluide est décrit. Le dispositif de chauffage électrique 1 comprend une chambre de circulation 2 dans laquelle le fluide circule. Des tubulures d’alimentation et d’évacuation 3a ; 3b alimentent et évacuent un fluide à chauffer dans la chambre de circulation 2. Le dispositif de chauffage électrique 1 comprend une carte de circuit imprimé 4, la carte de circuit imprimé comprenant un substrat 5 et des composants électroniques, le substrat 5 servant de support aux composants électroniques. Conformément à l’invention, une portion amincie 6 du substrat 5 s’étend entre les tubulures d’alimentation et d’évacuation 3a ; 3b.An electric fluid heating device 1 is described. The electric heating device 1 comprises a circulation chamber 2 in which the fluid circulates. Supply and evacuation pipes 3a; 3b supply and evacuate a fluid to be heated in the circulation chamber 2. The electric heating device 1 comprises a printed circuit board 4, the printed circuit board comprising a substrate 5 and electronic components, the substrate 5 serving as a support for the electronic components. In accordance with the invention, a thinned portion 6 of the substrate 5 extends between the supply and evacuation pipes 3a; 3b.
Une telle configuration du dispositif de chauffage électrique 1 permet d’optimiser la géométrie du substrat 5 à la disposition des tubulures d’alimentation et d’évacuation 3a ; 3b sur le dispositif de chauffage électrique 1 et ainsi de maximiser l’emplacement disponible sur le substrat 5 pour les composants électroniques.Such a configuration of the electric heating device 1 makes it possible to optimize the geometry of the substrate 5 available to the supply and evacuation pipes 3a; 3b on the electric heating device 1 and thus to maximize the space available on the substrate 5 for the electronic components.
Le fluide peut être par exemple un liquide tel que de l’eau glycolée.The fluid may for example be a liquid such as glycol water.
Selon une autre caractéristique de l’invention, le dispositif de chauffage électrique 1 comprend un élément électrique chauffant 7. L'élément chauffant 7 comprend des moyens électriques de chauffe qui génèrent de la chaleur par effet Joule, par exemple une ou plusieurs résistances chauffantes, notamment une ou plusieurs résistances blindées. En particulier, l’élément chauffant 7 s’étend dans la chambre de circulation 2.According to another characteristic of the invention, the electric heating device 1 comprises an electric heating element 7. The heating element 7 comprises electric heating means which generate heat by the Joule effect, for example one or more heating resistors, including one or more armored resistors. In particular, the heating element 7 extends into the circulation chamber 2.
La carte de circuit imprimé 4 fait partie d’un dispositif de contrôle qui permet notamment de contrôler la puissance de chauffe du dispositif de chauffage électrique 1 en contrôlant la puissance électrique fournie à l’élément chauffant 7 du dispositif de chauffage électrique 1. Le substrat 5 sert de support à des connexions électriques (non-représentées) entre les composants électroniques de la carte de circuit imprimé 4. Une telle carte de circuit imprimé 4 est aussi connue sous le sigle PCB pour Printed Circuit Board en anglais. Les connexions électriques peuvent être notamment des pistes conductrices d’électricité gravées par un procédé chimique sur le substrat 5.The printed circuit board 4 is part of a control device which makes it possible in particular to control the heating power of the electric heating device 1 by controlling the electric power supplied to the heating element 7 of the electric heating device 1. The substrate 5 serves as a support for electrical connections (not shown) between the electronic components of the printed circuit board 4. Such a printed circuit board 4 is also known by the acronym PCB for Printed Circuit Board in English. The electrical connections may in particular be electrically conductive tracks etched by a chemical process on the substrate 5.
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 1, le qualificatif « transversal » s'applique à une direction sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale.By convention, throughout this document, the qualifier "longitudinal" applies to the direction in which the largest dimension of the electric heating device 1 extends, the qualifier "transverse" applies to a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction.
Selon une autre caractéristique de l’invention, le substrat 5 est une plaque s’étendant sur au moins deux dimensions dans un plan et la portion amincie 6 est une portion du substrat 5 où au moins l’une des dimensions dans le plan est réduite. En particulier, le substrat 5 s’étend dans la direction longitudinale sur une dimension qui constitue une longueur du substrat 5 et dans la direction transversale sur une dimension qui constitue une largeur du substrat 5 et la largeur de la portion amincie 6 est réduite. Notamment, une portion principale 8 du substrat 5 s’étend sur une largeur principale et la portion amincie 6 s’étend sur une largeur inférieure à la largeur principale. En particulier, la largeur de la portion amincie 6 du substrat 5 est décroissante depuis la portion principale 8 vers une extrémité 21 du substrat 5 comportant la portion amincie 6. Notamment, des bords 9a ; 9b de la portion amincie 6 s’étendent depuis la portion principale 8 vers ladite extrémité et les bords 9a ; 9b sont de forme parabolique. Les bords 9a ; 9b permettent ainsi d’épouser la forme des tubulures d’alimentation et d’évacuation 3a ; 3b.According to another characteristic of the invention, the substrate 5 is a plate extending over at least two dimensions in a plane and the thinned portion 6 is a portion of the substrate 5 where at least one of the dimensions in the plane is reduced. . In particular, the substrate 5 extends in the longitudinal direction over a dimension which constitutes a length of the substrate 5 and in the transverse direction over a dimension which constitutes a width of the substrate 5 and the width of the thinned portion 6 is reduced. In particular, a main portion 8 of the substrate 5 extends over a main width and the thinned portion 6 extends over a width less than the main width. In particular, the width of the thinned portion 6 of the substrate 5 decreases from the main portion 8 towards an end 21 of the substrate 5 comprising the thinned portion 6. In particular, edges 9a; 9b of the thinned portion 6 extend from the main portion 8 towards said end and the edges 9a; 9b are parabolic in shape. The edges 9a; 9b thus make it possible to match the shape of the supply and evacuation pipes 3a; 3b.
Selon une autre caractéristique de l’invention, le substrat 5 s’étend dans la direction longitudinale sur une dimension qui constitue une longueur du substrat 5 et dans la direction transversale sur une dimension qui constitue une largeur du substrat 5 et la longueur de la portion amincie 6 est réduite. Notamment, une portion principale 8 du substrat 5 s’étend sur une longueur principale et la portion amincie 6 s’étend sur une longueur inférieure à la longueur principale.According to another characteristic of the invention, the substrate 5 extends in the longitudinal direction over a dimension which constitutes a length of the substrate 5 and in the transverse direction over a dimension which constitutes a width of the substrate 5 and the length of the portion thinned 6 is reduced. In particular, a main portion 8 of the substrate 5 extends over a main length and the thinned portion 6 extends over a length less than the main length.
Selon une autre caractéristique de l’invention, l’épaisseur du substrat 5 est d’épaisseur négligeable par rapport aux dimensions du plan. En particulier, l’épaisseur est de dimension négligeable par rapport à la longueur et/ou la largeur du substrat 5. On comprendra que l’épaisseur correspond à la dimension du substrat 5 dans une direction sensiblement perpendiculaire au plan.According to another characteristic of the invention, the thickness of the substrate 5 is of negligible thickness compared to the dimensions of the plane. In particular, the thickness is of negligible dimension compared to the length and/or the width of the substrate 5. It will be understood that the thickness corresponds to the dimension of the substrate 5 in a direction substantially perpendicular to the plane.
Le dispositif de chauffage électrique 1 est raccordé à deux circuits distincts : un circuit de fluide et un circuit électrique. L’élément électrique chauffant 7 est intégrés au circuit électrique et est connecté à un système d’alimentation électrique par le biais de leurs terminaux électriques (non-représentés).The electric heating device 1 is connected to two separate circuits: a fluid circuit and an electric circuit. The electrical heating element 7 is integrated into the electrical circuit and is connected to an electrical power supply system through their electrical terminals (not shown).
La chambre de circulation 2 du dispositif de chauffage électrique 1 est alimentée en fluide par l’intermédiaire des tubulures d’alimentation et d’évacuation 3a ; 3b. Les tubulures d’alimentation et d’évacuation 3a ; 3b permettent de connecter fluidiquement la chambre de circulation 2 avec le circuit de fluide. Ainsi le fluide à chauffer circule au sein de la chambre de circulation 2 et, au contact du ou des éléments électriques chauffants, s’élève en température avant de ressortir de la chambre de circulation 2.The circulation chamber 2 of the electric heating device 1 is supplied with fluid via the supply and evacuation pipes 3a; 3b. The supply and evacuation pipes 3a; 3b make it possible to fluidically connect the circulation chamber 2 with the fluid circuit. Thus the fluid to be heated circulates within the circulation chamber 2 and, in contact with the electric heating element(s), rises in temperature before leaving the circulation chamber 2.
Selon une autre caractéristique de l’invention, la chambre de circulation 2 est délimitée par une paroi principale 10, la paroi principale 10 délimitant un volume intérieur de la chambre de circulation 2.According to another characteristic of the invention, the circulation chamber 2 is delimited by a main wall 10, the main wall 10 delimiting an interior volume of the circulation chamber 2.
Selon une autre caractéristique de l’invention, la chambre de circulation 2 s’étend selon la direction longitudinale.According to another characteristic of the invention, the circulation chamber 2 extends in the longitudinal direction.
Selon une autre caractéristique de l’invention, les tubulures d’alimentation et d’évacuation 3a ; 3b sont agencées à une première extrémité longitudinale 11 de la chambre de circulation 2.According to another characteristic of the invention, the supply and evacuation pipes 3a; 3b are arranged at a first longitudinal end 11 of the circulation chamber 2.
Selon une autre caractéristique de l’invention, le dispositif de chauffage électrique 1 comprend un conduit 13 pourvu d’une première ouverture et d’une deuxième ouverture (non visibles sur les figures). La première ouverture s’ouvre sur une tubulure d’alimentation 3a ou une tubulure d’évacuation 3b tandis que la deuxième ouverture s’ouvre sur la chambre de circulation 2. En particulier, la première ouverture s’ouvre sur une tubulure d’alimentation 3a tandis que la deuxième ouverture s’ouvre sur la chambre de circulation 2. Le conduit 13 s’étend en particulier le long de la chambre de circulation 2 selon la direction longitudinale. Notamment, le conduit 13 s’étend le long de la chambre de circulation 2 de la première extrémité longitudinale 11 à une deuxième extrémité longitudinale 12 de la chambre de circulation 2.According to another characteristic of the invention, the electric heating device 1 comprises a duct 13 provided with a first opening and a second opening (not visible in the figures). The first opening opens onto a supply pipe 3a or an evacuation pipe 3b while the second opening opens onto the circulation chamber 2. In particular, the first opening opens onto a supply pipe 3a while the second opening opens onto the circulation chamber 2. The duct 13 extends in particular along the circulation chamber 2 in the longitudinal direction. In particular, the conduit 13 extends along the circulation chamber 2 from the first longitudinal end 11 to a second longitudinal end 12 of the circulation chamber 2.
Ainsi, le fluide est transporté, dans la chambre de circulation 2, depuis la deuxième extrémité longitudinale 12 vers la première extrémité longitudinale 11 de la chambre de circulation 2, assurant ainsi la circulation du fluide au sein de l’ensemble de la chambre de circulation 2 et le long de l’intégralité de l’élément électrique chauffant 7. Selon un exemple de réalisation, le conduit 13 peut être agencé selon une direction parallèle, ou sensiblement parallèle, à la direction longitudinale du dispositif de chauffage électrique 1.Thus, the fluid is transported, in the circulation chamber 2, from the second longitudinal end 12 towards the first longitudinal end 11 of the circulation chamber 2, thus ensuring the circulation of the fluid within the assembly of the circulation chamber 2 and along the entire electric heating element 7. According to an example embodiment, the conduit 13 can be arranged in a direction parallel, or substantially parallel, to the longitudinal direction of the electric heating device 1.
Les tubulures d’alimentation et d’évacuation 3a ; 3b contribuent à assurer la circulation du fluide au sein de la chambre de circulation 2 du dispositif de chauffage électrique 1. Selon une autre caractéristique de l’invention, au moins l’une des tubulures d’alimentation et d’évacuation 3a ; 3b constitue une tubulure d’alimentation 3a, amenant le fluide froid à chauffer au sein de la chambre de circulation 2 hébergeant l’élément électrique chauffant 7, tandis qu’au moins une autre tubulure d’alimentation et d’évacuation 3a ; 3b constitue une d’évacuation 3b, évacuant le fluide chaud vers d’autres composants du véhicule automobile.The supply and evacuation pipes 3a; 3b contribute to ensuring the circulation of the fluid within the circulation chamber 2 of the electric heating device 1. According to another characteristic of the invention, at least one of the supply and evacuation pipes 3a; 3b constitutes a supply pipe 3a, causing the cold fluid to be heated within the circulation chamber 2 housing the electrical heating element 7, while at least one other supply and evacuation pipe 3a; 3b constitutes an evacuation 3b, evacuating the hot fluid to other components of the motor vehicle.
Selon une autre caractéristique de l’invention, les tubulures d’alimentation et d’évacuation 3a ; 3b s’étendent dans une direction sensiblement transversale. Notamment, les tubulures d’alimentation et d’évacuation 3a ; 3b peuvent s’étendre dans une même direction étant ainsi sensiblement parallèles les unes aux autres. Ainsi, l’encombrement généré par la présence des tubulures d’alimentation et d’évacuation 3a ; 3b comme organes de connexion fluidique sur le dispositif de chauffage électrique 1 pourra être minimisé. En particulier, les tubulures d’alimentation et d’évacuation 3a ; 3b s’étendent perpendiculairement au plan du substrat 5.According to another characteristic of the invention, the supply and evacuation pipes 3a; 3b extend in a substantially transverse direction. In particular, the supply and evacuation pipes 3a; 3b can extend in the same direction, thus being substantially parallel to each other. Thus, the space generated by the presence of supply and evacuation pipes 3a; 3b as fluid connection members on the electric heating device 1 can be minimized. In particular, the supply and evacuation pipes 3a; 3b extend perpendicular to the plane of the substrate 5.
Selon une autre caractéristique de l’invention, les tubulures d’alimentation et d’évacuation 3a ; 3b sont disposées de manière adjacentes l’une par rapport à l’autre.According to another characteristic of the invention, the supply and evacuation pipes 3a; 3b are arranged adjacent to each other.
Selon une autre caractéristique de l’invention, le dispositif de chauffage électrique 1 comprend un logement 14 dans lequel est la carte de circuit imprimé 4.According to another characteristic of the invention, the electric heating device 1 comprises a housing 14 in which is the printed circuit board 4.
Selon une autre caractéristique de l’invention, le dispositif de chauffage électrique 1 comprend un boitier 15 qui délimite la chambre de circulation 2, les tubulures d’alimentation et d’évacuation 3a ; 3b et le logement 14.According to another characteristic of the invention, the electric heating device 1 comprises a box 15 which delimits the circulation chamber 2, the supply and evacuation pipes 3a; 3b and slot 14.
Le logement 14 s’étend notamment dans une direction sensiblement parallèle à la direction longitudinale. En particulier, le substrat 5 est fixé sur la chambre de circulation 2, par exemple vissé sur la chambre de circulation 2.The housing 14 extends in particular in a direction substantially parallel to the longitudinal direction. In particular, the substrate 5 is fixed to the circulation chamber 2, for example screwed onto the circulation chamber 2.
Selon une autre caractéristique de l’invention, la paroi principale 10, qui délimite le volume intérieur de la chambre de circulation 2, délimite au moins en partie le logement 14 et forme une plateforme de fixation 16 du substrat 5 sur le dispositif de chauffage électrique 1. Le logement 14 peut aussi s’étendre partiellement sur le conduit 13. De par l’agencement de cette plateforme de fixation 16, le substrat 5 est maintenu à distance, et séparé physiquement, de la circulation du fluide. Cette plateforme de fixation 16 présente par exemple, une forme sensiblement parallélépipédique.According to another characteristic of the invention, the main wall 10, which delimits the interior volume of the circulation chamber 2, at least partly delimits the housing 14 and forms a platform 16 for fixing the substrate 5 on the electric heating device. 1. The housing 14 can also extend partially over the conduit 13. By the arrangement of this fixing platform 16, the substrate 5 is kept at a distance, and physically separated, from the circulation of the fluid. This fixing platform 16 has, for example, a substantially parallelepipedal shape.
Selon une autre caractéristique de l’invention, la chambre de circulation 2 coopère avec un capot 17 qui recouvre le dispositif de contrôle, fermant ainsi le logement 14. En particulier, le capot 17 comprend une portion affinée 18 qui recouvre la portion amincie 6 du substrat 5 et s’étend entre les tubulures d’alimentation et d’évacuation 3a ; 3b, la portion affinée 18 du capot 17 épousant sensiblement la forme de la portion amincie 6 du substrat 5. Notamment, la plateforme de fixation 16 coopère avec le capot 17 qui recouvre la carte de circuit imprimé 4, fermant ainsi le logement 14. Le capot 17 pourra être par exemple vissé sur la plateforme de fixation 16.According to another characteristic of the invention, the circulation chamber 2 cooperates with a cover 17 which covers the control device, thus closing the housing 14. In particular, the cover 17 comprises a thinned portion 18 which covers the thinned portion 6 of the substrate 5 and extends between the supply and evacuation pipes 3a; 3b, the thinned portion 18 of the cover 17 substantially matching the shape of the thinned portion 6 of the substrate 5. In particular, the fixing platform 16 cooperates with the cover 17 which covers the printed circuit board 4, thus closing the housing 14. The cover 17 can for example be screwed onto the fixing platform 16.
Selon une autre caractéristique de l’invention, le substrat 5 est fixé sur la plateforme de fixation 16 de telle sorte qu’il subsiste un espacement entre le substrat 5 et la plateforme de fixation 16. En particulier, le substrat 5 est fixé sur des plots de fixation 19 du substrat 5 qui s’étendent depuis la plateforme. Le substrat 5 est par exemple vissé sur les plots de fixation 19 qui constituent alors des plots de vissage du substrat 5 sur la plateforme. Notamment, la portion amincie 6 du substrat 5 s’étend en porte-à-faux au-dessus de la chambre de circulation 2.According to another characteristic of the invention, the substrate 5 is fixed on the fixing platform 16 in such a way that there remains a spacing between the substrate 5 and the fixing platform 16. In particular, the substrate 5 is fixed on fixing studs 19 of the substrate 5 which extend from the platform. The substrate 5 is for example screwed onto the fixing studs 19 which then constitute studs for screwing the substrate 5 onto the platform. In particular, the thinned portion 6 of the substrate 5 extends cantilevered above the circulation chamber 2.
Selon une autre caractéristique de l’invention, la portion amincie 6 du substrat 5 sert de support à au moins une piste de connexion électrique (non-représentée) d’un composant électronique, la au moins une piste de connexion s’étendant sur la portion amincie 6. En particulier, une pastille de connexion électrique 20 d’un composant électronique à la au moins une piste de connexion est disposée à une extrémité de la piste. La piste et la pastille 20 peuvent être notamment gravées par un procédé chimique sur le substrat 5 de la carte de circuit imprimé 4.According to another characteristic of the invention, the thinned portion 6 of the substrate 5 serves as a support for at least one electrical connection track (not shown) of an electronic component, the at least one connection track extending over the thinned portion 6. In particular, an electrical connection patch 20 of an electronic component to the at least one connection track is arranged at one end of the track. The track and the pad 20 can in particular be etched by a chemical process on the substrate 5 of the printed circuit board 4.
Selon une autre caractéristique de l’invention, la pastille 20 est agencée à proximité de l’extrémité 21 du substrat 5 comportant la portion amincie 6.According to another characteristic of the invention, the pad 20 is arranged close to the end 21 of the substrate 5 comprising the thinned portion 6.
Selon une autre caractéristique de l’invention, la portion amincie 6 du substrat 5 sert de support à un composant électronique. En particulier, le composant électronique est connecté électriquement à la au moins une piste de connexion. Généralement, le composant électronique est connecté à au moins deux pistes de connexion de la portion amincie 6. En particulier, le composant électronique est connecté à chacune des au moins deux pistes par l’intermédiaire de la pastille 20. Les pistes de connexion connectent ainsi le composant électronique au dispositif de contrôle. La portion amincie 6 permet de positionner de manière fiable et simplifiée ledit composant électronique dans le dispositif de chauffage électrique 1, le positionnement étant compatible avec la géométrie du dispositif de chauffage électrique 1, notamment la géométrie de tubulures d’alimentation et d’évacuation 3a ; 3b.According to another characteristic of the invention, the thinned portion 6 of the substrate 5 serves as a support for an electronic component. In particular, the electronic component is electrically connected to the at least one connection track. Generally, the electronic component is connected to at least two connection tracks of the thinned portion 6. In particular, the electronic component is connected to each of the at least two tracks via the pad 20. The connection tracks thus connect the electronic component to the control device. The thinned portion 6 makes it possible to position said electronic component in a reliable and simplified manner in the electric heating device 1, the positioning being compatible with the geometry of the electric heating device 1, in particular the geometry of supply and evacuation pipes 3a ; 3b.
Selon une autre caractéristique de l’invention, le composant électronique est un capteur. Le capteur peut être par exemple un capteur de température 22, notamment une thermistance. Un signal de mesure du capteur est transmis au dispositif de contrôle. Le signal qui pourra être représentatif d’une température mesurée est exploité par le dispositif de contrôle pour contrôler la puissance de chauffe du dispositif de chauffage électrique 1, en augmentant ou diminuant la puissance électrique fournie à l’élément chauffant 7 en fonction de la température mesurée.According to another characteristic of the invention, the electronic component is a sensor. The sensor may for example be a temperature sensor 22, in particular a thermistor. A measurement signal from the sensor is transmitted to the control device. The signal which may be representative of a measured temperature is used by the control device to control the heating power of the electric heating device 1, by increasing or decreasing the electric power supplied to the heating element 7 as a function of the temperature. measured.
Selon une autre caractéristique de l’invention, le capteur de température 22 comprend une cellule de mesure 23 de la température et deux broches de connexion 24a ; 24b de la cellule de mesure 23 à la carte de circuit imprimé 4. En particulier, les broches de connexion 24a ; 24b connectent la cellule de mesure 23 aux pistes du substrat 5. La cellule de mesure 23 est notamment une résistance à coefficient de température négatif.According to another feature of the invention, the temperature sensor 22 comprises a temperature measurement cell 23 and two connection pins 24a; 24b from the measuring cell 23 to the printed circuit board 4. In particular, the connection pins 24a; 24b connect the measuring cell 23 to the tracks of the substrate 5. The measuring cell 23 is in particular a resistor with a negative temperature coefficient.
Selon une autre caractéristique de l’invention, le capteur de température 22 est disposé entre les tubulures d’alimentation et d’évacuation 3a ; 3b.According to another characteristic of the invention, the temperature sensor 22 is arranged between the supply and evacuation pipes 3a; 3b.
Selon une autre caractéristique de l’invention, les broches de connexion 24a ; 24b s’étendent depuis la portion amincie 6 du substrat 5, vers le volume intérieur de la chambre de circulation 2. Les broches de connexion 24a ; 24b assurent ainsi le contact électrique entre la cellule de mesure 23 et les pistes de la portion amincie 6 et permettent de disposer la cellule de mesure 23 au plus près de l’endroit où doit se faire la mesure.According to another characteristic of the invention, the connection pins 24a; 24b extend from the thinned portion 6 of the substrate 5, towards the interior volume of the circulation chamber 2. The connection pins 24a; 24b thus ensure the electrical contact between the measuring cell 23 and the tracks of the thinned portion 6 and make it possible to arrange the measuring cell 23 as close as possible to the place where the measurement must be made.
Selon une autre caractéristique de l’invention, le capteur de température 22 est au moins partiellement entouré par une gaine de protection 25. Le capteur de température 22 entouré par la gaine de protection 25 constitue ainsi une sonde de mesure de la température. En particulier, les broches de connexion 24a ; 24b et la cellule de mesure 23 sont au moins partiellement entourées par la gaine de protection 25.According to another characteristic of the invention, the temperature sensor 22 is at least partially surrounded by a protective sheath 25. The temperature sensor 22 surrounded by the protective sheath 25 thus constitutes a temperature measurement probe. In particular, the connection pins 24a; 24b and the measurement cell 23 are at least partially surrounded by the protective sheath 25.
Selon une autre caractéristique de l’invention, le capteur de température 22 s’étend dans le volume intérieur de la chambre de circulation 2. La gaine de protection 25 isole notamment la cellule et les broches de connexion 24a ; 24b du fluide circulant dans la chambre de circulation 2.According to another characteristic of the invention, the temperature sensor 22 extends in the interior volume of the circulation chamber 2. The protective sheath 25 insulates in particular the cell and the connection pins 24a; 24b of the fluid circulating in the circulation chamber 2.
Selon une caractéristique de l’invention, la cellule de mesure 23 est agencée à la première extrémité longitudinale 11 de la chambre de circulation 2. En particulier, la cellule de mesure 23 est disposée à proximité de la tubulure d’évacuation 3b. La tubulure d’évacuation évacue le fluide chaud qui a été élevé en température au contact de l’élément électrique chauffant. La sonde de température mesure ainsi la température cible du fluide, c’est-à-dire la température de fluide voulue à la sortie du dispositif de chauffage électrique 1 et cette température sert de température de référence au contrôle de la puissance électrique fournie à l’élément chauffant 7.According to one characteristic of the invention, the measurement cell 23 is arranged at the first longitudinal end 11 of the circulation chamber 2. In particular, the measurement cell 23 is arranged close to the evacuation pipe 3b. The evacuation tubing evacuates the hot fluid which has been raised in temperature on contact with the electrical heating element. The temperature probe thus measures the target temperature of the fluid, that is to say the desired fluid temperature at the outlet of the electrical heating device 1 and this temperature serves as a reference temperature for controlling the electrical power supplied to the heating element 7.
Selon une autre caractéristique de l’invention, la gaine de protection 25 est fixée à la paroi principale 10 de la chambre de circulation 2, de telle sorte que la gaine de protection 25 s’étende vers le volume intérieur de la chambre de circulation 2. En particulier, la gaine de protection 25 s’étend dans le prolongement de la paroi principale 10. La gaine de protection 25 pourra être par exemple vissée dans un orifice ménagé dans la paroi principale 10. Notamment, l’épaisseur de la gaine de protection 25 est inférieure à l’épaisseur de la paroi principale 10. La gaine de protection 25 est par exemple métallique. La gaine de protection 25 est ainsi dimensionnée pour favoriser le transfert thermique du fluide vers la cellule, tout en l’isolant du fluide qui circule dans la chambre de circulation 2.According to another characteristic of the invention, the protective sheath 25 is fixed to the main wall 10 of the circulation chamber 2, so that the protective sheath 25 extends towards the interior volume of the circulation chamber 2 In particular, the protective sheath 25 extends in the extension of the main wall 10. The protective sheath 25 may for example be screwed into an orifice made in the main wall 10. In particular, the thickness of the protective sheath protection 25 is less than the thickness of the main wall 10. The protective sheath 25 is for example metallic. The protective sheath 25 is thus sized to promote heat transfer from the fluid to the cell, while isolating it from the fluid which circulates in the circulation chamber 2.
L’invention a également pour objet un procédé d’assemblage du dispositif de chauffage électrique 1 tel que décrit précédemment, qui comprend une étape de pré-connexion d’un composant électronique à la carte de circuit imprimé 4, la portion amincie 6 du substrat 5 de la carte de circuit imprimé 4 servant de support au composant électronique, et une étape de fixation du substrat 5 à la chambre de circulation 2 de telle sorte que la portion amincie 6 du substrat 5 s’étende entre les tubulures d’alimentation et d’évacuation 3a ; 3b. L’invention permet ainsi de simplifier l’assemblage du dispositif de chauffage électrique 1, grâce à la fixation de la carte de circuit imprimé 4 avec le composant électronique pré-connecté.The invention also relates to a method for assembling the electric heating device 1 as described previously, which comprises a step of pre-connecting an electronic component to the printed circuit board 4, the thinned portion 6 of the substrate 5 of the printed circuit board 4 serving as a support for the electronic component, and a step of fixing the substrate 5 to the circulation chamber 2 so that the thinned portion 6 of the substrate 5 extends between the supply pipes and evacuation 3a; 3b. The invention thus makes it possible to simplify the assembly of the electric heating device 1, thanks to the fixing of the printed circuit board 4 with the pre-connected electronic component.
Selon une caractéristique de l’invention, le composant électronique pré-connecté à la carte de circuit imprimé 4 est un capteur de température 22.According to a characteristic of the invention, the electronic component pre-connected to the printed circuit board 4 is a temperature sensor 22.
Selon une autre caractéristique de l’invention, le procédé comprend une étape de fixation de la gaine de protection 25 à la paroi principale 10 de la chambre de circulation 2, de telle sorte que la gaine de protection 25 s’étende vers le volume intérieur de la chambre de circulation 2.According to another characteristic of the invention, the method comprises a step of fixing the protective sheath 25 to the main wall 10 of the circulation chamber 2, so that the protective sheath 25 extends towards the interior volume. of the circulation chamber 2.
Selon une autre caractéristique de l’invention, l’étape de fixation de la gaine de protection 25 consiste à visser la gaine de protection 25 dans un orifice ménagé dans la paroi principale 10.According to another characteristic of the invention, the step of fixing the protective sheath 25 consists in screwing the protective sheath 25 into an orifice made in the main wall 10.
Le dispositif de chauffage électrique 1, est destiné notamment à coopérer avec un appareil de chauffage et/ou de climatisation (non représenté) pour véhicule électrique ou hybride.The electric heating device 1 is intended in particular to cooperate with a heating and/or air conditioning device (not shown) for an electric or hybrid vehicle.
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 boitier 15, la forme de la chambre de circulation 2 ainsi que leurs dimensions pourront être modifiés sans nuire à l’invention, dans la mesure où le dispositif de chauffage électrique 1 pour véhicule, in fine, remplit les mêmes fonctionnalités que celles décrites dans ce document.The invention cannot however be limited to the means and configurations described and illustrated here, and it also extends to any equivalent means or configuration and to any technical combination operating such means. In particular, the shape of the box 15, the shape of the circulation chamber 2 as well as their dimensions could be modified without harming the invention, insofar as the electric heating device 1 for a vehicle, ultimately, fulfills the same features than those described in this document.
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Citations (3)
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| EP2440005A1 (en) * | 2010-10-08 | 2012-04-11 | Eberspächer catem GmbH & Co. KG | Electric heating device and method for its production |
| EP2884198A1 (en) * | 2013-12-13 | 2015-06-17 | Eberspächer catem GmbH & Co. KG | Electric heating device |
| FR3042853A1 (en) * | 2015-10-27 | 2017-04-28 | Valeo Systemes Thermiques | DEVICE FOR ELECTRICALLY HEATING A FLUID FOR A MOTOR VEHICLE |
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2019
- 2019-10-14 FR FR1911366A patent/FR3101938A1/en active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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