FR3103994A1 - Dispositif de chauffage électrique et élément de positionnement associé au dispositif de chauffage électrique - Google Patents
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Abstract
Dispositif de chauffage électrique et élément de positionnement associé au dispositif de chauffage électrique L’invention concerne un dispositif (1) de chauffage électrique notamment pour véhicule automobile, ledit dispositif (1) comportant :- un corps de chauffe (3) alimenté à haute tension, - une unité de commande (5) alimentée à basse tension et configurée pour recevoir un signal électrique basse tension, l’unité de commande (5) comprenant au moins un circuit imprimé (12) comportant au moins une face configurée pour recevoir des composants électroniques ;- au moins un câble de transmission (10) configuré pour transmettre le signal électrique basse tension à l’unité de commande (5), caractérisé en ce que l’unité de commande (5) comprend au moins un élément de positionnement (20) configuré pour positionner le câble de transmission (10) au sein de l’unité de commande (5) et en ce que l’élément de positionnement (20) comprend au moins un matériau électriquement isolant. Figure pour l’abrégé : Fig. 2
Description
La présente invention concerne le domaine de la ventilation, du chauffage, et/ou de la climatisation de véhicules automobiles, et concerne plus particulièrement un dispositif de chauffage électrique tel qu’un radiateur électrique.
De tels dispositifs de chauffage électrique ont parfois recours à un réseau d’alimentation électrique à haute tension, notamment dans le cas des véhicules électriques ou hybrides. Les radiateurs électriques sont par exemple alimentés à haute tension pour délivrer une puissance thermique élevée afin d’être utilisés comme source de chauffage d’appoint ou encore comme dispositif de chauffage principal lorsque la puissance délivrée est suffisante pour chauffer l’air dans l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation.
De tels dispositifs de chauffage électrique sont par exemple destinés à être alimentés par un courant continu ou alternatif présentant une tension électrique supérieure à 60V, notamment compris entre 60V et 1000V, plus particulièrement compris entre 180V et 600V, et/ou permettant de dégager une puissance de chauffe sur l’air ou une puissance électrique consommée supérieure à 2kW, notamment comprise entre 2kW et 10kW.
Ces dispositifs de chauffage électrique tels que des radiateurs électriques comprennent généralement un corps de chauffe muni d’éléments chauffants qui sont par exemple disposés de manière à être exposés directement à un flux d’air traversant le dispositif de chauffage électrique. Les éléments chauffants comportent par exemple des céramiques ou pierres à effet CTP, c’est-à-dire à coefficient de température positif. Il s’agit d’éléments dont la valeur résistive varie très fortement en fonction de la température. Plus précisément, la valeur ohmique des éléments résistifs CTP croit très rapidement au-delà d’un seuil de température prédéterminé.
En particulier dans le cas d’un dispositif de chauffage électrique alimenté à haute tension, il peut s’agir d’un dispositif de chauffage principal du véhicule qui peut être très puissant, ce qui incite à avoir des puissances électriques à délivrer très importantes, notamment de l’ordre de 1kW à 8kW. En cas de surchauffe, le dispositif peut atteindre en au moins un point une température limite pour le bon fonctionnement dudit dispositif. Les pierres ou céramiques à effet CTP de par leur nature assurent une protection contre une forte surchauffe pouvant générer par exemple un incendie, permettant ainsi de garantir la sécurité des passagers.
En outre, de tels dispositifs de chauffage comprennent généralement une unité de commande capable de commander le courant circulant dans les éléments chauffants via notamment un circuit d’alimentation électrique sur une carte électronique de commande, telle qu’une carte à circuit imprimé connue sous le sigle «PCB» pour «Printed Circuit Board» en anglais. Les composants électriques et électroniques d’une telle unité de commande fonctionnent généralement à basse-tension. La basse tension peut par exemple être de l’ordre de 12V à 48V.
Toutefois, certains composants du réseau basse-tension, tels que des câbles de transmission utilisés par exemple pour envoyer des informations depuis un capteur de mesures à une unité de commande ou une unité de traitement ou tout autre composant du réseau basse-tension situé à proximité des composants haute tension peuvent être plus sensibles et être altérés voire dégradés dans certaines conditions, par exemple dans le cas d’une exposition prolongée dans un champ électromagnétique élevé. Il est donc important de protéger les composants fonctionnant à basse tension de l’influence des composants alimentés à haute tension afin d’éviter leur dégradation potentielle au cours du temps.
L’invention a pour objectif de pallier au moins partiellement ces inconvénients de l’art antérieur en proposant une solution simple et économique.
À cet effet l’invention a pour objet un dispositif de chauffage électrique notamment pour véhicule automobile, ledit dispositif comportant un corps de chauffe alimenté à haute tension, une unité de commande alimentée à basse tension, l’unité de commande étant configurée pour recevoir un signal électrique basse tension, l’unité de commande comprenant au moins un circuit imprimé comportant au moins une face configurée pour recevoir des composants électroniques, au moins un câble de transmission configuré pour transmettre le signal électrique basse tension à l’unité de commande, le dispositif de chauffage électrique étant caractérisé en ce que l’unité de commande comprend au moins un élément de positionnement configuré pour positionner le câble de transmission au sein de l’unité de commande et en ce que l’élément de positionnement comprend au moins un matériau électriquement isolant.
Un tel élément de positionnement en matériau électriquement isolant protège le câble de transmission en empêchant la circulation de courant et de chaleur à travers le matériau de l’élément de positionnement. L’élément de positionnement sert également d’obstacle aux propagations des champs électriques et/ou magnétiques générés par les autres composants électroniques disposés sur le circuit imprimé de l’unité de commande. Ainsi au moins une portion du câble de transmission est protégée des interférences électromagnétiques qui peuvent être à l’origine de perturbations du ou des signaux électriques véhiculés par le câble de transmission vers l’unité de commande. L’élément de positionnement guide le câble de transmission de manière à éviter un déplacement involontaire du câble de transmission par rapport aux autres composants de l’unité de commande. L’élément de positionnement sert ainsi à la fois de guide profilé et de dispositif de protection au câble de transmission.
Ledit dispositif peut en outre comporter une ou plusieurs caractéristiques suivantes, prises séparément ou en combinaison.
- l’élément de positionnement est positionné au bord du circuit imprimé;
- l’élément de positionnement est un rail de guidage;
- le au moins un élément de positionnement comprend deux parois latérales reliées entre elles par une paroi de fond;
- les surfaces intérieures desdites parois latérales et de ladite paroi de fond délimitent ensemble un volume de logement comprenant une ouverture;
- le volume de logement est configuré pour y accueillir la portion de câble de transmission;
- l’unité de commande comporte un boîtier avec une face ouverte;
- l’élément de positionnement est situé sur la face du circuit imprimé orientée en vis-à-vis de la face ouverte du boîtierde l’unité de commande;
- le dispositif de chauffage électrique comporte un capot disposé sur la face ouverte du boîtier de sorte à refermer ledit boîtier;
- le capot de l’unité de commande est configuré pour recouvrir l’ouverture du volume de logement de l’élément de positionnement;
- au moins l’une des parois latérales comprend au moins une protubérance de maintien faisant saillie par rapport aux surfaces intérieures des parois latérales de l’élément de positionnement;
- la au moins une protubérance de maintien est disposée à distance de la paroi de fond de sorte que la distance séparant la surface intérieure de la paroi de fond et la au moins une protubérance de maintien est supérieure au rayon du câble de transmission;
- la au moins une protubérance de maintien est disposée sur un bord libre d’au moins une paroi latérale;
- une pluralité de protubérances de maintien sont disposées en quinconce sur les parois latérales de l’élément de positionnement;
- la au moins une protubérance de maintien vient de matière avec l’élément de positionnement ;
- la au moins une protubérance de maintien est une pièce rapportée sur l’élément de positionnement ;
- au moins l’une des parois latérales comprend des pattes de fixation perforées dont les perforations sont superposées à des perforations de fixation du circuit imprimé au sein de l’unité de commande;
- l’élément de positionnement est collé sur le circuit imprimé de l’unité de commande.
D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante donnée à titre d’exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels:
Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence.
Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s’appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou interchangées pour fournir d’autres réalisations.
Dans la description, on peut indexer certains éléments, comme premier élément ou deuxième élément. Dans ce cas, il s’agit d’un simple indexage pour différencier et dénommer des éléments proches mais non identiques. Cette indexation n’implique pas une priorité d’un élément par rapport à un autre et on peut aisément interchanger de telles dénominations sans sortir du cadre de la présente description. Cette indexation n’implique pas non plus un ordre dans le temps.
En référence à la figure 1, l’invention concerne un dispositif 1 de chauffage électrique notamment d’une installation de chauffage et/ou ventilation et/ou climatisation pour véhicule automobile. Il s’agit en particulier d’un dispositif 1 pour le chauffage d’un fluide tel qu’un flux d’air. Un tel dispositif 1 de chauffage électrique peut être agencé de façon à être traversé par le flux d’air à chauffer. Par la suite, la description est faite en référence à un flux d’air, mais l’invention peut s’appliquer à un autre fluide. Il pourrait s’agir en variante d’un dispositif pour chauffer de l’eau.
Selon un mode de réalisation illustré sur les figures 1 à 4, il peut s’agir en particulier d’un dispositif 1 de chauffage électrique dit haute-tension permettant de dégager une puissance de chauffe sur l’air ou une puissance électrique consommée supérieure à 2kW, notamment comprise entre 2kW et 10kW. Par «haute tension», on désigne dans ce contexte une tension électrique supérieure à 60V, notamment compris entre 60V et 1000V, plus particulièrement compris entre 180V et 600V.
Le dispositif 1 de chauffage électrique est par exemple apte à transformer de l’énergie électrique prélevée par exemple sur le véhicule automobile en énergie thermique restituée au flux d’air traversant le dispositif 1 de chauffage. À cet effet, le dispositif 1 de chauffage électrique comprend un corps de chauffe 3 destiné à être alimenté en courant électrique à haute tension pour chauffer le flux d’air traversant le corps de chauffe 3.
Le corps de chauffe 3 peut notamment comporter au moins un capteur de mesures 9 tel qu’un capteur de température 9 permettant de mesurer la température du ou des flux d’air sortant du corps de chauffe 3. Dans l’exemple illustré sur la figure 1, trois capteurs de température 9 sont prévus afin de mesurer la température du ou des flux d’air à différents points du corps de chauffe 3, notamment au niveau des unités de chauffe 6.
Il peut s’agir de capteurs de température 9 analogiques. Les capteurs de température 9 peuvent par exemple être réalisés par des thermistances, telles que des éléments résistifs à coefficient de température négatif (CTN). En alternative, il peut s’agir de capteurs de température 9 numériques.
Le dispositif 1 de chauffage électrique comporte une unité de commande 5 du corps de chauffe 3. L’unité de commande 5 est alimentée à basse tension et configurée pour recevoir un signal électrique basse tension. La basse tension peut par exemple être de l’ordre de 12V à 48V. L’unité de commande 5 comporte par exemple un boîtier 51 formant un logement avec une face ouverte. Le boîtier 51 reçoit dans ce logement des composants électroniques (Figure 2) configurés pour recevoir et traiter des informations afin de générer une instruction de commande pour piloter le corps de chauffe 3. Le dispositif de chauffage électrique comporte également un capot 52 disposé sur la face ouverte du boîtier 51 de sorte à refermer ledit boîtier 51.
L’unité de commande 5 comprend ainsi dans ce logement au moins un circuit imprimé12 qui comprend au moins une face configurée pour recevoir des composants électroniques. Selon un mode de réalisation non illustré, les deux faces du circuit imprimé 12 peuvent être configurées pour recevoir des composants électroniques.
Dans l’exemple illustré sur la Figure 2, le circuit imprimé 12 comporte une première face orientée en vis-à-vis de la face ouverte du boîtier 51 de l’unité de commande 5. Le circuit imprimé 12 comprend également une deuxième face comprenant les composants électroniques, cette deuxième face est disposée à l’opposée de la face ouverte du boîtier 51 de l’unité de commande 5. Pour des soucis de clarté, le capot 52 a été omis sur la Figure 2.
L’unité de commande 5 peut être divisée en deux zones, une zone de haute tension 32 et une zone de basse tension 33. Sur la Figure 2, la frontière entre les deux zones est représentée sous la forme d’un trait en pointillés.
L’unité de commande 5 est notamment configurée pour recevoir des données du au moins un capteur de mesures 9 par l’intermédiaire d’au moins un câble de transmission 10. Autrement dit, le au moins un câble de transmission 10 est configuré pour transmettre des données, telles que des mesures de températures, entre le au moins un capteur de mesures 9 et l’unité de commande 5. Plus précisément, chaque capteur de mesures 9 du corps de chauffe 3 est relié électriquement au circuit imprimé 12 agencé au sein de l’unité de commande 5 afin de communiquer des données qui sont traitées en vue du contrôle des unités de chauffe 6 correspondantes.
Le câble de transmission 10 relie par exemple un premier connecteur 13 (Figure 3) sur lequel est branché le au moins un capteur de mesures 9 à un deuxième connecteur 15 disposé sur l’une des faces du circuit imprimé 12 dans la zone de basse tension 33. Dans l’exemple illustré sur la Figure 2, le deuxième connecteur 15 est placé sur la deuxième face du circuit imprimé 12, c’est-à-dire la face comprenant les composants électroniques. La tension au sein du câble de transmission 10 est une basse tension, elle est par exemple de l’ordre de 5V.
Dans son trajet du premier connecteur 13 vers le deuxième connecteur 15, une portion 10A du câble de transmission 10 passe par exemple sur la première face du circuit imprimé 12 (Figure 2) orientée vers la face ouverte du boîtier 51 de l’unité de commande 5 destinée à être recouverte par le capot 52. Selon un mode de réalisation non illustré, le câble de transmission 10 passe sur la deuxième face du circuit imprimé 12, c’est-à-dire la face du circuit imprimé 12 opposée à celle orientée vers la face ouverte du boîtier 51 de l’unité de commande 5.
Le câble de transmission 10 peut notamment passer au niveau de la zone de haute tension 32 où il est tout particulièrement exposé aux champs électromagnétiques. Le câble de transmission 10, ou du moins la portion 10A du câble de transmission 10 est ainsi largement exposée aux champs électromagnétiques dégagés par les composants électroniques, notamment ceux fixés sur le circuit imprimé 12. La présence de champs électromagnétiques dégagés par ces composants peut altérer la qualité du signal circulant à travers le câble de transmission 10 entre le capteur de mesures 9 et le circuit imprimé 12.
Dans le but de protéger le câble de transmission 10 de l’influence de ces composants électroniques, l’unité de commande 5 comprend au moins un élément de positionnement 20 (Figure 2) configuré pour positionner le câble de transmission 10 au sein de l’unité de commande 5. L’élément de positionnement 20 comprend au moins un matériau électriquement isolant qui empêche notamment la circulation de courant et de chaleur à travers le matériau de l’élément de positionnement 20 et qui résiste à la propagation de champs électriques et/ou magnétiques.
Le matériau électriquement isolant de l’élément de positionnement 20 assure la compatibilité électromagnétique du câble de transmission 10 en garantissant son fonctionnement de manière adéquate dans l’environnement électromagnétique auquel il est exposé. L’élément de positionnement 20 est notamment configuré pour limiter la réception non intentionnelle d’énergie électromagnétique qui peut provoquer des effets indésirables tels que des interférences électromagnétiques («electromagnetic interference – EMI» en anglais), une dégradation du signal transmis ou même des dommages physiques au sein du câble de transmission 10.
L’élément de positionnement 20 est notamment situé sur la face du circuit imprimé 12 orientée en vis-à-vis de la face ouverte du boîtier 51 de l’unité de commande 5. L’élément de positionnement 20 peut notamment être un rail de guidage qui positionne et guide le câble de transmission 10 au sein de l’unité de commande 5.
Dans le cas où l’élément de positionnement 20 prend la forme d’un rail de guidage, il comprend par exemple trois parois 22, 24 et 26 et plus particulièrement deux parois latérales 22 et 24 reliées entre elles par une paroi de fond 26, comme illustré sur la Figure 3. Les parois latérales 22 et 24 sont par exemple parallèles entre elles tandis que le plan de la paroi de fond 26 s’étend perpendiculairement aux parois latérales 22 et 24. L’élément de positionnement 20 a ainsi par exemple une section droite en forme de «U». À titre d’exemple, l’épaisseur des parois latérales 22 et 24 et de la paroi de fond 26 est notamment comprise entre un et trois millimètres.
Les surfaces intérieures des parois latérales 22 et 24 et de la paroi de fond 26 délimitent ensemble un volume de logement V configuré pour y accueillir la portion 10A du câble de transmission 10. Le volume de logement V comprend donc une ouverture qui n’est pas obstruée par les parois 22, 24 et 26 de l’élément de positionnement 20. Cette ouverture permet d’insérer la portion 10A du câble de transmission 10 à l’intérieur du volume de logement V.
Selon le mode de réalisation de l’élément de positionnement 20 illustré à la Figure 2, l’élément de positionnement 20 est positionné au bord du circuit imprimé 12, de manière à longer les parois de boîtier 51 de l’unité de commande 5, libérant ainsi de la place au centre de cette dernière. Sur cette même Figure, l’élément de positionnement 20 est représenté sous la forme d’un rail de guidage placé sur la face du circuit imprimé 12 orientée vers la face ouverte du boîtier 51 de l’unité de commande 5.
Le capot 52 de l’unité de commande 5 peut notamment être configuré pour recouvrir l’ouverture du volume de logement V de l’élément de positionnement 20. Une face du capot 52 est par exemple en contact avec les bords libres des parois latérales 22 et 24 de l’élément de positionnement 20. On entend par «bord libre» le bord d’une paroi latérale 22et/ou 24 délimitant l’ouverture de l’élément de positionnement 20. Selon un autre exemple, il peut y avoir un jeu entre ladite face du capot 52 et les bords libres des parois latérales 22 et 24 de l’élément de positionnement 20. Le capot 52 comprend par exemple un relief de forme complémentaire aux bords libres des parois latérales 22 et 24, telle qu’une partie du relief recouvre ces bords libres. Le relief du capot 52 permet d’empêcher une sortie accidentelle de la portion 10A du câble de transmission 10 hors du volume de logement V. Il peut également servir de repère pour positionner le capot 52 sur le boîtier 51, notamment lors d’une étape d’assemblage de l’unité de commande 5.
Lorsqu’elle est insérée dans le volume de logement V de l’élément de positionnement 20, la portion 10A du câble de transmission 10 épouse la forme de l’élément de positionnement 20. L’élément de positionnement 20 comprend par exemple plusieurs portions droites 27 reliées entre elles par des portions coudées 28 (Figure 3). Les portions droites 27 peuvent notamment avoir des longueurs différentes et les portions coudées 28 ont par exemple des rayons de courbures distincts les uns des autres. En variante, les rayons de courbures de certaines portions coudées 28 peuvent être identiques. Par mesure de précaution, pour éviter d’exercer des contraintes mécaniques sur le câble de transmission 10 qui risqueraient de l’endommager, les rayons de courbures des sections coudées 28 sont au minimum égale au triple du diamètre du câble de transmission 10.
Selon un mode de réalisation de l’élément de positionnement 20 illustré sur la Figure 3, l’élément de positionnement 20 comprend par exemple trois portions droites 27 de différentes longueurs reliées entre elles par des portions coudées 28. La forme générale de l’élément de positionnement 20 résultant de l’alternance entre les portions droites 27 et les portions coudées 28 est par exemple celle d’un «C». La portion 10A du câble de transmission 10 est contrainte de suivre la géométrie des sections droites 27 et des sections coudées 28, de manière à longer le bord de la première face du circuit imprimé 12 dans le boîtier 51, comme illustré sur la Figure 2.
Il peut y avoir un jeu latéral entre les surfaces intérieures des parois latérales 22 et 24 et la portion 10A du câble de transmission 10. Il peut de même y avoir un jeu entre la paroi de fond 26 et la portion de câble de transmission 10. Les jeux sont suffisamment serrés pour empêcher la portion 10A du câble de transmission 10 de sortir par accident du volume de logement V de l’élément de positionnement 20, par exemple sous l’effet d’un choc. Cependant, les jeux sont suffisamment larges pour éviter une pressurisation de la portion 10A du câble de transmission 10. Autrement dit, les parois 22, 24 et 26 de l’élément de positionnement 20 sont dimensionnées de telle manière que le guidage de la portion 10A du câble de transmission 10 sur le circuit imprimé 12 est assuré tout en évitant sa pressurisation.
Dans le but de maintenir la portion 10A du câble de transmission 10 à l’intérieur de son volume de logement V même en l’absence du capot 52 de l’unité de commande 5, au moins l’une des parois latérales 22 ou 24 peut comprendre au moins une protubérance de maintien 30 faisant saillie par rapport aux surfaces intérieures des parois latérales 22, 24 de l’élément de positionnement 20, comme indiqué sur la Figure 3. Selon le mode de réalisation du l’élément de positionnement 20 illustré sur les Figures 2 et 3, les deux parois latérales 22 et 24 de l’élément de positionnement 20 comprennent plusieurs protubérances de maintien 30 faisant saillie vers l’intérieur de l’élément de positionnement 20.
Les protubérances de maintien 30 ont par exemple une forme parallélépipédique dont la dimension la plus longue s’étend parallèlement aux parois latérales 22, 24. La dimension la plus longue d’une protubérance de maintien 30 est par exemple du même ordre de grandeur que l’écart séparant les parois latérales 22 et 24. Autrement dit, la dimension la plus longue d’une protubérance de maintien 30 est largement inférieure à la dimension longitudinale de l’élément de positionnement 20.
Les protubérances de maintien 30 sont notamment configurées pour maintenir la portion 10A du câble de transmission 10 à l’intérieur du volume de logement V et pour empêcher la portion 10A du câble de transmission 10 de sortir par accident du volume de logement V de l’élément de positionnement 20. Dans cette optique, les protubérances de maintien 30 sont disposées à distance de la paroi de fond 26, de sorte que la distance séparant la surface intérieure de la paroi de fond 26 et les protubérances de maintien 30 est supérieure au rayon du câble de transmission 10.
Plus particulièrement, les protubérances de maintien 30 sont par exemple disposées sur un bord libre d’au moins une paroi latérale 22et/ou 24. Dans le cas où les protubérances de maintien 30 sont ainsi disposées sur les bords libres des parois latérales 22 et 24, la taille du volume de logement V est maximale, permettant ainsi d’accueillir une portion 10A du câble de transmission 10 ayant un diamètre important, par exemple de l’ordre de l’écart entre les surfaces intérieures des parois latérales 22 et 24, sans risquer une pressurisation de la portion 10A du câble de transmission 10.
Une pluralité de protubérances de maintien 30 peuvent être disposées en quinconce sur les parois latérales 22 et 24 de l’élément de positionnement 20 comme le montrent les figures 3 et 4. Autrement dit, les emplacements des protubérances de maintien 30 sont partagés de manière alternée entre les deux parois latérales 22 et 24 de l’élément de positionnement 20. Une telle disposition en quinconce permet une répartition équilibrée des protubérances de maintien 30 le long des bords libres des parois latérales 22 et 24 pour sécuriser la portion 10A du câble de transmission 10 à l’intérieur du volume de logement V.Le nombre de protubérances de maintien 30 est par exemple compris entre trois et dix, il est plus particulièrement égal à six.
Selon un premier mode de réalisation de ces protubérances de maintien 30, ces dernières viennent de matière avec le l’élément de positionnement 20. Ces protubérances de maintien 30 peuvent ainsi être obtenues lors d’un procédé de moulage ou d’injection de l’élément de positionnement 20. Dans le cas d’un procédé de fabrication par moulage, des ouvertures 35 sont prévues dans les parois latérales 22 et 24 au niveau des emplacements des protubérances de maintien 30 pour permettre leur mise en forme lors de la fabrication par moulage de l’élément de positionnement 20. Un tel procédé de fabrication de l’élément de positionnement 20 est par exemple une solution peu onéreuse et aisée à mettre en place sur une ligne de production.
Selon un deuxième mode de réalisation non illustré des protubérances de maintien 30, ces dernières sont des pièces rapportées sur l’élément de positionnement 20. Dans ce cas, les protubérances de maintien 30 prennent par exemple la forme de bâtonnets de plastique parallélépipédiques qui sont fixés, par exemple par collage, sur les faces intérieures des parois latérales 22 et 24 de l’élément de positionnement 20, de manière à être adjacents aux bords libres des parois latérales 22 et 24.
Dans le cas où les protubérances de maintien 30 sont des pièces rapportées, les ouvertures 35 dans les parois latérales 22 et 24 peuvent être omises, car elles ne sont pas nécessaires lors de la fabrication par moulage de l’élément de positionnement 20 pour ce mode de réalisation particulier.
Pour positionner l’élément de positionnement 20 par rapport au circuit imprimé 12 à l’intérieur du boîtier 51, au moins l’une des parois latérales 22 ou 24 peut comprendre des pattes de fixation 40 perforées dont les perforations 42 (Figure 4) sont superposées à des perforations de fixation du circuit imprimé 12 au sein de l’unité de commande 5 (Figure 2). Selon un mode de réalisation de l’élément de positionnement 20 illustré sur les Figures 2 à 4, seule la paroi latérale 22 peut comporter les pattes de fixation 40. Chaque patte de fixation 40 comprend par exemple au moins une perforation 42 configurée pour y accueillir une vis 45 (Figure 2) permettant de positionner l’élément de positionnement 20 par rapport au boîtier 51 en fixant l’élément de positionnement 20 sur la face du circuit imprimé 12 orientée vers la face ouverte du boîtier 51 de l’unité de commande 5.
L’élément de positionnement 20 comprend par exemple entre deux et six pattes de fixation 40 qui peuvent être réparties régulièrement le long de l’élément de positionnement 20 ou être localisées à des endroits stratégiques de l’élément de positionnement 20. Selon le mode de réalisation de l’élément de positionnement 20 illustré sur la Figure 3, les pattes de fixation 40 sont agencées sur deux portions droites 27 très courtes de l’élément de positionnement 20 situées entre deux portions courbées 28 elles-mêmes situées au niveau des coins du boîtier 51 de l’unité de commande de commande 5 (Figure 2). Les pattes de fixation 40 font par exemple saillie par rapport à la face extérieure de la paroi latérale 22, comme illustré sur la Figure 4. Les pattes de fixation 40 sont orientées perpendiculairement à la surface extérieure de la paroi latérale 22. Selon une variante de l’élément de positionnement 20 non illustrée sur les figures, les pattes de fixation 40 peuvent être positionnées sur la paroi latérale 24.
Les pattes de fixation 40 permettent de positionner et de stabiliser l’élément de positionnement 20 à l’intérieur du boîtier 51 de l’unité de commande 5 (Figure 2). Ceci permet notamment de limiter les vibrations de l’élément de positionnement 20 générées par exemple lors de la conduite du véhicule automobile dans lequel est installé le dispositif 1 de chauffage électrique.
Selon un autre mode de réalisation non illustré de l’élément de positionnement 20, celui-ci peut être collé sur le circuit imprimé 12 de l’unité de commande 5. Il est plus particulièrement fixé à demeure sur la face du circuit imprimé 12, permettant ainsi de réduire les vibrations de l’élément de positionnement 20 au minimum.
Les matières envisageables pour la fabrication d’un tel élément de positionnement 20 sont par exemple des matériaux composites comprenant des fibres de verre dans une structure de polymère thermoplastique, tel que du PBT GF20 ou du PA66 GF20-30. Les principales caractéristiques des matériaux composites tels que les nylons chargés en fibres de verre sont notamment une très grande rigidité, une résistance mécanique élevée, un haut degré de dureté et de solidité ainsi qu’une très bonne tenue au fluage. Les nylons chargés en fibres de verre présentent égalementune grande stabilité dimensionnelle, une bonne tenue à la fatigue et de très bonnes propriétés d’amortissement mécanique.
D’une manière générale, les matériaux envisageables pour l’élément de positionnement 20 sont compatibles mécaniquement avec l’environnement extérieur qui est celui d’un dispositif 1 de chauffage électrique dans ce cas précis. L’élément de positionnement 20 a par exemple un coefficient d’expansion thermique compatible avec son environnement. Plus précisément, les parois 22, 24 et 26 de l’élément de positionnement 20 sont par exemple conçues de telle manière que leurs épaisseurs évoluent peu en fonction de la température. Dans le cas de variations d’épaisseur des parois 22, 24 et 26 de l’élément de positionnement 20 suite à des changements de température, celles-ci n’engendrent pas de contraintes thermomécaniques sur la portion 10A du câble de transmission 10 pour ne pas le pressuriser ou l’abîmer de manière générale.
Le matériau de l’élément de positionnement 20 peut par exemple s’opposer aux transferts de chaleur, permettant ainsi de limiter l’exposition de la portion du câble de transmission 10 à des changements de température brutaux ou plus généralement à une hausse de température indésirable. De plus, le matériau de l’élément de positionnement 20 peut être ignifugé permettant de limiter la propagation d’une flamme dans le cas d’un incendie.
L’élément de positionnement 20 protège ainsi la au moins une portion 10A du câble de transmission 10 à la fois du rayonnement électromagnétique des pièces environnantes de l’unité de commande 5 ainsi que des sollicitations mécaniques et/ou thermiques extérieures telles que les vibrations ou une élévation de température que peut subir le dispositif 1 de chauffage électrique.
Claims (10)
- Dispositif (1) de chauffage électrique notamment pour véhicule automobile, ledit dispositif (1)comportant :
- un corps de chauffe (3) alimenté à haute tension;
- une unité de commande (5) alimentée à basse tension et configurée pour recevoir un signal électrique basse tension, l’unité de commande (5) comprenant au moins un circuit imprimé (12) comportant au moins une face configurée pour recevoir des composants électroniques;
- au moins un câble de transmission (10) configuré pour transmettre le signal électrique basse tension à l’unité de commande (5);
caractérisé en ce que l’unité de commande (5) comprend au moins un élément de positionnement (20) configuré pour positionner le câble de transmission (10) au sein de l’unité de commande (5) et en ce que l’élément de positionnement (20) comprend au moins un matériau électriquement isolant. - Dispositif (1) de chauffage électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’élément de positionnement (20) est disposé au bord du circuit imprimé (12).
- Dispositif (1) de chauffage électrique selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’élément de positionnement (20) est un rail de guidage.
- Dispositif (1) de chauffage électrique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le au moins un élément de positionnement (20) comprend deux parois latérales (22, 24) reliées entre elles par une paroi de fond (26) et en ce que les surfaces intérieures desdites parois latérales (22, 24) et de ladite paroi de fond (26) délimitent ensemble un volume de logement (V), le volume de logement (V) étant configuré pour y accueillir le câble de transmission (10).
- Dispositif (1) de chauffage électrique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’unité de commande (5) comporte un boîtier (51) avec une face ouverte, l’élément de positionnement (20) étant situé sur la face du circuit imprimé (12) orientée en vis-à-vis de la face ouverte du boîtier (51) de l’unité de commande (5), le dispositif de chauffage électrique (1) comportant un capot (52) disposé sur la face ouverte du boîtier (51) de sorte à refermer ledit boîtier (51) et configuré pour recouvrir l’ouverture du volume de logement (V) de l’élément de positionnement (20).
- Dispositif (1) de chauffage électrique selon l’une quelconque des revendications 4 à 5, caractérisé en ce qu’au moins l’une des parois latérales (22, 24) comprend au moins une protubérance de maintien (30) faisant saillie par rapport aux surfaces intérieures des parois latérales (22, 24) de l’élément de positionnement (20) et en ce que la au moins une protubérance de maintien (30) est disposée à distance de la paroi de fond (26) de sorte que la distance séparant la surface intérieure de la paroi de fond (26) et la au moins une protubérance de maintien (30) est supérieure au rayon du câble de transmission (10).
- Dispositif (1) de chauffage électrique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la au moins une protubérance de maintien (30) est disposée sur un bord libre d’au moins une paroi latérale (22, 24).
- Dispositif (1) de chauffage électrique selon l’une quelconque des revendications 6 à 7, caractérisé en ce qu’une pluralité de protubérances de maintien (30) sont disposées en quinconce sur les parois latérales (22, 24) de l’élément de positionnement (20).
- Dispositif (1) de chauffage électrique selon l’une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce qu’au moins l’une des parois latérales (22, 24) comprend des pattes de fixation (40) perforées dont les perforations (42) sont superposées à des perforations de fixation du circuit imprimé (12) au sein de l’unité de commande (5).
- Dispositif (1) de chauffage électrique selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l’élément de positionnement (20) est collé sur le circuit imprimé (12) de l’unité de commande (5).
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