WO2023057214A1 - Dispositif de chauffage electrique et installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation correspondante - Google Patents

Dispositif de chauffage electrique et installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation correspondante Download PDF

Info

Publication number
WO2023057214A1
WO2023057214A1 PCT/EP2022/076302 EP2022076302W WO2023057214A1 WO 2023057214 A1 WO2023057214 A1 WO 2023057214A1 EP 2022076302 W EP2022076302 W EP 2022076302W WO 2023057214 A1 WO2023057214 A1 WO 2023057214A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
heating
control module
electrical connection
heating body
electrically connected
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/076302
Other languages
English (en)
Inventor
Serif KARAASLAN
Romain DELCOURT
Jonathan FOURNIER
Erwan Gogmos
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Systemes Thermiques filed Critical Valeo Systemes Thermiques
Priority to CN202280066985.0A priority Critical patent/CN118076496A/zh
Priority to EP22782514.8A priority patent/EP4412846A1/fr
Publication of WO2023057214A1 publication Critical patent/WO2023057214A1/fr

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • B60H1/2215—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant the heat being derived from electric heaters
    • B60H1/2221—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant the heat being derived from electric heaters arrangements of electric heaters for heating an intermediate liquid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/0072—Special adaptations
    • F24H1/009—Special adaptations for vehicle systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/10—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium
    • F24H1/101—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium using electric energy supply
    • F24H1/102—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium using electric energy supply with resistance
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/30—Control of fluid heaters characterised by control outputs; characterised by the components to be controlled
    • F24H15/355—Control of heat-generating means in heaters
    • F24H15/37—Control of heat-generating means in heaters of electric heaters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/40—Control of fluid heaters characterised by the type of controllers
    • F24H15/407—Control of fluid heaters characterised by the type of controllers using electrical switching, e.g. TRIAC
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/40—Control of fluid heaters characterised by the type of controllers
    • F24H15/414—Control of fluid heaters characterised by the type of controllers using electronic processing, e.g. computer-based
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H3/00—Air heaters
    • F24H3/02—Air heaters with forced circulation
    • F24H3/04—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element
    • F24H3/0405—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element using electric energy supply, e.g. the heating medium being a resistive element; Heating by direct contact, i.e. with resistive elements, electrodes and fins being bonded together without additional element in-between
    • F24H3/0429—For vehicles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H3/00—Air heaters
    • F24H3/02—Air heaters with forced circulation
    • F24H3/04—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element
    • F24H3/0405—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element using electric energy supply, e.g. the heating medium being a resistive element; Heating by direct contact, i.e. with resistive elements, electrodes and fins being bonded together without additional element in-between
    • F24H3/0429—For vehicles
    • F24H3/0441—Interfaces between the electrodes of a resistive heating element and the power supply means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H3/00—Air heaters
    • F24H3/12—Air heaters with additional heating arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/18—Arrangement or mounting of grates or heating means
    • F24H9/1809—Arrangement or mounting of grates or heating means for water heaters
    • F24H9/1818—Arrangement or mounting of electric heating means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/20—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24H9/2007—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heaters
    • F24H9/2014—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heaters using electrical energy supply
    • F24H9/2028—Continuous-flow heaters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00507—Details, e.g. mounting arrangements, desaeration devices
    • B60H2001/00614—Cooling of electronic units in air stream
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • B60H2001/2268—Constructional features
    • B60H2001/2278—Connectors, water supply, housing, mounting brackets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • B60H2001/2268—Constructional features
    • B60H2001/2287—Integration into a vehicle HVAC system or vehicle dashboard

Definitions

  • the present invention relates to the field of heating, ventilation and/or air conditioning systems for vehicles, in particular motor vehicles.
  • the invention relates in particular to an electrical device for heating a fluid such as a liquid, in particular a heat transfer liquid.
  • a vehicle in particular a motor vehicle, is commonly equipped with a heating, ventilation and/or air conditioning installation to regulate the aerothermal parameters of a flow of air distributed towards the interior of the passenger compartment of the vehicle.
  • electric heating devices comprise an enclosure at least partially delimiting a circulation chamber for the liquid to be heated inside the enclosure and in which extends at least one heating element, for example one or more heating resistors in which an electric current flows.
  • the liquid circulates within the enclosure and is brought into contact with the heating element(s). There is then an exchange of calories between the heating resistors and the liquid intended for example to heat the passenger compartment, which then heats up in turn.
  • Heating devices generally comprise a control module capable of controlling the current flowing in the heating elements via, in particular, a power supply circuit.
  • the power supply circuit is mounted for example on an electronic control board, such as a printed circuit board known by the acronym PCB for Printed Circuit Board in English.
  • the control module is generally fixed or integrated on an outer side of the enclosure receiving the heating elements such as the electric heating resistors. This increases the size of the enclosure and requires having sufficient space to arrange this enclosure coupled to the control module. However, a recurring problem in the field of vehicles, in particular motor vehicles, is the reduction in size. [0006] Another problem is the cooling of the control module. Indeed, in operation the temperature of the control module can rise and if it exceeds a predefined maximum temperature this risks damaging certain elements of the control module such as the electronic power components or the printed circuit board electrically connected to these latter.
  • the object of the invention is therefore to propose an alternative solution for the electric heating device making it possible to optimize the space available in the vehicle while promoting the cooling of the control module.
  • the subject of the invention is an electric heating device, in particular for a motor vehicle, said device comprising: at least one body for heating a heat transfer liquid defining a liquid circulation chamber and comprising a predefined number heating elements extending within said chamber, and a control module configured to drive the heating elements and electrically connected to the heating elements.
  • control module is remote from the heating body.
  • control module is not dependent on the location of the heating body. It can be arranged elsewhere, in particular in a location with free space, less cluttered.
  • Said device may also comprise one or more of the following features described below, taken separately or in combination.
  • the control module can be configured to control at least two heating bodies by being remote from at least one of the heating bodies.
  • the control module can be remote from the two heating bodies.
  • Said device may comprise the two heating elements.
  • the two heating elements can be configured to heat the same type of fluid or two different fluids.
  • a first heating body can be configured to heat the heat transfer liquid and a second heating body can be configured to heat an air flow.
  • the heating element can be arranged in a wheel arch, or under the chassis of the vehicle or even under the hood of the vehicle.
  • control module can be arranged at least partly in a path of an air flow.
  • control module is configured to be fixed to a housing of a heating, ventilation and/or air conditioning installation intended to equip said vehicle.
  • the control module can be arranged at least partly in an air flow circulation channel delimited by the casing of said installation.
  • control module could be arranged elsewhere than on the housing of said installation.
  • control module can be attached to another heating body.
  • control module could be arranged elsewhere on the motor vehicle.
  • control module can be fixed to the chassis of the vehicle.
  • Said device may comprise at least two complementary interface connectors carried on the one hand by the control module and on the other hand by the heating body.
  • the complementary interface connectors are electrically connected by at least one cable harness.
  • the wiring harness can perform a single function or be multi-functional. It can be configured at least for electrical power transmission.
  • the device may comprise one or more bundles of cables electrically connecting the control module to the heating body, for example for a ground connection, for transmission of signals such as temperature sensor signals.
  • a single bundle of multifunction cables can ensure the functions of power transmission, ground connection, transmission of signals such as temperature.
  • the control module may comprise an electronic control card and at least two electrical connection elements with positive and negative poles electrically connected to the interface connector of the control module. These electrical connection elements pass through the electronic control card.
  • the electronic control board such as a printed circuit board carries a plurality of electronic components.
  • the control module may comprise a control box receiving at least the electronic card and the electronic components.
  • the heating body comprises an electrical connection interface defining an interior volume electrically insulated and in leaktight manner from the liquid circulation chamber.
  • At least one of the heating elements or each heating element comprises two electrical connection terminals opening into the interior volume of the electrical connection interface.
  • the interface connector or at least one of the interface connectors of the heating body can be fixed at the level of the electrical connection interface.
  • the heating body comprises for example an enclosure in which is formed a base carrying the heating elements.
  • the liquid circulation chamber and the electrical connection interface can be defined on either side of the base.
  • the wiring harness comprises at least two electrical cables with positive and negative poles. Each cable can be electrically connected on the one hand to an associated electrical connection terminal of a heating element and on the other hand to an associated electrical connection element of the control module. These electrical connections can be made via complementary interface connectors.
  • Said device may comprise at least one power connector electrically connected to the control module and configured to be connected to an electrical power source.
  • Said device may further comprise at least one signal connector electrically connected to the control module and configured to receive at least one control signal for controlling the heating elements.
  • the connector or connectors can be arranged outside the control box.
  • the control module comprises for example at least one heat sink.
  • Such a heat sink can be configured to be arranged in the flow path of air, for example in an air flow circulation channel delimited by the housing of said installation.
  • control module more specifically the control unit, may be intended to be arranged in the air flow circulation channel delimited by the housing of said installation so as to be exposed to the flow of air. air intended to flow within the housing, with the exception of the connector or connectors of the control module intended to extend outside the housing of said installation.
  • control module comprises a circuit for power modulation of the heating elements.
  • a circuit for power modulation of the heating elements allows a fine regulation of the power, that is to say a modulation of the power between a non-zero minimum and a maximum, unlike ON/OFF electronics.
  • the power variation circuit comprises a transmitter of a periodic signal for controlling the heating elements, in particular a control signal by pulse width modulation.
  • the invention also relates to a heating, ventilation and/or air conditioning installation, in particular for a motor vehicle, comprising at least one control module for an electric heating device as defined above, said device comprising at least one heating element of a heat transfer liquid defining a liquid circulation chamber, inside which extend a predefined number of heating elements, the control module configured to control the heating elements being electrically connected to the heating elements and remote from the body of heating.
  • Said installation may further comprise one or more of the following features described below, taken separately or in combination.
  • Said installation comprises a housing.
  • the control module can be mounted on the housing of said installation.
  • the heating body can be fluidically connected to a heat exchanger of said installation.
  • FIG. la is a perspective view of a heating, ventilation and/or air conditioning installation and of a heating body for heating a heat transfer liquid connected to said installation and controlled by a control module remote from the heating body and mounted on said installation.
  • FIG. 1b is a sectional view of the installation of figure la.
  • FIG. 2 is a perspective view of a variant of the heating, ventilation and/or air conditioning installation with two heating elements and a remote control module for controlling the two heating elements.
  • FIG. 3 is a view of the heating body for heating a heat transfer liquid of figure la comprising an enclosure defining a circulation chamber for the heat transfer liquid to be heated and an interface for electrical connection to the control module.
  • FIG. 4 shows an embodiment of electric heating elements of the heating body of figure 3.
  • FIG. 5a is a sectional view of the heating body of Figure 3.
  • FIG. 5b is a perspective view from below of the heating body of FIG. 3 on which a closing wall of the enclosure has been removed.
  • FIG. 6 shows an embodiment of the control module.
  • FIG. 7 is a view of the control module on which a cover of the control box is removed so as to show an electronic control board of the control module.
  • certain elements can be indexed, for example first element or second element. In this case, it is a simple indexing to differentiate and name close but not identical elements. This indexing does not imply a priority of one element relative to another and it is easy to interchange such denominations without departing from the scope of the present description. Nor does this indexing imply an order in time.
  • the invention relates to an electric heating device 1′, in particular for a vehicle, in particular a motor vehicle.
  • It may in particular be an electric or hybrid vehicle. It is an electric heating device 1 'for heating a fluid, in particular a heat transfer liquid such as a mixture of water and ethylene glycol generally called glycol water. Such a heat transfer liquid can circulate in a heating circuit for heating a passenger compartment of the vehicle.
  • a heat transfer liquid such as a mixture of water and ethylene glycol generally called glycol water.
  • Such a heat transfer liquid can circulate in a heating circuit for heating a passenger compartment of the vehicle.
  • the invention can be applied to another fluid.
  • it could be an electrical device for heating an air flow.
  • the electric heating device 1' can be intended to cooperate with an installation 100 for heating and/or ventilation and/or air conditioning of an air flow, simply called installation 100 hereafter. Alternatively, it may be an electric heating device integrated into such an installation 100.
  • the installation 100 may be intended to equip the vehicle, in particular a motor vehicle.
  • the orientation of the installation 100 can be defined according to the axes X, Y, Z defined by a trihedron represented schematically.
  • the X axis is a longitudinal axis of the installation 100 corresponding for example to the front/rear longitudinal axis of the vehicle equipped with such an installation 100, it is a horizontal axis.
  • the Z axis is perpendicular to the longitudinal axis X of the installation 100, it corresponds for example to the top/bottom vertical axis of the vehicle equipped with the installation 100.
  • the Y axis is a transverse axis perpendicular to the plane XZ.
  • the installation 100 shown schematically in Figures la, 1b, comprises at least one housing 101.
  • This housing 101 comprises at least one air inlet 103 and one or more air outlets 105a, 105b, 105c between which is intended to flow at least one air flow F.
  • Such an installation 100 generally comprises at least one circulation channel 107 of the air flow F delimited by the housing 101.
  • the housing 101 may comprise a first so-called upper part 101A and a second so-called lower part 101B.
  • the terms up and down are defined relative to the vertical Z axis.
  • This installation 100 can thermally condition the air flow F intended to be delivered into a vehicle passenger compartment.
  • air outlets 105a, 105b, 105c are provided, they are capable of supplying air to one or more ducts distributing the air flows to nozzles opening into the passenger compartment, for example in several zones of the passenger compartment.
  • At least one air outlet 105a can be configured for distributing the air flow to one or more de-icing nozzles making it possible to demist the windshield of the vehicle.
  • the air outlet or outlets 105a for defrosting are for example provided at the level of the upper part 101 A of the casing 101.
  • At least one air outlet 105b can be configured for distributing the air flow to one or more side/central ventilation nozzles making it possible to cool/heat the occupants of the vehicle.
  • Such an air outlet 105b can also be defined at the level of the upper part 101A of the casing 101.
  • At least one air outlet 105c can be configured for a distribution of the air flow towards one or more outlet nozzles at the level of a low zone in the passenger compartment, or zone of feet to warm the feet of vehicle occupants.
  • the air outlet or outlets 105c for distribution to the feet are for example provided at the level of the lower part 101B of the housing 101.
  • the installation 100 comprises for this purpose one or more heat treatment devices for at least one fluid.
  • the installation 100 comprises at least one electrical device for the thermal conditioning of a fluid.
  • the installation 100 may include in particular one or more heat treatment devices for the air flow F intended to be distributed in the passenger compartment arranged in the housing 101 of the installation 100.
  • the installation 100 may comprise an electric heating device 1 for the air flow F capable of transforming electrical energy taken, for example, from the vehicle into thermal energy returned to the air flow F.
  • H comprises a heating body 10 provided with heating elements 11 arranged at least partly in the circulation channel 107 so as to be crossed by the air flow F to be heated.
  • the heating elements 11, for example in the form of heating rods comprising one or more resistive components, such as thermistors, for example of the PTC effect type (for positive temperature coefficient), are intended to be supplied with electric current to heat the flux of air F passing through the heating body 10. This supply is carried out via a control module electrically connected to an electrical power source (not shown).
  • the installation 100 can comprise one or more heat exchangers.
  • the installation 100 comprises for example an evaporator 3 arranged in the housing 101 so as to cool and dehumidify the entire flow of air circulating in the installation 100.
  • This evaporator 3 can be arranged upstream of the electric heating device 1 air flow F when provided. Upstream means in relation to the direction of flow of the air flow F.
  • the installation 100 may include a heat exchanger such as a heating device 5.
  • a heat exchanger such as a heating device 5.
  • This radiator 5 is arranged in the circulation channel 107 of the air flow F, downstream of F evaporator 3 according to the direction of flow of the air flow F. It can optionally be coupled to the electric heating device 1 which would be intended to heat the air flow F more quickly, in particular in the case of starting the vehicle.
  • the heating body 10 can be arranged downstream of such a radiator 5 depending on the direction of flow of the air flow.
  • the installation 100 further comprises a blower 109 allowing in operation, to introduce the air flow into the housing 101, and after having been heat treated by at least one heat exchanger, for example F evaporator 3 and possibly the heating device(s) 1 and 5, the air flow F is directed towards one or more of the air outlets 105a, 105b, 105c.
  • a blower 109 allowing in operation, to introduce the air flow into the housing 101, and after having been heat treated by at least one heat exchanger, for example F evaporator 3 and possibly the heating device(s) 1 and 5, the air flow F is directed towards one or more of the air outlets 105a, 105b, 105c.
  • the electric heating device 1' is described in more detail below. It comprises at least one heating body 10' and a control module 20 of the heating body or bodies 10'.
  • the heating body 10′ is fluidically connected to a circulation circuit for this liquid.
  • H comprises for this purpose at least one inlet and one liquid outlet communicating with this circuit so as to allow the flow of liquid in the heating body 10'.
  • These inlets and outlets are for example made in the form of pipes 9. At least one of the pipes 9 allows the admission of the liquid to be heated within the heating body 10' and at least one other pipe 9 allows the evacuation heated liquid out of the body of the heater 10'.
  • the heating body 10′ can be arranged upstream of a heat exchanger using the heat engine coolant as heat transfer liquid. Upstream means here according to the direction of circulation of the heat transfer liquid.
  • the heating body 10' can be arranged upstream of the radiator 5 previously described. It would also be possible to provide such a heating body 10′ upstream of a heat exchanger intended for the thermal regulation of an electrical energy storage device, sometimes referred to as a battery assembly, for a propulsion vehicle. electric or hybrid.
  • the heating body 10' can also be arranged upstream of the evaporator 3 of an air conditioning loop capable of operating in heat pump mode, so as to heat the refrigerant fluid.
  • the heating body 10′ can be arranged at any location that has sufficient space in the vehicle. For example, it can be arranged in a wheel arch, or under the chassis of the vehicle or even under the bonnet of the vehicle.
  • the control module 20, described in more detail later, is remote from the heating element(s) 10'.
  • the control module 20 is not fixed directly to the heating body 10'.
  • the control module 20 can be more or less distant from the heating body 10'.
  • the electric heating device 1′ does not form a unitary block, but comprises at least two distinct parts which are the heating body 10′ and the control module 20.
  • the control module 20 can be provided to control a single associated heating body 10'.
  • control module 20 can control several separate heating bodies, for example two heating bodies 10', 10 as shown in Figure 2. Of course, this number is not limiting.
  • the control module 20 can control heating bodies of similar technology, in particular for heating the same fluid, or on the contrary for heating different fluids.
  • the control module 20 can control at least one heating body 10' for heating the heat transfer liquid and one heating body 10 for heating the air flow.
  • control module 20 When it is configured to control several heating bodies 10', 10, the control module 20 can be remote from the respective heating bodies 10', 10. Thus, the control module 20 is not attached to any of the heating elements 10', 10 that it is intended to control. This configuration is found in the example of Figure 2.
  • control module 20 could be attached to one of the heating elements 10', 10 which it is intended to control.
  • control module 20 can be remote from the heating body 10' for heating the heat transfer liquid and be attached to another heating body 10, for example for heating the air flow F.
  • control module 20 is electrically connected to the heating body 10' or to each heating body 10', 10 that it is intended to control. With reference to Figures 1a and 3, this electrical connection can be made via at least two complementary interface connectors 30a, 30b carried on the one hand by the heating body 10', 10, and on the other part by the control module 20. These interface connectors 30a, 30b are electrically connected by at least one cable harness 40.
  • the wiring harness 40 can perform a single function or be multifunctional.
  • the wiring harness 40 can be configured at least for electrical power transmission.
  • the electric heating device 1 may comprise one or more other cable harnesses electrically connecting the control module to the heating body, for example for a ground connection, for transmission of signals such as signals from temperature sensors 42.
  • the electric heating device 1' may optionally also comprise at least one temperature sensor or probe 42 which may or may not be placed within the heating body 10'. It is possible to arrange more than one temperature sensor 42 at the level of the heating body 10'.
  • at least one first temperature sensor 42 can be provided at the level of an inlet of the heat transfer liquid within the heating body 10' of the liquid. heat transfer fluid and at least one second temperature sensor 42 may be provided at an outlet for the heat transfer liquid to be evacuated from the heating body 10'.
  • a common so-called multifunction cable harness 40 can provide several functions among power transmission, ground connection, transmission of signals such as temperature.
  • heating body 10' for heating the liquid is shown in Figure 3.
  • the heating body 10′ comprises an enclosure 12.
  • the enclosure 12 may have a generally cylindrical or conical shape or else a generally parallelepipedic shape.
  • the enclosure 12 extends for example mainly along a longitudinal axis A.
  • the pipes 9 are for example arranged projecting on an outer wall of the enclosure 12.
  • the heating body 10 comprises for example a partition 14 or closing wall, on which the enclosure 12 is fixed.
  • the partition 14 is arranged at the level of a longitudinal end of the enclosure 12.
  • the heating body 10 also comprises a predefined number of heating elements 16 received in the enclosure 12. Such heating elements 16 are intended to be supplied with electric current . This power supply is carried out via the control module 20 when the latter is also electrically connected to an electrical power source (not shown).
  • Two heating elements 16 are shown in this example. Of course, this number is not limiting. A single heating element 16 can be provided or on the contrary more than two heating elements 16 can be arranged within a common enclosure. These are in particular electric heating resistors 16.
  • each electrical heating element such as an electrical heating resistor 16 has at least partly a helical shape.
  • There electric heating resistor 16 may for example have a so-called rectilinear part extending along the longitudinal axis A of the heating body 10', in a central zone defined inside windings of the electric heating resistor 16.
  • the two resistors electric heaters 16 may be concentric, one being arranged around the other. Different arrangements of the electric heating resistors 16 between them can be provided, for example by arranging them concentrically and/or by aligning them axially. Such arrangements are not described in further detail.
  • the electrical heating resistors 16 are provided with electrical connection terminals 161, at least two electrical connection terminals 161.
  • the electrical connection terminals 161 extend for example in a direction substantially parallel to the longitudinal axis A of the heating body 10'.
  • the electrical heating resistor(s) 16 can be fixed in a sealed manner on a base 18. Their electrical connection terminals 161 for example pass through such a base 18. An electrical insulating sleeve 162 can be arranged around each electrical connection terminal 161 and can also pass through the base 18 when the electric heating resistor 16 is fixed to the base 18.
  • the base 18 extends transversely with respect to the longitudinal axis A of the heating body 10'. It may be an internal wall extending inside enclosure 12. This internal wall may or may not be defined by enclosure 12.
  • a seal (not shown) can generally be arranged between the base 18 and an internal wall of the enclosure 12 to ensure the seal between the base 18 and the enclosure 12.
  • the enclosure 12 defines within it at least one chamber 121 for circulation of the liquid around the heating elements such as the electric heating resistors 16.
  • a chamber 121 can extend along the longitudinal axis A of the heating body 10'.
  • the chamber 121 is defined with a generally cylindrical or conical shape. Other alternatives can be considered, for example with a parallelepipedal shape.
  • the temperature sensor(s) 42 can be arranged so as to open out into the chamber 121 inside the heating body 10'.
  • the electrical heating resistors 16 extend longitudinally in the chamber 121.
  • the electrical connection terminals 161 extend from the side of the base 18 opposite to the chamber 121.
  • the liquid to be heated can circulate within the chamber 121 and rise in temperature in contact with the electrical heating resistors 16, by heat exchange. Thus, the heating takes place by immersion of the electric heating resistors 16.
  • the heated liquid can then be evacuated from the electric heating device 1', so as to be directed towards other components of the vehicle.
  • the heating body 10' may include an electrical connection interface 15' between the heating elements such as the electrical heating resistors 16 and the control module 20.
  • the electrical connection interface 15' is advantageously integrated into the enclosure 12. It can be defined by the enclosure 12, more precisely by a part of the enclosure 12 distinct from the chamber 121 for the circulation of the liquid coolant.
  • the electrical connection interface 15′ could be in the form of an attached support or casing fixed to the enclosure 12, for example in a non-limiting manner by screwing or gluing.
  • This electrical connection interface 15' is for example provided at one longitudinal end of the enclosure 12. In other words, the enclosure 12 is delimited longitudinally at one end by the electrical connection interface 15'.
  • the electrical connection interface 15' can be delimited in part by the base 18 carrying the electrical heating resistor(s) 16. More specifically, such an interface is on the side of the base 18 opposite to the chamber 121 for the circulation of the heat transfer liquid. Thus, the electrical connection terminals 161 of the heating elements 16 passing through the base 18 emerge inside, that is to say in the interior volume, of the electrical connection interface 15'.
  • the liquid circulation chamber 121 and the electrical connection interface 15' are defined on either side of the base 18.
  • the base 18, the sleeves at the ends of the electrical heating resistors 16 and a possible seal between the base 18 and the internal wall of the enclosure 12 make it possible to electrically isolate and seal the interior volume of the enclosure 12 on either side of the base 18.
  • the interface electrical connection 15 ' defines a volume inside the enclosure 12 which is isolated from the chamber 121 of circulation.
  • the electrical connection interface 15' is also delimited by the partition or closing wall 14 of the enclosure 12.
  • the interface connector 30a or one of the interface connectors 30a carried by the heating body 10' can be fixed at the level of the electrical connection interface 15', in this example below the chamber 121 for the circulation of the heat transfer liquid, according to the orientation of FIGS. 3 and 5a.
  • the wiring harness 40 may comprise at least two electrical cables 401 with positive and negative poles for each heating element 16. These electrical cables 401 make it possible to distribute electrical power to the heating elements 16. H is the electrical power from the electrical power source when the control module is connected to such a source.
  • the cable harness 40 comprises a common sheath arranged around the electric cables between the two interface connectors 30a, 30b.
  • the electrical cables 401 at the output of the interface connector 30a on the side of the heating body 10', emerging inside the electrical connection interface 15' are no longer surrounded by this common sheath so as to be able to come into contact with an associated electrical connection terminal 161.
  • An electrical insulator 19′ for example made of plastic, can be arranged around the end of the electrical cable 401 in electrical contact with the associated electrical connection terminal 161.
  • control module 20 is not fixed, mechanically connected, to the heating body 10' unlike the solutions of the prior art, but is only electrically connected to the heating body 10'.
  • control module 20 can be intended to be fixed on the housing 101 of the installation 100.
  • control module 20 can be remote from the heating body 10' by being fixed on another heating element or another heat treatment device. It can still be arranged in any other place in the vehicle, with room to accommodate it.
  • control module 20 can be arranged at least partly in a path of an air flow, so as to be swept by this air flow.
  • the control module 20 may be intended to be fixed to the chassis of the motor vehicle.
  • control module 20 is configured to be fixed to the housing 101 of the installation 100.
  • H can be mounted at least in part on an external face of the housing 101 of the installation 100, that is to say a face opposite the circulation channel 107 of the air flow F defined inside the housing 101. It can also be arranged so as to be at least partly exposed to the airflow F when it passes through the housing 101 of the installation 100.
  • the control module 20 is for example intended to be arranged upstream of one or more devices of the installation 100 for heating the air flow F, according to the direction of flow of the air flow F within the housing 101 of the installation 100. It can be arranged downstream of the evaporator 3 according to the direction of flow of the air flow F.
  • the control module 20 can for example be arranged at the level of the lower part 101B of the housing 101 of the installation 100. According to one embodiment, the control module 20 is mounted on one face of the housing 101 of the installation 100 opposed to a defrost outlet 105a. Such a location for the control module 20 is particularly interesting because it is an area of the installation 100 that is generally free or not very cluttered, devoid of components such as actuators for controlling shutters within the housing 101 of facility 100.
  • control module 20 is described in more detail with reference to Figures 6 and 7.
  • the control module 20 is intended to be electrically connected to an electrical power source (not shown).
  • the electrical power source is for example a 400V or 800V power battery.
  • the control module 20 makes it possible, after electrical connection to the electrical power source and to the heating elements, to control the power supply to the heating elements.
  • the control module 20 includes a box 201, also called a control box.
  • the control box 201 comprises a box body to which is attached a cover, for example by gluing, screwing.
  • the control box 201 can be metallic, for example aluminum or aluminum alloy.
  • the control module 20 comprises an electronic control board 203 such as a printed circuit board known by the acronym PCB in English for “Printed circuit board”. It can be arranged inside the control box 201 control. Such a card 203 is intended to be electrically connected to the electrical power source, for example an electrical network of the vehicle.
  • PCB printed circuit board
  • the electronic control card 203 is configured in particular to control the power supply to the heating body 10', and more specifically to control the heating elements of the heating body. To this end, the electronic control card 203 is able to carry a plurality of electronic components or modules configured to receive information, process it and control, according to the information received, the heating elements.
  • the electronic control card 203 can have part of the electronics for the power supply, the power, to be transferred to the heating elements 16, this part can for example be high voltage or low voltage, and another part of the electronics for control signals which may be low voltage.
  • the control module 20, and more precisely the electronic control card 203 comprises in particular a power modulation circuit for the heating elements.
  • a power modulation circuit for the heating elements.
  • Such a circuit is configured to allow a fine regulation of the power, that is to say a variation of the power between a non-zero minimum and a maximum, contrary to an all or nothing or ON/OFF electronics, allowing a power supply in power at 0% or 100%.
  • the power modulation circuit may comprise a transmitter of a periodic heating element control signal. This transmitter is preferably configured to generate a control signal by pulse width modulation of the heating elements 16.
  • the electronic control card 203 (FIG. 7) can have a dedicated part for each body heating 10', 10 to drive.
  • Certain electronic components or modules may optionally be sized and configured for the dual function of controlling the two heating bodies 10', 10. As a variant, they may be multiplied by the number of heating bodies 10', 10 to be controlled.
  • the control module 20 may comprise at least one element electrical connection, more specifically at least two electrical connection elements, electrically connecting the electronic control card 203 to the interface connector 30b.
  • control module 20 may comprise at least one conductive part, in particular metal, arranged in electrical contact at one end with the interface connector 30b and having at the other end a connection terminal electrical 205, forming the electrical connection element.
  • connection terminal 205 is arranged to pass through the electronic control card 203.
  • At least two conductive parts with positive and negative poles are provided.
  • each cable 401 is electrically connected on the one hand to an electrical connection terminal 161 associated , of the same pole, of a heating element 16, and on the other hand to an electrical connection element, such as an associated terminal 205, of the same pole, of the control module 20.
  • control module 20 can be electrically connected to one or more electrical connectors 50, 60 of the electrical heating device 1' (FIGS. 1a to 2 and 6 and 7).
  • the connector(s) 50, 60 are arranged outside the control box 201.
  • Such electrical connectors 50, 60 can be fixed directly to the control box 201.
  • they can be electrically connected to the control module 20 via an additional interface connector 30c which can be attached to the control box 201 and another wiring harness 40'.
  • At least one power supply connector 50 is configured to be connected to an electric power source, and thus allow the electric connection of the electronic control card 203 to the electric power source.
  • the power connector 50 is also called power connector.
  • a connector called high voltage connector that is to say that it is configured to be used for a supply voltage greater than 60V.
  • the power supply connector 50 can be configured to be used for a power supply voltage lower than 60V, for example of the order of 12V.
  • the power supply connector 50 can be worn, fixed on the control box 201.
  • the electrical connection between such a connector 50 and the electronic control card 203 can be made in a known manner by any appropriate method.
  • a signal connector 60 configured to receive at least one control signal for controlling the heating elements may also be provided.
  • the control signal is for example intended to be generated by an electronic unit of said vehicle.
  • Control signals are usually low voltage.
  • the signal connector 60 can be a low voltage connector configured to be used for a supply voltage lower than 60V, generally of the order of 5V or 12V.
  • control module 20 advantageously comprises at least one heat sink 207 intended to be arranged in the vehicle in an air flow path, so as to be swept by this air flow.
  • the heat sink 207 can be placed in the circulation channel 107 of the air flow F (cf. figure 1b).
  • the heat sink 207 comprises for example fins which are arranged to be exposed to the flow of air F. This makes it possible to dissipate the heat generated by the control module.
  • the fins extend for example transversely relative to the control box 201.
  • the control module 20 can be intended to be arranged in the channel circulation 107 so as to be exposed to the flow of air F intended to flow within the housing 101 of the installation 100, with the exception of the connector(s) 30b, 30c, 50, 60 of the control module 20 intended to extend outside the housing 101 of the installation 100.
  • the control module 20 being remote from the heating body 10', 10, the latter can be as compact as possible, and the control module 20 can be arranged anywhere where space is available.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

L'invention concerne un dispositif de chauffage électrique (1') notamment pour véhicule automobile, ledit dispositif (1') comportant au moins un corps de chauffe (10') d'un liquide caloporteur définissant une chambre (121) de circulation du liquide et comprenant un nombre prédéfini d'éléments chauffants (16) s'étendant à l'intérieur de ladite chambre (121), et un module de commande (20) relié électriquement aux éléments chauffants (16) et configuré pour piloter les éléments chauffants (16). Selon l'invention, le module de commande (20) est déporté du corps de chauffe (10'). L'invention concerne également une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation (100) comportant le module de commande (20).

Description

DISPOSITIF DE CHAUFFAGE ELECTRIQUE ET INSTALLATION DE CHAUFFAGE, VENTILATION ET/OU CLIMATISATION CORRESPONDANTE
[0001] La présente invention relève du domaine des installations de chauffage, ventilation et/ou climatisation pour véhicule notamment automobile. L’invention concerne en particulier un dispositif électrique pour le chauffage d’un fluide tel qu’un liquide, notamment un liquide caloporteur.
[0002] Un véhicule notamment automobile est couramment équipé d’une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation pour réguler les paramètres aérothermiques d’un flux d’air distribué vers l’intérieur de l’habitacle du véhicule.
[0003] Il est connu par exemple de réaliser une fonction de chauffage à l’aide d’un circuit de liquide caloporteur, tel que de l’eau glycolée. Pour ce faire, des dispositifs de chauffage électrique comprennent une enceinte délimitant au moins en partie une chambre de circulation du liquide à chauffer à l’intérieur de l’enceinte et dans laquelle s’étend au moins un élément chauffant, par exemple une ou plusieurs résistances chauffantes dans lesquelles un courant électrique circule. Le liquide circule au sein de l’enceinte et est mis au contact du ou des éléments chauffants. Il s’effectue alors un échange de calories entre les résistances chauffantes et le liquide destiné par exemple au chauffage de l’habitacle, qui chauffe alors à son tour.
[0004] Les dispositifs de chauffage comprennent généralement un module de commande capable de commander le courant circulant dans les éléments chauffants via notamment un circuit d’alimentation électrique. Le circuit d’alimentation électrique est monté par exemple sur une carte électronique de commande, telle qu’une carte à circuit imprimé connue sous le sigle PCB pour Printed Circuit Board en anglais.
[0005] Le module de commande est généralement fixé ou intégré sur un côté externe de l’enceinte recevant les éléments chauffants tels que les résistances électriques chauffantes. Cela augmente l’encombrement de l’enceinte et nécessite de disposer de place suffisante pour agencer cette enceinte couplée au module de commande. Or, une problématique récurrente dans le domaine des véhicules notamment automobiles est la diminution de l’encombrement. [0006] Une autre problématique est le refroidissement du module de commande. En effet, en fonctionnement la température du module de commande peut s’élever et si elle dépasse une température maximale prédéfinie cela risque d’endommager certains éléments du module de commande comme les composants électroniques de puissance ou encore la carte à circuit imprimé reliée électriquement à ces derniers.
[0007] L’invention a donc pour objectif de proposer une solution alternative pour le dispositif de chauffage électrique permettant d’optimiser la place disponible dans le véhicule tout en favorisant le refroidissement du module de commande.
[0008] À cet effet, l’invention a pour objet un dispositif de chauffage électrique notamment pour véhicule automobile, ledit dispositif comportant : au moins un corps de chauffe d’un liquide caloporteur définissant une chambre de circulation du liquide et comprenant un nombre prédéfini d’éléments chauffants s’étendant à l’intérieur de ladite chambre, et un module de commande configuré pour piloter les éléments chauffants et relié électriquement aux éléments chauffants.
[0009] Selon l’invention, le module de commande est déporté du corps de chauffe.
[0010] Ainsi, le module de commande n’est pas tributaire de l’emplacement du corps de chauffe. Il peut être agencé ailleurs, notamment à un emplacement bénéficiant d’espace libre, moins encombré.
[0011] Ledit dispositif peut en outre comporter une ou plusieurs caractéristiques suivantes décrites ci-après, prises séparément ou en combinaison.
[0012] Le module de commande peut être configuré pour piloter au moins deux corps de chauffe en étant déporté d’au moins l’un des corps de chauffe. Le module de commande peut être déporté des deux corps de chauffe. Ledit dispositif peut comporter les deux corps de chauffe.
[0013] Les deux corps de chauffe peuvent être configurés pour chauffer un même type de fluide ou deux fluides différents. Par exemple, un premier corps de chauffe peut être configuré pour chauffer le liquide caloporteur et un deuxième corps de chauffe peut être configuré pour chauffer un flux d’air. [0014] À titre d’exemple, le corps de chauffe peut être agencé dans un passage de roue, ou sous le châssis du véhicule ou encore sous le capot du véhicule.
[0015] Par ailleurs, le module de commande peut être agencé au moins en partie dans un trajet d’un flux d’air.
[0016] Selon un mode de réalisation, le module de commande est configuré pour être fixé sur un boîtier d’une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation destinée à équiper ledit véhicule. Selon un exemple particulier, le module de commande peut être agencé au moins en partie dans un canal de circulation d’un flux d’air délimité par le boîtier de ladite installation.
[0017] En alternative, le module de commande pourrait être agencé ailleurs que sur le boîtier de ladite installation. Par exemple, le module de commande peut être fixé à un autre corps de chauffe. Selon encore une autre alternative, le module de commande pourrait être agencé ailleurs sur le véhicule automobile. Par exemple le module de commande peut être fixé sur le châssis du véhicule.
[0018] Ledit dispositif peut comporter au moins deux connecteurs d’interface complémentaires portés d’une part par le module de commande et d’autre part par le corps de chauffe.
[0019] Les connecteurs d’interface complémentaires sont reliés électriquement par au moins un faisceau de câbles. Le faisceau de câbles peut assurer une fonction unique ou être multifonctions. Il peut être configuré au moins pour une transmission de puissance électrique. Le dispositif peut comporter un ou plusieurs faisceaux de câbles reliant électriquement le module de commande au corps de chauffe, par exemple pour une liaison à la masse, pour une transmission de signaux tels que des signaux de capteurs de température. Selon une variante de réalisation, un seul faisceau de câbles multifonctions peut assurer les fonctions de transmission de puissance, de liaison à la masse, de transmission de signaux tels que de température.
[0020] Le module de commande peut comporter une carte électronique de commande et au moins deux éléments de connexion électrique de pôles positif et négatif reliés électriquement au connecteur d’interface du module de commande. Ces éléments de connexion électrique traversent la carte électronique de commande. [0021] La carte électronique de commande, telle qu’une carte à circuit imprimé porte une pluralité de composants électroniques. Le module de commande peut comporter un boîtier de commande recevant au moins la carte électronique et les composants électroniques.
[0022] De façon avantageuse, le corps de chauffe comporte une interface de connexion électrique définissant un volume intérieur isolé électriquement et de manière étanche de la chambre de circulation du liquide.
[0023] Au moins l’un des éléments chauffants ou chaque élément chauffant comporte deux terminaux de connexion électrique débouchant dans le volume intérieur de l’interface de connexion électrique.
[0024] Le connecteur d’interface ou au moins l’un des connecteurs d’interface du corps de chauffe peut être fixé au niveau de l’interface de connexion électrique.
[0025] Le corps de chauffe comporte par exemple une enceinte dans laquelle est ménagé un socle portant les éléments chauffants.
[0026] La chambre de circulation du liquide et l’interface de connexion électrique peuvent être définis de part et d’autre du socle.
[0027] Le faisceau de câbles comporte au moins deux câbles électriques de pôles positif et négatif. Chaque câble peut être connecté électriquement d’une part à un terminal de connexion électrique associé d’un élément chauffant et d’autre part à un élément de connexion électrique associé du module de commande. Ces connexions électriques peuvent se faire par l’intermédiaire des connecteurs d’interface complémentaires.
[0028] Ledit dispositif peut comporter au moins un connecteur d’alimentation raccordé électriquement au module de commande et configuré pour être relié à une source d’alimentation électrique.
[0029] Ledit dispositif peut comporter de plus au moins un connecteur de signal raccordé électriquement au module de commande et configuré pour recevoir au moins un signal de commande pour le pilotage des éléments chauffants.
[0030] Le ou les connecteurs peuvent être disposés à l’extérieur du boîtier de commande.
[0031] Le module de commande comporte par exemple au moins un dissipateur thermique.
Un tel dissipateur thermique peut être configuré pour être agencé dans le trajet du flux d’air, par exemple dans un canal de circulation du flux d’air délimité par le boîtier de ladite installation.
[0032] De façon alternative, le module de commande, plus précisément le boîtier de commande, peut être destiné à être agencé dans le canal de circulation du flux d’air délimité par le boîtier de ladite installation de façon à être exposé au flux d’air destiné à s’écouler au sein du boîtier, à l’exception du ou des connecteurs du module de commande destinés à s’étendre à l’extérieur du boîtier de ladite installation.
[0033] Par ailleurs, le module de commande comprend un circuit de modulation de puissance des éléments chauffants. Un tel circuit permet une régulation fine de la puissance, c'est-à- dire une modulation de la puissance entre un minimum non nul et un maximum, contrairement à une électronique ON/OFF. En particulier, le circuit de variation de puissance comprend un émetteur d’un signal périodique de pilotage des éléments chauffants, notamment un signal de pilotage par modulation de largeur d’impulsions.
[0034] L’invention concerne aussi une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation notamment pour véhicule automobile comportant au moins un module de commande d’un dispositif de chauffage électrique tel que défini précédemment, ledit dispositif comportant au moins un corps de chauffe d’un liquide caloporteur définissant une chambre de circulation du liquide, à l’intérieur de laquelle s’étendent un nombre prédéfini d’éléments chauffants, le module de commande configuré pour piloter les éléments chauffants étant relié électriquement aux éléments chauffants et déporté du corps de chauffe.
[0035] Ladite installation peut en outre comporter une ou plusieurs caractéristiques suivantes décrites ci-après, prises séparément ou en combinaison.
[0036] Ladite installation comporte un boîtier. Le module de commande peut être monté sur le boîtier de ladite installation.
[0037] Le corps de chauffe peut être raccordé fluidiquement à un échangeur thermique de ladite installation.
[0038] 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 : [0039] [Fig. la] est une vue en perspective d’une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation et d’un corps de chauffe pour le chauffage d’un liquide caloporteur raccordé à ladite installation et piloté par un module de commande déporté du corps de chauffe et monté sur ladite installation.
[0040] [Fig. 1b] est une vue en coupe de l’installation de la figure la.
[0041] [Fig. 2] est une vue en perspective d’une variante de l’installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation avec deux corps de chauffe et un module de commande déporté pour le pilotage des deux corps de chauffe.
[0042] [Fig. 3] est une vue du corps de chauffe pour le chauffage d’un liquide caloporteur de la figure la comprenant une enceinte délimitant une chambre de circulation du liquide caloporteur à chauffer et d’une interface de connexion électrique au module de commande.
[0043] [Fig. 4] montre un exemple de réalisation d’éléments électriques chauffants du corps de chauffe de la figure 3.
[0044] [Fig. 5a] est une vue en coupe du corps de chauffe de la figure 3.
[0045] [Fig. 5b] est une vue en perspective et de dessous du corps de chauffe de la figure 3 sur laquelle une paroi de fermeture de l’enceinte est ôtée.
[0046] [Fig. 6] montre un exemple de réalisation du module de commande.
[0047] [Fig. 7] est une vue du module de commande sur laquelle un capot du boîtier de commande est enlevé de façon à montrer une carte électronique de commande du module de commande.
[0048] Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence.
[0049] 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 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.
[0050] Dans la description, on peut indexer certains éléments, par exemple 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.
[0051] En référence à la figure la, l’invention concerne un dispositif de chauffage électrique 1’, en particulier pour un véhicule notamment automobile.
[0052] Il peut s’agir notamment d’un véhicule électrique ou hybride. Il s’agit d’un dispositif de chauffage électrique 1 ’ permettant de chauffer un fluide, en particulier un liquide caloporteur tel qu’un mélange d’eau et d’éthylène glycol généralement appelé eau glycolée. Un tel liquide caloporteur peut circuler dans un circuit de chauffage pour le chauffage d’un habitacle du véhicule.
[0053] L’invention peut s’appliquer à un autre fluide. Il pourrait s’agir en variante ou en complément d’un dispositif électrique pour le chauffage d’un flux d’air.
[0054] Le dispositif de chauffage électrique 1’ peut être destiné à coopérer avec une installation 100 de chauffage et/ou ventilation et/ou climatisation d’un flux d’air, nommée simplement installation 100 par la suite. En alternative, il peut s’agir d’un dispositif de chauffage électrique intégré à une telle installation 100. L’installation 100 peut être destinée à équiper le véhicule notamment automobile.
[0055] L’orientation de l’installation 100 peut être définie en fonction des axes X, Y, Z définis par un trièdre représenté de façon schématique. L’axe X est un axe longitudinal de l’installation 100 correspondant par exemple à l’axe longitudinal avant/arrière du véhicule équipé d’une telle installation 100, il s’agit d’un axe horizontal. L’axe Z est perpendiculaire à l’axe X longitudinal de l’installation 100, il correspond par exemple à l’axe vertical haut/bas du véhicule équipé de l’installation 100. L’axe Y est un axe transversal perpendiculaire au plan XZ.
[0056] L’installation 100, représentée de façon schématique sur les figures la, 1b, comprend au moins un boîtier 101. Ce boîtier 101 comporte au moins une entrée d’air 103 et une ou plusieurs sorties d’air 105a, 105b, 105c entre lesquelles est destiné à s’écouler au moins un flux d’air F.
[0057] Une telle installation 100 comprend généralement au moins un canal de circulation 107 du flux d’air F délimité par le boîtier 101. [0058] Le boîtier 101 peut comprendre une première partie dite haute 101A et une deuxième partie dite basse 101B. Les termes haut et bas sont définis par rapport à l’axe Z vertical.
[0059] Cette installation 100 peut conditionner thermiquement le flux d’air F destiné à être délivré dans un habitacle du véhicule. Lorsque plusieurs sorties d’air 105a, 105b, 105c sont prévues elles sont susceptibles d’alimenter en air un ou plusieurs conduits distribuant les flux d’air vers des buses débouchant dans l’habitacle, par exemple dans plusieurs zones de l’habitacle.
[0060] À titre d’exemple, au moins une sortie d’air 105a peut être configurée pour une distribution du flux d’air vers une ou plusieurs buses de dégivrage permettant de désembuer le pare-brise du véhicule. La ou les sorties d’air 105a pour le dégivrage sont par exemple prévues au niveau de la partie haute 101 A du boîtier 101.
[0061] En variante ou en complément, au moins une sortie d’air 105b peut être configurée pour une distribution du flux d’air vers une ou plusieurs buses de ventilation latérales/centrales permettant de refroidir/réchauffer les occupants du véhicule. Une telle sortie d’air 105b peut également être définie au niveau de la partie haute 101A du boîtier 101.
[0062] En variante ou en complément, au moins une sortie d’air 105c peut être configurée pour une distribution du flux d’air vers une buse ou plusieurs de sortie au niveau d’une zone basse dans l’habitacle, ou zone de pieds permettant de réchauffer les pieds des occupants du véhicule. La ou les sorties d’air 105c pour la distribution vers les pieds sont par exemple prévues au niveau de la partie basse 101B du boîtier 101.
[0063] L’installation 100 comporte à cet effet un ou plusieurs dispositifs de traitement thermique d’au moins un fluide. En particulier, l’installation 100 comporte au moins un dispositif électrique de conditionnement thermique d’un fluide.
[0064] L’installation 100 peut comporter notamment un ou plusieurs dispositifs de traitement thermique du flux d’air F destiné à être distribué dans l’habitacle agencés dans le boîtier 101 de l’installation 100.
[0065] Par exemple, l’installation 100 peut comporter un dispositif de chauffage électrique 1 du flux d’air F apte à transformer de l’énergie électrique prélevée par exemple sur le véhicule en énergie thermique restituée au flux d’air F. H comporte un corps de chauffe 10 muni d’éléments chauffants 11 agencé au moins en partie dans le canal de circulation 107 de façon à être traversé par le flux d’air F à chauffer. Les éléments chauffants 11, par exemple sous forme de barreaux chauffants comportant un ou plusieurs composants résistifs, tels que des thermistances par exemple de type à effet CTP (pour coefficient de température positif), sont destinés à être alimentés en courant électrique pour chauffer le flux d’air F traversant le corps de chauffe 10. Cette alimentation est réalisée par l’intermédiaire d’un module de commande connecté électriquement à une source d’alimentation électrique (non représentée).
[0066] En variante ou en complément, l’installation 100 peut comporter un ou plusieurs échangeurs thermiques. L’installation 100 comporte par exemple un évaporateur 3 agencé dans le boîtier 101 de façon à refroidir et déshumidifier l’intégralité du flux d’air circulant dans l’installation 100. Cet évaporateur 3 peut être agencé en amont du dispositif de chauffage électrique 1 du flux d’air F lorsqu’il est prévu. En amont s’entend par rapport au sens d’écoulement du flux d’air F.
[0067] En variante ou en complément, l’installation 100 peut comporter un échangeur thermique tel qu’un dispositif de chauffage 5. Il s’agit par exemple d’un radiateur 5, destiné à réchauffer au moins une partie du flux d’air F circulant dans l’installation 100. Ce radiateur 5 est agencé dans le canal de circulation 107 du flux d’air F, en aval de F évaporateur 3 selon le sens d’écoulement du flux d’air F. Il peut éventuellement être couplé au dispositif de chauffage électrique 1 qui serait destiné à réchauffer le flux d’air F de manière plus rapide, notamment dans le cas d’un démarrage du véhicule. Le corps de chauffe 10 peut être agencé en aval d’un tel radiateur 5 selon le sens d’écoulement du flux d’air.
[0068] L’installation 100 comporte de plus un pulseur 109 permettant en fonctionnement, d’introduire le flux d’air dans le boîtier 101, et après avoir été traité thermiquement par au moins un échangeur thermique, par exemple F évaporateur 3 et éventuellement le ou les dispositifs de chauffage 1 et 5, le flux d’air F est dirigé vers une ou plusieurs des sorties d’air 105a, 105b, 105c.
[0069] Dispositif de chauffage électrique
[0070] Le dispositif de chauffage électrique 1’ est décrit plus en détail ci-après. Il comprend au moins un corps de chauffe 10’ et un module de commande 20 du ou des corps de chauffe 10’. [0071] Dans le cas d’un dispositif électrique 1’ permettant le chauffage d’un liquide, le corps de chauffe 10’ est raccordé fluidiquement à un circuit de circulation de ce liquide. H comporte à cet effet au moins une entrée et une sortie de liquide communiquant avec ce circuit de façon à permettre l’écoulement du liquide dans le corps de chauffe 10’. Ces entrée et sortie sont par exemple réalisées sous la forme de tubulures 9. Au moins l’une des tubulures 9 permet l’admission du liquide à chauffer au sein du corps de chauffe 10’ et au moins une autre tubulure 9 permet l’évacuation du liquide chauffé hors du corps du chauffe 10’.
[0072] À titre d’exemple non limitatif, le corps de chauffe 10’ peut être disposé en amont d’un échangeur de chaleur utilisant le liquide de refroidissement du moteur thermique comme liquide caloporteur. En amont s’entend ici selon le sens de circulation du liquide caloporteur. Par exemple, le corps de chauffe 10’ peut être disposé en amont du radiateur 5 précédemment décrit. On pourrait aussi prévoir un tel le corps de chauffe 10’ en amont d’un échangeur de chaleur destiné à la régulation thermique d’un dispositif de stockage de l’énergie électrique, parfois qualifié d’ensemble de batteries, pour un véhicule à propulsion électrique ou hybride. Le corps de chauffe 10’ peut aussi être disposé en amont de l’évaporateur 3 d’une boucle de climatisation apte à fonctionner en mode pompe à chaleur, de façon à chauffer le fluide réfrigérant.
[0073] Le corps de chauffe 10’ peut être agencé à tout endroit présentant suffisamment dans le véhicule. À titre d’exemple, il peut être agencé dans un passage de roue, ou sous le châssis du véhicule ou encore sous le capot du véhicule.
[0074] Le module de commande 20, décrit plus en détail par la suite, est déporté du ou des corps de chauffe 10’. Autrement dit, le module de commande 20 n’est pas fixé directement sur le corps de chauffe 10’. Le module de commande 20 peut être plus ou moins éloigné du corps de chauffe 10’. Ainsi le dispositif de chauffage électrique 1’ ne forme pas un bloc unitaire, mais comporte au moins deux parties distinctes que sont le corps de chauffe 10’ et le module de commande 20.
[0075] Le module de commande 20 peut être prévu pour piloter un seul corps de chauffe 10’ associé.
[0076] Au contraire, le module de commande 20 peut piloter plusieurs corps de chauffe distincts, par exemple deux corps de chauffe 10’, 10 comme représenté sur la figure 2. Bien entendu ce nombre n’est pas limitatif. Le module de commande 20 peut piloter des corps de chauffe de technologie similaire, notamment pour le chauffage d’un même fluide, ou au contraire pour le chauffage de fluides différents. Par exemple, le module de commande 20 peut piloter au moins un corps de chauffe 10’ pour le chauffage du liquide caloporteur et un corps de chauffe 10 pour le chauffage du flux d’air.
[0077] Lorsqu’il est configuré pour piloter plusieurs corps de chauffe 10’, 10, le module de commande 20 peut être déporté des corps de chauffe 10’, 10 respectifs. Ainsi, le module de commande 20 n’est fixé à aucun des corps de chauffe 10’, 10 qu’il est destiné à piloter. Cette configuration se retrouve sur l’exemple de la figure 2.
[0078] En variante, le module de commande 20 pourrait être rattaché à l’un des corps de chauffe 10’, 10 qu’il est destiné à piloter. Par exemple, le module de commande 20 peut être déporté du corps de chauffe 10’ pour le chauffage du liquide caloporteur et être fixé à un autre corps de chauffe 10 par exemple pour le chauffage du flux d’air F.
[0079] De plus, le module de commande 20 est relié électriquement au corps de chauffe 10’ ou à chaque corps de chauffe 10’, 10 qu’il est destiné à piloter. En référence aux figures la et 3, cette liaison électrique peut se faire par l’intermédiaire d’au moins deux connecteurs d’interface 30a, 30b complémentaires portés d’une part par le corps de chauffe 10’, 10, et d’autre part par le module de commande 20. Ces connecteurs d’interface 30a, 30b sont reliés électriquement par au moins un faisceau de câbles 40.
[0080] Le faisceau de câbles 40 peut assurer une fonction unique ou être multifonctions.
[0081] Le faisceau de câbles 40 peut être configuré au moins pour une transmission de puissance électrique.
[0082] Selon un exemple, le dispositif de chauffage électrique 1 peut comporter un ou plusieurs autres faisceaux de câbles reliant électriquement le module de commande au corps de chauffe, par exemple pour une liaison à la masse, pour une transmission de signaux tels que des signaux de capteurs de température 42. En effet, le dispositif de chauffage électrique 1 ’ peut éventuellement comporter en outre au moins un capteur ou sonde de température 42 qui peut ou non être disposé au sein du corps de chauffe 10’. Il est possible d’agencer plus d’un capteur de température 42 au niveau du corps de chauffe 10’. Par exemple, au moins un premier capteur de température 42 peut être prévu au niveau d’une entrée du liquide caloporteur au sein du corps de chauffe 10’ du liquide caloporteur et au moins un deuxième capteur de température 42 peut être prévu au niveau d’une sortie du liquide caloporteur pour être évacué hors du corps de chauffe 10’.
[0083] Selon un autre exemple, un faisceau de câbles 40 commun dit multifonctions peut assurer plusieurs fonctions parmi la transmission de puissance, la liaison à la masse, la transmission de signaux tels que de température.
[0084] Il est aussi envisageable d’avoir un faisceau de câbles 40 commun qui peut se séparer en plusieurs faisceaux à raccorder au corps de chauffe 10’ et/ou au module de commande 20.
[0085] Corps de chauffe
[0086] Un exemple particulier de corps de chauffe 10’ pour le chauffage du liquide est représenté sur la figure 3.
[0087] Le corps de chauffe 10’ comprend une enceinte 12. L’enceinte 12 peut présenter une forme générale cylindrique ou conique ou encore une forme générale parallélépipédique. L’enceinte 12 s’étend par exemple principalement selon un axe longitudinal A. Les tubulures 9 sont par exemple agencées saillantes sur une paroi externe de l’enceinte 12.
[0088] Selon le mode de réalisation illustré, le corps de chauffe 10’ comprend par exemple une cloison 14 ou paroi de fermeture, sur laquelle est fixée l’enceinte 12. La cloison 14 est agencée au niveau d’une extrémité longitudinale de l’enceinte 12.
[0089] En se référant également aux figures 4 et 5a, le corps de chauffe 10’ comprend en outre un nombre prédéfini d’éléments chauffants 16 reçus dans l’enceinte 12. De tels éléments chauffants 16 sont destinés à être alimentés en courant électrique. Cette alimentation est réalisée par l’intermédiaire du module de commande 20 lorsque ce dernier est également connecté électriquement à une source d’alimentation électrique (non représentée).
[0090] Deux éléments chauffants 16 sont représentés dans cet exemple. Bien entendu ce nombre n’est pas limitatif. Un seul élément chauffant 16 peut être prévu ou au contraire plus de deux éléments chauffants 16 peuvent être agencés au sein d’une enceinte commune. Il s’agit en particulier de résistances électriques chauffantes 16.
[0091] Selon l’exemple particulier illustré, chaque élément électrique chauffant tel qu’une résistance électrique chauffante 16 présente au moins en partie une forme hélicoïdale. La résistance électrique chauffante 16 peut par exemple présenter une partie dite rectiligne s’étendant selon l’axe longitudinal A du corps de chauffe 10’, dans une zone centrale définie à l’intérieur d’enroulements de la résistance électrique chauffante 16. Les deux résistances électriques chauffantes 16 peuvent être concentriques, l’une étant disposée autour de l’autre. Différents agencements des résistances électriques chauffantes 16 entre elles peuvent être prévus, par exemple en les disposant de façon concentrique et/ou en les alignant axialement. De tels agencements ne sont pas décrits plus en détail.
[0092] Les résistances électriques chauffantes 16 sont pourvues de terminaux de connexion électrique 161, au moins deux terminaux de connexion électrique 161. Les terminaux de connexion électrique 161, s’étendent par exemple dans une direction sensiblement parallèle à l’axe longitudinal A du corps de chauffe 10’.
[0093] La ou les résistances électriques chauffantes 16 peuvent être fixées de manière étanche sur un socle 18. Leurs terminaux de connexion électrique 161 traversent par exemple un tel socle 18. Un manchon isolant électrique 162 peut être agencé autour de chaque terminal de connexion électrique 161 et peut également traverser le socle 18 lorsque la résistance électrique chauffante 16 est fixée au socle 18.
[0094] Selon la configuration illustrée, le socle 18 s’étend transversalement par rapport à l’axe longitudinal A du corps de chauffe 10’. Il peut s’agir d’une paroi interne s’étendant à l’intérieur de l’enceinte 12. Cette paroi interne peut ou non être définie par l’enceinte 12.
[0095] Un joint d’étanchéité (non représenté) peut généralement être disposé entre le socle 18 et une paroi interne de l’enceinte 12 pour assurer l’étanchéité entre le socle 18 et l’enceinte 12.
[0096] L’enceinte 12 définit en son sein au moins une chambre 121 de circulation du liquide autour des éléments chauffants tel que les résistances électriques chauffantes 16. Une telle chambre 121 peut s’étendre selon l’axe longitudinal A du corps de chauffe 10’. La chambre 121 est définie avec une forme générale cylindrique ou conique. D’autres alternatives peuvent être envisagées, par exemple avec une forme parallélépipédique.
[0097] Le ou les capteurs de température 42 éventuels peuvent être agencés de façon à déboucher dans la chambre 121 à l’intérieur du corps de chauffe 10’. [0098] Les résistances électriques chauffantes 16 s’étendent longitudinalement dans la chambre 121. Les terminaux de connexion électrique 161 s’étendent du côté du socle 18 opposé à la chambre 121. En fonctionnement, le liquide à chauffer peut circuler au sein de la chambre 121 et, monter en température au contact des résistances électriques chauffantes 16, par échange thermique. Ainsi, le chauffage se fait par immersion des résistances électriques chauffantes 16. Le liquide chauffé peut ensuite être évacué du dispositif de chauffage électrique 1’, de manière à être dirigé vers d’autres composants de du véhicule.
[0099] De plus, le corps de chauffe 10’ peut comporter une interface de connexion électrique 15’ entre les éléments chauffants tels que les résistances électriques chauffantes 16 et le module de commande 20.
[0100] L’interface de connexion électrique 15’ est avantageusement intégrée à l’enceinte 12. Elle peut être définie par l’enceinte 12, plus précisément par une partie de l’enceinte 12 distincte de la chambre 121 pour la circulation du liquide caloporteur. En alternative, l’interface de connexion électrique 15’ pourrait être sous forme d’un support ou boîtier rapporté et fixé sur l’enceinte 12, par exemple de façon non limitative par vissage, collage.
[0101] Cette interface de connexion électrique 15’ est par exemple prévue à une extrémité longitudinale de l’enceinte 12. Autrement dit, l’enceinte 12 est délimitée longitudinalement à une extrémité par l’interface de connexion électrique 15’.
[0102] L’interface de connexion électrique 15’ peut être délimitée en partie par le socle 18 portant la ou les résistances électriques chauffantes 16. Plus précisément, une telle interface est du côté du socle 18 opposé à la chambre 121 pour la circulation du liquide caloporteur. Ainsi, les terminaux de connexion électrique 161 des éléments chauffants 16 traversant le socle 18 débouchent à l’intérieur, c'est-à-dire dans le volume intérieur, de l’interface de connexion électrique 15’. La chambre 121 de circulation du liquide et l’interface de connexion électrique 15’ sont définis de part et d’autre du socle 18.
[0103] De façon avantageuse, le socle 18, les manchons aux extrémités des résistances électriques chauffantes 16 et un éventuel joint d’étanchéité entre le socle 18 et la paroi interne de l’enceinte 12 permettent d’isoler électriquement et de manière étanche le volume intérieur de l’enceinte 12 de part et d’autre du socle 18. Autrement dit, l’interface de connexion électrique 15’ définit un volume à l’intérieur de l’enceinte 12 qui est isolé de la chambre 121 de circulation. Dans cet exemple, l’interface de connexion électrique 15’ est également délimitée par la cloison ou paroi de fermeture 14 de l’enceinte 12.
[0104] Le connecteur d’interface 30a ou l’un des connecteurs d’interface 30a portés par le corps de chauffe 10’ peut être fixé au niveau de l’interface de connexion électrique 15’, dans cet exemple en-dessous de la chambre 121 pour la circulation du liquide caloporteur, selon l’orientation des figures 3 et 5a.
[0105] Afin de relier électriquement les éléments chauffants 16 à des potentiels électriques, le faisceau de câbles 40 peut comporter au moins deux câbles électriques 401 de pôles positif et négatif pour chaque élément chauffant 16. Ces câbles électriques 401 permettent de distribuer une puissance électrique vers les éléments chauffants 16. H s’agit de la puissance électrique en provenance de la source d’alimentation électrique lorsque le module de commande est connecté à une telle source.
[0106] Selon l’exemple particulier illustré sur les figures 5a et 5b, le faisceau de câbles 40 comporte une gaine commune disposée autour des câbles électriques entre les deux connecteurs d’interface 30a, 30b. Les câbles électriques 401 en sortie du connecteur d’interface 30a du côté du corps de chauffe 10’, débouchant à l’intérieur de l’interface de connexion électrique 15’ ne sont plus entourés de cette gaine commune de façon à pouvoir venir en contact avec un terminal de connexion électrique 161 associé.
[0107] Un isolant électrique 19’, par exemple en plastique, peut être disposé autour de l’extrémité du câble électrique 401 en contact électrique avec le terminal de connexion électrique 161 associé.
[0108] Module de commande
[0109] Par ailleurs, en se référant de nouveau aux figures la à 2, comme précédemment mentionné, le module de commande 20 n’est pas fixé, raccordé mécaniquement, au corps de chauffe 10’ contrairement aux solutions de l’art antérieur, mais est uniquement raccordé électriquement au corps de chauffe 10’.
[0110] Selon une option, le module de commande 20 peut être destiné à être fixé sur le boîtier 101 de l’installation 100. Selon une autre option, le module de commande 20 peut être déporté du corps de chauffe 10’ en étant fixé sur un autre corps de chauffe ou un autre dispositif de traitement thermique. Il peut encore être agencé à tout autre endroit dans le véhicule, présentant de la place pour le recevoir. Avantageusement, le module de commande 20 peut être agencé au moins en partie dans un trajet d’un flux d’air, de façon à être balayé par ce flux d’air. Le module de commande 20 peut être destiné à être fixé sur le châssis du véhicule automobile.
[0111] Selon le mode de réalisation particulier illustré sur les figures la à 2, le module de commande 20 est configuré pour être fixé au boîtier 101 de l’installation 100. H peut être monté au moins en partie sur une face externe du boîtier 101 de l’installation 100, c’est-à- dire une face opposée au canal de circulation 107 du flux d’air F défini à l’intérieur du boîtier 101. Il peut aussi être agencé de façon à être au moins en partie exposé au flux d’air F lorsqu’il traverse le boîtier 101 de l’installation 100.
[0112] Le module de commande 20 est par exemple destiné à être agencé en amont d’un ou plusieurs dispositifs de l’installation 100 pour le chauffage du flux d’air F, selon le sens d’écoulement du flux d’air F au sein du boîtier 101 de l’installation 100. Il peut être agencé en aval de l’évaporateur 3 selon le sens d’écoulement du flux d’air F.
[0113] Le module de commande 20 peut par exemple être disposé au niveau de la partie basse 101B du boîtier 101 de l’installation 100. Selon un mode de réalisation, le module de commande 20 est monté sur une face du boîtier 101 de l’installation 100 opposée à une sortie de dégivrage 105a. Un tel emplacement pour le module de commande 20 est particulièrement intéressant car il s’agit d’une zone de l’installation 100 généralement libre ou peu encombrée, dépourvue de composants tels que des actionneurs pour la commande de volets au sein du boîtier 101 de l’installation 100.
[0114] Le module de commande 20 est décrit plus en détail en référence aux figures 6 et 7.
[0115] Le module de commande 20 est destiné à être relié électriquement à une source d’alimentation électrique (non représentée). La source d’alimentation électrique est par exemple une batterie de puissance 400V ou 800V.
[0116] Le module de commande 20 permet, après raccordement électrique à la source d’alimentation électrique et aux éléments chauffants, de piloter l’alimentation des éléments chauffants.
[0117] Le module de commande 20 comporte un boîtier 201, aussi appelé boîtier de commande. Le boîtier de commande 201 comporte un corps de boîtier auquel est fixé un capot, par exemple par collage, vissage. Le boîtier de commande 201 peut être métallique, par exemple en aluminium ou en alliage d’aluminium.
[0118] Le module de commande 20 comporte une carte électronique de commande 203 telle qu’une carte à circuit imprimé connue sous le sigle PCB en anglais pour “Printed circuit board”. Elle peut être disposée à l’intérieur du boîtier de commande 201 de commande. Une telle carte 203 est destinée à être raccordée électriquement à la source d’alimentation électrique, par exemple un réseau électrique du véhicule.
[0119] La carte électronique de commande 203 est notamment configurée pour piloter l’alimentation électrique du corps de chauffe 10’, et plus précisément pour piloter les éléments chauffants du corps de chauffe. À cet effet, la carte électronique de commande 203 est apte à porter une pluralité de composants ou modules électroniques configurés pour recevoir des informations, les traiter et piloter, en fonction des informations reçues, les éléments chauffants. La carte électronique de commande 203 peut présenter une partie de l’électronique pour l’alimentation, la puissance, à transférer aux éléments chauffants 16, cette partie peut par exemple être haute tension ou basse tension, et une autre partie de l’électronique pour les signaux de commande qui peut être basse tension.
[0120] Selon un mode de réalisation, le module de commande 20, et plus précisément la carte électronique de commande 203, comprend notamment un circuit de modulation de puissance des éléments chauffants. Un tel circuit est configuré pour permettre une régulation fine de la puissance, c'est-à-dire une variation de la puissance entre un minimum non nul et un maximum, contrairement à une électronique tout ou rien ou ON/OFF, permettant une alimentation en puissance à 0% ou 100%. Le circuit de modulation de puissance peut comprendre un émetteur d’un signal périodique de pilotage des éléments chauffants. Cet émetteur est de préférence configuré pour générer un signal de pilotage par modulation de largeur d’impulsions des éléments chauffants 16.
[0121] Lorsque le module de commande 20 est configuré pour piloter plusieurs corps de chauffe 10’, 10 (comme dans l’exemple de la figure 2) la carte électronique de commande 203 (figure 7) peut présenter une partie dédiée pour chaque corps de chauffe 10’, 10 à piloter. Certains composants ou modules électroniques peuvent éventuellement être dimensionnés et configurés pour la double fonction de pilotage des deux corps de chauffe 10’, 10. En variante, ils peuvent être multipliés par le nombre de corps de chauffe 10’, 10 à piloter. [0122] Afin de permettre la connexion électrique de la carte électronique de commande 203 aux éléments chauffants par l’intermédiaire des connecteurs d’interface 30a, 30b reliés par le faisceau de câbles 40, le module de commande 20 peut comporter au moins un élément de connexion électrique, plus précisément au moins deux éléments de connexion électrique, reliant électriquement la carte électronique de commande 203 au connecteur d’interface 30b.
[0123] À titre d’exemple, le module de commande 20 peut comporter au moins une pièce conductrice, notamment métallique, agencée en contact électrique à une extrémité avec le connecteur d’interface 30b et présentant à l’autre extrémité un terminal de connexion électrique 205, formant l’élément de connexion électrique. Un tel terminal de connexion électrique 205 est agencé de façon à traverser la carte électronique de commande 203.
[0124] Plus précisément, au moins deux pièces conductrices de pôles positif et négatif sont prévues. Ainsi, deux terminaux de connexion électrique 205, l’un de pôle positif et l’autre de pôle négatif, traversent la carte électronique de commande 203.
[0125] Lorsque le module de commande 20 est raccordé électriquement au corps de chauffe 10’ par l’intermédiaire des connecteurs d’interface 30a, 30b complémentaires, chaque câble 401 est connecté électriquement d’une part à un terminal de connexion électrique 161 associé, de même pôle, d’un élément chauffant 16, et d’autre part à un élément de connexion électrique, tel qu’un terminal 205 associé, de même pôle, du module de commande 20.
[0126] Par ailleurs, le module de commande 20 peut être raccordé électriquement à un ou plusieurs connecteurs électriques 50, 60 du dispositif de chauffage électrique 1’ (figures la à 2 et 6 et 7). Le ou les connecteurs 50, 60 sont disposés à l’extérieur du boîtier de commande 201. De tels connecteurs électriques 50, 60 peuvent être fixés directement sur le boîtier de commande 201. En variante, ils peuvent être raccordés électriquement au module de commande 20 par l’intermédiaire d’un connecteur d’interface additionnel 30c qui peut être fixé au boîtier de commande 201 et d’un autre faisceau de câbles 40’.
[0127] En particulier, au moins un connecteur d’alimentation 50 est configuré pour être relié à une source d’alimentation électrique, et ainsi permettre le raccordement électrique de la carte électronique de commande 203 à la source d’alimentation électrique. Le connecteur d’alimentation 50 est aussi nommé connecteur de puissance. Dans le cas d’un dispositif électrique haute tension, il s’agit notamment d’un connecteur dit connecteur haute tension, c’est-à-dire qu’il est configuré pour être utilisé pour une tension d’alimentation supérieure à 60V. En alternative, dans le cas d’un dispositif électrique dit basse tension, le connecteur d’alimentation 50 peut être configuré pour être utilisé pour une tension d’alimentation inférieure à 60V, par exemple de l’ordre de 12V.
[0128] Le connecteur d’alimentation 50 peut être porté, fixé sur le boîtier de commande 201. La connexion électrique entre un tel connecteur 50 et la carte électronique de commande 203 peut se faire de façon connue par toute méthode appropriée.
[0129] Il peut être prévu en outre un connecteur de signal 60 configuré pour recevoir au moins un signal de commande pour le pilotage des éléments chauffants. Le signal de commande est par exemple destiné à être généré par une unité électronique dudit véhicule. Les signaux de commande sont généralement basse tension. Dans ce cas le connecteur de signal 60 peut être un connecteur basse tension configuré pour être utilisé pour une tension d’alimentation inférieure à 60V, généralement de l’ordre de 5V ou 12V.
[0130] En outre, le module de commande 20 comporte avantageusement au moins un dissipateur thermique 207 destiné à être agencé dans le véhicule dans un trajet de flux d’air, de façon à être balayé par ce flux d’air. Par exemple, lorsque le module de commande 20 est agencé sur le boîtier 101 de l’installation, le dissipateur thermique 207 peut être disposé dans le canal de circulation 107 du flux d’air F (cf. figure 1b). Le dissipateur thermique 207 comporte par exemple des ailettes qui sont agencées pour être exposées au flux d’air F. Cela permet de dissiper la chaleur engendrée par le module de commande. 20 Les ailettes s’étendent par exemple transversalement par rapport au boîtier de commande 201.
[0131] Dans l’exemple illustré, seul le dissipateur thermique 207 est dans le flux d’air F. De façon alternative, le module de commande 20, plus précisément le boîtier de commande 201, peut être destiné à être agencé dans le canal de circulation 107 de façon à être exposé au flux d’air F destiné à s’écouler au sein du boîtier 101 de l’installation 100, à l’exception du ou des connecteurs 30b, 30c, 50, 60 du module de commande 20 destinés à s’étendre à l’extérieur du boîtier 101 de l’installation 100. [0132] Ainsi, le module de commande 20 étant déporté du corps de chauffe 10’, 10, ce dernier peut être le plus compact possible, et le module de commande 20 peut être agencé à tout endroit où de la place est disponible.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Dispositif de chauffage électrique (1’) notamment pour véhicule automobile, ledit dispositif (1’) comportant : au moins un corps de chauffe (10’) d’un liquide caloporteur définissant une chambre (121) de circulation du liquide et comprenant un nombre prédéfini d’éléments chauffants (16) s’étendant à l’intérieur de ladite chambre (121), et un module de commande (20) configuré pour piloter les éléments chauffants (16) et relié électriquement aux éléments chauffants (16), caractérisé en ce que le module de commande (20) est déporté du corps de chauffe (10’).
[Revendication 2] Dispositif (1’) selon la revendication précédente, dans lequel le module de commande (20) est agencé au moins en partie dans un trajet d’un flux d’air (F).
[Revendication 3] Dispositif (1’) selon l’une des revendications précédentes, comportant au moins deux connecteurs d’interface (30a, 30b) complémentaires portés d’une part par le module de commande (20) et d’autre part par le corps de chauffe (10’), et reliés électriquement par au moins un faisceau de câbles (40).
[Revendication 4] Dispositif (1’) selon la revendication précédente, dans lequel le module de commande (20) comporte une carte électronique de commande (203) et au moins deux éléments de connexion électrique (205) de pôles positif et négatif reliés électriquement au connecteur d’interface (30b) du module de commande (20) et traversant la carte électronique de commande (203).
[Revendication 5] Dispositif (1’) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel : le corps de chauffe (10’) comporte une interface de connexion électrique (15’) définissant un volume intérieur isolé électriquement et de manière étanche de la chambre (121) de circulation du liquide, et dans lequel au moins un élément chauffant (16) comporte deux terminaux de connexion électrique (161) débouchant dans le volume intérieur de l’interface de connexion électrique (15’).
[Revendication 6] Dispositif (1’) selon la revendication précédente, dans lequel le corps de chauffe (10’) comporte une enceinte (12) dans laquelle est ménagé un socle (18) portant les éléments chauffants (16), et tel que la chambre (121) de circulation du liquide et l’interface de connexion électrique (15’) sont définis de part et d’autre du socle (18).
[Revendication 7] Dispositif (1’) selon la revendication 4 en combinaison avec l’une des revendications 5 ou 6, dans lequel le faisceau de câbles (40) comporte au moins deux câbles électriques (401) de pôles positif et négatif, chaque câble (401) étant connecté électriquement d’une part à un terminal de connexion électrique (161) associé d’un élément chauffant (16) et d’autre part à un élément de connexion électrique (205) associé du module de commande (20) par l’intermédiaire des connecteurs d’interface (30a, 30b) complémentaires.
[Revendication 8] Dispositif (1’) selon l’une des revendications précédentes, comportant au moins un connecteur d’alimentation (50) raccordé électriquement au module de commande (20) et configuré pour être relié à une source d’alimentation électrique.
[Revendication 9] Dispositif (1’) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le module de commande (20) comporte au moins un dissipateur thermique (207).
[Revendication 10] Installation (100) de chauffage, ventilation et/ou climatisation notamment pour véhicule automobile, caractérisée en ce qu’elle comporte au moins un module de commande (20) d’un dispositif de chauffage électrique (1’) selon l’une des revendications précédentes, ledit dispositif (1’) comportant au moins un corps de chauffe (10’) d’un liquide caloporteur définissant une chambre (121) de circulation du liquide, à l’intérieur de laquelle s’étendent un nombre prédéfini d’éléments chauffants (16), le module de commande (20) configuré pour piloter les éléments chauffants (16) étant relié électriquement aux éléments chauffants (16) et déporté du corps de chauffe (10’).
PCT/EP2022/076302 2021-10-05 2022-09-22 Dispositif de chauffage electrique et installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation correspondante WO2023057214A1 (fr)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202280066985.0A CN118076496A (zh) 2021-10-05 2022-09-22 电加热装置和相应的供暖、通风和/或空调设备
EP22782514.8A EP4412846A1 (fr) 2021-10-05 2022-09-22 Dispositif de chauffage electrique et installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation correspondante

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2110501A FR3127722B1 (fr) 2021-10-05 2021-10-05 Dispositif de chauffage électrique et installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation correspondante
FRFR2110501 2021-10-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023057214A1 true WO2023057214A1 (fr) 2023-04-13

Family

ID=78536391

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2022/076302 WO2023057214A1 (fr) 2021-10-05 2022-09-22 Dispositif de chauffage electrique et installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation correspondante

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP4412846A1 (fr)
CN (1) CN118076496A (fr)
FR (1) FR3127722B1 (fr)
WO (1) WO2023057214A1 (fr)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2871413A1 (fr) * 2004-06-14 2005-12-16 Draexlmaier Lisa Gmbh Systeme de commande de refroidissement/climatisation combine pour vehicules a moteur
FR2877270A1 (fr) * 2004-12-30 2006-05-05 Faurecia Interieur Ind Snc Dispositif de refroidissement d'au moins un composant electrique embarque a bord d'un vehicule automobile, et vehicule automobile correspondant
US20070137235A1 (en) * 2005-03-23 2007-06-21 Siemens Aktiengesellschaft Arrangement for cooling components in a vehicle
WO2008043343A1 (fr) * 2006-10-12 2008-04-17 Webasto Ag Système muni d'un appareil de chauffage à structure modulaire et procédé pour remplacer un module de l'appareil de chauffage
DE102013003337A1 (de) * 2012-03-02 2013-09-26 Mitsubishi Heavy Industries Automotive Thermal Systems Co., Ltd. Heizmedium-heizvorrichtung und damit ausgestattete fahrzeugklimaanlage
US20150034626A1 (en) * 2012-04-16 2015-02-05 Mitsubishi Heavy Industries Automotive Thermal Systems Co., Ltd. Heating medium heating apparatus and vehicle air conditioner provided with same
KR101668257B1 (ko) * 2015-03-02 2016-10-24 우리산업 주식회사 차량용 가열 난방장치
FR3104374A1 (fr) * 2019-12-05 2021-06-11 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de chauffage de fluide, notamment destiné à un véhicule
WO2021116563A1 (fr) * 2019-12-12 2021-06-17 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de chauffage électrique, notamment pour véhicule automobile

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2871413A1 (fr) * 2004-06-14 2005-12-16 Draexlmaier Lisa Gmbh Systeme de commande de refroidissement/climatisation combine pour vehicules a moteur
FR2877270A1 (fr) * 2004-12-30 2006-05-05 Faurecia Interieur Ind Snc Dispositif de refroidissement d'au moins un composant electrique embarque a bord d'un vehicule automobile, et vehicule automobile correspondant
US20070137235A1 (en) * 2005-03-23 2007-06-21 Siemens Aktiengesellschaft Arrangement for cooling components in a vehicle
WO2008043343A1 (fr) * 2006-10-12 2008-04-17 Webasto Ag Système muni d'un appareil de chauffage à structure modulaire et procédé pour remplacer un module de l'appareil de chauffage
DE102013003337A1 (de) * 2012-03-02 2013-09-26 Mitsubishi Heavy Industries Automotive Thermal Systems Co., Ltd. Heizmedium-heizvorrichtung und damit ausgestattete fahrzeugklimaanlage
US20150034626A1 (en) * 2012-04-16 2015-02-05 Mitsubishi Heavy Industries Automotive Thermal Systems Co., Ltd. Heating medium heating apparatus and vehicle air conditioner provided with same
KR101668257B1 (ko) * 2015-03-02 2016-10-24 우리산업 주식회사 차량용 가열 난방장치
FR3104374A1 (fr) * 2019-12-05 2021-06-11 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de chauffage de fluide, notamment destiné à un véhicule
WO2021116563A1 (fr) * 2019-12-12 2021-06-17 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de chauffage électrique, notamment pour véhicule automobile

Also Published As

Publication number Publication date
FR3127722A1 (fr) 2023-04-07
FR3127722B1 (fr) 2024-06-28
EP4412846A1 (fr) 2024-08-14
CN118076496A (zh) 2024-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3577395B1 (fr) Dispositif de chauffage électrique, circuit de chauffage et procédé de gestion de la température correspondants
WO2015082434A1 (fr) Dispositif électrique de conditionnement thermique de fluide pour véhicule automobile, et appareil de chauffage et/ou de climatisation associé
WO2013034275A1 (fr) Dispositif de chauffage electrique pour vehicule automobile, et appareil de chauffage et/ou de climatisation associe
EP0567402A1 (fr) Dispositif de chauffage-ventilation de l'habitacle d'un véhicule automobile propulsé par un moteur à faibles rejets thermiques
EP2819863A1 (fr) Dispositif de chauffage électrique de fluide pour véhicule automobile et appareil de chauffage et/ou de climatisation associé
FR2996299A1 (fr) Dispositif de conditionnement thermique de fluide pour vehicule automobile et appareil de chauffage et/ou de climatisation correspondant
EP2692199B1 (fr) Echangeur de chaleur a elements chauffants electriques
EP3017653A1 (fr) Dispositif de chauffage de fluide pour véhicule automobile et appareil de chauffage et/ou de climatisation correspondant
WO2019105898A1 (fr) Dispositif electrique de chauffage d'un fluide caloporteur pour vehicule automobile
WO2023057214A1 (fr) Dispositif de chauffage electrique et installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation correspondante
EP3066397A1 (fr) Dispositif électrique de conditionnement thermique de fluide pour véhicule automobile, et appareil de chauffage et/ou de climatisation associé
WO2016046087A1 (fr) Dispositif de chauffage electrique de fluide pour vehicule automobile et procede de commande de ce dispositif
WO2023057215A1 (fr) Dispositif de chauffage électrique et installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation correspondante
WO2019081855A1 (fr) Dispositif de chauffage pour boitier de climatisation, notamment de vehicule automobile, et boitier de climatisation equipe d'un tel dispositif de chauffage
EP4070017B1 (fr) Dispositif de chauffage de fluide, notamment destine a un vehicule
FR3079451A1 (fr) Dispositif de chauffage electrique et installation de chauffage et/ou ventilation et/ou climatisation correspondante
FR3123254A1 (fr) Module de commande et dispositif de chauffage électrique correspondant
WO2016116462A1 (fr) Echangeur de chaleur et dispositif de conditionnement thermique pour véhicule automobile comportant un tel échangeur
WO2021123545A1 (fr) Dispositif de chauffage de fluide, notamment destiné a un véhicule
EP3766303A1 (fr) Dispositif de chauffage, notamment pour boitier de climatisation d'un vehicule automobile
FR3130496A1 (fr) Radiateur électrique d’une installation de ventilation, de chauffage et/ou d’air climatisé.
WO2023126132A1 (fr) Dispositif de chauffage d'un liquide caloporteur circulant a l'intérieur d'un circuit equipant un véhicule électrique ou hybride
FR3107677A1 (fr) Ensemble de commande et de connexion électrique et dispositif associé
FR3093957A1 (fr) Dispositif de chauffage de fluide pour vehicule automobile
FR2966388A1 (fr) Installation de ventilation et de chauffage a reserve integree

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22782514

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202280066985.0

Country of ref document: CN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2022782514

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022782514

Country of ref document: EP

Effective date: 20240506