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Title:
ELECTRIC HEATING DEVICE AND CORRESPONDING HEATING, VENTILATION AND/OR AIR-CONDITIONING INSTALLATION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/057214
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an electric heating device (1'), in particular for a motor vehicle, said device (1') comprising: at least one heating unit (10') for heating a heat transfer liquid, said at least one heating unit (10') defining a chamber (121) for circulating the liquid and comprising a predetermined number of heating elements (16) that extend inside said chamber (121); and a control module (20), which is electrically connected to the heating elements (16) and configured so as to control the heating elements (16). According to the invention, the control module (20) is offset from the heating unit (10'). The invention also relates to a heating, ventilation and/or air-conditioning installation (100) comprising the control module (20).

Inventors:
KARAASLAN SERIF (FR)
DELCOURT ROMAIN (FR)
FOURNIER JONATHAN (FR)
GOGMOS ERWAN (FR)
Application Number:
PCT/EP2022/076302
Publication Date:
April 13, 2023
Filing Date:
September 22, 2022
Export Citation:
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Assignee:
VALEO SYSTEMES THERMIQUES (FR)
International Classes:
B60H1/22; F24H1/00; F24H3/00; B60H1/00
Domestic Patent References:
WO2008043343A12008-04-17
WO2021116563A12021-06-17
Foreign References:
DE102013003337A12013-09-26
FR3104374A12021-06-11
US20150034626A12015-02-05
KR101668257B12016-10-24
FR2877270A12006-05-05
US20070137235A12007-06-21
FR2871413A12005-12-16
Attorney, Agent or Firm:
VALEO SYSTEMES THERMIQUES (FR)
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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’).

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.