La présente invention se rapporte au domaine des dispositifs de chauffage électrique de véhicules automobiles.

Elle concerne plus particulièrement un dispositif de chauffage électrique pour véhicules automobiles équipés d’un réseau d’alimentation électrique à haute tension, c’est-à-dire alimenté par une tension comprise entre îoo et ₁₀₀₀ Volts. Un tel dispositif peut, notamment, être mis en œuvre pour chauffer l’air d’un habitacle de véhicule électrique ou hybride.

Ce dispositif de chauffage peut être intégré dans une unité de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation, dite unité HVAC pour « Heating, Ventilation and Air-Conditioning ».

Un tel dispositif de chauffage comprend classiquement au moins un faisceau d’échange de chaleur comportant un empilement d’une pluralité d’éléments chauffants en alternance avec une pluralité d’éléments radiants, tels que des plaques et/ou des ailettes, destinés à transmettre la chaleur produite par un élément chauffant adjacent et à améliorer ainsi l’échange thermique avec le flux d’air susceptible de traverser le dispositif de chauffage.

Plus particulièrement, et notamment dans ces dispositifs de chauffage électrique à haute tension, un élément chauffant comporte un tube logeant des électrodes alimentant un élément résistif et par exemple un élément résistif à coefficient de température positif, dit élément PTC pour « Positive Température Coefficient ». Le tube doit être déformé une fois les composants électriques disposés à l’intérieur du tube, afin de s’assurer du blocage en position des composants électriques et du bon contact entre eux et le tube pour favoriser la conduction thermique en direction des éléments radiants. Chaque tube est ainsi déformé indépendamment les uns des autres par un effort de compression appliquée perpendiculairement à la face d’appui du tube contre laquelle vient se plaquer l’élément radiant. Par ailleurs, pour la fabrication d’un tel dispositif de chauffage, il est connu de disposer des ailettes ondulées formant les éléments radiants contre les faces externes des faces d’appui des tubes préalablement déformés et de lier ensemble par collage ces ailettes et les tubes. Cependant le processus de collage ne permet pas d’assurer un transfert thermique optimisé, entre les éléments chauffants et le flux d’air à chauffer, dans la mesure où les ailettes ondulées ne présentent aucun contact direct avec le tube et que la colle utilisée génère une déperdition thermique entre le tube et les éléments radiants adjacents.

L’invention s’inscrit dans ce contexte et vise, d’une part, à augmenter la performance thermique du dispositif de chauffage électrique en améliorant les capacités d’échange thermique entre le faisceau d’échangeur de chaleur et le flux d’air traversant et, d’autre part, à faciliter l’assemblage et la fabrication d’un tel dispositif de chauffage électrique. L’invention vise également à augmenter la durée de vie du faisceau en améliorant les caractéristiques mécaniques des tubes et des éléments radiants d’échange thermique assemblés. A cet effet, l’invention propose d’augmenter la conduction thermique du faisceau d’échangeur de chaleur en améliorant le contact entre les tubes et les éléments radiants par une liaison brasée et en rapprochant les ensembles de chauffage en les enserrant par un cintrage latéral des tubes.

L’invention a plus particulièrement pour objet un dispositif de chauffage électrique d’un véhicule automobile comprenant un faisceau d’échange de chaleur constitué d’une pluralité d’éléments chauffants en contact avec des éléments radiants, chaque élément chauffant comportant, dans un volume interne délimité par un tube comportant deux parois principales et deux parois latérales, au moins un élément résistif.

Selon l’invention, chaque tube est formé d’une plaque métallique pliée et l’ensemble des tubes et des éléments radiants est brasé, de manière à former un ensemble étanche.

Par la suite, les termes « vertical » et « horizontal » sont utilisés pour décrire la disposition d’un élément constitutif du dispositif de chauffage électrique, en particulier des éléments constitutifs du faisceau d’échange de chaleur comprenant une alternance de tubes et d’éléments radiants superposés selon une direction Y verticale d’empilement dans le faisceau et qui s’étendent chacun principalement selon un plan sensiblement horizontal. Cette dénomination est choisie arbitrairement et n’est pas limitative de l’invention, et en tout cas indépendante d’une orientation horizontale et verticale du véhicule sur lequel est appliqué le dispositif de chauffage électrique selon l’invention. Dans cet agencement, les parois principales d’un tube s’étendent principalement selon une direction horizontale perpendiculaire à la direction verticale d’empilement et les parois latérales du tube s’étendent verticalement, en étant perpendiculaires aux parois principales dudit tube.

L’empilement d’éléments chauffant et d’éléments radiants est tel que les parois principales des tubes sont configurées pour être en contact avec les éléments radiants. Par ailleurs, les parois principales des tubes sont, selon une caractéristique de l’invention, destinées à être en contact des composants électriques présents dans le tube correspondant. A titre d’exemple non limitatif, ces composants électriques peuvent comporter deux électrodes agencées de part et d’autre de l’élément résistif et un élément isolant électrique entourant cet ensemble formé par les électrodes et l’élément résistif, et les parois principales des tubes sont au contact de cet élément isolant électrique en serrant l’un contre l’autre les composants électriques.

Selon une autre caractéristique du dispositif de chauffage selon l’invention, on prévoit que les parois latérales d’un tube sont déformées vers l’intérieur du volume interne du tube. La déformation, par exemple par cintrage, est obtenue sous l’effet d’une force de compression exercée sur les parois latérales du tube selon une direction perpendiculaire aux parois latérales, ladite force de compression étant orientée vers l’intérieur du volume interne du tube. Une telle déformation tend à diminuer la distance entre les parois principales, c’est-à-dire à rapprocher l’une vers l’autre les parois principales du tube et comprimer les composants électriques.

Selon une autre caractéristique du dispositif de chauffage selon l’invention, on prévoit que la plaque métallique formant un tube par pliage comporte deux languettes d’extrémité destinées à former, par recouvrement lorsque la plaque métallique est pliée, une jointure de superposition.

Dans un premier mode de réalisation du dispositif de chauffage selon l’invention et selon une série de caractéristiques pouvant être prises seules ou en combinaison, on prévoit que : l’épaisseur de chaque languette d’extrémité d’un tube est inférieure à l’épaisseur moyenne de la plaque métallique formant le tube par pliage ; l’épaisseur du tube au niveau de la jointure de superposition, formée par la superposition des deux languettes d’extrémité, est égale à l’épaisseur moyenne des parois du tube.

Par épaisseur moyenne, on comprend que l’on se réfère à la moyenne des épaisseurs de la plaque ou du tube en dehors de la zone dans laquelle s’étend la jointure de superposition.

Dans ce premier mode de réalisation, on peut notamment prévoir que la jointure de superposition formée par la superposition des deux languettes d’extrémité forme une portion d’une des parois principales du tube, ladite portion étant éloignée d’une zone centrale définie par l’emplacement de l’au moins un élément résistif dans le volume interne du tube.

Dans un deuxième mode de réalisation du dispositif de chauffage selon l’invention, on prévoit que l’épaisseur de chaque languette d’extrémité est égale à l’épaisseur moyenne de la plaque métallisée formant le tube par pliage.

Dans l’un ou l’autre des modes de réalisation précédemment évoqué, on peut notamment prévoir que la jointure de superposition formée par la superposition des deux languettes d’extrémité forme une desdites parois latérales du tube.

Selon une autre caractéristique du dispositif de chauffage selon l’invention, on prévoit que le tube comporte au moins un dégagement de matière interne agencé à l’intersection d’une paroi principale et d’une paroi latérale consécutives. Un tel dégagement de matière permet notamment de réduire l’effort de compression nécessaire à la déformation des parois latérales. Selon différentes caractéristiques du dispositif de chauffage électrique selon l’invention pouvant être prises seules ou en combinaison, on peut prévoir que :

- le dispositif de chauffage électrique est un dispositif de chauffage électrique haute tension d’une unité de chauffage, ventilation et climatisation d’un véhicule automobile dite unité HVAC pour « Heating, Ventilation and Air-Conditioning » en anglais ;

- les éléments radiants sont des plaques ou des ailettes métalliques visant à améliorer l’échange thermique entre les éléments chauffants et le flux d’air traversant le dispositif de chauffage selon l’invention ;

- les éléments radiants sont réalisés en aluminium ou dans un alliage d’aluminium ;

- les plaques métalliques formant les tubes sont réalisées en aluminium ou dans un alliage d’aluminium ;

- l’élément résistif est constitué d’un matériau à coefficient de température positif (CTP), par exemple une céramique à coefficient de température positif ;

- les deux électrodes logées dans le volume interne du tube constituent une électrode d’entrée du courant électrique et une électrode de sortie ;

- l’élément isolant électrique est agencé entre les électrodes et le tube formé d’une plaque métallique pliée ;

- l’élément isolant électrique est réalisé en matériau polyimide, de préférence en Kapton ^® .

L’invention a pour autre objet un procédé de fabrication du dispositif de chauffage électrique d’un véhicule automobile au cours duquel on réalise successivement au moins :

- une étape de pliage d’une plaque métallique pour former un tube dont le volume interne est délimité par deux parois principales et deux parois latérales ;

- une étape de brasage des parois principales de chaque tube à des éléments radiants pour former un faisceau d’échangeur de chaleur ; - une étape d’insertion d’au moins un élément résistif dans le volume interne du tube ;

- une étape de déformation des parois latérales vers l’intérieur du volume interne du tube sous l’effet d’une compression exercée par un outil sur les parois latérales du tube de manière à rapprocher l’une de l’autre, les parois principales du tube.

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée de modes de réalisation de l’invention, donnés ci-après à titre d’exemples illustratifs et non limitatifs et s’appuyant sur les figures annexées, dans lesquelles on a illustré un dispositif de chauffage électrique haute tension d’une unité de chauffage, ventilation et climatisation d’un véhicule automobile selon l’invention et parmi lesquelles :

[Fig î] est une vue schématique en perspective d’un faisceau d’échange de chaleur d’un dispositif de chauffage selon l’invention comprenant un empilement d’une pluralité d’éléments chauffants en alternance avec une pluralité d’éléments radiants ;

[Fig 2] est une vue en coupe d’un élément chauffant susceptible d’équiper le dispositif de chauffage de la figure 1, dans un premier mode de réalisation, ladite vue rendant visible un tube plié et cintré enveloppant un élément résistif, deux électrodes et des éléments isolants électriques ;

[Fig 3] représente schématiquement une vue en coupe similaire à celle de la figure 2, le tube étant ici représenté seul pour illustrer une variante de réalisation au niveau d’une jointure de superposition du tube plié et cintré ;

[Fig 4] représente schématiquement une vue en coupe d’un tube plié et cintré de l’invention selon un second mode de réalisation du dispositif de chauffage électrique, qui diffère notamment de la figure 2 et 3 par la configuration de la jointure de superposition.

Si les figures exposent l'invention de manière détaillée pour sa mise en œuvre, elles peuvent, bien entendu, servir à mieux définir l'invention le cas échéant. De même, il est rappelé que, pour l'ensemble des figures, les mêmes éléments sont désignés par les mêmes repères. On comprendra également que les modes de réalisation de l’invention illustrés par les figures sont donnés à titre d’exemples non limitatifs.

La figure i illustre un faisceau i d’échange de chaleur d’un dispositif de chauffage électrique d’une unité de chauffage, ventilation et climatisation d’un véhicule automobile. Un tel dispositif de chauffage peut notamment consister en un dispositif alimenté par du courant à haute tension, et par exemple une tension dont la valeur peut être comprise entre îoo Volts et 1000 Volts. Le dispositif de chauffage comportant le faisceau d’échange de chaleur peut notamment être mis en œuvre dans des véhicules électriques ou hybrides et réaliser le chauffage d’un flux d’air amené à traverser, dans l’unité de chauffage, ventilation et climatisation du véhicule, le faisceau d’échange de chaleur.

Le faisceau i d’échange de chaleur comprend une pluralité d’éléments chauffants 2 en contact, par leurs parois principales 4, avec une pluralité d’éléments radiants 3. Le faisceau présente plus particulièrement la forme d’un empilement, selon une direction ici définie arbitrairement comme une direction Y verticale, dans lequel les éléments chauffants et les éléments radiants sont disposés en alternance.

Les éléments chauffants 2 sont alimentés électriquement, notamment par l’alimentation haute tension précédemment évoquée, pour générer un dégagement de chaleur susceptible de chauffer le flux d’air traversant, et les éléments radiants 3 ont pour fonction d’améliorer la transmission de la chaleur produite par les éléments chauffants qui leur sont directement adjacents. Les éléments radiants 3 peuvent notamment prendre la forme de tôles métalliques, ondulées pour augmenter la surface d’échange avec le flux d’air traversant le dispositif de chauffage.

Les éléments radiants 3 et les éléments chauffants 2 sont disposés dans le faisceau 1 d’échange de chaleur de sorte qu’ils présentent un plan principal d’allongement perpendiculaire à la direction d’empilement, ici la direction verticale Y. En d’autres termes, les éléments radiants 3 et les éléments chauffants 2 s’étendent principalement selon un plan longitudinal et transversal, défini ici arbitrairement comme un plan horizontal perpendiculaire à la direction verticale Y d’empilement. Chaque élément chauffant ₂ comporte ici un tube ₂₀ susceptible de loger différents composants électriques, chaque tube étant formé d’une plaque métallique pliée de manière à définir un volume V interne délimité par deux parois principales 4 parallèles entre elles et deux parois latérales 7 perpendiculaires aux parois principales 4. Dans le faisceau d’échange de chaleur, les deux parois principales 4 de chaque tube ₂₀ s’étendent parallèlement au plan horizontal précédemment défini, perpendiculaire à la direction verticale Y d’empilement des tubes dans le faisceau ₁ .

L’empilement des éléments radiants 3 et des éléments chauffants ₂ est réalisé par une répétition de contacts entre une paroi principale 4 d’un tube ₂₀ et un élément radiant 3 adjacent.

Selon l’invention, le faisceau d’échange de chaleur forme un ensemble d’un seul tenant avec les tubes ₂₀ pliés et les éléments radiants 3, et cet ensemble d’un seule tenant est obtenu en rendant mécaniquement solidaires les parois principales 4 des tubes ₂₀ pliés et les éléments radiants 3 par une opération de brasage. Dans le contexte d’un dispositif de chauffage alimenté par un courant électrique à haute tension, il est nécessaire de prévoir une étanchéité optimale afin d’assurer une sécurité électrique malgré l’alimentation à haute tension des composants présents dans les tubes. Cette étanchéité optimale est obtenue par la combinaison d’une liaison brasée 9 (visible en figure ₂ ) entre un tube plié ₂₀ et un élément radiant 3. La liaison brasée 9 présente également l’avantage d’offrir une meilleure tenue mécanique entre les tubes ₂₀ de l’élément chauffant ₂ et les éléments radiants 3 ainsi qu’une conduction thermique supérieure à celle obtenue habituellement par une liaison collée. Par ailleurs, chaque liaison brasée 9 est obtenue ici en une seule opération de brasage, à contrario des opérations de collage à réaliser individuellement

Les tubes ₂₀ sont avantageusement réalisés en aluminium présentant une couche additionnelle, en aluminium également, formant revêtement de brasage, ce qui permet de pouvoir braser les éléments radiants 3 directement sur les tubes ₂₀ sans ajout d’une matière additionnelle sur les éléments radiants 3, un tel ajout de matière additionnelle pouvant pénaliser la qualité du brasage entre les éléments chauffants et les éléments radiants, le formage de ces éléments radiants ou encore la tenue à la corrosion de ces éléments radiants.

La figure 2 illustre une vue en coupe, selon un plan vertical longitudinal XY, d’un élément chauffant 2, rendant plus particulièrement visible la section du tube de cet élément chauffant et les composants électriques contenus dans le volume V interne de ce tube 20.

Le tube 20 est formé par pliage d’une plaque métallique. La figure 2 rend notamment visible une caractéristique du tube 20 selon laquelle le tube 20 présente une section fermée par recouvrement de deux languettes 11 d’extrémité en une jointure de superposition 10. La fermeture du tube, et donc l’étanchéité de celui-ci, est réalisée par l’opération de brasage qui lie l’une à l’autre les deux languettes 11 d’extrémité au niveau de cette jointure de superposition 10.

Le tube 20 présente une face interne, tournée vers l’intérieur du tube et les composants électriques que ce tube loge, et une face externe opposée, et on définit de façon équivalente des surfaces interne et externe de la plaque métallique utilisée pour réaliser le tube, la surface interne de la plaque étant destinée à former une face interne du tube une fois le tube formé par pliage. L’épaisseur du tube est définie par la distance entre la face interne et la face externe, et l’épaisseur de la plaque est définie de façon équivalente par la distance entre la surface interne et la surface externe.

Dans le premier mode de réalisation illustré sur la figure 2, la jointure 10 superposition est telle que le tube ne présente pas dans cette zone de surépaisseur par rapport au reste du tube. En d’autres termes, l’épaisseur du tube 20 au niveau de de la jointure de superposition 10 formée par la superposition des deux languettes 11 d’extrémité est égale à l’épaisseur moyenne des parois du reste du tube 20.

Afin de former la jointure de superposition 10 sans créer de surépaisseur, les languettes 11 d’extrémité formées sur la plaque métallique et destinées à être superposées présentent une épaisseur inférieure à l’épaisseur du reste de la plaque. Plus particulièrement, la plaque métallique comprend à une première extrémité une première languette 111 consistant en un décrochement formé sur la surface externe de la plaque, et à une deuxième extrémité une deuxième languette ₁₁₂ consistant en un décrochement formé sur la surface interne de la plaque, de sorte que le pliage de la plaque métallique pour former le tube ₂₀ permet de superposer ces deux décrochements l’un sur l’autre. On comprend que les profondeurs des décrochements sont telles que la somme des épaisseurs des languettes est sensiblement égale à l’épaisseur moyenne de la plaque hors de ces languettes d’extrémité.

Le brasage conjoint des éléments chauffants et des éléments radiants permet de solidariser chaque languette dans le décrochement correspondant, en générant deux lignes de raccordement respectivement sur la face interne et la face externe du tube.

Dans le premier mode de réalisation illustré par la figure ₂ , la jointure de superposition ₁₀ des deux languettes ₁₁ d’extrémité forme une portion d’une des parois principales 4 du tube ₂₀ . Dans ce contexte, la jointure de superposition ₁₀ est formée dans une zone périphérique, c’est-à-dire une zone éloignée d’une zone centrale du tube, ladite zone centrale étant délimitée par l’emplacement de l’élément résistif dans le volume V interne du tube. En d’autres termes, la rainure formée dans la jointure de superposition ₁₀ est dégagée, c’est-à-dire non recouverte, par rapport à l’élément résistif. Par ailleurs, il convient de noter que les décrochements réalisés dans la plaque métallique et le sens de pliage de cette plaque pour former le tube sont tels que la ligne de raccordement ménagée sur la face interne est plus excentrée que la ligne de raccordement ménagée sur la face externe. Un tel agencement permet de s’assurer qu’un éventuel surplus de matière résultant du brasage des languettes d’extrémité l’une sur l’autre ne gêne pas l’insertion et la présence des composants électriques à l’intérieur du tube ₂₀ .

Les composants électriques disposés dans le volume V interne d’un tube ₂₀ comportent notamment un élément résistif 6, constitué par exemple d’une céramique à coefficient de température positif (CTP), ainsi que deux électrodes 5 d’entrée et de sortie du courant qui sont agencées en contact avec l’élément résistif 6, de part et d’autre de celui-ci, et entre une paroi principale et cet élément résistif. Les composants électriques peuvent également comporter au moins un élément isolant électrique 8 disposé entre une paroi principale 4 du tube ₂₀ et une électrode 5, chaque électrode 5 pouvant être alimentée à haute tension.

L’élément isolant électrique 8 est réalisé par exemple en matériau polyimide, de préférence en Kapton ^® .

Selon une caractéristique de l’invention, les différents composants électriques logés dans le tube ₂₀ , à savoir ici les éléments 6 résistifs, les électrodes 5 et les éléments 8 isolants électriques, sont insérés dans le volume V interne du tube ₂₀ correspondant une fois qu’un ensemble d’un seul tenant est formé par brasage de l’empilement d’éléments chauffants et d’éléments radiants, c’est-à-dire après assemblage ou pré assemblage de chaque tube ₂₀ avec les éléments radiants 3 adjacents puis brasage de l’ensemble.

Dès lors, l’opération de déformation des tubes, que celle-ci soit une opération de pressage, ou de sertissage, qui va être décrit ci-après et qui est nécessaire pour assurer le maintien des composants électriques dans le tube correspondant, est effectuée sur un tube recuit lors de l’opération de brasage préalable. Il en résulte une diminution de l’effet de relaxation élastique et donc une meilleure tenue des composants électriques à l’intérieur du tube.

Le processus de brasage d’un tel empilement d’éléments chauffants et radiants génère une force de compression selon la direction d’empilement, ici la direction verticale Y. Dans ce contexte, les tubes ₂₀ et les éléments radiants 3 sont conçus pour pouvoir résister à la force de compression élevée exercée par les outillages de brasage et résister également aux forces induites par la dilatation thermique qui se produit à température de brasage élevée, supérieure à 5 ₀₀ °C. L’épaisseur du tube ₂₀ peut notamment être de l’ordre du millimètre, comprise par exemple entre ₀ ,6mm et ₁ ,8mm.

Tel que cela est visible sur la figure ₂ , les composants électriques sont enserrés à l’intérieur du tube entre une paroi principale 4 et la paroi principale opposée, selon une direction d’empilement des composants qui est parallèle à la direction d’empilement des éléments chauffants et radiants. Dans un contexte où réchauffement des éléments 6 résistifs a pour effet de provoquer, par conduction thermique, la montée en température des éléments radiants 3 brasés aux parois principales 4 du tube ₂₀ et de chauffer le flux d’air traversant le dispositif de chauffage, il est en effet essentiel d’optimiser la transmission de la chaleur produite par les éléments 6 résistifs, et l’empilement serré des composants électriques entre eux et contre les parois principales est essentiel. Il est dès lors souhaité de rapprocher l’une de l’autre les parois principales 4 du tube ₂₀ , selon la direction d’empilement, ici la direction verticale Y.

Par ailleurs, les composants électriques, et notamment les éléments résistifs et les électrodes qui forment les éléments les plus rigides de ces composants électriques, sont disposés à distance des parois latérales 7 des tubes ₂₀ , un dégagement latéral ₂₂ étant formé entre chaque paroi latérale 7 et l’ensemble formé par les électrodes et l’élément résistif. Tel qu’illustré, seul l’élément isolant électrique 8, présent sous la forme d’une feuille facilement déformable, est présent dans le dégagement latéral ₂₂ .

Selon l’invention, les composants électriques contenus dans le volume V interne du tube ₂₀ brasé aux éléments radiants 3 sont rapprochés les uns des autres et enserrés entre les parois principales 4 par une déformation, par exemple un cintrage, des parois latérales 7 du tube ₂₀ .

La déformation des parois latérales 7 vers l’intérieur du volume V interne du tube ₂₀ est obtenue par application d’une force F de compression sur les parois latérales 7 selon une direction longitudinale perpendiculaire aux parois latérales 7 et orientée vers l’intérieur du volume V interne du tube. Cette déformation des parois latérales 7 a pour effet de rapprocher verticalement les parois principales 4 l’une de l’autre et d’enserrer les éléments contenus dans le volume V interne du tube ₂₀ cintré.

Tel qu’illustré sur la figure ₂ , la déformation, par exemple le cintrage, des parois latérales 7 du tube ₂₀ est possible du fait du dégagement latérale ₂₂ . Seul l’élément isolant électrique 8 peut être déformé à la suite de la déformation des parois latérales. Toutefois, il convient de noter que l’élément isolant électrique 8 consiste ici en une feuille pliée sur elle-même avec une zone de recouvrement en regard d’une des parois latérales 7, et que la déformation de cette paroi latérale tend assurer le plaquage d’une extrémité sur l’autre de la feuille formant l’élément isolant électrique et donc d’assurer l’isolation électrique.

La déformation latérale des tubes pour obtenir une compression des composants électriques à l’intérieur des tubes selon une direction perpendiculaire à la direction de déformation et parallèle à la direction d’empilement des éléments chauffants et radiants présente plusieurs avantages. Il est d’une part possible de réaliser la déformation de plusieurs tubes simultanément, par un outillage approprié, alors qu’il serait nécessaire de faire la déformation tube par tube si celle-ci était faite directement dans la direction d’empilement des éléments chauffants et radiants. Il est d’autre part possible de réaliser cette déformation sur un ensemble brasé d’éléments chauffants et radiants, les tubes ₂₀ , réalisés en aluminium, étant après cette opération de brasage en état de recuit haute température, dit état O. Dans cet état, le matériau présente des caractéristiques de plus faible résistance mécanique qui sont favorables à une déformation par compression en réduisant l’effort nécessaire pour comprimer les tubes ₂₀ . De plus, cet état a pour effet de diminuer la relaxation élastique que le matériau pourrait avoir après compression et permet ainsi de garantir un contact très serré entre le tube ₂₀ déformé et l’élément résistif 6. Enfin, en étant moins sensible aux variations de températures et de relaxation, le tube ₂₀ brasé présente une meilleure durée de vie.

Dans le faisceau d’échange de chaleur, la résistance mécanique des tubes ₂₀ , qui peut être réduite par cet état de recuit, est compensée par leur liaison mécanique aux éléments radiants 3. En effet, les éléments radiants 3 renforcent la rigidité des parois principales 4 des tubes ₂₀ et les aident à rester planes pendant le processus de compression et donc à se rapprocher l’une de l’autre en restant parallèles afin d’assurer une compression des composants électriques à l’intérieur du volume interne V du tube ₂₀ .

La figure 3 illustre une variante du premier mode de réalisation de l’invention qui diffère de ce qui précède notamment par la position de la jointure de superposition

10. Dans cette variante d’agencement, la jointure de superposition ₁₀ des deux languettes ₁₁ d’extrémité forme une paroi latérale 7 du tube ₂₀ . Une telle jointure s’étend ainsi à distance de l’élément résistif et il est dès lors plus facile de s’assurer que le possible renflement dû à la superposition des deux languettes ne vienne pas gêner l’insertion des composants électriques dans le tube une fois celui-ci plié et brasé. Il est par ailleurs notable que, conformément à ce qui a été décrit précédemment, la paroi latérale formée par cette jointure est destinée à être déformée, ou cintrée, sous l’effet d’une force F de compression longitudinale sensiblement inverse à celle exercée sur l’autre paroi latérale 7 du tube ₂₀ et orientée vers l’intérieur du volume V interne du tube ₂₀ , mais l’épaisseur du tube formée par la superposition des deux languettes permet de tenir ces efforts de déformation de la paroi latérale.

Les figures ₂ et 3 illustrent également des dégagements ₁₂ de matière internes agencés dans chaque coin du tube ₂₀ , c’est-à-dire à chaque intersection d’une paroi principale 4 et d’une paroi latérale 7 adjacentes. Les dégagements ₁₂ de matière ont pour but de réduire l’effort de compression nécessaire à la déformation par cintrage des parois latérales 7 vers l’intérieur du volume V interne du tube ₂₀ .

Les dégagements ₁₂ de matière peuvent présenter une forme sensiblement circulaire (visible sur la figure 3) mais toute autre forme favorable au pliage des parois latérales 7 peut être mise en œuvre. A titre d’exemple, un dégagement ₁₂ de matière interne en forme de rainurage ou de marquage longiligne oblique (visible sur la figure ₂ ) peut être réalisé pour faciliter la déformation des parois latérales 7 sous l’effet d’une force F de compression latérale.

La figure 4 illustre un second mode de réalisation du dispositif de chauffage électrique de l’invention, qui comporte là encore un tube ₂₀ formé par pliage d’une plaque métallique et par recouvrement des deux languettes ₁₁ ’ d’extrémité en une jointure de superposition ₁₀ .

Dans ce second mode de réalisation, l’épaisseur de la plaque métallique formant le tube une fois pliée sur elle-même est sensiblement constante, les languettes d’extrémité ₁₁ ’ ne présentant pas de décrochement comme précédemment évoqué. En d’autres termes, l’épaisseur de la plaque métallique au niveau de chaque languette 11’ d’extrémité est sensiblement égale à l’épaisseur moyenne de la plaque métallique destinée à former le tube 20 par pliage. Dans cette configuration, la jointure de superposition 10 des deux languettes 11 d’extrémité présentent une épaisseur double par rapport au reste du tube 20.

La jointure 10 est dans ce contexte réalisée de manière à former une paroi latérale 7 du tube 20, de sorte que les parois latérales 7 présentent des épaisseurs différentes.

La paroi latérale 7 formée par la jointure de superposition 10 est apte à être cintrée sous l’effet d’une force L de compression au moins égale à celle exercée sur l’autre paroi latérale 7 du tube 20 selon une direction latérale orthogonale orientée vers l’intérieur du volume V interne du tube 20 de manière à rapprocher verticalement, l’une vers l’autre, les parois principales 4 du tube, tel que cela a pu être précisé précédemment.

La paroi latérale 7 ainsi formée par recouvrement des deux languettes 11’ d’extrémité peut être conformée de manière à présenter au moins un dégagement 12 de matière interne similaire aux autres dégagements 12 de matière du tube 20 agencés à chaque intersection d’une paroi principale 4 et d’une paroi latérale 7 consécutives.

Avantageusement, une des deux languettes 11’ d’extrémité, de préférence celle agencée vers l’intérieur du volume V interne du tube 20, présente une longueur suffisante pour pouvoir effectuer un bord de renvoi 24 en direction d’une portion d’une paroi principale 4 consécutive à l’autre languette 11’ d’extrémité, ici orientée à l’extérieur du volume V interne du tube 20.

Dans cette configuration, le bord de renvoi 24 de la languette 11’ d’extrémité intérieure peut comporter un dégagement 12 de matière interne similaire aux autres dégagements 12 de matières du tube 20.

On va maintenant décrire plus en détails un procédé de fabrication d’un faisceau 1 d’échangeur de chaleur tel que précédemment décrit.

Le procédé de fabrication est ici particulier en ce qu’il implique une unique opération de brasage au cours de laquelle les tubes pliés 20 et les éléments radiants 3 sont rendus indissociables. Préalablement à cette étape de brasage, il convient de prévoir une étape de pliage d’une plaque métallique pour former un tube 20 avec notamment la fermeture de ce tube 20 par recouvrement de deux languettes 11, 11’ d’extrémités, en formant ainsi une jointure de superposition 10.

L’étape de brasage est réalisée après empilement des éléments radiants et chauffants, l’épaisseur des tubes permettant d’éviter un affaissement de chaque tube dans l’empilement alors qu’ils sont encore uniquement formés par pliage d’une feuille métallique.

Cette étape de brasage permet simultanément de rendre indissociables les éléments radiants 3 et les parois principales 4 de chaque tube 20 pour former un faisceau 1 d’échangeur de chaleur apte à équiper un dispositif de chauffage électrique, et de former le tube en solidarisant les deux extrémités de la plaque métallique dans la jonction de superposition, aussi bien au niveau de la face interne que de la face externe de ce tube. Une fois cet ensemble brasé, le procédé de fabrication comporte une étape d’insertion des composants électriques dans chacun des tubes, et notamment l’insertion d’au moins un élément résistif 6, d’électrodes 5 et d’éléments 8 isolants. La distance entre les parois principales de chaque tube 20 est à cet instant suffisante pour pouvoir insérer chacun des composants dans le volume V interne du tube 20.

Le procédé comporte enfin une étape de déformation, par exemple par cintrage, du tube 20 pour figer la position des composants dans le tube, cette déformation visant à rapprocher l’une de l’autre les parois principales. Cette étape de déformation consiste ici en une compression des parois latérales 7 vers l’intérieur du volume V interne du tube 20 par l’intermédiaire d’un outil approprié. Avantageusement, un outil de cintrage est configuré pour pouvoir agir simultanément sur l’ensemble des parois latérales 7 des tube 20 présents dans l’empilement brasé.

En outre, le procédé de fabrication du dispositif de chauffage électrique peut comprendre une étape de formation d’au moins un dégagement 12 de matière interne agencé, dans un coin du tube 20, à l’intersection d’une paroi principale 4 et d’une paroi latérale 7 consécutives, de manière à réduire l’effort de compression nécessaire à la déformation des parois latérales 7.

Une telle étape de formation d’un dégagement ₁₂ est mise en œuvre avant pliage de la plaque métallique pour former le tube ₂₀ correspondant, et le pliage est effectué de manière à ce que les rainures correspondent avec les coins du tube ₂₀ une fois plié.

La description qui précède explique clairement comment l’invention permet d’atteindre les objectifs qu’elle s’est fixée et notamment de proposer un dispositif de chauffage électrique de véhicule automobile comprenant au moins un faisceau d’échange de chaleur constitué d’un empilement de tubes pliés et d’éléments radiants brasés ensemble, dans le but d’améliorer la performance thermique du dispositif de chauffage en augmentant la conduction thermique du faisceau d’échangeur de chaleur, d’augmenter la durée de vie du faisceau en améliorant les caractéristiques mécaniques et de simplifier l’assemblage et la fabrication du dispositif de chauffage électrique.

L’invention ne saurait se limiter aux modes de réalisation spécifiquement donnés dans ce document à titre d’exemples non limitatifs, et s’étend en particulier à tous moyens équivalents et à toute combinaison techniquement opérante de ces moyens. Ainsi, les caractéristiques, les variantes et les différentes formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres, selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. On pourra notamment imaginer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites, dès lors que, conformément à l’invention, le dispositif de chauffage électrique comporte au moins un ensemble brasé de tubes pliés et d’éléments radiants, les parois latérales du tube étant aptes à être cintrées vers l’intérieur du volume interne du tube.