WO2016046087A1 - Dispositif de chauffage electrique de fluide pour vehicule automobile et procede de commande de ce dispositif - Google Patents

Dispositif de chauffage electrique de fluide pour vehicule automobile et procede de commande de ce dispositif Download PDF

Info

Publication number
WO2016046087A1
WO2016046087A1 PCT/EP2015/071478 EP2015071478W WO2016046087A1 WO 2016046087 A1 WO2016046087 A1 WO 2016046087A1 EP 2015071478 W EP2015071478 W EP 2015071478W WO 2016046087 A1 WO2016046087 A1 WO 2016046087A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
heating
control
unit
fluid
processing
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2015/071478
Other languages
English (en)
Inventor
Bertrand Puzenat
Laetitia RAULIN-GESTAS
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Systemes Thermiques SAS
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques SAS
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 SAS filed Critical Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority to CN201580051544.3A priority Critical patent/CN107074067A/zh
Priority to EP15763944.4A priority patent/EP3198989A1/fr
Publication of WO2016046087A1 publication Critical patent/WO2016046087A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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 devices
    • B60H1/22—Heating, cooling or ventilating devices the heat source being other than the propulsion plant
    • B60H1/2215—Heating, cooling or ventilating devices the heat source being other than the propulsion plant the heat being derived from electric heaters
    • B60H1/2221—Heating, cooling or ventilating devices the heat source being other than the propulsion plant the heat being derived from electric heaters arrangements of electric heaters for heating an intermediate liquid
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B1/00—Details of electric heating devices
    • H05B1/02—Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
    • H05B1/0227—Applications
    • H05B1/023—Industrial applications
    • H05B1/0244—Heating of fluids
    • 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
    • F24H1/12—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 in which the water is kept separate from the heating medium
    • F24H1/14—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 in which the water is kept separate from the heating medium by tubes, e.g. bent in serpentine form
    • F24H1/142—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 in which the water is kept separate from the heating medium by tubes, e.g. bent in serpentine form using electric energy supply
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B1/00—Details of electric heating devices
    • H05B1/02—Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
    • H05B1/0227—Applications
    • H05B1/023—Industrial applications
    • H05B1/0236—Industrial applications 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
    • F24H2250/00—Electrical heat generating means
    • F24H2250/04—Positive temperature coefficients [PTC]; Negative temperature coefficients [NTC]

Definitions

  • the invention further relates to a method of controlling an electric heating device as defined above, characterized in that
  • FIG. 2 represents the electric heating device of FIG. 1 without a fluid outlet housing
  • FIG. 3 represents a partial detail view of the control means of the heating device of FIG. 1;
  • FIG. 4 is a simplified diagram of an embodiment of an electric circuit of an electric heating device of a fluid according to the invention.
  • a heating module 3a, 3b comprises:
  • a core for example hollow
  • the resistive tracks 17 are for example made by screen printing on the outer surface of the heating body 13a, 13b, that is to say on the surface opposite the surface of the heating body 13a, 13b facing the core 11.
  • the resistive tracks 17 are therefore out of the fluid guide circuit to be heated.
  • the heat produced by the resistor is directly transmitted to the fluid to be heated through the wall of the heating body 13a or 13b corresponding, which minimizes thermal losses and reduces the thermal inertia of the device, the fluid can therefore be heated quickly.
  • heating modules 3a, 3b are for example identical.
  • the side-by-side arrangement makes it possible to reduce the size of the heating device 1 in the longitudinal direction.
  • this arrangement has a low heating inertia and a low pressure drop.
  • the fluid inlet housing 9a may also include a protruding fluid intake manifold of the electric heater 1.
  • the inlet channel is thus fluidly connected to the intake manifold in parallel with the two housing cavities. fluid inlet 9a.
  • the flow of the fluid is thus effected from the inlet fluid intake pipe 9a, in the inlet channel, then in parallel in the guide circuits of the heating modules 3a, 3b and spring in the outlet channel of the outlet housing 9b and then through the outlet pipe 25.
  • the flow of the fluid is substantially parallel to the longitudinal axis A of a heating module 3a, 3b. We speak of linear flow.
  • a second mode is for example a control mode according to a duty ratio a and the set value for this control mode is a duty cycle value a.
  • the unit is also connected to the temperature sensor 19 and controls for example the closing of transistor 28 until the set temperature is reached, then it cuts the current in the resistance by opening of the transistor 28, then in a loop, a heating current is sent into the resistor 17 as soon as the temperature falls below a threshold until the set temperature again.
  • the processing and regulation unit 40 determines the indicated control mode (power, duty cycle or temperature) in the specific data frame.
  • the invention also relates to a computer program on an information storage means, comprising one or more instruction sequences executable by an information processing unit such as microprocessor, microcontroller, computer and / or state machine. , the execution of said instruction sequences allowing implementation of the method as described above.
  • an information processing unit such as microprocessor, microcontroller, computer and / or state machine.

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)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

L'invention concerne un dispositif (1) de chauffage électrique d'un fluide pour véhicule automobile comprenant : - au moins un corps chauffant présentant au moins une résistance chauffante (17), - une unité de commande électrique (5) du corps chauffant reliée électriquement à au moins une résistance de chauffage (17), et - une unité (40) de traitement et de régulation configurée pour recevoir un signal comprenant d'une part une donnée de commande relatif à un parmi plusieurs modes de pilotage de l'unité (5) de commande électrique et d'autre part au moins une valeur de consigne concernant le mode de pilotage désigné par ladite donnée de commande et pour piloter l'unité (5) de commande électrique en fonction de la donnée de commande et de la valeur de consigne reçues.

Description

DISPOSITIF DE CHAUFFAGE ELECTRIQUE DE FLUIDE POUR VEHICULE AUTOMOBILE ET PROCEDE DE COMMANDE DE CE DISPOSITIF La présente invention se rapporte à un dispositif de chauffage électrique de fluide pour véhicule automobile et un procédé de commande de ce dispositif.
L'invention s'applique plus particulièrement aux appareils de chauffage et/ou de climatisation de véhicules automobiles comportant un tel dispositif de chauffage.
De façon habituelle, le réchauffage de l'air destiné au chauffage de l'habitacle d'un véhicule automobile, ainsi qu'au désembuage et au dégivrage, est assuré par le passage d'un flux d'air à travers un échangeur de chaleur, plus précisément par un échange de chaleur entre le flux d'air et un fluide. Il s'agit généralement du fluide de refroidissement dans le cas d'un moteur thermique. Toutefois, ce mode de chauffage peut s'avérer inadapté ou insuffisant pour garantir un chauffage rapide et efficace de l'habitacle du véhicule, en particulier pour assurer un réchauffement de l'habitacle ou dégivrage ou désembuage avant utilisation du véhicule en environnement très froid ou encore lorsqu'une montée très rapide de la température est souhaitée.
En outre, dans le cas d'un véhicule électrique, la fonction de chauffage n'est plus réalisée par la circulation du fluide de refroidissement dans l'échangeur de chaleur. On peut cependant prévoir un circuit d'eau pour le chauffage de l'habitacle mais ce mode de chauffage peut aussi s'avérer inadapté ou insuffisant pour garantir un chauffage rapide et efficace de l'habitacle du véhicule. Une solution connue consiste à adjoindre à l'échangeur de chaleur ou au circuit d'eau ou encore à la boucle de climatisation, un dispositif de chauffage électrique additionnel. Le dispositif de chauffage électrique additionnel peut être adapté pour chauffer en amont le fluide, tel que le fluide de refroidissement pour le moteur thermique, ou l'eau du circuit d'eau de chauffage de l'habitacle du véhicule électrique ou encore le fluide réfrigérant de la boucle de climatisation. Le dispositif de chauffage électrique additionnel comporte un élément chauffant en contact avec le fluide à chauffer. La mise en œuvre de l'élément chauffant est contrôlée par un moyen de commande comportant par exemple un interrupteur de courant électrique pour autoriser et /ou interdire la mise en marche de l'élément chauffant auquel il est relié. Toutefois, il s'agit d'une commande basique d'un tel dispositif de chauffage ce qui ne correspond pas forcément aux besoins du constructeur automobile.
Il existe aussi par exemple des commandes plus sophistiquées par modulation de largeur d'impulsion (PWM pour « puise width modulation » en anglais). Dans ce cas, on envoie au dispositif de chauffage un rapport cyclique a qui détermine pour un signal rectangulaire le rapport entre la durée du temps haut (le courant passe et le dispositif chauffe) et sa période (T).
Cependant, à chaque dispositif de chauffage électrique d'un fluide est associé un seul mode de commande, ce qui nécessite à chaque fois des développements spécifiques en fonction des besoins des constructeurs et / ou de l'application et l'intégration d'un tel dispositif de chauffage dans un véhicule automobile.
La présente invention se propose de remédier au moins partiellement aux inconvénients ci-dessus mentionnés en présentant un dispositif de chauffage capable d'être piloté en au moins deux modes de commande différents. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de chauffage électrique d'un fluide pour véhicule automobile comprenant :
au moins un corps chauffant présentant au moins une résistance chauffante,
- une unité de commande électrique du corps chauffant reliée électriquement à au moins une résistance de chauffage, et une unité de traitement et de régulation configurée pour recevoir un signal comprenant d'une part une donnée de commande relatif à un parmi plusieurs modes de pilotage de l'unité de commande électrique et d'autre part au moins une valeur de consigne concernant le mode de pilotage désigné par ladite donnée de commande et pour piloter l'unité de commande électrique en fonction de la donnée de commande et de la valeur de consigne reçues.
Ainsi, la présente invention permet d'obtenir un dispositif de chauffage électrique qui peut s'adapter facilement à de nombreuses façons de piloter la ou les résistances de chauffage.
Le dispositif de chauffage électrique d'un fluide peut comporter en outre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prises seules ou en combinaison :
Un premier mode est par exemple un mode de pilotage en puissance et la valeur de consigne est une valeur de puissance de chauffage.
Un deuxième mode est par exemple un mode de pilotage selon un rapport cyclique et la valeur de consigne est une valeur de rapport cyclique.
Un troisième mode est un mode de pilotage en température et la valeur de consigne est une valeur de température à atteindre du fluide à réchauffer.
L'unité de commande électrique peut comprendre au moins un transistor bipolaire à grille isolée. L'unité de traitement et de régulation comprend un composant de communication avec un réseau de communication embarqué.
Le composant de communication est par exemple un composant de communication compatible avec le protocole standardisé de Réseau Local d'Interconnection (LIN) ce qui permet une intégration facile dans le réseau de communication d'un véhicule automobile.
L'invention concerne en outre un procédé de commande d'un dispositif de chauffage électrique tel que défini ci-dessus, caractérisé en ce que
l'unité de traitement et de régulation reçoit depuis un bus de communication un signal comprenant d'une part une donnée de commande relative à un parmi plusieurs modes de pilotage de l'unité de commande électrique et d'autre part au moins une valeur de consigne concernant le mode de pilotage désigné par ladite donnée de commande,
en fonction de la valeur de consigne, l'unité de traitement et de régulation détermine les paramètres nécessaires pour piloter l'unité de commande électrique en fonction de la donnée de commande et de la valeur de consigne reçues, et
l'unité de traitement et de régulation pilote l'unité de commande électrique.
L'unité de traitement et de régulation peut calculer des limitations de puissance à appliquer pour ledit au moins un transistor bipolaire à grille isolée.
On peut en outre prévoir que l'unité de traitement et de régulation calcule un lissage de puissance à appliquer pour ledit au moins un transistor bipolaire à grille isolée.
Ces deux calculs de limitation et/ou de lissage visent à prolonger la durée de vie du transistor bipolaire à grille isolée
IGBT. L'invention concerne de plus un procédé de communication sur un réseau embarqué, notamment de véhicule automobile, compatible avec le protocole standardisé de Réseau Local d'Interconnection dans lesquels des trames de données sont émises sur un bus série, caractérisé en ce qu'il comprend des trames de données spécifiques associés à un dispositif de chauffage électrique d'un fluide tel que défini ci- dessus, ces trames spécifiques comprenant une donnée de commande relatif à un parmi plusieurs modes de pilotage de l'unité de commande électrique et d'autre part au moins une valeur de consigne concernant le mode de pilotage désigné par ladite donnée de commande et pour piloter l'unité de commande électrique en fonction de la donnée de commande et de la valeur de consigne reçues. L'invention concerne aussi un moyen de stockage d'information, caractérisé en ce qu'il mémorise un ou plusieurs programmes dont l'exécution autorise une mise en œuvre d'un procédé tel que défini ci- dessus. L'invention concerne de plus un programme d'ordinateur sur un moyen de stockage d'information, comportant une ou plusieurs séquences d'instructions exécutables par une unité de traitement d'information telle que microprocesseur, microcontrôleur, ordinateur et/ou machine d'état, l'exécution desdites séquences d'instructions autorisant une mise en œuvre d'un des procédés tels que définis ci- dessus.
D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description de l'invention, ainsi que des dessins annexés sur lesquels :
la figure 1 représente une vue en perspective d'un dispositif de chauffage électrique de fluide pour véhicule automobile selon la présente invention, partiellement représenté en transparence,
la figure 2 représente le dispositif de chauffage électrique de la figure 1 sans un boîtier de sortie de fluide,
la figure 3 représente une vue de détail partiel du moyen de commande du dispositif de chauffage de la figure 1, la figure 4 est un schéma simplifié d'un mode de réalisation d'un circuit électrique d'un dispositif de chauffage électrique d'un fluide selon l'invention, et
la figure 5 est un organigramme d'un procédé de commande d'un dispositif de chauffage électrique d'un fluide selon l'invention.
Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence.
Les figures 1 à 3 représentent un dispositif de chauffage électrique de fluide pour véhicule automobile 1 pour un appareil de chauffage et /ou climatisation.
Le dispositif de chauffage électrique 1 est par exemple un dispositif de chauffage additionnel permettant de chauffer un fluide, par exemple de l'eau, avant son entrée dans un circuit de chauffage d'eau pour le chauffage de l'habitacle d'un véhicule électrique.
Selon un autre exemple, le dispositif de chauffage électrique 1 est disposé en amont d'un évaporateur d'une boucle de climatisation apte à fonctionner en mode pompe à chaleur, de façon à chauffer le fluide réfrigérant.
Selon encore un autre exemple, le dispositif de chauffage électrique 1 est agencé en amont d'un échangeur thermique utilisant le fluide de refroidissement d'un moteur thermique comme fluide caloporteur. On pourrait aussi prévoir un tel dispositif de chauffage électrique 1 en amont d'un échangeur thermique 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 dispositif de chauffage électrique 1 représenté comprend par exemple:
un premier module de chauffe 3a et un deuxième module de chauffe 3b,
- une unité de commande électrique 5 pour contrôler l'alimentation électrique des modules de chauffe 3a, 3b,
- une entrée de fluide, telle qu'un boîtier d'entrée de fluide 9a, et une sortie de fluide 9b, telle qu'un boîtier de sortie de fluide 9b.
Bien entendu on peut prévoir que le dispositif de chauffage électrique comprenne un seul module de chauffe, ou plus de deux modules de chauffe selon les besoins.
En se référant à la figure 2, un module de chauffe 3a, 3b comprend :
un noyau 11, par exemple creux, et
- un corps chauffant 13a, 13b.
Selon l'exemple illustré, un corps chauffant 13a, 13b est réalisé sous la forme d'une enveloppe entourant le noyau 11.
Le noyau 11 et le corps chauffant 13a, 13b sont par exemple sensiblement cylindriques.
Le noyau 11 et le corps chauffant 13a, 13b peuvent être concentriques.
Selon un mode de réalisation particulier, le module de chauffe comprend uniquement un corps chauffant.
Un module de chauffe 3a, 3b présente donc une forme générale sensiblement cylindrique définie par le corps chauffant 13a, 13b. Le noyau 11 et le corps chauffant 13a, 13b définissent un circuit de guidage du fluide à chauffer, tel que du liquide, entre le noyau 11 et le corps chauffant 13a, 13b. Le circuit de guidage est défini autour de la surface externe du noyau 11, il est donc à l'extérieur du noyau 11 et à l'intérieur du corps chauffant 13a ou 13b. En d'autres termes, la surface externe du noyau 11 et la surface interne du corps chauffant 13a ou 13b associé, définissent un volume de circulation du fluide à chauffer autour du noyau 11. Le fluide provenant du boîtier d'entrée de fluide 9a peut circuler dans ce volume de circulation, puis vers le boîtier de sortie 9b.
Selon un mode de réalisation particulier dans lequel le module de chauffe ne comprend pas de noyau, le circuit de guidage du fluide à chauffer est créé par l'orientation du fluide d'entrée sur la surface interne du corps chauffant 13a, 13b de sorte à créer le volume de circulation du fluide à chauffer sur la surface interne du corps chauffant. La surface interne du corps chauffant est définie par la surface sur laquelle le fluide est en contact.
Selon le mode de réalisation illustré sur les figures 1 et 2, chaque module de chauffe 3a, 3b comprend un circuit de guidage du fluide entre le noyau 11 et le corps chauffant 13a, 13b respectif.
Par ailleurs, un corps chauffant 13a, 13b, présente au moins une résistance chauffante 17. Cette résistance chauffante 17 peut être réalisée sous la forme d'une ou plusieurs pistes résistives 17.
Les pistes résistives 17 sont par exemple réalisées par sérigraphie sur la surface externe du corps chauffant 13a, 13b, c'est- à-dire sur la surface opposée à la surface du corps chauffant 13a, 13b en regard du noyau 11. Les pistes résistives 17 sont donc hors du circuit de guidage du fluide à chauffer. La chaleur produite par la résistance est directement transmise au fluide à chauffer à travers la paroi du corps chauffant 13a ou 13b correspondant, ce qui minimise les pertes thermiques et réduit l'inertie thermique du dispositif, le fluide peut dès lors être chauffé rapidement.
L'unité de commande électrique 5 contrôle les corps chauffants 13a, 13b en contrôlant l'alimentation des résistances chauffantes 17.
À cet effet les pistes résistives 17 sont connectées à l'unité de commande électrique 5. On prévoit pour ce faire des bornes de connexion électriquement reliées aux extrémités des pistes résistives 17.
En outre, on peut prévoir un capteur de température 19 pour mesurer, selon l'emplacement du capteur 19, la température d'un corps chauffant 13a, 13b associé ou la température de sortie du fluide chauffé. Il peut s'agir d'une thermistance, telle qu'une sonde « CTN » pour Coefficient de Température Négatif ou « NTC » pour l'anglais « Négative Température Coefficient », dont la résistance diminue avec la température. Ce capteur de température 19 peut être brasé ou soudé sur la surface externe du corps chauffant 13a, 13b associé ou être placé de façon à être en contact avec le fluide chauffé.
Par ailleurs, les modules de chauffe 3a, 3b sont par exemple identiques.
Les deux modules de chauffe 3a, 3b sont selon le mode de réalisation illustré disposés côte à côte de façon sensiblement parallèle.
Bien entendu, d'autres agencements sont envisageables, par exemple en disposant les deux modules de chauffe 3a, 3b bout à bout dans le sens longitudinal des modules de chauffe 3a, 3b.
La disposition côte à côte permet de réduire l'encombrement du dispositif de chauffage 1 dans le sens longitudinal. De plus, cet agencement présente une faible inertie de chauffe et une faible perte de charge.
Les modules de chauffe 3a, 3b présentent respectivement deux extrémités longitudinalement opposées : une extrémité d'entrée et une extrémité de sortie. Les extrémités d'entrée sont reçues dans une cavité respective du boîtier d'entrée de fluide 9a et de façon analogue les extrémités de sortie sont reçues dans une cavité respective du boîtier de sortie de fluide 9b.
Un canal d'entrée du fluide est formé dans le boîtier d'entrée de fluide 9a. Le canal d'entrée communique avec le circuit de guidage du premier module de chauffe 3a et avec le circuit de guidage du deuxième module de chauffe 3b.
Le boîtier d'entrée de fluide 9a présente à titre d'exemple une base sensiblement parallélépipédique munie d'une première cavité et d'une deuxième cavité respectivement de forme cylindrique à fond sphérique pour recevoir les extrémités d'entrée respectives des modules de chauffe 3a, 3b.
Le boîtier d'entrée de fluide 9a peut comporter également une tubulure saillante d'admission de fluide du dispositif de chauffage électrique 1. Le canal d'entrée est raccordé ainsi fluidiquement à la tubulure d'admission en parallèle aux deux cavités du boîtier d'entrée de fluide 9a.
De façon similaire, un canal de sortie du fluide est formé dans le boîtier de sortie de fluide 9b et communique avec le circuit de guidage du premier module de chauffe 3a et avec le circuit de guidage du deuxième module de chauffe 3b.
Comme on peut le voir sur la figure 1, le boîtier de sortie de fluide 9b présente sensiblement la même forme que le boîtier d'entrée de fluide 9a. Il présente ainsi une base sensiblement parallélépipédique munie des deux cavités pour recevoir les extrémités de sortie des modules de chauffe 3a, 3b et d'une tubulure saillante de sortie de fluide 25 du dispositif de chauffage électrique 1, destinée à être raccordée fluidiquement à un circuit de fluide chauffé. Les boîtiers d'entrée 9a et de sortie 9b sont selon cet exemple raccordés symétriquement, aux deux extrémités opposées des modules de chauffe 3a, 3b.
L'écoulement du fluide s'effectue ainsi depuis la tubulure d'admission de fluide du boîtier d'entrée 9a, dans le canal d'entrée, puis en parallèle dans les circuits de guidage des modules de chauffe 3a, 3b et ressort dans le canal de sortie du boîtier de sortie 9b puis par la tubulure de sortie 25.
L'écoulement du fluide se fait de façon sensiblement parallèle à l'axe longitudinal A d'un module de chauffe 3a, 3b. On parle d'écoulement linéaire.
Par ailleurs, en ce qui concerne l'unité de commande électrique 5 du corps chauffant 13a, 13b, celle-ci est portée par un support de circuit électrique 27.
Le support de circuit électrique 27 est par exemple une carte à circuit imprimé (ou PCB en anglais pour "Printed circuit board").
L'unité de commande électrique comprend au moins un, voir plusieurs interrupteurs de courant électrique 29 (cf figure 3) pour contrôler l'alimentation électrique des corps chauffants 13a, 13b. Les interrupteurs de courant électrique 29 sont par exemple des transistors bipolaires 28 à grille isolée (IGBT) (voir figure 4) respectivement électriquement reliés aux résistances 17 des corps chauffants 13a, 13b.
Selon une variante, on peut prévoir deux interrupteurs de courant électrique 29 par sécurité afin de s'assurer qu'en cas de panne de l'un d'entre eux, l'autre interrupteur puisse assurer l'alimentation d'un corps chauffant 7a ou 7b.
Outre les interrupteurs de courant électrique 29, le support de circuit électrique peut porter des moyens de raccord électrique 30 comprenant des connecteurs électriques reliant les résistances chauffantes 17 aux interrupteurs de courant électrique 29, des connecteurs d'alimentation haute tension 31 et un connecteur d'alimentation basse tension et de bus de communication 33 (cf figures 1 et 2).
On peut prévoir de plus des moyens de positionnement 35 du support de circuit électrique 27 tels que des moyens de clip sage par exemple agencés aux quatre coins du support de circuit électrique 27.
On se réfère maintenant à la figure 4 qui montre un schéma simplifié du dispositif de chauffage 1 selon l'invention.
L'unité de commande électrique 5 est pilotée par une unité de traitement et de régulation 40 également portée par le support de circuit électrique 27.
Plus spécifiquement, l'unité de traitement et de régulation 40 pilote l'ouverture et/ou la fermeture du/des transistors bipolaires à grille isolée 28.
A cet effet, l'unité de traitement et de régulation 40 comprend par exemple un microprocesseur 42 programmé pour recevoir un signal, en particulier une trame de données, via le bus de communication 33. A cet effet, l'unité 40 comprend par exemple un composant 44 de communication avec un réseau de communication embarqué qui est par exemple compatible avec le protocole standardisé de Réseau Local d'Interconnection (LIN) et qui est relié au microprocesseur 42.
La trame de données comprend par exemple un identificateur pour être associée à un dispositif de chauffage électrique 1 et contient une donnée de commande relative à un parmi plusieurs modes de pilotage de l'unité de commande électrique 5 et au moins une valeur de consigne concernant le mode de pilotage désigné par ladite donnée de commande et pour piloter l'unité de commande électrique 5 en fonction de la donnée de commande et de la valeur de consigne reçues. Parmi les différents modes, un premier mode est par exemple un mode de pilotage en puissance et la valeur de consigne pour ce mode de puissance est une valeur de puissance de chauffage.
En recevant la valeur de puissance, l'unité de traitement et de régulation 40 détermine par exemple le rapport cyclique a à appliquer pour obtenir la puissance de chauffage demandée et envoie ensuite un signal de commande à l'unité de commande électrique 5 pour ouvrir et fermer le transistor bipolaire à grille isolée 28 et obtenir ainsi une puissance moyenne correspondant à la puissance de consigne.
Un deuxième mode est par exemple un mode de pilotage selon un rapport cyclique a et la valeur de consigne pour ce mode de pilotage est une valeur de rapport cyclique a.
Dans ce cas, l'unité 40 pilote directement l'unité de commande 5 et son transistor 28 selon le rapport cyclique de consigne a.
Un troisième mode est par exemple un mode de pilotage en température et la valeur de consigne pour ce mode de pilotage est une valeur de température à atteindre du fluide à réchauffer.
Dans ce cas, l'unité est également raccordée au capteur de température 19 et commande par exemple la fermeture de transistor 28 jusqu'à ce que la température de consigne soit atteinte, puis il coupe le courant dans la résistance par ouverture du transistor 28, puis selon une boucle, un courant de chauffage est envoyé dans la résistance 17 dès que la température tombe en dessous d'un seuil jusqu'à obtenir à nouveau la température de consigne.
La figure 5 décrit un procédé de commande d'un dispositif de chauffage électrique 1.
Tout d'abord, sur le réseau embarqué du véhicule automobile compatible avec le protocole standardisé de Réseau Local d'Interconnection (LIN), des trames de données spécifiques associé à un dispositif de chauffage électrique d'un fluide 1 sont émises sur un bus série.
Ces trames spécifiques comprennent d'une part une donnée de commande relatif à un parmi plusieurs modes de pilotage de l'unité de commande électrique 5 et d'autre part au moins une valeur de consigne concernant le mode de pilotage désigné par ladite donnée de commande et pour piloter l'unité de commande électrique 5 en fonction de la donnée de commande et de la valeur de consigne reçues.
Selon une étape 100, l'unité 40 de traitement et de régulation reçoit depuis le bus de communication 33 une telle trame de données spécifique associée au dispositif de chauffage 1.
Selon une étape facultative 102, l'unité 40 de traitement et de régulation calcule des limitations de puissance à appliquer pour ledit au moins un transistor bipolaire à grille isolée 28.
Puis selon une étape 104, l'unité 40 de traitement et de régulation détermine le mode de pilotage indiqué (puissance, rapport cyclique ou température) dans la trame de données spécifique.
Puis, en fonction du mode de pilotage et de la valeur de consigne, l'unité 40 de traitement et de régulation détermine à l'étape 106- 1 (mode puissance), 106-2 (mode rapport cyclique) ou 106-3 (mode température) les paramètres nécessaires pour piloter l'unité 5 de commande électrique en fonction de la donnée de commande et de la valeur de consigne reçues.
De façon facultative, l'unité 40 de traitement et de régulation calcule pour le mode déterminé un lissage de puissance à appliquer pour le ou les transistors 28 bipolaire à grille isolée.
Selon une étape 108, l'unité 40 de traitement et de régulation pilote l'unité de commande électrique 5 comme décrit précédemment par exemple en puissance, selon un rapport cyclique ou en fonction d'une température de consigne. L'invention concerne également un moyen de stockage d'information qui mémorise un ou plusieurs programmes dont l'exécution autorise une mise en œuvre du procédé tel que décrit ci- dessus.
L'invention concerne aussi un programme d'ordinateur sur un moyen de stockage d'information, comportant une ou plusieurs séquences d'instructions exécutables par une unité de traitement d'information telle que microprocesseur, microcontrôleur, ordinateur et/ou machine d'état, l'exécution desdites séquences d'instructions autorisant une mise en œuvre du procédé tel que décrit ci-dessus.
On comprend donc que la présente invention permet d'obtenir un dispositif de chauffage électrique 1 qui peut s'adapter facilement à de nombreuses façons de pilotage de la ou des résistances de chauffage 17.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de chauffage électrique d'un fluide pour véhicule automobile comprenant :
au moins un corps chauffant (13 ; 13b) présentant au moins une résistance chauffante (17),
une unité de commande électrique (5) du corps chauffant (13a; 13b) reliée électriquement à au moins une résistance de chauffage (17), et
une unité (40) de traitement et de régulation configurée pour recevoir un signal comprenant d'une part une donnée de commande relative à un parmi plusieurs modes de pilotage de l'unité (5) de commande électrique et d'autre part au moins une valeur de consigne concernant le mode de pilotage désigné par ladite donnée de commande et pour piloter l'unité (5) de commande électrique en fonction de la donnée de commande et de la valeur de consigne reçues.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité (5) de commande électrique comprend au moins un transistor bipolaire à grille isolée (28).
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'unité (40) de traitement et de régulation comprend un composant (44) de communication avec un réseau de communication embarqué.
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le composant (44) de communication est un composant de communication compatible avec le protocole standardisé de Réseau Local d'Interconnection (LIN).
5. Procédé de commande d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'unité (40) de traitement et de régulation reçoit depuis un bus de communication un signal comprenant d'une part une donnée de commande relatif à un parmi plusieurs modes de pilotage de l'unité (5) de commande électrique et d'autre part au moins une valeur de consigne concernant le mode de pilotage désigné par ladite donnée de commande et
en fonction de la valeur de consigne, l'unité (40) de traitement et de régulation détermine les paramètres nécessaires pour piloter l'unité (5) de commande électrique en fonction de la donnée de commande et de la valeur de consigne reçues
l'unité (40) de traitement et de régulation pilote l'unité (5) de commande électrique.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'un premier mode est un mode de pilotage en puissance et en ce que la valeur de consigne est une valeur de puissance de chauffage.
7. Procédé selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce qu'un deuxième mode est un mode de pilotage selon un rapport cyclique et en ce que la valeur de consigne est une valeur de rapport cyclique.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que un troisième mode est un mode de pilotage en température et en ce que la valeur de consigne est une valeur de température à atteindre du fluide à réchauffer.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à
8 pour un dispositif de chauffage (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'unité (40) de traitement et de régulation calcule des limitations de puissance à appliquer pour ledit au moins un transistor bipolaire à grille isolée (28).
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à
9 pour un dispositif de chauffage (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'unité (40) de traitement et de régulation calcule un lissage de puissance à appliquer pour ledit au moins un transistor bipolaire à grille isolée (28).
11. Procédé de communication sur un réseau embarqué, notamment de véhicule automobile, compatible avec le protocole standardisé de Réseau Local d'Interconnection (LIN) dans lesquels des trames de données sont émises sur un bus série, caractérisé en ce qu'il comprend des trames de données spécifiques associé à un dispositif (1) de chauffage électrique d'un fluide selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, ces trames spécifiques comprenant une donnée de commande relatif à un parmi plusieurs modes de pilotage de l'unité (5) de commande électrique et d'autre part au moins une valeur de consigne concernant le mode de pilotage désigné par ladite donnée de commande et pour piloter l'unité (5) de commande électrique en fonction de la donnée de commande et de la valeur de consigne reçues.
12. Moyen de stockage d'information, caractérisé en ce qu'il mémorise un ou plusieurs programmes dont l'exécution autorise une mise en œuvre du procédé selon la revendication 11.
13. Programme d'ordinateur sur un moyen de stockage d'information, comportant une ou plusieurs séquences d'instructions exécutables par une unité de traitement d'information telle que microprocesseur, microcontrôleur, ordinateur et/ou machine d'état, l'exécution desdites séquences d'instructions autorisant une mise en œuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 11.
PCT/EP2015/071478 2014-09-23 2015-09-18 Dispositif de chauffage electrique de fluide pour vehicule automobile et procede de commande de ce dispositif Ceased WO2016046087A1 (fr)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201580051544.3A CN107074067A (zh) 2014-09-23 2015-09-18 用于电加热机动车辆的流体的装置和控制该装置的方法
EP15763944.4A EP3198989A1 (fr) 2014-09-23 2015-09-18 Dispositif de chauffage electrique de fluide pour vehicule automobile et procede de commande de ce dispositif

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1458956 2014-09-23
FR1458956A FR3026262B1 (fr) 2014-09-23 2014-09-23 Dispositif de chauffage electrique de fluide pour vehicule automobile et procede de commande de ce dispositif

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016046087A1 true WO2016046087A1 (fr) 2016-03-31

Family

ID=53191730

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2015/071478 Ceased WO2016046087A1 (fr) 2014-09-23 2015-09-18 Dispositif de chauffage electrique de fluide pour vehicule automobile et procede de commande de ce dispositif

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP3198989A1 (fr)
CN (1) CN107074067A (fr)
FR (1) FR3026262B1 (fr)
WO (1) WO2016046087A1 (fr)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3061871A1 (fr) * 2017-01-18 2018-07-20 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de chauffage electrique pour vehicule automobile

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3062601B1 (fr) * 2017-02-06 2019-06-07 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de chauffage electrique, circuit de chauffage et procede de gestion de la temperature correspondants
FR3101447B1 (fr) * 2019-10-01 2022-07-29 Valeo Systemes Thermiques Procédé de gestion thermique, notamment pour véhicule automobile, et stratégie de gestion thermique et unité de commande associées
EP4517209A1 (fr) * 2023-08-28 2025-03-05 Borgwarner Inc. Chauffe-eau instantané et procédé de fonctionnement d'un chauffe-eau instantané

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120014680A1 (en) * 2010-07-16 2012-01-19 Eberspacher Catem Gmbh & Co. Kg Electrical heating device
FR2987314A1 (fr) * 2012-02-29 2013-08-30 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de chauffage electrique de fluide pour vehicule automobile et appareil de chauffage et/ou de climatisation associe
US8788223B2 (en) * 2010-10-29 2014-07-22 GM Global Technology Operations LLC Comprehensive method of electrical fluid heating system fault detection and handling

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103558872B (zh) * 2012-08-03 2016-01-27 宁波保税区楷世环保科技有限公司 一种流量控制系统
FR2994892B1 (fr) * 2012-09-06 2014-10-03 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de chauffage electrique de fluide pour vehicule automobile, circuit de chauffage et appareil de chauffage et/ou de climatisation associes

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120014680A1 (en) * 2010-07-16 2012-01-19 Eberspacher Catem Gmbh & Co. Kg Electrical heating device
US8788223B2 (en) * 2010-10-29 2014-07-22 GM Global Technology Operations LLC Comprehensive method of electrical fluid heating system fault detection and handling
FR2987314A1 (fr) * 2012-02-29 2013-08-30 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de chauffage electrique de fluide pour vehicule automobile et appareil de chauffage et/ou de climatisation associe

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3061871A1 (fr) * 2017-01-18 2018-07-20 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de chauffage electrique pour vehicule automobile

Also Published As

Publication number Publication date
FR3026262A1 (fr) 2016-03-25
FR3026262B1 (fr) 2019-04-05
CN107074067A (zh) 2017-08-18
EP3198989A1 (fr) 2017-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3577395B1 (fr) Dispositif de chauffage électrique, circuit de chauffage et procédé de gestion de la température correspondants
EP3080523B1 (fr) Dispositif électrique de conditionnement thermique de fluide pour véhicule automobile, et appareil de chauffage et/ou de climatisation associé
EP2901088B1 (fr) Dispositif de conditionnement thermique de fluide pour vehicule automobile et appareil de chauffage et/ou de climatisation correspondant
EP3198989A1 (fr) Dispositif de chauffage electrique de fluide pour vehicule automobile et procede de commande de ce dispositif
WO2011076834A2 (fr) Dispositif de chauffage electrique et appareil de chauffage correspondant
EP3017653A1 (fr) Dispositif de chauffage de fluide pour véhicule automobile et appareil de chauffage et/ou de climatisation correspondant
EP3066397A1 (fr) Dispositif électrique de conditionnement thermique de fluide pour véhicule automobile, et appareil de chauffage et/ou de climatisation associé
EP3016811A1 (fr) Dispositif de conditionnement thermique de fluide pour véhicule automobile et appareil de chauffage et/ou de climatisation correspondant
EP2890937B1 (fr) Dispositif de chauffage électrique de fluide pour véhicule automobile
FR3003809A1 (fr) Dispositif de chauffage electrique de fluide pour vehicule automobile et circuit de chauffage associe
EP3305015A1 (fr) Module chauffant et dispositif de chauffage électrique comportant un tel module chauffant
EP2892742A1 (fr) Dispositif de chauffage électrique de fluide pour véhicule automobile, circuit de chauffage et appareil de chauffage et/ou de climatisation associés
EP4078042B1 (fr) Dispositif de chauffage de fluide, notamment destiné a un véhicule
FR2878316A1 (fr) Dispositif de chauffage electrique, notamment pour appareil de chauffage, de ventilation et/ou de climatisation de vehicule
WO2019081855A1 (fr) Dispositif de chauffage pour boitier de climatisation, notamment de vehicule automobile, et boitier de climatisation equipe d'un tel dispositif de chauffage
FR3127721A1 (fr) Dispositif de chauffage électrique et installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation correspondante
FR3127722A1 (fr) Dispositif de chauffage électrique et installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation correspondante
WO2019081856A1 (fr) Dispositif de chauffage, notamment pour boitier de climatisation d'un vehicule automobile
FR3079451A1 (fr) Dispositif de chauffage electrique et installation de chauffage et/ou ventilation et/ou climatisation correspondante

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: 15763944

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2015763944

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2015763944

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE