FR3142862A1 - Heating system, particularly for vehicles - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un système de chauffage (200), notamment destiné à être installé à l’intérieur d’un habitacle d’un véhicule, notamment d’un véhicule automobile, le système comprenant : une structure chauffante comportant : au moins une couche résistive agencée pour produire de la chaleur lorsque cette couche est parcourue par un courant électrique, cette couche résistive étant notamment une nappe à base de carbone déposée sur un substrat,au moins deux électrodes en contact électrique avec la couche résistive de manière à permettre à un courant électrique de circuler à travers la couche résistive entre ces deux électrodes,un capteur de température (201) configuré pour utiliser une propriété de la couche résistive pour déterminer une température associée à cette couche résistive, la propriété utilisée étant la variation de la résistance électrique de la couche résistive en fonction de la température de celle-ci. Figure de l’abrégé : Figure 9The invention relates to a heating system (200), in particular intended to be installed inside a passenger compartment of a vehicle, in particular a motor vehicle, the system comprising: a heating structure comprising: at least one layer resistive layer arranged to produce heat when this layer is passed through by an electric current, this resistive layer being in particular a carbon-based sheet deposited on a substrate, at least two electrodes in electrical contact with the resistive layer so as to allow a electric current to flow through the resistive layer between these two electrodes, a temperature sensor (201) configured to use a property of the resistive layer to determine a temperature associated with this resistive layer, the property used being the variation of the electrical resistance of the resistive layer as a function of its temperature. Abstract Figure: Figure 9
Description
La présente invention se rapporte à un système de chauffage, notamment pour véhicule. Le véhicule peut être de type terrestre, maritime ou aérien.The present invention relates to a heating system, in particular for a vehicle. The vehicle can be land, sea or air.
On connaît des panneaux chauffants qui comprennent une pluralité d’électrodes configurées pour délivrer de la chaleur par effet Joule en alimentant avec du courant électrique un revêtement conducteur. On pourra par exemple se reporter au document US2016059669.Heating panels are known which comprise a plurality of electrodes configured to deliver heat by the Joule effect by supplying electric current to a conductive coating. We can for example refer to document US2016059669.
Il existe notamment un besoin pour intégrer davantage de fonctions, notamment dans un système de chauffage, en vue par exemple de réduire le nombre de composants utilisés et donc le coût global, et également pour améliorer la fiabilité et la sécurité du système.In particular, there is a need to integrate more functions, particularly in a heating system, with a view, for example, to reducing the number of components used and therefore the overall cost, and also to improve the reliability and safety of the system.
L’invention a ainsi pour objet un système de chauffage, notamment destiné à être installé à l’intérieur d’un habitacle d’un véhicule, notamment d’un véhicule automobile, le système comprenant :
- une structure chauffante comportant :
- au moins une couche résistive agencée pour produire de la chaleur lorsque cette couche est parcourue par un courant électrique, cette couche résistive étant notamment une nappe à base de carbone déposée sur un substrat,
- au moins deux électrodes en contact électrique avec la couche résistive de manière à permettre à un courant électrique de circuler à travers la couche résistive entre ces deux électrodes,
- un capteur de température configuré pour utiliser une propriété de la couche résistive pour déterminer une température associée à cette couche résistive, la propriété utilisée étant la variation de la résistance électrique de la couche résistive en fonction de la température de celle-ci.
- a heating structure comprising:
- at least one resistive layer arranged to produce heat when an electric current passes through this layer, this resistive layer being in particular a carbon-based sheet deposited on a substrate,
- at least two electrodes in electrical contact with the resistive layer so as to allow an electric current to flow through the resistive layer between these two electrodes,
- a temperature sensor configured to use a property of the resistive layer to determine a temperature associated with this resistive layer, the property used being the variation of the electrical resistance of the resistive layer as a function of the temperature thereof.
Grâce à l’invention, il est possible d’intégrer, dans le système de chauffage, un capteur de température dont l’un des composants principaux est la couche résistive de la structure chauffante, notamment le matériau à base de carbone. Ceci permet de limiter le nombre de composants nécessaires au capteur de température, ce qui peut réduire le coût de revient du capteur de température.Thanks to the invention, it is possible to integrate, into the heating system, a temperature sensor, one of the main components of which is the resistive layer of the heating structure, in particular the carbon-based material. This makes it possible to limit the number of components necessary for the temperature sensor, which can reduce the cost price of the temperature sensor.
Il est par exemple possible d’éviter l’emploi de composants additionnels tel qu’un ou plusieurs composants CTN (composant à Coefficient de Température Négatif) avec ses composants associés, dans le capteur de température. De tels composants additionnels CTN, par exemple posés sur la couche résistive, présentent des inconvénients du fait que ce type de composant peut mesurer la température seulement sur une zone très localisée de la structure chauffante, ce qui a pour conséquence que de potentiels points chauds de la couche résistive échappent à la détection par le composant CTN. Dans la présente invention, l’utilisation de la couche résistive elle-même permet d’obtenir une température globale moyenne de cette couche résistive.For example, it is possible to avoid the use of additional components such as one or more NTC components (Negative Temperature Coefficient component) with its associated components, in the temperature sensor. Such additional CTN components, for example placed on the resistive layer, have disadvantages due to the fact that this type of component can measure the temperature only on a very localized area of the heating structure, which has the consequence that potential hot spots of the resistive layer escapes detection by the CTN component. In the present invention, the use of the resistive layer itself makes it possible to obtain an average overall temperature of this resistive layer.
Un autre avantage de l’invention, c’est que, même si la couche résistive présente des défauts localisés, la mesure de température reste possible sur le reste de la couche résistive. Au contraire, dans le cas d’un fil CTN, la mesure de température dévient impossible dès qu’un point du fil est défectueux. L’invention offre ainsi une mesure plus fiable et plus robuste de la température de la couche résistive. L’invention permet en outre la suppression des contraintes d'intégration électrique (connexions supplémentaires) et mécanique (épaisseur, localisation...) d’un composant CTN.Another advantage of the invention is that, even if the resistive layer has localized defects, temperature measurement remains possible on the rest of the resistive layer. On the contrary, in the case of a CTN wire, temperature measurement becomes impossible as soon as a point on the wire is defective. The invention thus offers a more reliable and more robust measurement of the temperature of the resistive layer. The invention also allows the removal of electrical (additional connections) and mechanical (thickness, location, etc.) integration constraints of a CTN component.
Selon l’un des aspects de l’invention, le capteur de température est configuré pour déterminer, notamment par mesure d’une variation de tension, une donnée représentative de la résistance électrique de la couche résistive.According to one of the aspects of the invention, the temperature sensor is configured to determine, in particular by measuring a voltage variation, data representative of the electrical resistance of the resistive layer.
Selon l’un des aspects de l’invention, le capteur de température comporte un montage électrique agencé pour permettre une mesure ratiométrique représentative de la résistance électrique de la couche résistive.According to one of the aspects of the invention, the temperature sensor comprises an electrical assembly arranged to allow a ratiometric measurement representative of the electrical resistance of the resistive layer.
Selon l’un des aspects de l’invention, le montage électrique comporte deux branches parallèles, dont une première branche avec une résistance Shunt en série avec la résistance de la couche résistive, et une deuxième branche deux résistances en série.According to one of the aspects of the invention, the electrical assembly comprises two parallel branches, including a first branch with a Shunt resistance in series with the resistance of the resistive layer, and a second branch with two resistors in series.
Selon l’un des aspects de l’invention, les branches forment notamment des diviseurs de tension.According to one of the aspects of the invention, the branches in particular form voltage dividers.
Selon l’un des aspects de l’invention, le capteur de température est agencé pour calculer le ratio entre une première tension mesurée sur la première branche et une deuxième tension mesurée sur la deuxième branche.According to one of the aspects of the invention, the temperature sensor is arranged to calculate the ratio between a first voltage measured on the first branch and a second voltage measured on the second branch.
Selon l’un des aspects de l’invention, le système est agencé pour mémoriser une table de valeurs de ratios et pour comparer une valeur mesurée de ratio dans le montage électrique à diviseur de tension.According to one of the aspects of the invention, the system is arranged to memorize a table of ratio values and to compare a measured ratio value in the electrical assembly with a voltage divider.
Dans cet exemple de réalisation de l’invention, le système n’utilise pas directement la valeur de la résistance Rh associée à la couche résistive, mais le ratio (V1/V2 ou V2/V1) qui est une image de cette résistance Rh.In this example embodiment of the invention, the system does not directly use the value of the Rh resistance associated with the resistive layer, but the ratio (V1/V2 or V2/V1) which is an image of this Rh resistance.
Selon un autre des aspects de l’invention, le système est configuré pour déterminer la température de la couche résistive par mesure de la tension aux bornes d’une résistance shunt en utilisant une tension constante d’alimentation.According to another aspect of the invention, the system is configured to determine the temperature of the resistive layer by measuring the voltage across a shunt resistor using a constant supply voltage.
Selon encore un autre des aspects de l’invention, le système est configuré pour déterminer la température de la couche résistive par mesure de la tension aux bornes des électrodes de la couche résistive en utilisant un courant constant.According to yet another aspect of the invention, the system is configured to determine the temperature of the resistive layer by measuring the voltage across the electrodes of the resistive layer using a constant current.
Toute autre méthode de détermination de la température peut être utilisée.Any other method of determining temperature may be used.
En tout cas, la méthode ratiométrique permet de s’affranchir de la génération d’un courant constant, et/ou d’une tension régulée pour effectuer la mesure, ce qui permet d’économiser des composants et par conséquent de rendre plus fiable l’ensemble. En outre, la méthode ratiométrique permet à la fois de connaître une valeur absolue de la température, par connaissance de la tension de batterie ou d’alimentation et une variation relative de la température.In any case, the ratiometric method makes it possible to avoid the generation of a constant current, and/or a regulated voltage to carry out the measurement, which saves components and therefore makes the measurement more reliable. 'together. In addition, the ratiometric method allows both an absolute value of the temperature to be known, by knowing the battery or power supply voltage, and a relative variation in the temperature.
Selon l’un des aspects de l’invention, le système de chauffage est configuré pour comparer le ratio V2/V1 (ou V1/V2) et faire une extrapolation à partir de valeurs connues, dans une table par exemple qui peut être acquise expérimentalement ou calculée, notamment pour prendre la décision de produire du chauffage ou non.According to one of the aspects of the invention, the heating system is configured to compare the ratio V2/V1 (or V1/V2) and make an extrapolation from known values, in a table for example which can be acquired experimentally. or calculated, in particular to make the decision to produce heating or not.
Selon un autre des aspects de l’invention, le système de chauffage peut être soumis à une phase de calibration optionnelle permettant de limiter les effets de la dispersion de valeur des composants.According to another aspect of the invention, the heating system can be subjected to an optional calibration phase making it possible to limit the effects of the dispersion of value of the components.
Selon un autre des aspects de l’invention, le système de chauffage est configuré pour réaliser un diagnostic de la structure chauffante lors de son fonctionnement. Ceci permet par exemple de détecter des défauts sur la structure chauffante, menant par exemple à une surchauffe dangereuse.According to another aspect of the invention, the heating system is configured to carry out a diagnosis of the heating structure during its operation. This makes it possible, for example, to detect faults on the heating structure, leading for example to dangerous overheating.
L’invention a également pour objet un procédé pour mesurer une température d’une structure chauffante qui comporte :
- au moins une couche résistive agencée pour produire de la chaleur lorsque cette couche est parcourue par un courant électrique, cette couche résistive étant notamment une nappe à base de carbone déposée sur un substrat,
- au moins deux électrodes en contact électrique avec la couche résistive de manière à permettre à un courant électrique de circuler à travers la couche résistive entre ces deux électrodes,
- utiliser une propriété de la couche résistive pour déterminer une température associée à cette couche résistive, la propriété utilisée étant la variation de la résistance électrique de la couche résistive en fonction de la température de celle-ci.
- at least one resistive layer arranged to produce heat when an electric current passes through this layer, this resistive layer being in particular a carbon-based sheet deposited on a substrate,
- at least two electrodes in electrical contact with the resistive layer so as to allow an electric current to flow through the resistive layer between these two electrodes,
- use a property of the resistive layer to determine a temperature associated with this resistive layer, the property used being the variation of the electrical resistance of the resistive layer as a function of the temperature thereof.
Selon l’un des aspects de l’invention, le procédé comprend les étapes suivantes :
- fournir une température de consigne,
- déterminer une première valeur d’une grandeur, par exemple une valeur de ratio V1/V2 ou V2/V1, associée à cette température de consigne, notamment par extrapolation à partir d’une table de valeurs,
- déterminer une deuxième valeur d’une grandeur, par exemple une valeur de ratio mesurée sur la couche résistive de la structure chauffante,
- comparer la première valeur à la deuxième valeur, par exemple comparer la valeur de ratio associée de la température de consigne à celle mesurée,
- enclencher ou maintenir le chauffage de la structure chauffante si la première valeur est plus petite que la deuxième valeur, par exemple si la valeur de ratio mesurée est plus petite que la valeur de ratio associée de la température de consigne,
- couper le chauffage de la structure chauffante si la première valeur est plus grande que la deuxième valeur, par exemple si la valeur de ratio mesurée est plus grande que la valeur de ratio associée de la température de consigne.
- provide a set temperature,
- determine a first value of a quantity, for example a value of ratio V1/V2 or V2/V1, associated with this set temperature, in particular by extrapolation from a table of values,
- determine a second value of a quantity, for example a ratio value measured on the resistive layer of the heating structure,
- compare the first value to the second value, for example compare the associated ratio value of the set temperature to that measured,
- activate or maintain heating of the heating structure if the first value is smaller than the second value, for example if the measured ratio value is smaller than the associated ratio value of the set temperature,
- cut off heating of the heating structure if the first value is greater than the second value, for example if the measured ratio value is greater than the associated ratio value of the set temperature.
La mesure de la température peut s’effectuer pendant ou en dehors d’une période de chauffage de la structure chauffante.The temperature measurement can be carried out during or outside a heating period of the heating structure.
En résumé, l’invention utilise la variation de résistance avec la température du matériau actif de la couche résistive pour déduire la température, et cette propriété est notamment utilisée à des fins d’autorégulation et/ou de sécurité de fonctionnement du système de chauffage. Cela évite la mise en œuvre de composants tels que des CTN qui, en outre, pourraient se révéler insuffisants pour accomplir au mieux la régulation de la température de la structure chauffante. L’invention permet notamment de connaître, avec une grande fiabilité, la température moyenne de toute la surface de la structure chauffante et non seulement de zones localisées d’un ou plusieurs capteurs de température ajoutés au système. Un autre avantage lié à l’invention est une meilleure sécurité de fonctionnement car le chauffage peut être conditionné directement à la température du matériau de la couche résistive et non à l’indication d’un capteur CTN par exemple. L’invention permet encore une meilleure résilience en cas de dégradation locale de la couche résistive dans la mesure où il n’y a pas de rupture de conduction, contrairement à un fil chauffant rompu.In summary, the invention uses the variation of resistance with the temperature of the active material of the resistive layer to deduce the temperature, and this property is used in particular for the purposes of self-regulation and/or operational safety of the heating system. This avoids the implementation of components such as CTN which, moreover, could prove insufficient to best achieve the regulation of the temperature of the heating structure. The invention makes it possible in particular to know, with great reliability, the average temperature of the entire surface of the heating structure and not only of localized zones of one or more temperature sensors added to the system. Another advantage linked to the invention is better operational safety because the heating can be conditioned directly to the temperature of the material of the resistive layer and not to the indication of a CTN sensor for example. The invention allows even better resilience in the event of local degradation of the resistive layer to the extent that there is no conduction break, unlike a broken heating wire.
L’invention concerne encore une utilisation du dispositif de chauffage tel que décrit plus haut, en tant que thermomètre pour mesurer une température ambiante, par exemple une température ambiante dans un habitacle de véhicule.The invention also relates to a use of the heating device as described above, as a thermometer for measuring an ambient temperature, for example an ambient temperature in a vehicle passenger compartment.
Selon l’un des aspects de l’invention, cette mesure de température ambiante est réalisée avant une période de chauffage de la structure chauffante ou après une période suffisamment longue sans chauffage permettant au matériau de la structure chauffante de reprendre la température ambiante. Cette température ainsi mesurée peut être corrélée à une température provenant d’un autre système, permettant d’augmenter la fiabilité d’un diagnostic global.According to one of the aspects of the invention, this measurement of ambient temperature is carried out before a period of heating of the heating structure or after a sufficiently long period without heating allowing the material of the heating structure to return to ambient temperature. This temperature thus measured can be correlated with a temperature coming from another system, making it possible to increase the reliability of an overall diagnosis.
Selon l’un des aspects de l’invention, la structure chauffante fait partie d’un dispositif de chauffage et d’éclairage tel ci-après.According to one of the aspects of the invention, the heating structure is part of a heating and lighting device such as below.
Selon l’un des aspects de l’invention, le dispositif de chauffage et d’éclairage comporte une face fonctionnelle vers laquelle de la chaleur produite par la structure chauffante et la lumière produite par la structure lumineuse peuvent être envoyées, cette face fonctionnelle étant configurée pour diffuser la chaleur et la lumière ainsi reçues vers l’extérieur du dispositif de chauffage et d’éclairage, en direction par exemple d’une zone d’un habitacle de véhicule.According to one of the aspects of the invention, the heating and lighting device comprises a functional face towards which the heat produced by the heating structure and the light produced by the luminous structure can be sent, this functional face being configured to diffuse the heat and light thus received towards the outside of the heating and lighting device, towards for example an area of a vehicle passenger compartment.
La face fonctionnelle est ainsi une face du dispositif de chauffage et d’éclairage sur laquelle les fonctions de chauffage et d’éclairage se manifestent, par exemple pour chauffer une zone d’un habitacle de véhicule et/ou pour éclairer une zone de cet habitacle ou créer un effet lumineux visible depuis l’habitacle.The functional face is thus a face of the heating and lighting device on which the heating and lighting functions are manifested, for example to heat an area of a vehicle passenger compartment and/or to illuminate an area of this passenger compartment or create a lighting effect visible from the passenger compartment.
Selon l’un des aspects de l’invention, le matériau de la couche résistive contient un oxyde transparent conducteur (TCO) choisi parmi l’oxyde d’indium-étain (ITO) et l’oxyde de Zinc (ZnO).According to one of the aspects of the invention, the material of the resistive layer contains a transparent conductive oxide (TCO) chosen from indium tin oxide (ITO) and zinc oxide (ZnO).
Selon l’un des aspects de l’invention, au moins une région de la structure chauffante, notamment la totalité de la structure chauffante, est placée entre la face fonctionnelle et la structure lumineuse de sorte que de la lumière issue de cette structure lumineuse traverse la couche résistive de la structure chauffante avant d’atteindre la face fonctionnelle.According to one of the aspects of the invention, at least one region of the heating structure, in particular the entire heating structure, is placed between the functional face and the luminous structure so that light from this luminous structure passes through the resistive layer of the heating structure before reaching the functional face.
Selon l’un des aspects de l’invention, les structures chauffante et lumineuse forment des couches empilées.According to one aspect of the invention, the heating and lighting structures form stacked layers.
Selon l’un des aspects de l’invention, le dispositif de chauffage et d’éclairage présente une forme de panneau.According to one of the aspects of the invention, the heating and lighting device has a panel shape.
Selon l’un des aspects de l’invention, le dispositif de chauffage et d’éclairage est souple, à savoir il peut être conformé pour prendre une forme prédéterminée.According to one of the aspects of the invention, the heating and lighting device is flexible, namely it can be shaped to take a predetermined shape.
Selon l’un des aspects de l’invention, la structure chauffante et la structure lumineuse sont solidaires l’une de l’autre.According to one of the aspects of the invention, the heating structure and the lighting structure are integral with each other.
Selon l’un des aspects de l’invention, la structure chauffante est en contact avec la structure lumineuse.According to one of the aspects of the invention, the heating structure is in contact with the light structure.
Selon l’un des aspects de l’invention, la structure chauffante et la structure lumineuse sont assemblées par lamination.According to one of the aspects of the invention, the heating structure and the lighting structure are assembled by lamination.
Selon l’un des aspects de l’invention, la structure lumineuse comprend une source de lumière, notamment sous la forme d’une ou plusieurs LED (diode électroluminescente).According to one of the aspects of the invention, the light structure comprises a light source, in particular in the form of one or more LEDs (light-emitting diode).
La lumière visible émise par la structure lumineuse est une lumière visible par l’œil humain. Cette lumière qui traverse la couche résistive produit un effet perceptible par l’œil humain et participe, par exemple, à la décoration de l’habitacle et/ou à l’ambiance dans l’habitacle.The visible light emitted by the light structure is light visible to the human eye. This light which passes through the resistive layer produces an effect perceptible to the human eye and contributes, for example, to the decoration of the passenger compartment and/or to the atmosphere in the passenger compartment.
Selon l’un des aspects de l’invention, la structure lumineuse comprend un moteur de lumière.According to one of the aspects of the invention, the light structure comprises a light engine.
Selon l’un des aspects de l’invention, le moteur de lumière est un dispositif électronique, notamment à circuit imprimé, comprenant une ou plusieurs LED (diode électroluminescente) et au moins un guide de lumière pour guider la lumière émise par la ou les LED.According to one of the aspects of the invention, the light engine is an electronic device, in particular a printed circuit, comprising one or more LEDs (light-emitting diode) and at least one light guide for guiding the light emitted by the one or more LED.
Selon l’un des aspects de l’invention, le guide de lumière du moteur de lumière comporte une plaque dans laquelle de la lumière peut se propager, cette plaque comprenant au moins une face d’émission de la lumière.According to one of the aspects of the invention, the light guide of the light engine comprises a plate in which light can propagate, this plate comprising at least one light emitting face.
Selon l’un des aspects de l’invention, la plaque présente, au moins localement, une forme plane, et la face d’émission de la lumière est, au moins localement, plane.According to one of the aspects of the invention, the plate has, at least locally, a planar shape, and the light emitting face is, at least locally, planar.
Selon l’un des aspects de l’invention, la plaque présente une forme complexe différente d’une forme plane.According to one of the aspects of the invention, the plate has a complex shape different from a planar shape.
Selon l’un des aspects de l’invention, la plaque de guide de lumière s’étend selon une surface courbe.According to one aspect of the invention, the light guide plate extends along a curved surface.
Selon l’un des aspects de l’invention, la plaque est réalisée en matériau à base de plastique.According to one of the aspects of the invention, the plate is made of plastic-based material.
Selon l’un des aspects de l’invention, la plaque est fabriquée avec une forme prédéterminée, à savoir qu’elle ne se déforme pas ou sensiblement pas lors de son intégration dans le dispositif de chauffage et d’éclairage.According to one of the aspects of the invention, the plate is manufactured with a predetermined shape, namely that it does not deform or substantially does not deform during its integration into the heating and lighting device.
Selon l’un des aspects de l’invention, la plaque présente deux faces séparées par l’épaisseur de la plaque, l’une de ces faces présentant des reliefs d’activation optique agencés pour provoquer la déviation de la lumière vers la face d’émission de la lumière qui est opposée à la face sur laquelle sont réalisées les reliefs.According to one of the aspects of the invention, the plate has two faces separated by the thickness of the plate, one of these faces presenting optical activation reliefs arranged to cause the deflection of the light towards the face of the plate. the emission of light which is opposite to the face on which the reliefs are made.
Selon l’un des aspects de l’invention, la plaque forme une source lumineuse surfacique, à diffusion lumineuse homogène ou hétérogène.According to one of the aspects of the invention, the plate forms a surface light source, with homogeneous or heterogeneous light diffusion.
Selon l’un des aspects de l’invention, la face d’émission de la lumière est en vis-à-vis de la structure chauffante.According to one of the aspects of the invention, the light emitting face faces the heating structure.
Selon l’un des aspects de l’invention, la structure lumineuse comprend une nappe textile.According to one of the aspects of the invention, the light structure comprises a textile sheet.
Selon l’un des aspects de l’invention, la nappe textile comprend des fils textiles et des fibres optiques entrelacés.According to one of the aspects of the invention, the textile web comprises interwoven textile threads and optical fibers.
Selon l’un des aspects de l’invention, les fils textiles comprennent des fils dans une matière naturelle tels que des fils végétaux, et/ou des fils dans une matière artificielle ou synthétique.According to one of the aspects of the invention, the textile yarns comprise yarns in a natural material such as plant yarns, and/or yarns in an artificial or synthetic material.
Dans un exemple de réalisation de l’invention, la nappe textile comprend des fibres optiques en chaîne tissés avec des fils textiles en trame.In an exemplary embodiment of the invention, the textile web comprises optical fibers in warp woven with textile threads in weft.
Dans un autre exemple de réalisation de l’invention, la nappe textile comprend des fibres optiques en trame tissés avec des fils textiles en chaîne.In another embodiment of the invention, the textile web comprises optical fibers in weft woven with textile threads in warp.
Selon l’un des aspects de l’invention, la nappe textile comprend des fils textiles agencés en chaîne et en trame selon une armature de type toile.According to one of the aspects of the invention, the textile sheet comprises textile threads arranged in warp and weft according to a canvas-type frame.
Selon l’un des aspects de l’invention, les fibres optiques sont ponctuellement liées à ladite armature de manière à venir doubler ladite armature, les fibres optiques étant sensiblement positionnée sur une surface parallèle à la surface définie par l’armature.According to one of the aspects of the invention, the optical fibers are pointally linked to said armature so as to double said armature, the optical fibers being substantially positioned on a surface parallel to the surface defined by the armature.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’armature est souple, c’est-à-dire capable de prendre une forme prédéterminée par déformation.According to one of the aspects of the invention, the reinforcement is flexible, that is to say capable of taking a predetermined shape by deformation.
Selon l’un des aspects de l’invention, les fibres optiques sont liées à l’armature par des fils textiles de chaîne ou des files de trameAccording to one of the aspects of the invention, the optical fibers are linked to the reinforcement by textile warp threads or weft threads.
Selon l’un des aspects de l’invention, les fils textiles et les fibres optiques forment une nappe tissée.According to one of the aspects of the invention, the textile threads and the optical fibers form a woven sheet.
Selon l’un des aspects de l’invention, la nappe textile a une épaisseur inférieure à 1 mm, notamment comprise entre 0,1 mm et 0,7 mm.According to one of the aspects of the invention, the textile sheet has a thickness of less than 1 mm, in particular between 0.1 mm and 0.7 mm.
Selon l’un des aspects de l’invention, les fibres optiques comportent chacune une ou plusieurs zones d’émission de la lumière vers l’extérieur de la fibre.According to one of the aspects of the invention, the optical fibers each comprise one or more zones for emitting light towards the outside of the fiber.
Selon l’un des aspects de l’invention, ces zones d’émission sont sur une surface latérale de la fibre optique.According to one of the aspects of the invention, these emission zones are on a lateral surface of the optical fiber.
Selon l’un des aspects de l’invention, ces zones ont des formes variées, par exemple une zone circulaire, une zone longiligne, une zone en croix, une zone en zigzag…According to one of the aspects of the invention, these zones have varied shapes, for example a circular zone, a slender zone, a cross zone, a zigzag zone, etc.
Ces zones d’émission peuvent être perçues depuis l’habitacle comme des points ou tâches ou motifs lumineuse.These emission zones can be perceived from the passenger compartment as points or spots or light patterns.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’une au moins des zones d’émission de la lumière comporte des reliefs d’activation, par exemple sous la forme de stries, pour envoyer la lumière hors de la fibre optique.According to one of the aspects of the invention, at least one of the light emission zones comprises activation reliefs, for example in the form of streaks, to send the light out of the optical fiber.
Selon l’un des aspects de l’invention, ces reliefs, notamment des stries, sont réalisés par attaque laser ou par sablage sur la fibre optique.According to one of the aspects of the invention, these reliefs, in particular streaks, are produced by laser attack or by sandblasting on the optical fiber.
Selon l’un des aspects de l’invention, la structure chauffante comprend un réseau d’électrodes comportant une pluralité d’électrodes de distribution et une pluralité d’électrodes de contact alimentées en courant électrique par les électrodes de distribution.According to one of the aspects of the invention, the heating structure comprises a network of electrodes comprising a plurality of distribution electrodes and a plurality of contact electrodes supplied with electric current by the distribution electrodes.
Les électrodes de distribution peuvent être vues comme des électrodes « parents » et les électrodes de contact comme des électrodes « enfants ».The distribution electrodes can be seen as “parent” electrodes and the contact electrodes as “child” electrodes.
Selon l’un des aspects de l’invention, les électrodes de contact sont, au moins pour certaines d’entre elles, notamment pour toutes les électrodes de contact du réseau d’électrodes, parallèles entre elles.According to one of the aspects of the invention, the contact electrodes are, at least for some of them, in particular for all the contact electrodes of the electrode network, parallel to each other.
Selon l’un des aspects de l’invention, le réseau d’électrodes comprend des électrodes de distribution agencées pour conduire du courant électrique d’une source électrique vers les électrodes de contact, plusieurs électrodes de contact se raccordant à une même électrode de distribution.According to one of the aspects of the invention, the network of electrodes comprises distribution electrodes arranged to conduct electric current from an electrical source to the contact electrodes, several contact electrodes connecting to the same distribution electrode .
Selon l’un des aspects de l’invention, une au moins des électrodes de distribution est rectiligne sur une partie au moins de sa longueur, et les électrodes de contact qui sont associées à cette électrode de distribution se raccordant, par exemple perpendiculairement, à cette électrode de distribution.According to one of the aspects of the invention, at least one of the distribution electrodes is rectilinear over at least part of its length, and the contact electrodes which are associated with this distribution electrode connecting, for example perpendicularly, to this distribution electrode.
Selon l’un des aspects de l’invention, les électrodes de distribution peuvent présenter des formes différentes, notamment courbes avec des arrondis.According to one of the aspects of the invention, the distribution electrodes can have different shapes, in particular curved with rounded edges.
Les électrodes de distribution peuvent être parallèles entre elles ou non.The distribution electrodes can be parallel to each other or not.
Selon l’un des aspects de l’invention, le réseau d’électrodes comporte au moins deux électrodes de distribution qui sont parallèles entre elles sur au moins une partie de leur longueur, et leurs électrodes de contact associées sont disposées entre ces deux électrodes de distribution et sont alternées avec une inter-distance qui décroit en lien avec la décroissance de la tension présente entre les paires d’électrodes de manière à maintenir sensiblement uniforme la puissance électrique entre les paires d’électrodes de contact.According to one of the aspects of the invention, the electrode network comprises at least two distribution electrodes which are parallel to each other over at least part of their length, and their associated contact electrodes are arranged between these two distribution electrodes. distribution and are alternated with an inter-distance which decreases in connection with the decrease in the voltage present between the pairs of electrodes so as to maintain the electrical power substantially uniform between the pairs of contact electrodes.
Selon l’un des aspects de l’invention, les électrodes et la couche résistive sont portées sur un substrat réalisé dans un matériau souple capable de prendre une forme prédéterminée par déformation, ce substrat étant notamment également extensible.According to one of the aspects of the invention, the electrodes and the resistive layer are carried on a substrate made of a flexible material capable of taking a predetermined shape by deformation, this substrate being in particular also extensible.
Selon l’un des aspects de l’invention, la couche résistive est déposée sur le substrat, et se présente sous la forme d’une nappe, notamment une nappe d’encre. Cette nappe est notamment d’épaisseur sensiblement constante sur toute sa superficie.According to one of the aspects of the invention, the resistive layer is deposited on the substrate, and is in the form of a sheet, in particular an ink sheet. This layer is notably of substantially constant thickness over its entire surface area.
Selon l’un des aspects de l’invention, les électrodes sont déposées sur le substrat par impression, sérigraphie ou lamination de plusieurs matériaux.According to one of the aspects of the invention, the electrodes are deposited on the substrate by printing, screen printing or lamination of several materials.
Selon l’un des aspects de l’invention, la couche résistive est déposée sur le substrat par impression, sérigraphie ou lamination de plusieurs matériaux.According to one of the aspects of the invention, the resistive layer is deposited on the substrate by printing, screen printing or lamination of several materials.
Selon l’un des aspects de l’invention, la couche résistive est présente sur une face du substrat.According to one of the aspects of the invention, the resistive layer is present on one face of the substrate.
Selon l’un des aspects de l’invention, la couche résistive est disposée en regard de la face fonctionnelle dudit dispositif.According to one of the aspects of the invention, the resistive layer is placed facing the functional face of said device.
Selon l’un des aspects de l’invention, le substrat est de type textile, tissé ou tricoté, ou de type non-tissé.According to one of the aspects of the invention, the substrate is of textile type, woven or knitted, or of non-woven type.
Ce non-tissé peut comporter un mélange de fibres en polypropylène et/ou de fibres en polyester. D’autres fibres peuvent être utilisées, par exemple des fibres naturelles.This nonwoven may comprise a mixture of polypropylene fibers and/or polyester fibers. Other fibers can be used, for example natural fibers.
Les fils formant le substrat peuvent être extensibles, ou non.The wires forming the substrate may or may not be extensible.
Selon l’un des aspects de l’invention, le substrat peut être une feuille de plastique souple ou une mousse telle que le TPU (thermoplastique polyuréthane).According to one aspect of the invention, the substrate can be a sheet of flexible plastic or a foam such as TPU (thermoplastic polyurethane).
Selon l’un des aspects de l’invention, le substrat présente une superficie d’au moins 10 cm2, ou d’au moins 50 cm2, ou d’au moins 500 cm2.According to one of the aspects of the invention, the substrate has a surface area of at least 10 cm2, or at least 50 cm2, or at least 500 cm2.
Selon l’un des aspects de l’invention, les électrodes sont réalisées en matériau conducteur, notamment métallique tel que de l’encre chargée de particules conductrices, notamment de particules d’argent ou de cuivre.According to one of the aspects of the invention, the electrodes are made of conductive material, in particular metallic such as ink loaded with conductive particles, in particular silver or copper particles.
Selon l’un des aspects de l’invention, les électrodes sont des rubans adhésifs métalliques, par exemple en cuivre.According to one of the aspects of the invention, the electrodes are metallic adhesive tapes, for example made of copper.
Selon l’un des aspects de l’invention, la couche résistive est une couche continue.According to one of the aspects of the invention, the resistive layer is a continuous layer.
En variante, la couche résistive comporte une pluralité d’éléments résistifs discrets formant cette couche.Alternatively, the resistive layer comprises a plurality of discrete resistive elements forming this layer.
Selon l’un des aspects de l’invention, ces éléments résistifs discrets forment des motifs répétitifs.According to one of the aspects of the invention, these discrete resistive elements form repetitive patterns.
Selon l’un des aspects de l’invention, le dispositif de chauffage et d’éclairage comporte un décor visible depuis l’intérieur de l’habitacle, ce décor étant par exemple un habillage de l’habitable, tel que par exemple un tissu, un cuir ou un revêtement esthétique.According to one of the aspects of the invention, the heating and lighting device comprises a decoration visible from inside the passenger compartment, this decoration being for example a covering of the habitable space, such as for example a fabric , leather or aesthetic covering.
Selon l’un des aspects de l’invention, la structure chauffante, la structure lumineuse et le décor forment des couches empilées.According to one of the aspects of the invention, the heating structure, the lighting structure and the decoration form stacked layers.
Le dispositif selon l’invention permet ainsi de réaliser, outre les fonctions de chauffage et d’éclairage, une fonction de décoration, par exemple avec une zone en cuir ou en tissu prédéterminé, visible depuis l’habitacle.The device according to the invention thus makes it possible to perform, in addition to the heating and lighting functions, a decorative function, for example with a predetermined leather or fabric area, visible from the passenger compartment.
Selon l’un des aspects de l’invention, le dispositif de chauffage et d’éclairage comprend un masque réalisé dans un matériau qui bloque la lumière issue de structure lumineuse et comprenant des ajours pour laisser passer cette lumière selon un motif conféré par ces ajours.According to one of the aspects of the invention, the heating and lighting device comprises a mask made of a material which blocks the light coming from the luminous structure and comprising openings to allow this light to pass according to a pattern conferred by these openings .
L’invention a encore pour objet un composant d’habitable de véhicule, comportant un dispositif de chauffage et d’éclairage tel que précité.The invention also relates to a vehicle interior component, comprising a heating and lighting device as mentioned above.
Selon l’un des aspects de l’invention, le composant est choisi parmi l’un des composants d’habitable suivants :
- un composant agencé pour être intégré à une portière du véhicule,
- un composant agencé pour être intégré à une planche de bord,
- un composant d’habillage de cave à pied,
- un composant d’habillage de pavillon ou de toit d’habitacle,
- un composant d’habillage d’accoudoir,
- un composant d’une boite à gant,
- un composant d’habillage de pilier.
- a component arranged to be integrated into a door of the vehicle,
- a component arranged to be integrated into a dashboard,
- a cellar cladding component,
- a headliner or passenger compartment roof component,
- an armrest covering component,
- a component of a glove box,
- a pillar covering component.
Selon l’un des aspects de l’invention, le composant d’habitacle qui comprend le dispositif de chauffage et d’éclairage est indépendant d’un siège du véhicule.According to one of the aspects of the invention, the passenger compartment component which includes the heating and lighting device is independent of a seat of the vehicle.
Selon l’un des aspects de l’invention, le composant d’habitacle qui comprend le dispositif de chauffage et d’éclairage est agencée pour chauffer par radiation thermique ou par conduction thermique ou contact thermique, et non par chauffage par chaleur transportée par de l’air en mouvement forcé au sein de l’habitacle.According to one of the aspects of the invention, the passenger compartment component which comprises the heating and lighting device is arranged to heat by thermal radiation or by thermal conduction or thermal contact, and not by heating by heat transported by air in forced movement within the passenger compartment.
Notamment le dispositif de chauffage et d’éclairage n’est traversé par aucun flux d’air destiné à refroidir ou chauffer l’habitacle. De préférence, le dispositif de chauffage et d’éclairage est distinct de système de mise en mouvement d’air tel qu’un HVAC du véhicule.In particular, the heating and lighting system is not crossed by any air flow intended to cool or heat the passenger compartment. Preferably, the heating and lighting device is separate from the air movement system such as an HVAC of the vehicle.
L’invention a encore pour objet un procédé pour réaliser un dispositif de chauffage et d’éclairage tel que précité, comportant les étapes suivantes :
- fournir une structure lumineuse capable d’émettre une lumière visible,
- fournir une structure chauffante comportant :
- au moins une couche résistive agencée pour produire de la chaleur lorsque cette couche est parcourue par un courant électrique, cette couche résistive étant réalisée dans un matériau capable de laisser passer de la lumière émise par la structure lumineuse,
- au moins deux électrodes de distribution, lesdites électrodes de distribution étant en contact électrique avec la couche résistive de manière à permettre à un courant électrique de circuler à travers la couche résistive entre ces deux électrodes,
- assembler ces deux structures ensemble.
- provide a luminous structure capable of emitting visible light,
- provide a heating structure comprising:
- at least one resistive layer arranged to produce heat when this layer is passed through by an electric current, this resistive layer being made of a material capable of allowing light emitted by the luminous structure to pass,
- at least two distribution electrodes, said distribution electrodes being in electrical contact with the resistive layer so as to allow an electric current to flow through the resistive layer between these two electrodes,
- assemble these two structures together.
D'autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins dans lesquels :Other characteristics, details and advantages of the invention will emerge on reading the description given below for information purposes in relation to the drawings in which:
- La
- La
- La
- La
- La
- La
- La
- La
- La
- La
- La
On a représenté sur la
Dans l’exemple décrit, des dispositifs de chauffage et d’éclairage 1 sont intégrés au toit 102 de l’habitacle.In the example described, heating and lighting devices 1 are integrated into the roof 102 of the passenger compartment.
Comme illustré sur la
- une structure lumineuse 10 capable d’émettre une lumière visible, placée contre la structure de toit 105,
- une structure chauffante 50,
- un substrat rigide 80, qui est, dans l’exemple décrit, une pièce de structure en matériau plastique translucide, ou en matériau plastique transparent,
- une couche en matériau souple 90, ici une couche de mousse, agencée pour conférer au dispositif de chauffage et d’éclairage 1 une sensation de douceur au toucher, cette couche 90 pouvant être omise le cas échéant,
- un masque 100 réalisé dans un matériau qui bloque la lumière issue de la structure lumineuse 10 et comprenant des ajours pour laisser passer cette lumière selon un motif conféré par ces ajours, ce maque 100 pouvant être omis le cas échéant,
- un décor 110 qui peut être de type textile, cuir, bois ou plastique.
- a luminous structure 10 capable of emitting visible light, placed against the roof structure 105,
- a heating structure 50,
- a rigid substrate 80, which is, in the example described, a structural part made of translucent plastic material, or of transparent plastic material,
- a layer of flexible material 90, here a layer of foam, arranged to give the heating and lighting device 1 a feeling of softness to the touch, this layer 90 being able to be omitted if necessary,
- a mask 100 made from a material which blocks the light coming from the luminous structure 10 and comprising openings to let this light pass through according to a pattern conferred by these openings, this mask 100 being able to be omitted if necessary,
- a decor 110 which can be of textile, leather, wood or plastic type.
Chaque dispositif de chauffage et d’éclairage 1 présente une forme de panneau, avec une face fonctionnelle 2 vers laquelle de la chaleur H produite par la structure chauffante 50 et la lumière L produite par la structure lumineuse 10 peuvent être envoyées, cette face fonctionnelle 2 étant configurée pour diffuser la chaleur H et la lumière L ainsi reçues vers l’habitacle 100.Each heating and lighting device 1 has the shape of a panel, with a functional face 2 to which heat H produced by the heating structure 50 and the light L produced by the light structure 10 can be sent, this functional face 2 being configured to diffuse the heat H and the light L thus received towards the passenger compartment 100.
La face fonctionnelle 2 est ainsi une face externe du dispositif de chauffage et d’éclairage 1 sur laquelle les fonctions de chauffage et d’éclairage se manifestent, pour chauffer une zone de l’habitacle 100 et/ou pour éclairer une zone de cet habitacle 100 ou créer un effet lumineux visible depuis l’habitacle 100.The functional face 2 is thus an external face of the heating and lighting device 1 on which the heating and lighting functions are manifested, to heat an area of the passenger compartment 100 and/or to illuminate an area of this passenger compartment 100 or create a lighting effect visible from the passenger compartment 100.
Le dispositif de chauffage et d’éclairage 1 peut être souple, à savoir il peut être conformé pour prendre une forme prédéterminée.The heating and lighting device 1 can be flexible, namely it can be shaped to take a predetermined shape.
La structure chauffante 50 et la structure lumineuse 10 sont assemblées par lamination.The heating structure 50 and the light structure 10 are assembled by lamination.
Comme décrit en référence à la
La lumière visible émise par la structure lumineuse 10 est une lumière visible par l’œil humain.The visible light emitted by the light structure 10 is light visible to the human eye.
Dans l’exemple de la
Le guide de lumière 14 comporte une plaque 15 dans laquelle de la lumière peut se propager, cette plaque comprenant une face d’émission 16 de la lumière.The light guide 14 comprises a plate 15 in which light can propagate, this plate comprising a light emission face 16.
La plaque 15 présente une forme complexe courbe avec une face principale 19 se rapprochant d’une surface plane.The plate 15 has a complex curved shape with a main face 19 approximating a flat surface.
Cette plaque 15 comprend des facettes 17 d’injection de la lumière issue des LED 11, ces facettes 17 étant à l’extrémité de régions rétrécies coudées 18 de la plaque 15.This plate 15 comprises facets 17 for injecting light from the LEDs 11, these facets 17 being at the end of bent narrow regions 18 of the plate 15.
La plaque 15 est réalisée en matériau à base de plastique, avec une forme prédéterminée, à savoir qu’elle ne se déforme pas ou sensiblement pas lors de son intégration dans le dispositif de chauffage et d’éclairage 1.The plate 15 is made of plastic-based material, with a predetermined shape, namely that it does not deform or substantially does not deform during its integration into the heating and lighting device 1.
La plaque 15 présente deux faces séparées par l’épaisseur de la plaque, l’une de ces faces présentant des reliefs d’activation optique 20 agencés pour provoquer la déviation de la lumière vers la face d’émission de la lumière 16 qui est opposée à la face sur laquelle sont réalisées les reliefs 20.The plate 15 has two faces separated by the thickness of the plate, one of these faces presenting optical activation reliefs 20 arranged to cause the deflection of the light towards the light emission face 16 which is opposite to the face on which the reliefs 20 are made.
Ainsi, la plaque 15 forme une source lumineuse surfacique.Thus, plate 15 forms a surface light source.
La face d’émission 16 est en vis-à-vis de la structure chauffante 50.The emission face 16 faces the heating structure 50.
On a illustré, en référence aux figures 6 et 7, une structure lumineuse 30, qui peut, dans un autre exemple de mise en œuvre de l’invention, être utilisée à la place de la structure lumineuse 10 précédemment décrite, dans le dispositif de chauffage et d’éclairage 1.We have illustrated, with reference to Figures 6 and 7, a light structure 30, which can, in another example of implementation of the invention, be used in place of the light structure 10 previously described, in the device of heating and lighting 1.
Dans cet exemple, la structure lumineuse 30 comprend une nappe tissée 31.In this example, the light structure 30 comprises a woven sheet 31.
La
La
La nappe textile 31 comprend des fils textiles 35 et des fibres optiques 36 entrelacés, comme illustré sur la
Les fils textiles 35 comprennent des fils dans une matière naturelle tels que des fils végétaux, et/ou des fils dans une matière artificielle ou synthétique.The textile yarns 35 include yarns in a natural material such as plant yarns, and/or yarns in an artificial or synthetic material.
Les fibres optiques 36, appelés fils en chaîne, sont tissés avec des fils textiles 35, en trame.The optical fibers 36, called warp yarns, are woven with textile yarns 35, in weft.
Dans un autre exemple de réalisation de l’invention, non illustrée, la nappe textile peut comprendre des fibres optiques 36 en trame tissés avec des fils textiles 35, en chaîne.In another embodiment of the invention, not illustrated, the textile sheet may comprise optical fibers 36 in weft woven with textile threads 35 in warp.
La nappe textile 31 peut comprendre des fils textiles 35, agencés en chaîne et en trame selon une armature de type toile.The textile sheet 31 may comprise textile threads 35, arranged in warp and weft according to a canvas-type frame.
Les fibres optiques 36 sont alors ponctuellement liées aux fils textiles de l’armature 35 au moyen de fils textiles, les fibres optiques 36 étant sensiblement positionnée sur une surface parallèle à la surface définie par l’armature 35.The optical fibers 36 are then punctually linked to the textile threads of the frame 35 by means of textile threads, the optical fibers 36 being substantially positioned on a surface parallel to the surface defined by the frame 35.
L’armature 35 est souple, c’est-à-dire capable de prendre une forme prédéterminée par déformation.The frame 35 is flexible, that is to say capable of taking a predetermined shape by deformation.
La nappe textile 31 a une épaisseur comprise entre 0,1 mm et 0,7 mm.The textile sheet 31 has a thickness of between 0.1 mm and 0.7 mm.
Les fibres optiques 36 peuvent être formées chacune par une âme gainée d'un polymère fluoré. L'âme des fibres optiques peut être formée dans un matériau choisi parmi le polyméthacrylate de méthyle (PMMA) et le polycarbonate (PC). En variante, les fibres optiques peuvent être formées chacune par un fil en fibres de verre.The optical fibers 36 can each be formed by a core sheathed with a fluoropolymer. The core of the optical fibers can be formed from a material chosen from polymethyl methacrylate (PMMA) and polycarbonate (PC). Alternatively, the optical fibers can each be formed by a glass fiber wire.
Les fils textiles 35 peuvent être formés dans un matériau choisi parmi la laine, l'aramide, le polyamide, le polyester et le coton.The textile yarns 35 can be formed from a material chosen from wool, aramid, polyamide, polyester and cotton.
Du fait du schéma de tissage, les fibres optiques 36 s’étendent majoritairement sur la face 32 de la nappe 31, sans être masqués outre mesure par les fils textiles 35 qui recouvrent davantage la face opposée 33.Due to the weaving pattern, the optical fibers 36 extend mainly on the face 32 of the sheet 31, without being unduly masked by the textile threads 35 which cover more of the opposite face 33.
Les fibres optiques 36 sont agencées pour émettre latéralement de la lumière vers l’extérieur de la fibre.The optical fibers 36 are arranged to emit light laterally towards the outside of the fiber.
Une ou plusieurs LED 11 alimentent les fibres optiques 36 qui sont rangées de manière convergente vers ce ou ces LED 11.One or more LEDs 11 power the optical fibers 36 which are arranged convergently towards this or these LEDs 11.
Nous allons maintenant décrire, plus en détail, la structure chauffante 50.We will now describe, in more detail, the heating structure 50.
Comme illustré sur la
La structure chauffante 50 comprend en outre deux électrodes de distribution 52, qui sont en contact électrique avec la couche résistive 51 de manière à permettre à un courant électrique I de circuler à travers la couche résistive 51 entre ces deux électrodes 52.The heating structure 50 further comprises two distribution electrodes 52, which are in electrical contact with the resistive layer 51 so as to allow an electric current I to flow through the resistive layer 51 between these two electrodes 52.
Ces électrodes 52 présentent des tronçons 53 parallèles entre lesquels se trouve la couche résistive 51, et des tronçons transversaux 54 qui sont connectés à des fils d’alimentation électriques 55.These electrodes 52 have parallel sections 53 between which the resistive layer 51 is located, and transverse sections 54 which are connected to electrical supply wires 55.
Le matériau de la couche résistive 51 contient un oxyde transparent conducteur (TCO) choisi parmi l’oxyde d’indium-étain (ITO) et l’oxyde de Zinc (ZnO).The material of the resistive layer 51 contains a transparent conductive oxide (TCO) chosen from indium tin oxide (ITO) and zinc oxide (ZnO).
Ainsi la couche résistive 51 est à la fois transparente à la lumière de la structure lumineuse 10 ou 30, et permet par effet Joule de générer de la chaleur.Thus the resistive layer 51 is both transparent to the light of the luminous structure 10 or 30, and allows the Joule effect to generate heat.
Dans l’exemple décrit, la totalité de la structure chauffante 50 est placée entre la face fonctionnelle 2 et la structure lumineuse 10 de sorte que de la lumière issue de cette structure lumineuse 10 traverse la couche résistive 51 de la structure chauffante avant d’atteindre la face fonctionnelle 2.In the example described, the entire heating structure 50 is placed between the functional face 2 and the luminous structure 10 so that the light coming from this luminous structure 10 passes through the resistive layer 51 of the heating structure before reaching the functional side 2.
Les électrodes 52 et la couche résistive 51 sont portées sur un substrat 58 réalisé dans un matériau souple capable de prendre une forme prédéterminée par déformation, ce substrat étant notamment également extensible.The electrodes 52 and the resistive layer 51 are carried on a substrate 58 made of a flexible material capable of taking a predetermined shape by deformation, this substrate being in particular also extensible.
Les électrodes 52 sont déposées sur le substrat 58 par impression, sérigraphie ou lamination de plusieurs matériaux.The electrodes 52 are deposited on the substrate 58 by printing, screen printing or lamination of several materials.
Les électrodes 52 sont réalisées en matériau conducteur, notamment métallique tel que de l’encre chargée de particules conductrices, notamment de particules d’argent ou de cuivre.The electrodes 52 are made of conductive material, in particular metallic such as ink loaded with conductive particles, in particular silver or copper particles.
Par ailleurs, la couche résistive 51 est déposée sur le substrat par impression, sérigraphie ou lamination de plusieurs matériaux.Furthermore, the resistive layer 51 is deposited on the substrate by printing, screen printing or lamination of several materials.
La couche résistive 51 est présente sur une face du substrat 58, en regard de la face fonctionnelle du dispositif 1.The resistive layer 51 is present on one face of the substrate 58, facing the functional face of the device 1.
Le substrat 58 est de type textile, tissé ou tricoté, ou de type non-tissé.The substrate 58 is of textile type, woven or knitted, or of non-woven type.
Le non-tissé peut comporter un mélange de fibres en polypropylène et/ou de fibres en polyester. D’autres fibres peuvent être utilisées, par exemple des fibres naturelles.The nonwoven may comprise a mixture of polypropylene fibers and/or polyester fibers. Other fibers can be used, for example natural fibers.
En variante, le substrat 58 peut être une feuille de plastique souple ou une mousse telle que le TPU (thermoplastique polyuréthane).Alternatively, substrate 58 may be a sheet of flexible plastic or a foam such as TPU (thermoplastic polyurethane).
Le substrat 58 présente une épaisseur inférieure à 1 cm, et une superficie d’au moins 10 cm2, ou d’au moins 50 cm2, ou d’au moins 500 cm2.The substrate 58 has a thickness of less than 1 cm, and a surface area of at least 10 cm2, or at least 50 cm2, or at least 500 cm2.
Dans un autre exemple illustré à la
Ce réseau d’électrodes 71 comporte deux électrodes de distribution rectilignes 72 et une pluralité d’électrodes de contact 73 alimentées en courant électrique par les électrodes de distribution 72.This network of electrodes 71 comprises two rectilinear distribution electrodes 72 and a plurality of contact electrodes 73 supplied with electric current by the distribution electrodes 72.
Les électrodes de distribution 72 peuvent être vues comme des électrodes « parents » et les électrodes de contact 73 comme des électrodes « enfants ».The distribution electrodes 72 can be seen as “parent” electrodes and the contact electrodes 73 as “child” electrodes.
Plusieurs électrodes de contact 73 se raccordent à une même électrode de distribution 72, suivant un ange droit.Several contact electrodes 73 are connected to the same distribution electrode 72, following a right angle.
Les électrodes de contact 73 sont parallèles entre elles, et forment des paires associées chacune à une couche résistive 75.The contact electrodes 73 are parallel to each other, and form pairs each associated with a resistive layer 75.
Ces couches 75 sont séparées les unes des autres et formes plusieurs zones chauffantes, par exemple à motifs répétitifs.These layers 75 are separated from each other and form several heating zones, for example with repeating patterns.
Dans un autre exemple non illustré, les électrodes de distribution 72 peuvent présenter des formes différentes, notamment courbes avec des arrondis.In another example not illustrated, the distribution electrodes 72 may have different shapes, in particular curved with rounded edges.
Le dispositif de chauffage et d’éclairage 1 comporte le décor 105 qui est visible depuis l’intérieur de l’habitacle 100, ce décor 105 étant un habillage de l’habitable, tel que par exemple un tissu, un cuir ou un revêtement esthétique.The heating and lighting device 1 includes the decor 105 which is visible from inside the passenger compartment 100, this decor 105 being a covering of the interior, such as for example a fabric, leather or an aesthetic covering .
La structure chauffante 50 ou 70, la structure lumineuse 10 ou 30 et le décor 105 forment des couches empilées.The heating structure 50 or 70, the lighting structure 10 or 30 and the decoration 105 form stacked layers.
Le dispositif 1 permet ainsi de réaliser, outre les fonctions de chauffage et d’éclairage, une fonction de décoration, par exemple avec une zone en cuir ou en tissu prédéterminé, visible depuis l’habitacle.The device 1 thus makes it possible to carry out, in addition to the heating and lighting functions, a decorative function, for example with a predetermined leather or fabric area, visible from the passenger compartment.
De manière générale, le dispositif 1 peut être utilisé pour former un composant 120 choisi parmi l’un des composants d’habitable suivants :
- un composant agencé pour être intégré à une portière du véhicule,
- un composant agencé pour être intégré à une planche de bord,
- un composant d’habillage de cave à pied,
- un composant d’habillage de pavillon ou de toit d’habitacle,
- un composant d’habillage d’accoudoir,
- un composant d’une boite à gant,
- un composant d’habillage de pilier.
- a component arranged to be integrated into a door of the vehicle,
- a component arranged to be integrated into a dashboard,
- a cellar cladding component,
- a headliner or passenger compartment roof component,
- an armrest covering component,
- a component of a glove box,
- a pillar covering component.
La
Le composant d’habitacle 120 qui comprend le dispositif de chauffage et d’éclairage est indépendant d’un siège 103 du véhicule.The passenger compartment component 120 which includes the heating and lighting device is independent of a seat 103 of the vehicle.
Le composant d’habitacle 120 qui comprend le dispositif de chauffage et d’éclairage 1 est agencée pour chauffer par radiation thermique ou par conduction thermique ou contact thermique, et non par chauffage par chaleur transportée par de l’air en mouvement forcé au sein de l’habitacle.The passenger compartment component 120 which includes the heating and lighting device 1 is arranged to heat by thermal radiation or by thermal conduction or thermal contact, and not by heating by heat transported by air in forced movement within the passenger compartment.
On va maintenant décrire en référence à la
Cette structure chauffante 50 comporte une couche résistive 51 agencée pour produire de la chaleur lorsque cette couche 51 est parcourue par un courant électrique, cette couche résistive 51 étant formée par une nappe d’encre à base de carbone déposée sur un substrat. Pour la construction de la structure chauffante 50, il est possible de se référer aux détails donnés plus haut.This heating structure 50 comprises a resistive layer 51 arranged to produce heat when this layer 51 is passed through by an electric current, this resistive layer 51 being formed by a sheet of carbon-based ink deposited on a substrate. For the construction of the heating structure 50, it is possible to refer to the details given above.
Sur la
Cette propriété est illustrée sur la
Le système de chauffage 200 comprend un capteur de température 201 configuré pour utiliser cette propriété de la couche résistive 51 pour déterminer une température associée à cette couche résistive 51.The heating system 200 includes a temperature sensor 201 configured to use this property of the resistive layer 51 to determine a temperature associated with this resistive layer 51.
Le capteur de température 201 comporte un montage électrique agencé pour permettre une mesure ratiométrique représentative de la résistance électrique de la couche résistive 51.The temperature sensor 201 comprises an electrical assembly arranged to allow a ratiometric measurement representative of the electrical resistance of the resistive layer 51.
Le montage électrique comporte deux branches à diviseurs de tension placées en parallèle, dont une première branche 202 avec une résistance Shunt Rs en série avec la résistance Rh de la couche résistive 51, et une deuxième branche 203 comprenant deux résistances R1 et R2 en série.The electrical assembly comprises two branches with voltage dividers placed in parallel, including a first branch 202 with a Shunt resistor Rs in series with the resistance Rh of the resistive layer 51, and a second branch 203 comprising two resistors R1 and R2 in series.
Les résistances R1, R2 et Rs sont des résistances dont la variation avec la température est faible, et peuvent être considérées comme étant constantes, tandis que la résistance Rh est la résistance du matériau de la couche résistive 51 avec un coefficient de température positif.The resistances R1, R2 and Rs are resistances whose variation with temperature is low, and can be considered as being constant, while the resistance Rh is the resistance of the material of the resistive layer 51 with a positive temperature coefficient.
Le capteur de température 201 est agencé pour calculer le ratio entre une première tension V1 mesurée sur la première branche 202 et une deuxième tension V2 mesurée sur la deuxième branche 203.The temperature sensor 201 is arranged to calculate the ratio between a first voltage V1 measured on the first branch 202 and a second voltage V2 measured on the second branch 203.
En particulier, la connaissance de la valeur de la tension d’alimentation Vcc, à laquelle est liée la tension V2, évite d’avoir à alimenter le montage électrique avec une tension régulée et d’appliquer le principe ratiométrique entre V1 et V2 pour déduire par calcul la valeur de la résistance Rh et donc d’accéder à la température.In particular, knowing the value of the supply voltage Vcc, to which the voltage V2 is linked, avoids having to supply the electrical assembly with a regulated voltage and to apply the ratiometric principle between V1 and V2 to deduce by calculating the value of the resistance Rh and therefore accessing the temperature.
Si un convertisseur analogique vers numérique (CAN) est utilisé, pour étendre la plage de résolution, il est intéressant d’amplifier le signal V1 avec un simple amplificateur opérationnel. Le rapport V2/V1 est une valeur ratiométrique indépendante des variations de tension Vcc, et dépend uniquement de la variation de résistance de la couche résistive 51 chauffante. De cette mesure, on peut déduire la température. On considère que les résistances R1 et R2 sont constituées de matériaux avec un coefficient de température négligeable par rapport à la résistance Rh. En outre, le coefficient de température des résistances R1 et R2 n’affecte pas l’effet diviseur de tension donnant la tension V2.If an analog to digital converter (ADC) is used, to extend the resolution range, it is interesting to amplify the V1 signal with a simple operational amplifier. The V2/V1 ratio is a ratiometric value independent of variations in voltage Vcc, and depends only on the variation in resistance of the resistive heating layer 51. From this measurement, we can deduce the temperature. It is considered that the resistors R1 and R2 are made of materials with a negligible temperature coefficient compared to the resistance Rh. Furthermore, the temperature coefficient of the resistors R1 and R2 does not affect the voltage divider effect giving the voltage V2.
La première tension V1 est mesurée aux bornes de la résistance Rs s’écrit de la manière suivante :
The first voltage V1 is measured across the resistor Rs and is written as follows:
La deuxième tension V2 mesurée aux bornes de la résistance R2 s’écrit de la manière suivante :
The second voltage V2 measured across the resistor R2 is written as follows:
Le ratio V2/V1 s’écrit alors :
The V2/V1 ratio is then written:
On constate que α =R2/(R1+R2) qui ne dépend que R1 et R2 est constant.We see that α =R2/(R1+R2) which only depends on R1 and R2 is constant.
Le ratio V2/V1 est indépendant de la tension d’alimentation Vcc, et on note que ce ratio n’est variable que par la valeur Rh qui varie en fonction de la température. Ainsi la simple connaissance du rapport V2/V1, sans même calculer la température, permet notamment de faire la régulation thermique et la sécurité de fonctionnement du système de chauffage 200.The V2/V1 ratio is independent of the supply voltage Vcc, and we note that this ratio is only variable by the Rh value which varies according to the temperature. Thus, simple knowledge of the V2/V1 ratio, without even calculating the temperature, makes it possible in particular to carry out thermal regulation and operational safety of the heating system 200.
Le système de chauffage 200 est agencé pour mémoriser une table de valeurs de ratios (V2/V1) et pour comparer une valeur mesurée de ratio (V2/V1) avec les valeurs de la table, éventuellement avec une valeur extrapolée de cette table.The heating system 200 is arranged to store a table of ratio values (V2/V1) and to compare a measured ratio value (V2/V1) with the values in the table, possibly with a value extrapolated from this table.
A titre d’exemple, on prend α= 0,2 , cette valeur permettant d’acquérir la tension Vcc dans la plage de tension généralement admise pour un véhicule par une électronique à 3,3V de fonctionnement. On prend Rs=0,1 ohm.As an example, we take α= 0.2, this value making it possible to acquire the voltage Vcc in the voltage range generally accepted for a vehicle by electronics at 3.3V operating. We take Rs=0.1 ohm.
On a la table suivante de valeurs préenregistrées :
We have the following table of pre-recorded values:
T°C désigne la température de la couche résistive 51. Rapp V2 désigne le rapport Rs/(Rs+Rh). On voit qu’à chaque ratio V2/V1 est associée une valeur de température.T°C designates the temperature of the resistive layer 51. Rapp V2 designates the ratio Rs/(Rs+Rh). We see that each V2/V1 ratio is associated with a temperature value.
Pour une température de consigne donnée, il procédé à une interpolation de la valeur V2/V1 depuis les valeurs préenregistrées dans la table qui encadrent la température de consigne, puis il est procédé à une comparaison de cette valeur avec la valeur calculée depuis les acquisitions de V1 et V2.For a given setpoint temperature, it carries out an interpolation of the value V2/V1 from the values pre-recorded in the table which frame the setpoint temperature, then a comparison of this value is carried out with the value calculated from the acquisitions of V1 and V2.
D’une manière générale, le procédé selon l’invention comprend les étapes suivantes (voir
- fournir une température de consigne (étape 210),
- déterminer une première valeur d’une grandeur, ici une valeur de ratio V1/V2 ou V2/V1, associée à cette température de consigne, par extrapolation à partir d’une table de valeurs (étape 211),
- déterminer une deuxième valeur d’une grandeur, ici une valeur de ratio mesurée sur la couche résistive de la structure chauffante (étape 212),
- comparer la valeur de ratio associée de la température de consigne à celle mesurée (étape 213),
- enclencher ou maintenir le chauffage de la structure chauffante 51 si la valeur de ratio mesurée est plus petite que la valeur de ratio associée de la température de consigne (étape 214),
- couper le chauffage de la structure chauffante 51 si la valeur de ratio mesurée est plus grande que la valeur de ratio associée de la température de consigne (étape 215).
- provide a set temperature (step 210),
- determine a first value of a quantity, here a value of ratio V1/V2 or V2/V1, associated with this set temperature, by extrapolation from a table of values (step 211),
- determine a second value of a quantity, here a ratio value measured on the resistive layer of the heating structure (step 212),
- compare the associated ratio value of the set temperature to that measured (step 213),
- activate or maintain heating of the heating structure 51 if the measured ratio value is smaller than the associated ratio value of the set temperature (step 214),
- cut off the heating of the heating structure 51 if the measured ratio value is greater than the associated ratio value of the set temperature (step 215).
La mesure de la température peut s’effectuer pendant ou en dehors d’une période de chauffage de la structure chauffante.The temperature measurement can be carried out during or outside a heating period of the heating structure.
En résumé, l’invention utilise la variation de résistance avec la température du matériau actif de la couche résistive pour déduire la température, et cette propriété est notamment utilisée à des fins d’autorégulation et/ou de sécurité de fonctionnement du système de chauffage. Cela évite la mise en œuvre de composants tels que des CTN qui, en outre, pourraient se révéler insuffisants pour accomplir au mieux la régulation de la température de la structure chauffante. L’invention permet notamment de connaître, avec une grande fiabilité, la température moyenne de toute la surface de la structure chauffante et non seulement de zones localisées d’un ou plusieurs capteurs de température ajoutés au système. Un autre avantage lié à l’invention est une meilleure sécurité de fonctionnement car le chauffage peut être conditionné directement à la température du matériau de la couche résistive et non à l’indication d’un capteur CTN par exemple. L’invention permet encore une meilleure résilience en cas de dégradation locale de la couche résistive dans la mesure où il n’y a pas de rupture de conduction, contrairement à un fil chauffant rompu.In summary, the invention uses the variation of resistance with the temperature of the active material of the resistive layer to deduce the temperature, and this property is used in particular for the purposes of self-regulation and/or operational safety of the heating system. This avoids the implementation of components such as CTN which, moreover, could prove insufficient to best achieve the regulation of the temperature of the heating structure. The invention makes it possible in particular to know, with great reliability, the average temperature of the entire surface of the heating structure and not only of localized zones of one or more temperature sensors added to the system. Another advantage linked to the invention is better operational safety because the heating can be conditioned directly to the temperature of the material of the resistive layer and not to the indication of a CTN sensor for example. The invention allows even better resilience in the event of local degradation of the resistive layer to the extent that there is no conduction break, unlike a broken heating wire.
Claims (10)
- une structure chauffante (50) comportant :
- au moins une couche résistive (51) agencée pour produire de la chaleur lorsque cette couche est parcourue par un courant électrique, cette couche résistive étant notamment une nappe à base de carbone déposée sur un substrat,
- au moins deux électrodes en contact électrique avec la couche résistive de manière à permettre à un courant électrique de circuler à travers la couche résistive entre ces deux électrodes,
- un capteur de température (201) configuré pour utiliser une propriété de la couche résistive (51) pour déterminer une température associée à cette couche résistive, la propriété utilisée étant la variation de la résistance électrique de la couche résistive (51) en fonction de la température de celle-ci.
- a heating structure (50) comprising:
- at least one resistive layer (51) arranged to produce heat when this layer is passed through by an electric current, this resistive layer being in particular a carbon-based sheet deposited on a substrate,
- at least two electrodes in electrical contact with the resistive layer so as to allow an electric current to flow through the resistive layer between these two electrodes,
- a temperature sensor (201) configured to use a property of the resistive layer (51) to determine a temperature associated with this resistive layer, the property used being the variation of the electrical resistance of the resistive layer (51) as a function of the temperature thereof.
- au moins une couche résistive (51) agencée pour produire de la chaleur lorsque cette couche est parcourue par un courant électrique, cette couche résistive étant notamment une nappe à base de carbone déposée sur un substrat,
- au moins deux électrodes en contact électrique avec la couche résistive de manière à permettre à un courant électrique de circuler à travers la couche résistive entre ces deux électrodes,
- utiliser une propriété de la couche résistive (51) pour déterminer une température associée à cette couche résistive, la propriété utilisée étant la variation de la résistance électrique de la couche résistive en fonction de la température de celle-ci.
- at least one resistive layer (51) arranged to produce heat when this layer is passed through by an electric current, this resistive layer being in particular a carbon-based sheet deposited on a substrate,
- at least two electrodes in electrical contact with the resistive layer so as to allow an electric current to flow through the resistive layer between these two electrodes,
- use a property of the resistive layer (51) to determine a temperature associated with this resistive layer, the property used being the variation of the electrical resistance of the resistive layer as a function of the temperature thereof.
- fournir une température de consigne (étape 210),
- déterminer une première valeur d’une grandeur, par exemple une valeur de ratio V1/V2 ou V2/V1, associée à cette température de consigne, notamment par extrapolation à partir d’une table de valeurs (étape 211),
- déterminer une deuxième valeur d’une grandeur, par exemple une valeur de ratio mesurée sur la couche résistive de la structure chauffante (étape 212),
- comparer la première valeur à la deuxième valeur, par exemple comparer la valeur de ratio associée de la température de consigne à celle mesurée (étape 213),
- enclencher ou maintenir le chauffage de la structure chauffante si la première valeur est plus petite que la deuxième valeur, par exemple si la valeur de ratio mesurée est plus petite que la valeur de ratio associée de la température de consigne (étape 214),
- couper le chauffage de la structure chauffante si la première valeur est plus grande que la deuxième valeur, par exemple si la valeur de ratio mesurée est plus grande que la valeur de ratio associée de la température de consigne (étape 215).
- provide a set temperature (step 210),
- determine a first value of a quantity, for example a ratio value V1/V2 or V2/V1, associated with this set temperature, in particular by extrapolation from a table of values (step 211),
- determine a second value of a quantity, for example a ratio value measured on the resistive layer of the heating structure (step 212),
- compare the first value to the second value, for example compare the associated ratio value of the set temperature to that measured (step 213),
- activate or maintain heating of the heating structure if the first value is smaller than the second value, for example if the measured ratio value is smaller than the associated ratio value of the set temperature (step 214),
- cut off the heating of the heating structure if the first value is greater than the second value, for example if the measured ratio value is greater than the associated ratio value of the set temperature (step 215).
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| FR2212700A FR3142862A1 (en) | 2022-12-02 | 2022-12-02 | Heating system, particularly for vehicles |
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Family Applications (1)
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Also Published As
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| WO2024115704A1 (en) | 2024-06-06 |
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