DISPOSITIVO CALEFACTOR ELECTRICO PARA VEHICULO AUTOMOVIL.

LA INVENCION SE REFIERE A UN EQUIPO DE CALEFACCION ELECTRICA, EN PARTICULAR PARA UN AUTOMOVIL CON MULTIPLES ELEMENTOS (14) DE CALENTAMIENTO DISPUESTOS CONJUNTAMENTE EN UN BLOQUE (12) DE CALENTAMIENTO, DONDE EL BLOQUE (12) DE CALENTAMIENTO ESTA SOPORTADO EN UN ARMAZON (18) Y EQUIPADO CON UN DISPOSITIVO (28) DE CONTROL PARA EL CONTROL DEL ELEMENTO (14) DE CALENTAMIENTO.

PARA REDUCIR LOS COSTES DE CABLEADO Y EL ESPACIO DE MONTAJE ASI COMO PARA EL AHORRO DE COMPONENTES SE PROPONE, QUE EL DISPOSITIVO (28) DE CONTROL FORME UNA UNIDAD CONSTRUCTIVA CON EL BLOQUE DE CALENTAMIENTO (12) SOPORTADO EN EL ARMARON (18)

Dispositivo calefactor eléctrico para vehículo automóvil.

La invención se refiere a un dispositivo calefactor eléctrico, para un vehículo automóvil, según el concepto general de la reivindicación 1.

En vehículos automóviles, la calefacción del espacio interior del vehículo normalmente tiene lugar mediante el agua de refrigeración del grupo motriz, de manera que el calor creado en el motor de combustión interna es cedido, según las necesidades, al aire que fluye al espacio interior del vehículo mediante un cambiador térmico. Pero este calor solo se halla a disposición después de un determinado tiempo de servicio, de modo que, especialmente en la estación fría, resulta insuficiente la entrada en funcionamiento de la calefacción. Además, con el desarrollo de motores nuevos de consumo optimizado, en los que se crea y es cedida menos energía calorífica a través del agua de refrigeración, para calentar el vehículo hay a disposición menos energía calorífica, que en caso de temperaturas externas extremadamente bajas de ningún modo es suficiente para calentar el vehículo, y aún cuando se requiere un calentamiento normal, solo se produce una temperatura confortable del espacio interior con un retraso considerable. Lo mismo vale para la calefacción de vehículos eléctricos.

Por estas razones, se han propuesto ya calefactores adicionales, que son aplicados, en el canal de conducción de aire, detrás del cambiador térmico en la dirección de la corriente de aire, y que ceden el calor al aire que fluye hacia el espacio interior del vehículo. La disposición de un calefactor adicional entre un cambiador térmico de una instalación de calefacción de vehículo y la cabina del vehículo, está descrita, por ejemplo en el artículo de Burk, Krauss, Dr. Löhle "Integrales Klimasystem für Elektroautomobile" (sistema climático integral para automóviles eléctricos), ATZ Automobiltechnische Zeitschrift, 11/1992.

Se han desarrollado ya varios sistemas de calefacción adicional. Así por ejemplo un vehículo fabricado por Audi AG con la denominación "A6" contiene una calefacción adicional eléctrica con varios elementos calefactores compuestos en un bloque calefactor, estando el bloque calefactor sujeto en un marco. Pueden ser encendidos o apagados por separado elementos calefactores individuales o grupos de elementos calefactores. Como, a causa de la baja tensión de a bordo, para potencias térmicas altas tiene que ponerse en circuito una corriente elevada, son utilizados para la conexión relés de intensidad. En el vehículo "Audi A6" están previstos dos relés de este tipo, de modo que la instalación de calefacción puede trabajar en tres grados de potencia.

En este caso, la desventaja consiste en que cada elemento calefactor conectable por separado, o cada grupo de elementos calefactores conectables por separado, tiene que ser conectado a un relé a través de una línea eléctrica, por lo cual es necesario un cableado muy aparatoso. Además, cada línea tiene que ser asegurada individualmente. Se suma a esto que los relés de intensidad requieren cierto espacio de construcción. Además es desventajoso que el control de los relés se opera desde una instalación de mando, que a su vez está dispuesta en otra parte del vehículo automóvil, por ejemplo en la electrónica del motor, en el computador de a bordo o en la electrónica de un aparato de servicio de una instalación de aire acondicionado o de calefacción. A causa de ello aumenta más aún el coste de cableado. Con esta instalación de calefacción conocida son conectables solamente tres grados de potencia térmica. Como la potencia térmica solo es conectable en tres grados, solo puede ser adaptada de manera insuficiente a la potencia eléctrica má- xima disponible en ese momento en la red de a bordo.

La EP 0 840 534 A1, una solicitud de patente europea posteriormente publicada y por tanto estado de la técnica según el Art. 54(3) EPÜ, revela una calefacción para el calentamiento de materias sólidas o medios fluyentes, como fluidos, en la cual están dispuestos sobre un soporte elementos calefactores y un dispositivo de mando. El soporte no está construido en forma de marco y no fluye a su través una corriente de aire a calentar.

La DE 44 34 613 A1, revela un dispositivo calefactor eléctrico, en especial para un vehículo automóvil, con varios elementos calefactores que están sostenidos en un marco. No se revela expresamente ningún dispositivo de mando.

La DE 35 09 073 A1, describe una calefacción eléctrica para vehículos automóviles con resistencias de calefacción que se pueden encender o apagar mediante relés, para adaptar la capacidad térmica a la carga del generador y evitar una descarga indeseable de la batería.

Partiendo de este estado de la técnica, el cometido de la invención consiste en poner a disposición un dispositivo calefactor eléctrico mejorado, con el cual se eviten las desventajas antes mencionadas.

Este cometido halla solución mediante el dispositivo calefactor con las características de la reivindicación 1.

Según la invención, el dispositivo de mando forma una unidad de construcción con el bloque calefactor sostenido en el marco. Así puede suprimirse todo el aparato de cableado entre el dispositivo de mando y el bloque calefactor. Al mismo tiempo se suprime la instalación de cortacircuitos en las diferentes líneas mediante fusibles. Solo se necesita un único fusible en la alimentación de corriente común del dispositivo calefactor eléctrico.

Si según la invención, el dispositivo de mando forma parte del dispositivo calefactor, los elementos calefactores o los grupos de elementos calefactores son dirigidos a través de interruptores electrónicos individuales. De esta manera pueden suprimirse los relés de intensidad por lo demás usuales, con lo cual se ahorra espacio de construcción, en especial en el exterior de una instalación de calefacción o de aire acondicionado que presente el dispositivo calefactor según la invención. Además pueden dirigirse por separado bastantes más elementos calefactores o grupos de elementos calefactores, ya que, al necesitar poco espacio, pueden alojarse en la electrónica de potencia más conmutadores electrónicos que relés de intensidad. El dispositivo calefactor según la invención puede por tanto dirigirse mejor y puede regularse en un número de grados de potencia considerablemente mayor. De este modo la capacidad térmica conectable puede adaptarse con mayor proximidad a la potencia máxima disponible en la red de a bordo.

El dispositivo de mando está preferentemente repartido en una lógica de distribución y una electrónica de potencia, conteniendo la electrónica de potencia los interruptores electrónicos.

Preferentemente el dispositivo de mando es conectable a un sistema de bus de datos, por ejemplo CAN, o a un interfaz serial, a cuyo través pueden ser transmitidas las respectivas ordenes de mando a la lógica de distribución del dispositivo de mando.

Si las corrientes de régimen de reposo de la electrónica de potencia son menores que 1 mA, el dispositivo calefactor según la invención puede ser conectado directamente a la batería del vehículo sin relés separadores adicionales.

Especialmente, los interruptores electrónicos presentan con preferencia cuerpos refrigerantes, que están dispuestos de tal manera en el dispositivo de mando, y que son impactados por la corriente de aire a calentar que fluye a través del dispositivo calefactor, de manera que la corriente de aire no solo es calentada, sino que además puede utilizarse para la refrigeración de los interruptores electrónicos, y con ello del dispositivo de mando. Por tanto también es conducida la potencia de pérdida a la corriente de aire a calentar.

Para poder recambiar el dispositivo de mando, éste es preferiblemente conectable al bloque calefactor a través de conexiones eléctricas. De esta manera se forma una unidad construida en forma de módulos, a base del dispositivo de mando y del bloque calefactor sostenido en el marco.

Es ventajoso colocar el dispositivo de mando lateralmente en el marco, de modo que la parte principal de la corriente de aire pueda traspasar el dispositivo calefactor y solo llegue una porción marginal de la corriente de aire al dispositivo de mando para refrigerarlo.

Preferentemente el marco es de material plástico y presenta guías, en las cuales puede guiarse el dispositivo de mando para su instalación y desmontaje, de manera que por ejemplo se facilita el enchufe del dispositivo de mando en el bloque...

1. Dispositivo calefactor eléctrico para un vehículo automóvil, con varios elementos calefactores (14) reunidos en un bloque calefactor (12), estando el bloque calefactor sostenido en un marco (18), y fluyendo la corriente de aire a calentar a través del dispositivo calefactor, y con un dispositivo de mando (28) para el control de los elementos calefactores (14), caracterizado porque el dispositivo de mando (28) presenta interruptores electrónicos individuales para el control de los elementos calefactores, y forma una unidad de construcción con el bloque calefactor (12) sostenido en un marco (18), y porque el dispositivo de mando (28) presenta cuerpos de refrigeración para los interruptores electrónicos, estando los cuerpos de refrigeración dispuestos de tal manera que son impactados por la corriente de aire a calentar.

2. Dispositivo calefactor según la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo de mando (28) está construido como módulo de enchufe y en esencia es enchufable directamente en el bloque calefactor (12) sostenido en el marco, a través de conexiones eléctricas, para así formar la unidad de construcción.

3. Dispositivo calefactor según reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el dispositivo de mando (28) está dispuesto lateralmente en el bloque calefactor (12).

4. Dispositivo calefactor según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el marco (18) es de material plástico.

5. Dispositivo calefactor según una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque el marco (18) presenta guías (38), en las cueles es guiado el dispositivo de mando (28) para su montaje y desmontaje.

6. Dispositivo calefactor según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el marco (18) es de metal y el dispositivo de mando (28) está integrado en el marco (18).

7. Dispositivo calefactor según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el dispositivo de mando (28) contiene una lógica de distribución (48) y una electrónica de potencia (50).

8. Dispositivo calefactor según la reivindicación 7, caracterizado porque las corrientes de régimen de reposo de la electrónica de potencia (50) son menores a 1 mA.

9. Dispositivo calefactor según la reivindicación 7 u 8, caracterizado porque el dispositivo de mando (28) es conectable a un sistema de bus de datos o a una interfaz serial.

10. Dispositivo calefactor según reivindicación 9, caracterizado porque mediante el dispositivo de mando (28) son vigilables los elementos calefactores (14) y/o el mismo dispositivo de mando (28), y los datos de control están disponibles a través del sistema de bus de datos o la interfaz serial.

11. Dispositivo calefactor según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque mediante el dispositivo de mando (28) están protegidos de sobrecarga eléctrica y/o térmica los elementos calefactores eléctricos (14) y/o el mismo dispositivo de mando (28).

12. Dispositivo calefactor según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los elementos de construcción electrónicos o electromecánicos (p.e. 42, 52) del dispositivo de mando (28), están al menos parcialmente fundidos en un relleno de ajuste permanentemente elástico.