一種ptc電熱元件、電加熱裝置以及電動車的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種PTC電熱元件，包括PTC加熱組件、設(shè)于PTC加熱組件外側(cè)的兩個電極板、以及設(shè)于電極板外側(cè)的絕緣層；所述兩個電極板中至少一個電極板為楔形板，所述楔形板朝向PTC加熱組件的內(nèi)側(cè)面為豎直面，朝向絕緣層的外側(cè)面為斜面。本發(fā)明還提供了采用這種PTC電熱元件制作的電加熱裝置，所述電加熱裝置的導(dǎo)熱槽為楔形槽，其至少一側(cè)面為斜面，PTC電熱元件安裝在楔形槽中并與楔形槽相適配。本發(fā)明的PTC電熱元件的至少一個電極板為楔形板，使得所述PTC電熱元件不需要借助固定件即可穩(wěn)固地安裝于導(dǎo)熱槽中，PTC電熱元件產(chǎn)生的熱量均可直接通過導(dǎo)熱槽傳遞到循環(huán)腔中的介質(zhì)，熱量損失較小。
【專利說明】—種PTC電熱元件、電加熱裝置以及電動車
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及加熱裝置領(lǐng)域，尤其涉及一種用于電動車的PTC電熱元件以及電加熱
>J-U裝直。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)燃油汽車的空調(diào)供暖系統(tǒng)通常以尾氣余熱或發(fā)動機(jī)冷卻循環(huán)水的余熱作為 熱源并引入熱交換器，將送風(fēng)機(jī)送來的空氣與熱交換器進(jìn)行熱交換，加熱后的空氣送入車 內(nèi)，達(dá)到供暖、除霧、除霜以及為其他需要熱源的部件加熱的目的。然而，隨著純電動車和混 合動力車的應(yīng)用，特別是對于純電動車來說，其工作時沒有足夠的余熱供汽車內(nèi)部采暖，此 外，冬天極冷的環(huán)境下，汽車啟動前需要除霜以及除霧同樣需要熱源，因此需在電動壓縮機(jī) 制冷的基礎(chǔ)上增加電輔助加熱裝置。
[0003]現(xiàn)有的電加熱裝置包括殼體、以及放置于所述殼體中的數(shù)個PTC電熱元件，PTC(正 溫度系數(shù))電熱元件的特點是，其電阻率在某個一定的溫度范圍內(nèi)時基部保持不變，而當(dāng)溫 度達(dá)到PTC元件的居里溫度附近時，其電阻率會在較窄的溫度范圍內(nèi)迅速增大，接近絕緣 體。目前PTC元件分為陶瓷PTC和聚合物PTC，通常使用陶瓷PTC作為加熱元件，其具有自 控溫發(fā)熱、安全無明火，不易燃燒，無安全隱患等特點，并且在環(huán)境溫度提高后可自動降低 發(fā)熱功率，達(dá)到自動節(jié)能的效果，是一種較為理想的電加熱材料。
[0004]CN100567843C公開了 一種電熱裝置，所述電熱裝置具有殼體，其中電熱裝置的至 少一個電熱元件牢固地保持在該殼體中并通過分隔壁與保持在循環(huán)腔中的介質(zhì)完全隔開， 該分隔壁將殼體分成為加熱室和循環(huán)腔。循環(huán)腔具有分別用于引入和排出介質(zhì)的進(jìn)口和出 口。電熱元件優(yōu)選為PTC電熱元件并通過夾緊力被保持在分隔壁形成的凹部中；參閱該公 開文獻(xiàn)的附圖3及圖4，在這種電熱裝置的具體實施例中，利用同樣布置在凹部中的壓力元 件以良好接觸的方式將電熱元件壓在凹部的相對側(cè)部件上，壓力元件以楔形形狀形成，壓 力元件將電熱元件緊緊的楔入凹部中并確保U形凹部的長側(cè)部、電熱元件與楔形件之間的 全表面接觸。為了保證對電熱元件兩側(cè)的良好熱傳導(dǎo)，以便傳熱到循環(huán)腔內(nèi)中的介質(zhì)，通過 使電熱元件靠在一個側(cè)部件上，并且壓力元件由良好導(dǎo)熱材料制成且優(yōu)選整個表面靠在電 熱元件上來實現(xiàn)。然而，上述方案通過壓力元件使PTC電熱元件得到良好的固定，但是同 時，由于PTC電熱元件傳熱時，其一側(cè)面上產(chǎn)生的熱量需要通過壓力元件再傳到U形凹部的 側(cè)部件，再通過U形凹部傳熱到循環(huán)腔內(nèi)中的介質(zhì)，即使壓力元件由良好導(dǎo)熱材料制成，也 會對PTC電熱元件的傳熱效果造成影響，導(dǎo)致電熱裝置的熱效率較低；另外，設(shè)置壓力元件 對PTC電熱元件進(jìn)行固定，也使得電熱裝置的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝較為麻煩。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有的電加熱裝置的PTC電熱元件通過同樣布置在凹部中的壓 力元件將電熱元件壓在凹部的相對側(cè)部件上，設(shè)置壓力元件對PTC電熱元件的傳熱效果會 造成影響，使得介質(zhì)不能較好的吸熱，導(dǎo)致電熱裝置的熱效率較低的技術(shù)問題。[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種PTC電熱元件，包括PTC加熱組件、設(shè)于 PTC加熱組件外側(cè)的兩個電極板、以及設(shè)于電極板外側(cè)的絕緣層；其中:所述兩個電極板中 至少一個電極板為楔形板，所述楔形板朝向PTC加熱組件的內(nèi)側(cè)面為豎直面，朝向絕緣層 的外側(cè)面為斜面。
[0007]在所述的PTC電熱元件中，優(yōu)選地，所述兩個電極板均為楔形板。
[0008]在所述的PTC電熱元件中，優(yōu)選地，所述PTC加熱組件與電極板之間設(shè)有可壓縮導(dǎo)電層。
[0009]在所述的PTC電熱元件中，優(yōu)選地，所述電極板的上端設(shè)有引出電極；所述電極板 的內(nèi)側(cè)面設(shè)有定位槽，所述PTC加熱組件置于所述定位槽中。
[0010]在所述的PTC電熱元件中，優(yōu)選地，所述電極板的側(cè)面積大于PTC加熱組件的側(cè)面 積，并延伸形成延伸部；所述兩個電極板的延伸部之間填充有絕緣填充物。
[0011]在所述的PTC電熱元件中，優(yōu)選地,所述絕緣層包覆于所述兩個電極板的外側(cè)面 和底面。
[0012]在所述的PTC電熱元件中，優(yōu)選地,所述PTC加熱組件包括至少兩個PTC元件,所 述PTC元件為陶瓷PTC。
[0013]本發(fā)明還提供一種電加熱裝置，包括殼體及數(shù)個PTC電熱元件，所述殼體形成有 數(shù)個導(dǎo)熱槽、以及用于容納介質(zhì)并供介質(zhì)流通的循環(huán)腔，所述循環(huán)腔相對于所述導(dǎo)熱槽密 封設(shè)置；其中，所述PTC電熱元件為如上所述的PTC電熱元件，所述導(dǎo)熱槽為楔形槽，其至少 一側(cè)面為斜面，所述PTC電熱元件安裝在所述楔形槽中并與所述楔形槽相適配。
[0014]在所述的電加熱裝置中，優(yōu)選地，所述導(dǎo)熱槽的兩側(cè)面為斜面，所述兩個電極板的 外側(cè)面分別與所述導(dǎo)熱槽的兩側(cè)面相適配；所述絕緣層位于電極板與導(dǎo)熱槽之間。
[0015]在所述的電加熱裝置中，優(yōu)選地，所述殼體包括第一殼體、安裝于第一殼體上的第 二殼體，所述第二殼體上設(shè)置所述數(shù)個導(dǎo)熱槽，所述數(shù)個導(dǎo)熱槽伸入到所述第一殼體中，所 述數(shù)個導(dǎo)熱槽與第一殼體之間形成循環(huán)腔，所述進(jìn)口和出口設(shè)于第一殼體上。
[0016]在所述的電加熱裝置中，優(yōu)選地，所述第二殼體包括連接壁和分隔壁，所述分隔壁 分隔形成所述數(shù)個導(dǎo)熱槽，所述數(shù)個導(dǎo)熱槽的開口端與所述連接壁相連接；所述循環(huán)腔包 括數(shù)個循環(huán)單元，所述數(shù)個循環(huán)單元形成于分隔壁與第一殼體之間；所述第一殼體包括第 一側(cè)壁和第二側(cè)壁，所述數(shù)個導(dǎo)熱槽分別與所述第一側(cè)壁或第二側(cè)壁之間形成有通道，所 述數(shù)個循環(huán)單元通過所述通道相連通。
[0017]在所述的電加熱裝置中，優(yōu)選地，所述數(shù)個導(dǎo)熱槽包括數(shù)個第一導(dǎo)熱槽和數(shù)個第 二導(dǎo)熱槽，所述數(shù)個第一導(dǎo)熱槽和數(shù)個第二導(dǎo)熱槽交替設(shè)置，其中，第一導(dǎo)熱槽與第一側(cè)壁 相連接，并與第二側(cè)壁之間形成有通道，第二導(dǎo)熱槽與第二側(cè)壁相連接，并與第一側(cè)壁之間 形成有通道。
[0018]在所述的電加熱裝置中，優(yōu)選地，所述殼體的長度大于寬度，所述第一側(cè)壁和第二 側(cè)壁為沿第一殼體長度方向相對設(shè)置的兩個側(cè)壁；所述數(shù)個導(dǎo)熱槽沿所述第二殼體的長度 方向以彼此平行的方式設(shè)置。
[0019]在所述的電加熱裝置中，優(yōu)選地，所述數(shù)個循環(huán)單元位于連接壁的下方，所述數(shù)個 循環(huán)單元形成使介質(zhì)沿S形路徑流通的S型循環(huán)腔。
[0020]本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種電動車，包括空調(diào)供暖系統(tǒng)，所述空調(diào)供暖系統(tǒng)包括如上所述的電加熱裝置。
[0021]本發(fā)明的電加熱裝置的PTC電熱元件的至少一個電極板為楔形板，所述導(dǎo)熱槽為 楔形槽，其至少一側(cè)面為斜面，所述PTC電熱元件安裝在所述楔形槽中并與所述楔形槽相 適配；使得所述PTC電熱元件不需要借助固定件即可穩(wěn)固地安裝于導(dǎo)熱槽中，PTC電熱元件 產(chǎn)生的熱量均可直接通過導(dǎo)熱槽傳遞到循環(huán)腔中的介質(zhì)，熱量損失較小，使得采用這種PTC 電熱元件的電加熱裝置的熱效率得到有效的提高，能夠較好地用于為電動車供暖、除霜、除 霧以及為其他需要熱源的部件加熱。
[0022]進(jìn)一步地，本發(fā)明的電加熱裝置的殼體包括第一殼體、安裝于第一殼體內(nèi)的第二 殼體，加熱室包括由第二殼體的分隔壁分隔形成的數(shù)個導(dǎo)熱槽，循環(huán)腔包括形成于分隔壁 與第一殼體之間的數(shù)個循環(huán)單元；數(shù)個導(dǎo)熱槽分別與第一殼體的第一側(cè)壁或第二側(cè)壁之間 形成有通道，數(shù)個循環(huán)單元通過所述通道相連通形成曲線路徑的循環(huán)腔(優(yōu)選形成S型循 環(huán)腔)，介質(zhì)在上述循環(huán)腔以環(huán)流的方式流過，流通路徑較長，接觸面積大，并且介質(zhì)圍繞導(dǎo) 熱槽在其周圍流動，能夠有效吸收導(dǎo)熱槽內(nèi)PTC電熱元件產(chǎn)生的熱量，吸收熱量的時間長， 吸熱效率高，進(jìn)一步提高電加熱裝置的熱效率。
【專利附圖】

【附圖說明】[0023]圖1是本發(fā)明優(yōu)選實施例的電加熱裝置的剖面圖。[0024]圖2是圖1中所示的PTC電熱元件的示意圖。[0025]圖3是圖2中所示的PTC電熱元件安裝于導(dǎo)熱槽的示意圖。[0026]圖4是本發(fā)明優(yōu)選實施例的殼體的組合示意圖。[0027]圖5是本發(fā)明優(yōu)選實施例的殼體的分解示意圖。[0028]圖6是圖4所示的殼體的俯視圖。【具體實施方式】[0029]為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合
附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用 以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0030]參閱圖1，本發(fā)明提供一種用于電動車的電加熱裝置，包括殼體1、以及安裝于殼 體I中的數(shù)個PTC電熱元件2。與【背景技術(shù)】中的殼體相似地，所述殼體I包括:用于容納PTC 電熱元件2的加熱室11、用于容納介質(zhì)并供介質(zhì)流動通過的循環(huán)腔12、與循環(huán)腔12連通的 用于將介質(zhì)供給到所述循環(huán)腔12內(nèi)的進(jìn)口 13以及用于將介質(zhì)引導(dǎo)到所述循環(huán)腔12外的 出口 14 ;所述加熱室11包括數(shù)個導(dǎo)熱槽160，所述PTC電熱元件2安裝在所述導(dǎo)熱槽160 中，所述循環(huán)腔12相對于所述導(dǎo)熱槽160密封設(shè)置。
[0031]本發(fā)明的主要改進(jìn)在于PTC電熱元件的結(jié)構(gòu)與【背景技術(shù)】中提及的PTC電熱元件的 結(jié)構(gòu)存在不同，使得PTC電熱元件2無需借助壓力元件即可良好的安裝在導(dǎo)熱槽160中。
[0032]參閱圖2和圖3，本發(fā)明優(yōu)選實施例的PTC電熱元件，包括PTC加熱組件21、設(shè)于 PTC加熱組件21外側(cè)的兩個電極板22、以及設(shè)于電極板22外側(cè)的絕緣層23 ;在本實施例 中，所述兩個電極板22均為楔形板，所述楔形板朝向PTC加熱組件21的內(nèi)側(cè)面為豎直面， 朝向絕緣層23的外側(cè)面為斜面。[0033]需要說明的是，將電極板22制作成楔形板，用于適應(yīng)具有楔形橫截面的導(dǎo)熱槽 160，在本實施例中，所述導(dǎo)熱槽160為兩側(cè)面均為斜面的楔形槽，具有這種結(jié)構(gòu)的PTC電熱 元件能夠方便的嵌入導(dǎo)熱槽160，并且嵌入導(dǎo)熱槽160時所受到的導(dǎo)熱槽160兩側(cè)的壓力能 夠使PTC電熱元件與導(dǎo)熱槽160形成良好的接觸?？梢岳斫獾氖牵鰧?dǎo)熱槽160也可以 是一側(cè)面為豎直面，另一側(cè)面為斜面的楔形槽，此時，根據(jù)導(dǎo)熱槽160的形狀，僅將一個電 極板22制作成楔形板，同樣能夠使PTC電熱元件與導(dǎo)熱槽160形成良好的接觸。
[0034]參閱圖2，具體來說，PTC加熱組件21是PTC電熱元件中產(chǎn)生熱量的裝置，優(yōu)選包 括至少兩個PTC元件，所述PTC元件優(yōu)選為陶瓷PTC，在陶瓷PTC的相對的兩側(cè)表面具有通 過噴涂、印刷等方式設(shè)置的導(dǎo)電電極(未圖示)，所述導(dǎo)電電極優(yōu)選為銀電極；在本發(fā)明中， 所述PTC加熱組件21所包含PTC元件的數(shù)量可以根據(jù)電加熱裝置的功率進(jìn)行設(shè)置，以滿足 電加熱裝置的需要。
[0035]繼續(xù)參閱圖2，眾所周知，PTC電熱元件的PTC加熱組件21與電極板22之間的導(dǎo) 電性能，接觸電阻大小對電加熱模塊的耐電壓性能，特別是長時間、高電壓工作環(huán)境下的安 全性、可靠性有很大影響。在現(xiàn)有技術(shù)中，PTC電熱元件的PTC加熱組件21與電極板22直 接剛性接觸，或者采用絕緣導(dǎo)熱粘結(jié)膠填充間隙的方式進(jìn)行粘結(jié)，存在界面間隙；這兩種接 觸方式在高電壓環(huán)境下，均存在出現(xiàn)電弧放電擊穿PTC加熱組件21的風(fēng)險，引起電路短路。 因而，在本發(fā)明中，優(yōu)選地，所述PTC加熱組件21與電極板22之間設(shè)有可壓縮導(dǎo)電層24。 所述可壓縮導(dǎo)電層24包括聚合物及與聚合物復(fù)合的導(dǎo)電材料。
[0036]可壓縮導(dǎo)電層24中的聚合物包括但不限于聚酰亞胺、聚四氟乙烯、有機(jī)硅樹脂、 環(huán)氧樹脂中的一種或多種。導(dǎo)電材料包括但不限于金屬纖維、金屬顆粒、金屬編織網(wǎng)、金屬 片、碳、石墨中的一種或多種。所述導(dǎo)電材料與聚合物復(fù)合的方式包括導(dǎo)電材料散布或嵌設(shè) 于聚合物中，或聚合物貼附于導(dǎo)電材料兩側(cè)。例如當(dāng)導(dǎo)電材料為金屬顆粒時，以金屬顆粒散 布于聚合物中的復(fù)合方式形成導(dǎo)電聚合物層；或者當(dāng)導(dǎo)電材料為金屬片時，以聚合物貼附 于金屬片兩側(cè)的方式形成可壓縮導(dǎo)電層24。例如:本實施例是在有機(jī)硅樹脂中復(fù)合鎳制金 屬編制網(wǎng)制成可壓縮導(dǎo)電層24，即在聚合物中嵌設(shè)鎳制金屬編制網(wǎng)。導(dǎo)電聚合物中分布的 導(dǎo)電材料，能夠?qū)姌O板22與PTC加熱組件21，且可壓縮導(dǎo)電層24具有彈性，相對于剛 性的PTC加熱組件21直接與電極板22接觸而言，可壓縮導(dǎo)電層24可以彌補PTC加熱組件 21與電極板22之間的微小空隙，降低接觸電阻；并且不影響界面?zhèn)鳠?，使得PTC加熱組件 21產(chǎn)生的熱量充分地傳導(dǎo)至電極板22 ;并且保證PTC加熱組件21在高壓系統(tǒng)中能夠長時 間安全地使用。
[0037]如圖2所示，在本實施例中，所述兩個電極板22均為楔形板，所述楔形板朝向PTC 加熱組件21的內(nèi)側(cè)面為豎直面，朝向絕緣層23的外側(cè)面為斜面。電極板22由導(dǎo)電材料制 成，例如:可以為鋁、銅、不銹鋼、鋁合金、銅合金或鎳基合金等。電極板22的上端部延伸有 用于連接電源的引出端子221，引出端子221可通過焊接或鉚接方式固定在電極板22上。 電極板22通過可壓縮導(dǎo)電層24與PTC加熱組件21電連接。為保證PTC加熱組件21與電 極板22之間有更好的接觸，電極板22的側(cè)面積大于或等于PTC加熱組件21的側(cè)面積。優(yōu) 選情況下電極板22的面積大于PTC加熱組件21的側(cè)面積，并向上和/或向下延伸形成延 伸部222，以將PTC加熱組件21與導(dǎo)熱槽160分隔開，在兩個電極板22的延伸部222之間 處填充有絕緣填充物25，例如:聚酰亞胺，起到將兩個電極板22絕緣的作用，避免短路。為了便于PTC加熱組件21及可壓縮導(dǎo)電層24的定位，優(yōu)選電極板22朝向PTC加熱組件21 的內(nèi)側(cè)面設(shè)有定位槽223，所述PTC加熱組件21及可壓縮導(dǎo)電層24位于定位槽223中。
[0038]如圖2所示，絕緣層26的橫截面成U型，包覆所述兩個電極板22的外側(cè)面和底 面，以電絕緣電極板22與導(dǎo)熱槽160。并且絕緣層26采用導(dǎo)熱性好的材料制成，不至于損 失傳遞的熱量，例如:采用導(dǎo)熱墊片、陶瓷絕緣材料等。
[0039]另外，在本實施例中，PTC電熱元件2的形狀與導(dǎo)熱槽160的形狀相適配，同時，優(yōu) 選PTC電熱元件2的厚度(即PTC加熱組件21、可壓縮導(dǎo)電層24、電極板22、絕緣層26的整 體厚度)稍大于導(dǎo)熱槽160的寬度，形成過盈配合，從而導(dǎo)熱槽160的側(cè)壁可以夾緊PTC電 熱元件2，起到更好的導(dǎo)熱和導(dǎo)電的效果。
[0040]本發(fā)明還提供了一種電加熱裝置，所述電加熱裝置包括殼體I及數(shù)個PTC電熱元 件2，所述殼體I形成有數(shù)個導(dǎo)熱槽160、以及用于容納介質(zhì)并供介質(zhì)流通的循環(huán)腔12，所述 循環(huán)腔12相對于所述導(dǎo)熱槽160密封設(shè)置；所述PTC電熱元件2為如上所述的PTC電熱元 件2，在本實施例中，所述導(dǎo)熱槽160為楔形槽，其兩側(cè)面為斜面，所述PTC電熱元件2安裝 在所述楔形槽160中并與所述楔形槽160相適配。所述PTC電熱元件2嵌入到導(dǎo)熱槽160 中，將產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)至導(dǎo)熱槽160。導(dǎo)熱槽160不僅起到將介質(zhì)與PTC電熱元件2隔離開 的作用，同時也起到傳導(dǎo)熱量的作用，因此導(dǎo)熱槽160采用具有良好導(dǎo)熱性能的金屬制成， 在本實施例中優(yōu)選為鋁或鋁合金。導(dǎo)熱槽160具有呈楔形的橫截面，即可滿足脫模需要，又 便于安裝PTC電熱元件2并與PTC電熱元件2形成良好的接觸。
[0041]本發(fā)明的PTC電熱元件的安裝及使用過程，將可壓縮導(dǎo)電層24、電極板22依次安 裝于PTC加熱組件21的兩側(cè)面上，并在兩電極板22之間的邊緣處填充絕緣填充物25，然后 將絕緣層26包覆于兩個電極板22的外側(cè)面和底面，形成PTC電熱元件2。將上述安裝好的 PTC電熱元件2嵌入導(dǎo)熱槽160中，使用時，從殼體的進(jìn)口處通入介質(zhì)，并接通電源，PTC加 熱組件21開始發(fā)熱，熱量通過可壓縮導(dǎo)電層24、電極板22、絕緣層26、導(dǎo)熱槽160傳遞至介 質(zhì)，介質(zhì)從殼體的出口流出，將熱量帶走用于車內(nèi)的供暖、除霜、除霧等。
[0042]由上可知，由于電加熱裝置的PTC電熱元件的兩個電極板為楔形板，所述導(dǎo)熱槽 為楔形槽，其兩側(cè)面為斜面，所述PTC電熱元件安裝在所述楔形槽中并與所述楔形槽相適 配；使得所述PTC電熱元件不需要借助固定件即可穩(wěn)固地安裝于導(dǎo)熱槽中，PTC電熱元件 產(chǎn)生的熱量均可直接通過導(dǎo)熱槽傳遞到循環(huán)腔中的介質(zhì)，熱量損失較小，使得采用這種PTC 電熱元件的電加熱裝置的熱效率得到有效的提高，能夠較好地用于為電動車供暖、除霜、除 霧以及為其他需要熱源的部件加熱。
[0043]可以理解的是，本發(fā)明的電加熱裝置的PTC電熱元件為與現(xiàn)有技術(shù)不同的PTC電 熱元件，而其殼體則可采用與現(xiàn)有電加熱裝置的殼體相似的殼體的結(jié)構(gòu)。但是【背景技術(shù)】 (CN100567843C)提到的電熱裝置的殼體的進(jìn)口和出口沿長度方向設(shè)置在殼體的相對端處， 分隔壁分隔殼體形成的循環(huán)腔的長度即為殼體的長度，用于保持PTC電熱元件的凹部也是 沿殼體的長度方向設(shè)置，所述介質(zhì)通過循環(huán)腔時圍繞所述凹部在兩側(cè)流動，介質(zhì)從殼體一 側(cè)的進(jìn)口流過循環(huán)腔再從另一側(cè)的出口流出，介質(zhì)在循環(huán)腔內(nèi)的流通路徑為直線路徑，流 通路徑短，吸收PTC電熱元件的熱量的時間也較短，介質(zhì)不能較好的吸熱，導(dǎo)致電熱裝置的 熱效率較低。因而，在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，為了進(jìn)一步提高電加熱裝置的熱效率，本發(fā) 明的另一主要改進(jìn)在于殼體I的結(jié)構(gòu)與【背景技術(shù)】中提及的殼體的結(jié)構(gòu)不同，使得介質(zhì)在循環(huán)腔12中的流通路徑不同于現(xiàn)有技術(shù)中的循環(huán)腔的流通路徑，流通路徑更長。
[0044]進(jìn)一步地,參閱圖4-6,所述殼體I包括第一殼體15、安裝于第一殼體15上的第 二殼體16。所述第一殼體15為頂面開口的中空長方體，采用絕緣材質(zhì)制作而成，包括底板 150以及圍繞所述底板150設(shè)置的四個側(cè)壁，并于第一殼體15內(nèi)形成有容置腔155，所述四 個側(cè)壁垂直或者大致垂直于所述底板150設(shè)置，所述四個側(cè)壁包括第一側(cè)壁151、第二側(cè)壁 152、第三側(cè)壁153以及第四側(cè)壁154，其中，所述第一側(cè)壁151與第二側(cè)壁152為沿第一殼 體15的長度方向相對設(shè)置的兩個側(cè)壁，第三側(cè)壁153和第四側(cè)壁154為沿第一殼體15的寬 度方向相對設(shè)置的兩個側(cè)壁。所述第一殼體15上還設(shè)有用于將介質(zhì)供給到殼體內(nèi)的進(jìn)口
13、以及用于將介質(zhì)引導(dǎo)到所述殼體外的出口 14，可以理解的是，為了使介質(zhì)的流通距離和 時間更長，所述進(jìn)口 13和出口 14應(yīng)當(dāng)設(shè)置于第一殼體15上兩個相對較遠(yuǎn)的位置處，如圖 所示，所述進(jìn)口 13和出口 14設(shè)于所述第二側(cè)壁152的兩端；可以理解的是，在本發(fā)明的其 它實施例中，所述進(jìn)口 13和出口 14還可設(shè)于第一側(cè)壁151的兩端，或者進(jìn)口 13和出口 14 分別設(shè)置于第三側(cè)壁153和第四側(cè)壁154上(參閱圖1)。
[0045]所述第二殼體16安裝于第一殼體15上，第二殼體16包括大致呈平板狀的連接壁 161、由連接壁161向第一殼體15的容置腔155內(nèi)凹設(shè)的分隔壁162，以及由分隔壁162分 隔形成并連接于所述連接壁161上的數(shù)個導(dǎo)熱槽160，所述導(dǎo)熱槽160用于安裝PTC電熱元 件2，如上所述，所述導(dǎo)熱槽160為楔形槽，其至少一側(cè)面為斜面，在本實施例中，其兩側(cè)面 為斜面，所述PTC電熱元件2安裝在所述楔形槽160中并與所述楔形槽160相適配。導(dǎo)熱 槽160不僅起到將介質(zhì)與PTC電熱元件隔離開的作用，同時也起到傳導(dǎo)熱量的作用，因此導(dǎo) 熱槽160由具有良好導(dǎo)熱性能的材料制成，如金屬，在本實施例中優(yōu)選為鋁或鋁合金。所述 導(dǎo)熱槽160的開口端與所述連接壁161相連接，并且導(dǎo)熱槽160伸入到所述第一殼體15的 容置腔155中。如圖1所示，所述數(shù)個導(dǎo)熱槽160由分隔壁162分隔形成，所述數(shù)個導(dǎo)熱槽 160共同組成用于加熱介質(zhì)的加熱室11。所述連接壁161、分隔壁162優(yōu)選為一體成型，均 采用良好導(dǎo)熱性能的材料制成，以形成結(jié)構(gòu)可靠、導(dǎo)熱性能良好的導(dǎo)熱槽160。
[0046]可以理解的是，所述分隔壁162將第一殼體15的容置腔155分隔為用于放置PTC 電熱元件的加熱室11以及用于容納介質(zhì)并供介質(zhì)流動通過的循環(huán)腔12。參閱圖1，在本發(fā) 明中，所述循環(huán)腔12包括數(shù)個循環(huán)單元120，所述數(shù)個循環(huán)單元120形成于分隔壁162與第 一殼體15之間，并位于連接壁161的下方。其中，最外側(cè)的循環(huán)單元120形成于最外側(cè)的 導(dǎo)熱槽160與第一殼體15之間；中間的循環(huán)單元120形成于相鄰的兩個導(dǎo)熱槽160與第一 殼體15之間。所述導(dǎo)熱槽160相對于所述循環(huán)單元120為密封設(shè)置，以避免介質(zhì)對PTC電 熱元件2造成損壞。
[0047]在本發(fā)明中，為了使所述數(shù)個循環(huán)單元120相連通，更重要的是，為了形成使較長 的介質(zhì)流通路徑，本發(fā)明通過使數(shù)個導(dǎo)熱槽160分別與第一殼體15的第一側(cè)壁151或第二 側(cè)壁152之間形成有通道17(參閱圖6，圖6的標(biāo)號標(biāo)出的僅是通道17的位置，可以理解的 是，通道17位于殼體內(nèi)部)，使得數(shù)個循環(huán)單元120通過所述通道17相連通并形成曲線路徑 的循環(huán)腔12，介質(zhì)從進(jìn)口 13流入后在循環(huán)腔12以環(huán)流的方式流過循環(huán)腔12，流通路徑比 直線流通路徑長，介質(zhì)在上述循環(huán)腔12中以曲線路徑流過，并且介質(zhì)圍繞導(dǎo)熱槽160在其 周圍流動，能夠有效吸收導(dǎo)熱槽160內(nèi)PTC電熱元件2產(chǎn)生的熱量，吸收熱量的時間長，吸 熱效率高。在優(yōu)選的情況下，所述數(shù)個導(dǎo)熱槽160包括數(shù)個第一導(dǎo)熱槽1601和數(shù)個第二導(dǎo)熱槽1602,所述數(shù)個第一導(dǎo)熱槽1601和數(shù)個第二導(dǎo)熱槽1602交替設(shè)置,其中,第一導(dǎo)熱槽 1601與第一側(cè)壁151相連接，并與第二側(cè)壁152之間形成有通道17，第二導(dǎo)熱槽1602與第 二側(cè)壁152相連接，并與第一側(cè)壁151之間形成有通道17 ;使得所述數(shù)個循環(huán)單元120通 過所述通道17相連通并形成S型循環(huán)腔12。介質(zhì)從進(jìn)口 13流入后以環(huán)流的方式流過S型 循環(huán)腔12然后從出口 14流出，S型循環(huán)腔12呈S形的流通路徑是進(jìn)口 13和出口 14之間 最長的流通路徑；因而，本實施例的電加熱裝置采用具有S型循環(huán)腔12的殼體，介質(zhì)在上述 循環(huán)腔12以環(huán)流的方式流過，流通路徑長，并且介質(zhì)圍繞導(dǎo)熱槽160在其周圍流動，能夠有 效吸收導(dǎo)熱槽160內(nèi)PTC電熱元件2產(chǎn)生的熱量，吸收熱量的時間長，吸熱效率高，使得采 用這種殼體的電加熱裝置的熱效率得到有效的提高。在本實施例中，導(dǎo)熱槽160為九個，其 中，第一導(dǎo)熱槽1601為五個,第二導(dǎo)熱槽1602為四個,可以理解的是,所述導(dǎo)熱槽160、第一 導(dǎo)熱槽、第二導(dǎo)熱槽的設(shè)置數(shù)量可根據(jù)電加熱裝置需要確定，以放置合適數(shù)量的PTC電熱 元件。
[0048]在本發(fā)明中，優(yōu)選地，所述數(shù)個導(dǎo)熱槽160沿所述第二殼體16的長度方向以彼此 平行的方式設(shè)置，即導(dǎo)熱槽160沿所述第二殼體16的寬度方向設(shè)置，由于導(dǎo)熱槽160與第 一側(cè)壁或第二側(cè)壁之間形成有通道，因而其長度略小于第二殼體16的寬度。這種結(jié)構(gòu)的導(dǎo) 熱槽160的設(shè)置合理，設(shè)置數(shù)量更多，能夠更好的放置PTC電熱元件2，所述介質(zhì)通過循環(huán) 腔12時，在所述導(dǎo)熱槽160的兩側(cè)或者導(dǎo)熱槽160的三側(cè)(包括兩側(cè)和底部)流動，設(shè)置更 多的導(dǎo)熱槽160，能夠使介質(zhì)得到更多的熱量，提高電加熱裝置的熱效率。可以理解的是， 所述導(dǎo)熱槽160也可沿第二殼體16的寬度方向以彼此平行的方式設(shè)置，相應(yīng)地，所述第一 側(cè)壁和第二側(cè)壁為沿第一殼體寬度方向相對設(shè)置的兩個側(cè)壁，需要指出的是，能夠形成具 有較長流通路徑(例如:曲線路徑)的循環(huán)腔的殼體結(jié)構(gòu)形式均可用于本發(fā)明。但是相較來 說，所述導(dǎo)熱槽160沿所述第二殼體16的長度方向以彼此平行的方式設(shè)置，導(dǎo)熱槽160的 設(shè)置結(jié)構(gòu)合理，也更便于安裝PTC電熱元件2。
[0049]參閱圖5,在本發(fā)明中，優(yōu)選地,所述第二殼體16向上延伸設(shè)置有凸緣163,所述凸 緣163置于第一殼體15上，并且所述第一殼體15的上端設(shè)有連接件156，第二殼體16的凸 緣163上相應(yīng)地設(shè)有安裝孔166，所述連接件156穿過安裝孔166將所述第二殼體16安裝 于第一殼體15上并與所述第一殼體15相連接,在所述第一殼體15和第二殼體16的連接 處設(shè)有密封圈3，以使進(jìn)入第一殼體15的介質(zhì)不會從第一殼體15和第二殼體16的連接處 泄漏。
[0050]在本實施例中，所述第二殼體16上的數(shù)個導(dǎo)熱槽160伸入所述第一殼體15的容 置腔155中，所述第一殼體15內(nèi)相應(yīng)地設(shè)有卡塊157，相鄰的兩個卡塊157形成用于固定 導(dǎo)熱槽160的安裝部，所述第二殼體16上的數(shù)個導(dǎo)熱槽160對應(yīng)的置于所述安裝部中，使 得所述第二殼體16與第一殼體15的連接更可靠。另外，在本發(fā)明的其它優(yōu)選實施例中，還 可以在所述數(shù)個導(dǎo)熱槽160上設(shè)有卡塊，所述卡塊的設(shè)置于導(dǎo)熱槽160的底面、以及導(dǎo)熱槽 160的至少一側(cè)面，卡塊的設(shè)置寬度小于導(dǎo)熱槽160的寬度。所述第一殼體15內(nèi)相應(yīng)地設(shè) 有卡槽，所述卡槽相應(yīng)地形成于所述第一殼體15的四個側(cè)壁、底板150的內(nèi)側(cè)，所述卡塊安 裝于所述卡槽中，以將所述導(dǎo)熱槽160固定在容置腔155內(nèi)。并且導(dǎo)熱槽160上的卡塊與 第一殼體15的底板150、第一側(cè)壁151或第二側(cè)壁152上的卡槽相連接，其中，第一導(dǎo)熱槽 1601上的卡塊與第一側(cè)壁151、底板150上的卡槽相連接,所述卡塊與所述卡槽的連接處無間隙，僅于所述第一導(dǎo)熱槽1601與第二側(cè)壁152之間形成有通道，相似地，所述第二導(dǎo)熱槽 1602僅與第一側(cè)壁151之間形成有通道17，數(shù)個循環(huán)單元120通過所述通道17相連通，從 而使得介質(zhì)在循環(huán)腔12內(nèi)流動時，通過導(dǎo)熱槽160與第一側(cè)壁151或第二側(cè)壁152之間的 通道17流動，順序沿著數(shù)個循環(huán)單元120依次在數(shù)個導(dǎo)熱槽160的兩側(cè)或三側(cè)(包括部分 底面)流動，流通路徑較長，并且介質(zhì)圍繞導(dǎo)熱槽160在其周圍流動，能夠有效吸收導(dǎo)熱槽 160內(nèi)PTC電熱元件產(chǎn)生的熱量。
[0051]如圖1所示，在本實施例中，所述PTC電熱元件2的尺寸對應(yīng)于每個導(dǎo)熱槽160的 尺寸，每個導(dǎo)熱槽160中嵌有一個PTC電熱元件2，可以理解的是，當(dāng)所述數(shù)個導(dǎo)熱槽160沿 殼體的寬度方向以彼此平行的方式設(shè)置，此時導(dǎo)熱槽160的長度較長，需要在導(dǎo)熱槽160中 安裝二個或二個以上的PTC電熱元件，所述PTC電熱元件采用本發(fā)明的PTC電熱元件。
[0052]下面介紹本發(fā)明的電加熱裝置的安裝及使用過程，將PTC電熱元件2通過夾具嵌 入導(dǎo)熱槽160中，然后再將第二殼體16安裝到第一殼體15的開口處并密封開口，數(shù)個導(dǎo)熱 槽160插入到第一殼體15的容置腔155中，形成循環(huán)腔12，使用時，從第一殼體15的進(jìn)口 13處通入介質(zhì)，并將PTC電熱元件2接通電源，PTC元件21開始發(fā)熱，熱量通過電極板22、 絕緣層23、導(dǎo)熱槽160傳遞至介質(zhì)，在循環(huán)腔12內(nèi)得到加熱后的介質(zhì)從第一殼體15的出口 14流出，將熱量帶走用于車內(nèi)的供暖、除霜、除霧等。
[0053]本發(fā)明還提供一種電動車，包括空調(diào)供暖系統(tǒng)，所述空調(diào)供暖系統(tǒng)包括本發(fā)明所 提供的電加熱裝置，及與電加熱裝置連接的熱交換器，介質(zhì)流經(jīng)電加熱裝置進(jìn)行熱量采集， 吸收熱量后的介質(zhì)進(jìn)入熱交換器，通過熱交換器將熱量釋放進(jìn)行車內(nèi)供暖、除霜、除霧。
[0054]綜上所述，本發(fā)明優(yōu)選實施例的電加熱裝置的PTC電熱元件的兩個電極板為楔形 板，所述導(dǎo)熱槽為楔形槽，其兩側(cè)面為斜面，所述PTC電熱元件安裝在所述楔形槽中并與所 述楔形槽相適配；使得所述PTC電熱元件不需要借助固定件即可穩(wěn)固地安裝于導(dǎo)熱槽中， PTC電熱元件產(chǎn)生的熱量均可直接通過導(dǎo)熱槽傳遞到循環(huán)腔中的介質(zhì)，熱量損失較小，使得 采用這種PTC電熱元件的電加熱裝置的熱效率得到有效的提高，能夠較好地用于為電動車 供暖、除霜、除霧以及為其他需要熱源的部件加熱。另外，PTC加熱組件與電極板之間設(shè)置 可壓縮導(dǎo)電層可以彌補PTC加熱組件與電極板之間的微小空隙，降低接觸電阻；并且不影 響界面?zhèn)鳠幔沟肞TC加熱組件產(chǎn)生的熱量充分地傳導(dǎo)至電極板；并且保證PTC加熱組件在 高壓系統(tǒng)中能夠長時間安全地使用。
[0055]進(jìn)一步地，本發(fā)明優(yōu)選實施例的電加熱裝置的殼體包括第一殼體、安裝于第一殼 體內(nèi)的第二殼體，加熱室包括由第二殼體的分隔壁分隔形成的數(shù)個導(dǎo)熱槽，循環(huán)腔包括形 成于分隔壁與第一殼體之間的數(shù)個循環(huán)單元；數(shù)個導(dǎo)熱槽分別與第一殼體的第一側(cè)壁或第 二側(cè)壁之間形成有通道，數(shù)個循環(huán)單元通過所述通道相連通形成曲線路徑的循環(huán)腔(優(yōu)選 形成S型循環(huán)腔)，介質(zhì)在上述循環(huán)腔以環(huán)流的方式流過，流通路徑較長，接觸面積大，并且 介質(zhì)圍繞導(dǎo)熱槽在其周圍流動，能夠有效吸收導(dǎo)熱槽內(nèi)PTC電熱元件產(chǎn)生的熱量，吸收熱 量的時間長，吸熱效率高，進(jìn)一步提高電加熱裝置的熱效率。
[0056]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種PTC電熱元件，包括PTC加熱組件、設(shè)于PTC加熱組件外側(cè)的兩個電極板、以及設(shè)于電極板外側(cè)的絕緣層；其特征在于，所述兩個電極板中至少一個電極板為楔形板，所述楔形板朝向PTC加熱組件的內(nèi)側(cè)面為豎直面，朝向絕緣層的外側(cè)面為斜面。
2.如權(quán)利要求1所述的PTC電熱元件，其特征在于，所述兩個電極板均為楔形板。
3.如權(quán)利要求1所述的PTC電熱元件，其特征在于，所述PTC加熱組件與電極板之間設(shè)有可壓縮導(dǎo)電層。
4.如權(quán)利要求1所述的PTC電熱元件，其特征在于，所述電極板的上端設(shè)有引出電極； 所述電極板的內(nèi)側(cè)面設(shè)有定位槽，所述PTC加熱組件置于所述定位槽中。
5.如權(quán)利要求1所述的PTC電熱元件，其特征在于，所述電極板的側(cè)面積大于PTC加熱組件的側(cè)面積， 并延伸形成延伸部；所述兩個電極板的延伸部之間填充有絕緣填充物。
6.如權(quán)利要求1所述的PTC電熱元件，其特征在于，所述絕緣層包覆于所述兩個電極板的外側(cè)面和底面。
7.如權(quán)利要求1所述的PTC電熱元件，其特征在于，所述PTC加熱組件包括至少兩個 PTC元件，所述PTC元件為陶瓷PTC。
8.一種電加熱裝置，包括殼體及數(shù)個PTC電熱元件，所述殼體形成有數(shù)個導(dǎo)熱槽、用于容納介質(zhì)并供介質(zhì)流通的循環(huán)腔、以及與循環(huán)腔連通的用于將介質(zhì)供給到所述循環(huán)腔內(nèi)的進(jìn)口以及用于將介質(zhì)引導(dǎo)到所述循環(huán)腔外的出口，所述循環(huán)腔相對于所述導(dǎo)熱槽密封設(shè)置；其特征在于，所述PTC電熱元件為如權(quán)利要求1-7任意一項所述的PTC電熱元件，所述導(dǎo)熱槽為楔形槽，其至少一側(cè)面為斜面，所述PTC電熱元件安裝在所述楔形槽中并與所述楔形槽相適配。
9.如權(quán)利要求8所述的電加熱裝置，其特征在于，所述導(dǎo)熱槽的兩側(cè)面為斜面，所述兩個電極板的外側(cè)面分別與所述導(dǎo)熱槽的兩側(cè)面相適配；所述絕緣層位于電極板與導(dǎo)熱槽之間。
10.如權(quán)利要求8所述的電加熱裝置,其特征在于,所述殼體包括第一殼體、安裝于第一殼體上的第二殼體，所述第二殼體上設(shè)置所述數(shù)個導(dǎo)熱槽，所述數(shù)個導(dǎo)熱槽伸入到所述第一殼體中，所述數(shù)個導(dǎo)熱槽與第一殼體之間形成循環(huán)腔，所述進(jìn)口和出口設(shè)于第一殼體上。
11.如權(quán)利要求10所述的電加熱裝置，其特征在于，所述第二殼體包括連接壁和分隔壁，所述分隔壁分隔形成所述數(shù)個導(dǎo)熱槽，所述數(shù)個導(dǎo)熱槽的開口端與所述連接壁相連接； 所述循環(huán)腔包括數(shù)個循環(huán)單元，所述數(shù)個循環(huán)單元形成于分隔壁與第一殼體之間；所述第一殼體包括第一側(cè)壁和第二側(cè)壁，所述數(shù)個導(dǎo)熱槽分別與所述第一側(cè)壁或第二側(cè)壁之間形成有通道，所述數(shù)個循環(huán)單元通過所述通道相連通。
12.如權(quán)利要求11所述的電加熱裝置，其特征在于，所述數(shù)個導(dǎo)熱槽包括數(shù)個第一導(dǎo)熱槽和數(shù)個第二導(dǎo)熱槽，所述數(shù)個第一導(dǎo)熱槽和數(shù)個第二導(dǎo)熱槽交替設(shè)置，其中，第一導(dǎo)熱槽與第一側(cè)壁相連接，并與第二側(cè)壁之間形成有通道，第二導(dǎo)熱槽與第二側(cè)壁相連接，并與第一側(cè)壁之間形成有通道。
13.如權(quán)利要求11所述的電加熱裝置，其特征在于，所述殼體的長度大于寬度，所述第一側(cè)壁和第二側(cè)壁為沿第一殼體長度方向相對設(shè)置的兩個側(cè)壁；所述數(shù)個導(dǎo)熱槽沿所述第二殼體的長度方向以彼此平行的方式設(shè)置。
14.如權(quán)利要求11所述的電加熱裝置，其特征在于，所述數(shù)個循環(huán)單元位于連接壁的下方，所述數(shù)個循環(huán)單元形成使介質(zhì)沿S形路徑流通的S型循環(huán)腔。
15.一種電動車，包括空調(diào)供暖系統(tǒng)，其特征在于，所述空調(diào)供暖系統(tǒng)包括如權(quán)利要求 8-14任意一項所述的電加熱裝置。`
【文檔編號】H05B3/03GK103517467SQ201210215412
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月27日
【發(fā)明者】宮清, 林信平, 李曉芳, 任茂林, 邱紅梅, 吳猛祥, 鄧天有, 王書敏 申請人:比亞迪股份有限公司