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、電加熱裝置及電動車。該PTC電熱元件包括PTC加熱組件，設于PTC加熱組件兩側(cè)的第一、第二電極組件，其中，第一、第二電極組件包括固定電極及敷接在固定電極外側(cè)表面的陶瓷基板，簡單易實現(xiàn)，PTC電熱元件的外表面絕緣性能好、導熱性能好、耐高溫性能好、不易老化，PTC電熱元件的熱量損耗小、使用壽命長、功率和絕緣耐壓性能均有較大提高，性能更理想。
【專利說明】—種PTC電熱元件、電加熱裝置以及電動車
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及加熱裝置領域，尤其涉及一種用于電動車的PTC電熱元件、電加熱裝置及電動車。
【背景技術】
[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)動機冷卻循環(huán)水的余熱作為熱源并引入熱交換器，將送風機送來的空氣與熱交換器進行熱交換，加熱后的空氣送入車內(nèi)，達到供暖、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，此夕卜，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制冷的基礎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，而當溫度達到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，達到自動節(jié)能的效果，是一種較為理想的電加熱材料。
[0004]現(xiàn)有的PTC電熱元件一般包括PTC加熱組件，設于PTC加熱組件兩側(cè)的固定電極，為防止PTC電熱元件與殼體的電導通，一般固定電極外側(cè)還設有絕緣層，一般為絕緣導熱膜，公開的有機硅橡膠墊片、丁腈橡膠膜等，但膜層在制備過程中，易褶皺，嵌入導熱槽中時，絕緣導熱膜所受的剪切力較大，容易對絕緣導熱膜造成破壞，公開的有在絕緣導熱膜的外表面還包覆一層滑膜，例如:聚酰亞胺膜、銅薄膜等對絕緣導熱膜進行有效的保護。但現(xiàn)有的這種有機硅橡膠墊片、丁腈橡膠膜等在長時間工作后易老化，導致絕緣能力下降，且這種絕緣層的導熱系數(shù)較差，導致PTC產(chǎn)生的熱量損耗較大，不能得到良好的傳遞，同時此種絕緣層的耐高溫性能也不佳，使PTC電熱元件的性能不能達到理想的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明本發(fā)明為了解決現(xiàn)有的電加熱裝置的PTC電熱元件中的絕緣層導熱系數(shù)較差，耐高溫性能也不佳，且易老化，使PTC電熱元件的性能不能達到理想的要求的技術問題。提供一種簡單易實現(xiàn)，PTC電熱元件的外表面絕緣性能好、導熱性能好、耐高溫性能好、不易老化，PTC電熱元件的熱量損耗小、使用壽命長、功率和絕緣耐壓性能均有較大提高的性能更理想的PTC電熱元件、電加熱裝置及電動車。
[0006]本發(fā)明的第一個目的是提供一種PTC電熱元件，該PTC電熱元件包括PTC加熱組件，設于PTC加熱組件兩側(cè)的第一、第二電極組件，其中，第一、第二電極組件包括固定電極及敷接在固定電極外側(cè)表面的陶瓷基板。
[0007]優(yōu)選，敷接的方法為高溫物理潤濕或填充焊料敷接。[0008]優(yōu)選，固定電極為鋁板，所述陶瓷基板為氧化鋁陶瓷基板。
[0009]優(yōu)選，高溫物理潤濕包括將鋁板與陶瓷基板表面接觸后燒結(jié)。
[0010]進一步優(yōu)選，高溫物理潤濕的燒結(jié)溫度為675°C -750°C，時間為15_20min。
[0011]優(yōu)選，填充焊料敷接包括將鋁板與陶瓷基板表面接觸，在接觸的界面填充焊料后
紅≤口 ?
[0012]進一步優(yōu)選，填充焊料敷接的燒結(jié)溫度為680°C _700°C，時間為5_8min。
[0013]優(yōu)選，陶瓷基板的厚度為0.38^0.6mm。
[0014]優(yōu)選,陶瓷基板的表面積大于固定電極的表面積。
[0015]優(yōu)選,固定電極的底面還包覆有絕緣導熱膜。
[0016]優(yōu)選，第一電極組件和/或第二電極組件的固定電極為梯形電極，所述梯形電極朝向PTC加熱組件的內(nèi)側(cè)面為豎直面，朝向陶瓷基板的外側(cè)面為斜面。
[0017]優(yōu)選，固定電極的面積大于PTC加熱組件的面積，并延伸形成延伸部；所述兩個固定電極的延伸部之間填充有導熱灌封膠塊。
[0018]優(yōu)選，第一電極組件還包括彈片電極，所述彈片電極位于PTC加熱組件和第一電極組件的固定電極之間，與PTC加熱組件和第一電極組件的固定電極均電接觸；和/或所述第二電極組件還包括彈片電極，所述彈片電極位于PTC加熱組件和第二電極組件的固定電極之間，與PTC加熱組件和第二電極組件的固定電極均電接觸。
[0019]優(yōu)選，彈片電極為雙向彈片電極，所述雙向彈片電極包括電極基體及位于電極基體上的接觸電極，所述接觸電極包括突出電極基體平面的接觸彈片，所述接觸彈片包括多個，分別位于電極基體的兩側(cè)。
[0020]優(yōu)選，電極基體與接觸電極為一體成型。
[0021]優(yōu)選，接觸彈片為突出電極基體平面的部分電極基體。
[0022]優(yōu)選，接觸彈片為在電極基體上有切口，在切口處分別向電極基體兩側(cè)提拉突出電極基體平面的部分電極基體。
[0023]優(yōu)選，接觸彈片為在電極基體上有“弓”字形切口，于“弓”字形切口處分別向電極基體兩側(cè)提拉突出電極基體平面的部分電極基體，所述“弓”字形的上下部分電極基體從電極基體的一側(cè)提拉突出，所述“弓”字形的中間部分電極基體從電極基體的另一側(cè)提拉突出。
[0024]優(yōu)選，彈片電極通過線切割或沖裁具有高溫抗氧化性和高屈服強度的導體片材制得。
[0025]優(yōu)選，接觸電極突出電極基體兩側(cè)表面的接觸彈片包括第一接觸彈片和第二接觸彈片；所述第一接觸彈片處于PTC加熱組件和電極基體之間，與PTC加熱組件電接觸；所述第二接觸彈片處于固定電極和電極基體之間，與固定電極電接觸；所述第一接觸彈片的個數(shù)大于第二接觸彈片的個數(shù)。
[0026]優(yōu)選，接觸彈片為片狀，所述片狀接觸彈片與電極基體平面間有夾角。
[0027]優(yōu)選，接觸彈片突出的高度為0.01~0.2mm。
[0028]優(yōu)選，電極基體的厚度為0.1~0.6mm。
[0029]優(yōu)選，接觸電極包括多個，均勻分布在電極基體上。
[0030]優(yōu)選，PTC加熱組件包括多個PTC元件，所述電極基體上還設有若干縫隙，所述縫隙將電極基體劃分為整體連接的若干彈性區(qū)，每個彈性區(qū)上均設有接觸電極。
[0031]優(yōu)選，單個彈性區(qū)的面積與單個PTC元件面積相同，彈性區(qū)的個數(shù)與PTC元件的個數(shù)相同。
[0032]優(yōu)選，每個彈性區(qū)上的接觸電極個數(shù)為兩個，相對于每個彈性區(qū)的中線對稱分布在彈性區(qū)上。
[0033]優(yōu)選,PTC加熱組件包括絕緣固定框架以及數(shù)個PTC元件,所述絕緣固定框架形成有數(shù)個固定單元，所述數(shù)個PTC元件分別固定于所述數(shù)個固定單元中。
[0034]優(yōu)選，絕緣固定框架包括數(shù)條第一分隔條和數(shù)條第二分隔條，所述數(shù)條第一分隔條平行間隔設置，所述數(shù)條第二分隔條平行間隔設置，并且所述第一分隔條與所述第二分隔條垂直交叉設置；所述數(shù)個固定單元由所述數(shù)條第一分隔條和數(shù)條第二分隔條分隔形成。
[0035]優(yōu)選，相鄰的兩個PTC元件之間通過所述第一分隔條或者第二分隔條隔開。
[0036]優(yōu)選，數(shù)條第一分隔條沿PTC元件的寬度方向設置，相鄰的兩條第一分隔條之間的間距等于PTC元件的寬度；所述數(shù)條第二分隔條沿PTC元件的長度方向設置，相鄰的兩條第二分隔條之間的間距等于PTC元件的長度；所述數(shù)條第一分隔條和/或數(shù)條第二分隔條的厚度等于PTC元件的厚度。
[0037]本發(fā)明的第二個目的是提供一種電加熱裝置，包括殼體及位于殼體內(nèi)的若干PTC電熱元件，所述殼體形成有數(shù)個導熱槽、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)的進口以及用于將介質(zhì)引導到所述循環(huán)腔外的出口，所述循環(huán)腔相對于所述導熱槽密封設置；其中，所述PTC電熱元件為上述PTC電熱元件，所述PTC電熱元件安裝在所述導熱槽中。
[0038]優(yōu)選，固定電極為梯形電極，所述梯形電極朝向PTC加熱組件的內(nèi)側(cè)面為豎直面，朝向陶瓷基板的外側(cè)面為斜面，所述導熱槽為梯形槽，所述導熱槽的兩側(cè)面為斜面；所述固定電極的外側(cè)面與所述導熱槽的側(cè)面相適配。
[0039]優(yōu)選，所述殼體包括第一殼體、安裝于第一殼體上的第二殼體，所述第二殼體上設置所述數(shù)個導熱槽，所述數(shù)個導熱槽伸入到所述第一殼體中，所述數(shù)個導熱槽與第一殼體之間形成循環(huán)腔，所述進口和出口設于第一殼體上。
[0040]優(yōu)選，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)個導熱槽，所述數(shù)個導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。
[0041]優(yōu)選，所述數(shù)個導熱槽包括數(shù)個第一導熱槽和數(shù)個第二導熱槽，所述數(shù)個第一導熱槽和數(shù)個第二導熱槽交替設置，其中，第一導熱槽與第一側(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。
[0042]本發(fā)明進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。
[0043]本發(fā)明的發(fā)明人考慮PTC電熱元件與導熱槽接觸處需電絕緣、高導熱系數(shù)及耐高溫，采用絕緣性能優(yōu)異、導熱系數(shù)高、能耐高溫的陶瓷材料，但發(fā)現(xiàn)陶瓷基板脆、在使用過程中易碎，并不能達不到絕緣的效果，使其在本領域的應用受限，不能簡單的采用基板模式或做成陶瓷膜的絕緣層而應用于實際。本發(fā)明意外發(fā)現(xiàn)PTC電熱元件的電極組件包括固定電極及敷接在固定電極外側(cè)表面的陶瓷基板，以固定電極為基體，采用敷接的方式能很好的克服陶瓷基板的脆易碎的弱點，而且固定電極的外側(cè)表面本身具有了陶瓷基板，使固定電極的外表面具有了優(yōu)異的絕緣性能、高的導熱系數(shù)及好的耐高溫性。特別是敷接形成的一體結(jié)構(gòu)的陶瓷基板和固定電極，能夠緊密結(jié)合，陶瓷基板和固定電極間沒有了間隙，排除了氣體，意外發(fā)現(xiàn)這種方式能夠很好的減少熱傳遞時的熱損耗。實驗得本發(fā)明的PTC電熱元件功率更高、絕緣性更好，進一步提高PTC電熱元件的性能，為其發(fā)展奠定基礎。同時陶瓷材料的耐老化性能強，增加了 PTC電熱元件的使用壽命，且在制備過程中，PTC電熱元件嵌入導熱槽時的剪切力也不會對其造成影響，且敷接有陶瓷基板的固定電極的硬度好，使其嵌入更容易，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品良率。且本發(fā)明的PTC電熱元件制備方法簡單，易實現(xiàn)，易大規(guī)模生產(chǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0044]圖1是本發(fā)明優(yōu)選實施例的電加熱裝置的剖面圖。
[0045]圖2是本發(fā)明的優(yōu)選實施例的電極組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0046]圖3是本發(fā)明一種實施方式的彈片電極的剖面圖。
[0047]圖4是本發(fā)明一種實施方式的彈片電極的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0048]圖5是本發(fā)明圖3所示的彈片電極另一面的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0049]圖6是本發(fā)明一種實施方式的PTC電熱元件的分解示意圖。
[0050]圖7是圖1中所示的PTC電熱元件的剖視圖。
[0051]圖8是圖7所示的PTC電熱元件安裝于導熱槽的剖視圖。
[0052]圖9是圖7所示的PTC電熱元件的分解示意圖。
[0053]圖10是圖9中所示的PTC加熱組件的示意圖。
[0054]圖11是圖10中所示的PTC加熱組件的絕緣固定框架的示意圖。
[0055]圖12是本發(fā)明優(yōu)選實施例的殼體的組合示意圖。
[0056]圖13是本發(fā)明優(yōu)選實施例的殼體的分解示意圖。
[0057]圖14是圖12所示的殼體的俯視圖。
【具體實施方式】
[0058]為了使本發(fā)明所解決的技術問題、技術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)明進行進一步詳細說明。應當理解，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。
[0059]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】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)的進口 13以及用于將介質(zhì)引導到所述循環(huán)腔12外的出口 14 ;所述加熱室11包括數(shù)個導熱槽160，所述PTC電熱元件2安裝在所述導熱槽160中，所述循環(huán)腔12相對于所述導熱槽160密封設置。[0060]本發(fā)明的主要改進在于PTC電熱元件2的結(jié)構(gòu)與【背景技術】中提及的PTC電熱元件2的結(jié)構(gòu)存在不同，使PTC電熱元件2的外表面絕緣性能好、導熱性能好、耐高溫性能好、不易老化，制備的PTC電熱元件2的熱量損耗小、使用壽命長、功率和絕緣耐壓性能均有較大提高，性能更理想。
[0061]參閱圖6，本發(fā)明優(yōu)選實施例的PTC電熱元件2，包括PTC加熱組件20、設于PTC加熱組件20兩側(cè)的第一、第二電極組件，PTC加熱組件20包括至少一個PTC元件27，第一、第二電極組件均包括用于引出PTC加熱組件20電流的固定電極22，及敷接在固定電極22外側(cè)表面用于絕緣導熱的陶瓷基板23 (具體參見圖2)。
[0062]敷接一般將固定電極22和陶瓷基板23做成一體結(jié)構(gòu)，以固定電極22為基體，使固定電極22外表面絕緣導熱，同時陶瓷基板23和固定電極間22沒有了間隙，排除了氣體，很好的減少熱傳遞時的熱損耗，且與導熱槽160裝配容易。敷接的方法優(yōu)選為高溫物理潤濕或填充焊料敷接。
[0063]本實施例中，固定電極22為鋁板，優(yōu)選陶瓷基板23為價格較便宜、導熱性較好的氧化鋁陶瓷基板。敷接可以為氧化鋁覆鋁工藝，例如，高溫物理潤濕包括將鋁板與陶瓷基板表面接觸后燒結(jié)，優(yōu)選，燒結(jié)的溫度為675°C _750°C，時間為15-20min，升溫過程可以是多段升溫，本實施例中具體可以為把準備好的鋁板和陶瓷基板疊好放在氮氣氣氛中，爐子溫度從30°C經(jīng)過60min到650°C，650°C經(jīng)過30min到750°C再保溫15min后降溫即得鋁板敷接有氧化鋁陶瓷基板；填充焊料敷接包括將鋁板與陶瓷基板表面接觸，在接觸的界面填充焊料后燒結(jié)，優(yōu)選，燒結(jié)溫度為680°C -700°C，具體可以為700°C，時間為5_8min，具體可以為5min。填充的焊料一般可以為N1、Ag、Ti等，一般為IOOum厚。
[0064]本發(fā)明優(yōu)選敷接的陶瓷基板23的厚度為0.38、.6mm，本實施例中具體使用0.6mmο
[0065]一般為降低PTC電熱元件2的邊緣與導熱槽160電接觸的風險，陶瓷基板23的表面積稍大于固定電極22的表面積，一般陶瓷基板23的長寬都稍大于固定電極22的長寬。本實施例中，陶瓷基板23的長比固定電極22的長長2mm，陶瓷基板23的寬比固定電極22的寬寬2mm，固定電極22的四周邊緣均延伸出部分陶瓷基板23，降低電接觸的風險。
[0066]一般PTC電熱元件2嵌入導熱槽160中，與導熱槽160的底部不接觸，PTC電熱元件2的底部可以不絕緣，較佳情況下，本實施例中固定電極22的底面還包覆有絕緣導熱膜，防止導電，與固定電極22上敷接的陶瓷基板23形成的結(jié)構(gòu)的橫截面為U型。底部絕緣導熱膜對PTC電熱元件的影響較小，對其材料沒有特別的限定，例如可以為有機硅橡膠、丁腈橡膠、陶瓷絕緣材料等制成的膜。
[0067]參見附圖7、8，優(yōu)選第一電極組件和/或第二電極組件的固定電極22為梯形電極，在本實施例中，具體優(yōu)選第一電極組件和第二電極組件的固定電極22均為梯形電極，所述梯形電極朝向PTC加熱組件20的內(nèi)側(cè)面為豎直面，朝向陶瓷基板23的外側(cè)面為斜面。本發(fā)明不采用單獨的壓力元件，而是將至少一個固定電極22制作成梯形電極，起到壓力元件的作用，能夠有效節(jié)約空間、減輕質(zhì)量同時又起到固定作用；尤其是，PTC電熱元件產(chǎn)生的熱量可直接通過導熱槽160傳遞給循環(huán)腔中的介質(zhì)，不經(jīng)過壓力元件，熱量損失較小。
[0068]在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，所述導熱槽160為兩側(cè)面均為斜面的梯形槽，將第一電極組件和第二電極組件的固定電極22制作成梯形電極，用于適應具有梯形橫截面的導熱槽160，具有這種結(jié)構(gòu)的PTC電熱元件2能夠方便的嵌入導熱槽160，嵌入導熱槽160時所受到的導熱槽160兩側(cè)的壓力能夠使PTC電熱元件2與導熱槽160形成良好的接觸，并且，PTC電熱元件2嵌入導熱槽160越深，PTC電熱元件2受到的垂直壓力越大，越不容易被取出，無需壓力元件，即可實現(xiàn)其固定作用?？梢岳斫獾氖?，所述導熱槽160也可以是一側(cè)面為豎直面，另一側(cè)面為斜面的梯形槽，此時，根據(jù)導熱槽160的形狀，僅將第一電極組件或第二電極組件的固定電極22制作成梯形電極，同樣能夠使PTC電熱元件2與導熱槽160形成良好的接觸。
[0069]如圖7-9所示，具體來說，所述固定電極22的作用在于連接電源同時起到壓力元件的作用，通過將固定電極22制作成梯形電極，適應具有梯形橫截面的導熱槽160，無需壓力元件，即可以將PTC電熱元件2固定在導熱槽160中并與導熱槽160形成良好的接觸。所述固定電極22由導電材料制成，優(yōu)選采用硬度大的金屬制成，例如:可以為鋁、金、不銹鋼、鋁合金等。固定電極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固定電極22上。為保證PTC加熱組件20與固定電極22之間有更好的接觸，固定電極22的面積大于或等于PTC加熱組件20的面積。在本發(fā)明的其它實施例中，優(yōu)選情況下固定電極22的面積大于PTC加熱組件20的面積，并向上和/或向下延伸形成延伸部，在兩個固定電極22的延伸部之間處填充導熱灌封膠塊25，所述導熱灌封膠塊25可采用有機硅灌封膠、聚氨酯灌封膠、環(huán)氧樹脂灌封膠等制成，起到將兩個固定電極22絕緣的作用，避免短路。
[0070]優(yōu)選，第一電極組件和/或第二電極組件還包括彈片電極21，本實施例具體優(yōu)選第一電極組件和第二電極組件均還包括彈片電極21，所述彈片電極21位于PTC加熱組件20和固定電極22之間。
[0071]所述彈片電極21為雙向彈片電極，所述雙向彈片電極包括電極基體211及位于電極基體211上的接觸電極212，所述接觸電極212包括突出電極基體平面的接觸彈片2121，所述接觸彈片2121包括多個，分別位于電極基體211的兩側(cè)，改善PTC電熱元件2的PTC元件與電極板(相當于固定電極)之間的導電性能，降低接觸電阻大小，因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，本發(fā)明對電熱元件的性能能得到很好的改善。改善現(xiàn)有的由于PTC電熱元件2的PTC元件27與電極板直接剛性接觸，存在界面間隙，并且PTC元件27在制作成型時，存在制作公差，PTC元件27的厚度不一致，特別當數(shù)個PTC元件27組成陣列時，部分PTC元件27和電極板不接觸或不完全接觸，在高電壓環(huán)境下，存在出現(xiàn)電弧放電擊穿PTC元件的風險，引起電路短路的問題。本發(fā)明通過特殊結(jié)構(gòu)的雙向彈片電極能夠在兩個方向補充PTC元件27的厚度公差，保證PTC元件27和第一、第二電極組件之間形成良好的接觸，且本發(fā)明的雙向彈片結(jié)構(gòu)不僅能很好的起到彈性接觸的作用，而且能避免對PTC元件表面電極的傷害。
[0072]接觸電極可以是后焊接在電極基體211兩側(cè)表面的接觸彈片2121 (如圖3、4、5)，也可以與電極基體211 —體成型，例如一體沖壓成型。接觸彈片2121可以是具有較大壓縮彈性形變、導電導熱的位于電極基體211表面的實心塊，實心塊的形狀沒有特別限定，可以為坡形；也可以是只需導電導熱的實心塊，實心塊下的電極基體211具有彈性或位于實心塊下電極基體211內(nèi)部凹陷等；本實施例具體優(yōu)選可以為半導體片材，與電極基體211平面間存在一定的夾角，即與電極基體211平面間存在一定的空間，可以擠壓接觸彈片2121，接觸較靈活，更易保證PTC元件與電極的接觸，降低電阻，而且能保證進一步降低對PTC元件表面損傷，接觸彈片2121下對應的電極基體211可以是存在的實板也可以是挖空的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明沒有限制。
[0073]優(yōu)選，接觸彈片2121為突出電極基體211平面的部分電極基體，即通過電極基體211直接制得，本實施例優(yōu)選具體的接觸彈片2121為切割電極基體211于切口處分別向電極基體211兩側(cè)提拉突出電極基體211平面的部分電極基體。參見附圖6，本實施例中，通過在電極基體211上有“弓”字形切口，在“弓”字形切口處分別向電極基體211兩側(cè)提拉突出電極基體211平面的部分電極基體形成接觸彈片2121，所述“弓”字形的上下部分電極基體從電極基體的一側(cè)提拉突出，所述“弓”字形的中間部分電極基體從電極基體的另一側(cè)提拉突出，從而能夠形成第一接觸電極和第二接觸電極。本實施例中具體可以定義第一接觸彈片處于PTC加熱組件20和電極基體211之間，與PTC加熱組件20電接觸；第二接觸彈片處于固定電極22和電極基體211之間，與固定電極22電接觸；較佳情況下，第一接觸彈片的個數(shù)大于第二接觸彈片的個數(shù)，能進一步使PTC元件表面受力均勻，且大的平板固定電極的受力也均勻，結(jié)構(gòu)簡單易實現(xiàn)，進一步降低成本。本實施例中具體第一接觸彈片包括兩個；第二接觸彈片包括一個，能進一步使PTC元件表面對稱受力，擠壓更穩(wěn)固，受力更均勻，接觸更好。切割電極基體211的方法本發(fā)明沒有限制，例如可以為線切割或沖裁，電極基體211的材料本發(fā)明優(yōu)選為具有高溫抗氧化性和高屈服強度的導體片材，例如可以為金屬錫及其合金、銅及其合金等，能夠提供足夠的接觸力的同時可以進一步保證良好的導熱性，良好的散熱可以進一步提高PTC電熱元件的加熱性能，可以降低接觸電阻；并且不影響界面?zhèn)鳠?，使得PTC元件產(chǎn)生的熱量能夠充分地傳導至固定電極22;并且保證PTC元件在高壓系統(tǒng)中能夠長時間安全地使用。
[0074]優(yōu)選，接觸彈片2121突出的高度為0.01~0.2mm，本實施例中具體突出的最高高度為0.1mm。優(yōu)選，電極基體211的厚度為0.1~0.6mm，進一步優(yōu)化PTC電熱元件的性能。
[0075]接觸電極212為電極基體211兩側(cè)的接觸彈片2121組成的基本能實現(xiàn)本發(fā)明的最簡單的單元結(jié)構(gòu)，優(yōu)選一般由距離最近的位于兩側(cè)的接觸彈片2121組成的單元結(jié)構(gòu)，參見附圖3，位于電極基體211兩側(cè)對稱分布的兩個接觸彈片2121組成一個單元為接觸電極212，附圖3中含有6個接觸電極212，如附圖4、5中，位于電極基體211 —側(cè)的兩個突出的接觸彈片2121和從這側(cè)觀察為凹陷結(jié)構(gòu)的另一側(cè)的一個突出的接觸彈片2121組成一個單元為接觸電極212，附圖4、5中含有12個接觸電極212，如附圖6所示，“弓”字型切口提拉形成的3個接觸彈片2121組成一個單元為接觸電極212，附圖6中含有18個接觸電極212。
[0076]接觸電極212的個數(shù)本發(fā)明沒有限制，例如可以為一個大型單元結(jié)構(gòu)，本實用性優(yōu)選為多個，均勻分布在電極基體211上，保證PTC加熱組件20受力均勻，PTC電熱元件結(jié)構(gòu)穩(wěn)固。一般PTC加熱組件20由多個PTC元件27組成陣列，本實施例優(yōu)選在電極基體211上還設有若干縫隙2111，優(yōu)化單個PTC元件27之間的自由度。所述縫隙2111將電極基體211劃分為整體連接的若干彈性區(qū)2112，每個彈性區(qū)2112上均設有接觸電極212，保證更多的PTC元件27的良好接觸，降低接觸電阻，及優(yōu)化單個PTC元件27之間的自由度。一般單個彈性區(qū)2112的面積與單個PTC元件27面積相同，彈性區(qū)2112的個數(shù)與PTC元件27的個數(shù)相同，即保證每個PTC元件27對應的均有接觸電極212，保證每個PTC元件27的接觸，參加附圖6，PTC加熱組件 由9個PTC元件27組成，可以將電極基體211劃分為8個彈性區(qū)2112?？p隙2111的大小本發(fā)明沒有限制，可以是位于電極基體211上的盲槽，也可以是通槽，即切掉部分電極基體，有利于散熱，此時，為保證整個電極基體211為一個整體，一般橫向縱向會間斷挖空。縫隙2111的寬度優(yōu)先為f3mm。
[0077]優(yōu)選，每個彈性區(qū)2112上的接觸電極212也為多個，均勻分布，保證受力對稱和均勻，可以使PTC元件接觸良好，保證良好導電性。本實施例中具體每個彈性區(qū)2112上的接觸電極212個數(shù)為兩個，相對于每個彈性區(qū)2112的中線對稱分布在彈性區(qū)2112上(參照附圖6)，保證受力對稱均勻。
[0078]彈片電極21的固定本發(fā)明沒有特別的限制，可以通過任何方式固定在PTC加熱組件20和固定電極22之間，例如可以先通過焊接的方式將其固定在固定電極22朝向PTC加熱組件20的內(nèi)側(cè)表面，然后再與PTC加熱組件20組裝等。也可以通過緊固件等固定在PTC加熱組件20和固定電極22之間，緊固件可以為本領域技術人員常用的橡膠結(jié)構(gòu)件或金屬固定結(jié)構(gòu)件等。當PTC加熱組件20中設有絕緣固定框架26時，也可以通過卡合等方式，將彈片電極21卡合在絕緣固定框架26上等。
[0079]本領域的技術人員知道，當PTC電熱元件2包括數(shù)個PTC元件時,數(shù)個PTC元件由于存在厚度不一致或者放置位置不合適等因素而難以固定；并且由于PTC元件對溫度很敏感，數(shù)個PTC元件的加熱效應不完全相同，數(shù)個PTC元件在工作時，如果相互接觸會相互影響，造成該數(shù)個PTC元件的性能得不到完全發(fā)揮。另外，PTC元件用于電動車，要求PTC元件為高壓PTC元件，在高壓環(huán)境中，為了避免兩個電極板之間出現(xiàn)拉弧放電的現(xiàn)象，達到安全標準，對兩個電極板之間的間距要求很嚴格，然而增加兩個電極板之間的間距，會造成PTC元件的體積過大。本發(fā)明的又一改進之處在于，所述PTC加熱組件20包括數(shù)個PTC元件27以及絕緣固定框架26，所述絕緣固定框架26形成有數(shù)個固定單元260，所述數(shù)個PTC元件27分別固定于所述數(shù)個固定單元260中，所述絕緣固定框架26的設置能夠隔離固定所述數(shù)個PTC元件27，使得所述數(shù)個PTC元件27能夠得到較好的固定，并且減小PTC元件27工作時的相互影響，使得PTC元件27的功率得到充分的發(fā)揮。
[0080]如圖9-11所示，具體來說，PTC加熱組件20是PTC電熱元件2中產(chǎn)生熱量的裝置，優(yōu)選包括至少兩個PTC元件27，在本實施例中，包括六個PTC元件27，所述PTC元件27可以采用現(xiàn)有的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、印刷等方式設置的導電電極(未圖示)，所述導電電極優(yōu)選為銀電極；在本發(fā)明中，所述PTC加熱組件20所包含PTC元件27的數(shù)量可以根據(jù)電加熱裝置的功率進行設置，以滿足電加熱裝置的需要。
[0081 ] 本發(fā)明的PTC電熱元件2還包括絕緣固定框架26，所述絕緣固定框架26與安裝于絕緣固定框架26上的數(shù)個PTC元件27 —起組成PTC加熱組件20，放置于第一、第二電極組件之間，使得數(shù)個PTC元件27較好的固定于絕緣固定框架26和第一、第二電極組件之間。參閱圖9-11，所述絕緣固定框架26包括數(shù)條第一分隔條261和數(shù)條第二分隔條262，所述數(shù)條第一分隔條261平行間隔設置，所述數(shù)條第二分隔條262平行間隔設置，并且所述第一分隔條261與所述第二分隔條262垂直交叉設置；所述數(shù)個固定單元260由所述數(shù)條第一分隔條261和數(shù)條第二分隔條262分隔形成。如圖11所示，在本實施例中，絕緣固定框架26包括兩條第一分隔條261、三條第二分隔條262，所述兩條第一分隔條261相平行并且間隔一定的距離，相似地，所述三條第二分隔條262相平行并且間隔一定的距離，并且，所述兩條第一分隔條261分別與三條第二分隔條262相垂直且相交；所述兩條第一分隔條261和三條第二分隔條262形成六個固定單元260，可用于安裝六個PTC元件27。可以理解的是，可以根據(jù)PTC電熱元件2所需的PTC元件27的數(shù)量來確定固定單元260的數(shù)量，進而確定所需的第一分隔條261、第二分隔條262的數(shù)量，形成相匹配的絕緣固定框架26，并不限于圖示中的絕緣固定框架26。
[0082]在本實施例中，所述兩條第一分隔條261沿PTC元件27的寬度方向設置，在優(yōu)選情況下，兩條第一分隔條261之間的間距等于PTC元件27的寬度，以使所述PTC元件27在寬度方向上得到有效地定位；所述三條第二分隔條262沿PTC元件27的長度方向設置，在優(yōu)選情況下，三條第二分隔條262之間的間距等于PTC元件27的長度，以使所述PTC元件27在長度方向上得到有效地定位。值得一提的是，相鄰的兩個PTC元件27之間通過所述第一分隔條261或者第二分隔條262隔開。如圖11所不,在寬度方向上相鄰的兩個PTC兀件27通過第一分隔條261隔開，在長度方向上相鄰的兩個PTC元件27通過第二分隔條262隔開。通過第一分隔條261或者第二分隔條262隔開相鄰的PTC元件27，能夠減小PTC元件27工作時的相互影響，提高PTC元件27的功率，使得PTC元件27的性能得到充分的發(fā)揮。
[0083]如圖7及圖9所示，在本發(fā)明中，所述絕緣固定框架26固定于兩個固定電極22之間，并可通過粘結(jié)劑與彈片電極21 (或固定電極)之間實現(xiàn)粘結(jié)固定。因而絕緣固定框架26的厚度等于PTC元件27的厚度，即所述數(shù)條第一分隔條261和/或數(shù)條第二分隔條262的厚度等于PTC元件27的厚度，以使絕緣固定框架26可靠的固定于接觸電極之間進而可靠的固定PTC元件，并且不影響PTC元件和彈片電極21 (或固定電極)之間形成良好的接觸；所述PTC元件27在長度、寬度方向上通過所述絕緣固定框架26進行分隔定位，在厚度方向上夾置于兩個彈片電極21之間，使得數(shù)個PTC元件27得到有效地固定。
[0084]本領域的技術人員知道，當PTC電熱元件用于高壓環(huán)境中時，為了避免第一、第二電極組件之間出現(xiàn)拉弧放電的現(xiàn)象，達到安全標準，對第一、第二電極組件之間的間距要求很嚴格，導致PTC電熱元件的體積過大。在本發(fā)明中，通過采用耐高溫、耐高壓的材料制作絕緣固定框架26，能夠增加第一、第二電極組件之間的耐壓性能，減少第一、第二電極組件之間的拉弧放電現(xiàn)象，避免PTC元件27被擊穿。在本發(fā)明中，采用導熱系數(shù)為0.02ff/(m.Κ)^5.0ff/ (m-K)的有機聚合物，例如:采用有機硅或者聚酰亞胺，制成具有耐高溫、耐高壓性能的絕緣固定框架26。所述絕緣固定框架26的成型工藝優(yōu)選注塑成型工藝；通過上述絕緣固定框架26能夠有效地提高高壓PTC電熱元件2的第一、第二電極組件之間的絕緣性，使得本發(fā)明的PTC電熱元件2能夠適用于高壓環(huán)境，安全性能高。
[0085]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)個導熱槽160、用于容納介質(zhì)并供介質(zhì)流通的循環(huán)腔12、、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)的進口 13以及用于將介質(zhì)引導到所述循環(huán)腔外的出口 14，所述循環(huán)腔12相對于所述導熱槽160密封設置；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，所述導熱槽160為梯形槽，其兩側(cè)面為斜面，所述PTC電熱元件2安裝在所述梯形槽160中并與所述梯形槽160相適配。所述PTC電熱元件2嵌入到導熱槽160中，將產(chǎn)生的熱量傳導至導熱槽160。導熱槽160不僅起到將介質(zhì)與PTC電熱元件160隔離開的作用，同時也起到傳導熱量的作用，因此導熱槽160采用具有良好導熱性能的金屬制成，在本實施例中優(yōu)選為鋁或鋁合金。導熱槽160具有呈梯形的橫截面，SP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。
[0086]本發(fā)明優(yōu)選實施例的PTC電熱元件2的安裝及使用過程，將絕緣固定框架26置于第一電極組件的彈片電極21上，然后將PTC元件27分別放置于絕緣固定框架26的固定單元260中，然后再將第二電極組件置于絕緣固定框架26的另一側(cè)，并在兩個電極組件之間的邊緣處填充導熱灌封膠，形成PTC電熱元件2。將上述安裝好的PTC電熱元件2嵌入導熱槽160中，使用時，從殼體的進口 13處通入介質(zhì)，并接通電源，PTC元件27開始發(fā)熱，熱量通過第一、第二電極組件、導熱槽160傳遞至介質(zhì)，介質(zhì)從殼體I的出口 14流出，將熱量帶走用于車內(nèi)的供暖、除霜、除霧等。
[0087]由上可知，首先、PTC電熱元件的電極組件包括固定電極及敷接在固定電極外側(cè)表面的陶瓷基板，以固定電極為基體，采用敷接的方式能很好的克服陶瓷基板的脆易碎的弱點，而且固定電極的外側(cè)表面本身具有了陶瓷基板，使固定電極的外表面具有了優(yōu)異的絕緣性能、高的導熱系數(shù)及好的耐高溫性。特別是敷接形成的一體結(jié)構(gòu)的陶瓷基板和固定電極，能夠緊密結(jié)合，陶瓷基板和固定電極間沒有了間隙，排除了氣體，意外發(fā)現(xiàn)這種方式能夠很好的減少熱傳遞時的熱損耗。同時陶瓷材料的耐老化性能強，增加了 PTC電熱元件的使用壽命，且在制備過程中，PTC電熱元件嵌入導熱槽時的剪切力也不會對其造成影響，且敷接有陶瓷基板的固定電極的硬度好，使其嵌入更容易，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品良率。且本發(fā)明的PTC電熱元件制備方法簡單，易實現(xiàn)，易大規(guī)模生產(chǎn)。
[0088]其次，本發(fā)明的電加熱裝置的PTC電熱元件中至少含有一個雙向彈片電極，能夠在兩個方向補充PTC元件27的厚度公差，保證PTC元件27和第一、第二電極組件之間形成良好的接觸，且其通過特殊結(jié)構(gòu)的雙向彈片電極能很好的解決各個PTC元件的厚度差，降低接觸電阻，提高PTC電熱元件的功率。特別對于多個PTC元件組成的陣列，接觸更好，不容易引起拉弧，不會造成PTC元件炸裂，提高了 PTC元件的安全性，通斷電持久，特別是本發(fā)明的雙向彈片結(jié)構(gòu)不僅能很好的起到彈性接觸的作用，而且能避免對PTC元件表面電極的傷害。
[0089]再次，本發(fā)明優(yōu)選實施例的電加熱裝置的PTC電熱元件的電極組件的固定電極為梯形電極，所述導熱槽為梯形槽，其兩側(cè)面為斜面，所述PTC電熱元件安裝在所述梯形槽中并與所述梯形槽相適配；使得所述PTC電熱元件不需要借助固定件(壓力元件)即可穩(wěn)固地安裝于導熱槽中，PTC電熱元件產(chǎn)生的熱量均可直接通過導熱槽傳遞到循環(huán)腔中的介質(zhì)，熱量損失較小，并且能夠有效節(jié)約PTC電熱元件的安裝空間、減輕質(zhì)量；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。
[0090]另外、本發(fā)明優(yōu)選實施例的電加熱裝置的PTC電熱元件通過設置絕緣固定框架形成數(shù)個固定單元，將數(shù)個PTC元件分別固定于所述數(shù)個固定單元中，能夠使得該數(shù)個PTC元件得到較好的固定，并且該數(shù)個PTC元件之間通過數(shù)個固定單元隔開，能夠降低PTC元件工作時相互影響，使得PTC元件的加熱性能得到充分的發(fā)揮，發(fā)熱功率得到有效提升，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，由于所述絕緣固定框架采用耐高溫、耐高壓材料制作而成，增加了電極組件之間的耐壓性能，能夠降低兩個電極組件之間的拉弧放電的現(xiàn)象，避免PTC元件由于拉弧放電被擊穿，使得本發(fā)明的PTC電熱元件能夠適用于高壓環(huán)境，安全性能高，保證PTC加熱組件在高壓系統(tǒng)(電動車)中能夠長時間安全地使用。
[0091]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)。但現(xiàn)有一般電熱裝置的殼體的進口和出口沿長度方向設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，為了進一步提高電加熱裝置的熱效率，本發(fā)明的另一主要改進在于殼體I的結(jié)構(gòu)與【背景技術】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)有技術中的循環(huán)腔的流通路徑，流通路徑更長。
[0092]進一步地,參閱圖1、圖12-14,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的寬度方向相對設置的兩個側(cè)壁。所述第一殼體15上還設有用于將介質(zhì)供給到殼體內(nèi)的進口 13、以及用于將介質(zhì)引導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，所述進口 13和出口 14應當設置于第一殼體15上兩個相對較遠的位置處，如圖12、圖13所示，所述進口 13和出口 14設于所述第二側(cè)壁152的兩端；可以理解的是，在本發(fā)明的其它實施例中，所述進口 13和出口 14還可設于第一側(cè)壁151的兩端，或者進口 13和出口 14分別設置于第三側(cè)壁153和第四側(cè)壁154上(參閱圖1)。
[0093]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)個導熱槽160，所述導熱槽160用于安裝PTC電熱元件2，如上所述，所述導熱槽160為梯形槽，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安裝在所述梯形槽160中并與所述梯形槽160相適配。導熱槽160不僅起到將介質(zhì)與PTC電熱元件隔離開的作用，同時也起到傳導熱量的作用，因此導熱槽160由具有良好導熱性能的材料制成，如金屬，在本實施例中優(yōu)選為鋁或鋁合金。所述導熱槽160的開口端與所述連接壁161相連接，并且導熱槽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)個導熱槽160由分隔壁162分隔形成，所述數(shù)個導熱槽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，均采用良好導熱性能的材料制成，以形成結(jié)構(gòu)可靠、導熱性能良好的導熱槽160。
[0094]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熱槽160與第一殼體15之間。所述導熱槽160相對于所述循環(huán)單元120為密封設置，以避免介質(zhì)對PTC電熱元件2造成損壞。
[0095]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14，圖14的標號標出的僅是通道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以曲線路徑流過，并且介質(zhì)圍繞導熱槽160在其周圍流動，能夠有效吸收導熱槽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)個導熱槽160包括數(shù)個第一導熱槽1601和數(shù)個第二導熱槽1602,所述數(shù)個第一導熱槽1601和數(shù)個第二導熱槽1602交替設置,其中,第一導熱槽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)圍繞導熱槽160在其周圍流動，能夠有效吸收導熱槽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，導熱槽160為九個，其中，第一導熱槽1601為五個，第二導熱槽1602為四個，可以理解的是，所述第一導熱槽、第二導熱槽的設置數(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。
[0096]在本發(fā)明中，優(yōu)選地，所述數(shù)個導熱槽160沿所述第二殼體16的長度方向以彼此平行的方式設置，即導熱槽160沿所述第二殼體16的寬度方向設置，由于導熱槽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)的導熱槽160的設置合理，設置數(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，在所述導熱槽160的兩側(cè)或者導熱槽160的三側(cè)(包括兩側(cè)和底部)流動，設置更多的導熱槽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?？梢岳斫獾氖?，所述導熱槽160也可沿第二殼體16的寬度方向以彼此平行的方式設置，相應地，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置，導熱槽160的設置結(jié)構(gòu)合理，也更便于安裝PTC電熱元件2。
[0097]在本發(fā)明中，優(yōu)選地，所述第二殼體16向上延伸設置有凸緣163，所述凸緣163置于第一殼體15上，并且所述第一殼體15的上端設有連接件156，第二殼體16的凸緣163上相應地設有安裝孔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的連接處設有密封圈3，以使進入第一殼體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。
[0098]在本實施例中，所述第二殼體16上的數(shù)個導熱槽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)相應地設有卡塊157，相鄰的兩個卡塊157形成用于固定導熱槽160的安裝部，所述第二殼體16上的數(shù)個導熱槽160對應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)個導熱槽160上設有卡塊，所述卡塊的設置于導熱槽160的底面、以及導熱槽160的至少一側(cè)面，卡塊的設置寬度小于導熱槽160的寬度。所述第一殼體15內(nèi)相應地設有卡槽，所述卡槽相應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，以將所述導熱槽160固定在容置腔155內(nèi)。并且導熱槽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)圍繞導熱槽160在其周圍流動，能夠有效吸收導熱槽160內(nèi)PTC電熱元件產(chǎn)生的熱量。
[0099]在本實施例中，所述PTC電熱元件2的尺寸對應于每個導熱槽160的尺寸，每個導熱槽160中嵌有一個PTC電熱元件2，可以理解的是，當所述數(shù)個導熱槽160沿殼體的寬度方向以彼此平行的方式設置，此時導熱槽160的長度較長，需要在導熱槽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。
[0100]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的進口13處通入介質(zhì)，并將PTC電熱元件2接通電源，PTC元件27開始發(fā)熱，熱量通過彈片電極21、固定電極22、陶瓷基板23、導熱槽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。
[0101]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)電加熱裝置進行熱量采集，吸收熱量后的介質(zhì)進入熱交換器，通過熱交換器將熱量釋放進行車內(nèi)供暖、除霜、除霧。
[0102]由上可知，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)圍繞導熱槽在其周圍流動，能夠有效吸收導熱槽內(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，進一步提高電加熱裝置的熱效率。
[0103]性能測試:
實施例1
把準備好的鋁板固定電極和長比鋁板長2mm、寬比鋁板寬2mm的氧化鋁陶瓷基板疊好放在通氮氣氣氛的燒結(jié)爐中，爐子溫度從30°C經(jīng)過60min到650°C，650°C經(jīng)過30min到750°C再保溫15min后降溫，敷接后的固定電極再經(jīng)過表面處理，后按照附圖6所示的PTC電熱元件結(jié)構(gòu)示意圖組裝PTC電熱元件，其中，PTC加熱組件由9個PTC元件排列成陣列，彈片電極采用線切割提拉的方式制得如圖6所示的彈片電極，導電基體上設有9個彈性區(qū)，每個彈性區(qū)上設有兩個接觸電極，通過在電極基體上線切割得“弓”字形切口，在“弓”字形切口處分別向電極基體兩側(cè)提拉使部分電極基體突出電極基體平面形成接觸彈片，其中，“弓”字形的上下部分電極基體從電極基體的一側(cè)提拉突出，位于彈片電極和PTC加熱組件之間，“弓”字形的中間部分電極基體從電極基體的另一側(cè)提拉突出，位于彈片電極和固定電極之間，提拉突出的高度均為0.2mm。采用高壓電源(可以讀取輸出電壓和電流的電源)、低壓電源兩個、數(shù)據(jù)采集儀(采集溫度)、流量計、BYD-F6車型空調(diào)箱體。設置高壓電源電壓400V，風機電壓12V，水泵電壓使得流量為10L/min(25°C );系統(tǒng)及環(huán)境溫度穩(wěn)定為25±3°C ;同時開啟高壓電源和數(shù)據(jù)采集儀；記錄電流數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)。測試制得的PTC電熱元件最大電流、穩(wěn)定電流、功率和2.5KV的絕緣耐壓，測試結(jié)果如表1。
[0104]對比例I
采用與實施例1相同的方法組裝PTC電熱元件，不同的是固定電極為沒有敷接氧化鋁陶瓷基板的鋁板，組裝完后，將丁腈橡膠絕緣導熱膜包覆在兩個固定電極的外側(cè)面和底面，再在絕緣導熱膜的外表面包覆聚酰亞胺滑膜。采用與實施例1相同的方法測試PTC電熱元件最大電流、穩(wěn)定電流、功率和2.5KV的絕緣耐壓，測試結(jié)果如表2。
[0105]表1
【權(quán)利要求】
1.一種PTC電熱元件，其特征在于，所述PTC電熱元件包括PTC加熱組件，設于PTC加熱組件兩側(cè)的第一、第二電極組件，所述第一、第二電極組件包括固定電極及敷接在固定電極外側(cè)表面的陶瓷基板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PTC電熱元件，其特征在于，所述敷接的方法為高溫物理潤濕或填充焊料敷接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的PTC電熱元件，其特征在于，所述固定電極為鋁板，所述陶瓷基板為氧化招陶瓷基板。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的PTC電熱元件，其特征在于，所述高溫物理潤濕包括將鋁板與陶瓷基板表面接觸后燒結(jié)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的PTC電熱元件，其特征在于，所述高溫物理潤濕的燒結(jié)溫度為6750C _750°C，時間為 15-20min。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的PTC電熱元件，其特征在于，所述填充焊料敷接包括將鋁板與陶瓷基板表面接觸，在接觸的界面填充焊料后燒結(jié)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的PTC電熱元件，其特征在于，所述填充焊料敷接的燒結(jié)溫度為6800C -700°C，時間為 5-8min。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PTC電熱元件，其特征在于，所述陶瓷基板的厚度為0.38^0.6mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PTC電熱元件，其特征在于，所述陶瓷基板的表面積大于固定電極的表面積。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PTC電熱元件，其特征在于，所述固定電極的底面還包覆有絕緣導熱膜。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PTC電熱元件，其特征在于，所述第一電極組件和/或第二電極組件的固定電極為梯形電極，所述梯形電極朝向PTC加熱組件的內(nèi)側(cè)面為豎直面，朝向陶瓷基板的外側(cè)面為斜面。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PTC電熱元件，其特征在于，所述固定電極的面積大于PTC加熱組件的面積，并延伸形成延伸部；所述兩個固定電極的延伸部之間填充有導熱灌封膠塊。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PTC電熱元件，其特征在于，所述第一電極組件還包括彈片電極，所述彈片電極位于PTC加熱組件和第一電極組件的固定電極之間，與PTC加熱組件和第一電極組件的固定電極均電接觸； 和/或所述第二電極組件還包括彈片電極，所述彈片電極位于PTC加熱組件和第二電極組件的固定電極之間，與PTC加熱組件和第二電極組件的固定電極均電接觸。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的PTC電熱元件，其特征在于，所述彈片電極為雙向彈片電極，所述雙向彈片電極包括電極基體及位于電極基體上的接觸電極，所述接觸電極包括突出電極基體平面的接觸彈片，所述接觸彈片包括多個，分別位于電極基體的兩側(cè)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的PTC電熱元件，其特征在于，所述電極基體與接觸電極為一體成型。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的PTC電熱元件，其特征在于，所述接觸彈片為突出電極基體平面的部分電極基體。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的PTC電熱元件，其特征在于，所述接觸彈片為在電極基體上有切口，在切口處分別向電極基體兩側(cè)提拉突出電極基體平面的部分電極基體。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的PTC電熱元件，其特征在于，所述接觸彈片為在電極基體上有“弓”字形切口，于“弓”字形切口處分別向電極基體兩側(cè)提拉突出電極基體平面的部分電極基體，所述“弓”字形的上下部分電極基體從電極基體的一側(cè)提拉突出，所述“弓”字形的中間部分電極基體從電極基體的另一側(cè)提拉突出。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的PTC電熱元件，其特征在于，所述彈片電極通過線切割或沖裁具有高溫抗氧化性和高屈服強度的導體片材制得。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的PTC電熱元件，其特征在于，所述接觸電極突出電極基體兩側(cè)表面的接觸彈片包括第一接觸彈片和第二接觸彈片； 所述第一接觸彈片處于PTC加熱組件和電極基體之間，與PTC加熱組件電接觸； 所述第二接觸彈片處于固定電極和電極基體之間，與固定電極電接觸； 所述第一接觸彈片的個數(shù)大于第二接觸彈片的個數(shù)。
21.根據(jù)權(quán)利要求14所述的PTC電熱元件，其特征在于，所述接觸彈片為片狀，所述片狀接觸彈片與電極基體平面間有夾角。
22.根據(jù)權(quán)利要求14所述的PTC電熱元件，其特征在于，所述接觸彈片突出的高度為0.01^0.2mm。
23.根據(jù)權(quán)利要求14所述的PTC電熱元件，其特征在于，所述電極基體的厚度為0.1^0.6mm。
24.根據(jù)權(quán)利要求14所述的PTC電熱元件，其特征在于，所述接觸電極包括多個，均勻分布在電極基體上。
25.根據(jù)權(quán)利要求14所述的PTC電熱元件，其特征在于，所述PTC加熱組件包括多個PTC元件，所述電極基體上還設有若干縫隙，所述縫隙將電極基體劃分為整體連接的若干彈性區(qū)，每個彈性區(qū)上均設有接觸電極。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的PTC電熱元件，其特征在于，單個彈性區(qū)的面積與單個PTC元件面積相同，彈性區(qū)的個數(shù)與PTC元件的個數(shù)相同。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的PTC電熱元件，其特征在于，每個彈性區(qū)上的接觸電極個數(shù)為兩個，相對于每個彈性區(qū)的中線對稱分布在彈性區(qū)上。
28.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PTC電熱元件，其特征在于，所述PTC加熱組件包括絕緣固定框架以及數(shù)個PTC元件，所述絕緣固定框架形成有數(shù)個固定單元，所述數(shù)個PTC元件分別固定于所述數(shù)個固定單元中。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的PTC電熱元件，其特征在于，所述絕緣固定框架包括數(shù)條第一分隔條和數(shù)條第二分隔條，所述數(shù)條第一分隔條平行間隔設置，所述數(shù)條第二分隔條平行間隔設置，并且所述第一分隔條與所述第二分隔條垂直交叉設置；所述數(shù)個固定單元由所述數(shù)條第 一分隔條和數(shù)條第二分隔條分隔形成。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的PTC電熱元件，其特征在于，相鄰的兩個PTC元件之間通過所述第一分隔條或者第二分隔條隔開。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的PTC電熱元件，其特征在于，所述數(shù)條第一分隔條沿PTC元件的寬度方向設置，相鄰的兩條第一分隔條之間的間距等于PTC元件的寬度；所述數(shù)條第二分隔條沿PTC元件的長度方向設置，相鄰的兩條第二分隔條之間的間距等于PTC元件的長度；所述數(shù)條第一分隔條和/或數(shù)條第二分隔條的厚度等于PTC元件的厚度。
32.—種電加熱裝置,包括殼體及位于殼體內(nèi)的若干PTC電熱兀件,所述殼體形成有數(shù)個導熱槽、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)的進口以及用于將介質(zhì)引導到所述循環(huán)腔外的出口，所述循環(huán)腔相對于所述導熱槽密封設置；其特征在于，所述PTC電熱元件為如權(quán)利要求1-31任意一項所述的PTC電熱元件，所述PTC電熱元件安裝在所述導熱槽中。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的電加熱裝置，其特征在于，所述固定電極為梯形電極，所述梯形電極朝向PTC加熱組件的內(nèi)側(cè)面為豎直面，朝向陶瓷基板的外側(cè)面為斜面，所述導熱槽為梯形槽，所述導熱槽的兩側(cè)面為斜面；所述固定電極的外側(cè)面與所述導熱槽的側(cè)面相適配。
34.根據(jù)權(quán)利要求32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，所述第二殼體上設置所述數(shù)個導熱槽，所述數(shù)個導熱槽伸入到所述第一殼體中，所述數(shù)個導熱槽與第一殼體之間形成循環(huán)腔，所述進口和出口設于第一殼體上。
35.根據(jù)權(quán)利要求34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)個導熱槽，所述數(shù)個導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。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的電加熱裝置，其特征在于，所述數(shù)個導熱槽包括數(shù)個第一導熱槽和數(shù)個第二導熱槽，所述數(shù)個第一導熱槽和數(shù)個第二導熱槽交替設置，其中，第一導熱槽與第一側(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。
37.一種電動車，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32-36任意一項所述的電加熱裝置。
【文檔編號】B60H1/22GK103634952SQ201210309121
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2012年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月28日
【發(fā)明者】王書敏, 任茂林, 吳猛祥, 鄧天有, 李曉芳, 邱紅梅, 林信平 申請人:比亞迪股份有限公司