載熱體加熱裝置及具備該載熱體加熱裝置的車用空調(diào)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種抑制溫度傳感器的設(shè)置數(shù)量的同時(shí)，直接檢測(cè)IGBT等半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的溫度，能夠進(jìn)行可靠性較高的過(guò)熱保護(hù)控制的載熱體加熱裝置及具備該載熱體加熱裝置的車用空調(diào)裝置。載熱體加熱裝置具備至少2個(gè)以上的PTC加熱器，通過(guò)具備半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件（34)的多個(gè)電路的導(dǎo)通/斷開(kāi)來(lái)控制對(duì)各PTC加熱器的通電，并且能夠調(diào)整加熱量，其中，在多個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件(34)的每2個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件（34)之間分別設(shè)置有1個(gè)過(guò)熱保護(hù)用溫度傳感器（58、59)，根據(jù)該溫度傳感器（58、59)的檢測(cè)溫度、任意一側(cè)的電路導(dǎo)通時(shí)的第一閾值TH1以及兩側(cè)電路同時(shí)導(dǎo)通時(shí)的第二閾值TH2，對(duì)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件（34)進(jìn)行過(guò)熱保護(hù)控制。
【專利說(shuō)明】載熱體加熱裝置及具備該載熱體加熱裝置的車用空調(diào)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種使用PTC加熱器來(lái)加熱載熱體的載熱體加熱裝置及具備該載熱體加熱裝置的車用空調(diào)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]已知有一種適用于電動(dòng)車和混合動(dòng)力車等的車用空調(diào)裝置，其在對(duì)成為供暖用熱源的被加熱介質(zhì)進(jìn)行加熱的載熱體加熱裝置的I個(gè)中，使用將正特性熱敏電阻元件(Positive Temperature Coefficient ；以下稱為PTC元件)作為散熱要件的PTC加熱器。所述載熱體加熱裝置中，通過(guò)具備IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的控制電路進(jìn)行對(duì)PTC加熱器的通電控制(例如參照專利文件1、2)。
[0003]作為功率晶體管的IGBT是發(fā)熱性電器組件，需要將接合溫度管理為極限值以下。作為該溫度管理的方式，已知有如下方式:對(duì)多個(gè)IGBT分別個(gè)別設(shè)置溫度傳感器，直接檢測(cè)各IGBT的箱體溫度等，并通過(guò)限流等進(jìn)行過(guò)熱保護(hù)控制的方式；以及對(duì)所有的IGBT設(shè)置單一的溫度傳感器，根據(jù)該檢測(cè)值、預(yù)定的熱模型、電力損失等，通過(guò)運(yùn)算來(lái)計(jì)算并推斷接合溫度/箱體溫度，并通過(guò)限流等來(lái)進(jìn)行過(guò)熱保護(hù)控制的方式等(例如參照專利文獻(xiàn)3)。
[0004]以往技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本專利公開(kāi)2011-79344號(hào)公報(bào)
[0007]專利文獻(xiàn)2:日本專利公開(kāi)2012-56351號(hào)公報(bào)
[0008]專利文獻(xiàn)3:日本專利公開(kāi)2008-263774號(hào)公報(bào)
[0009]發(fā)明的概要
[0010]發(fā)明要解決的技術(shù)課題
[0011]然而，只設(shè)置IGBT數(shù)量的溫度傳感器，檢測(cè)各IGBT的直接溫度的方式中，能夠精確度較高地檢測(cè)各IGBT的溫度，相反存在溫度傳感器數(shù)量增加，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的同時(shí)，成本增加等問(wèn)題。另一方面，根據(jù)單一的溫度傳感器的檢測(cè)值、熱模型、電力損失等，并通過(guò)運(yùn)算來(lái)推斷接合溫度/箱體溫度的方式中，不必進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)算，與檢測(cè)直接溫度的情況相比，具有無(wú)法否認(rèn)精確度變差等問(wèn)題。
[0012]本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而完成的，其目的在于，提供一種抑制溫度傳感器設(shè)置數(shù)量的同時(shí)，直接檢測(cè)IGBT等半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的溫度，能夠進(jìn)行可靠性較高的過(guò)熱保護(hù)控制的載熱體加熱裝置及具備該載熱體加熱裝置的車用空調(diào)裝置。
[0013]用于解決技術(shù)課題的手段
[0014]本發(fā)明的第一方式所涉及的載熱體加熱裝置，其具備至少2個(gè)以上的PTC加熱器，通過(guò)具備半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的多個(gè)電路的導(dǎo)通/斷開(kāi)來(lái)控制對(duì)各PTC加熱器的通電，并且能夠調(diào)整加熱量，其構(gòu)成為:多個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件中的每2個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件之間分別設(shè)置有I個(gè)過(guò)熱保護(hù)用溫度傳感器，根據(jù)該溫度傳感器的檢測(cè)溫度、所述任意一側(cè)的電路導(dǎo)通時(shí)的第一閾值THl以及所述兩側(cè)電路同時(shí)導(dǎo)通時(shí)的第二閾值TH2，對(duì)所述半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行過(guò)熱保護(hù)控制。
[0015]根據(jù)第一方式，關(guān)于通過(guò)具備半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的多個(gè)電路的導(dǎo)通/斷開(kāi)來(lái)控制對(duì)多個(gè)PTC加熱器的通電的載熱體加熱裝置，其構(gòu)成為:在多個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件中的每2個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件之間分別設(shè)置I個(gè)過(guò)熱保護(hù)用溫度傳感器，根據(jù)該溫度傳感器的檢測(cè)溫度、其中一側(cè)電路導(dǎo)通時(shí)的第一閾值THl及兩側(cè)的電路全部導(dǎo)通時(shí)的第二閾值TH2，半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件被過(guò)熱保護(hù)控制。因此，能夠?qū)⒏靼雽?dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的過(guò)熱保護(hù)控制設(shè)為直接檢測(cè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的溫度的方式的同時(shí)，將溫度傳感器的數(shù)量設(shè)為半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的數(shù)量的一半來(lái)抑制溫度傳感器數(shù)量的增加。因此，無(wú)需通過(guò)復(fù)雜的運(yùn)算推斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的溫度并對(duì)其進(jìn)行控制，能夠提高過(guò)熱保護(hù)控制的可靠性的同時(shí)，抑制溫度傳感器的設(shè)置數(shù)量，能夠?qū)崿F(xiàn)成本減低及結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化。
[0016]并且，本發(fā)明的第二方式所涉及的載熱體加熱裝置，在上述載熱體加熱裝置中，通過(guò)分別具備所述2個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的所述電路被控制的2個(gè)所述PTC加熱器之間存在能力差的情況下，所述第一閾值THl個(gè)別設(shè)定為一側(cè)電路側(cè)的閾值THl-A和另一側(cè)電路側(cè)的閾值TH1-B。
[0017]根據(jù)第二方式，通過(guò)分別具備2個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的電路被控制的2個(gè)PTC加熱器之間存在能力差的情況下，第一閾值THl個(gè)別設(shè)定為一側(cè)電路側(cè)的閾值THl-A和另一側(cè)電路側(cè)的閾值TH1-B。因此，通過(guò)具備共用過(guò)熱保護(hù)用溫度傳感器的2個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的電路分別被控制的2個(gè)PTC加熱器之間存在能力差的情況下，還產(chǎn)生半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的散熱量差，預(yù)料到這種情況，將第一閾值THl個(gè)別設(shè)定為T(mén)Hl-A和TH1-B，由此能夠分別以適當(dāng)溫度分別對(duì)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行過(guò)熱保護(hù)控制。因此，對(duì)于存在能力差的多個(gè)PTC加熱器，也能夠同樣適用，能夠提高過(guò)熱保護(hù)控制的可靠性。
[0018]本發(fā)明的第三方式所涉及的載熱體加熱裝置中的上述任意載熱體加熱裝置中，所述半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件為IGBT。
[0019]根據(jù)第三方式，半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件為IGBT。因此，即使在使用需要將接合溫度管理為極限值以下的IGBT的電路，根據(jù)預(yù)設(shè)的閾值，也能夠適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行過(guò)熱保護(hù)控制。因此，穩(wěn)定對(duì)PTC加熱器的通電控制電路，能夠提高載熱體加熱裝置的品質(zhì)。
[0020]本發(fā)明的第四方式所涉及的車用空調(diào)裝置，其構(gòu)成為，通過(guò)載熱體加熱裝置被加熱的載熱體能夠在配設(shè)于空氣流通路中的散熱器內(nèi)循環(huán)，其中，所述載熱體加熱裝置為上述任意載熱體加熱裝置。
[0021]根據(jù)第四方式，在構(gòu)成為通過(guò)載熱體加熱裝置被加熱的載熱體能夠在配設(shè)于空氣流通路中的散熱器內(nèi)循環(huán)的車用空調(diào)裝置中，載熱體加熱裝置為上述任意載熱體加熱裝置。因此，能夠通過(guò)高品質(zhì)且可靠性較高的上述載熱體加熱裝置加熱并供給向配設(shè)于空氣流通路中的散熱器供給的載熱體。因此，能夠進(jìn)一步穩(wěn)定車用空調(diào)裝置的空調(diào)性能，尤其能夠進(jìn)一步穩(wěn)定供暖性能。
[0022]發(fā)明效果
[0023]根據(jù)本發(fā)明的載熱體加熱裝置，將各半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的過(guò)熱保護(hù)控制設(shè)為直接檢測(cè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的溫度的方式的同時(shí)，將溫度傳感器的數(shù)量設(shè)為半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件數(shù)量的一半，由此能夠抑制溫度傳感器的數(shù)量增加。因此，無(wú)需通過(guò)復(fù)雜的運(yùn)算來(lái)推斷并控制半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的溫度，能夠提高過(guò)熱保護(hù)控制的可靠性的同時(shí)，抑制溫度傳感器的設(shè)置數(shù)量的同時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)成本降低及結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化。
[0024]并且，根據(jù)本發(fā)明的車用空調(diào)裝置，能夠通過(guò)高品質(zhì)且可靠性較高的上述載熱體加熱裝置加熱并供給向配置在空氣流通路中的散熱器供給的載熱體。因此，能夠穩(wěn)定車用空調(diào)裝置的空調(diào)性能，尤其穩(wěn)定供暖性能。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1是具備本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的載熱體加熱裝置的車用空調(diào)裝置的概要結(jié)構(gòu)圖。
[0026]圖2是圖1所示的載熱體加熱裝置的分解立體圖。
[0027]圖3是通過(guò)圖2所示的載熱體加熱裝置的載熱體出/入口路的位置上的縱截面圖。
[0028]圖4是圖2所示的載熱體加熱裝置的控制基板與線束側(cè)及電極板側(cè)端子的連接位置上的縱截面圖。
[0029]圖5是從上方觀察拆下圖2所示的載熱體加熱裝置的上板的狀態(tài)的分解立體圖。
[0030]圖6是圖5所示的載熱體加熱裝置的俯視圖。
[0031]圖7是拆下圖6所示的載熱體加熱裝置的控制基板的狀態(tài)的俯視圖。
[0032]圖8是圖7的A-A截面對(duì)應(yīng)圖。
[0033]圖9是表示根據(jù)圖8所示的溫度傳感器的檢測(cè)值進(jìn)行過(guò)熱保護(hù)控制時(shí)的閾值設(shè)定例的放大圖。

【具體實(shí)施方式】
[0034]以下，利用圖1至圖9，對(duì)本發(fā)明的一實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
[0035]圖1中示出具備本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的載熱體加熱裝置的車用空調(diào)裝置的概要結(jié)構(gòu)圖。
[0036]車用空調(diào)裝置I具備有外殼3，其形成引入外氣或車廂內(nèi)空氣來(lái)進(jìn)行調(diào)溫后，用于將其導(dǎo)入到車廂內(nèi)的空氣流通路2。
[0037]在該外殼3的內(nèi)部從空氣流通路2的上游側(cè)到下游側(cè)依次設(shè)置有:鼓風(fēng)機(jī)4，通過(guò)吸入外氣或車廂內(nèi)空氣來(lái)升壓，并將其加壓輸送至下游側(cè)；制冷器5，冷卻通過(guò)該鼓風(fēng)機(jī)4被加壓輸送的空氣；散熱器6，加熱通過(guò)制冷器5被冷卻的空氣；空氣混合風(fēng)門(mén)7，調(diào)整通過(guò)散熱器6的空氣量與繞開(kāi)散熱器6的空氣量的流量比例，并在其下游側(cè)進(jìn)行空氣混合，由此調(diào)節(jié)調(diào)溫風(fēng)的溫度。
[0038]外殼3的下游側(cè)連接有未圖示的吹出模式切換風(fēng)門(mén)和將通過(guò)風(fēng)門(mén)進(jìn)行調(diào)溫的空氣吹出到車廂內(nèi)的多個(gè)吹出口。
[0039]制冷器5與未圖示的壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥等一同構(gòu)成制冷劑電路，通過(guò)使由膨脹閥被絕熱膨脹的制冷劑蒸發(fā)來(lái)冷卻通過(guò)制冷器的空氣。并且，散熱器6與罐8、泵9及載熱體加熱裝置10 —同構(gòu)成載熱體循環(huán)電路10A，通過(guò)由載熱體加熱裝置10被加熱至高溫的載熱體(例如防凍液、溫水等)經(jīng)由泵9進(jìn)行循環(huán)，對(duì)通過(guò)散熱器的空氣進(jìn)行加溫。
[0040]圖2中示出圖1所示的載熱體加熱裝置10的分解立體圖，圖3中示出通過(guò)該載熱體出/入口路的位置上的縱剖面圖，圖4中示出該控制基板與線束側(cè)及電極板側(cè)端子的連接位置上的縱截面圖。
[0041]載熱體加熱裝置10具備有底面及上表面開(kāi)口且內(nèi)部設(shè)置有分隔壁12的呈四邊形的壓鑄鋁制的外殼11。該外殼11的底面通過(guò)螺紋結(jié)合的底板13被密閉，上面通過(guò)螺紋結(jié)合的上板14被密閉。
[0042]外殼11上一體成型有從分隔壁12的上表面?zhèn)?另一面?zhèn)?朝上側(cè)突設(shè)后進(jìn)一步向側(cè)方延伸的一對(duì)載熱體入口路15及載熱體出口路16。載熱體入口路15及載熱體出口路16貫穿分隔壁12并向分隔壁12的底面?zhèn)?一面?zhèn)?開(kāi)口。分隔壁12上用于貫穿后述的多個(gè)端子29的開(kāi)口部17(參照?qǐng)D4、7)沿著一邊設(shè)置，并且在其底面?zhèn)鹊?邊部一體成型有規(guī)定高度的凸臺(tái)部18。該凸臺(tái)部18用于緊固后述的換熱器壓部件32。并且，在外殼11的外周面的兩側(cè)設(shè)置有載熱體加熱裝置10的裝配用支架19。
[0043]在外殼11的分隔壁12的底面?zhèn)?一面?zhèn)?組裝有換熱元件20。換熱元件20是將多片(4片)扁平換熱管21和多組(本實(shí)施方式中為4組)的PTC加熱器26交錯(cuò)多層層疊來(lái)構(gòu)成的元件，凸臺(tái)部18上通過(guò)經(jīng)由螺紋31緊固的板狀換熱器壓部件32，以對(duì)分隔壁12按壓的方式緊固，扁平換熱管21和PTC加熱器26相互緊貼地設(shè)置。
[0044]扁平換熱管21是將鋁合金制薄板沖壓成型而成的一對(duì)成型板重疊并釬焊而得的厚度數(shù)_左右的管，其具備扁平管部24，該扁平管部上形成有其一端側(cè)設(shè)置有入口集管部22和出口集管部23，并從其入口集管部22延伸而在另一端側(cè)U型轉(zhuǎn)彎，直至出口集管部23的U型轉(zhuǎn)彎流路。扁平管部24的U型轉(zhuǎn)彎流路上插入波形的內(nèi)散熱片(未圖示)。入口集管部22及出口集管部23上設(shè)置有連通孔，該連通孔連通相鄰的扁平換熱管21的入口集管部22及出口集管部23之間，該連通孔周圍通過(guò)O型環(huán)等密封件25被密封。
[0045]如已知，PTC加熱器26由PTC元件27和接合于其兩面的一對(duì)電極板28構(gòu)成，呈板狀四邊形狀，在扁平換熱管21的扁平管部24之間以?shī)A層狀層壓而構(gòu)成。在各電極板28上從其一邊延伸向上方L字形彎曲形成的多個(gè)端子29隔著規(guī)定間隔以一線形串聯(lián)排列設(shè)置。多個(gè)端子29構(gòu)成為貫穿分隔壁12的開(kāi)口部17并向上方延伸。并且，PTC加熱器26經(jīng)由絕緣薄膜及導(dǎo)熱片材30等層疊在扁平管部24之間。
[0046]換熱元件20組裝成以扁平換熱管21的入口集管部22及出口集管部23與貫穿分隔壁12并向分隔壁12的底面?zhèn)?一側(cè)面)開(kāi)口的載熱體入口路15及載熱體出口路16連通連接的方式，其連接部上介裝O型環(huán)等密封件25。外殼11的底面?zhèn)鹊拈_(kāi)口部在組裝換熱元件20后,通過(guò)底板13被密閉。
[0047]如圖3、圖5及圖6所不,分隔壁12的上表面?zhèn)?另一面?zhèn)?固定設(shè)置有利用載熱體入口路15及載熱體出口路16的側(cè)部間隙(死隙)對(duì)PTC加熱器26進(jìn)行通電控制的控制基板33?？刂苹?3是安裝有控制電路35的基板，所述控制電路包括對(duì)多組(本實(shí)施方式中為4組)的PTC加熱器26進(jìn)行通電控制的IGBT等多個(gè)(本實(shí)施方式中為4個(gè))的電力控制用半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件34 (以下僅成為半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件)，經(jīng)由導(dǎo)熱性絕緣片材36等通過(guò)螺紋37緊固在分隔壁12的上表面。
[0048]在此，如圖7及圖8所示，作為多個(gè)(4個(gè))半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件34，使用離散型IGBT，該IGBT經(jīng)由硅片材等導(dǎo)熱絕緣片材38通過(guò)螺紋39固定設(shè)置在分隔壁12的上表面設(shè)置部12A。該半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件34的端子34A與通過(guò)控制基板33的通孔安裝在控制基板33上的控制電路35電連接。半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件34是發(fā)熱性電器組件，能夠使與換熱元件20的扁平換熱管21接觸的分隔壁12散熱并使其冷卻。另外，分隔壁12為鋁合金制。
[0049]并且，控制基板33上設(shè)置有在其一邊側(cè)的下表面串聯(lián)排列的多個(gè)端子板40和與其相鄰的2個(gè)PN端子板41。在多個(gè)端子板40上通過(guò)螺釘42螺合連接有從構(gòu)成緊固在分隔壁12的底面?zhèn)?一面?zhèn)?的換熱元件20的PTC加熱器26的電極板28延伸的端子29。并且PN端子板41上通過(guò)螺釘48螺合連接有后述的電源用HV線束(High-Voltage線束)46的PN端子47。
[0050]從電極板28延伸的端子29需要相對(duì)于控制基板33的端子板40進(jìn)行定位連接，因此在控制基板33的背面設(shè)置有端子蓋43。該端子蓋43是用于相對(duì)于控制基板33側(cè)的多個(gè)端子板40對(duì)從電極板28延伸的端子29進(jìn)行定位的部件，因此通過(guò)控制基板33經(jīng)由螺紋37緊固在分隔壁12的上表面，嵌合設(shè)置在分隔壁12的開(kāi)口部17內(nèi)。端子蓋43是由具有絕緣性的PBT等樹(shù)脂材料一體成型品，在嵌合于開(kāi)口部17的部分上通過(guò)多個(gè)端子29的多個(gè)狹縫狀定位孔44 一線形地串聯(lián)排列。
[0051]S卩，相對(duì)于上述端子蓋43的定位孔44，以通過(guò)端子29的狀態(tài)將電極板28、即多層層疊PTC加熱器26和扁平換熱管21而構(gòu)成的換熱元件20緊固在分隔壁12的一面?zhèn)?，由此成為將PTC加熱器26及電極板28以無(wú)位置偏離的狀態(tài)組裝，相對(duì)于控制基板33的端子板40對(duì)從電極板28延伸的端子29進(jìn)行定位的結(jié)構(gòu)。另外，為了確保強(qiáng)度，端子蓋43的定位孔44串聯(lián)排列的部分成型為波狀。
[0052]并且，在控制基板33上設(shè)置有如上所述的分支成分叉形的電源用HV線束(High-Voltage線束)46的PN端子47經(jīng)由螺釘48連接的多個(gè)PN端子板41的同時(shí)，設(shè)置有可以連接控制用LV線束(Low-VoItage線束)49側(cè)的連接器50的LV連接器(未圖示)。另外，PN端子47成為圓形端子，以便能夠通過(guò)螺釘48連接于PN端子板41，連接器50成為T(mén)OP型連接器，以便能夠從上方插入連接。
[0053]另一方面，如圖2及圖5所示，在外殼11的一側(cè)面，經(jīng)由螺釘42將電極板28的端子29螺合連接于端子板40時(shí)，以及經(jīng)由螺釘48將電源用HV線束46的PN端子(圓形端子)47螺合連接于PN端子板41時(shí)的操作窗45開(kāi)口。操作窗45成為能夠?qū)β葆?2、48進(jìn)行緊固操作的程度的大小。該操作窗45能夠通過(guò)未圖示的裝卸自如的蓋體被斷開(kāi)。
[0054]并且,外殼11的上表面?zhèn)乳_(kāi)口部上設(shè)置控制基板33的同時(shí),將與電極板28 —體的端子29螺合連接于控制基板33的端子板40之后，可以通過(guò)上板14密閉。上板14構(gòu)成為經(jīng)由液態(tài)密封墊等密封件密閉安裝在外殼11。在安裝該上板14時(shí)，為了設(shè)置于上板14的HV線束46的PN端子47連接于控制基板33側(cè)的PN端子板41，通過(guò)線束架51定位在規(guī)定位置，并且控制用LV線束49側(cè)的連接器50相對(duì)于控制基板33側(cè)的LV連接器進(jìn)行連接器連接。
[0055]上板14是在與其上表面的載熱體入口路15及載熱體出口路16延伸的方向的相反側(cè)空間上設(shè)置有電源用HV線束46及控制用LV線束49的連接部52、53的部件，能夠連接有來(lái)自電源(蓄電池)及上位控制裝置(ECU)的未圖示的電纜或者線束。從將載熱體加熱裝置10裝載到車輛時(shí)的操作性方面來(lái)看，該線束連接部52、53設(shè)置成在車載狀態(tài)下的載熱體加熱裝置10的外殼11的前面能夠連接來(lái)自電源及上位控制裝置的電力用HV線束及控制用LV線束。
[0056]并且，在本實(shí)施方式中，如圖7所示，從分隔壁12上升的載熱體入口路15及載熱體出口路16的上升部分上設(shè)置有檢測(cè)載熱體出/入口溫度的溫度傳感器54、55的設(shè)置部56、57。將載熱體出/入口溫度傳感器54、55 (參照?qǐng)D6)螺合設(shè)置于設(shè)置部56、57，通過(guò)將其檢測(cè)值輸入到控制基板33來(lái)用于控制溫度。并且，防止作為發(fā)熱性電器組件的上述4個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件34的過(guò)熱，對(duì)其進(jìn)行保護(hù)的2個(gè)過(guò)熱保護(hù)用溫度傳感器58、59通過(guò)螺釘62螺合設(shè)置在與半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件34的設(shè)置部12A相鄰的設(shè)置部60、61。
[0057]過(guò)熱保護(hù)用溫度傳感器58、59構(gòu)成為:分別在一列排列的4個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件34中的每2個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件34的中間位置上各設(shè)置I個(gè)共設(shè)置2個(gè)，可以分別直接檢測(cè)2個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件34的溫度。并且，構(gòu)成為:將其檢測(cè)值輸入到控制基板33上的過(guò)熱保護(hù)控制電路，當(dāng)超過(guò)預(yù)先設(shè)定有檢測(cè)溫度的閾值時(shí)，如已知，執(zhí)行基于限流等的過(guò)熱保護(hù)控制。
[0058]關(guān)于用于過(guò)熱保護(hù)控制的閾值，將2個(gè)過(guò)熱保護(hù)用溫度傳感器58、89分別檢測(cè)的各2個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件34分別設(shè)為A、B時(shí)，如圖9所示，半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件A、B中任意一側(cè)導(dǎo)通時(shí)的第一閾值設(shè)為T(mén)H1，半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件A、B雙方均導(dǎo)通時(shí)的第二閾值設(shè)為T(mén)H2。此時(shí)，通過(guò)在包括各2個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件A、B的電路被控制的2個(gè)PTC加熱器26存在能力差的情況下，將第一閾值THl個(gè)別設(shè)定為一側(cè)電路側(cè)的閾值THl-A和另一側(cè)電路側(cè)的閾值THl-B即可。
[0059]其中，上述閾值中，“第一閾值THl <第二閾值TH2”，個(gè)別設(shè)定第一閾值THl的情況下，能力較大的一側(cè)的PTC加熱器26所對(duì)應(yīng)的閾值相應(yīng)地設(shè)定得較大。
[0060]在如上說(shuō)明的載熱體加熱裝置10中構(gòu)成為:從外殼11的載熱體入口路15流入的載熱體相對(duì)于構(gòu)成換熱元件20的多片扁平換熱管21，經(jīng)過(guò)入口集管部22向扁平管部24流通，在扁平管部24的U型轉(zhuǎn)彎流路內(nèi)流通期間，通過(guò)PTC加熱器26加熱并升溫，向出口集管部23流出，從此處經(jīng)過(guò)載熱體出口路16向外部送出的流通路中流通。從該載熱體加熱裝置10流出的載熱體經(jīng)由載熱體循環(huán)電路10A(參照?qǐng)D1)供給到散熱器6，供供暖使用。
[0061]另一方面，在PTC加熱器26中，來(lái)自連接于上板14的線束連接部52的電源用HV線束46的電力經(jīng)由控制基板33被施加。并且，在控制基板33上經(jīng)由連接于線束連接部53的控制用LV線束49輸入控制信號(hào)，根據(jù)來(lái)自溫度傳感器54、55的載熱體出/入口溫度及設(shè)定溫度等，控制經(jīng)由半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件34及控制電路35等施加到多組PTC加熱器26的電力，控制加熱量。
[0062]此時(shí)，在半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件34產(chǎn)生的熱導(dǎo)熱至壓鑄鋁制的外殼11的分隔壁12上，將該分隔壁12作為散熱片，將在扁平換熱管21內(nèi)流動(dòng)的載熱體作為冷熱源來(lái)進(jìn)行冷卻。即，作為發(fā)熱性電器組件的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件34所產(chǎn)生的熱經(jīng)由導(dǎo)熱性絕緣片材38散熱至分隔壁12，可以將在換熱元件20的扁平換熱管21內(nèi)流動(dòng)的載熱體作為冷熱源來(lái)進(jìn)行冷卻，冷卻至規(guī)定值以下。
[0063]但是，有時(shí)因過(guò)負(fù)荷等而導(dǎo)致過(guò)熱，因此檢測(cè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件34的溫度，對(duì)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件34進(jìn)行過(guò)熱保護(hù)。本實(shí)施方式中，構(gòu)成為，在多個(gè)(4個(gè))半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件34的每2個(gè)(A、B)的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件34的中間位置上分別設(shè)置有I個(gè)過(guò)熱保護(hù)用溫度傳感器58、59，根據(jù)該溫度傳感器58、59的檢測(cè)溫度，以及包括各2個(gè)(A、B)的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件34的任意一側(cè)的PTC加熱器26的控制電路導(dǎo)通時(shí)的第一閾值THl及雙方的控制電路均導(dǎo)通時(shí)的第二閾值TH2，對(duì)各2個(gè)(A、B)的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件34進(jìn)行過(guò)熱保護(hù)控制。
[0064]因此，將各半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件34的過(guò)熱保護(hù)控制設(shè)為直接檢測(cè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件34的溫度來(lái)進(jìn)行的方式，并且，將溫度傳感器58、59的數(shù)量設(shè)為半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件34的數(shù)量的一半，能夠抑制溫度傳感器58、59的數(shù)量增加。因此，無(wú)需通過(guò)復(fù)雜的運(yùn)算來(lái)推斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件34的溫度并對(duì)其進(jìn)行控制，能夠提高過(guò)熱保護(hù)控制的可靠性的同時(shí)，抑制溫度傳感器58、59的設(shè)置數(shù)量，能夠?qū)崿F(xiàn)成本減低及結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化。
[0065]并且，通過(guò)具備各2個(gè)(A、B)的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件34的控制電路控制的2個(gè)PTC力口熱器26存在能力差的情況下，將第一閾值THl個(gè)別設(shè)定為一側(cè)電路側(cè)的閾值THl-A和另一側(cè)電路側(cè)的閾值TH1-B。因此，通過(guò)共用過(guò)熱保護(hù)用溫度傳感器58、59的2個(gè)(A、B)的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件34的電路控制的2個(gè)PTC加熱器26存在能力差的情況下，半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件34的發(fā)熱量也存在差，預(yù)料到這種情況，將第一閾值THl個(gè)別設(shè)定為閾值THl-A和TH1-B，由此能夠以適當(dāng)溫度分別過(guò)熱保護(hù)控制各半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件34。因此，對(duì)于存在能力差的多個(gè)PTC加熱器26，也能夠同樣適用，能夠提高過(guò)熱保護(hù)控制的可靠性。
[0066]并且，本實(shí)施方式中，半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件34為IGBT，因此，即使在使用需要將接合溫度管理為極限值以下的IGBT的電路，根據(jù)預(yù)設(shè)的閾值，也能夠適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行過(guò)熱保護(hù)控制。因此，穩(wěn)定對(duì)PTC加熱器26的通電控制電路，能夠提高載熱體加熱裝置10的品質(zhì)。
[0067]并且，根據(jù)本實(shí)施方式所涉及的車用空調(diào)裝置1，能夠通過(guò)高品質(zhì)且可靠性較高的上述載熱體加熱裝置10加熱并供給向配置在空氣流通路2中的散熱器6供給的載熱體。因此，能夠穩(wěn)定車用空調(diào)裝置I的空調(diào)性能，尤其能夠穩(wěn)定供暖性能。
[0068]另外，本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式所涉及的發(fā)明，在不脫離該主旨的范圍內(nèi)，可進(jìn)行適當(dāng)變形。例如，在上述實(shí)施方式中，構(gòu)成為:將多片扁平換熱管21多層層疊，在各自之間組裝多組PTC加熱器26。但是該扁平換熱管21及PTC加熱器26可配合載熱體加熱裝置10的能力適當(dāng)增減。
[0069]并且，關(guān)于各扁平換熱管21，對(duì)使用一端側(cè)并列設(shè)置入口集管部22及出口集管部23并在其之間形成有U型轉(zhuǎn)彎流路的扁平換熱管21的例子進(jìn)行了說(shuō)明，但也可以設(shè)為一端側(cè)設(shè)置入口集管部、另一端側(cè)設(shè)置出口集管部的管。這種情況下，設(shè)置在外殼11側(cè)的載熱體入口路15及載熱體出口路16也對(duì)應(yīng)于入口集管部及出口集管部而分配到左右來(lái)設(shè)置。
[0070]并且，上述實(shí)施方式中，對(duì)外殼11為壓鑄鋁制的例子進(jìn)行了說(shuō)明，但外殼11可以為PPS等樹(shù)脂材料制。這種情況下，關(guān)于分隔壁12，至少將構(gòu)成散熱片的部分構(gòu)成為鋁合金制的板材等即可。并且，上述實(shí)施方式中，作為半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件34，對(duì)使用離散型IGBT的例子進(jìn)行了說(shuō)明，但不限于此，也可以為表面安裝型。
[0071]符號(hào)說(shuō)明
[0072]1-車用空調(diào)裝置，2-空氣流通路，6-散熱器，10-載熱體加熱裝置，1A-載熱體循環(huán)電路，26-PTC加熱器，34-半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件(IGBT)，35-控制電路，58,59-過(guò)熱保護(hù)用溫度傳感器。
【權(quán)利要求】
1.一種載熱體加熱裝置，其具備至少2個(gè)以上的PTC加熱器，通過(guò)具備半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的多個(gè)電路的導(dǎo)通/斷開(kāi)來(lái)控制對(duì)各PTC加熱器的通電，并且能夠調(diào)整加熱量，其構(gòu)成為: 多個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件中的每2個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件之間分別設(shè)置有I個(gè)過(guò)熱保護(hù)用溫度傳感器，根據(jù)該溫度傳感器的檢測(cè)溫度、所述任意一側(cè)的電路導(dǎo)通時(shí)的第一閾值THl以及所述兩側(cè)電路同時(shí)導(dǎo)通時(shí)的第二閾值TH2，對(duì)所述半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行過(guò)熱保護(hù)控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的載熱體加熱裝置，其中，通過(guò)具備所述各2個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的所述電路來(lái)控制的2個(gè)所述PTC加熱器之間存在能力差的情況下，所述第一閾值THl個(gè)別設(shè)定為一側(cè)電路側(cè)的閾值THl-A和另一側(cè)電路側(cè)的閾值TH1-B。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的載熱體加熱裝置，其中，所述半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件為IGBT。
4.一種車用空調(diào)裝置，其構(gòu)成為，通過(guò)載熱體加熱裝置被加熱的載熱體能夠在配設(shè)于空氣流通路中的散熱器內(nèi)循環(huán)，其中， 所述載熱體加熱裝置為權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的載熱體加熱裝置。
【文檔編號(hào)】H05B3/00GK104220281SQ201380016461
【公開(kāi)日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2013年3月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月16日
【發(fā)明者】小南聰, 佐藤秀隆 申請(qǐng)人:三菱重工汽車空調(diào)系統(tǒng)株式會(huì)社