用于機(jī)動(dòng)車輛的電加熱裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于機(jī)動(dòng)車輛的電加熱裝置(10)，所述電加熱裝置(10)具有加熱電阻器，所述加熱電阻器被實(shí)現(xiàn)為基板(20)上的導(dǎo)電帶(12)，其中，所述導(dǎo)電帶至少部分地以雙線形式布置。本發(fā)明還涉及具有這種電加熱系統(tǒng)的機(jī)動(dòng)車輛。
【專利說明】
用于機(jī)動(dòng)車輛的電加熱裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于機(jī)動(dòng)車輛的電加熱裝置，并且還涉及相應(yīng)的機(jī)動(dòng)車輛。

【背景技術(shù)】
[0002]電動(dòng)操作的加熱裝置經(jīng)常用于加熱機(jī)動(dòng)車輛，尤其是用于加熱機(jī)動(dòng)車輛的內(nèi)部空間，尤其是用于電動(dòng)車輛中。這種類型的加熱裝置可以輸出大量的電磁干擾，所述電磁干擾可以通過各種方式來減少。此外，如果通過所使用的加熱電阻器能夠生成非均勻的溫度和電流分布，則縮短了加熱裝置的工作壽命。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供具有長工作壽命和良好的加熱性能的用于機(jī)動(dòng)車輛的電加熱裝置。
[0004]通過獨(dú)立權(quán)利要求的特征來實(shí)現(xiàn)所述目的。
[0005]本發(fā)明的其它有利實(shí)施例和發(fā)展在從屬權(quán)利要求中是顯而易見的。
[0006]本說明涉及機(jī)動(dòng)車輛的電加熱裝置。加熱裝置包括被實(shí)現(xiàn)為基板上的導(dǎo)電帶(conductor track)的加熱電阻器,其中所述導(dǎo)電帶至少部分地以雙線的方式布置。作為雙線布置的結(jié)果，一方面導(dǎo)電帶能夠在很大程度上覆蓋通過基板提供的表面，僅留下小部分未覆蓋區(qū)域。另一方面，雙線布置使得可以使由加熱裝置引起的可能的輻射干擾最小化。導(dǎo)電帶的雙線布置可以表示被實(shí)現(xiàn)為連續(xù)導(dǎo)電帶的加熱電阻器至少部分地以如下方式進(jìn)行布置，即在每種情況下電流沿相反方向或者能夠沿相反方向流經(jīng)導(dǎo)電帶的彼此相鄰設(shè)置的部分段(part sect1n)。按照這種雙線方式布置的部分段可以是被提供用于加熱基板的部分段。具體而言，導(dǎo)電帶的被提供用于加熱目的的大體上所有段都是雙線布置的一部分。作為結(jié)果，所生成的電磁場(chǎng)可以至少部分地相互抵消。可以假設(shè)，除了以雙線方式布置的一個(gè)或多個(gè)段或區(qū)之外，導(dǎo)電帶可以包括不以雙線方式布置的一個(gè)或多個(gè)附加區(qū)，例如，連接區(qū)。導(dǎo)電帶和/或加熱裝置可以包括第一連接器和第二連接器，并且在每種情況下可以將電源的兩極連接到所述連接器?？梢源篌w上以雙線方式將導(dǎo)電帶布線或者布置到連接器之間?；蹇梢园ü腆w結(jié)構(gòu)，可以在固體結(jié)構(gòu)上布置導(dǎo)電帶，在必要時(shí)可以通過利用一個(gè)或多個(gè)中間層。一般可以通過例如印刷法、等離子體法或者注入模制或鑄造法的適當(dāng)沉積方法將導(dǎo)電帶布置在基板上或者將導(dǎo)電帶附接到基板。導(dǎo)電帶可以由導(dǎo)電材料產(chǎn)生，尤其是由例如鎳鉻合金的金屬材料產(chǎn)生。由非陶瓷材料來實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電帶是可行的?；蹇梢园ň哂辛己脤?dǎo)熱特性的材料，例如金屬或金屬合金。例如，可以通過壓模鑄造法來產(chǎn)生基板。具體而言，可以假設(shè)將基板實(shí)現(xiàn)為用于通過加熱電阻器所生成的熱量的熱交換器。因此，可以將基板設(shè)置在與加熱電阻器相對(duì)的面上，并且基板與加熱電阻器之間具有用于要加熱的介質(zhì)的通道，所述要加熱的介質(zhì)例如是流體，尤其是水或空氣。例如，基板可以由鋁來實(shí)現(xiàn)。可以在基板與導(dǎo)電帶之間設(shè)置至少一個(gè)中間層，并且可以將所述中間層實(shí)現(xiàn)為粘合層和/或電絕緣層。中間層可以被固定到基板上和/或可以被物質(zhì)上接合到所述基板上。具體而言，如果基板由導(dǎo)電材料來實(shí)現(xiàn)，則可以提供電絕緣中間層。例如，中間層可以是氧化鋁層。可以將導(dǎo)電帶附接到中間層或者直接附接到基板。可以提供粘合層來將導(dǎo)電帶固定到基板。中間層通?？梢园ň哂辛己脤?dǎo)熱特性的材料。為了產(chǎn)生導(dǎo)電帶，可行的是將連續(xù)層附接到基板或中間層，所述連續(xù)層由導(dǎo)電帶的材料來實(shí)現(xiàn)。然后，可以通過適當(dāng)?shù)靥幚磉B續(xù)層，例如通過激光處理工藝和/或蝕刻工藝來產(chǎn)生導(dǎo)電帶的結(jié)構(gòu)。具體而言，通過處理工藝可以切出或者切掉可以使導(dǎo)電帶的段相對(duì)于彼此電絕緣的絕緣區(qū)。絕緣區(qū)中可以容納和/或布置電絕緣材料。導(dǎo)電帶可以包括幾毫米的寬度，尤其是2.5mm到5mm的寬度。導(dǎo)電帶在基板上的高度可以達(dá)到5 μ m到20 μ m,尤其是在10 μ m與15 μ m之間。導(dǎo)電帶的連接器可以被彼此相鄰地布置在基板的同一面上和/或可以被彼此相鄰地布置為面向基板的同一面。通?？梢詫?shí)現(xiàn)導(dǎo)電帶和/或加熱裝置以便將電流轉(zhuǎn)換成熱量。
[0007]加熱裝置是高電壓裝置是可行的。具體而言，可以實(shí)現(xiàn)加熱裝置以便可以在幾百伏特的電源電壓下進(jìn)行操作，尤其是在150V與650V之間、200V與600V之間、或者處于這些值之間的范圍中的電壓的情況下進(jìn)行操作。這種類型的操作電壓范圍表示加熱裝置尤其適合于在電動(dòng)車輛中進(jìn)行操作。
[0008]就進(jìn)一步發(fā)展而言，可以假設(shè)通過至少一個(gè)路徑絕緣區(qū)將導(dǎo)電帶至少部分地分成相對(duì)于彼此絕緣的至少兩個(gè)加熱路徑。尤其可以沿導(dǎo)電帶的長度來提供加熱路徑相對(duì)于彼此的絕緣?？尚械氖遣辉趯?dǎo)電帶的整個(gè)長度上將其分成相對(duì)于彼此絕緣的多個(gè)加熱路徑。相反，可以分段將導(dǎo)電帶分成相對(duì)于彼此絕緣的加熱路徑。提供相對(duì)于彼此絕緣的加熱路徑，以便允許電流沿相同的方向流動(dòng)。可以假設(shè)相對(duì)于彼此絕緣的加熱路徑是彼此并聯(lián)地電連接的加熱路徑。如上文所提到的絕緣區(qū)，通?？梢酝ㄟ^導(dǎo)電帶之間的間隙和/或可以通過間隙中所容納的電絕緣材料來形成路徑絕緣區(qū)。具體而言，可以方便地通過激光處理工藝和/或蝕刻工藝在導(dǎo)電帶之間產(chǎn)生路徑絕緣區(qū)。在必要時(shí)，可以利用適當(dāng)?shù)慕^緣材料來填充已經(jīng)通過激光處理或蝕刻的區(qū)。
[0009]可以假設(shè)較寬的絕緣區(qū)設(shè)置在導(dǎo)電帶的朝向相反方向偏轉(zhuǎn)的區(qū)中。具體而言，絕緣區(qū)相較于導(dǎo)致導(dǎo)電帶偏轉(zhuǎn)的絕緣區(qū)更寬。作為結(jié)果，可以確保即使是在朝向相反方向的偏轉(zhuǎn)區(qū)中也盡可能地將導(dǎo)電帶的整個(gè)寬度用于電流流動(dòng)。這避免了在導(dǎo)電帶的邊緣區(qū)域中形成被供應(yīng)電流情況特別好的區(qū)以及形成被供應(yīng)電流情況差的區(qū)的可能性。通常，朝向相反方向的偏轉(zhuǎn)可以表示導(dǎo)電帶以電流反向流動(dòng)的方式進(jìn)行布線。大體上可以在沒有平直段的情況下實(shí)現(xiàn)反向偏轉(zhuǎn)。優(yōu)選的是提供可以通過平直導(dǎo)電帶段來相互連接的其它小于180°、尤其是小于90°的偏轉(zhuǎn)。通常，偏轉(zhuǎn)可以表示將平直導(dǎo)電帶彼此連接的導(dǎo)電帶的圓形區(qū)?？梢允蛊街睂?dǎo)電帶段相對(duì)于彼此大體上正交地對(duì)齊，和/或相對(duì)于相反方向的電流來布置平直導(dǎo)電帶段。
[0010]可以假設(shè)導(dǎo)電帶確切地包括相反方向的兩個(gè)偏轉(zhuǎn)。作為結(jié)果，關(guān)于電流分布，在導(dǎo)電帶的寬度上，可以盡可能地避免朝向相反方向的尤其關(guān)鍵的偏轉(zhuǎn)，這確保了導(dǎo)電帶上的均勻電流分布和熱量分布。
[0011]可以以將具有在相反方向上流動(dòng)的電流的導(dǎo)電帶的平直段彼此相鄰地布置的方式布線導(dǎo)電帶。這產(chǎn)生了用于避免輻射干擾的特別好的性能。
[0012]尤其可以以螺旋或線圈形的方式布置導(dǎo)電帶。螺旋或線圈形布置可以包括通過偏轉(zhuǎn)連接到其它平直段的平直導(dǎo)電帶段。螺旋或線圈形布置尤其可以通過被提供用于加熱目的的區(qū)在兩個(gè)連接區(qū)之間延伸?？梢约僭O(shè)導(dǎo)電帶的螺旋或螺旋形布置大體上完全覆蓋被提供用于加熱目的的區(qū)和/或基板，其中未通過導(dǎo)電帶覆蓋的區(qū)可以大體上被實(shí)現(xiàn)為絕緣區(qū)。
[0013]特別地，導(dǎo)電帶可以包括通過偏轉(zhuǎn)而相互連接的平直段。偏轉(zhuǎn)可以表示或包括圓角。
[0014]可以假設(shè)導(dǎo)電帶被絕緣層覆蓋。例如，絕緣層可以包括空氣或者可以通過適當(dāng)?shù)慕^緣材料來形成絕緣層。加熱裝置可以容納在外殼中，并且尤其可以包括蓋子。絕緣層可以布置在導(dǎo)電帶與蓋子之間，或者可以布置在導(dǎo)電帶與外殼的定界壁之間。
[0015]此外，本發(fā)明涉及具有本文中所描述的加熱裝置的機(jī)動(dòng)車輛。機(jī)動(dòng)車輛尤其可以是電動(dòng)車輛或混合動(dòng)力車輛。可以布置加熱裝置以便對(duì)車輛的相應(yīng)的水或空氣循環(huán)系統(tǒng)中的水或空氣進(jìn)行加熱。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1示出了用于機(jī)動(dòng)車輛的電加熱系統(tǒng)的導(dǎo)電帶的平面圖；
[0017]圖2示出了圖1中的導(dǎo)電帶的部分區(qū)的放大視圖；以及
[0018]圖3示意性地示出了基板上的導(dǎo)電帶的布置。
[0019]根據(jù)附圖，就本說明而言，相似的附圖標(biāo)記描述相似的或相當(dāng)?shù)牟考?br>
【具體實(shí)施方式】
[0020]圖1示出了用于機(jī)動(dòng)車輛的電加熱裝置10的平面圖，該電加熱裝置10具有被實(shí)現(xiàn)為導(dǎo)電帶12的加熱電阻器。加熱電阻器12包括通過導(dǎo)電帶12相互連接的第一連接器14和第二連接器16。如果向連接器14和16施加電源電壓，則通過導(dǎo)電帶12實(shí)現(xiàn)的加熱電阻器將升溫。導(dǎo)電帶12布置在粘合層18上，粘合層18布置在基板20上。粘合層18幾乎完全由導(dǎo)電帶12覆蓋，而基板20反過來幾乎完全被粘合層18覆蓋。作為結(jié)果，導(dǎo)電帶12幾乎覆蓋整個(gè)基板。這產(chǎn)生了特別好的空間利用以及均勻的熱量分布。在該示例中，基板20是被實(shí)現(xiàn)為熱交換器的鋁基板。作為結(jié)果，經(jīng)由基板來散發(fā)通過導(dǎo)電帶所產(chǎn)生的熱量。粘合層18是氧化鋁層。以螺旋或線圈形的方式來布線導(dǎo)電帶12，導(dǎo)電帶12具有以雙線方式布置的平直段。具體而言，在每種情況下被供應(yīng)有相反方向的電流的導(dǎo)電帶段在偏轉(zhuǎn)段和平直段處彼此相鄰設(shè)置。通過激光方法由通過適當(dāng)方法涂覆到粘合層18的鎳鉻層來產(chǎn)生導(dǎo)電帶。在該實(shí)施例中，假設(shè)在每種情況下導(dǎo)電帶12通過連續(xù)的路徑絕緣區(qū)22而在加熱區(qū)中沿導(dǎo)電帶12的長度被分成兩部分路徑，并且所述部分路徑以并行方式被供應(yīng)電流。僅在例如偏轉(zhuǎn)區(qū)的段中布置一個(gè)或多個(gè)路徑絕緣區(qū)22，或者實(shí)現(xiàn)多于兩個(gè)并行布線的部分路徑也是可行的。在該情況下，可以使用多個(gè)并行絕緣區(qū)。例如，可以通過在導(dǎo)電帶的導(dǎo)電材料中形成間隙或者通過在這種類型的間隙中插入絕緣材料來實(shí)現(xiàn)絕緣區(qū)。導(dǎo)電帶的具有在相反方向上流動(dòng)的電流的段在每種情況下通過絕緣區(qū)24而相對(duì)于彼此電絕緣。在圖1中，在從外朝內(nèi)看時(shí)，絕緣區(qū)22和段絕緣區(qū)24在每種情況下是交替的。如圖1中顯而易見的，兩個(gè)偏轉(zhuǎn)區(qū)26、28設(shè)置在導(dǎo)電帶12的螺旋形的內(nèi)部，其中導(dǎo)電帶12在每種情況下朝向相反方向偏轉(zhuǎn)。在每種情況下較寬的絕緣區(qū)30、32設(shè)置在該偏轉(zhuǎn)區(qū)中。在該情況下以液滴形的方式實(shí)現(xiàn)這些絕緣區(qū)30、32，并且盡可能地通過導(dǎo)電帶12的整個(gè)寬度來迫使偏轉(zhuǎn)區(qū)26,28中的電流流動(dòng)。也可以使導(dǎo)電帶更窄，尤其可以減小導(dǎo)電帶的寬度，而不是使絕緣區(qū)加寬。除了朝向相反方向的兩個(gè)偏轉(zhuǎn)之外，所述偏轉(zhuǎn)尤其使得易于以均勻的方式分配電流，導(dǎo)電帶12僅包括直角偏轉(zhuǎn)。提供較寬的絕緣區(qū)和/或減小直角偏轉(zhuǎn)區(qū)中的導(dǎo)電帶12的寬度也是基本可行的。
[0021]圖2示出了圖1中的電加熱系統(tǒng)的下部的放大的圖示。偏轉(zhuǎn)區(qū)26尤其顯而易見，其中導(dǎo)電帶12被朝向相反方向布線。在該示例中清晰地示出了偏轉(zhuǎn)區(qū)中的絕緣區(qū)32的液滴形形式，并且絕緣區(qū)的所述液滴形形式產(chǎn)生了圍繞偏轉(zhuǎn)26的均勻的電流流動(dòng)。
[0022]圖3示出了從右手側(cè)看的圖1和圖2中的加熱裝置10的截面圖，其中從右手側(cè)看對(duì)應(yīng)于從圖1中所示的箭頭的方向看。加熱裝置10包括基板20，粘合層18附接到基板20。粘合層18可以是電絕緣的并且可以例如通過基板20的金屬材料的氧化，例如鋁的氧化來產(chǎn)生。導(dǎo)電帶12布置在粘合層18上?？梢酝ㄟ^例如印刷、注入模制、鑄造或等離子體法的適當(dāng)?shù)姆椒▽?dǎo)電帶12涂覆到粘合層18。在該視圖中，導(dǎo)電帶12的絕緣區(qū)24是顯而易見的，并且所述絕緣區(qū)將導(dǎo)電帶的不同段彼此分隔開，其中電流在相反方向上流經(jīng)所述不同段。
[0023]在以上說明中提到了等離子體法，但是應(yīng)該理解，通常也可以使用熱注入模制法來替代該方法?？梢酝ㄟ^印刷法來產(chǎn)生以上說明中所提到的導(dǎo)電帶的結(jié)構(gòu)。用于產(chǎn)生導(dǎo)電帶的方法可以潛在地與掩模技術(shù)相結(jié)合，以使可實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)寬度進(jìn)一步最小化，或者加速和/或簡化結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生。例如，在以上說明中，當(dāng)使用等離子體注入模制法時(shí)，借助用于蜿蜒的導(dǎo)熱層的掩模膠帶，可以實(shí)現(xiàn)具有近似0.5mm的最小結(jié)構(gòu)寬度的精細(xì)結(jié)構(gòu)，例如，近似0.5mm的導(dǎo)電帶間隔。然后，有可能省略利用激光對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理的額外工藝。以上說明中所描述的導(dǎo)電帶在基板上的高度可以方便地達(dá)到30 μ m，優(yōu)選為處于5 μ m與20 μ m之間，并且尤其是處于ΙΟμπι與15 μ m之間。例如高達(dá)1mm的更大的導(dǎo)電帶高度/厚度當(dāng)然也是可能的。導(dǎo)電帶的高度/厚度對(duì)于設(shè)置導(dǎo)電帶的橫截面以建立或者影響所述導(dǎo)電帶的電阻而言是至關(guān)重要的。例如，以上說明中所提到的絕緣材料可以包括硅樹脂和/或聚合物，或者可以由硅樹脂或聚合物來實(shí)現(xiàn)。以上說明中所公開的導(dǎo)電帶也可以由導(dǎo)電陶瓷材料實(shí)現(xiàn)。例如，這種類型的導(dǎo)電陶瓷材料可以包括二氧化鈦(Ti02)。以上說明中所公開的基板也可以包括具有對(duì)于陶瓷而言比較高的導(dǎo)熱值的陶瓷，例如A1203或AIN，或者可以包括金屬基復(fù)合材料的形式的混合物，所述混合物同樣可以包括比較高的導(dǎo)熱能力。替代地，也可以由這些基本材料/基本材料組中的一種或多種材料來實(shí)現(xiàn)基板。
[0024]以上說明、附圖以及權(quán)利要求中所公開的本發(fā)明的特征在單獨(dú)使用時(shí)以及作為用戶限定的組合來使用時(shí)都是實(shí)施本發(fā)明的基礎(chǔ)。
[0025]附圖標(biāo)記清單
[0026]10 加熱裝置
[0027]12 導(dǎo)電帶
[0028]14 第一連接器
[0029]16 第二連接器
[0030]18 粘合層
[0031]20 基板
[0032]22 路徑絕緣區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)緣轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)緣緣絕偏偏絕絕
4 6 8 0 2
22 2 3 3_—_ _—_ _—_ _—_ _—_
34 5 6 73 3 3 3 3
ο ο ο ο οο ο ο ο ο
___ ___ ___ ___ ___
【權(quán)利要求】
1.一種用于機(jī)動(dòng)車輛的電加熱裝置(10)，所述電加熱裝置(10)具有加熱電阻器，所述加熱電阻器被實(shí)現(xiàn)為基板(20)上的導(dǎo)電帶(12)，其中，所述導(dǎo)電帶(12)至少部分地以雙線方式布置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱裝置，其中，所述加熱裝置(10)是高電壓裝置。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的加熱裝置，其中，將所述導(dǎo)電帶(12)至少部分地分成多個(gè)加熱路徑，所述多個(gè)加熱路徑通過至少一個(gè)路徑絕緣區(qū)(22)而相對(duì)于彼此絕緣。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的加熱裝置，其中，較寬的絕緣區(qū)(30，32)設(shè)置在導(dǎo)電帶朝向相反方向偏轉(zhuǎn)(26，28)的區(qū)中。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的加熱裝置，其中，所述導(dǎo)電帶(12)確切地包括朝向相反方向的兩個(gè)偏轉(zhuǎn)(26,28)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的加熱裝置，其中，以將所述導(dǎo)電帶的具有在相反方向上流動(dòng)的電流的平直段彼此相鄰地布置的方式來布線所述導(dǎo)電帶(12)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的加熱裝置，其中，所述導(dǎo)電帶(12)至少部分地以螺旋或線圈形的方式布置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的加熱裝置，其中，所述導(dǎo)電帶(12)包括通過偏轉(zhuǎn)來相互連接的平直段。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的加熱裝置，其中，由絕緣層覆蓋所述導(dǎo)電帶。
10.一種車輛，其具有根據(jù)權(quán)利要求1到9中的任一項(xiàng)所述的加熱裝置。
【文檔編號(hào)】H05B3/26GK104380840SQ201380030670
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2013年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月13日
【發(fā)明者】F·韋格納, D·?？颂? T·卡貝利茨, K·格特 申請(qǐng)人:韋巴斯托股份公司