CN103423871A - 一种电加热装置的壳体、电加热装置以及电动车 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电加热装置的壳体，包括：用于容纳PTC电热元件的加热室、用于容纳介质并供介质流动通过的循环室、进口、以及出口；所述壳体包括第一壳体、第二壳体，第二壳体包括连接壁和分隔壁，加热室包括由分隔壁分隔形成的数个导热槽；循环室包括数个循环单元；第一壳体包括第一侧壁和第二侧壁，数个导热槽分别与所述第一侧壁或第二侧壁形成有通道，数个循环单元通过通道相连通。本发明的电加热装置的壳体的数个循环单元通过通道相连通形成曲线路径的循环室，介质在上述循环室以环流的方式流过，流通路径较长，并且介质围绕导热槽在其周围流动，接触时间长且接触面积大，吸热效率高，使得采用这种壳体的电加热装置的热效率得到有效的提高，能够较好地用于为电动车供暖、除霜、除雾。

Description

一种电加热装置的壳体、电加热装置以及电动车

技术领域

本发明属于加热装置领域，尤其涉及一种用于电动车的电加热装置。 

背景技术

传统燃油汽车的空调供暖系统通常以尾气余热或发动机冷却循环水的余热作为热源并引入热交换器，将送风机送来的空气与热交换器进行热交换，加热后的空气送入车内，达到供暖、除雾、除霜以及为其他需要热源的部件加热的目的。然而，随着纯电动车和混合动力车的应用，特别是对于纯电动车来说，其工作时没有足够的余热供汽车内部采暖，此外，冬天极冷的环境下，汽车启动前需要除霜以及除雾同样需要热源，因此需在电动压缩机制冷的基础上增加电辅助加热装置。

现有的电加热装置包括壳体、以及放置于所述壳体中的数个PTC电热元件，PTC（正温度系数）加热元件的特点是，其电阻率在某个一定的温度范围内时基部保持不变，而当温度达到PTC元件的居里温度附近时，其电阻率会在较窄的温度范围内迅速增大，接近绝缘体。目前PTC元件分为陶瓷PTC和聚合物PTC，通常使用陶瓷PTC作为加热元件，其具有自控温发热、安全无明火，不易燃烧，无安全隐患等特点，并且在环境温度提高后可自动降低发热功率，达到自动节能的效果，是一种较为理想的电加热材料。

CN100567843C公开了一种电热装置，所述电热装置具有壳体，其中电热装置的至少一个电热元件牢固地保持在该壳体中并通过分隔壁与保持在循环室中的介质完全隔开，该分隔壁将壳体分成为加热室和循环室。循环室具有分别用于引入和排出介质的进口和出口。加热元件优选为PTC电热元件并通过夹紧力被保持在分隔壁形成的凹部中，所述凹部优选突出到循环室中。这种电热装置的壳体具有将该壳体分成为加热室和循环室的分隔壁。介质可在循环室中从进口到出口循环。循环室相对于周围环境密封，即，仅可通过进口和出口进出。由于分隔壁的存在，散热介质可靠地与PTC电热元件隔离。因此，可使用任何散热介质，避免损坏PTC电热元件。然而这种电热装置的壳体的进口和出口沿长度方向设置在壳体的相对端处，分隔壁分隔壳体形成的循环室的长度即为壳体的长度，用于保持PTC电热元件的凹部也是沿壳体的长度方向设置，所述介质通过循环室时围绕所述凹部在两侧流动，介质从壳体一侧的进口流过循环室再从另一侧的出口流出，介质在循环室内的流通路径为直线路径，流通路径短，吸收PTC电热元件的热量的时间也较短，介质不能较好的吸热，导致电热装置的热效率较低。

发明内容

本发明为了解决现有的电加热装置的壳体的设置形式使得介质在循环室内的流通路径短，吸收PTC电热元件的热量的时间也较短，介质不能较好的吸热，导致电热装置的热效率较低的技术问题。

为达到上述目的，本发明提供一种电加热装置的壳体，包括：用于容纳PTC电热元件的加热室、用于容纳介质并供介质流动通过的循环室、与循环室连通的用于将介质供给到所述循环室内的进口以及用于将介质引导到所述循环室外的出口；其中，所述壳体包括第一壳体、安装于第一壳体上的第二壳体，所述第二壳体包括连接壁和分隔壁，所述加热室包括由分隔壁分隔形成的数个导热槽，所述数个导热槽的开口端与所述连接壁相连接，并且所述数个导热槽伸入到所述第一壳体中；所述循环室包括数个循环单元，所述数个循环单元形成于分隔壁与第一壳体之间；所述第一壳体包括第一侧壁和第二侧壁，数个导热槽分别与所述第一侧壁或第二侧壁之间形成有通道，数个循环单元通过所述通道相连通。

在本发明所述的电加热装置的壳体中，优选地，所述数个导热槽包括数个第一导热槽和数个第二导热槽，所述数个第一导热槽和数个第二导热槽交替设置，其中，第一导热槽与第一侧壁相连接，并与第二侧壁之间形成有通道，第二导热槽与第二侧壁相连接，并与第一侧壁之间形成有通道。

在本发明所述的电加热装置的壳体中，优选地，所述壳体的长度大于宽度，所述第一侧壁和第二侧壁为沿第一壳体长度方向相对设置的两个侧壁；所述数个导热槽沿所述第二壳体的长度方向以彼此平行的方式设置。

在本发明所述的电加热装置的壳体中，优选地，所述数个循环单元位于连接壁的下方，所述数个循环单元形成使介质沿S形路径流通的S型循环室。

在本发明所述的电加热装置的壳体中，优选地，所述导热槽相对于所述循环单元为密封设置；所述导热槽为梯形槽。

在本发明所述的电加热装置的壳体中，优选地，所述进口和出口设于所述第一侧壁或者所述第二侧壁的两端。

在本发明所述的电加热装置的壳体中，优选地，所述数个导热槽上设有卡块，所述第一壳体内相应地设有卡槽，所述卡块安装于所述卡槽中。

在本发明所述的电加热装置的壳体中，优选地，所述第二壳体向上延伸设置有凸缘，所述凸缘置于第一壳体上，并且所述第一壳体的上端设有连接件，第二壳体的凸缘上相应地设有安装孔，所述连接件穿过所述安装孔将第一壳体与第二壳体相固定；并且所述第一壳体和第二壳体的连接处设有密封圈。

本发明还提供一种电加热装置，包括壳体、以及数个PTC电热元件，所述壳体为如上所述的壳体，所述壳体的导热槽中安装有至少一个PTC电热元件。

本发明进一步提供了一种电动车，包括空调供暖系统，所述空调供暖系统包括如上所述的电加热装置，及与电加热装置连接的热交换器，介质流经电加热装置进行热量采集，吸收热量后的介质进入热交换器，通过热交换器将热量释放进行车内供暖、除霜、除雾以及为其他需要热源的部件加热的目的。

本发明的电加热装置的壳体包括第一壳体、安装于第一壳体内的第二壳体，加热室包括由第二壳体的分隔壁分隔形成的数个导热槽，循环室包括形成于分隔壁与第一壳体之间的数个循环单元；数个导热槽分别与第一壳体的第一侧壁或第二侧壁之间形成有通道，数个循环单元通过所述通道相连通形成曲线路径的循环室（优选形成S型循环室），介质在上述循环室以环流的方式流过，流通路径较长，接触面积大，并且介质围绕导热槽在其周围流动，能够有效吸收导热槽内PTC电热元件产生的热量，吸收热量的时间长，吸热效率高，使得采用这种壳体的电加热装置的热效率得到有效的提高，能够较好地用于为电动车供暖、除霜、除雾以及为其他需要热源的部件加热。

附图说明

图1是本发明优选实施例的电加热装置的剖面图。

图2是本发明优选实施例的壳体的组合示意图。

图3是图2所述的壳体的分解示意图。

图4是图2所示的壳体的俯视图。

图5是图1中所示的PTC电热元件的示意图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参阅图1，本发明提供一种用于电动车的电加热装置，包括壳体1、以及安装于壳体1中的数个PTC电热元件2。与背景技术中的壳体相似地，所述壳体1包括：用于容纳PTC电热元件2的加热室11、用于容纳介质并供介质流动通过的循环室12、与循环室连通的用于将介质供给到所述循环室12内的进口13以及用于将介质引导到所述循环室12外的出口14。

本发明的主要改进在于壳体1的结构与背景技术中提及的壳体的结构不同，使得介质在循环室12中的流通路径不同。参阅图2-4，所述壳体1包括第一壳体15、安装于第一壳体15上的第二壳体16。所述第一壳体15为顶面开口的中空长方体，采用绝缘材质制作而成，包括底板150以及围绕所述底板150设置的四个侧壁，并于第一壳体15内形成有容置腔155，所述四个侧壁垂直或者大致垂直于所述底板150设置，所述四个侧壁包括第一侧壁151、第二侧壁152、第三侧壁153以及第四侧壁154，其中，所述第一侧壁151与第二侧壁152为沿第一壳体15的长度方向相对设置的两个侧壁，第三侧壁153和第四侧壁154为沿第一壳体15的宽度方向相对设置的两个侧壁。所述第一壳体15上还设有用于将介质供给到壳体内的进口13、以及用于将介质引导到所述壳体外的出口14，可以理解的是，为了使介质的流通距离和时间更长，所述进口13和出口14应当设置于第一壳体15上两个相对较远的位置处，如图2-图4所示，所述进口13和出口14设于所述第二侧壁152的两端；可以理解的是，在本发明的其它实施例中，所述进口13和出口14还可设于第一侧壁151的两端，或者进口13和出口14分别设置于第三侧壁153和第四侧壁154上（参阅图1）。 

所述第二壳体16安装于第一壳体15上，第二壳体16包括大致呈平板状的连接壁161、及由连接壁161向第一壳体15的容置腔155内凹设的分隔壁162，以及由分隔壁162分隔形成并连接于所述连接壁161上的数个导热槽160，所述导热槽160用于放置PTC电热元件，其可以为任何方便安装PTC电热元件的形状，优选为梯形槽，便于PTC电热元件的安装和拆卸。

导热槽160不仅起到将介质与PTC电热单元隔离开的作用，同时也起到传导热量的作用，因此导热槽160由具有良好导热性能的材料制成，如金属，在本实施例中优选为铝或铝合金。所述导热槽160的开口端与所述连接壁161相连接，并且导热槽160伸入到所述第一壳体15的容置腔155中。所述数个导热槽160由分隔壁162分隔形成，所述数个导热槽160共同组成用于加热介质的加热室11。可以理解的是，所述分隔壁162将第一壳体15的容置腔155分隔为用于放置PTC电热元件的加热室11以及用于容纳介质并供介质流动通过的循环室12。在本发明中，所述循环室12包括数个循环单元120，所述数个循环单元120形成于分隔壁162与第一壳体15之间，并位于连接壁161的下方。其中，最外侧的循环单元120形成于最外侧的导热槽160与第一壳体15之间；中间的循环单元120形成于相邻的两个导热槽160与第一壳体15之间。所述导热槽160相对于所述循环单元120为密封设置，以避免介质对PTC电热元件2造成损坏。

在本发明中，为了使所述数个循环单元120相连通，更重要的是，为了形成使较长的介质流通路径，本发明通过使数个导热槽160分别与第一壳体15的第一侧壁151或第二侧壁152之间形成有通道17（参阅图4，图4的标号标出的仅是通道17的位置，可以理解的是，通道17位于壳体内部），使得数个循环单元120通过所述通道17相连通并形成曲线路径的循环室12，介质从进口13流入后在循环室12以环流的方式流过循环室12，流通路径比直线流通路径长，介质在上述循环室12以曲线路径流过，并且介质围绕导热槽160在其周围流动，能够有效吸收导热槽160内PTC电热元件产生的热量，吸收热量的时间长，吸热效率高。在优选的情况下，所述数个导热槽160包括数个第一导热槽1601和数个第二导热槽1602，所述数个第一导热槽1601和数个第二导热槽1602交替设置，其中，第一导热槽1601与第一侧壁151相连接，并与第二侧壁152之间形成有通道17，第二导热槽1602与第二侧壁152相连接，并与第一侧壁151之间形成有通道17；使得所述数个循环单元120通过所述通道17相连通并形成S型循环室12。介质从进口13流入后以环流的方式流过S型循环室12然后从出口14流出，S型循环室12呈S形的流通路径是进口13和出口14之间最长的流通路径；因而，本实施例的电加热装置采用具有S型循环室12的壳体，介质在上述循环室12以环流的方式流过，流通路径长，并且介质围绕导热槽160在其周围流动，能够有效吸收导热槽160内PTC电热元件产生的热量，吸收热量的时间长，吸热效率高，使得采用这种壳体的电加热装置的热效率得到有效的提高。在本实施例中，导热槽160为九个，其中，第一导热槽1601为五个，第二导热槽1602为四个，可以理解的是，所述导热槽160、第一导热槽、第二导热槽的设置数量可根据电加热装置需要确定，以放置合适数量的PTC电热元件。

在本发明中，优选地，所述数个导热槽160沿所述第二壳体16的长度方向以彼此平行的方式设置，即导热槽160沿所述第二壳体16的宽度方向设置，由于导热槽160与第一侧壁或第二侧壁之间形成有通道，因而其长度略小于第二壳体16的宽度。这种结构的导热槽160的设置合理，设置数量更多，能够更好的放置PTC电热元件2，所述介质通过循环室12时，在所述导热槽160的两侧或者导热槽160的三侧（包括两侧和底部）流动，设置更多的导热槽160，能够使介质得到更多的热量，提高电加热装置的热效率。可以理解的是，所述导热槽160也可沿第二壳体16的宽度方向以彼此平行的方式设置，相应地，所述第一侧壁和第二侧壁为沿第一壳体宽度方向相对设置的两个侧壁，需要指出的是，能够形成具有较长流通路径（例如：曲线路径）的循环室的壳体结构形式均可用于本发明。但是相较来说，所述导热槽160沿所述第二壳体16的长度方向以彼此平行的方式设置，导热槽160的设置结构合理，也更便于安装PTC电热元件2。

在本发明中，优选地，所述第二壳体16向上延伸设置有凸缘163，所述凸缘163置于第一壳体15上，并且所述第一壳体15的上端设有连接件156，第二壳体16的凸缘163上相应地设有安装孔166，所述连接件156穿过安装孔166将所述第二壳体16安装于第一壳体15上并与所述第一壳体15相连接，在所述第一壳体15和第二壳体16的连接处设有密封圈3，以使进入第一壳体15的介质不会从第一壳体15和第二壳体16的连接处泄漏。

在本实施例中，所述第二壳体16上的数个导热槽160伸入所述第一壳体15的容置腔155中，所述第一壳体15内相应地设有卡块157，相邻的两个卡块157形成用于固定导热槽160的安装部，所述第二壳体16上的数个导热槽160对应的置于所述安装部中，使得所述第二壳体16与第一壳体15的连接更可靠。另外，在本发明的其它优选实施例中，还可以在所述数个导热槽160上设有卡块，所述卡块的设置于导热槽160的底面、以及导热槽160的至少一侧面，卡块的设置宽度小于导热槽160的宽度。所述第一壳体15内相应地设有卡槽，所述卡槽相应地形成于所述第一壳体15的四个侧壁、底板150的内侧，所述卡块安装于所述卡槽中，以将所述导热槽160固定在容置腔155内。并且导热槽160上的卡块与第一壳体15的底板150、第一侧壁151或第二侧壁152上的卡槽相连接，其中，第一导热槽1601上的卡块与第一侧壁151、底板150上的卡槽相连接，所述卡块与所述卡槽的连接处无间隙，仅于所述第一导热槽1601与第二侧壁152之间形成有通道，相似地，所述第二导热槽1602仅与第一侧壁151之间形成有通道17，数个循环单元120通过所述通道17相连通，从而使得介质在循环室12内流动时，通过导热槽160与第一侧壁151或第二侧壁152之间的通道17流动，顺序沿着数个循环单元120依次在数个导热槽160的两侧或三侧（包括部分底面）流动，流通路径较长，并且介质围绕导热槽160在其周围流动，能够有效吸收导热槽160内PTC电热元件产生的热量。

如图1所示，所述PTC电热元件2可以选用本领域技术人员所公知的PTC电热元件，所述PTC电热元件2嵌入导热槽160中，在本实施例中，所述PTC电热元件2的尺寸对应于每个导热槽160的尺寸，每个导热槽160中嵌有一个PTC电热元件2，可以理解的是，当所述数个导热槽160沿壳体的宽度方向以彼此平行的方式设置，此时导热槽160的长度较长，需要在导热槽160中安装二个或二个以上的PTC电热元件。参阅图5，PTC电热元件2包括PTC元件21、电极板22、绝缘层23，上述各部件形成为一体，并嵌入导热槽160中，将产生的热量传导至导热槽160。PTC元件21是PTC电热元件2中产生热量的装置，优选为陶瓷PTC。电极板22由导电材料制成，电极板22的上端延伸有用于连接电源的端子24，电极板22与PTC元件21电连接。电极板22的材质为本领域技术人员所公知，可以为铝、铜、不锈钢、铝合金、铜合金或镍基合金等。绝缘层23位于电极板22与导热槽160的内侧壁及内底壁之间，以电绝缘电极板22与导热槽160。并且绝缘层23为导热性好的材料，不至于损失传递的热量，例如导热垫片、陶瓷绝缘材料等。PTC元件21、电极板22、绝缘层23的整体厚度稍大于导热槽160的宽度，形成过盈配合，从而导热槽160的侧壁可以夹紧PTC电热元件2，起到更好的导热和导电的效果。

下面介绍本发明的电加热装置的安装及使用过程，将PTC电热元件2嵌入导热槽160中，然后再将第二壳体16安装到第一壳体15的开口处并密封开口，数个导热槽160插入到第一壳体15的容置腔155中，形成循环室12，使用时，从第一壳体15的进口13处通入介质，并将PTC电热元件2接通电源，PTC元件21开始发热，热量通过电极板22、绝缘层23、导热槽160传递至介质，在循环室12内得到加热后的介质从第二壳体16的出口14流出，将热量带走用于车内的供暖、除霜、除雾等。

本发明还提供一种电动车，包括空调供暖系统，所述空调供暖系统包括本发明所提供的电加热装置，及与电加热装置连接的热交换器，介质流经电加热装置进行热量采集，吸收热量后的介质进入热交换器，通过热交换器将热量释放进行车内供暖、除霜、除雾。

综上所述，本发明优选实施例的电加热装置的壳体包括第一壳体、安装于第一壳体内的第二壳体，加热室包括由第二壳体的分隔壁分隔形成的数个导热槽，循环室包括形成于分隔壁与第一壳体之间的数个循环单元；数个导热槽分别与第一壳体的第一侧壁或第二侧壁之间形成有通道，数个循环单元通过所述通道相连通形成曲线路径的循环室（优选形成S型循环室），介质在上述循环室以环流的方式流过，流通路径较长，并且介质围绕导热槽在其周围流动，能够有效吸收导热槽内PTC电热元件产生的热量，吸收热量的时间长，吸热效率高，使得采用这种壳体的电加热装置的热效率得到有效的提高，能够较好地用于为电动车供暖、除霜、除雾以及为其他需要热源的部件加热。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电加热装置的壳体，包括：用于容纳PTC电热元件的加热室、用于容纳介质并供介质流动通过的循环室、与循环室连通的用于将介质供给到所述循环室内的进口以及用于将介质引导到所述循环室外的出口；

其特征在于，所述壳体包括第一壳体、安装于第一壳体上的第二壳体，所述第二壳体包括连接壁和分隔壁，所述加热室包括由分隔壁分隔形成的数个导热槽，所述数个导热槽的开口端与所述连接壁相连接，并且所述数个导热槽伸入到所述第一壳体中；所述循环室包括数个循环单元，所述数个循环单元形成于分隔壁与第一壳体之间；

所述第一壳体包括第一侧壁和第二侧壁，数个导热槽分别与所述第一侧壁或第二侧壁之间形成有通道，所述数个循环单元通过所述通道相连通。

2.如权利要求1所述的电加热装置的壳体，其特征在于，所述数个导热槽包括数个第一导热槽和数个第二导热槽，所述数个第一导热槽和数个第二导热槽交替设置，其中，第一导热槽与第一侧壁相连接，并与第二侧壁之间形成有通道，第二导热槽与第二侧壁相连接，并与第一侧壁之间形成有通道。

3.如权利要求1或2所述的电加热装置的壳体，其特征在于，所述壳体的长度大于宽度，所述第一侧壁和第二侧壁为沿第一壳体长度方向相对设置的两个侧壁；所述数个导热槽沿所述第二壳体的长度方向以彼此平行的方式设置。

4.如权利要求1或2所述的电加热装置的壳体，其特征在于，所述数个循环单元位于连接壁的下方，所述数个循环单元形成使介质沿S形路径流通的S型循环室。

5.如权利要求1所述的电加热装置的壳体，其特征在于，所述导热槽相对于所述循环单元为密封设置；所述导热槽为梯形槽。

6.如权利要求1所述的电加热装置的壳体，其特征在于，所述进口和出口设于所述第一侧壁或者所述第二侧壁的两端。

7.如权利要求1所述的电加热装置的壳体，其特征在于，所述数个导热槽上设有卡块，所述第一壳体内相应地设有卡槽，所述卡块安装于所述卡槽中。

8.如权利要求1所述的电加热装置的壳体，其特征在于，所述第二壳体向上延伸设置有凸缘，所述凸缘置于第一壳体上，并且所述第一壳体的上端设有连接件，第二壳体的凸缘上相应地设有安装孔，所述连接件穿过所述安装孔将第一壳体与第二壳体相固定；并且所述第一壳体和第二壳体的连接处设有密封圈。

9.一种电加热装置，包括壳体、以及数个PTC电热元件，其特征在于，所述壳体为如权利要求1-8任意一项所述的壳体，所述壳体的导热槽中安装有至少一个PTC电热元件。

10.一种电动车，包括空调供暖系统，其特征在于，所述空调供暖系统包括权利要求9所述的电加热装置，及与电加热装置连接的热交换器，介质流经电加热装置进行热量采集，吸收热量后的介质进入热交换器，通过热交换器将热量释放进行车内供暖。

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