CN103542528B - 一种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，包括壳体及数个PTC电热元件，壳体形成有数个导热槽、用于容纳介质并供介质流通的循环腔，循环腔相对于所述导热槽密封设置；其中，PTC电热元件包括PTC加热组件，设于PTC加热组件两侧的第一、第二电极组件，以及设于第一、第二电极组件外侧的绝缘层；第一、第二电极组件包括固定电极，第一电极组件和/或第二电极组件的固定电极为梯形电极，梯形电极朝向PTC加热组件的内侧面为竖直面，朝向绝缘层的外侧面为斜面；导热槽为梯形槽，其至少一侧面为斜面， PTC电热元件安装在所述梯形槽中并与所述梯形槽相适配。本发明还涉及采用这种电加热装置的电动车。本发明的电加热装置的PTC电热元件产生的热量均可直接通过导热槽传递到循环腔中的介质，热量损失较小。

Description

一种电加热装置以及电动车

技术领域

本发明涉及加热装置领域，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，电动车没有发动机，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，无法提供供暖、除雾、除霜所需要的热量，并且汽车启动前需要对电池进行预热，否则电动车无法正常运行，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）电热元件的特点是，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腔中的介质完全隔开，该分隔壁将壳体分成为加热室和循环腔。循环腔具有分别用于引入和排出介质的进口和出口。电热元件优选为PTC电热元件并通过夹紧力被保持在分隔壁形成的凹部中；参阅该公开文献的附图3及图4，在这种电热装置的具体实施例中，利用同样布置在凹部中的压力元件以良好接触的方式将电热元件压在凹部的相对侧部件上，压力元件以梯形形状形成，压力元件将电热元件紧紧的楔入凹部中并确保U形凹部的长侧部、电热元件与梯形件之间的全表面接触。为了保证对电热元件两侧的良好热传导，以便传热到循环腔内中的介质，通过使电热元件靠在一个侧部件上，并且压力元件由良好导热材料制成且优选整个表面靠在电热元件上来实现。然而，上述方案通过压力元件使PTC电热元件得到良好的固定，但是同时，由于PTC电热元件传热时，其一侧面上产生的热量需要通过压力元件再传到U形凹部的侧部件，再通过U形凹部传热到循环腔内中的介质，即使压力元件由良好导热材料制成，也会对PTC电热元件的传热效果造成影响，导致电热装置的热效率较低；另外，设置压力元件对PTC电热元件进行固定，也使得电热装置的结构复杂，安装较为麻烦。

进一步需要指出的是，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腔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，所述介质通过循环腔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腔再从另一侧的出口流出，介质在循环腔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。

另外，参阅该公开文献的附图5-7，所述电热装置还包括安装于壳体上的绝缘板、第一印刷电路板和第二印刷电路板，所述绝缘板由电绝缘材料制成；所述第一印刷电路板用于将独立的电热元件组合成组，目的在于以组的方式控制电热元件；所述第二印刷电路板电连接外部的电源端子和信号端子，从而控制PTC电热元件工作。然而，这种电热装置存在下述问题：PTC电热元件和印刷电路板之间通过空气隔热，虽然空气的导热性很差，但是不能完全的阻止PTC电热元件的热量向上传递，造成电热装置内部的环境温度很高，甚至超过印刷电路板上的电子元器件的工作上限温度；尤其是当这种PTC电热装置用于电动车时，电动车需要的热量多，对应的PTC电热装置的功率就较大，当高功率PTC电热装置工作时，PTC电热元件产生的热量会向上下左右方向传递，其中，向左右以及下方向传递的热量可通过热传递被冷却液带走，但是热量向上传递不可避免，功率超过5000W时，向上传递的热量很大，温度很高，超过印刷电路板上电子元器件能够正常工作的温度，导致印刷电路板上的电子元器件损坏。

发明内容

本发明为了解决现有的电加热装置的PTC电热元件通过同样布置在凹部中的压力元件将电热元件压在凹部的相对侧部件上，设置压力元件对PTC电热元件的传热效果会造成影响，使得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。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种电加热装置，包括壳体及数个PTC电热元件，所述壳体形成有数个导热槽、用于容纳介质并供介质流通的循环腔、以及与循环腔连通的用于将介质供给到所述循环腔内的进口以及用于将介质引导到所述循环腔外的出口，所述循环腔相对于所述导热槽密封设置；其中，所述PTC电热元件包括PTC加热组件，设于PTC加热组件两侧的第一、第二电极组件，以及设于第一、第二电极组件外侧的绝缘层；所述第一、第二电极组件包括固定电极，所述第一电极组件和/或第二电极组件的固定电极为梯形电极，所述梯形电极朝向PTC加热组件的内侧面为竖直面，朝向绝缘层的外侧面为斜面；所述导热槽为梯形槽，其至少一侧面为斜面，所述PTC电热元件安装在所述梯形槽中并与所述梯形槽相适配。

在所述的电加热装置中，优选地，所述第一电极组件和第二电极组件相同，第一电极组件和第二电极组件的固定电极均为梯形电极；所述导热槽的两侧面均为斜面，所述固定电极的外侧面与所述导热槽的侧面相适配。

在所述的电加热装置中，优选地，所述第一、第二电极组件还包括接触电极，所述接触电极与PTC加热组件相接触，所述固定电极位于接触电极和绝缘层之间；所述接触电极采用具有压缩弹性形变的导电导热材料制成。

在所述的电加热装置中，优选地，所述接触电极采用导电高分子聚合物、锡及其合金、铜及其合金、导电石墨中的一种制成；所述固定电极采用铝、金或者不锈钢制成。

在所述的电加热装置中，优选地，所述绝缘层为绝缘导热膜，所述绝缘导热膜包覆于所述第一、第二电极组件的外侧面和底面；所述绝缘导热膜为采用有机硅橡胶、丁腈橡胶中的一种制成的膜层。

在所述的电加热装置中，优选地，所述PTC电热元件还包括滑膜，所述滑膜包覆于绝缘层的外表面；所述滑膜为聚酰亚胺膜或者铜箔膜。

在所述的电加热装置中，优选地，所述固定电极的侧面积大于PTC加热组件的侧面积，并延伸形成延伸部；所述两个固定电极的延伸部之间填充有导热灌封胶块；所述导热灌封胶块采用有机硅灌封胶、聚氨酯灌封胶、环氧树脂灌封胶中的一种制成。

在所述的电加热装置中，优选地，所述PTC加热组件包括绝缘固定框架以及数个PTC元件，所述绝缘固定框架形成有数个固定单元，所述数个PTC元件分别固定于所述数个固定单元中。

在所述的电加热装置中，优选地，所述绝缘固定框架采用导热系数为0.02W/（m·K）~5.0W/（m·K）的有机聚合物制成；绝缘固定框架包括数条第一分隔条和数条第二分隔条，所述数条第一分隔条平行间隔设置，所述数条第二分隔条平行间隔设置，并且所述第一分隔条与所述第二分隔条垂直交叉设置；所述数个固定单元由所述数条第一分隔条和数条第二分隔条分隔形成。

在所述的电加热装置中，优选地，相邻的两个PTC元件之间通过所述第一分隔条或者第二分隔条隔开。

在所述的电加热装置中，优选地，所述数条第一分隔条沿PTC元件的宽度方向设置，相邻的两条第一分隔条之间的间距等于PTC元件的宽度；所述数条第二分隔条沿PTC元件的长度方向设置，相邻的两条第二分隔条之间的间距等于PTC元件的长度；所述数条第一分隔条和/或数条第二分隔条的厚度等于PTC元件的厚度。

在所述的电加热装置中，更优选地，所述壳体包括水槽、安装于水槽上的导热件，所述水槽为塑料注塑件，所述导热件为金属压铸件，所述水槽和导热件的连接处设有密封圈；所述导热件上设置所述数个导热槽，所述数个导热槽伸入到所述水槽中，所述数个导热槽与水槽之间形成循环腔，所述进口和出口设于水槽上。

在所述的电加热装置中，更优选地，所述导热件包括连接壁和分隔壁，所述分隔壁分隔形成所述数个导热槽，所述数个导热槽的开口端与所述连接壁相连接；所述循环腔包括数个循环单元，所述数个循环单元形成于分隔壁与水槽之间；所述水槽包括第一侧壁和第二侧壁，所述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。

在所述的电加热装置中，更优选地，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。

在所述的电加热装置中，进一步优选地，所述电加热装置还包括电路控制模块，所述电路控制模块安装于所述壳体的上方并与所述数个PTC电热元件电连接，所述电路控制模块包括控制板、以及安装于控制板上的用于控制电加热装置工作的电子元器件；所述固定电极的上端部延伸有引出端子，所述引出端子与所述电路控制模块上的电子元器件电连接。

在所述的电加热装置中，进一步优选地，所述电加热装置还包括隔热模块，所述隔热模块安装于所述壳体上，并且位于所述数个PTC电热元件与电路控制模块之间，所述隔热模块包括导热胶块、设于导热胶块上方的隔热泡棉块，以及粘结于导热胶块和隔热泡棉块之间的隔热胶块。

在所述的电加热装置中，进一步优选地，所述隔热模块的厚度为10mm±1 mm，其中，所述导热胶块的厚度为2mm±0.5mm，导热系数为1.5W/（m·K）~3.0W/（m·K），耐受280℃~300℃的温度；所述隔热泡棉块的厚度为6mm±1 mm，导热系数为0.05 W/（m·K）~0.15W/（m·K），耐受200℃~300℃的温度；所述隔热胶块的厚度为2mm±0.5 mm，导热系数为0.05 W/（m·K）~0.15W/（m·K），耐受200℃~300℃的温度。

在所述的电加热装置中，进一步优选地，所述导热胶块由硅橡胶或者环氧树脂材料制成；所述隔热泡棉块由聚氨酯发泡材料或者硅橡胶发泡材料制成；所述隔热胶块由硅凝胶制成。

在所述的电加热装置中，进一步优选地，所述电加热装置进一步包括上盖和继电器，所述上盖与壳体固定连接，并且在所述上盖和壳体的连接处设有密封圈；所述上盖内形成有控制舱，所述电路控制模块位于所述控制舱中；所述继电器安装于壳体上，并与电路控制模块电连接。

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。

本发明的电加热装置的PTC电热元件的至少一个固定电极为梯形电极，所述导热槽为梯形槽，其至少一侧面为斜面，所述PTC电热元件安装在所述梯形槽中并与所述梯形槽相适配；使得所述PTC电热元件不需要借助固定件即可稳固地安装于导热槽中，PTC电热元件产生的热量均可直接通过导热槽传递到循环腔中的介质，热量损失较小，使得采用这种PTC电热元件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；

其次，在优选方案中，本发明的电加热装置的壳体包括水槽、安装于水槽内的导热件，加热室包括由导热件的分隔壁分隔形成的数个导热槽，循环腔包括形成于分隔壁与水槽之间的数个循环单元；数个导热槽分别与水槽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腔（优选形成S型循环腔），介质在上述循环腔以环流的方式流过，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，进一步提高电加热装置的热效率；

再次、在优选方案中，本发明的电加热装置在所述数个PTC电热元件与电路控制模块之间设置隔热模块，所述隔热模块包括导热胶块、设于导热胶块上方的隔热泡棉块，以及粘结于导热胶块和隔热泡棉块之间的隔热胶块；其中，所述导热胶块能够将PTC电热元件向上传递的热量再传递到PTC电热元件上，然后热量通过冷却液带走；所述隔热泡棉块能够阻止PTC电热元件产生的热量向上传递；所述隔热胶块用于粘结导热胶块和隔热泡棉块，能够有效地固定隔热泡棉块，并且能够阻止通过导热胶块传递上来的热量进一步向上传递。通过在所述数个PTC电热元件与电路控制模块之间设置隔热模块，能够使电加热装置的内部环境温度明显降低，长时间工作时环境温度约为60℃，低于电路控制模块上电子元器件的正常工作温度（约为80℃），有效地保护电路控制模块上的电子元器件，使得电加热装置的使用寿命长、性能稳定。

附图说明

图1是本发明优选实施例的电加热装置的组合示意图。

图2是本发明优选实施例的电加热装置的部分分解示意图。

图3是本发明优选实施例的电加热装置的完全分解示意图。

图4是本发明优选实施例的壳体和PTC电热元件的剖视图。

图5是图4中所示的PTC电热元件的剖视图。

图6是图5所示的PTC电热元件安装于壳体的导热槽中的局部剖视图。

图7是图5中所示的PTC电热元件的分解示意图。

图8是图5中所示的PTC加热组件的示意图。

图9是图8中所示的PTC加热组件的绝缘固定框架的示意图。

图10是本发明优选实施例的壳体的组合示意图。

图11是本发明优选实施例的壳体的分解示意图。

图12是图10所示的壳体的俯视图。

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1-3，本发明提供一种电加热装置，包括壳体1、安装于壳体1中的数个PTC电热元件2、以及安装于壳体1上方的电路控制模块3。参阅图4，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腔12、与循环腔12连通的用于将介质供给到所述循环腔12内的进口13以及用于将介质（例如：冷却液）引导到所述循环腔12外的出口14；所述加热室11包括数个导热槽160，所述PTC电热元件2安装在所述导热槽160中，所述循环腔12相对于所述导热槽160密封设置；所述电路控制模块3安装于壳体1上方并且与所述数个PTC电热元件2电连接，所述电路控制模块3上设有用于控制电加热装置工作的电子元器件（例如：IGBT模块）。

在优选实施例中，所述电加热装置还包括上盖5，所述上盖5内形成有控制舱，所述电路控制模块3位于所述控制舱中；所述电路控制模块3包括控制板，控制板用于安装电子元器件，所述电子元器件（例如：IGBT模块）安装于所述控制板上，所述电子元器件是电路控制的核心部件，温度越低就越安全。本发明的电路控制模块可采用现有技术中的电路控制模块，其控制板、电子元器件及电路控制部分均可通过现有技术实现。

在优选实施例中，所述电加热装置还包括隔热模块4，所述隔热模块4安装于所述壳体1上，并且位于所述数个PTC电热元件2与电路控制模块3之间，所述隔热模块4包括导热胶块41、设于导热胶块41上方的隔热泡棉块43，以及粘结于导热胶块41和隔热泡棉块43之间的隔热胶块42。通过在所述数个PTC电热元件2与电路控制模块3之间设置隔热模块4，能够使电加热装置的内部环境温度明显降低，长时间工作时环境温度约为60℃，低于电路控制模块3上电子元器件的正常工作温度（约为80℃），有效地保护电路控制模块。

以下对本发明的各主要改进部分进行详细说明，以便于本领域的技术人员更好的理解本发明。

一、PTC电热元件

本发明的主要改进之一在于PTC电热元件的结构与背景技术中提及的PTC电热元件的结构存在不同，使得PTC电热元件2无需借助压力元件即可良好的安装在导热槽160中。参阅图4-9，本发明优选实施例的PTC电热元件2，包括PTC加热组件20、设于PTC加热组件20两侧的第一、第二电极组件、以及设于第一、第二电极组件外侧的绝缘层23；PTC加热组件20包括至少一个PTC元件27，所述第一、第二电极组件包括接触电极21和固定电极22，所述接触电极21与PTC加热组件20相接触，所述固定电极22位于接触电极21和绝缘层23之间；所述第一电极组件和/或第二电极组件的固定电极22为梯形电极，在本实施例中，所述第一电极组件和第二电极组件的固定电极22均为梯形电极，所述梯形电极朝向PTC加热组件20的内侧面为竖直面，朝向绝缘层23的外侧面为斜面。本发明不采用单独的压力元件，而是将至少一个固定电极22制作成梯形电极，起到压力元件的作用，能够有效节约空间、减轻质量同时又起到固定作用；尤其是，PTC电热元件产生的热量可直接通过导热槽160传递给循环腔中的介质，不经过压力元件，热量损失较小。

在本发明的优选实施例中，所述导热槽160为两侧面均为斜面的梯形槽，将第一电极组件和第二电极组件的固定电极22制作成梯形电极，用于适应具有梯形横截面的导热槽160，具有这种结构的PTC电热元件2能够方便的嵌入导热槽160，嵌入导热槽160时所受到的导热槽160两侧的压力能够使PTC电热元件2与导热槽160形成良好的接触，并且，PTC电热元件2嵌入导热槽160越深，PTC电热元件2受到的垂直压力越大，越不容易被取出，无需压力元件，即可实现其固定作用。所述PTC电热元件2嵌入到导热槽160中，将产生的热量传导至导热槽160，导热槽160不仅起到将介质与PTC电热元件160隔离开的作用，同时也起到传导热量的作用，因此导热槽160采用具有良好导热性能的金属制成，优选为铝或铝合金。导热槽160具有呈梯形的横截面，即可满足脱模需要，又便于安装PTC电热元件2并与PTC电热元件2形成良好的接触。可以理解的是，所述导热槽160也可以是一侧面为竖直面，另一侧面为斜面的梯形槽，此时，根据导热槽160的形状，仅将第一电极组件或第二电极组件的固定电极22制作成梯形电极，同样能够使PTC电热元件2与导热槽160形成良好的接触。

如图5-7所示，具体来说，所述固定电极22的作用在于连接电源同时起到压力元件的作用，通过将固定电极22制作成梯形电极，适应具有梯形横截面的导热槽160，无需压力元件，即可以将PTC电热元件2固定在导热槽160中并与导热槽160形成良好的接触。所述固定电极22由导电材料制成，优选采用硬度大的金属制成，例如：可以为铝、金、不锈钢、铝合金等。固定电极22的上端部延伸有用于连接电源的引出端子221，引出端子221可通过焊接或铆接方式固定在固定电极22上，用于与所述电路控制模块3电连接，以通过电路控制模块3控制PTC电热元件2工作。另外，为保证PTC加热组件20与固定电极22之间有更好的接触，固定电极22的侧面积大于或等于PTC加热组件20的侧面积。在本发明的其它实施例中，优选情况下固定电极22的面积大于PTC加热组件20的侧面积，并向上和/或向下延伸形成延伸部，在两个固定电极22的延伸部之间处填充导热灌封胶块25，所述导热灌封胶块25可采用有机硅灌封胶、聚氨酯灌封胶、环氧树脂灌封胶等制成，起到将两个固定电极22绝缘的作用，避免短路。

进一步地，继续参阅图5-7，众所周知，PTC电热元件2的PTC元件与电极板（相当于固定电极）之间的导电性能，接触电阻大小对电加热模块的耐电压性能，特别是长时间、高电压工作环境下的安全性、可靠性有很大影响。在现有技术中，PTC电热元件2的PTC元件与电极板直接刚性接触，存在界面间隙，并且PTC元件在制作成型时，存在制作公差，PTC元件的厚度不一致，当数个PTC元件在电极板上排列时，部分PTC元件和电极不完全接触，这种直接接触的接触方式在高电压环境下，存在出现电弧放电击穿PTC元件的风险，引起电路短路。因而，在本发明中，优选地，在所述PTC加热组件20与固定电极22之间设置接触电极21。所述接触电极21采用具有较大压缩弹性形变的导电导热材料制成；在受到外界压力时会发生弹性压缩形变，可以补充PTC元件的厚度公差，保证PTC元件和第一、第二电极组件之间形成良好的接触。所述接触电极21采用具有较大压缩弹性形变的导电导热材料制成，可以是导电高分子聚合物，例如：导电橡胶。所述接触电极还可以由弹性压缩变形量较大的金属及合金制成，例如：金属锡及其合金、铜及其合金等；还可以采用较为柔软的导电石墨片制成，简而言之，具有较大压缩弹性形变的导电导热材料均可用于制作接触电极21。在所述PTC加热组件20与固定电极22之间设置接触电极21，相对于刚性的PTC元件直接与固定电极22接触而言，可以降低接触电阻；并且不影响界面传热，使得PTC元件产生的热量能够充分地传导至固定电极22；并且保证PTC元件在高压系统中能够长时间安全地使用。总之，通过设置所述接触电极21，提升PTC元件与第一、第二电极组件之间的导电性能，降低接触电阻，使得PTC电热元件在长时间、高电压工作环境下具有较佳的安全性、可靠性，可以理解的是，采用包括接触电极的电极组件结构适合于在较高电压下使用，在低于400V（DC）的电压下，可以不设置接触电极而仅设置固定电极（梯形电极）。

如图5-7所示，所述PTC电热元件2进一步包括设于固定电极22外侧的绝缘层23，绝缘层23的横截面成U型，包覆所述两个固定电极22的外侧面和底面，以电绝缘固定电极22与导热槽160。并且绝缘层23为绝缘导热膜，采用绝缘并且导热性好的材料制成，不至于损失传递的热量，例如：采用有机硅橡胶、丁腈橡胶、陶瓷绝缘材料等制成。

本领域的技术人员知道，电极板与导热槽160之间需要进行绝缘，本发明所采用的绝缘方法为在固定电极和导热槽160之间设置绝缘导热膜23，然而，当PTC电热元件嵌入导热槽160中时，绝缘导热膜23所受的剪切力较大容易对绝缘导热膜23造成破坏。因而，在优选情况下，本发明的PTC电热元件2还包括滑膜24，所述滑膜24包覆于绝缘导热膜23的外表面。所述滑膜采用强度较高、表面光滑的材料制作而成，可以是有机聚合物薄膜或者金属薄膜，例如：聚酰亚胺膜、铜薄膜等。采用滑膜24包覆于绝缘导热膜23的外表面，然后再将PTC电热元件2嵌入导热槽160中，能够有效的保护绝缘导热膜23不受破坏。

本领域的技术人员知道，当PTC电热元件2包括数个PTC元件时，数个PTC元件由于存在厚度不一致或者放置位置不合适等因素而难以固定；并且由于PTC元件对温度很敏感，数个PTC元件的加热效应不完全相同，数个PTC元件在工作时，如果相互接触会相互影响，造成该数个PTC元件的性能得不到完全发挥。另外，PTC元件用于电动车，要求PTC元件为高压PTC元件，在高压环境中，为了避免两个电极板之间出现拉弧放电的现象，达到安全标准，对两个电极板之间的间距要求很严格，然而增加两个电极板之间的间距，会造成PTC元件的体积过大。本发明的又一改进之处在于，所述PTC加热组件20包括数个PTC元件27以及绝缘固定框架26，所述绝缘固定框架26形成有数个固定单元260，所述数个PTC元件27分别固定于所述数个固定单元260中，所述绝缘固定框架26的设置能够隔离固定所述数个PTC元件27，使得所述数个PTC元件27能够得到较好的固定，并且减小PTC元件27工作时的相互影响，使得PTC元件27的功率得到充分的发挥。

如图7-9所示，具体来说，PTC加热组件20是PTC电热元件2中产生热量的装置，优选包括至少两个PTC元件27，在本实施例中，包括六个PTC元件27，所述PTC元件27可以采用现有的PTC元件，优选为陶瓷PTC，在陶瓷PTC的相对的两侧表面具有通过喷涂、印刷等方式设置的导电电极（未图示），所述导电电极优选为银电极；在本发明中，所述PTC加热组件20所包含PTC元件27的数量可以根据电加热装置的功率进行设置，以满足电加热装置的需要。

本发明的PTC电热元件2还包括绝缘固定框架26，所述绝缘固定框架26与安装于绝缘固定框架26上的数个PTC元件27一起组成PTC加热组件20，放置于第一、第二电极组件之间，使得数个PTC元件27较好的固定于绝缘固定框架26和第一、第二电极组件之间。参阅图7-9，所述绝缘固定框架26包括数条第一分隔条261和数条第二分隔条262，所述数条第一分隔条261平行间隔设置，所述数条第二分隔条262平行间隔设置，并且所述第一分隔条261与所述第二分隔条262垂直交叉设置；所述数个固定单元260由所述数条第一分隔条261和数条第二分隔条262分隔形成。如图9所示，在本实施例中，绝缘固定框架26包括两条第一分隔条261、三条第二分隔条262，所述两条第一分隔条261相平行并且间隔一定的距离，相似地，所述三条第二分隔条262相平行并且间隔一定的距离，并且，所述两条第一分隔条261分别与三条第二分隔条262相垂直且相交；所述两条第一分隔条261和三条第二分隔条262形成六个固定单元260，可用于安装六个PTC元件27。可以理解的是，可以根据PTC电热元件2所需的PTC元件27的数量来确定固定单元260的数量，进而确定所需的第一分隔条261、第二分隔条262的数量，形成相匹配的绝缘固定框架26，并不限于图示中的绝缘固定框架26。

在本实施例中，所述两条第一分隔条261沿PTC元件27的宽度方向设置，在优选情况下，两条第一分隔条261之间的间距等于PTC元件27的宽度，以使所述PTC元件27在宽度方向上得到有效地定位；所述三条第二分隔条262沿PTC元件27的长度方向设置，在优选情况下，三条第二分隔条262之间的间距等于PTC元件27的长度，以使所述PTC元件27在长度方向上得到有效地定位。值得一提的是，相邻的两个PTC元件27之间通过所述第一分隔条261或者第二分隔条262隔开。如图9所示，在宽度方向上相邻的两个PTC元件27通过第一分隔条261隔开，在长度方向上相邻的两个PTC元件27通过第二分隔条262隔开。通过第一分隔条261或者第二分隔条262隔开相邻的PTC元件27，能够减小PTC元件27工作时的相互影响，提高PTC元件27的功率，使得PTC元件27的性能得到充分的发挥。

如图5-图8所示，在本发明中，所述绝缘固定框架26固定于两个固定电极22之间，并可通过粘结剂与接触电极21（或固定电极）之间实现粘结固定。因而绝缘固定框架26的厚度等于PTC元件27的厚度，即所述数条第一分隔条261和/或数条第二分隔条262的厚度等于PTC元件27的厚度，以使绝缘固定框架26可靠的固定于接触电极之间进而可靠的固定PTC元件，并且不影响PTC元件和接触电极21（或固定电极）之间形成良好的接触；所述PTC元件27在长度、宽度方向上通过所述绝缘固定框架26进行分隔定位，在厚度方向上夹置于两个接触电极21之间，使得数个PTC元件27得到有效地固定。

本领域的技术人员知道，当PTC电热元件用于高压环境中时，为了避免第一、第二电极组件之间出现拉弧放电的现象，达到安全标准，对第一、第二电极组件之间的间距要求很严格，导致PTC电热元件的体积过大。在本发明中，通过采用耐高温、耐高压的材料制作绝缘固定框架26，能够增加第一、第二电极组件之间的耐压性能，减少第一、第二电极组件之间的拉弧放电现象，避免PTC元件27被击穿。在本发明中，采用导热系数为0.02W/（m·K）~5.0W/（m·K）的有机聚合物，例如：采用有机硅或者聚酰亚胺，制成具有耐高温、耐高压性能的绝缘固定框架26。所述绝缘固定框架26的成型工艺优选注塑成型工艺；通过上述绝缘固定框架26能够有效地提高高压PTC电热元件2的第一、第二电极组件之间的绝缘性，使得本发明的PTC电热元件2能够适用于高压环境，安全性能高。

本发明优选实施例的PTC电热元件2的安装及使用过程，将绝缘固定框架26置于第一电极组件的接触电极24上，然后将PTC元件27分别放置于绝缘固定框架26的固定单元260中，然后再将第二电极组件置于绝缘固定框架26的另一侧，并在两个电极组件之间的边缘处填充导热灌封胶，然后将绝缘导热膜23包覆两个固定电极22的外侧面和底面，再在绝缘导热膜23的外表面包覆滑膜24，形成PTC电热元件2。将上述安装好的PTC电热元件2嵌入导热槽160中，使用时，从壳体的进口13处通入介质，并接通电源，PTC元件27开始发热，热量通过电极板23、绝缘层23、导热槽160传递至介质，介质从壳体1的出口14流出，将热量带走用于车内的供暖、除霜、除雾、以及电池预热等。

由上可知，首先、本发明优选实施例的电加热装置的PTC电热元件的电极组件的固定电极为梯形电极，所述导热槽为梯形槽，其两侧面为斜面，所述PTC电热元件安装在所述梯形槽中并与所述梯形槽相适配；使得所述PTC电热元件不需要借助固定件（压力元件）即可稳固地安装于导热槽中，PTC电热元件产生的热量均可直接通过导热槽传递到循环腔中的介质，热量损失较小，并且能够有效节约PTC电热元件的安装空间、减轻质量；使得采用这种PTC电热元件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。

其次、本发明优选实施例的电加热装置的PTC电热元件的电极组件还包括接触电极，在固定电极与PTC元件之间设置接触电阻，相对于刚性的PTC元件直接与固定电极接触而言，可以降低接触电阻；并且不影响界面传热，使得PTC元件产生的热量充分地传导至固定电极；并且保证PTC元件在高压系统中能够长时间安全地使用。

再次、本发明优选实施例的PTC电热元件还包括滑膜，采用滑膜包覆于绝缘导热膜的外表面，然后再将PTC电热元件嵌入导热槽中，能够有效的保护绝缘导热膜不受破坏。

另外、本发明优选实施例的电加热装置的PTC电热元件通过设置绝缘固定框架形成数个固定单元，将数个PTC元件分别固定于所述数个固定单元中，能够使得该数个PTC元件得到较好的固定，并且该数个PTC元件之间通过数个固定单元隔开，能够降低PTC元件工作时相互影响，使得PTC元件的加热性能得到充分的发挥，发热功率得到有效提升，使得采用这种PTC电热元件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。另外，由于所述绝缘固定框架采用耐高温、耐高压材料制作而成，增加了电极组件之间的耐压性能，能够降低两个电极组件之间的拉弧放电的现象，避免PTC元件由于拉弧放电被击穿，使得本发明的PTC电热元件能够适用于高压环境，安全性能高，保证PTC加热组件在高压系统（电动车）中能够长时间安全地使用。

二、壳体

背景技术（CN100567843C）提到的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腔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，所述介质通过循环腔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腔再从另一侧的出口流出，介质在循环腔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。因而，在本发明的优选实施例中，为了进一步提高电加热装置的热效率，本发明的另一主要改进在于壳体1的结构与背景技术中提及的壳体的结构不同，使得介质在循环腔12中的流通路径不同于现有技术中的循环腔的流通路径，流通路径更长。

进一步地，参阅图1-4、图10-12，所述壳体1包括水槽15、安装于水槽15上的导热件16。所述水槽15为顶面开口的中空长方体，采用绝缘材质制作而成，例如：所述水槽15可采用耐高温的塑料注塑成型；主要用于形成循环腔12以容纳冷却液并引导冷却液在循环腔12内循环流动，从而将PTC电热元件产生的热量带走。所述水槽15包括底板150以及围绕所述底板150设置的四个侧壁，并于水槽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为沿水槽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为沿水槽15的宽度方向相对设置的两个侧壁。所述水槽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应当设置于水槽15上两个相对较远的位置处，如图11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4）。

所述导热件16安装于水槽15上，所述导热件16采用导热材料（例如：金属）制作而成，例如：采用铝合金压铸成型，主要用于形成导热槽160以安置PTC电热元件2，并将PTC电热元件产生的热量传递给冷却液。导热件16包括大致呈平板状的连接壁161、由连接壁161向水槽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用于安装PTC电热元件2，如上所述，所述导热槽160为梯形槽，其至少一侧面为斜面，在本实施例中，其两侧面为斜面，所述PTC电热元件2安装在所述梯形槽160中并与所述梯形槽160相适配。导热槽160不仅起到将介质与PTC电热元件隔离开的作用，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伸入到所述水槽15的容置腔155中。如图4所示，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。所述连接壁161、分隔壁162优选为一体成型，均采用良好导热性能的材料制成，以形成结构可靠、导热性能良好的导热槽160。

可以理解的是，所述分隔壁162将水槽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腔12。参阅图4，在本发明中，所述循环腔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与水槽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与水槽15之间；中间的循环单元120形成于相邻的两个导热槽160与水槽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分别与水槽15的第一侧壁151或第二侧壁152之间形成有通道17（参阅图12，图12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腔12，介质从进口13流入后在循环腔12以环流的方式流过循环腔12，流通路径比直线流通路径长，介质在上述循环腔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2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型循环腔12。介质从进口13流入后以环流的方式流过S型循环腔12然后从出口14流出，S型循环腔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型循环腔12的壳体，介质在上述循环腔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2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沿所述导热件16的长度方向以彼此平行的方式设置，即导热槽160沿所述导热件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，因而其长度略小于导热件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，所述介质通过循环腔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也可沿导热件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水槽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）的循环腔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沿所述导热件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。

如图11所示，在本发明中，优选地，所述导热件16向上延伸设置有凸缘163，所述凸缘163置于水槽15上，并且所述水槽15的上端设有连接件156，导热件16的凸缘163上相应地设有安装件164，所述安装件164置于所述连接件156中，通过螺钉穿过所述安装件164、连接件156中间的通孔将所述导热件16安装于水槽15上并与所述水槽15固定连接。并且，在所述水槽15和导热件16的连接处设有密封圈61，所述密封圈61为高低温性能俱佳的塑料注塑件，用于水槽15和导热件16的密封，以使进入水槽15的介质不会从水槽15和导热件16的连接处泄漏。

另外，参阅图10及图11，在本实施例中，所述水槽15的外壁上设有固定件158，所述固定件158上设有固定孔，通过螺钉穿过所述固定件158上的通孔可将整个电加热装置安装在电动车上。另外，所述水槽15的外壁上还设有外加强筋1571，用于加固水槽，增加水槽的强度，确保电加热装置工作时水槽不会变形。所述水槽15的内壁上设有内加强筋1572，内加强筋1572既能够增加水槽的强度，还能够增加水阻，延长冷却液和导热件16的接触时间，确保通过导热件16传导的热量能够被充分的带走。所述水槽15上还设有排气孔159，所述排气孔159与循环腔12相连通，用于确保电加热装置长时间工作时，水槽15内的水蒸气能够及时排除，保证壳体的安全性。

如图11所示，在本实施例中，所述导热件16的数个导热槽160的外侧设有加强筋165，所述加强筋165既能够增加导热件的强度，还能够增加水阻，延长冷却液和导热件16的接触时间，确保通过导热件16传导的热量能够被充分的带走。所述导热件16上的数个导热槽160伸入所述水槽15的容置腔155中，所述水槽15的内壁上的内加强筋1572和数个导热槽160上的加强筋165的设置，还能够使导热件16的数个导热槽160较好地在水槽15中得到定位。

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，所述PTC电热元件采用本发明的PTC电热元件。

下面介绍本发明优选实施例的壳体的安装及使用过程，将导热件16安装到水槽15中，在导热件16和水槽15的连接处设置密封圈61并通过密封圈61进行密封连接，通过螺钉穿过所述安装件164、连接件156中间的通孔将所述导热件16固定于水槽15上；所述导热件16上的数个导热槽160插入到水槽15的容置腔155中，形成循环腔12；使用时，将PTC电热元件2嵌入导热槽160中，并将PTC电热元件2接通电源，PTC电热元件2发热并将热量传递给导热件16，同时从水槽15的进口13处通入冷却液，冷却液流经循环腔12，吸收在循环腔12内得到的导热件16传递的热量后从水槽15的出口14流出，将热量带走用于车内的供暖、除霜、除雾、以及电池预热等。

由上可知，本发明优选实施例的电加热装置的壳体包括水槽、安装于水槽内的导热件，加热室包括由导热件的分隔壁分隔形成的数个导热槽，循环腔包括形成于分隔壁与水槽之间的数个循环单元；数个导热槽分别与水槽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腔（优选形成S型循环腔），介质在上述循环腔以环流的方式流过，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，进一步提高电加热装置的热效率。

 三、隔热模块

如背景技术所述，当高功率PTC电热装置工作时，PTC电热元件产生的热量会向上下左右方向传递，其中，向左右以及下方向传递的热量可通过热传递被冷却液带走，但是热量向上传递不可避免，功率超过5000W时，向上传递的热量很大，温度很高，超过印刷电路板上电子元器件能够正常工作的温度，导致印刷电路板上的电子元器件损坏。因而，如图2及图3所示，在本发明的优选实施例中，电加热装置还包括隔热模块4，所述隔热模块4安装于所述壳体1上，并且位于所述数个PTC电热元件2与电路控制模块3之间，所述隔热模块4包括导热胶块41、设于导热胶块41上方的隔热泡棉块43，以及粘结于导热胶块41和隔热泡棉块43之间的隔热胶块42。其中，所述导热胶块41能够将PTC电热元件2向上传递的热量再传递到PTC电热元件2上，然后热量通过冷却液带走；所述隔热泡棉块43能够阻止PTC电热元件2产生的热量向上传递；所述隔热胶块42用于粘结导热胶块41和隔热泡棉块43，能够有效地固定隔热泡棉块43，并且能够阻止通过导热胶块41传递上来的热量进一步向上传递。通过在所述数个PTC电热元件2与电路控制模块3之间设置隔热模块4，能够使电加热装置的内部环境温度明显降低，长时间工作时环境温度约为60℃，低于电路控制模块3上电子元器件的正常工作温度（约为80℃），有效地保护电路控制模块3。

参阅图2-图3，具体来说，所述隔热模块4包括三层结构，厚度为10mm±1 mm。其中，第一层为导热胶块41，所述导热胶块41的厚度为2mm±0.5mm，采用导热系数至少为1.5W/m.k、耐温280℃以上的导热胶制成，所述导热胶的导热系数优选为1.5W/（m·K）~3.0W/（m·K），耐受280℃~300℃的温度；例如：所述导热胶块41可以由高温硅橡胶或环氧树脂材料制成；所述导热胶块41能够将PTC电热元件2向上传递的热量再传递到PTC电热元件，然后热量通过壳体1的循环腔12内的冷却液带走；第三层为隔热泡棉块43，所述隔热泡棉块43厚度为6mm±1 mm，采用导热性能很差的绝热泡棉制成，优选采用导热系数最高为0.15W/m.k、耐温至少200℃的绝热泡棉制成，更优选绝热泡棉的导热系数为0.05 W/（m·K）~0.15W/（m·K），耐受200℃~300℃的温度；所述绝热泡棉可以由闭孔发泡材料，例如：聚氨酯发泡材料或者硅橡胶发泡材料等制成，用于阻止PTC电热元件的热量向上传递到电路控制模块3。第二层设置于第一层和第三层之间，为隔热胶块42，所述隔热胶块42的厚度为2mm±0.5 mm，采用导热性能很差、弹性较好的胶体材料制成，优选采用导热系数最高为0.15W/m.k、耐温至少200℃的胶体材料制成，更优选隔热胶块42的导热系数为0.05 W/（m·K）~0.15W/（m·K），耐受200℃~300℃的温度；例如：所述胶体可以为硅凝胶，所述隔热胶块42具有三种作用：一、用于粘结导热胶块41和隔热泡棉块43，以固定隔热泡棉；二、阻止通过第一层导热胶块41传上来的热量进一步向上传递到电路控制模块3；三、具有一定的减震作用，由于电动车在较差路况下行驶时，振动比较强烈，该层隔热胶块42弹性较好，弹性变形量大，能够有效降低PTC电热元件以及隔热泡棉块43损坏的可能性。

本发明优选实施例的隔热模块的安装及使用过程，将隔热胶块42粘结于导热胶块41与隔热泡棉块43之间，得到隔热模块4；然后将数个PTC电热元件2依次通过夹具嵌入壳体1的导热槽160中，再将隔热模块4安装于壳体1的上方，再在隔热模块4上安装电路控制模块3，其中，隔热模块4的导热胶块41靠近PTC电热元件2放置，隔热模块4的隔热泡棉块43靠近电路控制模块3放置；然后再在电路控制模块3的上方安装上盖5，将上盖5固定于壳体1上，完成电加热装置和隔热模块的安装。使用时，从壳体15的进口13处通入介质，并将PTC电热元件2接通电源，PTC电热元件2开始发热，热量向上、下、左、右方向传递，其中，向左、右以及下方向传递的热量通过流经壳体1的循环腔12内的介质（冷却液）带走，向上方向传递的热量由于隔热模块4的设置，通过隔热泡棉块43、隔热胶块42阻止通过第一层导热胶块41传上来的热量进一步向上传递到电路控制模块3，使得其难以向上方向传递，并通过导热胶块41将PTC电热元件2向上传递的热量再传递到PTC电热元件2，然后热量再次通过壳体1的循环腔12内的冷却液带走，既能够有效地保护电路控制模块3上的电子元器件，使得电加热装置的使用寿命长、性能稳定，又能够使介质（冷却液）带走更多的热量，减少热量损失，使得电加热装置的热效率得到提高。

由上可知，本发明优选实施例的电加热装置在所述数个PTC电热元件与电路控制模块之间设置隔热模块，所述隔热模块包括导热胶块、设于导热胶块上方的隔热泡棉块，以及粘结于导热胶块和隔热泡棉块之间的隔热胶块；其中，所述导热胶块能够将PTC电热元件向上传递的热量再传递到PTC电热元件上，然后热量通过冷却液带走；所述隔热泡棉块能够阻止PTC电热元件产生的热量向上传递；所述隔热胶块用于粘结导热胶块和隔热泡棉块，能够有效地固定隔热泡棉块，并且能够阻止通过导热胶块传递上来的热量进一步向上传递。通过在所述数个PTC电热元件与电路控制模块之间设置隔热模块，能够使电加热装置的内部环境温度明显降低，长时间工作时环境温度约为60℃，低于电路控制模块上电子元器件的正常工作温度（约为80℃），有效地保护电路控制模块上的电子元器件，使得电加热装置的使用寿命长、性能稳定。

四、其它部件

参阅图2及图3，本发明优选实施例的电加热装置包括电路控制模块3，所述电路控制模块3包括控制板及安装于控制板上的电子元器件，控制板用于安装电子元器件，所述电子元器件（例如：IGBT模块）为常用的耐高电压的电子元器件，是电路控制的核心部件，温度越低就越安全。所述电子元器件与所述数个PTC电热元件（具体为固定电极的引出端子）电连接，其主要作用是通过电子元器件调节PTC电热元件工作的数量，使电加热装置输出不同的功率，以满足汽车不同工况的需要。

参阅图1-3，本发明优选实施例的电加热装置还包括上盖5，所述上盖5与水槽15固定连接。在所述上盖5内形成有控制舱，所述电路控制模块3位于所述控制舱中，所述上盖5的主要作用在于保证电路控制模块3在一个密封的环境内工作，以免水分进入而导致电路控制模块对电加热装置的控制失效。在优选情况下，在所述上盖5与水槽15的连接处设有密封圈62，所述密封圈62为高低温性能俱佳的塑料注塑件，用于上盖5与水槽15的密封，以防止水气及灰尘进入控制舱，导致电路控制模块失效。另外，所述控制舱内还可以进一步设置凸台31和支撑板，所述凸台31、支撑板与电路控制模块3的控制板固定连接，所述凸台31用于固定控制板上的IGBT，防止控制板在车辆运行过程中的晃动并能够将IGBT产生的热量及时传导到导热件16上并通过冷却液导走；支撑板位于控制板和隔热模块之间，是用于支持控制板的支持部件，防止电路控制模块在汽车行驶过程中颠簸，引起控制板上的电子元器件脱落或者松动。

参阅图2及图3，本发明优选实施例的电加热装置进一步包括继电器7，所述继电器7安装于水槽15上，并与电路控制模块3电连接。其为第二重安全防护元件（第一重安全防护元件为上盖1），当电路控制模块的控制失效时，能够及时切断电路中的电流，避免电加热装置爆炸伤人。

    需要说明的是，本发明的电路控制模块、继电器均可采用现有技术中的电路控制模块、继电器，电路控制模块的控制板、电子元器件及电路控制部分均可通过现有技术实现，另外，上盖、凸台和支撑板等结构部件也可采用常规的结构部件，在此不做赘述。

本发明还提供了一种电动车，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或散热器，介质（例如：冷却液）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或散热器，通过热交换器或散热器，经空气对流换热，将热量释放进行车内供暖、除霜、除雾、电池预热以及实现其它加热功能。所述热交换器、散热器和空调供暖系统的其它部件均可通过现有技术实现，在此不做赘述。

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 (19)

1.一种电加热装置，包括壳体及数个PTC电热元件，所述壳体形成有数个导热槽、用于容纳介质并供介质流通的循环腔、以及与循环腔连通的用于将介质供给到所述循环腔内的进口以及用于将介质引导到所述循环腔外的出口，所述循环腔相对于所述导热槽密封设置；其特征在于，

所述PTC电热元件包括PTC加热组件，设于PTC加热组件两侧的第一、第二电极组件，以及设于第一、第二电极组件外侧的绝缘层；所述第一、第二电极组件包括固定电极，所述第一电极组件和/或第二电极组件的固定电极为梯形电极，所述梯形电极朝向PTC加热组件的内侧面为竖直面，朝向绝缘层的外侧面为斜面；

所述导热槽为梯形槽，其至少一侧面为斜面，所述PTC电热元件安装在所述梯形槽中并与所述梯形槽相适配，所述第一、第二电极组件还包括接触电极，所述接触电极与PTC加热组件相接触，所述固定电极位于接触电极和绝缘层之间；所述接触电极采用具有压缩弹性形变的导电导热材料制成。

2.如权利要求1所述的电加热装置，其特征在于，所述第一电极组件和第二电极组件相同，第一电极组件和第二电极组件的固定电极均为梯形电极；所述导热槽的两侧面均为斜面，所述固定电极的外侧面与所述导热槽的侧面相适配。

3.如权利要求1所述的电加热装置，其特征在于，所述接触电极采用导电高分子聚合物制成；所述固定电极采用铝、金或者不锈钢制成。

4.如权利要求1所述的电加热装置，其特征在于，所述绝缘层为绝缘导热膜，所述绝缘导热膜包覆于所述第一、第二电极组件的外侧面和底面；所述绝缘导热膜为采用有机硅橡胶、丁腈橡胶中的一种制成的膜层。

5.如权利要求1所述的电加热装置，其特征在于，所述PTC电热元件还包括滑膜，所述滑膜包覆于绝缘层的外表面；所述滑膜为聚酰亚胺膜或者铜箔膜。

6.如权利要求1所述的电加热装置，其特征在于，所述固定电极的侧面积大于PTC加热组件的侧面积，并延伸形成延伸部；所述两个固定电极的延伸部之间填充有导热灌封胶块；所述导热灌封胶块采用有机硅灌封胶、聚氨酯灌封胶、环氧树脂灌封胶中的一种制成。

7.如权利要求1所述的电加热装置，其特征在于，所述PTC加热组件包括绝缘固定框架以及数个PTC元件，所述绝缘固定框架形成有数个固定单元，所述数个PTC元件分别固定于所述数个固定单元中。

8.如权利要求7所述的电加热装置，其特征在于，所述绝缘固定框架采用导热系数为0.02W/(m·K)～5.0W/(m·K)的有机聚合物制成；绝缘固定框架包括数条第一分隔条和数条第二分隔条，所述数条第一分隔条平行间隔设置，所述数条第二分隔条平行间隔设置，并且所述第一分隔条与所述第二分隔条垂直交叉设置；所述数个固定单元由所述数条第一分隔条和数条第二分隔条分隔形成。

9.如权利要求8所述的电加热装置，其特征在于，相邻的两个PTC元件之间通过所述第一分隔条或者第二分隔条隔开。

10.如权利要求8所述的电加热装置，其特征在于，所述数条第一分隔条沿PTC元件的宽度方向设置，相邻的两条第一分隔条之间的间距等于PTC元件的宽度；所述数条第二分隔条沿PTC元件的长度方向设置，相邻的两条第二分隔条之间的间距等于PTC元件的长度；所述数条第一分隔条和/或数条第二分隔条的厚度等于PTC元件的厚度。

11.如权利要求1-10任意一项所述的电加热装置，其特征在于，所述壳体包括水槽、安装于水槽上的导热件，所述水槽为塑料注塑件，所述导热件为金属压铸件，所述水槽和导热件的连接处设有密封圈；所述导热件上设置所述数个导热槽，所述数个导热槽伸入到所述水槽中，所述数个导热槽与水槽之间形成循环腔，所述进口和出口设于水槽上。

12.如权利要求11所述的电加热装置，其特征在于，所述导热件包括连接壁和分隔壁，所述分隔壁分隔形成所述数个导热槽，所述数个导热槽的开口端与所述连接壁相连接；所述循环腔包括数个循环单元，所述数个循环单元形成于分隔壁与水槽之间；所述水槽包括第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁与所述第二侧壁为沿所述水槽的长度方向相对设置的两个侧壁，所述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。

13.如权利要求12所述的电加热装置，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。

14.如权利要求1-10任意一项所述的电加热装置，其特征在于，所述电加热装置还包括电路控制模块，所述电路控制模块安装于所述壳体的上方并与所述数个PTC电热元件电连接，所述电路控制模块包括控制板、以及安装于控制板上的用于控制电加热装置工作的电子元器件；所述固定电极的上端部延伸有引出端子，所述引出端子与所述电路控制模块上的电子元器件电连接。

15.如权利要求14所述的电加热装置，其特征在于，所述电加热装置还包括隔热模块，所述隔热模块安装于所述壳体上，并且位于所述数个PTC电热元件与电路控制模块之间，所述隔热模块包括导热胶块、设于导热胶块上方的隔热泡棉块，以及粘结于导热胶块和隔热泡棉块之间的隔热胶块。

16.如权利要求15所述的电加热装置，其特征在于，所述隔热模块的厚度为10mm±1mm，其中，所述导热胶块的厚度为2mm±0.5mm，导热系数为1.5W/(m·K)～3.0W/(m·K)，耐受280℃～300℃的温度；所述隔热泡棉块的厚度为6mm±1mm，导热系数为0.05W/(m·K)～0.15W/(m·K)，耐受200℃～300℃的温度；所述隔热胶块的厚度为2mm±0.5mm，导热系数为0.05W/(m·K)～0.15W/(m·K)，耐受200℃～300℃的温度。

17.如权利要求16所述的电加热装置，其特征在于，所述导热胶块由硅橡胶或者环氧树脂材料制成；所述隔热泡棉块由聚氨酯发泡材料或者硅橡胶发泡材料制成；所述隔热胶块由硅凝胶制成。

18.如权利要求14所述的电加热装置，其特征在于，所述电加热装置进一步包括上盖和继电器，所述上盖与壳体固定连接，并且在所述上盖和壳体的连接处设有密封圈；所述上盖内形成有控制舱，所述电路控制模块位于所述控制舱中；所述继电器安装于壳体上，并与电路控制模块电连接。

19.一种电动车，包括空调供暖系统，其特征在于，所述空调供暖系统包括如权利要求1-18任意一项所述的电加热装置。