CN105530716A - 加热体组件和具有其的汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种加热体组件和具有其的汽车，其中加热体组件包括：外壳，外壳内限定有一端开口的腔室；发热体，发热体设在腔室内，发热体的两侧分别设有加热电极；盖板，盖板设在开口处并与外壳密封连接以封闭发热体，盖板上设有电极孔，加热电极的一部分伸出电极孔。根据本发明实施例的加热体组件，通过在外壳的开口处设置盖板对发热体进行遮挡，使封装过程中封装材料无法通过零部件之间的缝隙进入发热体内部，不仅结构简单，而且封装效果好，保证了产品的制作和使用过程中的安全性。

Description

加热体组件和具有其的汽车

技术领域

本发明涉及加热器技术领域，更具体地，涉及一种加热体组件和具有其的汽车。

背景技术

相关技术中的PTC电加热器无封装结构或者只进行简单的封装，无封装结构会导致制造、运输和运行的过程中，发热元件易受潮和进入灰尘，影响使用安全；简单封装容易使封装材料渗透进入发热元件部位，影响使用。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。

为此，本发明提出一种加热体组件，该加热体组件结构简单，封装效果好。

本发明还提出一种具有上述加热体组件的汽车。

根据本发明第一方面实施例的加热体组件，包括：外壳，所述外壳内限定有一端开口的腔室；发热体，所述发热体设在所述腔室内，所述发热体的两侧分别设有加热电极；盖板，所述盖板设在所述开口处并与所述外壳密封连接以封闭所述发热体，所述盖板上设有电极孔，所述加热电极的一部分伸出所述电极孔。

根据本发明实施例的加热体组件，通过在外壳的开口处设置盖板对发热体进行遮挡，使封装过程中封装材料无法通过零部件之间的缝隙进入发热体内部，不仅结构简单，而且封装效果好，保证了产品的制作和使用过程中的安全性。

根据本发明第二方面实施例的汽车包括根据上述实施例的加热体组件。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的加热体组件的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的加热体组件的爆炸图；

图3是根据本发明实施例的加热体组件的盖板与加热体的装配示意图；

图4是根据本发明实施例的加热体组件的盖板的结构示意图；

图5是根据本发明实施例的加热体组件的密封件的结构示意图；

图6是根据本发明实施例的加热体组件的俯视图；

图7是图6中线A-A的剖视图；

图8是现有技术的加热体组件的剖视图。

附图标记：

加热体组件100；

外壳10；发热体20；加热电极21；电极本体211；电极立柱212；绝缘层22；绝缘套23；PTC元件24；盖板30；电极孔31；密封件40；第一密封段41；第二密封段42；封装层50；密封胶层60。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“上”、“下”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“、内”、“外”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图具体描述根据本发明实施例的加热体组件100。

如图1至图7所示，根据本发明实施例的加热体组件100包括外壳10、发热体20、盖板30和密封件40。

具体而言，外壳10内限定有一端开口的腔室，发热体20设在腔室内，发热体20的两侧分别设有加热电极21。盖板30设在开口处并与外壳10密封连接以封闭发热体20，盖板30上设有与加热电极21位置对应的电极孔31，每个加热电极21的一部分分别伸出电极孔31。

换言之，根据本发明实施例的加热体组件100主要由外壳10、发热体20和盖板30组成，其中，发热体20设在外壳10内，发热体20的两侧分别设有加热电极21。盖板30设在外壳10的开口处并可以封闭开口，盖板30上设有用于避让加热电极21的上端的电极孔31，加热电极21的上端的至少一部分穿过电极孔31并伸出盖板30。

由此，根据本发明实施例的加热体组件100，通过在外壳10的开口处设置盖板30对发热体20进行遮挡，使封装过程中封装材料无法通过零部件之间的缝隙进入发热体20内部，不仅结构简单，而且封装效果好，保证了产品的制作和使用过程中的安全性。

根据本发明的一个实施例，盖板30的外周沿止抵开口的内周壁。也就是说，盖板30的外周壁是紧密贴合开口的内周壁的。由此，可以有效防止外部的灰尘通过盖板30与开口之间的间隙进入发热体20，提高封装效果。

优选地，在本发明的一些具体实施方式中，盖板30的外周沿和开口的内周壁之间设有密封树脂或液体有机硅胶橡胶。也就是说，在盖板30的外周壁紧密贴合开口的内周壁的基础上，在盖板30的外周壁和开口的内周壁之间还设有密封圈树脂或者液体密封材料。由此，可以进一步提高盖板30与开口的封装效果。

进一步地，根据本发明的一个实施例，加热体组件100还包括密封件40，密封件40设在加热电极21或盖板30上以封闭加热电极21与电极孔31之间的间隙。也就是说，加热电极21与电极孔31之间的间隙被密封件40填充。由此，对加热电极21和开孔31之间的间隙通过密封件40进行密封，可以进一步保证加热体组件100的密封效果。

密封件40的结构可以根据加热电极21的具体结构进行合理调节，可选地，根据本发明的一个实施例，密封件40为密封圈，密封圈40包括第一密封段41和第二密封段42，第一密封段41套设在加热电极21上且位于加热电极21的外壁面和电极孔31的内壁面之间，第二密封段42与第一密封段41相连，第二密封段42套设在加热电极21上且位于盖板30上，第二密封段42的尺寸大于第一密封段41的尺寸且第二密封段42的下表面止抵盖板30的上表面。

具体地，如图5所示，密封件40由第一密封段41和第二密封段42两部分组成，其中，第一密封段41套设在加热电极21上且第一密封段41的外壁面止抵电极孔31的内壁面，由此可以有效封闭加热电极21与电极孔31之间的间隙。

第二密封段42的尺寸大于第一密封段41的尺寸，则也必然大于电极孔31的尺寸，第二密封段42相当于第一密封段41向外凸起的翻边结构，第一密封段41卡入电极孔31内时，第二密封段42止抵在盖板30的上表面上，既可以起到固定密封件40的作用，又可以在一定程度上提高密封件40的密封效果。

在本发明的一些具体实施方式中，加热电极21包括多个，盖板30上设有多个电极孔31，每个加热电极21上分别设有密封件40。也就是说，发热体20上设有多个加热电极21，每个加热电极21上分别套设有一个密封件40。

由此，可以最大程度地封闭加热电极21与电极孔31之间的间隙，提高封装效果，有效防止湿气、粉尘或封装材料等杂质进入发热体20内部，保护内部元件，提高使用安全性，并且可以固定加热电极21的位置，为下一步的装配提供较高的安装精度。

根据本发明的一个实施例，第一密封段41和第二密封段42一体形成。优选地，密封套件40选自三元乙丙橡胶、有机硅橡胶和氟橡胶中的至少一种弹性材料的弹性件。也就是说，第一密封段41和第二密封段42为一体形成的三元乙丙橡胶件、有机硅橡胶件或氟橡胶件中的至少一种。由此，该结构的密封件40不仅弹性好，密封性强，而且制备方便，成本低廉。

优选地，在本发明的一些具体实施方式中，加热体组件100还包括封装层50，封装层50设在盖板30上并覆盖盖板30。进一步地，封装层50为在装配时为流体，封装层50填充盖板30与开口之间的间隙以及盖板30与加热电极21之间的间隙。

也就是说，封装层50在装配过程中为流体，可以覆盖盖板30，填充加热电极21与电极孔31之间的间隙和盖板30与开口之间的间隙。封装完成后，封装层50会根据产品的尺寸定性和固化，形成一定形状的结构，完成封装。由此，通过设置封装层50，可以进一步提高加热体组件100的封装效果，避免异物进入外壳10内部。

可选地，根据本发明的一个实施例，封装层50的材料为环氧树脂、液体硅橡胶和聚氨酯中的至少一种液体封装材料。由此，该材料的封装层50来源广泛，封装效果好，并且成本低廉。

在本发明的一些具体实施方式中，每个加热电极21分别包括电极本体211和设在电极本体211的上端的电极立柱212，两个电极本体211分别设在发热体20的两侧，每个电极立柱212的上端分别伸出电极孔31，其中，电极本体211与腔室的侧壁面之间设有绝缘层22，每个电极立柱212上分别套设有绝缘套23。进一步地，盖板30与发热体20之间设有密封胶层60，密封胶层60的厚度小于等于绝缘套23的轴向长度。

需要说明的是，外壳10内可以限定有多个腔室，每个腔室内分别设有一个发热体20，下面将以其中一个腔室内的发热体20为例进行详细说明。

具体地，如图6和图7所示，发热体20包括PTC元件24和设在PTC元件24两侧的加热电极21，每个加热电极21分别包括电极本体211和电极立柱212两部分，电极本体211设在腔室内，并且电极本体211的竖向高度小于腔室的深度，电极立柱212设在电极本体211的上端，电极立柱212的下端伸入腔室且电极立柱212的上端伸出腔室。外壳10通常为金属材质，加热电极21也为金属，为了避免两者接触，需要将两者进行绝缘处理。

如图8所示，现有技术中所采用的技术方案通常是在发热体20a的两侧分别设置绝缘层22a，绝缘层22a的竖向高度需要至少大于电极本体211a的竖向高度，甚至需要大于等于腔室的深度，才能保证加热电极21a的电极本体211a和电极立柱212a均不会与外壳10a接触，也就增加了绝缘层的材料用量。

而根据本发明实施例的加热体组件100，只是在电极本体211与腔室的侧壁之间设置绝缘层22，在电极立柱212上设置绝缘套23，绝缘层22的竖向高度只需要等于电极本体21的竖向高度即可满足要求，而电极立柱212尺寸较小，绝缘套23的用材少，可以大大减少绝缘材料的用量，从而降低制备成本。

另外，现有技术中的加热体组件是没有盖板的，直接在发热体上铺设密封胶，由于电极立柱212a伸出腔室的部分较长，在没有盖板时，外露部分较多，需要铺设较厚的密封胶，才能达到效果。

而根据本发明实施例的加热体组件100不仅设置了盖板30，电极立柱212的上端的一部分伸出盖板30上的电极孔31，电极立柱212在盖板30与电极本体211之间的部分上还套设有绝缘套23，在这基础上，再在盖板30与发热体20之间铺设密封胶层60，密封胶层60的厚度小于等于绝缘套23的轴向长度，相比于现有技术而言，可以大大降低密封胶的厚度，从而达到减少密封件用量的效果。

如图8所示，现有技术中的发热体20a通常在每个腔室内设有两个PTC元件24a，在需要满足使用要求的基础上，通常需要在外壳10a上开设9个腔室，通过18个PTC元件24a共同加热，才能满足加热需要，这使得现有技术中的加热体组件需要具有较大的外壳10a，也就会增加加热体组件的占用空间。

根据本发明实施例的加热体组件100，由于密封胶层60的厚度得以减小，则可以相应地增加腔室的深度，在腔室深度加深之后，便可以使每个发热体20具有三个PTC元件24，在达到相同的加热需要的基础上，根据本发明实施例的外壳10只需要开设6个腔室即可满足要求。

优选地，根据本发明实施例的加热体组件100可以在外壳10上开设5个腔室，每个腔室内的发热体20具有三个PTC元件24，使用时，可以通过15个PTC元件24进行加热，在加热效果相比于现有技术略有降低的同时，本申请的加热体组件100可以大大减小了体积，从而降低了占用空间，该结构的加热体组件100在用于汽车时，则可以大大提高汽车其他结构的可用空间。

具体来说，根据本发明实施例的加热体组件100可以为PTC加热组件，PTC加热组件是PTC电热元件中产生热量的装置，优选包括至少两个PTC元件，所述PTC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(未示出)。所述导电电极优选为银电极。在本发明中，所述PTC加热组件所包含PTC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。

众所周知，PTC电热元件的PTC加热组件与加热电极21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电热元件的PTC加热组件与加热电极21直接刚性接触，或者采用绝缘导热粘接胶填充间隙的方式进行粘接，存在界面间隙。这两种接触方式在高压环境下，均存在出现电弧放电击穿PTC加热组件的风险，引起电路短路。因而，优选地，PTC加热组件与加热电极21之间设有可压缩导电层。可压缩导电层包括聚合物与聚合物复合的导电材料。

可压缩导电层中的聚合物包括但不限于聚酰亚胺、聚四氟乙烯、有机硅树脂、环氧树脂中的一种或多种。导电材料包括但不限于金属纤维、金属颗粒、金属编织网、金属片、碳、石墨中的一种或多种。所述导电材料与聚合物复合的方式包括导电材料散布或嵌设于聚合物中，或聚合物贴附于导电材料两侧。

例如，当导电材料为金属颗粒时，以金属颗粒散布于聚合物中的复合方式形成导电聚合物层；或者当导电材料为金属片时，以聚合物贴附于金属片两侧的方式形成可压缩导电层。本实施例是在有机硅树脂中复合镍制金属编织网制成可压缩导电层，即在聚合物中嵌设镍制金属编织网。

导电聚合物中分布的导电材料，能够导通加热电极21与PTC加热组件，且可压缩导电层具有弹性，相对于刚性的PTC加热组件直接与加热电极21接触而言，可压缩导电层可以弥补PTC加热组件与加热电极21之间的微小空隙，降低接触电阻；并且不影响界面传热，使得PTC加热组件产生的热量充分地传导至加热电极21，并且保证PTC加热组件在高压系统中能够长时间安全地使用。

在本实施例中，加热电极21可以均为楔形板，所述楔形板朝向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。加热电极21由导电材料制成，例如：可以为铝、铜、不锈钢、铝合金、铜合金或者镍合金等。加热电极21的上端延伸有用于连接电源的引出端子，即电极立柱212，引出端子可通过焊接或铆接方式固定在加热电极21上，即固定在电极本体211上。

加热电极21通过可压缩导电层与PTC加热组件电连接，为保证PTC与加热电极21之间有更好的接触，加热电极21的侧面积大于或等于PTC加热组件的侧面积。优选情况下加热电极21的面积大于PTC加热组件的侧面积，并向上和/或向下延伸形成延伸部，以将PTC加热组件与导热槽分隔开，在两个加热电极21的延伸部之间填充有绝缘填充物，例如：聚酰亚胺，起到将两个加热电极21绝缘的作用，避免短路。

根据本发明实施例的电机热装置，所述电加热装置包括壳体以及数个PTC电热元件，所述壳体形成有数个导热槽、以及用于容纳介质并供介质流通的循环腔，所述循环腔相对于所述导热槽密封设置，所述PTC电热元件为如上所述的PTC电热元件。

在本实施例中，导热槽可以为楔形槽，其两侧面为斜面，所述PTC电热元件安装在所述楔形槽中并与所述楔形槽相适配。PTC电热元件嵌入到导热槽中，将产生的热力爱你个传导至导热槽。导热槽不仅起到将介质与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，导热槽采用具有良好导热性能的金属制成，在本发明中优选为铝或铝合金。导热槽具有呈楔形的横截面，即可满足脱模需要，又便于安装PTC电热元件并与PTC电热元件形成良好的接触。

本发明的PTC电热元件的安装及使用过程，将可压缩导电层、加热电极21依次安装于PTC加热组件的两侧面上，并在两个加热电极21之间的边缘处填充绝缘填充物，然后将绝缘层包覆于两个加热电极21的外侧米和底面，形成PTC电热元件。将上述安装好的PTC电热元件嵌入导热槽中，使用时，从壳体的进口处通入介质，并接通电源，PTC加热组件开始发热，热量通过可压缩导电层、加热电极21、绝缘层、导热槽传递至介质，介质从壳体的出口流出，将热量带走用于车内的供暖、除霜、除雾等。

由于电机热装置的PTC电热元件的两个加热电极21为楔形板，导热槽为楔形槽，其两侧面为斜面，PTC电热元件安装在楔形槽中并与所述楔形槽相适配，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。

根据本发明实施例的汽车包括根据上述实施例的加热体组件100，由于根据本发明上述实施例的加热体组件100具有上述技术效果，因此，根据本发明实施例的汽车也具有相应的技术效果，即加热体组件100的结构简单，封装效果好。

根据本发明实施例的加热体组件100的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (14)

1.一种加热体组件，其特征在于，包括：

外壳，所述外壳内限定有一端开口的腔室；

发热体，所述发热体设在所述腔室内，所述发热体的两侧分别设有加热电极；

盖板，所述盖板设在所述开口处并与所述外壳密封连接以封闭所述发热体，所述盖板上设有电极孔，所述加热电极的一部分伸出所述电极孔。

2.根据权利要求1所述的加热体组件，其特征在于，所述盖板的外周沿止抵所述开口的内周壁。

3.根据权利要求2所述的加热体组件，其特征在于，所述盖板的外周沿和所述开口的内周壁之间设有密封树脂或有机硅胶橡胶。

4.根据权利要求1所述的加热体组件，其特征在于，还包括：密封件，所述密封件设在所述加热电极或所述盖板上以封闭所述加热电极与所述电极孔之间的间隙。

5.根据权利要求4所述的加热体组件，其特征在于，所述密封件为密封圈，所述密封圈包括第一密封段和第二密封段，所述第一密封段套设在所述加热电极上且位于加热电极的外壁面和所述开孔的内壁面之间，所述第二密封段与所述第一密封段相连，所述第二密封段套设在所述加热电极上且位于所述盖板上，所述第二密封段的尺寸大于所述第一密封段的尺寸且所述第二密封段的下表面止抵所述盖板的上表面。

6.根据权利要求4或5所述的加热体组件，其特征在于，所述加热电极包括多个，所述盖板上设有多个所述电极孔，每个所述加热电极上分别设有所述密封件。

7.根据权利要求5所述的加热体组件，其特征在于，所述第一密封段和所述第二密封段一体形成。

8.根据权利要求7所述的加热体组件，其特征在于，所述密封件为选自三元乙丙橡胶、有机硅橡胶和氟橡胶中的至少一种弹性材料的弹性件。

9.根据权利要求1所述的加热体组件，其特征在于，还包括：封装层，所述封装层设在所述盖板上并覆盖所述盖板。

10.根据权利要求9所述的加热体组件，其特征在于，所述封装层填充盖板与所述开口之间的间隙以及盖板与所述加热电极之间的间隙。

11.根据权利要求10所述的加热体组件，其特征在于，所述封装层的材料为环氧树脂、液体硅橡胶和聚氨酯中的至少一种液体封装材料。

12.根据权利要求1所述的加热体组件，其特征在于，每个所述加热电极分别包括电极本体和设在所述电极本体的上端的电极立柱，两个所述电极本体分别设在所述发热体的两侧，每个所述电极立柱的上端分别伸出所述电极孔，其中，所述电极本体与所述腔室的侧壁面之间设有绝缘层，每个所述电极立柱上分别套设有绝缘套。

13.根据权利要求12所述的加热体组件，其特征在于，所述盖板与所述发热体之间设有密封胶层，所述密封胶层的厚度小于等于所述绝缘套的轴向长度。

14.一种汽车，其特征在于，包括权利要求1-13中任一项所述的加热体组件。