CN107531124B

CN107531124B - 车辆的ptc加热器

Info

Publication number: CN107531124B
Application number: CN201680023040.5A
Authority: CN
Inventors: 金荣仁; 李俊旼; 赵重垣; 吴尚昊; 林采根
Original assignee: Hanon Systems Corp
Current assignee: Hanon Systems Corp
Priority date: 2015-04-21
Filing date: 2016-04-21
Publication date: 2020-02-18
Anticipated expiration: 2036-04-21
Also published as: US10137760B2; US20180117993A1; CN107531124A; KR102512365B1; KR20160125898A

Abstract

本发明涉及一种车辆的PTC加热器，更具体地，涉及这样一种车辆的PTC加热器，其中，单个PTC加热器具有独立地设置的多个芯(第一芯和第二芯)，每个芯布置在空调壳体的第一通道和第二通道中并被独立控制；相应地，使用单个PTC加热器用于左/右侧独立控制，不仅减少制造成本和重量，而且提高车辆的燃料效率和生产率，使得易于将其应用到使用PTC加热器的其他车辆。

Description

车辆的PTC加热器

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的PTC加热器，更具体地，涉及一种用于车辆的正温度系数(以下称为“PTC”)加热器，其包括独立地设置并分别布置在空调壳体的第一通道和第二通道中以被独立控制的多个芯(诸如，第一芯和第二芯)。

背景技术

通常，用于车辆的空调是经由通过将室外空气引入到车辆的内部或使车辆的室内空气循环的过程进行冷却或加热来冷却或加热车辆的内部的装置。这种用于车辆的空调包括：蒸发器，用于冷却空调壳体的内部；加热器芯，用于加热空调壳体的内部；以及模式转换门，用于选择性地将由蒸发器冷却的空气或由加热器芯加热的空气朝向车辆内部的部分吹送。

图1示出了用于车辆的空调的示例。如图1所示，空调包括：空调壳体10，其具有形成在其入口侧的空气流入口11和形成在其出口侧的多个空气流出口；蒸发器1和加热器芯2，安装在空调壳体10内；温度门20，安装在蒸发器1和加热器芯2之间以控制温度；模式门30，分别安装在空气流出口12处以根据空调模式调节空气流出口12的开度。

这样的空调通过使由发动机加热的冷却剂在加热器芯2中循环来执行加热。然而，在启动发动机的初始阶段，由于冷却剂的温度低，空调不能利用冷却剂来执行加热。因此，作为用于在启动发动机的初始阶段进行加热的辅助加热装置，PTC加热器5用于使用电池的电能进行加热。

此外，这样的正温度系数(以下称为“PTC”)加热器5安装在用于近来开发的电动车辆的空调上。由于不能将使用发动机的燃烧热的加热器芯2安装在用于电动车辆的空调中，因此PTC加热器5用作主要加热装置。

图2示出了PTC加热器。PTC加热器5以使得多个加热棒6(所述多个加热棒6中的每个加热棒中嵌入有PTC元件和(+)端子)和多个加热棒6(所述多个加热棒6中的每个加热棒中嵌入有PTC元件和(-)端子)布置为以预定间隔彼此间隔开且散热翅片7插入在加热棒6之间的方式构造。

具有用于控制供应到加热棒6的(+)端子和(-)端子的电压的电压控制元件(未示出)的控制单元8安装在PTC加热器5的一侧。

因此，PTC加热器能够通过与车辆内部的设定温度相对应的脉冲宽度调制(PWM)信号的占空比控制来可变地控制供应到PTC加热器5的电压。

换句话说，PTC加热器5的控制单元8的电压控制元件可通过PWM信号的占空比来改变供应到每个加热棒6的端子的电压，在这种情况下，附连到端子的PTC元件的输出温度(热值)是可改变的，使得经过散热翅片7的空气被加热。

此外，如图2所示，单个PTC加热器5安装在一般空调的空调壳体10上，但是在如图3所示的空调(其中，每个空调在右侧和左侧(驾驶员座椅侧和乘客座椅侧)具有独立的控制功能)的空调壳体10的内部通过分隔件13分成左通道10a和右通道10b的情况下，两个PTC加热器5分别依次安装在空调壳体10内的左通道10a和右通道10b处，以在左侧和右侧提供完善的独立控制。

然而，如果将两个PTC加热器5安装在空调壳体10上，则会增加空调的制造成本和重量，并降低车辆燃料效率和生产率。

发明内容

技术问题

因此，考虑到现有技术出现的上述问题而做出本发明，本发明的目的在于提供一种用于车辆的PTC加热器，其包括独立地设置并分别布置在空调壳体的第一通道和第二通道中以独立控制的多个芯(诸如，第一芯和第二芯)，由于将一个PTC加热器用于右侧和左侧的独立控制，因此降低空调的制造成本和重量，提高车辆燃料效率和生产率，易于应用到使用PTC加热器的其他车辆。

技术方案

为了实现上述目的，根据本发明，提供了一种用于车辆的正温度系数(PTC)加热器，其插入并安装在形成在空调壳体内的多个通道中，以加热在通道中流动的空气，所述加热器包括：壳体，插入并安装在空调壳体的通道上；芯部，由分别布置在壳体内的通道上的多个芯形成，由此独立地控制布置在通道上的芯以独立地控制分别在通道中流动的空气。

有益效果

如上所述，根据本发明的用于车辆的PTC加热器包括独立地设置并分别布置在空调壳体的第一通道和第二通道中以独立控制的多个芯(诸如，第一芯和第二芯)。由于将一个PTC加热器用于右侧和左侧的独立控制，因此用于车辆的PTC加热器可降低空调的制造成本和重量，并提高车辆燃料效率和生产率。

此外，根据本发明的用于车辆的PTC加热器即使在较小的空间中也能够提供有效的加热性能，并且易于应用到使用由同一制造公司制造的PTC加热器的其他车辆。

附图说明

图1是示出PTC加热器安装在一般空调中的状态的剖视图。

图2是图1的PTC加热器的透视图。

图3是示出两个传统的PTC加热器安装在空调壳体的右通道和左通道中的状态的局部透视图。

图4是示出根据本发明的优选实施例的用于车辆的PTC加热器安装在空调壳体中的状态的剖视图。

图5是从方向A观察图4的PTC加热器的视图。

图6是根据本发明的优选实施例的PTC加热器的分解透视图。

图7是根据本发明的另一优选实施例的用于车辆的PTC加热器的视图。

具体实施方式

现在将结合附图对本发明的优选实施例进行详细描述。

优选地，正温度系数(以下称为“PTC”)加热器安装在电动车辆或混合动力车辆中，但是除了上述车辆之外，正温度系数加热器还可安装在使用内燃发动机的一般车辆中。在下文中，为了方便起见，将以PTC加热器应用于安装在电动车辆中的空调的情况为例进行描述。

首先，在电动车辆中，使用PTC加热器130进行加热，使用利用电驱动压缩机的空调循环(电驱动压缩机-冷凝器-膨胀阀-蒸发器)进行冷却。

将简要描述安装有PTC加热器130的空调100的示例。空调100包括：空调壳体110，其具有形成在其一侧的空气流入口111和形成在其另一侧的多个空气流出口；蒸发器，安装在空调壳体110内；分隔件120，用于将空调壳体110的内部路径分成多个通道；PTC加热器130，插入并安装在形成在空调壳体110内的通道中，以加热在通道中流动的空气。

所述通道是形成在空调壳体110内的第一通道110a和第二通道110b。

在这种情况下，第一通道110a和第二通道110b通过安装在空调壳体110内的分隔件120彼此分隔开。

当基于分隔件120分隔的左壳体和右壳体组装在一起时，形成空调壳体110。

同时，在空调壳体110中，第一通道110a是向乘客座椅供应空气的路径，第二通道110b是向驾驶员座椅供应空气的路径。

空调壳体110的空气流出口包括用于朝向车辆的前窗排出空气的除霜通风口112、朝向乘客面部排出空气的面部通风口113以及朝向乘客脚部排出空气的地板通风口114和115，所述通风口通过模式门打开和关闭。

地板通风口114和115是用于朝向坐在前排座椅上的乘客的脚部排出空气的前排座椅地板通风口114和用于朝向坐在后排座椅上的乘客的脚部排出空气的后排座椅地板通风口115。

模式门是用于打开和关闭除霜通风口112的除霜门112a、用于打开和关闭面部通风口113的面部门113a以及用于打开和关闭地板通风口114和115的地板门114a。

同时，在空调壳体110的空气流入口111处安装有鼓风机单元(未示出)，以将室内空气或室外空气朝向空调壳体110的空气流入口111吹送。

此外，分隔件120将空调壳体110的内部从蒸发器101的下游侧到空气流出口分隔成第一通道110a和第二通道110b。

同时，附图示出了在蒸发器101和PTC加热器130之间没有温度调节门的结构，但是可以根据用途安装温度调节门。

此外，PTC加热器130是单个PTC加热器并包括：壳体131，插入并安装穿过空调壳体110的第一通道110a和第二通道110b；芯部132，由分别布置在壳体131内的通道上的多个芯形成。

所述芯是布置在第一通道110a上的第一芯133和布置在第二通道110b上的第二芯134。

因此，当PTC加热器130的第一芯133和第二芯134被独立地控制时，可以独立地加热分别在空调壳体110的第一通道110a和第二通道110b中流动的空气。

换句话说，当第一芯133和第二芯134的热值被不同地控制时，可以不同地控制分别在第一通道110a和第二通道110b中流动的空气的温度，使得朝向车辆内部中的驾驶员座椅排出的空气和朝向车辆内部中的乘客座椅排出的空气可以具有不同的温度。

壳体131包括彼此组装以便固定芯部132的边缘的第一壳体131a和第二壳体131b，用于控制供应给第一芯133和第二芯134的电压的控制单元136设置在壳体131的一侧。

在这种情况下，壳体131具有形成为穿透壳体131的空气通道部131c，使得空气通过壳体131的空气通道部131c经过芯部132。

控制单元136包括用于控制供应到加热棒132a的(+)端子和(-)端子的电压的电压控制元件(未示出)和PCB基板(未示出)，下文将描述。

此外，控制单元136设置在壳体131的与第一芯133和第二芯134的加热棒132a平行的一侧。

也就是说，传统上，芯部的加热棒朝向控制单元布置，但是在本发明中，由于芯部132的加热棒132a与控制单元136平行布置，所以控制单元136的PCB基板通过壳体131的边缘的内部与加热棒132a的(+)端子和(-)端子连接。

同时，PTC加热器130以使得只有芯部132插入到空调壳体110中并且控制单元136位于空调壳体110的外表面上的方式安装。

此外，第一芯133和第二芯134中的每一个包括多个加热棒132a和安装在加热棒132a之间的散热翅片132b。

在这种情况下，第一芯133的加热棒132a和第二芯134的加热棒132a彼此平行地安装。

此外，第一芯133的加热棒132a和第二芯134的加热棒132a安装成与空调壳体110内的左右方向成直角。

也就是说，传统上，PTC加热器的加热棒沿左右方向(水平方向)安装，以跨过空调壳体的内部，但是根据本发明的优选实施例的PTC加热器130的加热棒132a沿空调壳体110内的竖直方向安装。

换句话说，PTC加热器130通过空调壳体110的左侧或右侧插入并安装到空调壳体110的内部，在这种情况下，加热棒132a安装为与PTC加热器130插入空调壳体110的方向成直角。

由于加热棒132a的安装结构，可以在单个PTC加热器130中独立地控制第一芯133和第二芯134。

同时，其中均嵌入有(+)端子(未示出)和PTC元件(未示出)的加热棒132a和其中均嵌入有(-)端子(未示出)和PTC元件(未示出)的加热棒132a以固定间隔彼此间隔开并依次安装。

因此，当通过控制单元136向加热棒132a的(+)端子和(-)端子供应电压时，PTC元件产生热，然后加热棒132a被加热并将热传递到散热翅片132b。在这种情况下，经过芯部132的每个散热翅片132b的空气被加热。

控制单元136可变地控制供应到芯部132的第一芯133和第二芯134的电压，以独立地控制第一芯133和第二芯134的热值。

同时，对于第一芯133和第二芯134的独立控制，温度传感器(未示出)分别安装在第一芯133和第二芯134上，以检测第一芯133和第二芯134的温度。也就是说，第一芯133和第二芯134由分别安装在第一芯133和第二芯134上的温度传感器控制。

此外，用于防止第一芯133和第二芯134之间的热传递的防热构件135安装在第一芯133和第二芯134之间。

也就是说，当第一芯133和第二芯134的热值被不同地控制时，可以防止第一芯133和第二芯134之间的不必要的热传递，以防止性能的劣化。

防热构件135包括旁通孔135a，以使得经过PTC加热器130的空气中的一些空气绕过第一芯133和第二芯134，以有效地防止第一芯133和第二芯134之间的热传递。

具有旁通孔135a的防热构件135防止了第一芯133和第二芯134之间的不必要的热传递或者降低芯部132的温度。

同时，防热构件135形成为格子状，使得旁通孔135a也形成为格子状。

优选地，防热构件135安装在与分隔件120相对应的位置。

图7示出了根据本发明的另一优选实施例的PTC加热器，并且将仅描述与根据第一优选实施例的PTC加热器130不同的部件。

在图7示出的PTC加热器130中，第一芯133的加热棒132a和第二芯134的加热棒132a沿着与空调壳体110内的左右方向相同的方向安装。

在这种情况下，优选地，第一芯133的加热棒132a和第二芯134的加热棒132a安装在同一直线上。

此外，安装在第一芯133和第二芯134之间的防热构件135安装成与加热棒132a成直角。

同时，图7的PTC加热器130与图5的PTC加热器130的不同之处在于图7的加热棒132a的安装方向与图5的加热棒132a的安装方向不同，但图7的PTC加热器130在结构上等同于图5的PTC加热器130。

如上所述，为了独立地控制经过空调壳体110的第一通道110a的空气和经过空调壳体110的第二通道110b的空气的温度，由于能够独立地控制第一芯133和第二芯134的单个PTC加热器130安装在用于车辆的空调中，因此所述空调可以减少制造成本和重量，并且可以提高车辆燃料效率和生产率。

此外，根据本发明的用于车辆的PTC加热器130即使在较小的空间中也能够提供有效的加热性能，并能够容易地应用于使用由同一制造公司制造的PTC加热器的其他车辆。

以下，将对安装有根据本发明的用于车辆的PTC加热器130的空调壳体110中的空气流动过程进行描述。

首先，当鼓风机单元操作时，空气被吹送到空调壳体110的空气流入口111，然后经过蒸发器101。在这种情况下，空气与在蒸发器101中流动的冷的制冷剂交换热以被冷却。

在经过蒸发器101时冷却的空气在经过空调壳体110的第一通道110a和第二通道110b的同时经过PTC加热器130的第一芯133和第二芯134。

在这种情况下，当通过PTC加热器130的第一芯133和第二芯134的独立控制来不同地控制热值时，经过第一芯133的空气的温度与经过第二芯134的空气的温度不同。

接着，分别经过PTC加热器130的第一芯133和第二芯134的空气被排放到根据空气流出模式(诸如，面部模式、双层模式、地板模式、混合模式和除霜模式)打开的空气流出口，然后被供应到车辆内部的各个部分。

Claims

1.一种用于车辆的正温度系数(PTC)加热器，所述PTC加热器插入并安装在形成在空调壳体(110)内的多个通道中，以加热在所述多个通道中流动的空气，所述PTC加热器包括：

壳体(131)，插入并安装在所述空调壳体(110)的多个通道上；和

芯部(132)，由在壳体(131)内侧分别布置于所述多个通道的多个芯形成，

其中，所述多个通道包括形成在空调壳体(110)内的第一通道(110a)和第二通道(110b)，

所述芯包括布置在第一通道(110a)上的第一芯(133)和布置在第二通道(110b)上的第二芯(134)，

用于防止第一芯(133)和第二芯(134)之间的热传递的防热构件(135)安装在第一芯(133)和第二芯(134)之间，

在防热构件(135)形成有包括旁通孔(135a)，使得经过PTC加热器(130)的空气中一些空气绕过第一芯(133)和第二芯(134)，

所述PTC加热器独立地控制布置在所述多个通道上的各个芯，以独立地加热分别在所述多个通道中流动的空气。

2.一种用于车辆的正温度系数(PTC)加热器，所述PTC加热器插入并安装在形成在空调壳体(110)内的多个通道中，以加热在所述多个通道中流动的空气，所述PTC加热器包括：

壳体(131)，插入并安装在所述空调壳体(110)的通道上；和

芯部(132)，由在壳体(131)内侧分别布置于所述多个通道上的多个芯形成，

用于将第一通道(110a)和第二通道(110b)彼此分隔开的分隔件(120)安装在空调壳体(110)内，

其中，所述防热构件(135)安装在与所述分隔件(120)对应的位置，

所述PTC加热器独立地控制布置在所述通道上的芯，以独立地加热分别在所述通道中流动的空气。

3.根据权利要求1或2所述的PTC加热器，其中，第一芯(133)和第二芯(134)中的每个包括多个加热棒(132a)和安装在所述多个加热棒(132a)之间的散热翅片(132b)，

其中，第一芯(133)的加热棒(132a)和第二芯(134)的加热棒(132a)彼此平行地安装。

4.根据权利要求1或2所述的PTC加热器，其中，第一芯(133)的加热棒(132a)和第二芯(134)的加热棒(132a)安装成与空调壳体(110)内的左右方向成直角。

5.根据权利要求1或2所述的PTC加热器，其中，防热构件(135)形成为格子状，使得旁通孔(135a)也形成为格子状。

6.根据权利要求1或2所述的PTC加热器，其中，用于控制供应到第一芯(133)和第二芯(134)的电压的控制单元(136)设置在壳体(131)的与第一芯(133)和第二芯(134)的加热棒(132a)平行的一侧。

7.根据权利要求1或2所述的PTC加热器，其中，第一芯(133)和第二芯(134)中的每个包括多个加热棒(132a)和安装在加热棒(132a)之间的散热翅片(132b)，

其中，第一芯(133)的加热棒(132a)和第二芯(134)的加热棒(132a)沿着与空调壳体(110)内的左右方向相同的方向安装。

8.根据权利要求7所述的PTC加热器，其中，第一芯(133)的加热棒(132a)和第二芯(134)的加热棒(132a)安装在同一直线上。