CN107985019A - 一种带有接地结构的水暖加热器 - Google Patents

一种带有接地结构的水暖加热器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种带有接地结构的水暖加热器，包括水加热器本体、散热金属板、电控板、外壳，散热金属板的上表面与电控板接触，散热金属板的下表面与水加热器本体接触；外壳包括绝缘材质的底部和侧壁，侧壁内侧设有圆柱形支脚，底部向外侧面延伸出安装脚，圆柱形支脚为金属材质，安装脚的内层为金属材质，圆柱形支脚与安装脚的内层接触；还包括一金属导体，金属导体的一端与散热金属板连接，金属导体的另一端与圆柱形支脚连接。本发明巧妙的利用了散热金属板、安装脚的存在，无需改变水暖加热器的结构，生产制作也很方便、简洁，非常适合类似水箱结构的PTC水暖加热器，不增加产品体积，且外观美观，接地、组装更方便，使用更便利。

Description

一种带有接地结构的水暖加热器
技术领域
本发明设计新能源汽车领域，尤其涉及一种新能源汽车用PTC水暖加热器。
背景技术
为应对日益突出的燃油供求的矛盾和环境污染的问题，世界各国均在推进新能源汽车的发展。传统汽车一直把发动机的余热作为制暖热源，这种方式依赖于汽车的发动机，也就是说要在发动机工作的状态下，才能实施车内的取暖。另外，这种取暖系统的效率很低，在冬季启动了发动机后需要6-10min才能供暖。但电动汽车没有发动机，混合动力车载发动机停转时车内也需要供暖。
目前，PTC陶瓷特有的正温度系数阻温特性，其有着自动控温，温度随电压波动影响小等优良的电性能以及不会燃烧和无明火，使用寿命长等等安全特性。由PTC陶瓷制作的PTC加热器是一种理想的加热装置，它不仅很好的解决了在低温条件下电动汽车内部取暖和挡风玻璃除霜所需要的热源问题，还能应用于动力电池的热管理系统，在环境温度较低时对动力电池进行加热，而且由于其优良的绝缘性能确保了电动汽车的安全性能。
电动汽车制暖用PTC加热器有风暖和水暖两种，PTC水暖加热器，以PTC加热元件为发热核心，制作成PTC加热管，然后插入专用的铝合金导热体，通过加热防冻液，经由蒸发器向车内提供暖风，暖风柔和舒适，温度稳定适中，使用安全，节能高效。另外，PTC水加热器还可用于电动汽车动力电池热管理系统，通过加热防冻液给电池加热。
在电动汽车领域使用的PTC加热器使用环境有如下特点，一是工作电压高，至少在320V以上，一般在320VDC-750VDC；二是电动汽车的电压在运行中并不是恒定的，而是随着运行中电量的损耗而下降；三是由于汽车是在室外使用，四季温度及湿度的变化大；四是此加热器安装在汽车内使用，需更好的抗震动性能，且对使用寿命的要求更高，需达到十年以上；五是为了保证电动汽车在涉水、遭遇雨水或者部分被浸等极端环境下的安全性能，要求PTC加热器的防尘水性能最好达到IP67，避免对车内或车周边人员造成电击的意外伤害；六目前市场上现有广泛使用的类似德国埃贝赫结构的PTC水暖加热器，结构如下，PTC加热芯插入压铸铝槽(作为导热水槽)，铝槽放置在塑料外壳内，水(防冻液)在塑料外壳和铝槽之间流动，PTC加热芯通过加热铝槽把热量传导到水(防冻液)中。这种结构的接地方式比较简单，可以在压铸铝槽上伸出个耳朵(一起压铸成型)到塑料上下盖外面直接接地。另一种结构为采用类似水箱结构的液体容器，液体容器由若干扁管间隙排列构成，扁管两端由集流管形成液体进口管道和出口管道，PTC加热管和支撑片插在扁管与扁管之间的间隙中，这种结构的接地比较困难。
发明内容
发明目的：为了解决类似水箱结构的PTC水暖加热器接地的问题，本发明提供一种带有接地结构的水暖加热器。
技术方案：一种带有接地结构的水暖加热器，包括水加热器本体、散热金属板、电控板、外壳、金属导体，散热金属板的上表面与电控板接触，散热金属板的下表面与水加热器本体接触；外壳包括绝缘材质的底部和侧壁，侧壁内侧设有圆柱形支脚，底部向外侧面延伸出安装脚，圆柱形支脚为金属材质，安装脚的内层为金属材质，圆柱形支脚与安装脚的内层接触；金属导体的一端与散热金属板连接，金属导体的另一端与圆柱形支脚连接。
优选的，所述散热金属板的侧面开有螺纹孔，金属导体的一端通过螺钉安装在螺纹孔上。螺纹孔设在金属散热板侧面，不影响金属散热板与电控板以及水加热器本体贴合。
优选的，所述金属导体为长条状；圆柱形支脚的上部有外螺纹，金属导体与圆柱形支脚连接的一端开有通孔，该通孔大于圆柱形支脚的横截面直径，通过螺母将金属导体与圆柱形支脚固定。
优选的，所述金属导体为导电线。可以用长条状金属导体，也可以使用导电线，均可起到接地作用。
优选的，所述安装脚开有通孔，通孔内壁为金属材质，安装脚内还嵌有金属连接段，金属连接段一端连接通孔内壁，另一端连接圆柱形支脚。通孔方便安装该水暖加热器，且可以从通孔直接引出接地。
优选的，圆柱形支脚的下部嵌在外壳侧壁中，外壳侧壁为塑料材质。圆柱形支脚是金属材质，外壳本身是绝缘材质，一般为塑料，圆柱形支脚嵌入在外壳侧壁中，可以使外壳更坚固。
优选的，水加热器本体包括竖直排列的多个加热组件，每个加热组件包括一个PTC加热芯和两个液体通道，两个液体通道分别位于PTC加热芯两侧，液体通道为金属扁管，PTC加热芯包括PTC陶瓷元件、金属电极片、绝缘材料层、铝管，所述绝缘材料层包裹住PTC陶瓷元件和金属电极片，铝管包括在绝缘材料层外；还包括传热铝板，传热铝板位于相邻的两个加热组件之间。
优选的，水加热器本体还包括进液端，进液端位于液体通道的一端，进液端分出多个支路与多个液体通道连通，进液端为金属材质，散热金属板通过焊接或机械方法与进液端固定。进液端、液体通道、PTC加热芯的外层均为金属材质，因此散热金属板上引出的金属导体可以看作是与PTC加热芯直接接触。
优选的，所述电控板上有IGBT晶体管，所述散热金属板与IGBT晶体管紧贴。电控板的散热主要是IGBT晶体管的散热。
优选的，所述散热金属板为铝板或铜板。
有益效果：本发明提供的一种带有接地结构的水暖加热器，通过在PTC加热芯与外壳上的安装脚之间增加一条通路，将PTC加热芯接地的问题转化为外壳外侧的安装脚接地的问题，巧妙的利用了散热金属板、安装脚的存在，无需改变水暖加热器的结构，生产制作也很方便、简洁，非常适合类似水箱结构的PTC水暖加热器。金属导体通过螺纹方式连接在散热金属板上，连接可靠、接触电阻小，抗震动性好；本身安装脚就是存在的，用户可以直接将安装脚接地，不增加产品体积，且外观美观，接地、组装更方便，使用更便利。
附图说明
图1为带有接地结构的水暖加热器的结构示意图；
图2为带有接地结构的水暖加热器的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
如图1和2所示，带有接地结构的水暖加热器，包括水加热器本体1、散热金属板2、电控板(在散热金属板上方，未画出)、外壳3、金属导体4。散热金属板2的上表面与电控板接触，所述电控板上有IGBT晶体管，所述散热金属板2与IGBT晶体管紧贴，电控板的散热主要是IGBT晶体管的散热，所以散热金属板2起到对IGBT晶体管进行散热的作用，本实施例的散热金属板2为铝板，也可以是铜板或其他导热导电性能好的金属材质。
散热金属板2的下表面与水加热器本体1接触，水加热器本体1包括竖直排列的多个加热组件，每个加热组件包括一个PTC加热芯11和两个液体通道12，两个液体通道12分别位于PTC加热芯11两侧，液体通道12为金属扁管，PTC加热芯11包括PTC陶瓷元件、金属电极片、绝缘材料层、铝管，所述绝缘材料层包裹住PTC陶瓷元件和金属电极片，铝管包括在绝缘材料层外；还包括传热铝板13，传热铝板13位于相邻的两个加热组件之间，本实施例中只增加了两个传热铝板13，两个传热铝板13分别位于最外侧的两个加热组件旁边，可以根据需要设计传热铝板13的个数。水加热器本体1还包括进液端(被遮挡，未画出)，进液端位于液体通道12的一端，进液端分出多个支路与多个液体通道12连通，进液端为金属材质。被加热的液体从进液端进入，分别流入多个液体通道12，PTC加热芯11位于液体通道12两侧，对液体进行加热。
散热金属板2通过焊接或机械方法与进液端固定。散热金属板2、进液端、液体通道12、PTC加热芯11的外层均为金属材质，可以看为是一条通路。所以散热金属板2的作用不仅是散热，还可以作为连接金属导体4与PTC加热芯11之间的导体。
外壳3包括绝缘材质的底部31和侧壁32，本实施例中采用塑料材质制作外壳，侧壁32内侧设有圆柱形支脚5，圆柱形支脚5为金属材质，外壳底部31向外侧面延伸出安装脚6，安装脚6的内层为金属材质，所述安装脚6开有通孔61，通孔内壁为金属材质，可在通孔内壁设内螺纹以便安装，安装脚6内还嵌有金属连接段62，金属连接段62一端连接通孔内壁，另一端连接圆柱形支脚5。通孔61有内螺纹，便于安装该水暖加热器，也方便从通孔61直接引出接地。
金属导体4为长条状，所述散热金属板2的侧面开有螺纹孔，金属导体4的一端通过螺钉7安装在螺纹孔上。螺纹孔设在散热金属板2侧面，不影响散热金属板2与电控板以及水加热器本体1贴合。金属导体4的另一端与圆柱形支脚5连接，圆柱形支脚5的上部有外螺纹，金属导体4与圆柱形支脚5连接的一端开有通孔，该通孔大于圆柱形支脚5的横截面直径，通过螺母8将金属导体4与圆柱形支脚5固定。圆柱形支脚4的下部嵌入在外壳侧壁32中，只漏出上端的外螺纹，既不影响连接金属导体4，也可以使外壳侧壁32更坚固。
所述长条状的金属导体4也可以用导电线代替，均可起到接地作用。
在接地时，直接将安装脚6接地即可，操作简单方便，外观美观。

Claims (10)

1.一种带有接地结构的水暖加热器，其特征在于，包括水加热器本体(1)、散热金属板(2)、电控板、外壳(3)、金属导体(4)，散热金属板(2)的上表面与电控板接触，散热金属板(2)的下表面与水加热器本体(1)接触；外壳(3)包括绝缘材质的底部(31)和侧壁(32)，侧壁(32)内侧设有圆柱形支脚(5)，底部(31)向外侧面延伸出安装脚(6)，圆柱形支脚(5)为金属材质，安装脚(6)的内层为金属材质，圆柱形支脚(5)与安装脚(6)的内层接触；金属导体(4)的一端与散热金属板(2)连接，金属导体(4)的另一端与圆柱形支脚(5)连接。
2.根据权利要求1所述的带有接地结构的水暖加热器，其特征在于，所述散热金属板(2)的侧面开有螺纹孔，金属导体(4)的一端通过螺钉(7)安装在螺纹孔上。
3.根据权利要求1或2所述的带有接地结构的水暖加热器，其特征在于，所述金属导体(4)为长条状；圆柱形支脚(5)的上部有外螺纹，金属导体(4)与圆柱形支脚(5)连接的一端开有通孔，该通孔大于圆柱形支脚(5)的横截面直径，通过螺母(8)将金属导体(4)与圆柱形支脚(5)固定。
4.根据权利要求1或2所述的带有接地结构的水暖加热器，其特征在于，所述金属导体(4)为导电线。
5.根据权利要求1或2所述的带有接地结构的水暖加热器，其特征在于，所述安装脚(6)开有通孔(61)，通孔内壁为金属材质，安装脚(6)内还嵌有金属连接段(62)，金属连接段(62)一端连接通孔内壁，另一端连接圆柱形支脚(5)。
6.根据权利要求1或2所述的带有接地结构的水暖加热器，其特征在于，圆柱形支脚(5)的下部嵌在外壳侧壁(32)中，外壳侧壁(32)为塑料材质。
7.根据权利要求1或2所述的带有接地结构的水暖加热器，其特征在于，水加热器本体(1)包括竖直排列的多个加热组件，每个加热组件包括一个PTC加热芯(11)和两个液体通道(12)，两个液体通道(12)分别位于PTC加热芯(11)两侧，液体通道(12)为金属扁管，PTC加热芯(11)包括PTC陶瓷元件、金属电极片、绝缘材料层、铝管，所述绝缘材料层包裹住PTC陶瓷元件和金属电极片，铝管包括在绝缘材料层外；还包括传热铝板(13)，传热铝板(13)位于相邻的两个加热组件之间。
8.根据权利要求7所述的带有接地结构的水暖加热器，其特征在于，水加热器本体(1)还包括进液端，进液端位于液体通道(12)的一端，进液端分出多个支路与多个液体通道(12)连通，进液端为金属材质，散热金属板(2)通过焊接或机械方法与进液端固定。
9.根据权利要求1或2所述的带有接地结构的水暖加热器，其特征在于，所述电控板上有IGBT晶体管，所述散热金属板(2)与IGBT晶体管紧贴。
10.根据权利要求1或2所述的带有接地结构的水暖加热器，其特征在于，所述散热金属板(2)为铝板或铜板。
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