CN109424416A - 用于电动车辆的冷却水加热装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种冷却水加热装置包括：壳体，具有入口和出口，冷却水在第一侧通过入口流入并且冷却水在第二侧通过出口流出；护套式加热器，容纳在壳体中并通过电路电连接至外部，以加热壳体中的冷却水；以及防过热设备，容纳在壳体中以沿重力方向在壳体的上侧浸没在冷却水下方，防过热设备具有与护套式加热器的电路串联连接的正温度系数(PTC)设备，以允许PTC设备控制护套式加热器的通电。

Description

用于电动车辆的冷却水加热装置

技术领域

本发明涉及一种用于电动车辆的冷却水加热装置。更具体地，本发明涉及一种用于电动车辆的冷却水加热装置，其具有用于加热冷却水的护套式加热器，并且能够防止护套式加热器由于冷却水的泄漏而过热和损坏。

背景技术

近年来，在电动车辆方面，需要实现环境友好型技术以及诸如能源枯竭等问题的解决方案。由于电动车辆的优点在于它们通过使用从电池接收电力而输出动力的电动机进行操作，所以不排放二氧化碳，噪声非常小，并且电动机的能量效率高于发动机的能量效率。因此，电动车辆作为环境友好型车辆受到关注。

然而，与其中通过使用由发动机产生的热源对冷却水加热的传统内燃机不同，缺点在于，由于没有单独的发动机，所以电动车辆不能通过使用发动机产生的热量来加热冷却水。

因此，必须提供用于加热冷却水的单独装置。温度传感器或控制器通常应用于电路部分，以控制护套式加热器的温度并防止其过热。然而，当电路部分的控制器或传感器损坏时，不可能控制护套式加热器的通电(energization)，从而导致护套式加热器过热和损坏的缺点。

前述内容仅旨在帮助理解本发明的背景，并且不旨在意味着本发明内容落入本领域技术人员已知的相关技术的范围内。

发明内容

已经考虑到相关技术中出现的上述问题作出了本发明，并且本发明旨在提出一种用于电动车辆的冷却水加热装置，其能够在不将温度传感器直接应用于电路单元的情况下有效地防止护套式加热器过热。

根据本发明的一个方面，冷却水加热装置包括：壳体，具有入口和出口，冷却水在第一侧通过该入口流入并且冷却水在第二侧通过该出口流出；护套式加热器，容纳在壳体中并通过电路电连接至外部，以加热壳体中的冷却水；以及防过热设备，容纳在壳体中以沿重力方向在壳体的上侧浸没在冷却水中，防过热设备具有与护套式加热器的电路串联连接的正温度系数(PTC)设备，以允许PTC设备控制护套式加热器的通电。

防过热设备的PTC设备可以在PTC设备的相反两侧上设置有阳极端子和阴极端子，可以穿过壳体的上表面安装阳极端子和阴极端子，并且连接至电路的电线部可以设置在阳极端子和阴极端子的位于壳体外部的区域处，以在防过热设备损坏时，防止由于冷却水而引起的短路。

防过热设备可以包括：主体，其中形成有接收空间；PTC设备，插入接收空间中；阳极端子和阴极端子，分别接近地设置到PTC设备的相反侧；绝缘体，从外部围绕PTC设备、阳极端子和阴极端子；以及传感器，设置在主体的外周面上，以检测从PTC设备产生的热量的量。

壳体可以通过将壳体的上表面的一部分弯曲到壳体中并且形成在其中设置的接收空间来与主体一体地形成。

绝缘体可以配置为围绕阴极端子、PTC设备和阳极端子的定位成面向壳体的部分。

可以在主体与绝缘体之间设置弹性构件，以将阴极端子和阳极端子压靠在PTC设备上，使得阴极端子和阳极端子可以与PTC设备表面接触。

阴极端子和阳极端子中的任一个可以沿主体的竖直方向延伸，其中，该任一个的端部沿主体的底面弯曲，并且然后延伸以提供延伸部，以允许PTC设备定位在延伸部上，并且阳极端子和阴极端子中的另一个可以沿主体的竖直方向延伸，其中，该另一个的端部沿PTC设备的上表面弯曲并且然后延伸以提供弯曲部。

主体可以设置有用于密封主体的盖，并且可以在盖与电极之间设置弹性构件，以将阳极端子、阴极端子和PTC设备压靠在主体上，从而允许阳极端子和阴极端子与PTC设备紧密接触。

出口可以位于比入口更高的位置处，使得由护套式加热器加热的冷却水流出壳体。

防过热设备的上表面可以设置为位于比护套式加热器的上表面更高的位置处，并且从护套式加热器产生的热量的量根据壳体中的冷却水的水位而变化，使得防过热设备可以防止护套式加热器过热。

防过热设备的上表面和护套式加热器的上表面可以沿重力方向设置在壳体的上表面下方，并且从护套式加热器产生的热量的量可以根据壳体中的冷却水的水位而变化，使得防过热设备可以防止护套式加热器过热。

根据具有上述结构的用于电动车辆的冷却水加热装置，当通过护套式加热器加热冷却水时，可以通过防过热设备防止护套式加热器过热，从而防止蒸汽产生，并因此防止部件被损坏。另外，存在的优点在于，通过将防过热设备的传感器设置在需要的位置上，能够在没有单独的部件的情况下针对每种车辆类型不同地设定正常水位，并且可以通过使用稳定地用于控制温度的PTC设备而无需单独的控制设备来安全地控制用于电动车辆的冷却水加热装置。

附图说明

根据结合附图进行的以下详细描述，将更清楚地理解本发明的以上和其他目的、特征和其他优点，其中：

图1是示出根据本发明的示例性实施例的用于电动车辆的冷却水加热装置的视图；

图2是图1的防过热模块的截面图；

图3是示出根据本发明的用于电动车辆的冷却水加热装置的操作的视图；

图4是示出电阻与温度之间的关系的视图；以及

图5和图6是示出根据本发明的另一示例性实施例的用于电动车辆的冷却水加热装置的视图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图描述根据本发明的示例性实施例的用于电动车辆的冷却水加热装置。

图1是示出根据本发明的一个示例性实施例的用于电动车辆的冷却水加热设备的截面图，图2是图1的防过热模块的截面图，图3是示出根据本发明的用于电动车辆的冷却水加热装置的操作的视图，图4是示出电阻与温度之间的关系的视图，以及图5和图6是分别示出根据本发明的另一示例性实施例的用于电动车辆的冷却水加热装置的视图。

根据本发明的示例性实施例的用于电动车辆的冷却水加热装置包括：壳体100，具有入口110和出口130，冷却水在第一侧通过该入口流入并且冷却水在第二侧通过该出口流出；护套式加热器300，容纳在壳体100中并通过电路电连接至外部，以加热壳体100中的冷却水；以及防过热设备500，容纳在壳体100中以沿重力方向在壳体的上侧浸没在冷却水中，并且具有与护套式加热器300的电路串联连接的正温度系数(PTC)设备510，以允许PTC设备510控制护套式加热器300的通电。

如图1所示，壳体100具有入口110和出口130，冷却水在第一侧通过该入口流入并且冷却水在第二侧通过该出口流出，并且通过入口110流入的冷却水在壳体100中被护套式加热器300加热，然后从出口130流出。具体地，出口130位于比入口110更高的位置处，使得由护套式加热器300加热的冷却水借助由于温度差而引起的对流向上移动并且因此流出到壳体100的外部。在本说明书中，通过示例的方式将壳体100的形状示出和描述为圆柱形形状，但是本发明不限于此。

护套式加热器300容纳在壳体100中，并且通过电路电连接至外部，以加热壳体100中的冷却水。如图1所示，护套式加热器300可以成形为使得当护套式加热器300容纳在壳体100中时，该护套式加热器接触冷却水的面积可以尽可能地大，但是不限于此。

将更详细地描述防过热设备500。防过热设备500包括：主体530，其中具有接收空间；PTC设备510，插入接收空间中；阳极端子550和阴极端子540，紧密地附接至PTC设备510的两侧；绝缘体560，围绕PTC设备510、阳极端子550和阴极端子540；以及传感器590，设置在主体530的外周面上以检测由PTC设备510产生的热量。主体530可以单独形成并因此插入壳体100中。进一步地，主体530可以通过使壳体100的上表面的一部分朝向壳体100的内部弯曲并形成在其中设置的接收空间150而与壳体100一体地形成。

防过热设备500包括PTC设备510，其容纳在壳体100中并且串联连接至护套式加热器300的电路。传感器590设置在防过热设备500的外周面上，以检测从PTC设备510产生的热量。当PTC设备510电连接至传感器590并且然后释放热量时，此时传感器590感测排放的热量。因此，为了检测可以由防过热设备500检测的最小水位，传感器590可以设置在主体530的外周面上，并且具体地沿重力方向设置在下侧。具体地，传感器590沿重力方向安装在主体530的下侧而不是其他区域，以允许传感器590设置在基于最小水位的区域上，由此如果传感器590感测到由PTC设备510产生的热量的差异，则可以确认已经发生冷却水的泄漏。

由于防过热设备500一直在正常水位下浸入壳体100内的冷却水的下方，所以防过热设备500的上表面位于比护套式加热器300的上表面更高的位置处。否则，电线520或端子可能与冷却水接触，从而可能导致短路。替代地，防过热设备500的上表面和护套式加热器300的上表面可以沿重力方向安装在壳体100的下侧上，使得防过热设备500可以感测壳体100中的冷却水的水位，从而防止护套式加热器300过热。

防过热设备500通过使用电阻值根据温度变化的PTC设备510的电阻特性来控制护套式加热器300的通电。更具体地，如图4所示，PTC设备510允许护套式加热器300在过热控制区间C中正常操作，但在过热控制区间C以外的部分具有无限的电阻值。因此，由于根据公式V＝IR，电流在电阻增加时减小，所以没有电流流经护套式加热器300，从而防止护套式加热器300过热并且防止部件由于过热而被损坏。

具体地，如图3所示，当壳体100中的冷却水处于正常水位A时，防过热设备500一直设置为浸没在冷却水中。当防过热设备500通电时，由PTC设备510产生的热量排放到冷却水中，并且设置在防过热设备500中的传感器590感测从PTC设备510产生的热量。此时，由于PTC设备510也是在特定温度间隔内形成在电路中的具有预定值的可变电阻器，所以护套式加热器300正常操作。

然而，如果在壳体100中发生冷却水的泄漏从而导致冷却水的水位降低为异常水位B，则使PTC设备510在防过热设备500暴露于空气而没有浸没在冷却水下方的状态下释放热量。通常，由于水的传热速率大于空气的传热速率，所以在异常水位B处从防过热设备500的PTC设备510产生的热量低于在正常水位A处在冷却水内从PTC设备510产生的热量。因此，PTC设备510的温度逐渐增大，并且PTC设备510的电阻随着温度增大而增大。由于护套式加热器300串联电连接至防过热设备500和电路，所以通过限制整个系统的电流量来控制护套式加热器300的通电，由此防止护套式加热器过热。因此，存在的优点在于能够防止部件过热、损坏并提高部件的耐久性。

根据本发明的第一实施例，如图2所示，防过热设备500的PTC设备510具有设置在其两侧上的阳极端子550和阴极端子540，其中，沿与重力方向对应的纵向方向安装PTC设备510、阳极端子550和阴极端子540。具体地，穿过壳体100的上表面安装阳极端子550和阴极端子540，并且在阳极端子550和阴极端子540的设置在壳体100外部上的部分处，设置电连接至电路的电线520。如上所述，电线520被设计为位于壳体100的外部，由此当防过热设备500损坏时，可以防止由于冷却水而导致的漏电。绝缘体560形成为使得其可以围绕阴极端子540、PTC器件510和阳极端子550的位于壳体100上的部分。主体530位于绝缘体560的外部，并且绝缘体560和主体530彼此紧密接触以允许阳极端子550和阴极端子540与PTC设备510紧密接触，由此存在的优点在于：在PTC设备510和阳极端子550以及阴极端子540之间不产生噪声，并且PTC设备510的热量更有效地释放到外部。

图5示出本发明的第二实施例。防过热设备500的PTC设备510具有设置在其两侧上的阳极端子550和阴极端子540，其中，PTC设备510、阴极端子540和阳极端子550沿与重力方向对应的纵向方向延伸。具体地，阳极端子550和阴极端子540设置为穿过壳体100的上表面，并且在阳极端子550和阴极端子540的设置在壳体100外部的部分处，电线520电连接至电路。如上所述，电线520被设计成位于壳体100的外部，从而当防过热设备500损坏时，防止由于冷却水引起的短路。绝缘体560形成为围绕阴极端子540、PTC设备510和阳极端子550的朝向壳体100定位的部分。主体530位于绝缘体560的外部，并且在主体530与绝缘体560之间设置弹性构件570，使得通过弹性构件570将阳极端子540和阳极端子550压靠在PTC元件510上，从而彼此表面接触，由此存在的优点在于：在PTC元件510和阳极端子550以及阴极端子540之间不产生噪声，并且PTC元件510可以更有效地将热量释放到外部。

图6示出本发明的第三实施例。防过热设备500的PTC设备510包括位于其两侧上的阳极端子550和阴极端子540。阴极端子540和阳极端子550中的任一个沿主体530的竖直方向延伸，其中，其端部沿主体530的底面弯曲，然后延伸以形成延伸部591，以允许PTC设备510定位在延伸部591上方。阴极端子540和阳极端子550中的另一个沿主体530的竖直方向延伸，其中，其端部沿PTC设备510的上表面弯曲，然后延伸以形成弯曲部593，并且绝缘体560设置在主体530的内部，以围绕延伸部591、PTC设备510和剩余端子。主体530设置有用于密封主体530的盖580，并且在盖580与电极之间设置弹性构件570，使得可以将阳极端子550、阴极端子540和PTC设备510压靠在主体530上，以允许阳极端子550和阴极端子540与PTC设备510表面接触，由此存在的优点在于：在PTC设备510和阳极端子550以及阴极端子540之间不产生噪声，并且PTC设备510的热量可以更有效地释放到外部。

根据如上所述本发明的用于电动车辆的冷却水加热装置，存在的优点在于，当通过护套式加热器300加热冷却水时，由于防过热设备500可以防止护套式加热器300过热并防止形成蒸汽，所以可以防止部件损坏。另外，存在的优点在于，通过允许将防过热设备500的传感器590设置在需要的位置上，可以在不要求单独部件的情况下针对每种车辆类型不同地设定正常水位，并且可以通过使用能够稳定地控制温度的PTC设备510而无需单独的控制设备来安全地控制用于电动车辆的冷却水加热装置。

尽管已经为了说明的目的描述了本发明的示例性实施例，但是本领域技术人员将认识到，在不脱离所附权利要求公开的本发明的范围和精神的情况下，各种修改、添加和替换都是可能的。

Claims (11)

1.一种冷却水加热装置，包括：

壳体，具有入口和出口，冷却水在第一侧通过所述入口流入并且冷却水在第二侧通过所述出口流出；

护套式加热器，容纳在所述壳体中并且通过电路电连接至外部，以加热所述壳体中的冷却水；以及

防过热设备，容纳在所述壳体中并且沿重力方向在所述壳体的上侧浸没在所述冷却水中，所述防过热设备具有与所述护套式加热器的电路串联连接的正温度系数设备，以使所述正温度系数设备控制所述护套式加热器的通电。

2.根据权利要求1所述的冷却水加热装置，其中，所述防过热设备的正温度系数设备具有位于所述正温度系数设备的相反两侧上的阳极端子和阴极端子，

所述阳极端子和所述阴极端子安装为穿过所述壳体的上表面，

连接至所述电路的电线设置在所述阳极端子和所述阴极端子的位于所述壳体的外部的区域处，以在所述防过热设备损坏时，防止由于所述冷却水而引起的短路。

3.根据权利要求1所述的冷却水加热装置，其中，所述防过热设备包括：

主体，所述主体中形成有接收空间；

所述正温度系数设备，插入所述接收空间中；

阳极端子和阴极端子，分别接近地设置在所述正温度系数设备的相反两侧；

绝缘体，从外部围绕所述正温度系数设备、所述阳极端子和所述阴极端子；以及

传感器，设置在所述主体的外周面上，以检测从所述正温度系数设备产生的热量。

4.根据权利要求3所述的冷却水加热装置，其中，通过将所述壳体的上表面的一部分弯曲到所述壳体中并且在所述壳体的上表面的部分中具有所述接收空间，从而所述壳体一体地包括所述主体。

5.根据权利要求3所述的冷却水加热装置，其中，所述绝缘体围绕所述阴极端子、所述正温度系数设备和所述阳极端子的定位成面向所述壳体的部分。

6.根据权利要求3所述的冷却水加热装置，其中，弹性构件设置在所述主体与所述绝缘体之间，以将所述阴极端子和所述阳极端子压靠在所述正温度系数设备上，使得所述阴极端子和所述阳极端子与所述正温度系数设备表面接触。

7.根据权利要求3所述的冷却水加热装置，其中，所述阴极端子和所述阳极端子中的任一个沿所述主体的竖直方向上延伸，其中，所述任一个的端部沿所述主体的底面弯曲，然后延伸以提供延伸部，以使所述正温度系数设备设置在所述延伸部上，并且所述阳极端子和所述阴极端子中的另一个沿所述主体的竖直方向延伸，其中，所述另一个的端部沿所述正温度系数设备的上表面弯曲，然后延伸以提供弯曲部。

8.根据权利要求7所述的冷却水加热装置，其中，所述主体包括用于密封所述主体的盖，并且

弹性构件设置在所述盖与电极之间，以将所述阳极端子、所述阴极端子和所述正温度系数设备压靠在所述主体上，使得所述阳极端子和所述阴极端子与所述正温度系数设备紧密接触。

9.根据权利要求1所述的冷却水加热装置，其中，所述出口位于比所述入口更高的位置处，使得由所述护套式加热器加热的冷却水流出所述壳体。

10.根据权利要求1所述的冷却水加热装置，其中，所述防过热设备的上表面位于比所述护套式加热器的上表面更高的位置处，并且

从所述护套式加热器产生的热量根据所述壳体中的冷却水的水位而变化，使得所述防过热设备防止所述护套式加热器过热。

11.根据权利要求1所述的冷却水加热装置，其中，所述防过热设备的上表面和所述护套式加热器的上表面沿所述重力方向设置在所述壳体的上表面下方，并且

从所述护套式加热器产生的热量根据所述壳体中的冷却水的水位而变化，使得所述防过热设备防止所述护套式加热器过热。