CN110454969B - 一种ptc电加热器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种PTC电加热器，属于电加热装置技术领域，包括水箱、多个PTC发热模块、电气联接板，多个PTC发热模块嵌入水箱上侧并与水箱的外壁接触，电气联接板安装于水箱上侧并与多个PTC发热模块电气连接，所述PTC发热模块包括用于电气连接的正极片、负极片，正极片、负极片分别向上延伸有正极连接端、负极连接端，正极连接端、负极连接端分别侧向外凸形成有正极弹性凸起、负极弹性凸起，正极连接端、负极连接端插入电气联接板时，正极弹性凸起、负极弹性凸起分别内缩并侧向抵住电气联接板。本发明具有结构紧凑且便于安装电气联接板的优点。

Description

一种PTC电加热器
技术领域
本发明属于电加热装置技术领域，涉及一种PTC电加热器，尤其涉及一种用于新能源电动车的PTC电加热器。
背景技术
PTC(Positive Temperature Coefficient)加热器即为PTC加热器。PTC加热器具有启动速度快、温度控制性好、工作可靠性理想、节能和使用寿命长等特点。现阶段，PTC加热器在经常配置于新能源电动汽车上，用于电池热管理和空调取暖。
PTC电加热器通常包括内设流道的水箱、PTC发热模块、电气联接板，控制电路板、塑胶件、压铸铝外壳等。
例如一项申请号为201810863208.4的中国专利公开了一种PTC电加热器，包括所述控制器与所述PTC发热组件通过连接组件电气连接；所述PTC发热组件设置在所述水箱的顶部外壁或底部外壁上，且所述PTC发热组件与所述水箱的顶部外壁或底部外壁相接触，所述PTC发热组件与所述水箱进行热交换；所述控制器设置在所述水箱的外侧壁上，且所述控制器与所述水箱的外侧壁相接触，所述控制器与所述水箱进行热交换。
但是该PTC加热器的正极片、负极片插入电气联接板后仍需通过焊接工艺才能实现电连接，且设计结构繁杂，生产的一致性难以保证，生产效率比较低，而且一旦出现虚焊的情况，难以排查故障原因。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种结构紧凑且便于安装电气联接板的PTC电加热器。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种PTC电加热器，包括水箱、多个PTC发热模块、电气联接板，多个PTC发热模块嵌入水箱上侧并与水箱的外壁接触，电气联接板安装于水箱上侧并与多个PTC发热模块电气连接，所述PTC发热模块包括用于电气连接的正极片、负极片，正极片、负极片分别向上延伸有正极连接端、负极连接端，正极连接端、负极连接端分别侧向外凸形成有正极弹性凸起、负极弹性凸起，正极连接端、负极连接端插入电气联接板时，正极弹性凸起、负极弹性凸起分别内缩并侧向抵住电气联接板。
作为本发明的进一步改进，所述PTC发热模块还包括发热片，发热片包括多个PTC热敏电阻，且任意相邻两个PTC热敏电阻之间紧密贴合；
正极片与发热片的一侧贴合设置，正极片沿任意相邻两个PTC热敏电阻之间的贴合缝隙开设有第一条形槽，第一条形槽一侧开口，另一侧封闭，任意相邻两个第一条形槽上下交错设置；
负极片与发热片的另一侧贴合设置，负极片沿任意相邻两个PTC热敏电阻之间的贴合缝隙开设有第二条形槽，第二条形槽一端开口，另一端封闭，且第二条形槽与对应位置上的第一条形槽上下交错设置。
作为本发明的进一步改进，所述PTC发热模块还包括绝缘支架、两个绝缘片和套壳，绝缘支架贯穿设置有供发热片嵌入的容纳腔，正极片、负极片分别嵌入容纳腔并与发热片贴合设置，沿绝缘支架的左右两侧分别内凹形成有环形台阶，两个绝缘片分别嵌入环形台阶并与正极片、负极片贴合设置，套壳套设于绝缘支架外侧并与两个绝缘片贴合设置，水箱上侧内凹形成有与PTC发热模块对应数量的容纳凹槽，套壳嵌入容纳凹槽中。
作为本发明的进一步改进，所述绝缘支架的左右两侧分别开设有供正极连接端、负极连接端嵌入的限位缺口。
作为本发明的进一步改进，所述绝缘片向上延伸有限位凸起，限位凸起嵌入限位缺口并与正极连接端或负极连接端贴合。
作为本发明的进一步改进，沿限位缺口外凸形成有定位柱，正极连接端、负极连接端分别开设有与供定位柱嵌入的正极定位孔、负极定位孔。
作为本发明的进一步改进，所述正极定位孔或负极定位孔的数量为两个，其中一个为圆形，另外一个为长圆形，每个限位缺口设有两个定位柱，且定位柱均呈圆柱形设置。
作为本发明的进一步改进，所述套壳的截面呈U字形设置，且U字形的两侧分别向外倾斜设置并与容纳凹槽楔形配合。
作为本发明的进一步改进，所述套壳两侧的上端面分别向外垂直延伸有挡边，挡边抵住水箱的上侧面。
作为本发明的进一步改进，所述水箱上侧还安装有箱盖，箱盖位于电气联接板上侧。
基于上述技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果：
1、当正极连接端、负极连接端插入电气联接板时，正极弹性凸起、负极弹性凸起受压收缩，并在弹力作用下与电气联接板涨紧固定，使得电气联接板无需与正极连接端、负极连接端焊接固定，电气联接板与正极片、负极片组装更加便捷，生产效率更高。
2、通过在正极片、负极片上分别设置上下交错的第一条形槽、第二条形槽，使得正极片在PTC热敏电阻贴合缝隙的位置留出足够间距以防止产生电流拉弧现象，且正极片与负极片的垂直间距可以做的更小，使得PTC发热模块的结构更加紧凑，空间利用率更高。同时，正极片、负极片可分别通过第一条形槽、第二条形槽减少发热时产生的应力，可靠性更佳。
3、通过在绝缘支架上设置限位缺口以定位安装正极片、负极片以及绝缘片，组装更便捷，且有效防止正极片、负极片及绝缘片松动。
附图说明
图1是本发明一较佳实施例的立体图。
图2是本发明一较佳实施例的爆炸图。
图3是本发明一较佳实施例的剖视图。
图4是图3中A处的局部放大图。
图5是PTC发热模块的立体图。
图6是PTC发热模块的爆炸图。
图7是绝缘支架的结构示意图。
图8是图7中B处的局部放大图。
图9是PTC发热模块的剖视图。
图10是正极片的结构示意图。
图11是负极片的结构示意图。
图中，10、水箱；11、容纳凹槽；20、箱盖；30、电气联接板；40、控制模块；50、PTC发热模块；
100、发热片；110、PTC热敏电阻；200、正极片；210、第一条形槽；220、正极连接端；221、正极定位孔；222、正极弹性凸起；300、负极片；310、第二条形槽；320、负极连接端；321、负极定位孔；322、负极弹性凸起；400、绝缘支架；410、容纳腔；420、环形台阶；430、限位缺口；431、定位柱；500、绝缘片；510、限位凸起；600、套壳；610、挡边。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1至图11所示，本PTC加热器包括水箱10、箱盖20、电气联接板30、控制模块40、多个PTC发热模块50，多个PTC发热模块50嵌入水箱10上侧并与水箱10的外壁接触，电气联接板30安装于水箱10上侧并与多个PTC发热模块50电气连接，箱盖20安装于水箱10上侧并位于电气联接板30上方，以避免电气连接部分外露，安全性更好，控制模块40安装于水箱10的一侧并与电气联接板30电气连接，以控制PTC加热器，PTC发热模块50通电所释放的热量经水箱10外壁传递给流经水箱10的水流，以实现加热功能，另外的工作原理不再赘述，具体可参考背景技术。
其中，PTC发热模块50，包括发热片100、正极片200、负极片300、绝缘支架400、绝缘片500和套壳600，正极片200、负极片300分别向上延伸有正极连接端220、负极连接端320，正极连接端220、负极连接端320分别侧向外凸形成有正极弹性凸起222、负极弹性凸起322，正极连接端220、负极连接端320插入电气联接板30时，正极弹性凸起222、负极弹性凸起322受压收缩，并在弹力作用下与电气联接板30涨紧固定，使得电气联接板30无需与正极连接端220、负极连接端320焊接固定，电气联接板30与正极片200、负极片300组装更加便捷，生产效率更高。
进一步的，发热片100包括三个PTC热敏电阻110，且任意相邻两个PTC热敏电阻110之间紧密贴合；
正极片200与发热片100的一侧贴合设置，正极片200沿任意相邻两个PTC热敏电阻110之间的贴合缝隙开设有第一条形槽210，第一条形槽210一侧开口，另一侧封闭，任意相邻两个第一条形槽210上下交错设置；
负极片300与发热片100的另一侧贴合设置，负极片300沿任意相邻两个PTC热敏电阻110之间的贴合缝隙开设有第二条形槽310，第二条形槽310一端开口，另一端封闭，且第二条形槽310与对应位置上的第一条形槽210上下交错设置；
绝缘支架400贯穿设置有供发热片100嵌入的容纳腔410，正极片200、负极片300分别嵌入容纳腔410并与发热片100贴合设置，沿绝缘支架400的左右两侧分别内凹形成有环形台阶420，两个绝缘片500分别嵌入环形台阶420并与正极片200、负极片300贴合设置，铝质的套壳600套设于绝缘支架400外侧并与两个绝缘片500贴合设置。
水箱10上侧内凹形成有与PTC发热模块50对应数量的容纳凹槽11，套壳嵌入容纳凹槽11，以使整个PTC发热模块50嵌装于水箱10外壁。
通过在正极片200、负极片300上分别设置上下交错的第一条形槽210、第二条形槽310，使得正极片200在PTC热敏电阻110贴合缝隙的位置留出足够间距以防止产生电流拉弧现象，且正极片200与负极片300的垂直间距可以做的更小，使得PTC发热模块50的结构更加紧凑，空间利用率更高。同时，正极片200、负极片300可分别通过第一条形槽210、第二条形槽310减少发热时产生的应力，可靠性更佳。
其中，绝缘片500的材料为氧化铝，相比现有的硅胶膜，氧化铝材质的绝缘片500导热效果更佳，而且不易破损，可靠性更佳，且硬质的绝缘片500装配更方便。另外，环形台阶420的上侧壁、下侧壁倾斜设置，从而引导加热片嵌入环形台阶420，组装更简便。
为提高组装效率，绝缘支架400的左右两侧分别开设有供正极连接端220、负极连接端320嵌入的限位缺口430，绝缘片500向上延伸有限位凸起510，限位凸起510嵌入限位缺口430并与正极连接端220或负极连接端320贴合。通过在绝缘支架400上设置限位缺口430以定位安装正极片200、负极片300以及绝缘片500，组装更便捷，且有效防止正极片200、负极片300及绝缘片500松动。
为进一步准确定位正极片200、负极片300的安装位置，以便于后续的电气连接，沿限位缺口430外凸形成有定位柱431，正极连接端220、负极连接端320分别开设有与供定位柱431嵌入的正极定位孔221、负极定位孔321。
其中，正极定位孔221或负极定位孔321的数量为两个，其中一个为圆形，另外一个为长圆形，每个限位缺口430设有两个水平布置的定位柱431，且定位柱431均呈圆柱形设置。
正极片200或负极片300装配时，通过长圆孔可补偿因制造产生的尺寸误差，以保证两个定位柱431均能嵌入正极片200或负极片300。
值得一提的是，套壳600的截面呈U字形设置，且U字形的两侧分别向外倾斜设置并与容纳凹槽11楔形配合，使得本PTC发热模块50嵌入水箱10时可形成楔形配合，以将套壳600内其他元件夹紧固定，连接更加可靠。另外，绝缘支架400呈上宽下窄的形状设置，且U字形套壳600的两侧分别嵌入环形台阶420，使得本PTC发热模块50的整体结构更加紧凑。
为方便每个PTC加热模块的拆装，套壳两侧的上端面分别向外垂直延伸有挡边610，挡边610抵住水箱10的上侧面。即通过挡边610可定位套壳嵌入容纳凹槽11的深度，以确保安装到位，且PTC发热模块50更加容易被夹持取出，方便后期的拆装维护。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (9)

1.一种PTC电加热器，包括水箱、多个PTC发热模块、电气联接板，多个PTC发热模块嵌入水箱上侧并与水箱的外壁接触，电气联接板安装于水箱上侧并与多个PTC发热模块电气连接，其特征在于，所述PTC发热模块包括用于电气连接的正极片、负极片，正极片、负极片分别向上延伸有正极连接端、负极连接端，正极连接端、负极连接端分别侧向外凸形成有正极弹性凸起、负极弹性凸起，正极连接端、负极连接端插入电气联接板时，正极弹性凸起、负极弹性凸起分别内缩并侧向抵住电气联接板；
所述PTC发热模块还包括发热片，发热片包括多个PTC热敏电阻，且任意相邻两个PTC热敏电阻之间紧密贴合；
正极片与发热片的一侧贴合设置，正极片沿任意相邻两个PTC热敏电阻之间的贴合缝隙开设有第一条形槽，第一条形槽一侧开口，另一侧封闭，任意相邻两个第一条形槽上下交错设置；
负极片与发热片的另一侧贴合设置，负极片沿任意相邻两个PTC热敏电阻之间的贴合缝隙开设有第二条形槽，第二条形槽一端开口，另一端封闭，且第二条形槽与对应位置上的第一条形槽上下交错设置。
2.根据权利要求1所述的一种PTC电加热器，其特征在于： 所述PTC发热模块还包括绝缘支架、两个绝缘片和套壳，绝缘支架贯穿设置有供发热片嵌入的容纳腔，正极片、负极片分别嵌入容纳腔并与发热片贴合设置，沿绝缘支架的左右两侧分别内凹形成有环形台阶，两个绝缘片分别嵌入环形台阶并与正极片、负极片贴合设置，套壳套设于绝缘支架外侧并与两个绝缘片贴合设置，水箱上侧内凹形成有与PTC发热模块对应数量的容纳凹槽，套壳嵌入容纳凹槽中。
3.根据权利要求2所述的一种PTC电加热器，其特征在于： 所述绝缘支架的左右两侧分别开设有供正极连接端、负极连接端嵌入的限位缺口。
4.根据权利要求3所述的一种PTC电加热器，其特征在于： 所述绝缘片向上延伸有限位凸起，限位凸起嵌入限位缺口并与正极连接端或负极连接端贴合。
5.根据权利要求3所述的一种PTC电加热器，其特征在于： 沿限位缺口外凸形成有定位柱，正极连接端、负极连接端分别开设有与供定位柱嵌入的正极定位孔、负极定位孔。
6.根据权利要求5所述的一种PTC电加热器，其特征在于： 所述正极定位孔或负极定位孔的数量为两个，其中一个为圆形，另外一个为长圆形，每个限位缺口设有两个定位柱，且定位柱均呈圆柱形设置。
7.根据权利要求2所述的一种PTC电加热器，其特征在于：所述套壳的截面呈U字形设置，且U字形的两侧分别向外倾斜设置并与容纳凹槽楔形配合。
8.根据权利要求7所述的一种PTC电加热器，其特征在于：所述套壳两侧的上端面分别向外垂直延伸有挡边，挡边抵住水箱的上侧面。
9.根据权利要求2所述的一种PTC电加热器，其特征在于：所述水箱上侧还安装有箱盖，箱盖位于电气联接板上侧。
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