CN110712493A - 用于车辆的电加热器和包括该电加热器的车辆 - Google Patents

用于车辆的电加热器和包括该电加热器的车辆 Download PDF

Info

Publication number
CN110712493A
CN110712493A CN201811382586.7A CN201811382586A CN110712493A CN 110712493 A CN110712493 A CN 110712493A CN 201811382586 A CN201811382586 A CN 201811382586A CN 110712493 A CN110712493 A CN 110712493A
Authority
CN
China
Prior art keywords
temperature coefficient
positive temperature
ceramic
vehicle
air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201811382586.7A
Other languages
English (en)
Inventor
权东浩
申基荣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Modern Auto Co Ltd
Hyundai Motor Co
Kia Corp
Original Assignee
Modern Auto Co Ltd
Kia Motors Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Modern Auto Co Ltd, Kia Motors Corp filed Critical Modern Auto Co Ltd
Publication of CN110712493A publication Critical patent/CN110712493A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • B60H1/2215—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant the heat being derived from electric heaters
    • B60H1/2225—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant the heat being derived from electric heaters arrangements of electric heaters for heating air
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00007—Combined heating, ventilating, or cooling devices
    • B60H1/00021—Air flow details of HVAC devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H3/00—Air heaters
    • F24H3/02—Air heaters with forced circulation
    • F24H3/04—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element
    • F24H3/0405—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element using electric energy supply, e.g. the heating medium being a resistive element; Heating by direct contact, i.e. with resistive elements, electrodes and fins being bonded together without additional element in-between
    • F24H3/0429—For vehicles
    • F24H3/0452—Frame constructions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • B60H1/2215—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant the heat being derived from electric heaters
    • B60H1/2218—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant the heat being derived from electric heaters controlling the operation of electric heaters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H3/00—Air heaters
    • F24H3/02—Air heaters with forced circulation
    • F24H3/04—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element
    • F24H3/0405—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element using electric energy supply, e.g. the heating medium being a resistive element; Heating by direct contact, i.e. with resistive elements, electrodes and fins being bonded together without additional element in-between
    • F24H3/0429—For vehicles
    • F24H3/0435—Structures comprising heat spreading elements in the form of fins
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/18—Arrangement or mounting of grates or heating means
    • F24H9/1809—Arrangement or mounting of grates or heating means for water heaters
    • F24H9/1818—Arrangement or mounting of electric heating means
    • F24H9/1827—Positive temperature coefficient [PTC] resistor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/18—Arrangement or mounting of grates or heating means
    • F24H9/1854—Arrangement or mounting of grates or heating means for air heaters
    • F24H9/1863—Arrangement or mounting of electric heating means
    • F24H9/1872—PTC
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
    • H05B3/12—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
    • H05B3/14—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
    • H05B3/141—Conductive ceramics, e.g. metal oxides, metal carbides, barium titanate, ferrites, zirconia, vitrous compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
    • H05B3/42—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
    • H05B3/42—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
    • H05B3/48—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible heating conductor embedded in insulating material
    • H05B3/50—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible heating conductor embedded in insulating material heating conductor arranged in metal tubes, the radiating surface having heat-conducting fins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00007—Combined heating, ventilating, or cooling devices
    • B60H1/00021—Air flow details of HVAC devices
    • B60H2001/00114—Heating or cooling details
    • B60H2001/00128—Electric heaters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • B60H2001/2268—Constructional features
    • B60H2001/2271—Heat exchangers, burners, ignition devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • B60H2001/2268—Constructional features
    • B60H2001/2281—Air supply, exhaust systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H2250/00—Electrical heat generating means
    • F24H2250/04—Positive or negative temperature coefficients, e.g. PTC, NTC
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/02—Heaters using heating elements having a positive temperature coefficient
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/022—Heaters specially adapted for heating gaseous material
    • H05B2203/023—Heaters of the type used for electrically heating the air blown in a vehicle compartment by the vehicle heating system
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/037—Heaters with zones of different power density

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)

Abstract

一种用于车辆的电加热器和包括该电加热器的车辆，该电加热器包括用于与空气进行热交换的散热片、通过接收电源电压而发热的陶瓷元件、以及用于支撑散热片和陶瓷元件的壳体。陶瓷元件包括第一正温度系数(PTC)元件和加热功率大于第一PTC元件的加热功率的第二PTC元件。

Description

用于车辆的电加热器和包括该电加热器的车辆
技术领域
本公开的形式涉及包括在加热、通风和空调(HVAC)装置中的电加热器以及包括该电加热器的车辆。
背景技术
本节中的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。
通常，用于车辆中的空调装置可包括用于冷却车辆的室内空间的冷却系统和用于加热车辆的室内空间的加热系统。
更详细地，冷却系统使用由发动机动力驱动的压缩机压缩制冷剂，控制压缩机以将压缩的制冷剂传送到冷凝器，控制冷凝器以使用冷却风扇的强制通风来冷凝制冷剂，控制冷凝的制冷剂以依次穿过接收干燥器、膨胀阀和蒸发器，并且控制所得的制冷剂移回压缩机。在这种情况下，由安装在空调箱体的入口处的鼓风机组的鼓风机风扇循环的空气与穿过蒸发器的制冷剂进行热交换，并且热交换的冷空气被排放到车辆的室内空间中，使得可冷却车辆室内空间中的空气。
同时，当加热系统控制发动机冷却剂通过加热器芯移回发动机时，加热系统控制由鼓风机组的鼓风机风扇吹送的空气与穿过加热器芯的冷却剂进行热交换，并且控制热交换的暖空气被排放到车辆的室内空间中，使得加热系统空气可加热车辆的室内空间中的空气。
具体地，加热系统被设计成在发动机被驱动并且在发动机周围流动的冷却剂被充分加热的条件下加热车辆的室内空间。然而，由于发动机和发动机点火前的冷却剂在冬天通常保持在零下的温度，所以要消耗很长一段时间直到发动机温度升高到预定温度或更高，使得加热系统不可能在发动机点火后的初始驱动阶段期间向车辆的室内空间供应暖空气。
因此，为了即使在发动机点火之后的初始驱动阶段也加热车辆的室内空间，最近已经开发出一种使用具有正温度特性的正温度系数(PTC)元件的电加热器，其中PTC元件的电阻与温度的升高成比例地增加。
基于PTC元件的电加热器靠近安装在空调箱体中的典型加热器芯布置并且直接加热空气，使得电加热器可在从发动机的初始驱动阶段到发动机的正常驱动阶段的范围内增加车辆的室内空间的空气温度。
涉及用于车辆的常规电加热器的美国专利第7,667,164号公开一种用于实施具有比标准PTC元件更低功率和更高电阻的低功率(高电阻)元件的技术，以便抵消或补偿对于在标准PTC元件的制造过程中发生的可能性较高的误差，使得在电加热器中提供较低功率(较高电阻)的元件。
然而，我们已经发现，上述常规技术的缺点在于，由于空调箱体的热熔点，电加热器的最大容量(即，最高温度)受到限制，并且尽管需要额外加热车载加热系统，但几乎不可能提高PTC元件的加热温度。也就是说，电加热器的功率量由电加热器的给定区域决定。
发明内容
本公开提供一种用于车辆的电加热器(也称为车载电加热器)，用于以各种方式改变PTC元件的类别和布置，从而在电加热器的受限加热区域内产生最大量的功率(即，加热温度的增加)，并且通过减少标准PTC元件的数量降低电加热器的生产成本，并提供一种包括该电加热器的车辆。
本公开的附加方面将部分地在以下描述中阐述，并且部分地将从描述中显而易见，或者可通过本公开的实践来学习。
根据本公开的一方面，一种用于车辆的电加热器，包括：散热片，经配置以与空气进行热交换；至少一个陶瓷元件，经配置以通过接收电源电压来发热；以及壳体，经配置以支撑散热片和陶瓷元件。该至少一个陶瓷元件包括第一正温度系数(positivetemperature coefficient)(PTC)元件和第二PTC元件，并且该第二PTC元件具有比第一PTC元件的加热功率更高的加热功率量。
陶瓷元件可包括设置在壳体的外侧的第一PTC元件以及设置在壳体的内侧的第二PTC元件。
至少一个陶瓷元件可包括多个陶瓷元件，多个陶瓷元件中布置有不同的PTC元件。多个陶瓷元件中的第一陶瓷元件可仅包括第一PTC元件，并且多个陶瓷元件中的第二陶瓷元件包括第一PTC元件和第二PTC元件。
第一PTC元件和第二PTC元件中的每一个可具有根据空气量(即，空气体积)可改变的加热操作温度。
至少一个陶瓷元件可包括多个第一PTC元件和多个第二PTC元件。
第二PTC元件可具有的在大约25℃下可改变的低电阻值比第一PTC元件的低电阻值小。
根据本公开的另一方面，车辆包括主体和用于车辆的电加热器，电加热器用于加热主体的室内空间的空气。用于车辆的电加热器可包括：散热片，经配置以与空气进行热交换；至少一个陶瓷元件，经配置以通过接收电源电压来发热；以及壳体，经配置以支撑散热片和至少一个陶瓷元件。陶瓷元件可包括第一正温度系数(PTC)元件和具有比第一PTC元件的加热功率更高的加热功率量的第二PTC元件。
至少一个陶瓷元件可包括设置在壳体的外侧的第一PTC元件和设置在壳体的内侧的第二PTC元件。
至少一个陶瓷元件可包括设置在散热片的底表面处并且由壳体支撑的多个陶瓷元件。
多个陶瓷元件中的第一陶瓷元件可仅包括第一PTC元件，并且多个陶瓷元件中的第二陶瓷元件可包括彼此间隔开预定距离的第一PTC元件和第二PTC元件。
第一PTC元件和第二PTC元件中的每一个可具有根据空气量(即，空气体积)可改变的加热操作温度。
至少一个陶瓷元件可包括多个第一PTC元件和多个第二PTC元件。
第二PTC元件可具有的在大约25℃下可改变的低电阻值比第一PTC元件的低电阻值小。
车辆可进一步包括蒸发器，用于允许主体的室内空间的空气与制冷剂进行热交换，以及加热器芯，用于使用发动机的冷却剂加热由蒸发器冷却的空气。
车辆可进一步包括出口，由电加热器加热的空气通过该出口被排放到主体的室内空间中。
车辆可进一步包括设置在第一散热片的底表面处的杆管、经配置以使杆管和端子板绝缘的绝缘材料以及经配置以固定端子板的位置的引导件。
根据本文提供的描述，其他适用领域将变得显而易见。应该理解，描述和具体示例仅用于说明的目的，并不旨在限制本公开的范围。
附图说明
为了可良好地理解本公开，现在将描述其各种形式，通过示例的方式给出，参考附图，其中：
图1为示出以本公开的一种形式的嵌入车辆的空调的视图；
图2为示出以本公开的一种形式的加热、通风和空调(HVAC)装置的视图；
图3为示出以本公开的一种形式的PTC加热器的视图；
图4为示出以本公开的一种形式的PTC加热器的分解透视图；
图5为示出常规标准PTC元件的特性的曲线图；
图6为示出以本公开的一种形式的PTC元件的特性的曲线图；
图7为示出以本公开的一种形式的陶瓷元件中的PTC元件的布置的分解透视图；
图8为示出图7的形式的概念图；以及
图9A至图9C为示出以本公开的另一形式的PTC元件的布置的视图。
本文描述的附图仅用于说明目的，并不旨在以任何方式限制本公开的范围。
具体实施方式
以下描述本质上仅为示例性的，并不旨在限制本公开、应用或用途。应该理解，在整个附图中，相应的附图标记表示相同或相应的部件和特征。
现在将详细参考本公开的形式，其示例在附图中示出。应当注意，本公开的说明书没有描述表格的所有组成元件，并且为了清楚起见，本文将不描述本领域技术人员公知的一般事项和表格的多余事项。
在整个本公开中，术语“..部件”、“...模块”、“...构件”、“...块”等意指能够由硬件、软件或其组合实施的元件。如在说明书和所附权利要求中所使用的，术语“..部件”、“...模块”、“...构件”、“...块”可由单个组成元件实施，或者术语“..部件”、“...模块”、“...构件”、“...块”可包括多个组成元件。
在整个本公开中，如果假设某个部件连接(或联接)到另一个部件，则术语“连接或联接”意指该特定部件直接连接(或联接)到另一个部件和/或间接连接(或联接)到另一个部件。这里，间接连接(或间接联接)可在概念上包括通过无线通信网络的连接(或联接)。
在整个本公开中，如果假设某个部件包括某个组件，则术语“包含或包括”意指相应的组件可进一步包括其他组件，除非上下文另有明确指示。
在本公开的描述中，术语“第一”和“第二”可用于描述各种组件，但是组件不受这些术语的限制。这些术语可用于区分一个组件与另一个组件。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，第一组件可称为第二组件并且第二组件可称为第一组件。术语“和/或”可包括多个项目的组合或多个项目中的任何一个。
除非上下文另有明确规定，否则术语“一”、“一种”、“一个”、“该”和其他类似术语包括单数和复数形式。
为了便于描述和更好地理解本公开，使用稍后将描述的各个操作中使用的标识号，不描述本公开的各个操作的顺序或序列，并且本公开的各个操作可以与本公开中写的顺序不同的方式执行，除非每个操作的上下文清楚地指示特定顺序。
以下将参考附图给出本公开的原理和本公开的形式。下面将参考附图给出根据本公开的形式的用于车辆的电加热器。
图1为示出根据本公开的示例性形式的嵌入在车辆1中的空调的视图。
参考图1，车辆1可包括：形成车辆1的外观的主体2、用于使车辆1从一个地方移动到另一个地方的车轮3、用于旋转车轮3的驱动装置(未示出)以及用于控制车轮3的方向盘(未示出)。
更详细地，驱动装置可以以主体2向前或向后移动的方式向车轮3提供旋转力。驱动装置可包括通过燃烧化石燃料产生旋转力的发动机或者在从电池(未示出)接收动力时产生旋转力的马达。
同时，车辆1不仅可包括驱动装置，还可包括用于执行车辆1的室内空间的空气调节的空调装置10。坐在主体2的室内空间的座位等上的用户可看到空气通过其排放的排气口29、输入按钮(未示出)等。然而，空调装置10可包括用于空气调节的各种组成元件。
更详细地，空调装置10可包括位于主体2的前部以吸入车辆1的室外空气的入口部分11、用于过滤掉空气中的污垢或灰尘的过滤器部分12、用于使用室外空气冷却高温制冷剂以液化制冷剂的冷凝器13、用于通过冷却剂将产生的热量的一些部分散发到外部的散热器14、用于通过循环和压缩制冷剂来增加压力的压缩机15、用于储存制冷剂并且从制冷剂中分离气泡的接收器16、以及用于将从膨胀阀(未示出)接收的液态制冷剂转换成低温低压制冷剂并且用于通过制冷剂和空气之间的热交换冷却主体2的室内空间的空气的蒸发器21。
同时，如图1所示，蒸发器21可设置在中央控制台(也称为中央仪表板)的后侧，所述中央控制台设置在车辆1的其中驾驶员或乘客乘坐的室内空间中。
空调装置10可进一步包括加热、通风和空调(HVAC)装置，以控制车辆的其中用户乘坐的室内空间的空气温度并控制蒸发器21。
图2为示出以本公开的一种形式的(HVAC)装置20的视图。图3为示出根据本公开的示例性形式的PTC加热器的视图。在下文中，将描述图2和图3以避免其冗余描述。
参照图2，从驾驶员座位的角度来看，HVAC装置20可包括第一出口22、第二出口23、第三出口24、第四出口25、管道26、抗菌过滤器27、马达28和蒸发器21。第一出口22形成为朝向主体2的挡风玻璃排放空气。第二出口23形成为朝向驾驶员或乘客的胸部排放空气。第三出口24形成为通过管朝向车辆的后座排放空气。第四出口25形成为朝向坐在驾驶员座位或乘客座位上的用户的脚排放空气。管道26形成为接收主体2的室内空间的室内空气。抗菌过滤器27形成为从接收的室内空气中过滤掉污垢或灰尘。马达28和蒸发器21形成为控制室内空气的流动。
如图1所示，蒸发器21连接到管道26，使得空气被冷却。更详细地，通过管道26吸入的室内空气可通过马达28的操作穿过抗菌过滤器27，并且然后可流入蒸发器21中。
参考图3，已经通过蒸发器21的空气可到达加热器芯29。加热器芯29可使用发动机冷却剂加热(或暖热)空气。由发动机加热的冷却剂的温度可能由于加热器芯29而升高。
也就是说，HVAC装置20可调节由蒸发器21冷却然后穿过加热器芯29的空气的量，使得HVAC装置20可最终调节空气温度。
同时，由于设置有柴油发动机的车辆1中用于增加加热模式的空气温度的速度比设置有汽油发动机的车辆中用于增加加热模式的空气温度的速度慢，因此HVAC装置20可进一步不仅包括加热器芯29，还可包括电加热器(即，PTC加热器)100。
由于电动车辆不包括发动机舱，所以电动车辆通常设计成使用PTC加热器100作为主加热系统。
在冷却剂的温度达到预定温度之前，PTC加热器100可电发热，使得PTC加热器100可加热空气。
图4为示出根据本公开的示例性形式的PTC加热器的分解透视图。
参考图4，PTC加热器100可包括：用于与空气进行热交换的散热片101a、用作接地电源的杆管102、用于绝缘正(+)电源的绝缘材料103、对应于正(+)电源的端子板104、用于固定端子板104的位置的引导件105、对应于热源的加热元件110(下文中称为陶瓷元件)、用于与空气进行热交换的第二散热片101b、用于支撑PTC加热器100的组成元件的后壳体106、连接到接地电压的接地端子107、连接到接地端子107的连接器、以及与后壳体106一起支撑PTC元件100的组成元件的前壳体108。
在这种情况下，对应于热源的陶瓷元件110可包括由例如钛酸钡(BaTiO3)形成的多个加热元件。
同时，用于常规PTC加热器的陶瓷元件110的加热元件可仅包括至少一个元件，其工作温度根据施加到PTC加热器100的空气量而改变，或者所述加热元件可进一步包括低功率(高电阻)PTC元件。
然而，以本公开的一种形式布置在陶瓷元件110中的PTC元件中的每一个具有可在大约25℃下改变的低电阻值(R25)，并且每个具有低电阻值(R25)的PTC元件布置有至少一个标准PTC元件。结果，在HVAC装置20中增加附加加热程度，同时减少标准PTC元件的数量，使得可大大降低PTC加热器的生产成本。
图5为示出常规标准PTC元件的特性的曲线图。图6为示出根据本公开的示例性形式的PTC元件的特性的曲线图。在下文中，将描述图5和图6以避免其冗余描述。
在图5和图6的曲线图中，X轴可表示PTC元件(即加热元件)的摄氏温度，并且Y轴可表示Rm中的电阻率。根据图5的曲线图的评估条件，输入电压设定为13.5V，并且HVAC装置20的壳体的外围空气的温度设定为大约0℃。
一般的PTC元件，即标准PTC元件111，可具有与图5中相同的特性，并且PTC元件的工作温度和相关联的电阻率特性可根据施加到标准PTC元件的空气体积而改变。
更详细地，当空气体积从大约386CHM(流速的每小时立方米，m3/hr)可变地改变到0CHM时，标准PTC元件111的操作温度(T)也从TRmin可变地改变到167℃。
陶瓷元件110不仅可包括标准PTC元件(下文中称为第一PTC元件)111，还可包括具有图6的曲线图中所示特性的第二PTC元件112。
更详细地，在HVAC装置20的外围空气的温度大约为85℃、输入电压大约为16V并且空气体积等于或小于约0CHM的特定条件下，第一PTC元件111的加热温度约为174℃。
尽管第二PTC元件112的工作温度可以以与第一PTC元件111相同的方式而根据空气体积而改变，但是第二PTC元件112可包括特定材料，在HVAC装置20的外围空气的温度大约为85℃、输入电压大约为16V、并且空气量等于或小于大约0CHM的特定条件下，该特定材料的加热温度等于或高于大约175℃，如图6所示。
因此，尽管第二PTC元件112可具有与第一PTC元件111相同的电阻率值，但是第二PTC元件112可发出大约175℃或更高的热量。
此外，当HVAC壳体的外围空气的温度等于或高于大约175℃时，HVAC装置20及其结构可具有高的熔化的可能性，根据该形式的HVAC装置20即使当需要对HVAC装置20进行附加加热时，也可使用第二PTC元件112增加加热温度。另外，尽管HVAC装置20包括第二PTC元件112，但应注意，PTC加热器100未被破坏。
图7为示出以本公开的一种形式的陶瓷元件中的PTC元件的布置的分解透视图。图8为示出图7的形式的概念图。在下文中，将描述图7和图8以避免其冗余描述。
参考图7，陶瓷元件110可包括至少一个第一PTC元件111和图6所示的至少一个第二PTC元件112。在陶瓷元件110中，第一PTC元件111可与第二PTC元件112隔开预定距离。
在图7中公开的形式中，第一PTC元件111与前壳体108或后壳体106之间的距离可不同于第二PTC元件112与前壳体108或后壳体106之间的距离。详细地，第一PTC元件111可基于从后壳体106到前壳体108的方向或从前壳体108到后壳体106的方向布置在外侧。第二PTC元件112可基于从后壳体106到前壳体108的方向或从前壳体108到后壳体106的方向布置在内侧。
也就是说，与第一PTC元件111相比，PTC加热器100可允许第二PTC元件112设置在加热器的更内侧。下面将参考图9A至图9C给出其详细描述。
同时，图7的透视图示出其中包括安装到PTC加热器100的陶瓷元件110的一个示例。也就是说，PTC加热器100可包括多个陶瓷元件110。每个陶瓷元件110可包括至少一个第一PTC元件111和至少一个第二PTC元件112。
如果第一PTC元件111和第二PTC元件112设置为如图7所示，则设置有由陶瓷元件110构成的三个层的PTC加热器100可包括PTC元件111和PTC元件112，如图8所示。
更详细地，第一PTC元件可相对于壳体106和壳体108布置在外侧，并且第二PTC元件112可相对于壳体106和壳体108布置在内侧。结果，PTC加热器100可进一步增加PTC加热器100内部的加热功率量，使得有可能克服常规PTC加热器100的功率量的限制，在常规PTC加热器中功率量受给定区域的限制。另外，也可减少使用的第一PTC元件的数量，第一PTC元件中的每一个对应于常规的标准PTC元件。
图9A至图9C为示出以本公开的另一形式的PTC元件的布置的视图。在下文中，将描述图9A至图9C以避免其冗余描述。
参考图9A，在一批中，用于常规PTC加热器的各个第一PTC元件111可与陶瓷元件110隔开预定距离。另外，常规的PTC加热器必须仅使用第一PTC元件111以实施多个PTC元件，从而引起更大的使用不便。
与常规的PTC加热器相比，根据本公开的另一种形式的PTC加热器100包括彼此隔开预定距离并且以各种方式布置的至少一个第一PTC元件111和至少一个第二PTC元件112。
参考图9B，PTC加热器100可包括由陶瓷元件110组成的11个层。
更详细地，如从图9B中可看出，PTC加热器110的第一陶瓷元件110a可包括四个第一PTC元件111。在第二陶瓷元件110b中，至少一个第一PTC元件111可布置在图7所示的前壳体108或后壳体106的外侧，并且第二PTC元件112可布置在图7所示的前壳体108或后壳体106的内侧。
尽管第三陶瓷元件110c以与第二陶瓷元件110b相同的方式包括第一PTC元件111和第二PTC元件112，但是根据另一种形式的PTC加热器110的PTC元件111和PTC元件112可不平行于第二陶瓷元件110b的PTC元件布置，并且可布置成与第二陶瓷元件110b的PTC元件一起具有Z字形图案。
同时，安装到图9B的PTC加热器100的第二PTC元件112可由加热温度比第一PTC元件111高约5℃至6℃的材料形成。在这种情况下，PTC加热器100的表面温度可为大约175℃至180℃。
参考图9C，根据又一种形式的PTC加热器100也可包括由陶瓷元件110组成的11个层。
然而，与图9B不同，图9C的PTC加热器100可包括至少一个第一PTC元件111和至少一个第三PTC元件113。第三PTC元件113可由加热温度等于或高于大约185℃的材料形成。
然而，为了在图9C的PTC加热器100中实施相同的目标功率量(例如，5000瓦)，第三PTC元件113可以以与图9C的PTC加热器100不同的方式布置。
也就是说，如图9C所示，根据又一种形式的PTC加热器100可构造成使得从第二陶瓷元件110b中仅省略位于后壳体106的方向上的一个第一PTC元件111。另外，为了在PTC加热器110内实施更高的加热功率量，可省略第一PTC元件111并以Z字形图案布置。
结果，PTC加热器100可实施为具有比常规PTC加热器更少数量的PTC元件，并且具有比常规PTC加热器更高量的加热功率。
也就是说，PTC加热器100可减少PTC元件的总数，使得可显著降低电加热器的生产成本。
如从上述显而易见的，根据本公开的形式的用于车辆的电加热器(即，车载电加热器)和包括该电加热器的车辆，可以各种方式改变PTC元件的类别和布置，可在电加热器的受限加热区域内产生最大量的功率(即，加热温度的升高)，并且可通过减少标准PTC元件的数量降低电加热器的生产成本。
尽管已经示出和描述本公开的一些形式，但是本领域技术人员将理解，在不脱离本公开的原理和精神的情况下，可对这些形式进行改变。

Claims (16)

1.一种用于车辆的电加热器，所述电加热器包括：
散热片，配置成与空气进行热交换；
至少一个陶瓷元件，配置成通过接收电源电压来发热；以及
壳体，配置成支撑所述散热片和所述至少一个陶瓷元件，
其中所述至少一个陶瓷元件包括：
第一正温度系数元件，以及
第二正温度系数元件，具有的加热功率大于所述第一正温度系数元件的加热功率。
2.根据权利要求1所述的电加热器，其中所述第一正温度系数元件设置在所述壳体的外侧，并且所述第二正温度系数元件设置在所述壳体的内侧。
3.根据权利要求2所述的电加热器，其中所述至少一个陶瓷元件包括多个陶瓷元件，所述多个陶瓷元件中布置有不同的正温度系数元件，所述多个陶瓷元件中的第一陶瓷元件仅包括所述第一正温度系数元件，并且
所述多个陶瓷元件中的第二陶瓷元件包括所述第一正温度系数元件和所述第二正温度系数元件。
4.根据权利要求1所述的电加热器，其中所述第一正温度系数元件和所述第二正温度系数元件中的每一个具有能基于空气的量改变的加热操作温度。
5.根据权利要求1所述的电加热器，其中所述至少一个陶瓷元件包括多个所述第一正温度系数元件和多个所述第二正温度系数元件。
6.根据权利要求1所述的电加热器，其中所述第二正温度系数元件具有的能在大约25℃下改变的低电阻值比所述第一正温度系数元件的低电阻值小。
7.一种车辆，包括：
主体；以及
电加热器，配置成加热所述主体的室内空间的空气，
其中所述电加热器包括：
散热片，配置成与空气进行热交换，
至少一个陶瓷元件，配置成通过接收电源电压来发热，以及
壳体，配置成支撑所述散热片和所述至少一个陶瓷元件，
其中，所述至少一个陶瓷元件包括：
第一正温度系数元件，以及
第二正温度系数元件，具有的加热功率大于所述第一正温度系数元件的加热功率。
8.根据权利要求7所述的车辆，其中所述至少一个陶瓷元件包括：
所述第一正温度系数元件，设置在所述壳体的外侧；以及
所述第二正温度系数元件，设置在所述壳体的内侧。
9.根据权利要求8所述的车辆，其中所述至少一个陶瓷元件包括多个陶瓷元件，所述多个陶瓷元件设置在所述散热片的底表面处并且由所述壳体支撑。
10.根据权利要求9所述的车辆，其中：
所述多个陶瓷元件中的第一陶瓷元件仅包括所述第一正温度系数元件，并且
所述多个陶瓷元件中的第二陶瓷元件包括彼此隔开预定距离的所述第一正温度系数元件和所述第二正温度系数元件。
11.根据权利要求7所述的车辆，其中所述第一正温度系数元件和所述第二正温度系数元件中的每一个具有能基于空气的量改变的加热操作温度。
12.根据权利要求7所述的车辆，其中所述至少一个陶瓷元件包括多个所述第一正温度系数元件和多个所述第二正温度系数元件。
13.根据权利要求7所述的车辆，其中所述第二正温度系数元件具有的能在大约25℃下改变的低电阻值比所述第一正温度系数元件的低电阻值小。
14.根据权利要求7所述的车辆，所述车辆进一步包括：
蒸发器，配置成用制冷剂交换所述主体的室内空间中的空气的热量；以及
加热器芯，配置成使用发动机的冷却剂加热由所述蒸发器冷却的空气。
15.根据权利要求7所述的车辆，所述车辆进一步包括：
出口，由所述电加热器加热的空气通过所述出口排放到所述主体的室内空间。
16.根据权利要求7所述的车辆，所述车辆进一步包括：
杆管，设置在所述散热片的底表面处；
绝缘材料，配置成使所述杆管和端子板绝缘；以及
引导件，配置成固定所述端子板的位置。
CN201811382586.7A 2018-07-11 2018-11-20 用于车辆的电加热器和包括该电加热器的车辆 Pending CN110712493A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2018-0080364 2018-07-11
KR1020180080364A KR102516601B1 (ko) 2018-07-11 2018-07-11 차량용 전열 히터 및 그를 포함하는 차량

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110712493A true CN110712493A (zh) 2020-01-21

Family

ID=69139884

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811382586.7A Pending CN110712493A (zh) 2018-07-11 2018-11-20 用于车辆的电加热器和包括该电加热器的车辆

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11400793B2 (zh)
KR (1) KR102516601B1 (zh)
CN (1) CN110712493A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113147327A (zh) * 2020-01-22 2021-07-23 上海汽车集团股份有限公司 Ptc芯片温控补偿方法及系统

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3756913B1 (en) * 2019-06-28 2022-03-30 MAHLE International GmbH Hvac-modul

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITTO950897A0 (zh) * 1995-11-07 1995-11-07
EP1327834A1 (de) * 2002-01-15 2003-07-16 David + Baader GmbH Radiatorelement für eine Heizvorrichtung
KR20040096949A (ko) * 2004-10-11 2004-11-17 주식회사 성창에어텍 피티씨 소자를 이용한 자동차용 히터
CN1897767A (zh) * 2005-07-15 2007-01-17 穆丹韩国有限会社 Ptc杆装置以及包括该装置的预热器
US20070114217A1 (en) * 2005-11-23 2007-05-24 Catem Gmbh & Co. Kg Electric Heating Device with Tolerance PTC Heating Element
CN101742742A (zh) * 2008-11-17 2010-06-16 现代自动车株式会社 大容量正温度系数加热器
CN101754501A (zh) * 2008-12-05 2010-06-23 现代自动车株式会社 正温度系数杆组件
KR101058979B1 (ko) * 2004-03-22 2011-08-23 자화전자 주식회사 자동차용 전열히터 및 그 제조방법
US20110233189A1 (en) * 2010-03-26 2011-09-29 Eberspacher Catem Gmbh & Co. Kg Electrical heating device
CN102463871A (zh) * 2010-10-29 2012-05-23 现代自动车株式会社 用于车辆的辅助加热装置
WO2013129814A1 (ko) * 2012-02-28 2013-09-06 한라비스테온공조 주식회사 차량용 히터

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5471034A (en) * 1993-03-17 1995-11-28 Texas Instruments Incorporated Heater apparatus and process for heating a fluid stream with PTC heating elements electrically connected in series
JPH0855673A (ja) * 1994-08-10 1996-02-27 Murata Mfg Co Ltd 正特性サーミスタ発熱装置
JP3812031B2 (ja) 1997-02-06 2006-08-23 株式会社デンソー 車両暖房用熱交換器
DE50300537D1 (de) 2003-02-28 2005-06-16 Catem Gmbh & Co Kg Elektrische Heizvorrichtung mit Heizzonen
JP2010025527A (ja) * 2008-07-24 2010-02-04 Denso Corp 電気ヒータ、車両用空調装置および電気ヒータの製造方法
KR101508569B1 (ko) 2008-11-17 2015-04-06 한라비스테온공조 주식회사 탄소나노튜브 절연층 구비 차량용 전열 히터, 차량용 연료전지의 폐열 소진 장치 및 이를 이용한 통합 난방 시스템
KR102256653B1 (ko) * 2014-05-09 2021-05-27 한온시스템 주식회사 차량용 공조장치
LU92587B1 (en) * 2014-10-27 2016-04-28 Iee Sarl Self-regulating dual heating level heating element
US9975399B2 (en) * 2015-10-27 2018-05-22 Ford Global Technologies, Llc Vehicle thermal management systems and methods

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITTO950897A0 (zh) * 1995-11-07 1995-11-07
EP1327834A1 (de) * 2002-01-15 2003-07-16 David + Baader GmbH Radiatorelement für eine Heizvorrichtung
KR101058979B1 (ko) * 2004-03-22 2011-08-23 자화전자 주식회사 자동차용 전열히터 및 그 제조방법
KR20040096949A (ko) * 2004-10-11 2004-11-17 주식회사 성창에어텍 피티씨 소자를 이용한 자동차용 히터
CN1897767A (zh) * 2005-07-15 2007-01-17 穆丹韩国有限会社 Ptc杆装置以及包括该装置的预热器
US20070114217A1 (en) * 2005-11-23 2007-05-24 Catem Gmbh & Co. Kg Electric Heating Device with Tolerance PTC Heating Element
CN101742742A (zh) * 2008-11-17 2010-06-16 现代自动车株式会社 大容量正温度系数加热器
CN101754501A (zh) * 2008-12-05 2010-06-23 现代自动车株式会社 正温度系数杆组件
US20110233189A1 (en) * 2010-03-26 2011-09-29 Eberspacher Catem Gmbh & Co. Kg Electrical heating device
CN102463871A (zh) * 2010-10-29 2012-05-23 现代自动车株式会社 用于车辆的辅助加热装置
WO2013129814A1 (ko) * 2012-02-28 2013-09-06 한라비스테온공조 주식회사 차량용 히터

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113147327A (zh) * 2020-01-22 2021-07-23 上海汽车集团股份有限公司 Ptc芯片温控补偿方法及系统
CN113147327B (zh) * 2020-01-22 2023-09-19 上海汽车集团股份有限公司 Ptc芯片温控补偿方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
KR102516601B1 (ko) 2023-04-03
KR20200006690A (ko) 2020-01-21
US11400793B2 (en) 2022-08-02
US20200016956A1 (en) 2020-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10189331B2 (en) Vehicle air conditioner
US6604576B2 (en) Automotive air conditioning system
JP3918319B2 (ja) 電気自動車用空調装置
US20180345757A1 (en) Heating, ventilation, and air conditioning system for vehicle
EP1598223A2 (en) A thermally conditioned vehicle seat
WO2013021753A1 (ja) 車両用空調装置
US10272745B2 (en) Humidifying device for vehicle
JP2003237354A (ja) 車両用シート空調装置
CN113370740A (zh) 操作具有双独立制冷剂回路的冷却系统的方法
US11400793B2 (en) Electric heater for use in vehicle and vehicle including the same
US11919364B2 (en) Integrated vehicular system for conditioning air and heating water
CN111619318A (zh) 一种热电除湿除雾系统及其在汽车中的工作方法
CN110072717B (zh) 车用空调
JP3789019B2 (ja) 電気自動車用空調装置
JP2009149288A (ja) 車両用空調装置
CN113370738A (zh) 具有双独立制冷剂回路的冷却系统
JP3112042B2 (ja) 電気自動車用暖房装置
JP3722175B2 (ja) 車両用空気調和装置
CN106494181B (zh) 具有辅助冷却剂回路的车辆暖通空调系统
KR101638523B1 (ko) 차량용 공조장치
CN115210094A (zh) 用于车辆的空调机
JP3807264B2 (ja) 車両用空気調和装置
JPH0891041A (ja) 車両用空気調和装置
JP6280480B2 (ja) 車両用空調装置
JP4258217B2 (ja) 冷凍サイクル装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination