CN111566414A - 包括接地装置的电加热装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于空调壳体的加热装置(1)，所述加热装置(1)包括加热体(2)，其被供应电流以加热穿过所述加热体(2)的气流，所述加热体(2)包括被所述电流穿过的加热元件，并且加热元件布置在与加热元件电绝缘的管(4)中，所述加热元件通过配电单元(3)控制，所述加热装置(1)包括用于使分布在加热体(2)和配电单元(3)中的多个金属元件接地的装置。所述加热装置(1)的特征在于，所述接地装置包括穿过加热体(2)和配电单元(3)的单个接地电路，其通过所述金属元件之间直接接触而串联布置所述金属元件而形成的。

Description

包括接地装置的电加热装置

技术领域

本发明涉及一种用于空调壳体的加热装置，其包括接地装置。本发明还涉及一种包括这种加热装置的空调壳体。它特别适用于机动车辆领域。

背景技术

已知将电加热装置集成到车辆空调壳体中。这涉及在热力发动机车辆中的与传热流体穿过的加热散热器结合在一起的附加散热器或者电动或混合动力车辆中的主散热器。

这种加热装置包括容纳加热单元的加热体，加热单元设置有通过电极供应电流的加热元件。出于电气安全原因，加热元件及其电源电极可能需要与外部绝缘。为此，加热单元包括管，加热元件及其电极位于其中，管的内表面设置有用于使加热元件及其电极绝缘的电绝缘层。

这些加热装置包括配电单元，其能够控制在加热单元中流通的电流，特别是通过电子板。

作为安全措施，必须将同等形成加热体和配电单元的一部分的多个元件接地。

应提醒，接地是易于被人触摸的电气硬件的导电部分，该硬件通常不供电，但如果该硬件的有源部分发生绝缘故障，则可能会导通。

因此，出于安全原因，加热装置的所有金属框架必须接地。在具有金属车身的机动车辆中，车身用作电接地。

通常，加热装置的每个金属元件都连接到螺柱，该螺柱接地，即在机动车辆的示例中为车身。这尤其涉及在电流泄漏的情况下易于与高电流接触的金属元件。

这涉及每个金属元件和螺柱之间的连接的增加，连接通常对应于接地线缆。由于加热装置内部的可用空间有限，因此有时很难集成这些螺柱连接。此外，在这些连接与加热装置内部存在的其他连接之间存在干扰的风险。

发明内容

本发明的目的是使用一种加热装置来克服上述不同的缺点，该加热装置允许其金属元件通过在加热体和配电单元内部的简单容易的构造而接地，并且没有干扰的风险。

该目的通过一种用于空调壳体的加热装置来实现，该加热装置通常包括加热体，其被供应电流以加热穿过所述加热体的气流，该加热体包括被所述电流穿过的加热元件，并且加热元件位于与加热元件电绝缘的管中，所述加热元件通过配电单元控制，加热装置包括用于使分布在加热体和配电单元中的多个金属元件接地的装置。

该装置的主要特征在于，所述接地装置包括穿过加热体和配电单元的单个接地电路，其通过所述金属元件之间直接接触而串联布置所述金属元件而形成。

本发明的主要思想涉及提供由成链金属接地元件形成的单个接地电路。在此链中，金属元件成对直接接触，以提供电连续性。因此，在加热装置内部存在串联的金属元件的路径，从而形成接地电路。每个金属元件形成电链的链接。

组装加热装置时，不再需要执行特定的布线，从而节省了大量时间。

因此简化了接地电路，特别是因为它需要更少的部件，并且其余部件比通常的更短、更简单。

根据本发明的各种实施例，可以将它们一起或分开地考虑：

-加热装置包括接地电路穿过的金属散热板；

-加热装置包括在加热体和所述板之间的电连接元件；

-管通过导电的散热器电连接在一起，接地电路相继穿过这些管和这些散热器；

-所述电连接元件设置在板和形成加热体的一部分的管之间；

-所述电连接元件设置在板和形成加热体的一部分的散热器之间；

-所述电连接元件设置在板和形成加热体的一部分并且与至少一个散热器接触的金属凸缘之间：金属凸缘可以包括位于两个相邻散热器之间的中间散热器板，或者可以包括位于散热器和框架的界定加热体的侧面之间的板；

-所述电连接元件设置在板和加热体的任何其他导电元件之间；

-所述电连接元件设置在板和电连接到加热体的任何其他导电元件之间；

-所述电连接元件包括具有柔性条带的夹，其能够在所述板和加热体之间提供电连续性；

-夹包括能够附接到板的边缘的第一部分和柔性条带邻接在加热体上的第二部分；

-所述板包括穿孔板，夹的第一部分包括自由端，其上制成有肩部，该肩部插入到板的穿孔中，从而提供夹在板中的弹性装配；

-第二部分具有V形状，具有连接至第一部分的分支和对应于所述柔性条带的自由分支，其能够通过减小V的角度而变形，以对加热体施加恒定压力；

-所述电连接元件包括金属销，其穿过所述板中为此而设置的孔，所述销能够在所述板和加热体之间提供电连续性；

-所述电连接元件包括金属部分，其一方面通过焊接或通过在加热体和金属部分之间提供电连续性的任何其他技术而固定到加热体，并且另一方面通过弹性装配在板中为此而设置的凹槽中而固定到所述板；

-配电单元包括电子控制板，其上固定有放热部件，所述板与这些部件接触：其特别涉及晶体管；

-散热片型散热器从管延伸并在两个相邻管之间接触：接地电路穿过这些散热器；

-所述板通过穿过配电单元的金属连接杆连接到设置在配电单元的输入处的接地螺柱；

-所述连接杆模制在壳体中并且形成插入件：这种模制隐藏接地电路的一部分，并且保护该部分免受设置在配电单元中的其他部件的影响。实际上，模制防止电路的该部分与其他部件的任何接触。模制还允许避免由于车载加热装置的振动而引起的杆分离的任何风险。有利地，杆在壳体中形成插入件，从而允许加强保护壳体。以此方式，可以通过单个杆同等地结合接地功能和加强保护壳体的功能。功能的这种结合也有助于使配电单元更加紧凑；

-所述连接杆由铝、钢、黄铜类型的导电金属材料制成；

-所述保护壳体由塑料型的电绝缘材料制成；

-所述杆包括：

-电连接到板的第一端；

-模制在壳体中的中心部；

-模制在壳体中并连接到接地螺柱的第二自由端；

-杆正交于板延伸；

-杆在电子板的基本整个长度上延伸并且与电子板相距一距离：这允许避免与固定在电子板上的部件的任何接触。

本发明还涉及一种包括如上所述的加热装置的空调壳体。

附图说明

参考所附的示意图，通过以下对本发明的至少一个实施例的详细示例性说明，本发明将被更好地理解，并且其其他目的、细节、特征和优点将变得更加显而易见，所述说明是通过纯说明性而非限制性示例的方式提供的。

在这些图中：

-图1示出了根据本发明的加热装置的透视图；

-图2是图1的分解图，更具体地示出了根据本发明的配电单元；

-图3示出了在加热体的管与配电单元的板之间的电连接元件的透视图；

-图4是根据图3的电连接元件的分解图；

-图5示出了连接到板的接地杆的透视图。

具体实施方式

参考图1，本发明涉及一种电加热装置1。它包括例如加热装置1，称为高压加热装置，即旨在由具有大于60V，特别是60至1000V，更特别是180至600V的电压的直流电(DC)或交流电(AC)供电，和/或允许将加热功率释放到空气中或者具有超过2kW尤其是2kW至10kW的电功率消耗。

所述加热装置1包括加热体2，其被供应电流，以加热穿过所述加热体2的气流。

在这种情况下，所述加热体2具有在表面上延伸的基本平行六面体构造。它旨在定位成横向于要加热的气流。更具体地，所述气流旨在垂直于所述加热体2定向，即垂直于图1的平面。

加热体2包括被所述电流穿过的加热元件(未示出)。加热元件例如是PTC(正温度系数)效应电阻器。

加热元件位于金属管4的内部。为了避免加热元件与管4之间的任何电接触，电绝缘且导热的材料层涂覆在管4的内表面上。

每个管4/加热元件组件形成所谓的加热单元。

所述加热单元被选择性地供应电流。这被理解为是指，每个加热单元独立于其他单元被供应电流，因此可以穿过的电流不同于穿过其他加热单元的电流，特别是就其强度而言。在这种情况下使用的电流值尤其是平均电流或有效电流的值。

加热体2可以包括与管4热接触的散热器13，例如散热片。散热器13特别位于所述管4之间。为了清楚起见，仅示出了从端管4延伸的一些散热器13，以避免使图1过载。

所述加热体2包括框架5，特别由塑料制成，其容纳所述加热单元并用于支撑所述管4。

中间杆14还设置在管4之间，以将它们保持在适当位置。

优选地，加热装置1还包括能够控制在所述加热体2中流通的电流的配电单元3。

所述配电单元3有利地构造成例如使用受控开关来控制供应给加热体2的电流，特别是各种加热单元，从而允许分别控制每个加热单元中的电流流通。它特别涉及例如Mosfet或IGBT类型的晶体管12，特别是通过脉冲宽度调制来操作。这些晶体管12在图5中特别示出，并安装在T形电子板11上，因此具有中心对称轴线。

所述配电单元3包括壳体8，在图1、2、6和7中示出，其完全覆盖所述电子板11并且包括用于安装和/或机械固定加热体2的连接面83。该壳体8优选地由具有电绝缘特性的塑料制成并通过模制获得。

当加热元件工作时，晶体管12释放大量的热量。为了避免壳体8内部的任何过热，在加热装置1中设置有散热板6。该板6包括穿孔板材，该板材位于与加热体2的平面平行的平面中并且位于管4的前面，使得穿过加热体2的气流也穿过该穿孔板6。因此，该板6有助于加热气流。

板6主要由穿孔主体63构成，该穿孔主体从能够与晶体管12接触的凸耳(被图5中的晶体管12隐藏)延伸，以吸收从晶体管12发出的热量。因此，板6通过晶体管12加热，并且随后通过气流冷却。

在这种加热装置1中，必须将金属元件接地以对其进行电保护。

为此，存在穿过整个加热装置1的接地电路，使得每个金属元件可以与其连接。特别地，该接地电路由一系列金属元件构成，这些金属元件串联并成对直接接触放置，从而形成电路。

在加热体2处，管4以及散热器13和中间杆14是金属的。在根据本发明的加热装置1的构造中，散热器13全部通过直接接触而连接至管4，并且两个相邻管4的散热器13相遇并且也直接接触，或者在中间杆14处相遇。因此，整排管4、散热器13和中间杆14彼此电接触，并且接地电路因此穿过加热体2的所有管4、散热器13和中间杆14。

在该排管4、散热器13和中间杆14的输出处，电连接元件7设置在端管4和穿孔板6之间，特别如图2、3和5所示。该电连接元件7在该排管4和穿孔板6之间提供电连续性。

参考示出了本发明的可能示例的图3和4，电连接元件7包括由以下形成的夹7：

-第一倒U形部分71，其定位成跨过穿孔板6的上边缘62；

-第二V形部分72，其分支75连接到第一部分71，并且其自由分支74包括柔性条带74，该柔性条带74抵靠在管4的外壁上。

更具体地，V的角度设计成使得柔性条带74在管4上施加足够的压力，从而适当地建立电接触。

夹7的第一部分71和第二部分72包括共享分支75。

第一部分71的自由端设置有指向夹7内部的肩部73，该肩部设计成能够穿透穿孔板6的穿孔61的内部，从而提供夹7在板6中的弹性装配。

可以想到夹7的任何其他形状。本发明不限于夹7的这种精确形状。特别地，可以设想一种电连接元件，其采用通过孔或甚至连接元件固定到板6和管4的销的形状，该连接元件包括夹在板6中产生的凹槽中的部分。通常，连接元件可以采取任何可能的形状，只要它在提供电连续性的同时将板6连接到管4即可。

该电连接元件由金属材料制成。

接地电路穿过该电连接元件，然后穿过穿孔板6。

接地电路随后继续通过例如由铝、钢或黄铜制成的金属杆9，沿着其对称轴线在整个电子板11上方通过，特别是如图5所示。该杆9从穿孔板6正交地延伸。

杆9包括：

·固定在穿孔板6上的第一端91；

·在电子板11上延伸的中心部94；

·连接到接地螺柱10的第二自由端92。

更具体地，第一端91包括垂直于中心部94的凸耳。例如，其焊接到从板6的穿孔主体63延伸的中心凸片64。它可以通过任何其他方式固定，以确保穿孔板6和杆9之间的电连续性。

甚至更具体地，第二端92包括接地螺柱10被栓接到其中的孔。杆9包括紧邻位于第二端92的上游的肩部93。

接地电路因此终止于螺柱10。在例如机动车辆的情况下，该螺柱10将连接至车辆的车身，该车身形成接地基准。

接地电路也可以遵循相反的方向，即穿过螺柱、杆、板、夹，然后穿过一排管/散热片/中间杆。

有利地，如图1所示，该杆9模制在保护壳体8中。这种模制还允许杆9定位成与电子板11相距一定距离，从而避免与板11的部件的任何接触。

特别地，杆9的中心部94和第二端92完全嵌入保护壳体8的材料中。第一端91本身与壳体8齐平。存在形成保护壳体8的一部分并且将杆9夹在中间的上塑料层和下塑料层。

因此，杆9包括插入件，其特别用于加强壳体8。因此，除了其接地功能之外，杆9还用于加固壳体8。

螺柱10从保护壳体8突出以便可接近，从而其可以接地。

以此方式，不需要在加热装置1内部实施特别的布线以使金属元件接地。加热装置1的所有金属元件彼此串联接触，从而形成穿过加热装置1的单个接地电路。

本发明还涉及一种空调壳体，其包括如上所述的加热装置1。所述空调壳体包括用于使气流流通的主体，所述加热装置1位于该主体内。

关于以上描述，本发明的部件的最佳尺寸关系，包括大小、材料、形状、功能和操作方式、组装和使用的变化，被认为对于本领域技术人员是显而易见的，并且与附图中所示的内容和说明书中所描述的内容等同的所有关系都被认为包括在本发明中。

Claims (15)

1.一种用于空调壳体的加热装置1，所述加热装置1包括加热体2，其被供应电流以加热穿过所述加热体2的气流，该加热体2包括被所述电流穿过的加热元件，并且加热元件位于与加热元件电绝缘的管4中，所述加热元件通过配电单元3控制，加热装置1包括用于使分布在加热体2和配电单元3中的多个金属元件接地的装置，

其特征在于，所述接地装置包括穿过加热体2和配电单元3的单个接地电路，其通过所述金属元件之间直接接触而串联布置所述金属元件而形成。

2.如前一权利要求所述的加热装置1，其特征在于，所述配电单元包括接地电路穿过的金属散热板6。

3.如前一权利要求所述的加热装置1，其特征在于，它包括在加热体2与所述板6之间的电连接元件7。

4.如前一权利要求所述的加热装置1，其特征在于，所述管4通过导电的散热器13电连接在一起，所述接地电路相继穿过这些管4和这些散热器13。

5.如权利要求3至4中任一项所述的加热装置1，其特征在于，所述电连接元件7设置在板6和管4之间，或者在板6和散热器13之间，或者在板6和与至少一个散热器13接触的金属凸缘之间，或者在板6和加热体2的任何其他导电元件之间，或者在板6和任何其他导电元件之间，并且电连接到加热体2。

6.如前一权利要求所述的加热装置1，其特征在于，所述电连接元件7包括具有柔性条带74的夹7，其能够在所述板6和加热体2之间提供电连续性。

7.如前一权利要求所述的加热装置1，其特征在于，所述夹7包括能够附接到板6的第一边缘62的第一部分71和柔性条带74邻接在加热体2上的第二部分72。

8.如前一权利要求所述的加热装置1，其特征在于，所述板6包括穿孔板6，夹7的第一部分71包括自由端，其上制成有肩部73，该肩部插入到板6的穿孔61中，从而提供夹7在板6中的弹性装配。

9.如前一权利要求所述的加热装置1，其特征在于，所述第二部分72具有V形状，具有连接至第一部分71的分支75和对应于所述柔性条带74的自由分支74，其能够通过减小V的角度而变形，以对加热体2施加恒定压力。

10.如权利要求5所述的加热装置1，其特征在于，所述电连接元件7包括金属销，其穿过所述板6中为此而设置的孔，所述销能够在所述板6和加热体2之间提供电连续性。

11.如权利要求5所述的加热装置1，其特征在于，所述电连接元件7包括金属部分，其一方面通过焊接或通过在加热体2和金属部分之间提供电连续性的任何其他技术而固定到所述加热体2，并且另一方面通过弹性装配在板6中为此而设置的凹槽中而固定到所述板6。

12.如权利要求2至11中任一项所述的加热装置1，其特征在于，所述配电单元3包括电子控制板11，其上固定有放热部件12，所述板6与这些部件12接触。

13.如权利要求4所述的加热装置1，其特征在于，散热片型散热器13从管4延伸并在两个相邻管4之间接触。

14.如权利要求2至13中任一项所述的加热装置1，其特征在于，所述板6通过穿过配电单元3的金属连接杆9连接到设置在配电单元3的输入处的接地螺柱。

15.一种空调壳体，包括如前述权利要求中任一项所述的加热装置1。

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