CN113400889B - 电动车辆及其电加热器、电气腔以及压力平衡结构 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电动车辆及其电加热器、电气腔以及压力平衡结构，该压力平衡结构包括设置于电加热器的电气腔的侧壁上的密封塞，侧壁上设置有同轴的第一孔和第二孔，该密封塞包括：第一部分，用于与第一孔过盈配合，第一部分的外缘设置为能够在第一部分两侧的气体压力差达到预定值时变形而与第一孔之间形成间隙；第二部分，第二部分具有气体通道，用于与第二孔配合；以及第三部分，该第三部分连接第一部分和第二部分并避让气体通道设置，以使气体能够经过第一部分与第一孔之间的间隙、第三部分的外周和气体通道流动。根据本申请的技术方案，实现平衡电加热器内部腔室的内外压差并兼顾防水效果。

Description

电动车辆及其电加热器、电气腔以及压力平衡结构

技术领域

本申请涉及电加热领域，更具体地说，涉及一种用于电动车辆的电加热器及其电气腔和压力平衡结构以及包括该电加热器的电动车辆。

背景技术

在电动车辆中，通常设置有电加热器来实现对车内环境的温度控制。该电加热器与电动车辆的动力电池电连接或与除霜除雾系统/供暖系统连接，由电加热器中的电发热装置将电能转换为热能，再经由导热介质通过车内散热系统将热量传递给车内环境，以实现对车内环境的温度控制。

电加热器有防水设计的需求，而防水需要密封，使得电加热器内部的各个腔室与外部环境隔离。然而，当电加热器进行工作运行时，内部腔室的温度升高，使得内部腔室压力变大，进而导致密封结构承受较大的内外压差，容易造成密封结构的损坏。

虽然可以在电加热器的腔室设置透气阀来平衡内外压差，但透气阀在允许气体通过的同时，虽然能阻挡液态水的通过，却无法阻挡气态水分子通过。因此，传统方案在实现内外压差平衡的情况下，无法保证良好的防水效果。尤其是，在电加热器的电气腔中如果外部处于高温高湿而内部处于低温高湿状态，则容易在电气腔内出现气体水分子的凝露，进而在电气腔内部逐渐产生积水，最终会导致绝缘失效而使电加热器失效。

因此，对于电加热器来说，如何使内部腔室(尤其是电气腔)兼顾防水效果和压差平衡成为本领域需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本申请提出了一种电加热器的压力平衡结构，以实现平衡内外压差。

根据本申请，提出了一种电加热器的压力平衡结构，该压力平衡结构包括设置于所述电加热器的电气腔的侧壁上的密封塞，所述侧壁上设置有同轴的第一孔和第二孔，该密封塞包括：第一部分，用于与所述第一孔过盈配合，所述第一部分的外缘设置为能够在所述第一部分两侧的气体压力差达到预定值时变形而与所述第一孔之间形成间隙；第二部分，所述第二部分具有气体通道，用于与所述第二孔配合；以及第三部分，该第三部分连接所述第一部分和第二部分并避让所述气体通道设置，以使气体能够经过所述第一部分与所述第一孔之间的间隙、所述第三部分的外周和所述气体通道流动。

优选地，所述第一部分设置为能够在所述电气腔的内部压力大于外部压力第一预设值时形成所述间隙以及能够在所述电气腔的外部压力大于内部压力第二预设值时形成所述间隙。

优选地，所述第一部分为板状且所述第一部分的外周表面沿从所述第二部分朝向所述第一部分的方向渐缩。

优选地，所述第三部分为与所述第一部分同轴设置的柱状，并且所述第三部分与所述第一部分的连接处为弧形过渡形状，所述第三部分的横截面小于所述第一部分连接所述第三部分的端面。

优选地，所述第二部分为柱状，所述气体通道沿所述第二部分的柱状延伸方向贯穿所述第二部分。

优选地，所述气体通道从所述第二部分的外周延伸至所述第三部分的外周。

优选地，所述密封塞为硅胶塞，和/或，所述密封塞为一体件。

本申请还提供了一种电加热器的电气腔，所述电气腔包括侧壁、如上任意一项所述的电加热器的压力平衡结构和防水透气阀，所述侧壁设置有安装孔部，所述安装孔部同轴设置有第一孔、第二孔和安装结构，所述第一部分与所述第一孔过盈配合，所述第二部分与所述第二孔配合，所述防水透气阀安装于所述安装结构。

优选地，所述第二孔的至少一端设置有止挡所述第二部分的止挡结构。

优选地，所述第一孔、第二孔和安装结构沿所述电气腔的侧壁从内向外设置；和/或，所述电气腔内设置有吸湿件。

根据上述电气腔本申请提供了一种电加热器，所述电加热器包括上述任意一项所述的电气腔和与所述电气腔相邻设置的水道仓。

根据本申请的另一方面还提供了一种电动汽车，该电动车辆包括如上所述的电加热器，所述电动车辆为混合动力车辆或纯电动车辆。

根据本申请的技术方案，当第一部分两侧的气体压力差达到预定值，则第一部分的外缘变形并与第一孔之间形成间隙，气体可以通过所述间隙、气体通道在第一部分两侧之间流动，以平衡第一部分两侧的压差。也就是说，仅在第一部分两侧存在预定的压力差时，气体才能够在第一部分两侧之间流动，降低了气体水分子在第一部分两侧之间流动的频率和由此导致的凝露、积水。

本申请的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施方式及其说明用于解释本申请。在附图中：

图1为根据本申请优选实施方式的密封塞的示意图；

图2是根据本申请的优选实施方式的电气腔的局部安装的示意图；

图3a是根据本申请的优选实施方式的电气腔的局部剖视图；

图3b是沿轴向方向垂直于图3a的方向的电气腔的局部剖视图；

图3c和图3d是图3a的气体流动示意图；

图4是说明根据本申请的优选实施方式的电气腔的厚度方向的结构布局示意图；

图5是根据本申请的优选实施方式的电加热器的局部示意图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本申请的技术方案。

在传统的电动车辆的电加热器中，电加热器的部分腔室需要进行密封处理。由于电加热器的温度变化会导致腔室内外产生较大压差破坏腔室的密封性能，通常会设置透气阀以平衡腔室内外的压差。但透气阀无法阻挡的气态水分子，容易在腔室内产生气体水分子的凝露，导致可能会对腔室内的电器元件产生影响。

一、压力平衡结构

为实现兼顾防水效果和压差平衡，本申请提供了一种电加热器的压力平衡结构，该压力平衡结构包括设置于所述电加热器的电气腔20的侧壁上的密封塞10，侧壁上设置有同轴的第一孔21和第二孔22。其中，如图1所示，密封塞10包括：第一部分11，用于与第一孔21过渡配合或过盈配合，第一部分11的外缘设置为能够在第一部分11两侧的气体压力差达到预定值时变形而与第一孔21之间形成间隙；第二部分12，第二部分12具有气体通道121，用于与第二孔22配合；以及第三部分13，该第三部分13连接第一部分11和第二部分12并避让气体通道121设置，以使气体能够经过第一部分11与第一孔21之间的间隙、第三部分13的外周和气体通道121流动。

根据上述技术方案，在第一部分11的外缘两侧的气体压力差达到预定值时，则第一部分11的外缘变形并与第一孔21之间形成间隙，以使气体可以通过所述间隙、气体通道在第一部分11的外缘两侧之间流动，从而实现将压差大小控制在预定值的范围内，防止对密封性产生影响。而在第一部分11的外缘两侧的气体压力差小于预定值的情况下，该压力平衡结构阻止气体在第一部分11的外缘两侧流通，也就是说，仅在第一部分两侧存在的压力差超过预定值时，气体才能够在第一部分两侧之间流动，从而降低了气体水分子在第一部分两侧之间流动的频率和由此导致的凝露、积水。因此，根据上述方案，本申请实现了平衡内外压差的同时，在一定程度上兼顾了电加热器的防水效果。

在上述方案基础上，本申请还可做如下实施方式的拓展。

为实现平衡压力差的目的，当压力差超过预定值时，气体分别具有从第一孔21朝向气体通道121流动(即图3c所示情况)和从气体通道121朝向第一孔21流动(即图3d所示情况)两种情况。

其中，第一部分11可以采用各种适当形式，以便于在两侧的气体压力差达到预定值时使得外缘容易发生变形。具体的，第一部分11可以为弹性材料形成的与所述第一孔21的截面形状(圆形、椭圆形、多边形等)相对应的片状、板状、伞状等，以在压力差达到第一预设值或第二预设值时发生形变，从而与第一孔21的内周面之间形成间隙。如图3c和图3d所示，根据气体的流向不同，第一部分11设置为能够在电气腔20的内部压力大于外部压力第一预设值时形成间隙以及能够在电气腔20的外部压力大于内部压力第二预设值时形成间隙。

其中，第一预设值可以设置为与第二预设值相同也可以不同。优选情况下，如上所述的第一预设值可以设置为小于等于第二预设值，从而相比于气体流入电气腔20，使气体流出电气腔20更加容易，以主要用于在电气腔20内的压力较大时向外泄压。如图2所示，为实现第一预设值小于第二预设值，第一部分11的外周表面沿从第二部分12朝向第一部分11的方向渐缩，以形成截面形状为斜面或弧形的导流形状。

第三部分13用于连接第一部分11和第二部分12，第三部分13的具体结构形式可以根据需要设置。如图1和图2所示，第三部分13为与第一部分11同轴设置的柱状，以确保足够的连接强度。其中，该柱状的截面尺寸可以小于第一孔21的尺寸，或者其截面形状与第一孔21不同，以与第一孔21之间留有空隙。优选地，第三部分13为圆柱形，第三部分13的截面尺寸小于第一部分11连接第三部分13的端面尺寸，以使第三部分13的外周与第一孔21的内表面之间存在允许气体通过的空隙。第三部分13优选为与第一部分11固定连接或一体成型，第三部分13与第一部分11的连接处优选为倒角形状或弧形过渡形状，从而在一定程度上起到气流的导向作用。第三部分13靠近所述第一部分11的部分可以呈锥形，以能够通过改变该锥形部分的锥度来调整上述第一预设值和第二预设值。另外，在使用弧形过渡形状的情况下，通过调整第三部分13与第一部分11的连接处的弧形的具体参数(如弧度)，也可以实现调节第一预设值和第二预设值的大小。

第二部分12与第三部分13固定连接或一体成型制成，第二孔22优选与第二部分12之间设置有可拆卸的固定机构，以使该密封塞10在电气腔20上的位置固定，并方便更换维护。如图1和图2所示，第二部分12优选为柱状，所述气体通道121沿第二部分12的柱状延伸方向贯穿第二部分12。其中，柱状的第二部分12与第二孔22之间可以通过适当的连接结构彼此配合。例如，第二部分12与第二孔22之间可以通过螺纹配合，或者第二孔22中可以设置卡槽或弹性的张紧机构，以用于将第二部分12安装固定与第二孔22中。气体通道121可以采用各种适当形式贯穿第二部分12，例如可以为穿过第二部分12的通孔或为开设在第二部分12上的槽型结构。优选如图1所示，气体通道121采用槽型结构，为简化结构并尽量增大气体通道121，气体通道121从第二部分12的外周延伸至第三部分13的外周。

此外，为确保密封塞10相对于电气腔20保持在基本稳定的位置，优选地，第二孔22的至少一端设置有止挡第二部分12的止挡结构。具体的，如图2所示，第二孔22的一端或两端可以设置有台阶结构，以从一侧或两侧止挡第二部分12，即使密封塞10因两侧压力差产生微小移动，也会通过对第二部分12的止挡使得上述微小移动限制在预定的范围内。在两端均设有止挡结构的情况下，其中朝向电气腔20外侧的一端的止挡结构优选为可调节或可拆卸的，从而方便密封塞10的安装和维护。

根据上述任意实施方式的电加热器的压力平衡结构的密封塞10优选为弹性材料制成，如橡胶、硅胶或其他弹性模量小的材料等，优选为硅胶塞。该密封塞10优选为一体件，其第一部分11、第二部分12和第三部分13优选为一体注塑成型或一体硫化成型，提高了该压力平衡结构的耐用性。在图1所示的实施方式中，第一部分11、第二部分12和第三部分13可以为同轴设置的结构，以提高密封塞10的整体稳定性。

二、电气腔

在上述实施方式的压力平衡结构的基础上，本申请提供了一种用于电加热器的电气腔。如图2至5所示，电气腔20包括侧壁、前文任意实施方式所述的电加热器的压力平衡结构和防水透气阀30。电气腔20的侧壁设置有安装孔部，安装孔部同轴设置有第一孔21、第二孔22和安装结构23，其中第一部分11与第一孔21过盈配合，第二部分12与第二孔22配合，防水透气阀30安装于安装结构23。电加热器的电气腔20内通常设置有用于控制电加热器工作的电气控制组件，为了减少外部杂质或水进入到电气腔20内部，电气腔20的侧壁连接处需要做密封处理。上述电气腔20通过密封塞10能够使电气腔20的内外压差达到预定值时通气，以保证在工作时电气腔20内外的压差平衡以及减少外部气体水分子的进入，同时防水透气阀30能够有效防止外部的水和其他杂质进入到电气腔20内部。

如图2至5所示，第一孔21、第二孔22和安装结构23优选沿电气腔20的侧壁从内向外设置，以使进入电气腔20的气体先经过安装于安装结构23的防水透气阀30的过滤，再经过安装于第二孔22的第二部分12以及过盈配合于第一孔21的第一部分11进入到电气腔20中，从而尽量减少进入电气腔20的杂质或水汽。电气腔20的第一孔21可以为锥形孔，密封塞10相对于该锥形的第一孔的位置可以为可调节的，从而能够通过调整密封塞10的第一部分11在第一孔21中的位置以改变第一部分11和第一孔21之间的应力，进而调节所述预定值的大小。

电气腔20内优选设置有吸湿件，从而即使有少部分的气体水分子进入到电气腔20内部，也会被吸湿件吸附，从而防止对电气腔20内的电气控制组件产生影响。该吸湿件可以为安置于电气腔20内部或涂覆于电气腔20内侧壁上的吸湿材料(如硅胶和氯化钙)。优选情况下，电气腔20内也可以设置有控湿件，该控湿件在电气腔20内的湿度较高时吸收气体水分子或水汽，在湿度较低时释放吸收的气体水分子或水汽以通过所述压力平衡结构排出。电加热器在工作时，自身的温度升高，也会提高电气腔20内的气压有利于气体水分子或水汽的排放。

三、电加热器

根据前文所述的电气腔20及其压力平衡结构，本申请提供了一种电加热器，如图4所示，该电加热器设置有如上任意实施方式所述的电气腔20和与电气腔20相邻设置的水道仓40。该电加热器的电气控制组件设置于电气腔20中，根据该电气腔20具备较高的杂质隔离的性能的同时兼顾了防水效果和压差平衡性能，从而提高了该电加热器在恶劣环境下的可靠性，进而提高了电加热器的使用寿命。

四、电动车辆

本申请的上述技术方案可以用于多种工况应用中，如各种载运工具中，尤其是电动车辆。本申请所提供的电动车辆包括上述电加热器，所述电动车辆为纯电动车辆或混合动力车辆。

以上详细描述了本申请的优选实施方式，但是，本申请并不限于上述实施方式中的具体细节，在本申请的技术构思范围内，可以对本申请的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本申请的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本申请对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本申请的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本申请的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (9)

1.电加热器的压力平衡结构，其特征在于，该压力平衡结构包括设置于所述电加热器的电气腔（20）的侧壁上的密封塞（10），所述侧壁上设置有同轴的第一孔（21）和第二孔（22），该密封塞（10）为一体件并包括：

第一部分（11），用于与所述第一孔（21）过盈配合，所述第一部分（11）的外缘设置为能够在所述第一部分（11）两侧的气体压力差达到预定值时变形而与所述第一孔（21）之间形成间隙；

第二部分（12），所述第二部分（12）具有气体通道（121），用于与所述第二孔（22）配合；以及

第三部分（13），该第三部分（13）连接所述第一部分（11）和第二部分（12）并避让所述气体通道（121）设置，以使气体能够经过所述第一部分（11）与所述第一孔（21）之间的间隙、所述第三部分（13）的外周和所述气体通道（121）流动，

其中：所述第三部分（13）为与所述第一部分（11）同轴设置的柱状，并且所述第三部分（13）与所述第一部分（11）的连接处为弧形过渡形状，所述第三部分（13）的横截面小于所述第一部分（11）连接所述第三部分（13）的端面，所述第二部分（12）为柱状，所述气体通道（121）沿所述第二部分（12）的柱状延伸方向贯穿所述第二部分（12），所述气体通道（121）从所述第二部分（12）的外周延伸至所述第三部分（13）的外周。

2.根据权利要求1所述的电加热器的压力平衡结构，其特征在于，所述第一部分（11）设置为能够在所述电气腔（20）的内部压力大于外部压力第一预设值时形成所述间隙以及能够在所述电气腔（20）的外部压力大于内部压力第二预设值时形成所述间隙。

3.根据权利要求2所述的电加热器的压力平衡结构，其特征在于，所述第一部分（11）为板状且所述第一部分（11）的外周表面沿从所述第二部分（12）朝向所述第一部分（11）的方向渐缩。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的电加热器的压力平衡结构，其特征在于，所述密封塞（10）为硅胶塞。

5.电加热器的电气腔，其特征在于，所述电气腔（20）包括侧壁、权利要求1-4中任意一项所述的电加热器的压力平衡结构和防水透气阀（30），所述侧壁设置有安装孔部，所述安装孔部同轴设置有第一孔（21）、第二孔（22）和安装结构（23），所述第一部分（11）与所述第一孔（21）过盈配合，所述第二部分（12）与所述第二孔（22）配合，所述防水透气阀（30）安装于所述安装结构（23）。

6.根据权利要求5所述的电加热器的电气腔，其特征在于，所述第二孔（22）的至少一端设置有止挡所述第二部分（12）的止挡结构。

7.根据权利要求6所述的电加热器的电气腔，其特征在于，所述第一孔（21）、第二孔（22）和安装结构（23）沿所述电气腔（20）的侧壁从内向外设置；和/或，所述电气腔（20）内设置有吸湿件。

8.一种电加热器，其特征在于，所述电加热器包括权利要求5-7中任意一项所述的电气腔（20）和与所述电气腔（20）相邻设置的水道仓（40）。

9.一种电动车辆，该电动车辆包括如权利要求8所述的电加热器，所述电动车辆为混合动力车辆或纯电动车辆。

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