CN114144322A

CN114144322A - 用于机动车辆的加热结构

Info

Publication number: CN114144322A
Application number: CN202080052072.4A
Authority: CN
Inventors: N.德维恩; F.马丁; A.汤厄
Original assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Current assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date: 2019-07-02
Filing date: 2020-06-30
Publication date: 2022-03-04
Also published as: EP3994017A1; US20220250440A1; FR3098370A1; WO2021001625A1

Abstract

本发明涉及一种加热结构(30)，其特别用于安装在车辆的乘客舱内，该加热结构(30)包括至少一个电阻层，其布置成当电流通过该层(36)时释放热量，该面板还包括电极阵列，其包括多个接触电极(34)，该接触电极布置成与该电阻层电接触，以便允许电流流过该电阻层。

Description

用于机动车辆的加热结构

技术领域

本发明涉及一种加热结构，其特别用于安装在车辆的乘客舱内，该结构特别是辐射面板。

背景技术

通常，辐射面板包括多个电极，这些电极设计成通过向导电涂层提供电流来通过焦耳加热提供热量。例如，可以参考描述这种辐射面板的文献US2016/0059669。

辐射面板是通常包括电路的装置，该电路设计成通过向电阻传导元件提供电流来通过焦耳加热提供热量。这些可以是细丝元件或表面涂层。根据现有文献，导电涂层例如可以是包含碳颗粒和/或金属颗粒的涂料层。如今发现的问题是难以在辐射面板的整个表面上获得均匀的加热，即在辐射面板表面上从各个点的加热温度不变。由于辐射面板布置在乘客舱的不同部分(车顶内衬、车门、立柱、杂物箱等)，这一缺点因几何约束而变得更加复杂。

发明内容

本发明的目的是提供改进的辐射面板。

因此，本发明是一种加热结构，特别是用于安装在车辆的乘客舱内，该结构特别是辐射面板，加热结构包括至少一个电阻层，其布置成当电流通过该层时释放热量，该结构还包括电极阵列，其包括多个接触电极，这些接触电极布置成与电阻层电接触，以便允许电流流过该电阻层，其中这些接触电极中的至少一些布置成在连续电极之间具有可变的间隔。

众所周知，通过焦耳加热产生的热功率取决于电源电压U和两个电极(这里是两个接触电极)之间的电阻R，并遵循以下定律：P＝U²/R。电阻R与两个接触电极之间的距离d成比例。

申请人已经发现，两个连续接触电极之间的电阻层的每个区域的电消耗导致沿着分配电极以及因此沿着接触电极对的电压下降。由于这些区域的电势差与该区域按照功率公式P＝U²/R提供的功率相关，所以加热结构沿着接触电极对提供越来越少的加热能力。本发明可以对抗这种加热不均匀的现象，并且由于接触电极之间的这种相互间隔而提供均匀的加热，该间隔适于减小两个接触电极之间的电阻，因此具有如所期望的一样均匀的耗散功率。

为了获得这种均匀性，本发明允许使用相同厚度的相同电阻涂层或电阻层，特别是相同的电导率。这允许保持加热结构的简单制造过程。

根据本发明的一方面，至少一些接触电极特别是电极阵列的所有接触电极相互平行。

根据本发明的一方面，电极阵列包括分配电极，其布置成将电流从电源传导到接触电极，多个接触电极连接到同一个分配电极。

根据本发明的一方面，至少一个分配电极在其长度的至少一部分上是直线的，并且与该分配电极相关的接触电极例如垂直于该分配电极连接。

自然地，分配电极可以采取不同的形式，特别是弯曲成圆形。分配电极可以相互平行，也可以不平行。

根据本发明的一方面，电极阵列包括至少两个分配电极，这些分配电极在它们长度的至少一部分上相互平行，并且它们相关的接触电极布置在这两个分配电极之间，并且以相互间隔交替，该相互间隔根据电极对之间存在的电压的降低而减小，以便在接触电极对之间保持基本均匀的电功率。

根据本发明的一方面，布置在两个分配电极之间的接触电极(这些接触电极形成同一组接触电极的一部分)仅具有两个间隔值或至少三个或更多个间隔值。

根据本发明的一方面，电阻层是特别通过丝网印刷沉积在基底上的层，该电阻层特别在与接触电极组相关的两个分配电极之间延伸。

根据本发明的一方面，电阻层尤其包括碳。

根据本发明的一方面，电极由导电材料制成，特别是金属，例如加载有导电颗粒特别是银或铜颗粒的墨水。如果需要，电极是金属粘合带，例如由铜制成。在适用的情况下，这些电极也可以通过在基底上沉积材料来制成。

根据本发明的一方面，与接触电极组相关的电阻层是连续层，或者作为变型，包括形成该层的多个分立电阻元件。

根据本发明的一方面，同一组的接触电极具有相同的长度。

根据本发明的一方面，加热结构包括承载电阻层和电极的基底。对于至少几cm²的表面积，基底优选具有小于1cm的厚度。

本发明还涉及一种机动车辆的乘客舱的部件，特别是集成到车门中的部件，或者特别是仪表板、脚坑装饰件、车顶内衬、扶手的部件，包括加热结构，特别是如上所述的辐射面板。

根据本发明的一方面，包括加热结构例如辐射面板的乘客舱部件布置成通过热辐射(辐射面板)或通过热传导或热接触(接触加热结构)加热，而不是通过对流加热，例如通过移动空气携带的热量加热。特别地，没有空气流通过加热结构来冷却或加热乘客舱。优选地，面板与空气流通系统断开。

如果需要，可以协调的方式控制车辆的加热结构和HVAC系统。

该部件形成例如车辆的杂物箱或门板或车顶的元件。

本发明还涉及一种具有电阻层和用于加热该层的电极的加热结构，该结构设计成集成到乘客舱部件中，该乘客舱部件包括从乘客舱内部可见的装饰元件，该装饰元件例如是乘客舱的点缀元件，例如织物、皮革或美学覆盖物。

独立地或与前述内容相结合，本发明的另一主题是一种加热结构，特别是用于安装在车辆的乘客舱内，该结构特别是辐射面板，加热结构包括至少一个电阻层，其布置成当电流通过该层时释放热量，该结构还包括电极阵列，其包括多个接触电极，这些接触电极布置成与电阻层电接触，以便允许电流流过该电阻层，接触电极和电阻层承载在由能够通过变形而呈现预定形状的柔性材料制成的基底上，该基底尤其也是可拉伸的。特别地，加热结构的元件形成可拉伸组件，即基底、电阻层和接触电极是可拉伸和柔性的。

根据本发明的一方面，接触电极由相互啮合特别是编织或针织的细丝形成于相应编织或针织的基底上或中。形成接触电极的导电细丝与电阻层接触。

根据本发明的一方面，基底是无纺的。这种无纺可以包含聚丙烯纤维和/或聚酯纤维的混合物。可以使用其他纤维，例如天然纤维。

作为变型，基底是织物，特别是具有可拉伸细丝的织物，或针织结构。

根据本发明的一方面，基底可以是柔性塑料片或泡沫，比如TPU(热塑性聚氨酯)。

有利地，为了保持基本不可见和/或不可察觉，接触电极和/或电阻层必须足够薄，特别是厚度小于100微米，并且是柔性的。这些电极和电阻层可以包括可拉伸的导电墨水和/或在基底内部。

根据本发明的一方面，电阻层可以包括可拉伸的电阻片、电阻涂料层或电阻墨水。电阻片是当电流通过其时能够释放热量的片。

根据本发明的一方面，可以通过丝网印刷、偏移、喷墨印刷、热压印和转印或电沉积将导电墨水添加到基底上。

根据本发明的一方面，基底可以是乘客舱的装饰元件，特别是乘客舱中乘客可见的元件。这种类型的装饰性基底可以选自：皮革或人造革基底，特别包含PVC，可能是或可能不是3D类型的纺织品，或装饰性塑料膜。

本发明还涉及一种加热结构，特别用于安装在车辆的乘客舱内，该结构特别是辐射面板，加热结构包括一组相互啮合的细丝，其中某些细丝形成加热传导细丝，其布置成在电流流过这些加热细丝时释放热量。

在本发明的一示例性实施例中，基底可以是可拉伸的纺织品，其包含细丝作为加热材料。可替代地，基底可以是可拉伸的纺织品或可拉伸的针织品，其包含用作接触电极的细丝，并且电阻层放置在表面上。电阻墨水例如通过层压、丝网印刷或热压印和转印附着到纺织品上。

基底可以是具有以下细丝中的至少一种的针织结构：用于基底的不可拉伸细丝、用于电极的不可拉伸导电细丝、单股或多股铜细丝、铜导电细丝以及出于机械强度或易于制造的原因的不导电细丝。

针织结构的优点在于，即使支撑细丝和形成电极的导电细丝例如不可拉伸，针织组织的结构也使针织结构可拉伸。对于不可拉伸的铜细丝，针织品的延展性例如为约14％。

根据本发明的一方面，加热结构包括配电电路，其包括将电流从连接器传送到例如与电阻层接触的接触电极的分配电极。

接触电极和分配电极例如由铜细丝制成。

当基底被编织时，可拉伸特性可以通过编织结构的布置，即通过编织技术，或者通过用于编织的细丝的固有拉伸性来获得。

特别地，如果导电细丝的延展性不同于织物的主要纤维的延展性，则每个导体的末端必须保持在织物内部或外部自由移动。

如果多个接触电极一起连接到一个分配电极，则分配电极和接触电极之间的连接可以通过将分配电极集成到编织纬线中并且将接触电极集成到编织经线中来实现，反之亦然。借助于编织结构两侧的交替通道，电极之间的连接是牢固的。

为了具有针织或编织结构的连续制造过程，可以将接触电极的两侧连接到分配电极，然后通过在冲压区域中冲压接触电极的细丝来切割它们，或者通过在中断区域中将电连接中断的位置结合电绝缘体来相对于分配电极电中和这些接触电极的一部分。

可替代地，可以在每个接触电极的末端具有连接器，或者将所有接触电极连接在一起的外部分配电极。

本发明还涉及一种制造加热结构的方法，包括以下步骤：编织或针织基底，以及在基底上提供加热或辐射区域，所述加热或辐射区域由与基底编织或针织的细丝形成，或者通过在基底上沉积电阻层形成。

本发明使得可以例如提供形成机动车辆内部装饰部分的加热结构，该部分具有复杂的形状。这些复杂的表面可以在所有三维中沿轴具有曲率。

以不利的方式，不使用本发明，表面可以用塑料膜、皮革或纺织品层装饰，这使得表面厚度的任何粗糙或缺陷可见。这导致零件设计质量差的印象。

以这种方式进行的一个问题是，在加热结构和装饰表面之间插入平滑材料导致隔热，这降低了装饰表面的温度，从而降低了提供给乘客舱环境的加热功率。

足够的加热功率(例如高于500W/m²)以在低电压(例如低于50伏)下产生积极的舒适感所需的电功率需要足够横截面的导线，这些导线难以隐藏在装饰层后面。

本发明使得可以具有一种加热结构，其既表现出非常低水平的厚度缺陷，又是可拉伸的，以便符合复杂的形状，同时保持基本不可察觉。

附图说明

应当理解，上述一组特征和配置决不是限制性的。参考附图，通过阅读下面给出的详细描述以及通过非限制性指示给出的多个示例性实施例，本发明的进一步特征、细节和优点将变得更加清楚，其中：

图1是根据本发明一示例性实施例的辐射面板的一示例性实施例的示意图；

图2是包括本发明的辐射面板的部件的示意图；

图3是本发明的另一加热结构的示意图；

图4是本发明的另一加热结构的示意图；

图5是本发明的另一加热结构的示意图。

具体实施方式

图1示出了形成本发明意义上的加热结构的辐射面板1，其设计成安装在车辆的乘客舱3内。

辐射面板1包括电阻层4，其设计成当电流通过该层4时释放热量。

电阻层4例如是加载有导电或半导电颗粒的丙烯酸涂料。例如，这种导电填料采用碳或石墨薄片的形式。

该面板1还包括电极阵列5，其包括多个接触电极6，接触电极6布置成与电阻层4电接触，以便使电流流过该电阻层4。

这些接触电极6以相互间隔D1,D2,...Di布置在连续电极之间，该间隔是可变的。

在所描述的示例中，这些接触电极6是直线的并且相互平行。

电极阵列5包括布置成将电流传导到接触电极6的分配电极8，其中这些电极8中的一个连接到电源9，例如正极性电源。另一个分配电极8连接到另一个极性，例如接地。

电流因此进入分配电极8，分配电极8将其分配到接触电极6。然后，电流在被连接到另一个分配电极8的接触电极6收集之前在电阻层4中流通。

多个接触电极6连接到同一个分配电极8。

分配电极8在其部分长度上，甚至在其整个长度上是直线的，并且与这些分配电极8相关的接触电极6垂直地连接到该相关的分配电极8。

这里，电极阵列5包括两个相互平行的分配电极8，并且它们相关的接触电极6布置在这两个分配电极8之间，并且以间隔D1,D2,...Di交替，该间隔根据存在于电极6对之间的电压U1,U2...Ui的降低而降低，以便在接触电极对之间保持基本均匀的电功率。

布置在两个分配电极8之间的接触电极6(这些接触电极形成同一组14接触电极的一部分)具有多个间隔值D1,D2,...Di。在所描述的示例中，D1>D2>D3>D4和U1>U2>U3>U4是电极6之间的电压。

电阻层4是特别通过丝网印刷沉积在基底16上的层，该电阻层4特别在与接触电极组相关的两个分配电极8之间延伸。

电极6和8由导电材料制成，特别是金属，例如加载有导电颗粒特别是银或铜颗粒的涂料。

在所描述的示例中，与接触电极组相关的电阻层4是连续的基本矩形的层。其他形状自然也是可以想象的。

同一组14的接触电极6具有相同的长度。作为变型，电极6可以具有不同的长度。

在未示出的示例中，可以提供多对分配电极8，然后有多组14接触电极6。

机动车辆的乘客舱部件19，特别是集成到车门中的部件，设置有辐射面板1。乘客舱中可以设置多个部件。

部件19可以包括施加到辐射面板的装饰层。装饰层例如可以是不透气的，例如由皮革制成。

如果需要，分配电极8可以具有更复杂的形状，具有例如连接直线部分的一个或多个圆角。

在所描述的示例中，组15的所有间隔值Ui都是不同的。作为变型，同一组的某些间隔值可能是相同的，而不是都不同。

基底可以是例如片材或布。

接触电极6和它们相关的分配电极8以啮合梳的方式布置。

在一变型中，加热结构用于乘客舱的部件，即乘客扶手，其中该结构可以通过热接触来加热乘客的手臂。

在所描述的示例中，基底16是可拉伸的。特别地，加热结构的元件形成可拉伸组件，即基底16、电阻层4和接触电极6是可拉伸和柔性的。

接触电极6由相互啮合的特别编织或针织的细丝形成于相应编织或针织的基底16上。

形成接触电极6的导电细丝与电阻层4接触。

在本发明的另一示例中，基底是无纺的。这种无纺可以包含聚丙烯纤维和/或聚酯纤维的混合物。可以使用其他纤维，例如天然纤维。

作为变型，基底16是织物，特别是具有可拉伸细丝的织物，或针织结构。

图3示出了加热结构30，其特别用于安装在车辆的乘客舱内，该结构是辐射面板，加热结构包括一组相互啮合的细丝，其中某些细丝31形成分配电极32，也称为母线，而其他相互啮合的细丝33形成接触电极34。

其上形成电极32和34的基底35在这里是针织结构35，该结构结合了用作接触电极的细丝，并且电阻层36放置在表面上。电阻墨水例如通过层压、丝网印刷或热压印和转印附着到纺织品上。

基底35包括以下细丝中的至少一种：用于基底的不可拉伸细丝、用于电极的不可拉伸导电细丝、单股或多股铜细丝、铜导电细丝以及出于机械强度或易于制造的原因的不导电细丝。

加热结构30包括配电电路39，其包括将电流从连接器传送到例如与电阻层接触的接触电极34的分配电极32。

接触电极34和分配电极32例如由铜细丝制成。

当基底35被针织时，可拉伸特性可以通过针织结构的布置，即通过针织技术，或者通过用于针织的细丝的固有拉伸性来获得。

特别是，如果导电细丝的延展性不同于针织品的主要纤维的延展性，则每个导体的末端必须保持在针织品内部或外部自由移动。

设A为连接到分配电极32之一的接触电极34的数量，B为用于每个接触电极的细丝的数量；因此，分配电极具有AxB针织细丝。分配电极的针织细丝被针织以也形成连接元件。

为了具有针织或编织结构的连续制造过程，可以将接触电极34的两侧连接到分配电极32，然后通过冲压接触电极的细丝来切割它们(如图4中的区域41所示)，或者通过将电绝缘体结合到图5所示的区域42中，在电连接必须中断的位置，相对于分配电极电中和这些接触电极的一部分。图4和5示出了编织基底45。

可以在每个接触电极36的末端具有连接器，或将所有接触电极连接在一起的外部分配电极。

用于分配电极的细丝的直径大于用于形成接触电极或加热细丝的直径。

在使用加热细丝的情况下，不强制要求具有电阻层，例如电阻墨水层。

如果多个接触电极34一起连接到一个分配电极32，如图3所示，分配电极32和接触电极34之间的连接可以通过将分配电极集成到编织纬线中并将接触电极集成到编织经线中来实现，反之亦然。借助于编织结构两侧的交替通道，电极之间的连接是牢固的。

Claims

1.一种加热结构(1)，特别是用于安装在车辆的乘客舱内，该结构特别是辐射面板，加热结构(30)包括至少一个电阻层，其布置成当电流通过该层(36)时释放热量，该结构还包括电极阵列，其包括多个接触电极(34)，这些接触电极布置成与电阻层电接触，以便允许电流流过该电阻层，接触电极(34)和电阻层承载在由能够通过变形而呈现预定形状的柔性材料制成的基底(36)上，该基底尤其也是可拉伸的。

2.如前一权利要求所述的加热结构，其中，所述接触电极(34)由相互啮合的编织或针织的细丝形成于相应编织或针织的基底上或中。

3.如权利要求1所述的加热结构，其中，所述基底是无纺的。

4.如前述权利要求中任一项所述的加热结构，其中，所述基底是可拉伸的纺织品或可拉伸的针织品，其结合用作接触电极的细丝，并且所述电阻层放置在表面上。

5.如前述权利要求之一和权利要求2所述的加热结构，其中，多个接触电极一起连接到分配电极，分配电极和接触电极之间的连接可以通过将分配电极集成到编织纬线中并且将接触电极集成到编织经线中来实现，反之亦然。

6.如前述权利要求之一所述的加热结构，其中，所述接触电极(34)和分配电极(32)例如由铜细丝制成。

7.一种形成车辆的杂物箱或门面板的元件的部件，包括如前述权利要求之一所述的加热结构。