CN117739517A - 一种新能源汽车ptc水暖加热水箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新能源汽车PTC水暖加热水箱，属于新能源汽车技术领域，包括安装架，安装架上安装有PTC电阻和散热片；还包括：水箱本体，安装架设置在水箱本体内，水箱本体的侧壁上插设有进水管和排水管，水箱本体的内部安装有中转管，中转管与进水管连通，中转管的内壁嵌设有电热丝，中转管内设有与电热丝配合的供电机构，且中转管内设有与电热丝配合的辅热机构；供电机构包括固定安装在中转管内的压电陶瓷，中转管内固定安装有导向杆。通过设置压电陶瓷、电热丝，在低温液体穿过中转管时，能够通过压电陶瓷所产生的电能为电热丝供电，使电热丝发热，起到了为低温液体预热的作用，降低了PTC电阻的功率，降低了对新能源汽车续航能力的影响。

Description

一种新能源汽车PTC水暖加热水箱

技术领域

本发明涉及新能源汽车技术领域，更具体地说，涉及一种新能源汽车PTC水暖加热水箱。

背景技术

PTC发热体又叫PTC加热器，采用PTC陶瓷发热元件与铝管组成；该类型PTC发热体有热阻小、换热效率高的优点，是一种自动恒温、省电的电加热器；突出特点在于安全性能上，任何应用情况下均不会产生如电热管类加热器的表面“发红”现象，从而引起烫伤，火灾等安全隐患。

然而现有技术中，虽然PTC加热器相对于电阻丝来说较为节能，但它们在运行时仍然会消耗大量电能，尤其是在某些电动汽车需要快速加热时，PTC加热器的运行过程中需要增大水暖加热的功率（水流速度以及对水的加热功率）才能够对气流加热，此时会显著影响电池续航里程。

公告号CN112923555A的中国专利公开了一种新能源汽车PTC水暖加热水箱，水箱内的水流方向垂直于PTC加热器的放置方向，这样既减小了水阻，又提高了热量交换的效率。

上述专利虽然提高了热量交换效率，但是水暖加热过程中，对于进入水箱中的水流而言，水流的初始温度较低，在加热器对其加热的过程中，需要较长的时间，以至于加热器在新能源汽车上使用时，需要消耗大量电能，以至于影响车辆的续航里程。

为此，提出一种新能源汽车PTC水暖加热水箱。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种新能源汽车PTC水暖加热水箱，可以实现对流入水箱本体中的低温液体预热，从而无需增大水暖加热功率，降低水暖对车辆续航里程的影响。

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种新能源汽车PTC水暖加热水箱，包括安装架，安装架上安装有PTC电阻和散热片；

还包括：水箱本体，安装架设置在水箱本体内，水箱本体的侧壁上插设有进水管和排水管，水箱本体的内部安装有中转管，中转管与进水管连通，中转管的内壁嵌设有电热丝，中转管内设有与电热丝配合的供电机构，且中转管内设有与电热丝配合的辅热机构；

供电机构包括固定安装在中转管内的压电陶瓷，中转管内固定安装有导向杆，导向杆上套设有磁性材质的撞击块，撞击块与压电陶瓷配合；

中转管内固定安装有支架，支架上转动安装有往复丝杆，往复丝杆的端部固定安装有扇叶，往复丝杆上螺纹安装有滑块，滑块上固定安装有撞击块相互排斥的磁铁。

安装时，使进水管位于排水管的下方，并且进水管与排水管对称分布在支架的两侧，在工作过程中，低温液体通过进水管流动到中转管中，此时水流冲击扇叶，从而能够带动往复丝杆转动，此时滑块沿着往复丝杆来回移动，当滑块移动到导向杆的下方时，在斥力的作用下，此时材质的撞击块迅速上移并冲击压电陶瓷，此时压电陶瓷产生电能并为电热丝供电，因此能够直接通过电热丝所产生的热量为中转管中的低温液体加热，使其转换为中温液体，然后中温液体流动到水箱本体中，从而能够PTC电阻和散热片所产生的热量为水箱本体内的中温液体加热成高温液体，最终通过排水管流出。

在对低温液体加热的过程中，通过电热丝与压电陶瓷相互配合，从而对低温液体进行预热，相对于直接提高PTC电阻加热功率而言，起到了节约电能的作用，从而降低了对新能源汽车续航里程的影响。

当滑块远离导向杆时，撞击块受到的向上的斥力减小，此时撞击块下移，因此撞击块始终做上下往复运动，在此过程中，撞击块能够搅动中转管中的液体，从而增大了低温液体与电热丝的接触概率，提高了对中转管中的低温液体的预热效果。

由于往复丝杆与滑块均浸泡在液体中，因此能对滑块进行润滑，起到了确保滑块能够正常移动的作用。

进一步地，导向杆为正圆台状，撞击块上开设有通孔，辅热机构包括铰接在通孔侧壁上的摩擦棒，摩擦棒的顶端与通孔侧壁铰接，通孔的侧壁与摩擦棒之间安装有弹性件。

由于摩擦棒的顶端与通孔侧壁铰接，因此在撞击块上移的过程中，摩擦棒与导向杆之间的压力较小，此时摩擦棒受到的阻力较小，因此撞击块能够正常上移，从而起到了确保撞击块能够快速地撞击压电陶瓷的作用。

当撞击块下移时，在弹性件的作用下，撞击块的底端与导向杆之间的摩擦力较大，此时撞击块缓慢下移，并且撞击块下移的过程中，摩擦棒与导向杆之间相互摩擦并产生热量，从而提高了对中转管中的液体的预热效果。

进一步地，弹性件上开设有空腔，空腔的底壁上开设有与中转管连通的孔洞。

由于导向杆为圆台，因此在撞击块上移的过程中，弹性件处于被挤压状态，从而能够降低摩擦棒对撞击块上移过程中的阻力，此时空腔中的液体流出并冲击中转管中的液体，从而提高了对中转管中的液体的搅拌效果。

进一步地，撞击块的底壁上均匀倾斜开设有斜槽。

中转管中流动的液体冲击斜槽侧壁，此时撞击块转动，从而提高了对中转管中液体的搅拌效果。

进一步地，中转管的侧壁上开设有安装孔，安装孔内固定安装有弹性膜，弹性膜上嵌设有圆环，弹性膜的顶壁上安装有封堵板，封堵板的一边与弹性膜固定连接，且封堵板覆盖在圆环的表面。

车辆行驶过程中会受到路况影响，因此车辆无法始终保持恒定速度，因此在惯性的作用下，弹性膜会带动滤网抖动，在滤网上下抖动的过程中，封堵板会与圆环脱离接触，此时中转管中的中温液体能够及时地穿过圆环，从而使中转管中的中温液体占比降低，增大了低温液体与电热丝接触概率。

进一步地，支架上转动安装有横管，横管的侧壁上均匀开设有压力孔，支架上固定安装有弹性气囊，弹性气囊的输出端与横管连通。

进一步地，滑块上固定安装有与弹性气囊配合的挤压杆。

进一步地，往复丝杆上套设有第一齿轮，横管上套设有与第一齿轮啮合的第二齿轮。

在往复丝杆转动过程中通过第一齿轮与第二齿轮相互配合从而带动横管转动，并且滑块带动挤压杆间歇性地挤压弹性气囊，当弹性气囊被挤压时，弹性气囊中的低温液体进入横管并通过压力孔排出，从而能够将中转管中远离电热丝的低温液体冲击到电热丝周围，提高了对低温液体的加热效果，并且压力孔中排出的水柱同样会冲击撞击块，增大了撞击块上移速度，提高了撞击块对压电陶瓷的撞击效果，并且转动状态的横管能够改变压力孔中排出的水柱的方向，进一步提高了搅拌效果。

相比于现有技术，本发明的有益效果在于：

（1）本方案通过设置压电陶瓷、电热丝，在低温液体穿过中转管时，能够通过压电陶瓷所产生的电能为电热丝供电，使电热丝发热，起到了为低温液体预热的作用，降低了PTC电阻的功率，降低了对新能源汽车续航能力的影响。

（2）本方案通过设置往复丝杆、滑块、撞击块、磁铁，能够在往复丝杆转动过程中使撞击块自动间歇性地撞击压电陶瓷，起到了确保压电陶瓷能够正常工作的作用，并且在撞击块移动的过程中能够搅动中转管中的水分，从而增大了低温液体与电热丝的接触概率，起到了提高对低温液体预热效果的作用。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明水箱本体的剖视结构示意图；

图3为本发明图2中A处的放大结构示意图；

图4为本发明图2中B处的放大结构示意图；

图5为本发明扇叶与往复丝杆的组合结构示意图；

图6为本发明撞击块的剖视结构示意图；

图7为本发明中转管的剖视结构示意图。

图中标号说明：

1、安装架；2、PTC电阻；3、散热片；4、水箱本体；5、进水管；6、排水管；7、中转管；8、电热丝；9、压电陶瓷；10、导向杆；11、撞击块；12、支架；13、往复丝杆；14、扇叶；15、滑块；16、磁铁；17、通孔；18、摩擦棒；19、弹性件；20、空腔；21、斜槽；22、弹性膜；23、圆环；24、封堵板；25、横管；26、压力孔；27、弹性气囊；28、挤压杆；29、第一齿轮；30、第二齿轮。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

请参阅图1至图7，一种新能源汽车PTC水暖加热水箱，包括安装架1，所述安装架1上安装有PTC电阻2和散热片3；

还包括：水箱本体4，所述安装架1设置在水箱本体4内，所述水箱本体4的侧壁上插设有进水管5和排水管6，所述水箱本体4的内部安装有中转管7，所述中转管7与进水管5连通，所述中转管7的内壁嵌设有电热丝8，所述中转管7内设有与电热丝8配合的供电机构，且所述中转管7内设有与电热丝8配合的辅热机构；

所述供电机构包括固定安装在中转管7内的压电陶瓷9，所述中转管7内固定安装有导向杆10，所述导向杆10上套设有磁性材质的撞击块11，所述撞击块11与压电陶瓷9配合；

所述中转管7内固定安装有支架12，所述支架12上转动安装有往复丝杆13，所述往复丝杆13的端部固定安装有扇叶14，所述往复丝杆13上螺纹安装有滑块15，所述滑块15上固定安装有撞击块11相互排斥的磁铁16。

安装时，使进水管5位于排水管6的下方，并且进水管5与排水管6对称分布在支架12的两侧，在工作过程中，低温液体通过进水管5流动到中转管7中，此时水流冲击扇叶14，从而能够带动往复丝杆13转动，此时滑块15沿着往复丝杆13来回移动，当滑块15移动到导向杆10的下方时，在斥力的作用下，此时材质的撞击块11迅速上移并冲击压电陶瓷9，此时压电陶瓷9产生电能并为电热丝8供电，因此能够直接通过电热丝8所产生的热量为中转管7中的低温液体加热，使其转换为中温液体，然后中温液体流动到水箱本体4中，从而能够PTC电阻2和散热片3所产生的热量为水箱本体4内的中温液体加热成高温液体，最终通过排水管6流出。

在对低温液体加热的过程中，通过电热丝8与压电陶瓷9相互配合，从而对低温液体进行预热，相对于直接提高PTC电阻2加热功率而言，起到了节约电能的作用，从而降低了对新能源汽车续航里程的影响。

当滑块15远离导向杆10时，撞击块11受到的向上的斥力减小，此时撞击块11下移，因此撞击块11始终做上下往复运动，在此过程中，撞击块11能够搅动中转管7中的液体，从而增大了低温液体与电热丝8的接触概率，提高了对中转管7中的低温液体的预热效果。

由于往复丝杆13与滑块15均浸泡在液体中，因此能对滑块15进行润滑，起到了确保滑块15能够正常移动的作用。

如图6所示，所述导向杆10为正圆台状，所述撞击块11上开设有通孔17，所述辅热机构包括铰接在通孔17侧壁上的摩擦棒18，所述摩擦棒18的顶端与通孔17侧壁铰接，所述通孔17的侧壁与摩擦棒18之间安装有弹性件19。

通过采用上述技术方案，由于摩擦棒18的顶端与通孔17侧壁铰接，因此在撞击块11上移的过程中，摩擦棒18与导向杆10之间的压力较小，此时摩擦棒18受到的阻力较小，因此撞击块11能够正常上移，从而起到了确保撞击块11能够快速地撞击压电陶瓷9的作用。

当撞击块11下移时，在弹性件19的作用下，撞击块11的底端与导向杆10之间的摩擦力较大，此时撞击块11缓慢下移，并且撞击块11下移的过程中，摩擦棒18与导向杆10之间相互摩擦并产生热量，从而提高了对中转管7中的液体的预热效果。

如图6所示，所述弹性件19上开设有空腔20，所述空腔20的底壁上开设有与中转管7连通的孔洞。

通过采用上述技术方案，由于导向杆10为圆台，因此在撞击块11上移的过程中，弹性件19处于被挤压状态，从而能够降低摩擦棒18对撞击块11上移过程中的阻力，此时空腔20中的液体流出并冲击中转管7中的液体，从而提高了对中转管7中的液体的搅拌效果。

如图6所示，所述撞击块11的底壁上均匀倾斜开设有斜槽21。

通过采用上述技术方案，中转管7中流动的液体冲击斜槽21侧壁，此时撞击块11转动，从而提高了对中转管7中液体的搅拌效果。

如图7所示，所述中转管7的侧壁上开设有安装孔，所述安装孔内固定安装有弹性膜22，所述弹性膜22上嵌设有圆环23，所述弹性膜22的顶壁上安装有封堵板24，所述封堵板24的一边与弹性膜22固定连接，且所述封堵板24覆盖在圆环23的表面。

通过采用上述技术方案，车辆行驶过程中会受到路况影响，因此车辆无法始终保持恒定速度，因此在惯性的作用下，弹性膜22会带动滤网抖动，在滤网上下抖动的过程中，封堵板24会与圆环23脱离接触，此时中转管7中的中温液体能够及时地穿过圆环23，从而使中转管7中的中温液体占比降低，增大了低温液体与电热丝8接触概率。

如图4所示，所述支架12上转动安装有横管25，所述横管25的侧壁上均匀开设有压力孔26，所述支架12上固定安装有弹性气囊27，所述弹性气囊27的输出端与横管25连通。

所述滑块15上固定安装有与弹性气囊27配合的挤压杆28。

所述往复丝杆13上套设有第一齿轮29，所述横管25上套设有与第一齿轮29啮合的第二齿轮30。

通过采用上述技术方案，在往复丝杆13转动过程中通过第一齿轮29与第二齿轮30相互配合从而带动横管25转动，并且滑块15带动挤压杆28间歇性地挤压弹性气囊27，当弹性气囊27被挤压时，弹性气囊27中的低温液体进入横管25并通过压力孔26排出，从而能够将中转管7中远离电热丝8的低温液体冲击到电热丝8周围，提高了对低温液体的加热效果，并且压力孔26中排出的水柱同样会冲击撞击块11，增大了撞击块11上移速度，提高了撞击块11对压电陶瓷9的撞击效果，并且转动状态的横管25能够改变压力孔26中排出的水柱的方向，进一步提高了搅拌效果。

使用方法：安装时，使进水管5位于排水管6的下方，并且进水管5与排水管6对称分布在支架12的两侧，在工作过程中，低温液体通过进水管5流动到中转管7中，此时水流冲击扇叶14，从而能够带动往复丝杆13转动，此时滑块15沿着往复丝杆13来回移动，当滑块15移动到导向杆10的下方时，在斥力的作用下，此时材质的撞击块11迅速上移并冲击压电陶瓷9，此时压电陶瓷9产生电能并为电热丝8供电，因此能够直接通过电热丝8所产生的热量为中转管7中的低温液体加热，使其转换为中温液体，然后中温液体流动到水箱本体4中，从而能够PTC电阻2和散热片3所产生的热量为水箱本体4内的中温液体加热成高温液体，最终通过排水管6流出。

在对低温液体加热的过程中，通过电热丝8与压电陶瓷9相互配合，从而对低温液体进行预热，相对于直接提高PTC电阻2加热功率而言，起到了节约电能的作用，从而降低了对新能源汽车续航里程的影响。

当滑块15远离导向杆10时，撞击块11受到的向上的斥力减小，此时撞击块11下移，因此撞击块11始终做上下往复运动，在此过程中，撞击块11能够搅动中转管7中的液体，从而增大了低温液体与电热丝8的接触概率，提高了对中转管7中的低温液体的预热效果。

由于往复丝杆13与滑块15均浸泡在液体中，因此能对滑块15进行润滑，起到了确保滑块15能够正常移动的作用。

由于摩擦棒18的顶端与通孔17侧壁铰接，因此在撞击块11上移的过程中，摩擦棒18与导向杆10之间的压力较小，此时摩擦棒18受到的阻力较小，因此撞击块11能够正常上移，从而起到了确保撞击块11能够快速地撞击压电陶瓷9的作用。由于导向杆10为圆台，因此在撞击块11上移的过程中，弹性件19处于被挤压状态，从而能够降低摩擦棒18对撞击块11上移过程中的阻力，此时空腔20中的液体流出并冲击中转管7中的液体，从而提高了对中转管7中的液体的搅拌效果。

当撞击块11下移时，在弹性件19的作用下，撞击块11的底端与导向杆10之间的摩擦力较大，此时撞击块11缓慢下移，并且撞击块11下移的过程中，摩擦棒18与导向杆10之间相互摩擦并产生热量，从而提高了对中转管7中的液体的预热效果。

车辆行驶过程中会受到路况影响，因此车辆无法始终保持恒定速度，因此在惯性的作用下，弹性膜22会带动滤网抖动，在滤网上下抖动的过程中，封堵板24会与圆环23脱离接触，此时中转管7中的中温液体能够及时地穿过圆环23，从而使中转管7中的中温液体占比降低，增大了低温液体与电热丝8接触概率。

在往复丝杆13转动过程中通过第一齿轮29与第二齿轮30相互配合从而带动横管25转动，并且滑块15带动挤压杆28间歇性地挤压弹性气囊27，当弹性气囊27被挤压时，弹性气囊27中的低温液体进入横管25并通过压力孔26排出，从而能够将中转管7中远离电热丝8的低温液体冲击到电热丝8周围，提高了对低温液体的加热效果，并且压力孔26中排出的水柱同样会冲击撞击块11，增大了撞击块11上移速度，提高了撞击块11对压电陶瓷9的撞击效果，并且转动状态的横管25能够改变压力孔26中排出的水柱的方向，进一步提高了搅拌效果。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种新能源汽车PTC水暖加热水箱，包括安装架（1），所述安装架（1）上安装有PTC电阻（2）和散热片（3）；

其特征在于：还包括：水箱本体（4），所述安装架（1）设置在水箱本体（4）内，所述水箱本体（4）的侧壁上插设有进水管（5）和排水管（6），所述水箱本体（4）的内部安装有中转管（7），所述中转管（7）与进水管（5）连通，所述中转管（7）的内壁嵌设有电热丝（8），所述中转管（7）内设有与电热丝（8）配合的供电机构，且所述中转管（7）内设有与电热丝（8）配合的辅热机构；

所述供电机构包括固定安装在中转管（7）内的压电陶瓷（9），所述中转管（7）内固定安装有导向杆（10），所述导向杆（10）上套设有磁性材质的撞击块（11），所述撞击块（11）与压电陶瓷（9）配合；

所述中转管（7）内固定安装有支架（12），所述支架（12）上转动安装有往复丝杆（13），所述往复丝杆（13）的端部固定安装有扇叶（14），所述往复丝杆（13）上螺纹安装有滑块（15），所述滑块（15）上固定安装有撞击块（11）相互排斥的磁铁（16）。

2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车PTC水暖加热水箱，其特征在于：所述导向杆（10）为正圆台状，所述撞击块（11）上开设有通孔（17），所述辅热机构包括铰接在通孔（17）侧壁上的摩擦棒（18），所述摩擦棒（18）的顶端与通孔（17）侧壁铰接，所述通孔（17）的侧壁与摩擦棒（18）之间安装有弹性件（19）。

3.根据权利要求2所述的一种新能源汽车PTC水暖加热水箱，其特征在于：所述弹性件（19）上开设有空腔（20），所述空腔（20）的底壁上开设有与中转管（7）连通的孔洞。

4.根据权利要求3所述的一种新能源汽车PTC水暖加热水箱，其特征在于：所述撞击块（11）的底壁上均匀倾斜开设有斜槽（21）。

5.根据权利要求4所述的一种新能源汽车PTC水暖加热水箱，其特征在于：所述中转管（7）的侧壁上开设有安装孔，所述安装孔内固定安装有弹性膜（22），所述弹性膜（22）上嵌设有圆环（23），所述弹性膜（22）的顶壁上安装有封堵板（24），所述封堵板（24）的一边与弹性膜（22）固定连接，且所述封堵板（24）覆盖在圆环（23）的表面。

6.根据权利要求5所述的一种新能源汽车PTC水暖加热水箱，其特征在于：所述支架（12）上转动安装有横管（25），所述横管（25）的侧壁上均匀开设有压力孔（26），所述支架（12）上固定安装有弹性气囊（27），所述弹性气囊（27）的输出端与横管（25）连通。

7.根据权利要求6所述的一种新能源汽车PTC水暖加热水箱，其特征在于：所述滑块（15）上固定安装有与弹性气囊（27）配合的挤压杆（28）。

8.根据权利要求6所述的一种新能源汽车PTC水暖加热水箱，其特征在于：所述往复丝杆（13）上套设有第一齿轮（29），所述横管（25）上套设有与第一齿轮（29）啮合的第二齿轮（30）。