CN205641499U - 加热器、暖风系统及汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种加热器、暖风系统及汽车，该加热器包括控制线路板、加热主体、电路导通结构、控制舱外罩及水槽，所述加热主体包括多个加热芯体，所述控制线路板设置有多个插座，所述电路导通结构上设置有正电极柱及多个负电极柱，所述正电极柱及负电极柱插入控制线路板上对应的插座中，每一所述加热芯体的正极电连接至所述正电极柱，每一所述负电极柱与至少一个所述加热芯体的负极电连接。该加热器，通过导通或断开不同的负电极柱来选择不同加热芯体的工作组合，能够实现加热器多个档位控制。

Description

加热器、暖风系统及汽车

技术领域

本实用新型属于新能源汽车暖风系统技术领域，特别是涉及一种加热器、暖风系统及汽车。

背景技术

申请号为201310302343.9的中国专利申请公开了一种用于汽车空调系统的高压PTC液体加热器，该PTC液体加热器，其由上壳体、下壳体、散热器、安装在散热器上面的加热芯体、与加热芯体相连接的控制系统以及与控制系统相连接的高压连接器组成。该PTC液体加热器主要是通过外部输出信号控制高压输出，高压连接器输出高压电给加热芯体后，加热芯体开始发热，散热器将加热芯体产生的热量通过液体槽内流动的液体带出，从而达到给整车空调系统提供热能。

这种形式的PTC液体加热器控制系统和加热芯体之间没有很好的隔热和绝缘系统，加热芯体工作的时候容易将高温传递到控制系统从而使电子元器件失效。

另外，这种形式的PTC液体加热器，加热芯体为整体加热，不能选择加热芯体的部分进行加热，即没有挡位调节功能。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有的液体加热器不能调节加热挡位的缺陷，提供一种加热器。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：

提供一种加热器，包括控制线路板、加热主体、电连接在所述控制线路板与加热主体之间的电路导通结构、控制舱外罩及水槽，所述控制舱外罩与水槽固定连接，所述加热主体插接在所述水槽中并在两者之间形成流道，所述水槽外侧设有连接在所述流道两端的进水口及出水口；所述加热主体包括多个加热芯体，所述控制线路板设置有多个插座，所述电路导通结构上设置有正电极柱及多个负电极柱，所述正电极柱及负电极柱插入控制线路板上对应的插座中，每一所述加热芯体的正极电连接至所述正电极柱，每一所述负电极柱与至少一个所述加热芯体的负极电连接。

进一步地，所述加热主体还包括槽体，所述槽体包括多个并排设置的单元槽，所述加热芯体插入对应的单元槽中，所述加热芯体包括电热元件及包裹在所述电热元件外侧的绝缘导热层，所述电热元件的两端引出正极片及负极片，所述单元槽与加热芯体之间灌注密封胶，所述正极片及负极片伸出所述密封胶之外，每一所述加热芯体的正极片电连接至所述正电极柱，每一所述负电极柱与至少一个所述加热芯体的负极片电连接。

进一步地，所述电路导通结构上设置有多个正极弹片插座及多个负极弹片插座，所述多个正极弹片插座电连接至所述正电极柱，所述多个负极弹片插座包括多个负极弹片插座组，每一负极弹片插座组包括至少一个负极弹片插座，每一负极弹片插座组中的所有负极弹片插座电连接至其中一个负电极柱，所述正极片及负极片分别插入所述正极弹片插座及负极弹片插座中。

进一步地，所述加热器还包括所述控制线路板电连接的低压线束总成和高压线束总成，所述水槽外壁上开设有与所述流道连通的水温检测管，所述水温检测管中设置有与所述低压线束总成电连接的水温传感器。

进一步地，所述单元槽的宽度方向一侧与所述水槽一侧内壁接触，所述单元槽的宽度方向另一侧与所述水槽另一侧内壁间隔以形成流通槽，相邻的两个流通槽处于所述水槽的相对两侧，进而使得液体能够由所述进水口依次流经每一单元槽的外壁后，经所述出水口流出。

进一步地，所述绝缘隔热结构包括覆盖在加热器主体上的封胶层及设置在所述封胶层与电路导通结构之间的绝缘泡棉。

进一步地，所述绝缘隔热结构还包括设置在所述控制线路板与电路导通结构之间的绝缘隔热垫。

进一步地，所述加热器还包括安装固定支架，所述安装固定支架的一侧连接在水槽的下表面，另一侧连接至车身。

本实用新型的加热器，控制线路板设置有多个插座，电路导通结构上设置有正电极柱及多个负电极柱，正电极柱及负电极柱插入控制线路板上对应的插座中，每一加热芯体的正极电连接至正电极柱，每一负电极柱与至少一个加热芯体的负极电连接，这样，通过导通或断开不同的负电极柱来选择不同加热芯体的工作组合，能够实现加热器多个档位控制。另外，控制线路板与加热主体之间设有起绝缘隔热作用的绝缘隔热结构，改善了加热主体和控制线路板之间的绝缘隔热问题，增强了产品的安全性能，并且通过水槽与加热主体之间流道设计增加了液体受热面积，从而使产品加热效率得到极大的提升，能够充分利用加热主体的热能，液体介质的加热温度也更高，既充分节省了产品的空间占用，也充分利用了消耗的电能。另外，控制线路板和加热主体集成为一体，大大节省了产品本身所占用的空间，而且这种集成的加热器减少了信号和电流传送的路径，减少了传输过程中的能源损耗。

另外，本实用新型还提供了一种暖风系统，其包括依次连接的补水壶、水泵、上述的加热器及暖风芯体，所述水泵抽取所述补水壶中的液体并使其在所述加热器及暖风芯体中循环流通。该暖风系统适用于家用轿车和商务用车等中小车型的空调系统采暖、除霜及除雾等功能。

另外，本实用新型还提供了一种汽车，其包括上述的暖风系统。

附图说明

图1是本实用新型一实施例提供的加热器的结构示意图；

图2是本实用新型一实施例提供的加热器的局部剖视图；

图3是本实用新型一实施例提供的加热器其流道的结构示意图；

图4是本实用新型一实施例提供的加热器其加热主体、电路导通结构及控制线路板的连接示意图；

图5是本实用新型一实施例提供的加热器其水温传感器与水槽的结构示意图；

图6是本实用新型一实施例提供的加热器其加热主体、绝缘隔热结构及电路导通结构的分解图；

图7是本实用新型一实施例提供的暖风系统的结构示意图。

说明书中的附图标记如下：

100、补水壶；

200、水泵；

300、加热器；

1、控制舱外罩；2、水槽；21、筋条；22、进水口；23、出水口；24、水温检测管；25、流通槽；3、加热主体；31、槽体；311、单元槽；312、加强筋；32、加热芯体；321、电热元件；322、正极片；323、负极片；33、外伸台阶；331、密封槽；4、控制线路板；41、插座；42、IGBT模块；5、高压线束总成；6、低压线束总成；7、水温传感器；8、绝缘隔热结构；9、电路导通结构；91、正极弹片插座；92、负极弹片插座；93、正电极柱；94、负电极柱；10、流道；11、安装固定支架；12、封胶层；13、绝缘泡棉；14、绝缘隔热垫；

400、暖风芯体。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1至图6所示，本实用新型一实施例提供的加热器300，包括控制舱外罩1、水槽2、加热主体3、控制线路板4、高压线束总成5、低压线束总成6、水温传感器7、绝缘隔热结构8及电路导通结构9。高压线束总成5和低压线束总成6均通过卡扣扣在加热器300的控制舱外罩1或水槽2上，或者是装配在控制舱外罩1或水槽2上的钣金上。绝缘隔热结构8将加热主体3的热量和控制线路板4分隔开来，起到保护控制线路板4的作用。

如图2及图4所示，加热主体3包括槽体31及多个加热芯体32，所述槽体31包括多个并排设置的单元槽311，所述加热芯体32插入对应的单元槽311中。所述加热芯体32包括电热元件321、包裹在所述电热元件321外侧的绝缘导热层(图中未标示)及包裹在绝缘导热层外侧的另一绝缘层(图中未标示)，该绝缘层例如可以是PI膜绝缘层。所述电热元件321的两端引出正极片322及负极片323，所述单元槽311与加热芯体32之间灌注密封胶，使加热芯体只露出正极片322及负极片323。单元槽311的单层壁厚为2.5mm，外表面布加强筋312，这样的结构保证了加热芯体32和槽体31装配后不会因槽壁变形而产生空隙。

上述的电热元件中的发热元件为PTC(正温系数很大的半导体材料或元器件)，本实施例，优选地，所述电热元件包括正极板、负极板及连接在所述正极板与负极板之间的多片陶瓷片，相邻两片陶瓷片之间设置橡胶隔垫。正极片322及负极片323分别连接在所述正极板及负极板上。

本实施例中，如图3及图5所示，所述加热主体3通过水槽2中的筋条21过盈插接在所述水槽2中并在两者之间形成流道10。如图3所示，所述水槽2外侧设有连接在所述流道10两端的进水口22及出水口23。如图3所示，所述单元槽311的宽度方向一侧与所述水槽2一侧内壁接触，所述单元槽311的宽度方向另一侧与所述水槽2另一侧内壁间隔以形成流通槽25，相邻的两个流通槽25处于所述水槽2的相对两侧，这样，流道10呈迂回曲线状，流道10包覆了每个单元槽311的外壁，进而使得液体能够由所述进水口22依次流经每一单元槽311的外壁后，经所述出水口33流出。这样，使得加热器加热均匀，加热效果好(进水口、出水口的温差可达到10℃左右)。

当然，流道10不限于上述的迂回曲线状流道，还可以是其它能够增加液体流动行程的回形流道。水槽2上的进水口22、出水口23可以同侧面布置，也可以对立面方向布置，并且，可根据实际的管道系统要求更换进水口22、出水口23的位置。

如图1及图2所示，所述控制舱外罩1与水槽2扣合并通过螺钉固定。如图4所示，加热主体3的上部边缘位置向外延伸形成外伸台阶33，外伸台阶33上设有密封槽331。在密封槽331中设置总成防水密封圈能够使得控制舱外罩1与水槽2之间形成密闭空间。加热主体3、控制线路板4、绝缘隔热结构8及控制下板9容纳于该密闭空间中。

如图1及图2所示，所述水槽2外壁上开设有与所述流道10连通的水温检测管24，所述水温检测管24中设置有水温传感器7。水温传感器7与水槽2通过密封圈密封以及卡扣紧固。当然，水温传感器7与水槽2也可以是卡环和插销限位固定的结构方式。

增加的水温传感器7，能够对流道10内的水温实时监控和反馈，控制线路板4根据采集到的实时温度调节加热主体3的工作时间从而减少加热主体3的工作时间，降低了产品的电能损耗。

如图1所示，加热器300还包括一安装固定支架11，所述安装固定支架11的一侧连接在水槽2的下表面，另一侧连接至车身，以将加热器300安装在车身上。安装固定支架11的结构可随着整车的布置空间和安装孔自由设计，使得该加热器产品使用范围大大提升，并且，使得该加热器产品仅仅占用很少的空间，消耗较少的电能就能够满足大部分的私家小轿车和商务车等中小型新能源车的热能量需求。

如图4及图6所示，所述控制线路板4设置有多个插座41，所述电路导通结构9上设置有多个正极弹片插座91、多个负极弹片插座92、正电极柱93及多个负电极柱94，所述多个正极弹片插座91通过控制线路板4上蚀刻的铜线电连接至所述正电极柱93，所述多个负极弹片插座92包括多个负极弹片插座组，每一负极弹片插座组包括至少一个负极弹片插座92，每一负极弹片插座组92中的所有负极弹片插座92通过控制线路板4上蚀刻的铜线电连接至其中一个负电极柱94，所述正电极柱93及负电极柱94插入控制线路板4上对应的插座41中，所述正极片322及负极片323分别插入所述正极弹片插座91及负极弹片插座92中。这样，将控制线路板4与加热器主体3电连接。

本实施例中，多个加热芯体32可以分成多组，加热芯体32的组数对应于负电极柱94的数量。控制负电极柱94的通断可以选择加热时需要工作的加热芯体的数量，以此实现加热器档位可调的功能。

本实施例中，外部的低压电源通过低压线束总成6通入低压电的控制信号至控制线路板4，插座41连接对应的IGBT模块42(如图4所示)，控制线路板4接收输入的控制信息，迅速处理然后根据控制策略选择对应的IGBT模块42，并将占空比信息传给IGBT模块，当IGBT模块接收到信息后会控制IGBT模块42的通断，IGBT模块42的通断控制加热主体3的高压回路的通断，最终决定加热主体3的部分或全部加热芯体的工作与不工作。此处，IGBT模块42起到了关键性的枢纽作用，IGBT模块42自身对热量很敏感，容易被损坏，在高温环境下极容易被电压击穿，但是运用在加热器上就一定会有高温环境的存在，因而，本实施例中，还可以在控制线路板4上设置温度传感器，在加热过程中，温度传感器能实现控制元器件(例如IGBT模块)温度过高自保护功能。

如图4及图6所示，在一具体实施例中，加热主体3具有5个加热芯体32，每一加热芯体32的两端引出一正极片322及负极片323，因而，加热芯体32共有5个正极片322及5个负极片323；5个正极片322插入5个正极弹片插座91中，5个正极弹片插座91电连接到正电极柱93，以此将各个加热芯体32的正极电连接至正电极柱93，正电极柱93插入控制线路板4上对应的插座41中。5个负极片323插入5个负极弹片插座92中，5个负极弹片插座92由图6中的左边至右边分成两组负极弹片插座组(以下分别称为a组、b组)，a组、b组分别包含2个负极弹片插座、3个负极弹片插座，a组、b组对应的负电极柱94以下分别称为负电极柱A、负电极柱B，因而，负电极柱A相当于连接了前面两个加热芯体32，负电极柱B相当于连接了接下来的三个加热芯体32。这样，通过导通或断开不同的负电极柱来选择不同加热芯体的工作组合，能够实现加热器1～3的3个档位控制，具体如下表1：

表1加热器档位与各个负电极柱的导通关系

注：√代表导通，×代表断开

档位	负电极柱A	负电极柱B
			1	√	×
2	×	√
			3	√	√

当然，在其它实施例中，根据不同的需求，也可以通过调整加热器芯体的数量、加热器芯体与电路导通结构的连接方式及电路导通结构的负极弹片插座与负电极柱的连接方式，增加或减少加热器档位。

如图1及图6所示，所述绝缘隔热结构8包括覆盖在加热器主体3上的封胶层12、设置在所述封胶层12、设置在所述封胶层12与电路导通结构9之间的绝缘泡棉13及设置在所述控制线路板4与电路导通结构9之间的绝缘隔热垫14。

本实用新型上述实施例的加热器，其工作原理如下：

该加热器300由外部的低压电源通过低压线束总成6给控制线路板4通入低压电的控制信号，控制线路板4根据采集到的数据经过数据分析输出加热主体3开启和换挡的控制信号，控制线路板4输出控制信号后，高压线束总成5开始通过电路导通结构9向加热主体3的部分或全部加热芯体32通入设定的高压电，加热芯体32通入高压电之后开始工作产生热量，并通过槽体31将热量传递到水槽2中的液体之中，液体通过外部的水泵从进水口22进入到水槽2内，并沿着水槽2和加热主体3之间形成的流道10流动，流道10内的流动液体经过加热主体3加热后从出水口23排出并进入通向暖风系统的管路，从而达到给汽车暖风系统供热的功能。加热器300工作一段时间后，水温达到需求温度，控制线路板4在控制舱外罩1的防护下不断采集来自水温传感器7等温度采集单元传来的数据信号，根据采集的水温传感器7等温度采集单元传来的实时数据信号，不断调整输出的控制信号，从而控制各个加热芯体32的通断实现加热器档位调整，以此达到自动恒温节能的目的。

本实用新型上述实施例的加热器，控制线路板设置有多个插座，电路导通结构上设置有正电极柱及多个负电极柱，正电极柱及负电极柱插入控制线路板上对应的插座中，每一加热芯体的正极电连接至正电极柱，每一负电极柱与至少一个加热芯体的负极电连接，这样，通过导通或断开不同的负电极柱来选择不同加热芯体的工作组合，能够实现加热器多个档位控制。另外，控制线路板与加热主体之间设有起绝缘隔热作用的绝缘隔热结构，改善了加热主体和控制线路板之间的绝缘隔热问题，增强了产品的安全性能，并且通过水槽与加热主体之间流道设计增加了液体受热面积，从而使产品加热效率得到极大的提升，能够充分利用加热主体的热能，液体介质的加热温度也更高，既充分节省了产品的空间占用，也充分利用了消耗的电能。另外，控制线路板和加热主体集成为一体，大大节省了产品本身所占用的空间，而且这种集成的加热器减少了信号和电流传送的路径，减少了传输过程中的能源损耗。另外，高压线束总成能够给加热主体通入高压电，使得该加热器功率高(例如3KW)，电压覆盖面范围广，能够满足各种中小车型新能源汽车的加热需求。

另外，如图7所示，本实用新型还提供了一种暖风系统，其包括依次连接的补水壶1000、水泵200、上述的加热器300及暖风芯体400，所述水泵200抽取所述补水壶100中的液体并使其在所述加热器300及暖风芯体400中循环流通。该暖风系统能够应用于新能源车的空调采暖、除霜及除雾。

加热器300加热得到的液体流经暖风芯体400给空调箱体提供热源。换热后的液体再进入补水壶100参与循环，补水壶100设有排气管和补液口，排气管上设置有排气阀，以此使得整个暖风系统排气顺畅，通过补液口能够方便补给冷却液。相对于常规的暖风系统需要连接两个三通阀来实现上述两个功能(排气顺畅和方便补给冷却液)，同时设置排气阀和补液口的设计既有利于管路布局，也有利于降低系统成本。

另外，本实用新型一实施例还提供了一种汽车，其包括上述的暖风系统。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种加热器，其特征在于，包括控制线路板、加热主体、电连接在所述控制线路板与加热主体之间的电路导通结构、控制舱外罩及水槽，所述控制舱外罩与水槽固定连接，所述加热主体插接在所述水槽中并在两者之间形成流道，所述水槽外侧设有连接在所述流道两端的进水口及出水口；所述加热主体包括多个加热芯体，所述控制线路板设置有多个插座，所述电路导通结构上设置有正电极柱及多个负电极柱，所述正电极柱及负电极柱插入控制线路板上对应的插座中，每一所述加热芯体的正极电连接至所述正电极柱，每一所述负电极柱与至少一个所述加热芯体的负极电连接。

2.根据权利要求1所述的加热器，其特征在于，所述加热主体还包括槽体，所述槽体包括多个并排设置的单元槽，所述加热芯体插入对应的单元槽中，所述加热芯体包括电热元件及包裹在所述电热元件外侧的绝缘导热层，所述电热元件的两端引出正极片及负极片，所述单元槽与加热芯体之间灌注密封胶，所述正极片及负极片伸出所述密封胶之外，每一所述加热芯体的正极片电连接至所述正电极柱，每一所述负电极柱与至少一个所述加热芯体的负极片电连接。

3.根据权利要求2所述的加热器，其特征在于，所述电路导通结构上设置有多个正极弹片插座及多个负极弹片插座，所述多个正极弹片插座电连接至所述正电极柱，所述多个负极弹片插座包括多个负极弹片插座组，每一负极弹片插座组包括至少一个负极弹片插座，每一负极弹片插座组中的所有负极弹片插座电连接至其中一个负电极柱，所述正极片及负极片分别插入所述正极弹片插座及负极弹片插座中。

4.根据权利要求1所述的加热器，其特征在于，所述加热器还包括所述控制线路板电连接的低压线束总成和高压线束总成，所述水槽外壁上开设有与所述流道连通的水温检测管，所述水温检测管中设置有与所述低压线束总成电连接的水温传感器。

5.根据权利要求2所述的加热器，其特征在于，所述单元槽的宽度方向一侧与所述水槽一侧内壁接触，所述单元槽的宽度方向另一侧与所述水槽另一侧内壁间隔以形成流通槽，相邻的两个流通槽处于所述水槽的相对两侧，进而使得液体能够由所述进水口依次流经每一单元槽的外壁后，经所述出水口流出。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的加热器，其特征在于，所述加热器还包括用于所述控制线路板与加热主体之间的绝缘隔热的绝缘隔热结构，所述绝缘隔热结构包括覆盖在加热器主体上的封胶层及设置在所述封胶层与电路导通结构之间的绝缘泡棉。

7.根据权利要求6所述的加热器，其特征在于，所述绝缘隔热结构还包括设置在所述控制线路板与电路导通结构之间的绝缘隔热垫。

8.根据权利要求1所述的加热器，其特征在于，所述加热器还包括安装固定支架，所述安装固定支架的一侧连接在水槽的下表面，另一侧连接至车身。

9.一种暖风系统，其特征在于，包括依次连接的补水壶、水泵、权利要求1-8任意一项所述的加热器及暖风芯体，所述水泵抽取所述补水壶中的液体并使其在所述加热器及暖风芯体中循环流通。

10.一种汽车，其特征在于，包括权利要求9所述的暖风系统。