CN207725190U - 带有散热板的水加热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带有散热板的水加热器，包括电控板、外壳体和散热板，外壳体包括底面、侧面和上表面；所述电控板位于外壳体内，电控板上有IGBT晶体管；外壳体的上表面在对应IGBT晶体管的位置设有开孔；所述散热板为金属材质，散热板位于外壳体的上表面上方，还包括绝缘层，散热板的下表面通过绝缘层与IGBT晶体管接触。本实用新型增加金属材质的散热板，降低IGBT的传热热阻，使电控板上的IGBT晶体管发出的热量能尽快散发出去，从而保证器件运行时，其内部的温度始终保持在允许的结温之内，更好的保护IGBT晶体管，增加电控板的使用寿命，进一步增加水加热器的使用寿命。

Description

带有散热板的水加热器

技术领域

本实用新型涉及新能源汽车配件，尤其涉及一种PTC水加热器IGBT散热板。

背景技术

为应对日益突出的燃油供求的矛盾和环境污染的问题，世界各国均在推进新能源汽车的发展。传统汽车一直把发动机的余热作为制暖热源，这种方式依赖于汽车的发动机，也就是说要在发动机工作的状态下，才能实施车内的取暖。另外，这种取暖系统的效率很低，在冬季启动了发动机后需要6-10min才能供暖。但电动汽车没有发动机，混合动力车载发动机停转时车内也需要供暖。

目前，由于PTC陶瓷特有的正温度系数阻温特性，其有着自动控温，温度随电压波动影响小等优良的电性能以及不会燃烧和无明火，使用寿命长等等安全特性。由PTC陶瓷制作的PTC加热器是一种理想的加热装置，它不仅很好的解决了在低温条件下电动汽车内部取暖和挡风玻璃除霜所需要的热源问题，还能应用于动力电池的热管理系统，在环境温度较低时对动力电池进行加热，而且由于其优良的绝缘性能确保了电动汽车的安全性能。

电动汽车制暖用PTC加热器有风暖和水暖两种，PTC水暖加热器，以PTC加热元件为发热核心，制作成PTC加热管，然后插入专用的铝合金导热体，通过加热防冻液，经由蒸发器向车内提供暖风，暖风柔和舒适，温度稳定适中，使用安全，节能高效。另外，PTC水加热器还可用于电动汽车动力电池热管理系统，通过加热防冻液给电池加热。

在电动汽车领域使用的PTC加热器使用环境有如下特点，一是工作电压高，至少在320V以上，一般在320VDC-750VDC；二是电动汽车的电压在运行中并不是恒定的，而是随着运行中电量的损耗而下降；三是由于汽车是在室外使用，四季温度及湿度的变化大；四是此加热器安装在汽车内使用，需更好的抗震动性能，且对使用寿命的要求更高，需达到十年以上；五是为了保证电动汽车在涉水、遭遇雨水或者部分被浸等极端环境下的安全性能，要求PTC加热器的防尘水性能最好达到IP67，避免对车内或车周边人员造成电击的意外伤害；六目前市场上现有广泛使用的PTC水暖加热器，有以下缺点：1、由于电动汽车领域使用的PTC水暖加热器需要附加电控以调节PTC加热器的加热功率。用于车内取暖，或者电池加热。具体如下：通过实时监测加热器进出口水温，以判断需要增加或者降低加热器的加热功率，通过调整控制器占空比的增大或者减小，实现无极调节PTC水加热器的加热功率。2、由于电控通过PWM进行调节，一般采用IGBT（绝缘栅双极型晶体管）作为半导体场控自关断器件，IGBT是一种用MOS来控制晶体管的新型电力电子器件，具有电压高、电流大、频率高、导通电阻小等特点； 3 当IGBT器件工作时，产生的热量会使芯片温度升高，如果散热缓慢，那么就有可能使芯片温度升高到超过所允许的最高IGBT结温，IGBT器件的性能将显著下降，并且不能稳定工作，从而导致IGBT器件性能恶化或失效； 4 目前，主流结构（德国埃贝赫和比亚迪）IGBT（与PCB板相连）一般采用紧贴导热性好的水槽（进水口位置）进行散热，通过流动的水（防冻液）带走热量。这对于电池加热比较适合，因为其对液体的加热目标温度低，约在40-50度，这样的话，即使到达了目标温度，水温也就在40-50度左右，还是能够带走IGBT的热量。而如果此水加热器是用作车内取暖，其对液体加热的目标温度较高，达到80度以上，这样的话，就不能充分带走IGBT产生的热量，会导致IGBT性能恶化甚至失效。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术存在的水加热器的电控板上的IGBT不易散热的问题，本实用新型提供一种带有散热板的水加热器。

技术方案：本实用新型提供一种带有散热板的水加热器，包括电控板、外壳体和散热板，外壳体包括底面、侧面和上表面；所述电控板位于外壳体内，电控板上有IGBT晶体管；外壳体的上表面在对应IGBT晶体管的位置设有开孔；所述散热板为金属材质，散热板位于外壳体的上表面上方，还包括绝缘层，散热板的下表面通过绝缘层与IGBT晶体管接触。

进一步的，还包括塑料上盖，塑料上盖中间开有窗口，散热板嵌在所述窗口中，塑料上盖用于进一步固定散热板。

进一步的，所述塑料上盖与散热板包胶成一体式结构，方便加工和安装。

进一步的，所述绝缘层采用导热硅胶片、导热硅脂或者高导热陶瓷片中的一种或几种，绝缘层既起到绝缘的效果，也可以传递热量，所以使用高导热的绝缘材料效果最优。

进一步的，所述散热板为铝板或铜板，导热散热效果好。

进一步的，所述散热板的上表面呈锯齿状，增大散热板的上表面积。

有益效果：本实用新型提供的一种带散热板的水加热器，相比较现有技术，根据传热学的基本原理，增加金属材质的散热板，即增加了一个热阻尽可能低的热流通路，降低IGBT的传热热阻，使电控板上的IGBT晶体管发出的热量能尽快散发出去，从而保证器件运行时，其内部的温度始终保持在允许的结温之内，更好的保护IGBT晶体管，增加电控板的使用寿命，进一步增加水加热器的使用寿命。

附图说明

图1为带有散热板的水加热器的侧视图；

图2为带有散热板的水加热器的俯视图；

图3为去掉散热板和塑料上盖后的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

如图1、2、3所示，带有散热板的水加热器，包括电控板（图中被遮挡）、外壳体1、散热板2、塑料上盖3，外壳体1包括底面11、侧面12和上表面13；所述电控板位于外壳体1内，电控板上有IGBT晶体管4；外壳体的上表面13在对应IGBT晶体管4的位置设有开孔5；所述散热板2为金属材质，散热板2位于外壳体的上表面13上方，还包括绝缘层，散热板2的下表面通过绝缘层与IGBT晶体管4接触。所述绝缘层采用导热硅胶片，也可以采用导热硅脂或者高导热陶瓷片等高导热材料，该绝缘层既起到绝缘的效果，也可以传递热量，所以使用高导热的绝缘材料可以使IGBT晶体管4的散热效果最好。

塑料上盖3中间开有窗口，散热板2嵌在所述窗口中，塑料上盖3用于进一步固定散热板2。

所述塑料上盖3与散热板2包胶成一体式结构，方便加工和安装。

散热板2采用铝板，铝的导热散热效果好，且成本低；也可以采用铜板等其他金属材质制成。所述散热板2的上表面呈锯齿状，增大散热板2的散热表面积，加快散热速度。

Claims (6)

1.一种带有散热板的水加热器，其特征在于，包括电控板、外壳体和散热板，外壳体包括底面、侧面和上表面；所述电控板位于外壳体内，电控板上有IGBT晶体管；外壳体的上表面在对应IGBT晶体管的位置设有开孔；所述散热板为金属材质，散热板位于外壳体的上表面上方，还包括绝缘层，散热板的下表面通过绝缘层与IGBT晶体管接触。

2.根据权利要求1所述的带有散热板的水加热器，其特征在于，还包括塑料上盖，塑料上盖中间开有窗口，散热板嵌在所述窗口中。

3.根据权利要求2所述的带有散热板的水加热器，其特征在于，所述塑料上盖与散热板包胶成一体式结构。

4.根据权利要求1或2所述的带有散热板的水加热器，其特征在于，所述绝缘层采用导热硅胶片、导热硅脂或者高导热陶瓷片中的一种或几种。

5.根据权利要求1或2所述的带有散热板的水加热器，其特征在于，所述散热板为铝板或铜板。

6.根据权利要求1或2所述的带有散热板的水加热器，其特征在于，所述散热板的上表面呈锯齿状。