CN215321888U - 电动车辆及其电加热设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电动车辆的电加热设备，该电加热设备包括：热交换总成，该热交换总成的内部设置有用于容纳并加热流体介质的空腔；第一壳体，该第一壳体安装于所述热交换总成的第一侧，并与所述热交换总成之间形成安装有控制电路板的电气腔；和第二壳体，该第二壳体安装于所述热交换总成的第二侧，并与所述第二侧之间形成容纳电阻加热元件的加热腔，所述电阻加热元件上覆盖有隔热层。根据本申请的技术方案，利用隔热层有效阻止电加热元件发出的热能流失，从而提高了设备的能量利用效率。

Description

电动车辆及其电加热设备

技术领域

本申请涉及用于电动车辆的电加热设备领域，更具体地说，涉及一种电动车辆的电加热设备以及包括该电加热设备的电动车辆。

背景技术

在电动车辆中(如混合动力车辆或纯电动车辆)，通常设置有电加热设备来实现对车内环境的温度控制。该电加热设备与电动车辆的动力电池电连接，由电加热设备中的发热元件将电能转换为热能，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。在电加热设备的工作过程中，大量热量由导热介质传递给散热系统，用于电池包加热、驾驶舱制热、除霜除雾等任务。

在电加热设备中，为了便于实现热传递，其主体结构部件大都利用热的良导体材料制成，但这也导致电加热设备的部分热量通过自身散发到周边环境中，致使电发热设备传递给导热介质的热量相应地减少。因此，影响电加热设备的传热效率，造成能量的浪费。

因此，如何提高电加热设备的传热效率，以避免热量的浪费，成为本领域需要解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提出了一种电动车辆及其电加热设备，以能够在满足电动汽车制热需求的同时实现较高的能量利用效率。

根据本申请，提出了一种电动车辆的电加热设备，该电加热设备包括：热交换总成，该热交换总成的内部设置有用于容纳并加热流体介质的空腔；第一壳体，该第一壳体安装于所述热交换总成的第一侧，并与所述热交换总成之间形成安装有控制电路板的电气腔；和第二壳体，该第二壳体安装于所述热交换总成的第二侧，并与所述第二侧之间形成容纳电阻加热元件的加热腔，所述电阻加热元件上覆盖有隔热层。

优选地，所述控制电路板与所述热交换总成之间设置有隔热板。

优选地，所述电加热设备包括：设置于所述热交换总成第二侧上的第一绝缘层、设置于该第一绝缘层上的电阻加热元件和设置于该电阻加热元件上的第二绝缘层，该第二绝缘层为作为所述隔热层的绝缘隔热层。

优选地，所述电加热设备包括：设置于所述热交换总成第二侧上的第一绝缘层、设置于该第一绝缘层上的电阻加热元件和设置于该电阻加热元件上的第二绝缘层，所述隔热层覆盖设置于所述第二绝缘层上。

优选地，所述隔热层和所述隔热板的导热系数不大于0.12W/m·k。

优选地，所述隔热层和所述隔热板的材料包括气凝胶、羟基硅油、硅胶泥、环氧树脂中的至少一种。

优选地，所述第一壳体朝向所述控制电路板的内侧面设置有隔热涂层。

优选地，所述第二壳体朝向所述电阻加热元件的内侧面设置有隔热涂层。

优选地，所述隔热涂层的材料包括气凝胶、羟基硅油、硅胶泥、环氧树脂中的至少一种。

优选地，所述第一壳体和所述热交换总成之间密封设置有隔热胶；和 /或所述第二壳体和所述热交换总成之间密封设置有隔热胶。

优选地，所述隔热胶的材料包括硅胶泥、玻璃棉、硅橡胶、气相白炭黑、氧化铁、羟基硅油中的至少一种。

本申请还提供了一种电动车辆，该电动车辆包括如上任意一项所述的电加热设备，所述电动车辆为纯电动车辆或混合动力车辆。

根据本申请的技术方案，一方面隔热层覆盖于电阻加热元件上，以尽可能使电阻加热元件发出的热量朝向加热腔体总成内部传导，从而能够阻止电阻加热元件产生的热量对外扩散流失，另一方面，利用隔热板能够防止流体介质的热量传导至控制电路板上。因此，本申请的用于电动车辆的电加热设备在满足电动汽车制热需求的同时具备较高的能量利用效率。

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电动车辆的电加热设备的立体图；

图2为图1所示的电加热设备的A-A剖视图；

图3为图2的B部放大图。

具体实施方式

新能源汽车尤其是电动车辆，由于不设置燃油发动机，因此车内的散热系统通常由电加热设备来供应热能，以用于电动车辆的电池包加热、驾驶舱制热以及除霜除雾等任务，该电加热设备可以为PTC加热形式或电阻加热形式的电加热设备。

本申请发明人经研究和实践发现，现有的电动汽车的电加热设备在工作时，加热元件尤其是电阻加热元件产生的部分热量会经传导和辐射作用于电加热器自身或外界空气，造成能量的流失导致电加热设备的加热效率降低或设备自身温度过高。有鉴于此，本申请提供了一种用于电动车辆的电加热设备，该电加热设备通过限制其中的电阻加热元件产生的热能与外界的热交换，从而在满足电动车辆制热需求的情况下使电加热设备实现较高的能量利用率。

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。

如图1、图2、图3所示，本申请提供了一种电动车辆的电加热设备，该电加热设备包括：热交换总成10，该热交换总成10的内部设置有用于容纳并加热流体介质的空腔101；第一壳体20，该第一壳体20安装于热交换总成10的第一侧11，并与热交换总成10之间形成安装有控制电路板16的电气腔21；和第二壳体30，该第二壳体30安装于热交换总成10的第二侧13，并与第二侧13之间形成容纳电阻加热元件14的加热腔31；其中，电阻加热元件上覆盖有隔热层17。优选地，控制电路板16与所述热交换总成10之间设置有隔热板18。

根据上述技术方案，如图2和3所示，本申请的电加热设备在电阻加热元件14的一侧覆盖有具备隔热功能的隔热层17，从而使电阻加热元件 14产生的热能尽可能地传导向电阻加热元件14另一侧的热交换总成10上，从而能够阻止电阻加热元件14产生的热量朝热交换总成10以外的方向扩散流失，以能够较为集中地加热热交换总成10的空腔101内的流体介质。隔热层17和隔热板18可以为导热系数较低的材料的涂层或板材，优选地，隔热层17可以为喷涂方式形成的隔热涂层，该涂层可以仅覆盖电阻加热元件，或者该涂层优选在热交换总成10的第二侧13整面喷涂；隔热板18 可以为具备隔热性能的软质或硬质的隔热板材，该板材可以部分覆盖于所述第一侧11，或者该板材优选在热交换总成10的第一侧11整面覆盖。优选情况下，隔热层17和隔热板18的导热系数不大于0.12W/m·k，该隔热层17和隔热板18的材料优选包括气凝胶、羟基硅油、硅胶泥、环氧树脂中的至少一种。

其中，热交换总成10整体可以以导热性较高的金属或非金属材料制成，如铝合金，或者优选地，热交换总成10的第二侧13的材质的导热性能优于热交换总成10的其他部分的材质。电阻加热元件14与热交换总成 10的第二侧13之间优选设置有电绝缘的导热材料，电阻加热元件14可以为一个，弯折铺设于热交换总成10的第二侧13，也可以为多个，均匀间隔地铺设于热交换总成10的第二侧13，且彼此之间并联连接。电阻加热元件14与控制电路板16电连接，从而能够通过控制电路板16接收整车控制器的指令或控制电路板16自行计算以调整电阻加热元件14的加热功率。

上述电加热设备优选包括：设置于热交换总成10第二侧13上的第一绝缘层141、设置于该第一绝缘层141上的电阻加热元件14和设置于该电阻加热元件14上的第二绝缘层143。其中，第一绝缘层141为导热性能较高的电绝缘材料制成，如氧化铝薄膜。根据本申请的一种实施方式，上述第二绝缘层143可以为作为前文所述的隔热层17的绝缘隔热层。

根据本申请另一种优选的实施方式，如图3所示，电加热设备包括：设置于热交换总成10第二侧13上的第一绝缘层141、设置于该第一绝缘层141上的电阻加热元件14和设置于该电阻加热元件14上的第二绝缘层 143，如上所述的隔热层17覆盖设置于第二绝缘层143上。在本实施方式中，第二绝缘层143可以为普通电绝缘材料，或者优选地，第二绝缘层143 为电绝缘且导热系数较小的材料制成。

根据本申请的电动车辆的电加热设备，该电加热设备的第一壳体20 和第二壳体30可以分别包覆于热交换总成10的第一侧11和第二侧13，或者优选情况下，该第一壳体20和第二壳体30之间可拆卸地固定连接将所述热交换总成10包覆在两壳体之间，以减小热交换总成10自身与外界环境的热交换。第一壳体20和第二壳体30优选为导热系数较低的金属或非金属材料制成，一方面用于保护热交换总成10以及安装于热交换总成 10上的控制电路板16和电阻加热元件14，另一方面减少电加热设备与外界环境的热交换。进一步优选地，如图2所示，上述第一壳体20朝向隔板15的内侧面设置有隔热涂层，和/或如图2所示，第二壳体30朝向电阻加热元件的内侧面设置有隔热涂层。上述隔热涂层的材料优选包括气凝胶、羟基硅油、硅胶泥、环氧树脂中的至少一种。

根据前文所述的电加热设备，如图2所示，第一壳体20与热交换总成10之间形成安装有控制电路板16的电气腔21，第二壳体30与热交换总成10的第二侧13之间形成容纳电阻加热元件的加热腔31。优选情况下，上述电气腔21和加热腔31均为密封的腔室，从而防止电气腔21和加热腔31内的空气与外界环境的空气流通，带走腔内的热量。优选情况下，第一壳体20和热交换总成10之间密封设置有隔热胶；和/或第二壳体30 和热交换总成10之间密封设置有隔热胶。通过该隔热胶实现对所述电气腔21和加热腔31密封的同时，进一步减少腔室内外的热交换。该隔热胶的材料优选包括硅胶泥、玻璃棉、硅橡胶、气相白炭黑、氧化铁、羟基硅油中的至少一种。为防止控制电路板16温度过高，优选情况下该控制电路板16设置有与电加热设备的空腔101内的流体介质相关联的导热结构，以使控制电路板16的热量(如自发热的热量)经该导热结构传导至流体介质中，该导热结构可以为密封贯穿空腔101内外且接触于控制电路板16 的一个或多个金属或非金属热导体。

根据本申请优选实施方式的电动车辆的电加热设备，通过覆盖于电阻加热元件14上的隔热层17以使电阻加热元件14发出的热量尽可能向热交换总成传导以用于加热空腔101内的流体介质；还通过在热交换总成10 的第一侧11设置隔热板18以进一步阻止流体介质的热量流失或传导至控制电路板16上；电加热设备最外层的第一壳体20和第二壳体30朝向热交换总成10的一侧也设置有隔热涂层，从而防止热交换总成10自身与外部环境热交换，同时通过设置隔热胶，进而形成密封隔热的电气腔21和加热腔31。其中上述隔热层、隔热涂层、隔热胶以及本申请涉及的其他隔热材料均优选为导热系数均不大于0.12W/m·k的隔热材料。根据本申请的技术方案，通过上述设置于电加热设备的隔热保温结构，减少了电加热设备的热能流失，提高了电加热设备的能量利用效率，进而提供了一种节能高效的用于电动车辆的电加热设备。

根据本申请的电加热设备，本申请还提供了一种电动车辆，该电动车辆包括如前文任意实施方式所述的电加热设备，该电动车辆可以为如纯电动车辆或混合动力车辆的以电能为主要驱动能源的新能源车辆。

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，其同样应当视为本申请所公开的内容。

Claims (11)

1.电动车辆的电加热设备，该电加热设备包括：

热交换总成(10)，该热交换总成(10)的内部设置有用于容纳并加热流体介质的空腔(101)；

第一壳体(20)，该第一壳体(20)安装于所述热交换总成(10)的第一侧(11)，并与所述热交换总成(10)之间形成安装有控制电路板(16)的电气腔(21)；和

第二壳体(30)，该第二壳体(30)安装于所述热交换总成(10)的第二侧(13)，并与所述第二侧(13)之间形成容纳电阻加热元件(14)的加热腔(31)；

其特征在于，所述电阻加热元件上覆盖有隔热层(17)。

2.根据权利要求1所述的电动车辆的电加热设备，其特征在于，所述控制电路板(16)与所述热交换总成(10)之间设置有隔热板(18)。

3.根据权利要求1所述的电动车辆的电加热设备，其特征在于，所述电加热设备包括：设置于所述热交换总成(10)第二侧(13)上的第一绝缘层(141)、设置于该第一绝缘层(141)上的电阻加热元件(14)和设置于该电阻加热元件(14)上的第二绝缘层(143)，该第二绝缘层(143)为作为所述隔热层(17)的绝缘隔热层。

4.根据权利要求1所述的电动车辆的电加热设备，其特征在于，所述电加热设备包括：设置于所述热交换总成(10)第二侧(13)上的第一绝缘层(141)、设置于该第一绝缘层(141)上的电阻加热元件(14)和设置于该电阻加热元件(14)上的第二绝缘层(143)，所述隔热层(17)覆盖设置于所述第二绝缘层(143)上。

5.根据权利要求2所述的电动车辆的电加热设备，其特征在于，所述隔热层(17)和所述隔热板(18)的导热系数不大于0.12W/(m·k)。

6.根据权利要求2所述的电动车辆的电加热设备，其特征在于，所述隔热层(17)和所述隔热板(18)的材料包括气凝胶、羟基硅油、硅胶泥或环氧树脂。

7.根据权利要求1所述的电动车辆的电加热设备，其特征在于，

所述第一壳体(20)朝向所述控制电路板(16)的内侧面设置有隔热涂层；和/或

所述第二壳体(30)朝向所述电阻加热元件(14)的内侧面设置有隔热涂层。

8.根据权利要求7所述的电动车辆的电加热设备，其特征在于，所述隔热涂层的材料包括气凝胶、羟基硅油、硅胶泥或环氧树脂。

9.根据权利要求1所述的电动车辆的电加热设备，其特征在于，

所述第一壳体(20)和所述热交换总成(10)之间密封设置有隔热胶；和/或

所述第二壳体(30)和所述热交换总成(10)之间密封设置有隔热胶。

10.根据权利要求9所述的电动车辆的电加热设备，其特征在于，所述隔热胶的材料包括硅胶泥、玻璃棉、硅橡胶、气相白炭黑、氧化铁或羟基硅油。

11.电动车辆，其特征在于，该电动车辆包括权利要求1-10中任意一项所述的电加热设备，所述电动车辆为纯电动车辆或混合动力车辆。

Images