CN215345104U - 电动车辆、电加热器以及电极和电极安装结构 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于电动车辆的电加热器及其电极安装结构，以及包括该电加热器的电动车辆，其中，该电极由金属材料制成并包括：第一端部，该第一端部用于连接于所述电加热器的加热腔内的电阻发热单元；第二端部，该第二端部用于连接于所述电加热器的电气腔内的电气控制组件；和连接部，该连接部连接所述第一端部和第二端部而使所述电极为单个整体部件。根据本申请的技术方案，有利于提高电极及其安装结构的电连接可靠性，并简化生产现场工艺安装流程。

Description

电动车辆、电加热器以及电极和电极安装结构

技术领域

本申请涉及电加热领域，更具体地说，涉及一种用于电动车辆的电加热器以及电极和电极安装结构，以及包括该电加热器的电动车辆。

背景技术

在电动车辆中(如混合动力车辆或纯电动车辆)，通常设置有电加热器来实现对车内环境的温度控制。具体来说，该电加热器与电动车辆的动力电池电连接，由电加热器中的发热元件将电能转换为热能，再经由传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调控。

如图1A至1C所示，传统的电加热器中的加热腔总成10主要包括：基底件，该基底件由热的良导体材料制成；加热腔11，该加热腔11位于基底件的一侧，容纳有电阻发热单元20，用于将电能转换为热能；和热交换腔12，该热交换腔位于基底件的另一侧，用于将来自于所述发热区的热能传递给循环流经该热交换区的传热介质；和电气腔13，该电气腔内设置有电气控制组件14。

为了实现电阻发热单元20与电气控制组件14的电连接，电加热器需要安装有电极，该电极的一段固定连接于加热腔11内的电阻发热单元20，另一端固定连接于电气腔13内的电气控制组件。由于需要确保可靠的电连接，因此对电极两端的固定连接要求具有良好的连接强度，通常利用焊接或紧固件实现固定的电连接。

然而，在实践中发现，这种传统的电极及其安装方式不仅工艺安装流程复杂，而且可靠性依然有限，在使用过程中容易出现虚接甚至失效的情况，进而影响电加热器整体的使用寿命。

有鉴于此，对于电加热器来说，如何简化工艺安装流程并提高电极的电连接可靠性，成为本领域需要解决的技术问题。

实用新型内容

本申请提出了一种用于电动车辆的电加热器及其电极，以及包括该电加热器的电动车辆，以实现工艺安装流程较为简单且具备较为可靠的电连接性能。

根据本申请，提出了一种电加热器的电极，该电极由金属材料制成并包括：第一端部，该第一端部用于连接于所述电加热器的加热腔内的电阻发热单元；第二端部，该第二端部用于连接于所述电加热器的电气腔内的电气控制组件；和连接部，该连接部连接所述第一端部和第二端部而使所述电极为单个整体部件。

优选地，该电极为片状部件，所述第一端部与所述连接部之间具有弯折结构和/或所述第二端部与所述连接部具有弯折结构。

优选地，所述电极整体为L型。

优选地，所述第一端部和/或第二端部设置有应力缓冲结构，以在该电极的第一端部和/或第二端部固定安装后缓冲所述第一端部和/或第二端部所承受的应力。

优选地，所述应力缓冲结构包括沿所述第一端部的长度方向设置的波浪形延伸设计。

根据本申请的另一方面，还提供了一种电加热器的电极安装结构，该电加热器包括：加热腔，该加热腔内设置有电阻发热单元；热交换腔，该热交换腔与所述加热腔相邻布置，用于将来自于所述发热区的热能传递给循环流经该热交换腔的传热介质；和电气腔，该电气腔与所述加热腔分别位于所述热交换腔的两侧，所述电气腔内设置有电气控制组件；所述电极安装结构包括：安装座，该安装座固定设置于所述电加热器的壳体上并由绝缘材料制成；和至少两个电极，该两个电极安装于所述安装座，每个电极的第一端部分别固定电连接于所述加热腔内的所述电阻发热单元，每个电极的第二端部分别固定电连接于所述电气腔内的电气控制组件。

优选地，所述电阻发热单元为一个，所述电极为两个，其中一个电极为正极电极而另一个电极为负极电极；或者所述电阻发热单元为多个，所述电极也为多个，其中一部分电极为正极电极而另一部分电极为负极电极。

优选地，相邻的电阻发热单元共用一个正极电极或负极电极。

优选地，所述安装座上设置有多条安装槽，所述每个电极可拆卸地且定位地安装于各自的安装槽中；和/或所述安装座由隔热材料制成。

本申请还提供了一种电加热器，该电加热器设置有如上任意一项所述的电极安装结构。

根据该电加热器，本申请还提供了一种电动车辆，该电动车辆包括上述电加热器，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，电极由金属材料整体制成，能够有效提高电连接的可靠性。其中，电极的第一端部连接于所述电加热器的加热腔内的电阻发热单元，第二端部用于连接于所述电加热器的电气腔内的电气控制组件，连接部连接所述第一端部和第二端部而使所述电极为单个整体部件，从而实现布置于不同腔室内的电子控制组件和电阻发热单元的可靠电连接。本申请的电极在安装中只需固定电极的第一端部和第二端部，相比于传统电极安装方式简化了电极不同部分之间的安装流程，因此本申请的技术方案简化了工艺安装流程并提高了电极及其安装结构的电连接可靠性。

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1A为电发热器的立体示意图，其中暴露有发热腔；

图1B为电发热器的立体示意图，其中暴露有电气腔；

图1C为电发热器的剖视图，表示电极在发热腔与电气腔之间的连接关系；

图2为根据本申请优选实施方式的电极的结构示意图；

图3为图1的A部放大图。

具体实施方式

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。

在电动车辆中，通常设置有电加热器与车辆的空调系统进行热交换，从而实现对车辆内环境的温度管控。该电加热设备可以为PTC电加热器，但优选为薄膜电阻作为电阻发热单元的电加热器。

电加热器通常包括：加热腔总成10，该加热腔总成10的内部设置有用于容纳并加热流体介质的热交换腔12；第一壳体，该第一壳体安装于加热腔总成10的第一侧，并与加热腔总成10之间形成安装有控制电路板的电气腔13；和第二壳体，该第二壳体安装于加热腔总成10的第二侧，并与第二侧之间形成容纳电阻发热单元20的加热腔11。通常情况下，在加热腔总成10中，还设置有用于密封热交换腔12的盖板，以将热交换腔与电气腔13隔绝开来。

通过上述基本结构可知，在电加热器的内部可分为电阻发热单元进行发热工作的加热腔11，与该加热腔11紧邻且内部循环有传热介质的热交换腔12，以及相对于热交换腔12隔绝的设置有电气控制组件14的电气腔13。这是通过将上述第一壳体和第二壳体分别设置于所述加热腔总成的两侧而形成的基本结构。

在本申请的技术方案中，重点对位于电气腔13内的电气控制组件14与位于加热腔11内的电阻发热单元20之间的电连接关系进行描述。首先，对最为关键的零部件电极进行描述。

一、电极

为了实现电阻发热单元20与电气控制组件14的电连接，电加热器设置有电极，该电极的一端固定连接于加热腔11内的电阻发热单元20，另一端固定连接于电气腔13内的电气控制组件。传统上的电加热器，通常采用分体式的电极，一部分连接于电气控制组件(如PCBA板)上，一部分连接于发热元件上，装配完成后再利用焊接或紧固件实现两部分电极的固定电连接，但一方面这种传统方案装配过程较为繁琐，另一方面可能存在在使用过程中出现虚接甚至失效的情况，进而影响电加热器整体的使用寿命。为了确保可靠的电连接，本申请提供了一种电加热器的电极100。

如图2所示，该电极100优选由导电的金属材料(如铜)制成并包括第一端部101、第二端部102和连接部103。其中，第一端部101用于连接于电加热器的加热腔内的电阻发热单元，第二端部102用于连接于电加热器的电气腔内的电气控制组件，连接部103连接第一端部101和第二端部102而使电极为单个整体部件，相比于传统的分体式的电极，该单个整体的电极100省掉了电极之间的连接步骤，一体成型的电极100相比于传统上焊接或紧固件实现电极的固定电连接的方式，具备更加可靠的电连接性能，并提高了电极的使用寿命。根据不同的应用工况，电极100可以具有不同的结构形式，例如线性延伸或弯折的形状。

上述电极100的第一端部101、第二端部102和连接部103根据不同的安装空间可以有不同的形状，例如与热交换腔12的外表面轮廓完全一致或者部分一致的直线延伸或弯折形状。优选如图1C所示，该电极100通过不同部分的弯折从而绕过了电加热器的热交换腔12，以实现了分别位于电气腔13和加热腔11中的电阻发热单元20和电气控制组件14之间的电连接。在电极包括弯折形状的情况下，电极整体可以为C形或几字形设计，或优选为L型，以方便在电加热器安装时绕过热交换腔12的外表面轮廓并使第一端部101和第二端部102分别位于电气腔13和加热腔11。

电极100可以为截面为圆形的导线，或如图1C、图2和图3所示，该电极优选为片状部件，以在保持电极具备较小电阻的情况下节省安装空间。第一端部101与连接部103之间具有弯折结构和/或第二端部102与连接部103具有弯折结构，以实现电极100贴合或靠近热交换腔12的外表面轮廓设置，从而形成上述C型或L型的电极形状。根据电加热器的电极安装空间，该片状的电极100上也可以具备多个连续或间隔的弯折结构。

电极100的第一端部101和/或第二端部102优选设置有应力缓冲结构，以在该电极的第一端部101和/或第二端部102固定安装后缓冲第一端部101和/或第二端部102所承受的应力。

之所以如此设计，是因为：电加热器受到冲击或震荡的情况下，或电极在热胀冷缩的作用下，可能会对电极的连接端造成影响，导致连接松动，而缓冲结构给电极100在延伸方向上提供了一定的伸缩裕度，提高了电极连接的可靠性。另一方面，由于金属材料的电极除导电性外通常还具备一定导热性能，上述电极100的第一端部101的缓冲结构延长了电极的导热距离，能够更充分地流失电极上传导的热量以防止电阻发热单元20的热量对电气控制组件14造成较大影响。所述缓冲结构优选为乙字形弯曲形状，进一步地，该缓冲结构包括多个乙字形弯曲形状，或者第一端部101与连接部103之间和/或第二端部102与连接部103之间具有多个缓冲结构。优选如图1C、图2和图3所示，应力缓冲结构包括沿第一端部101和/或第二端部102的长度方向设置的波浪形延伸设计104。

二、电极安装结构

根据上述实施方式的电极100，本申请还提供了一种电加热器的电极安装结构。

其中，如图1A、图1B和图1C所示，本申请所述的电加热器优选包括：加热腔11，该加热腔11内设置有电阻发热单元20，用于在通电情况下根据通电效率产热；热交换腔12，该热交换腔12与加热腔11相邻布置，用于将来自于发热区(加热腔11)的热能传递给循环流经该热交换腔12的传热介质；和电气腔13，该电气腔13与加热腔11分别位于热交换腔12的两侧，电气腔13内设置有电气控制组件14，通过电气控制组件14控制电阻发热单元20的工作状态和发热效率。

根据前文所述的电极100以及上述电加热器，如图1A和图3所示，本申请提供的电极安装结构优选包括安装座21，该安装座21固定设置于电加热器的壳体上并由绝缘材料制成，从而实现电极100的绝缘保护，提高安全性和可靠性。

优选情况下，安装座21上优选设置有多条安装槽211，每个电极100可拆卸地且定位地安装于各自的安装槽211中，以便于电极的定位和安装。形成安装座21的绝缘材料优选为隔热材料(如耐热塑料)制成，或者安装槽211中铺设或喷涂有隔热材料，以防止电极或电加热器的壳体的温度升高导致安装座21变形或损坏。该电极安装结构还包括至少两个电极100，该两个电极100安装于安装座21，每个电极的第一端部101分别固定电连接于加热腔11内的电阻发热单元20，每个电极的第二端部102分别固定电连接于电气腔13内的电气控制组件14。但本申请并不限于此，例如电极100可以与安装座21结合为一体式组件，从而更便于安装操作，减少零部件数量，降低成本。

电阻发热单元20为一个，电极优选为两个，其中一个电极为正极电极而另一个电极为负极电极，或者电阻发热单元20为多个，电极也为多个，其中一部分电极为正极电极而另一部分电极为负极电极。为提高电加热器的加热效率，加热腔11内优选设置有多个彼此并联的电阻发热单元20，从而减轻每个电极100的导电压力。电阻发热单元20为多个时，相邻的电阻发热单元20优选共用一个正极电极或负极电极，以节省安装空间，提高电加热器内部元件的集成度。

三、电加热器

根据前文所述的电极100以及电加热器的电极安装结构，本申请提供了一种电加热器，该电加热器设置有上述任意实施方式的电极安装结构，从而根据电极安装结构及电极100提高了该电加热器中的电阻发热元件和电气控制组件之间电连接的可靠性。此外，在工艺安装流程中，该一体化的电加热器的电极100只需要与电加热器的电阻发热单元20和电气控制组件14进行连接，相比于传统上的电加热器的电极安装方式省略了电极之间的连接流程，从而简化了电极的安装，进而提高了电加热器的安装效率。

四、电动车辆

本申请的上述技术方案可以用于多种工况应用中，如各种载运工具中，尤其是电动车辆。本申请所提供的电动车辆包括上述电加热器，所述电动车辆为纯电动车辆或混合动力车辆。

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，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (11)

1.电加热器的电极(100)，其特征在于，该电极由金属材料制成并包括：

第一端部(101)，该第一端部(101)用于连接于所述电加热器的加热腔内的电阻发热单元；

第二端部(102)，该第二端部(102)用于连接于所述电加热器的电气腔内的电气控制组件；和

连接部(103)，该连接部(103)连接所述第一端部(101)和第二端部(102)而使所述电极为单个整体部件。

2.根据权利要求1所述的电加热器的电极，其特征在于，该电极为片状部件，所述第一端部(101)与所述连接部(103)之间具有弯折结构和/或所述第二端部(102)与所述连接部(103)具有弯折结构。

3.根据权利要求2所述的电加热器的电极，其特征在于，所述电极整体为L型。

4.根据权利要求1所述的电加热器的电极，其特征在于，所述第一端部(101)和/或第二端部(102)设置有应力缓冲结构，以在该电极的第一端部(101)和/或第二端部(102)固定安装后缓冲所述第一端部(101)和/或第二端部(102)所承受的应力。

5.根据权利要求4所述的电加热器的电极，其特征在于，所述应力缓冲结构包括沿所述第一端部(101)的长度方向设置的波浪形延伸设计(104)。

6.电加热器的电极安装结构，该电加热器包括：

加热腔(11)，该加热腔内设置有电阻发热单元(20)；

热交换腔(12)，该热交换腔(12)与所述加热腔(11)相邻布置，用于将来自于发热区的热能传递给循环流经该热交换腔的传热介质；和

电气腔(13)，该电气腔(13)与所述加热腔(11)分别位于所述热交换腔(12)的两侧，所述电气腔(13)内设置有电气控制组件(14)；其特征在于，

所述电极安装结构包括：

安装座(21)，该安装座(21)固定设置于所述电加热器的壳体上并由绝缘材料制成；和

至少两个电极(100)，该两个电极(100)安装于所述安装座(21)，每个电极的第一端部(101)分别固定电连接于所述加热腔(11)内的所述电阻发热单元(20)，每个电极的第二端部(102)分别固定电连接于所述电气腔(13)内的电气控制组件(14)。

7.根据权利要求6所述的电加热器的电极安装结构，其特征在于，

所述电阻发热单元(20)为一个，所述电极为两个，其中一个电极为正极电极而另一个电极为负极电极；或者

所述电阻发热单元(20)为多个，所述电极也为多个，其中一部分电极为正极电极而另一部分电极为负极电极。

8.根据权利要求7所述的电加热器的电极安装结构，其特征在于，相邻的电阻发热单元(20)共用一个正极电极或负极电极。

9.根据权利要求6所述的电加热器的电极安装结构，其特征在于，所述安装座(21)上设置有多条安装槽(211)，所述每个电极(100)可拆卸地且定位地安装于各自的安装槽(211)中；和/或

所述安装座(21)由隔热材料制成。

10.电加热器，其特征在于，该电加热器设置有权利要求6-9中任意一项所述的电极安装结构。

11.电动车辆，其特征在于，该电动车辆包括权利要求10所述的电加热器，所述电动车辆为纯电动车辆或混合动力车辆。

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