CN220815799U - 高压混动车型的排气系统电加热器 - Google Patents

Abstract

一种高压混动车型的排气系统电加热器，其包括管式加热元件、支撑结构和两个半壳，所述两个半壳通过两端的焊接密封部进行焊接固定后形成容置管式加热元件的圆环状结构，所述支撑结构设置于圆环状结构内，其包含容置管式加热元件的容置凹部，在两容置凹部之间设有固定槽以及伸入固定槽的固定凸起，所述固定凸起和固定槽底部通过焊接部进行焊接从而支撑固定管式加热元件；由此，本实用新型结构简单，操作方便，效率更高，集成更为便利，减少应用技术难度、简化系统结构并相对较少的应用成本，减低系统集成的复杂性，对于高压线速线径的需求减小，更具实用性。

Description

高压混动车型的排气系统电加热器

技术领域

本实用新型涉及车辆排气系统加热的技术领域，尤其涉及一种高压混动车型的排气系统电加热器。

背景技术

汽车尾气排放法规的要求越来越严苛，这使得装备传统内燃机的满足排放法规的挑战日趋艰难。发动机冷启动时的排放问题，促使各个主机厂积极寻求先进的技术解决方案。电加热方案是可以很好的解决该问题的技术方案，目前市场上主要分为低压电加热器方案。

目前市场上的低压电加热产品，当用于装备高压电气环境的内燃机时，具备以下特点：

1.DCDC、ACDC电压转换器，为了保持大于3KW的功率输出，需要能够承受超过100A电流的线束以及专门的控制器；

2.低压(48V)电加热不具备很好的绝缘性，低压电加热靠低电阻的发热元件(一般0.1欧姆到0.5欧姆之间)在大电流通过时做功产生热量，该发热元件不具备绝缘外部绝缘性，其直接暴露在发动机排放的尾气中。

由此可见，现有技术存在如下缺陷：

1、系统集成的复杂性。低压电加热器达到额定的功率需求，需要更大的电流，这造成连接的电线电缆较粗，同时需要专用的高压转低压设备及控制器避免电加热器启动时对整个电气系统造成的大电流冲击；

2.电能利用的效率问题，低压系统的大电流传输过程中能量损耗问题；

3.非常高的应用成本问题。由于以上可以见的复杂的系统结构，系统集成的成本较高。

为此，本实用新型的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种高压混动车型的排气系统电加热器，以克服上述缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高压混动车型的排气系统电加热器，其结构简单，操作方便，效率更高，集成更为便利，减少应用技术难度、简化系统结构并相对较少的应用成本，减低系统集成的复杂性，对于高压线速线径的需求减小，更具实用性。

为实现上述目的，本实用新型公开了一种高压混动车型的排气系统电加热器，其包括管式加热元件、支撑结构和两个半壳，所述两个半壳通过两端的焊接密封部进行焊接固定后形成容置管式加热元件的圆环状结构，其特征在于：

所述支撑结构设置于圆环状结构内，其包含多个容置管式加热元件的容置凹部，在两容置凹部之间设有固定槽以及伸入固定槽的固定凸起，所述固定凸起和固定槽底部通过焊接部进行焊接从而支撑固定所述管式加热元件；

所述管式加热元件为多根以形成加热盘，所述加热盘的冷端与衬套通过钎焊部进行固定，所述衬套焊接密封固定于圆环状结构的下端。

其中：所述管式加热元件包含从内至外设置的电阻丝、氧化镁绝缘层和外部金属套。

其中：该圆环状结构的下端设有焊接密封至圆环状结构的罩盖，所述加热盘的多根管式加热元件在罩盖内并联或者串联连接。

其中：所述支撑结构设有间隙以吸收加热盘的高温形变。

其中：所述支撑结构的中部设有导流结构，所述导流结构为片状结构。

其中：所述支撑结构包含相对设置的上支架和下支架，所述上支架包含多个径向延伸的上支杆，所述下支架包含多个径向延伸且分别对应上支杆的下支杆。

其中：各下支杆间隔设有多个容置凹部和固定槽，各下支杆设置多个固定凸起。

其中：所述支撑结构包含上支架、下支架和中间支架，所述上支架和下支架相对设置于中间支架的两侧，所述管式加热元件包括上层管式加热元件和下层管式加热元件。

其中：所述上支架包含多个径向延伸的上支杆，所述下支架包含多个径向延伸且分别对应上支杆的下支杆，中间支架包含多个径向延伸且分别对应上支杆的中支杆。

其中：所述中支杆的上下面分别设有多个容置凹部和固定槽，所述上支杆和下支杆均分别设有多根伸入固定槽的固定凸起。

通过上述内容可知，本实用新型的高压混动车型的排气系统电加热器具有如下效果：

1、专门用于高压电气环境下的电加热，高压系统的效率更高。高电压环境下有更少的电能传输损失。

2.在高压系统的电气环境下集成更为便利，可以与现有的高压电器元件共用控制模块，避免额外的DCDC、ACDC电压转换模块的应用，减少应用技术难度、简化系统结构并相对较少的应用成本。

3.减低系统集成的复杂性，对于高压线速线径的需求减小，同时高压电加热器可以之间接入高压系统，不需要额外的电压转换器，在系统结构中，可以共用其他的高压电器控制器，大大减低系统的技术复杂性。

本实用新型的详细内容可通过后述的说明及所附图而得到。

附图说明

图1显示了本实用新型的高压混动车型的排气系统电加热器的一实施例的结构示意图。

图2显示了图1实施例中支撑结构的放大剖视图。

图3显示了图1中A-A向的剖视图。

图4显示了本实用新型中管式加热元件的剖视图。

图5显示了图1实施例的工作示意图。

图6显示了本实用新型的高压混动车型的排气系统电加热器的另一实施例的结构示意图。

图7显示了图6实施例中支撑结构的放大剖视图。

图8显示了图6中B-B向的剖视图。

图9显示了图6实施例的工作示意图。

图10显示了图1实施例中衬套与罩盖的放大剖视图。

具体实施方式

参见图1至图5，显示了本实用新型的高压混动车型的排气系统电加热器的其中一实施例。

如图1所示，所述高压混动车型的排气系统电加热器为一高压单层电加热器，其包括管式加热元件1、支撑结构和两个半壳6，所述两个半壳6通过两端的焊接密封部7进行焊接固定后形成容置管式加热元件1的圆环状结构5，在该实施例中，所述支撑结构包含上支架2和下支架3，所述上支架2和下支架3相对设置以形成将管式加热元件1固定的支撑结构，同时参见图2和图3，所述上支架2和下支架3的其中之一的外端焊接固定至两个半壳6焊接形成的圆环状结构5的内壁，所述上支架2包含多个径向延伸的上支杆，所述下支架3包含多个径向延伸且分别对应上支杆的下支杆，各下支杆间隔设有多个容置管式加热元件1的容置凹部，在两容置凹部之间设有固定槽，所述上支杆设有多根伸入固定槽的固定凸起，且固定凸起和固定槽底部通过焊接部14进行焊接，从而将上下支架进行焊接固定连接。

其中，同时参见图10，所述管式加热元件1为多根以形成加热盘，所述加热盘的冷端与衬套8通过钎焊部12进行固定，所述衬套8焊接密封固定于圆环状结构5的下端9，且该下端9设有焊接密封至圆环状结构5的罩盖10。

其中，所述下支架3的中部设有导流结构4，以保证气流能如图5所示有效流过加热盘，所述加热盘的多根管式加热元件1在罩盖10内并联或者串联连接。在图1的实施例中给，所述导流结构4为片状结构，使得气流正向流过该导流结构是，气流会受阻并流向边上的加热盘，防止气流从此位置不接触加热盘而直接流过，从而实现导流功能。

其中，所述上支架2与下支架3之间设有间隙13，以便吸收加热盘的高温形变。

其中，适用于高压的管式加热元件如图4所示，包含从内至外设置的电加热丝101、氧化镁绝缘层102和外部金属套103，所述电加热丝101被氧化镁绝缘层102紧紧仅仅包裹，氧化镁绝缘层102有足够的厚度，保证电加热丝对外部的绝缘要求与介电强度要求。外部金属套103将氧化镁绝缘层102与电加热丝101紧紧包裹起来，形成致密且稳定的整体三层绝缘结构。此结构可以将高压电部分完全封闭再加热管内部，与外部结构完全绝缘，因此可以适用高压。此发明的电加热器在高压条件下工作时，外部结构完全不带电，因此可以体现出其适用高压的效果。此发明的电加热器的正负电极通过匹配的接插件，与车辆的电池管理系统相连，并由电池管理系统提供对应的电压与电流，该电加热器稳定运行。

参见图6至图9，显示了本实用新型的高压混动车型的排气系统电加热器的另一实施例。

如图6所示，所述高压混动车型的排气系统电加热器为一高压双层电加热器，其中的管式加热元件包括上层管式加热元件21和下层管式加热元件22，支撑结构包含上支架23、下支架24和中间支架25，两个半壳28通过两端的焊接密封部29进行焊接固定后形成容置上层管式加热元件21和下层管式加热元件22的圆环状结构27，所述上支架21和下支架22相对设置于中间支架25的两侧以形成将管式加热元件1固定的支撑结构，同时参见图7和图8，所述中间支架25的外端焊接固定至两个半壳28焊接形成的圆环状结构27的内壁，所述上支架23包含多个径向延伸的上支杆，所述下支架24包含多个径向延伸且分别对应上支杆的下支杆，中间支架25包含多个径向延伸且分别对应上支杆的中支杆，所述中支杆的上下面分别设有多个分别容置上层管式加热元件和下层管式加热元件的容置凹部，在上下表面的两容置凹部之间均设有固定槽，所述上支杆和下支杆均分别设有多根伸入固定槽的固定凸起，且固定凸起和固定槽底部通过焊接部35进行焊接，从而将上下支架进行焊接固定连接至中支杆，以分别固定上层管式加热元件21和下层管式加热元件22。

其中，所述上管式加热元件21为多根以形成上加热盘，所述下管式加热元件22为多根以形成下加热盘，所述上加热盘和下加热盘的冷端与衬套30通过钎焊部34进行固定，所述衬套30焊接密封固定于圆环状结构27的下端31，且该下端31设有焊接密封至圆环状结构27的罩盖32。

其中，所述中心支架25的中部设有导流结构26，以保证气流能如图9所示有效流过加热盘，所述上加热盘和下加热盘在罩盖32内并联或者串联连接。在图6的实施例中，所述导流结构26为片状结构，使得气流正向流过该导流结构时，气流会受阻并流向边上的加热盘，防止气流从此位置不接触加热盘而直接流过，因此实现导流功能。

其中，所述上支架23和下支架24与中心支架25之间设有间隙36，以便吸收加热盘的高温形变。

高压电加热器在整车上的减排测试结果，三组试验分别是无电加热器(EHC Off)、开启高压电加热器(EHC On)以及开启电加热器减少40％的贵金属含量的催化器(EHC onwith PGM saving 40％)。试验结果表明了高压电加热器良好的减排性能以及在降低贵金属含量上的明显作用，其可以同时满足技术性能及降本的双层作用。

由此可见，本实用新型的优点在于：

1.减低系统集成的复杂性。低压电加热器达到额定的功率需求，需要更大的电流，这造成连接的电线电缆较粗，同时需要专用的高压转低压设备及控制器避免电加热器启动时对整个电气系统造成的大电流冲击。高压电加热器可以很好的解决该问题，达到设计所需要的功率(在200V至400V)，电流在10A到60A之间，其对于高压线速线径的需求减小，同时高压电加热器可以之间接入高压系统，不需要额外的电压转换器，在系统结构中，可以共用其他的高压电器控制器，大大减低系统的技术复杂性。

2.提高电能利用的效率，低压系统的大电流传输过程中能量损耗问题。高压电加热器的相对较小的电流可以减少电量在传输过程中的损耗。

3.降低应用成本问题。由于以上可以见的复杂的系统结构，系统集成的成本较高。系统复杂性的降低，大大减少了技术开发和应用中的成本。

显而易见的是，以上的描述和记载仅仅是举例而不是为了限制本实用新型的公开内容、应用或使用。虽然已经在实施例中描述过并且在附图中描述了实施例，但本实用新型不限制由附图示例和在实施例中描述的作为目前认为的最佳模式以实施本实用新型的教导的特定例子，本实用新型的范围将包括落入前面的说明书和所附的权利要求的任何实施例。

Claims (10)

1.一种高压混动车型的排气系统电加热器，其包括管式加热元件、支撑结构和两个半壳，所述两个半壳通过两端的焊接密封部进行焊接固定后形成容置管式加热元件的圆环状结构，其特征在于：

所述支撑结构设置于圆环状结构内，其包含多个容置管式加热元件的容置凹部，在两容置凹部之间设有固定槽以及伸入固定槽的固定凸起，所述固定凸起和固定槽底部通过焊接部进行焊接从而支撑固定所述管式加热元件；

所述管式加热元件为多根以形成加热盘，所述加热盘的冷端与衬套通过钎焊部进行固定，所述衬套焊接密封固定于圆环状结构的下端。

2.如权利要求1所述的高压混动车型的排气系统电加热器，其特征在于：所述管式加热元件包含从内至外设置的电阻丝、氧化镁绝缘层和外部金属套。

3.如权利要求1所述的高压混动车型的排气系统电加热器，其特征在于：该圆环状结构的下端设有焊接密封至圆环状结构的罩盖，所述加热盘的多根管式加热元件在罩盖内并联或者串联连接。

4.如权利要求1所述的高压混动车型的排气系统电加热器，其特征在于：所述支撑结构设有间隙以吸收加热盘的高温形变。

5.如权利要求1所述的高压混动车型的排气系统电加热器，其特征在于：所述支撑结构的中部设有导流结构，所述导流结构为片状结构。

6.如权利要求1-5中任一所述的高压混动车型的排气系统电加热器，其特征在于：所述支撑结构包含相对设置的上支架和下支架，所述上支架包含多个径向延伸的上支杆，所述下支架包含多个径向延伸且分别对应上支杆的下支杆。

7.如权利要求6所述的高压混动车型的排气系统电加热器，其特征在于：各下支杆间隔设有多个容置凹部和固定槽，各下支杆设置多个固定凸起。

8.如权利要求1-5中任一所述的高压混动车型的排气系统电加热器，其特征在于：所述支撑结构包含上支架、下支架和中间支架，所述上支架和下支架相对设置于中间支架的两侧，所述管式加热元件包括上层管式加热元件和下层管式加热元件。

9.如权利要求8所述的高压混动车型的排气系统电加热器，其特征在于：所述上支架包含多个径向延伸的上支杆，所述下支架包含多个径向延伸且分别对应上支杆的下支杆，中间支架包含多个径向延伸且分别对应上支杆的中支杆。

10.如权利要求9所述的高压混动车型的排气系统电加热器，其特征在于：所述中支杆的上下面分别设有多个容置凹部和固定槽，所述上支杆和下支杆均分别设有多根伸入固定槽的固定凸起。