DE102010061550B4

DE102010061550B4 - Electric Vehicle Heater

Info

Publication number: DE102010061550B4
Application number: DE102010061550.1A
Authority: DE
Inventors: Markus Renner; Dr. Elm Nils; Daniel Eckert; Michael Zeyen; Dietmar Bytzek
Original assignee: Webasto SE
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 2010-12-23
Filing date: 2010-12-23
Publication date: 2023-06-07
Anticipated expiration: 2030-12-24
Also published as: DE102010061550A1

Abstract

Elektrische Fahrzeugheizvorrichtung mit:zumindest einem elektrischen Heizelement (2) undeinem Gehäuse (7), in dem das elektrische Heizelement (2) zur Wärmeübertragung durch eine Wandung (8) des Gehäuses (7) auf ein zu erwärmendes Medium aufgenommen ist,wobei das elektrische Heizelement (2) in dem Gehäuse (7) fluiddicht eingeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (7) durch ein metallisches Rohr gebildet ist und die Wandung (8) des Gehäuses (7) durch zumindest ein außerhalb des Gehäuses (7) angeordnetes Federelement (13; 113; 213) elastisch gegen das elektrische Heizelement (2) gespannt ist.Electrical vehicle heating device with: at least one electrical heating element (2) and a housing (7) in which the electrical heating element (2) is accommodated for heat transfer through a wall (8) of the housing (7) to a medium to be heated, the electrical heating element (2) is enclosed in the housing (7) in a fluid-tight manner, characterized in that the housing (7) is formed by a metal tube and the wall (8) of the housing (7) by at least one spring element arranged outside the housing (7). (13; 113; 213) is stretched elastically against the electrical heating element (2).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Fahrzeugheizvorrichtung.The present invention relates to an electric vehicle heater.

Bei Fahrzeugen, insbesondere bei Straßenfahrzeugen, ist es üblich, eine Fahrzeugheizvorrichtung bereitzustellen, mit der ein Beheizen einer Fahrgastzelle und gegebenenfalls weiterer Bereiche ermöglicht wird. In herkömmlichen Straßenfahrzeugen wird zu diesem Zweck üblicherweise die Abwärme von einem Verbrennungsmotor genutzt, die über eine Motorkühlflüssigkeit und einen Flüssigkeit-Luft-Wärmetauscher zu einem Teil auf Luft übertragen wird, die einem Innenraum zu dessen Konditionierung zugeführt wird.In vehicles, in particular in road vehicles, it is customary to provide a vehicle heating device with which heating of a passenger cell and possibly other areas is made possible. In conventional road vehicles, the waste heat from an internal combustion engine is usually used for this purpose, part of which is transferred via an engine coolant and a liquid/air heat exchanger to air which is supplied to an interior for its conditioning.

Insbesondere aufgrund der Entwicklung von verbrauchsoptimierten kraftstoffbetriebenen Antriebsmotoren, bei denen die Abwärme in vielen Betriebszuständen nicht mehr zu einer ausreichenden Beheizung des Innenraums ausreicht, werden in immer größerem Umfang Zuheizer verbaut, die zusätzlich Heizleistung bereitstellen. Ferner findet vermehrt eine Entwicklung von Elektrofahrzeugen, die rein elektrisch angetrieben werden, und sogenannten Hybrid-Fahrzeugen, die sowohl einen elektrischen Antriebsmotor als auch einen Verbrennungsmotor aufweisen, statt. Auch bei diesen Fahrzeugen stellen die Antriebskomponenten zumindest bei vielen Betriebszuständen keine ausreichende Wärme zur Beheizung eines Fahrzeuginnenraums bereit.In particular due to the development of consumption-optimized fuel-operated drive engines, in which the waste heat is no longer sufficient for sufficient heating of the interior in many operating states, auxiliary heaters are being installed to an increasing extent, which provide additional heating capacity. Furthermore, electric vehicles that are driven purely electrically and so-called hybrid vehicles that have both an electric drive motor and an internal combustion engine are increasingly being developed. In these vehicles, too, the drive components do not provide sufficient heat for heating a vehicle interior, at least in many operating states.

Es kommen immer häufiger elektrische Heizvorrichtungen zum Einsatz, die unter Aufnahme von elektrischer Energie Wärmeenergie bereitstellen. Als elektrische Heizvorrichtungen kommen dabei insbesondere Widerstandsheizer zum Einsatz, die elektrische Energie in ohmsche Wärme umsetzen. Besonders häufig werden sogenannte PTC-Heizelemente eingesetzt, die eine Widerstands-Temperatur-Charakteristik aufweisen, die im Bereich eines Arbeitspunkts einen steilen Anstieg des elektrischen Widerstands bei ansteigender Temperatur zeigt. Diese üblicherweise keramischen PTC-Heizelemente weisen dabei weitestgehend selbstregelnde Eigenschaften auf, die aufgrund der Widerstands-Temperatur-Charakteristik ein zu starkes Erhitzen über vorgegebene Grenztemperaturen verhindern. Die elektrischen Widerstandsheizelemente werden dabei herkömmlich derart angeordnet, dass eine elektrische Spannung führende Komponenten in unmittelbarem Kontakt mit Luft stehen, die einem Innenraum des Fahrzeugs zugeführt wird. Neben der unmittelbaren Beheizung von Luft ist es z.B. auch möglich eine Flüssigkeit in einem Flüssigkeitskreislauf eines Fahrzeugs elektrisch zu beheizen und gegebenenfalls in einem Flüssigkeit-Luft-Wärmetauscher anschließend Wärme auf zu beheizende Luft zu übertragen.Electric heating devices are used more and more frequently, which provide thermal energy while absorbing electrical energy. In particular, resistance heaters, which convert electrical energy into ohmic heat, are used as electrical heating devices. So-called PTC heating elements are used particularly frequently, which have a resistance-temperature characteristic that shows a steep increase in the electrical resistance with increasing temperature in the area of an operating point. These usually ceramic PTC heating elements have largely self-regulating properties which, due to the resistance-temperature characteristics, prevent excessive heating above specified limit temperatures. The electrical resistance heating elements are conventionally arranged in such a way that components carrying an electrical voltage are in direct contact with air that is supplied to an interior of the vehicle. In addition to the direct heating of air, it is also possible, for example, to electrically heat a liquid in a liquid circuit of a vehicle and then, if necessary, to transfer heat to the air to be heated in a liquid-air heat exchanger.

DE 32 08 802 A1 beschreibt eine elektrische Heizvorrichtung mit einer Mehrzahl von Heizplättchen, die mit ihren Kontaktierungsflächen oberseitig und unterseitig an als Blechstreifen ausgeführte Stromzuführungen angelegt und in eine feuchtigkeitsdichte, heiztemperaturfeste Isolierstoffumhüllung eingesetzt sind, aus der lediglich die Anschlussleiter herausgeführt sind. DE 32 08 802 A1 describes an electrical heating device with a plurality of small heating plates, which are placed with their contacting surfaces on the top and bottom of current leads designed as sheet metal strips and are inserted into a moisture-proof, heating-temperature-resistant insulating material sheath, from which only the connecting conductors are led out.

EP 0 307 217 A1 beschreibt eine PTC-Vorrichtung für ein Heizgerät mit einem plattenartigen PTC-Thermistorelement und einem ersten sowie einem zweiten Radiator, die auf einer Vorderseite und einer Rückseite von diesem angeordnet sind. EP 0 307 217 A1 describes a PTC device for a heater having a plate-like PTC thermistor element and first and second radiators arranged on a front side and a back side thereof.

DE 39 02 205 A1 beschreibt ein Halteteil für PTC-Elemente mit einem Isolierrahmen und mindestens einer Kontaktplatte, die fest mit dem Isolierrahmen verbunden ist. DE 39 02 205 A1 describes a holding part for PTC elements with an insulating frame and at least one contact plate which is firmly connected to the insulating frame.

US 2002/0011484 A1 beschreibt eine elektrische Heizvorrichtung zur Verwendung in einem Automobil. Eine Mehrzahl von Heizelementen, die derart gestapelt sind, dass sie einen Heizblock bilden, bilden gemeinsam mit einer Steuervorrichtung eine strukturelle Einheit. U.S. 2002/0011484 A1 describes an electric heater for use in an automobile. A plurality of heating elements stacked to form a heating block form a structural unit together with a controller.

EP 1 164 816 A2 beschreibt einen Luftzuheizer mit PTC-Heizelement mit Halbleiterschalter, wobei der gehäuselose Halbleiter-Chip im Heizrohr in unmittelbarer Nachbarschaft der PTC-Heizelemente angeordnet ist. EP 1 164 816 A2 describes an air heater with a PTC heating element with a semiconductor switch, the housing-less semiconductor chip being arranged in the heating tube in the immediate vicinity of the PTC heating elements.

DE 197 06 199 A1 beschreibt eine elektrische Luft-Heizeinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit mehreren zu einem Block zusammengesetzten, parallel angeordneten Heizelementen, die aus zwei Blechen und zwischen diesen gehaltenen PTC-Elementen gebildet sind, und Wellrippen, die an den Blechen in wärmeleitender Verbindung liegen. Um eine möglichst gleichmäßige Verspannung der PTC-Elemente und Bleche bei gleichzeitig einfacher Montage zu erzielen, werden Spannmittel beschrieben, die sämtliche PTC-Elemente und Bleche in einem Block gegeneinander verspannen. Die gezeigte Ausgestaltung hat den Nachteil, dass die PTC-Elemente insbesondere im unverbauten Zustand nicht gegen Berührung geschützt sind. Ferner kann aus der Luft kondensierendes Wasser oder aus Leckagen austretendes Wasser oder Kühlmittel mit den PTC-Elementen in Berührung kommen, sodass die gezeigte Ausgestaltung insbesondere für Anwendungen, bei denen elektrische Heizelemente mit hohen Spannungen betrieben werden, wie z.B. in einem Hochvolt-Bordnetz eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs, unter Sicherheitsaspekten nicht geeignet ist. DE 197 06 199 A1 describes an electric air heating device for a motor vehicle with a plurality of heating elements arranged in parallel and assembled into a block, which are formed from two metal sheets and PTC elements held between them, and corrugated fins which are connected to the metal sheets in a thermally conductive connection. In order to achieve the most uniform possible tensioning of the PTC elements and sheets while at the same time being easy to assemble, tensioning means are described which tension all the PTC elements and sheets against one another in a block. The configuration shown has the disadvantage that the PTC elements are not protected against contact, particularly in the uninstalled state. Furthermore, water condensing from the air or water or coolant escaping from leaks can come into contact with the PTC elements, so that the configuration shown is particularly suitable for applications in which electrical heating elements are operated at high voltages, such as in a high-voltage vehicle electrical system - or hybrid vehicle, is not suitable from a safety point of view.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte elektrische Fahrzeugheizvorrichtung bereitzustellen, mit der eine zuverlässige thermische Ankopplung und eine zuverlässige mechanische Fixierung eines elektrischen Heizelements in verschiedensten Betriebszuständen erreicht werden und die insbesondere auch einen Betrieb mit hohen Versorgungsspannungen erlaubt.It is the object of the present invention to provide an improved electric vehicle heating device provide a device with which a reliable thermal coupling and a reliable mechanical fixation of an electrical heating element can be achieved in a wide variety of operating states and which, in particular, also allows operation with high supply voltages.

Die Aufgabe wird durch eine elektrische Fahrzeugheizvorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.The object is achieved by an electric vehicle heating device according to claim 1. Advantageous developments are specified in the dependent claims.

Das elektrische Heizelement ist somit fluiddicht in dem Gehäuse eingeschlossen, das zur Wärmeübertragung auf das zu erwärmende Medium ausgebildet ist, wobei die Wärmeübertragung durch eine Wandung des Gehäuses erfolgt. In dieser Weise ist das elektrische Heizelement zuverlässig gegen Berührung geschützt. Ferner ist das elektrische Heizelement durch das Gehäuse zuverlässig gegen direkten Kontakt mit dem zu erwärmenden Medium, das z.B. durch Luft oder eine Flüssigkeit gebildet sein kann, und gegenüber anderen Substanzen wie z.B. Spritz- oder Kondenswasser geschützt. Da die Wandung des Gehäuses elastisch gegen das elektrische Heizelement gespannt ist, sind ferner eine gute thermische Ankopplung und eine zuverlässige mechanische Fixierung in verschiedensten Betriebszuständen sichergestellt. Es können insbesondere thermische Ausdehnungseffekte und Toleranzen kompensiert werden. Aufgrund dieser Ausgestaltung ist die elektrische Fahrzeugheizvorrichtung auch für einen Betrieb mit einer hohen Versorgungsspannung geeignet. Dazu ist es z.B. auch möglich, das elektrische Heizelement zwar gut thermisch an das Gehäuse anzukoppeln, aber eine elektrische Isolierung zwischen dem elektrischen Heizelement und dem Gehäuse vorzusehen, z.B. durch eine elektrisch isolierende Struktur mit guter thermischer Leitfähigkeit. Das elektrische Heizelement kann z.B. insbesondere durch ein elektrisches PTC-Heizelement gebildet sein.The electric heating element is thus enclosed in a fluid-tight manner in the housing, which is designed for heat transfer to the medium to be heated, with the heat transfer taking place through a wall of the housing. In this way, the electrical heating element is reliably protected against contact. Furthermore, the electric heating element is reliably protected by the housing against direct contact with the medium to be heated, which can be formed by air or a liquid, for example, and against other substances such as splashed or condensed water. Since the wall of the housing is stretched elastically against the electrical heating element, good thermal coupling and reliable mechanical fixation are also ensured in a wide variety of operating states. In particular, thermal expansion effects and tolerances can be compensated. Because of this configuration, the electric vehicle heating device is also suitable for operation with a high supply voltage. For this purpose, it is also possible, for example, to thermally couple the electric heating element well to the housing, but to provide electrical insulation between the electric heating element and the housing, e.g. by means of an electrically insulating structure with good thermal conductivity. The electrical heating element can be formed, for example, in particular by an electrical PTC heating element.

Die Wandung des Gehäuses ist durch zumindest ein Federelement elastisch gegen das elektrische Heizelement gespannt. Durch das Vorsehen des Federelements kann die elastische Spannung, mit der die Wandung des Gehäuses gegen das elektrische Heizelement gespannt ist, zuverlässig bereitgestellt werden. Das Federelement kann z.B. funktional in ein weiteres Element der elektrischen Fahrzeugheizvorrichtung integriert sein, z.B. einstückig mit einem Wärmeübertragerkörper ausgebildet sein, der z.B. Lamellen, Rippen oder Finnen aufweisen kann. Es ist z.B. aber auch möglich, das Federelement separat auszubilden. Da das Federelement außerhalb des Gehäuses angeordnet ist, kann die Wandung des Gehäuses besonders zuverlässig elastisch gegen das elektrische Heizelement gespannt werden. Die Federkraft kann derart eingestellt werden, dass einerseits eine zuverlässige Verspannung gegeben ist und andererseits eine Beschädigung aufgrund zu hoher Anpresskräfte vermieden wird.The wall of the housing is stretched elastically against the electrical heating element by at least one spring element. By providing the spring element, the elastic tension with which the wall of the housing is tensioned against the electrical heating element can be reliably provided. The spring element can, for example, be functionally integrated into another element of the electric vehicle heating device, e.g. can be designed in one piece with a heat exchanger body, which can have lamellae, ribs or fins, for example. However, it is also possible, for example, to form the spring element separately. Since the spring element is arranged outside of the housing, the wall of the housing can be elastically clamped against the electrical heating element in a particularly reliable manner. The spring force can be set in such a way that, on the one hand, there is reliable tensioning and, on the other hand, damage due to excessively high contact pressure forces is avoided.

Gemäß einer Ausgestaltung ist das zumindest eine elektrische Heizelement ein PTC-Heizelement. In diesem Fall ist ein elektrisches Heizelement bereitgestellt, das weitgehend selbstregelnde Eigenschaften aufweist und eine Überhitzung des elektrischen Heizelements ist zuverlässig verhindert. Unter einem PTC-Heizelement wird dabei ein, insbesondere keramisches, Heizelement verstanden, das eine Widerstands-Temperatur-Charakteristik aufweist, die im Bereich eines Arbeitspunkts einen steilen Anstieg des elektrischen Widerstands bei ansteigender Temperatur zeigt.According to one configuration, the at least one electrical heating element is a PTC heating element. In this case, an electrical heating element is provided which has largely self-regulating properties and overheating of the electrical heating element is reliably prevented. A PTC heating element is understood to mean a heating element, in particular a ceramic one, which has a resistance-temperature characteristic which shows a steep increase in the electrical resistance as the temperature rises in the region of an operating point.

Gemäß einer Ausgestaltung ist das Gehäuse in einer Strömungsführung zur Führung eines zu erwärmenden Mediums angeordnet. Die Strömungsführung kann insbesondere durch ein Hauptgehäuse der elektrischen Fahrzeugheizvorrichtung gebildet sein, durch das das zu erwärmende Medium, z.B. Luft oder eine zu erwärmende Flüssigkeit, geleitet wird. Durch das fluiddichte Einschließen des elektrischen Heizelements in dem Gehäuse ist es ermöglicht, dass das Gehäuse unmittelbar in die Strömung des zu erwärmenden Mediums ragt, ohne dass die Gefahr eines direkten Kontakts des elektrischen Heizelements mit dem zu erwärmenden Medium besteht.According to one embodiment, the housing is arranged in a flow guide for guiding a medium to be heated. The flow guide can be formed in particular by a main housing of the electric vehicle heating device, through which the medium to be heated, e.g. air or a liquid to be heated, is conducted. The fluid-tight enclosing of the electrical heating element in the housing makes it possible for the housing to project directly into the flow of the medium to be heated without the risk of the electrical heating element coming into direct contact with the medium to be heated.

Das Gehäuse ist durch ein metallisches Rohr gebildet. Das Gehäuse kann aus Metall oder einer Metalllegierung gebildet sein. Somit kann das elektrische Heizelement zuverlässig dauerhaft fluiddicht eingeschlossen werden und es ist gleichzeitig ein guter Wärmeübergang auf das zu erwärmende Medium gewährleistet. Das elektrische Heizelement kann in dem Rohr z.B. durch Einschweißen oder Einlöten eingeschlossen werden, es ist aber auch möglich, den Verschluss in anderer Weise zu realisieren. Ferner kann in diesem Fall ein Anteil der elastischen Spannung, mit der die Wandung des Gehäuses gegen das elektrische Heizelement gespannt ist, durch das Material des Gehäuses selbst bereitgestellt werden. Das Gehäuse ist derart ausgebildet, dass die Wandung elastisch deformierbar ist.The housing is formed by a metal tube. The housing can be formed from metal or a metal alloy. In this way, the electric heating element can be reliably and permanently enclosed in a fluid-tight manner and, at the same time, good heat transfer to the medium to be heated is ensured. The electrical heating element can be enclosed in the tube, for example by welding or soldering, but it is also possible to realize the closure in a different way. Furthermore, in this case a portion of the elastic tension with which the wall of the housing is tensioned against the electrical heating element can be provided by the material of the housing itself. The housing is designed in such a way that the wall is elastically deformable.

Gemäß einer Ausgestaltung ist das Gehäuse auf einer Außenseite mit zumindest einem Wärmeübertragerkörper zur Wärmeübertragung auf das zu erwärmende Medium versehen und die Wandung des Gehäuses ist durch den Wärmeübertragerkörper elastisch gegen das elektrische Heizelement gespannt. In diesem Fall ist eine besonders einfache und kostengünstige Realisierung gegeben, da kein separates zusätzliches Federelement erforderlich ist. Die elastische Spannung kann z.B. durch einen (zumindest auch) elastisch deformierten Abschnitt des Wärmeübertragerkörpers aufgebracht werden, d.h. durch das Material des Wärmeübertragerkörpers.According to one embodiment, the housing is provided on an outside with at least one heat transfer body for heat transfer to the medium to be heated and the wall of the housing is stretched elastically against the electric heating element by the heat transfer body. In this case, a particularly simple and cost-effective implementation is given, since no separate additional spring element is required. The elastic tension can, for example, by a (At least also) elastically deformed section of the heat exchanger body are applied, ie by the material of the heat exchanger body.

Gemäß einer Ausgestaltung ist eine Mehrzahl von Gehäusen vorgesehen, in denen jeweils zumindest ein elektrisches Heizelement aufgenommen ist, und die Mehrzahl von Gehäusen ist in einer Strömungsführung zur Führung eines zu erwärmenden Mediums angeordnet. In diesem Fall können mehrere elektrische Heizelemente, die gegebenenfalls separat ansteuerbar ausgebildet sein können, in kompakter Weise zur Erwärmung des zu erwärmenden Mediums genutzt werden.According to one embodiment, a plurality of housings is provided, in each of which at least one electrical heating element is accommodated, and the plurality of housings is arranged in a flow guide for guiding a medium to be heated. In this case, a plurality of electrical heating elements, which can optionally be designed to be separately controllable, can be used in a compact manner to heat the medium to be heated.

Gemäß einer Ausgestaltung ist eine Ansteuerungselektronik für das zumindest eine elektrische Heizelement vorgesehen und es ist ein Wärmeableitelement zur Abführung von Wärme von der Ansteuerungselektronik an das zu erwärmende Medium vorgesehen. In diesem Fall kann einerseits unerwünschte Wärme gut von der Ansteuerungselektronik abgeführt werden und andererseits kann diese unerwünschte Wärme zusätzlich auch zur Erwärmung des zu erwärmenden Mediums genutzt werden. Das Wärmeableitelement kann z.B. durch einen Stift oder Zapfen aus einem gut wärmeleitenden Material, wie z.B. aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, gebildet sein, der in thermischen Kontakt mit der Ansteuerungselektronik steht.According to one embodiment, control electronics are provided for the at least one electrical heating element and a heat dissipation element is provided for dissipating heat from the control electronics to the medium to be heated. In this case, on the one hand, undesired heat can be easily dissipated by the control electronics and, on the other hand, this undesired heat can also be used to heat the medium to be heated. The heat dissipation element can be formed, for example, by a pin or peg made of a material with good thermal conductivity, such as copper or a copper alloy, which is in thermal contact with the control electronics.

Gemäß einer Ausgestaltung ist das Wärmeableitelement ebenfalls in einem Gehäuse aufgenommen und gegenüber dem zu erwärmenden Medium fluiddicht abgeschlossen. In diesem Fall ist auch sicher verhindert, dass das Wärmeableitelement in Kontakt mit dem zu erwärmenden Medium oder z.B. mit Kondens- oder Spritzwasser gelangt. Dabei kann, wie bei dem elektrischen Heizelement, insbesondere auch die Wandung des Gehäuses, in dem das Wärmeableitelement eingeschlossen ist, elastisch gegen das Wärmeableitelement gespannt sein, sodass ein guter Wärmeübergang auf das zu erwärmende Medium gewährleistet ist.According to one embodiment, the heat dissipation element is also accommodated in a housing and sealed in a fluid-tight manner with respect to the medium to be heated. In this case, it is also reliably prevented that the heat dissipation element comes into contact with the medium to be heated or, for example, with condensation or splashing water. As with the electrical heating element, in particular the wall of the housing in which the heat dissipation element is enclosed can also be stretched elastically against the heat dissipation element, so that good heat transfer to the medium to be heated is ensured.

Gemäß einer Ausgestaltung ist die elektrische Fahrzeugheizvorrichtung zur Wärmeübertragung auf eine Flüssigkeit als zu erwärmendes Medium ausgebildet. Die elektrische Fahrzeugheizvorrichtung kann insbesondere zur Wärmeübertragung auf Wasser oder eine Kühlflüssigkeit ausgebildet sein.According to one embodiment, the electric vehicle heating device is designed for heat transfer to a liquid as the medium to be heated. The electric vehicle heating device can be designed in particular for heat transfer to water or a cooling liquid.

Weitere Vorteile und Weiterbildungen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.

1 zeigt eine erste Ausführungsform der elektrischen Fahrzeugheizvorrichtung.
2 zeigt einen Teil einer elektrischen Fahrzeugheizvorrichtung gemäß einer Abwandlung der ersten Ausführungsform.
3 zeigt einen Teil einer elektrischen Fahrzeugheizvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform.
4 zeigt einen Teil einer elektrischen Fahrzeugheizvorrichtung gemäß einer Abwandlung der zweiten Ausführungsform.

Further advantages and developments result from the following description of exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings.

1 Fig. 12 shows a first embodiment of the vehicle electric heater.
2 12 shows part of a vehicle electric heater according to a modification of the first embodiment.
3 12 shows a part of a vehicle electric heater according to a second embodiment.
4 12 shows a part of a vehicle electric heater according to a modification of the second embodiment.

ERSTE AUSFÜHRUNGSFORMFIRST EMBODIMENT

Eine erste Ausführungsform wird im Folgenden unter Bezug auf 1 beschrieben. Die elektrische Fahrzeugheizvorrichtung 1 weist eine Mehrzahl von elektrischen Heizelementen 2 und eine diesen zugeordnete Ansteuerungselektronik 3 auf. Obwohl in 1 beispielhaft zwei elektrische Heizelemente 2 dargestellt sind, können auch mehr oder weniger elektrische Heizelemente 2 vorgesehen sein. Die elektrische Fahrzeugheizvorrichtung 1 weist ein Hauptgehäuse 4 auf, das eine Strömungsführung für ein mit den elektrischen Heizelementen 2 zu beheizendes Medium bildet. Das zu beheizende Medium kann z.B. durch Luft gebildet sein, bevorzugt jedoch durch eine zu beheizende Flüssigkeit, insbesondere Wasser oder Kühlflüssigkeit. Das Hauptgehäuse 4 ist mit einem Einlass 5, über den das zu beheizende Medium in das Hauptgehäuse 4 zuführbar ist, und mit einem Auslass 6, über den das zu beheizende Medium aus dem Hauptgehäuse 4 abführbar ist, versehen. In dem Hauptgehäuse 4 können (nicht dargestellte) Strömungsführungselemente zum gezielten Leiten des zu erwärmenden Mediums vorgesehen sein.A first embodiment is described below with reference to FIG 1 described. The electric vehicle heating device 1 has a plurality of electric heating elements 2 and control electronics 3 assigned to them. Although in 1 two electrical heating elements 2 are shown as an example, more or fewer electrical heating elements 2 can also be provided. The electric vehicle heating device 1 has a main housing 4 which forms a flow guide for a medium to be heated with the electric heating elements 2 . The medium to be heated can be air, for example, but is preferably formed by a liquid to be heated, in particular water or a cooling liquid. The main housing 4 is provided with an inlet 5, via which the medium to be heated can be fed into the main housing 4, and with an outlet 6, via which the medium to be heated can be removed from the main housing 4. Flow guidance elements (not shown) can be provided in the main housing 4 for the purposeful conduction of the medium to be heated.

Die elektrischen Heizelemente 2 sind jeweils in einem Gehäuse 7 eingeschlossen. Obwohl in 1 dargestellt ist, dass jeweils ein elektrisches Heizelement 2 in einem Gehäuse 7 eingeschlossen ist, ist es z.B. auch möglich eine Mehrzahl von elektrischen Heizelementen in einem gemeinsamen Gehäuse 7 anzuordnen. Die elektrischen Heizelemente 2 sind in dem zugeordneten Gehäuse 7 jeweils fluiddicht eingeschlossen, sodass zuverlässig verhindert ist, dass von einer Außenseite Flüssigkeiten oder Gase zu dem elektrischen Heizelement 2 gelangen. Im Folgenden wird näher auf die Anordnung eines dieser elektrischen Heizelemente 2 eingegangen und die entsprechend angeordneten weiteren elektrischen Heizelemente 2 werden nicht separat beschrieben. Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Gehäuse 7 eine Wandung 8 auf, die durch ein metallisches Rohr gebildet ist, in dem das elektrische Heizelement 2 aufgenommen ist. Ein (unteres) Ende des metallischen Rohres ist mit einem Stopfen 9 fluiddicht nach außen verschlossen. Der Stopfen 9 kann z.B. separat in das Ende des Rohres eingefügt sein oder aber z.B. auch durch einen Teil des Hauptgehäuses 4 gebildet sein, mit dem das Rohr fest verbunden ist. Obwohl in 1 dargestellt ist, dass der Stopfen 9 in das Rohr eingefügt ist, kann dieser das Rohr z.B. auch von außen umgreifen. Das andere Ende des Rohres ist mit einer Kabeldurchführung 10 fluiddicht verschlossen. Das elektrische Heizelement 2 ist durch die Kabeldurchführung 10 hindurch über (schematisch gestrichelt dargestellte) Leitungen 11 elektrisch mit der Ansteuerungselektronik 3 verbunden.The electrical heating elements 2 are each enclosed in a housing 7 . Although in 1 it is shown that in each case one electric heating element 2 is enclosed in a housing 7 , it is also possible, for example, to arrange a plurality of electric heating elements in a common housing 7 . The electrical heating elements 2 are each enclosed in a fluid-tight manner in the associated housing 7 so that liquids or gases are reliably prevented from reaching the electrical heating element 2 from the outside. The arrangement of one of these electrical heating elements 2 is discussed in more detail below, and the correspondingly arranged further electrical heating elements 2 are not described separately. At the in 1 illustrated embodiment, the housing 7 has a wall 8, which is formed by a metallic tube in which the electrical heating element 2 is accommodated. A (lower) end of the metallic tube is sealed with a plug 9 in a fluid-tight manner to the outside. The plug 9 can, for example, be inserted separately into the end of the tube or, for example can also be constituted by a part of the main body 4 to which the tube is rigidly connected. Although in 1 shown that the plug 9 is inserted into the tube, this can also encompass the tube from the outside, for example. The other end of the tube is sealed with a cable bushing 10 in a fluid-tight manner. The electrical heating element 2 is electrically connected to the control electronics 3 through the cable bushing 10 via lines 11 (shown schematically in broken lines).

Die elektrischen Heizelemente 2 sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch keramische PTC-Heizelemente gebildet. Die elektrischen Heizelemente 2 sind derart in dem Gehäuse 7 angeordnet, dass von den elektrischen Heizelementen 2 freigesetzte Wärme über die Wandung 8 des Gehäuses 7 auf das zu erwärmende Medium übertragbar ist. Die Wandung 8 kann z.B. aus Edelstahl oder Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung gebildet sein.In the exemplary embodiment shown, the electrical heating elements 2 are formed by ceramic PTC heating elements. The electrical heating elements 2 are arranged in the housing 7 in such a way that heat released by the electrical heating elements 2 can be transferred via the wall 8 of the housing 7 to the medium to be heated. The wall 8 can be made of stainless steel or aluminum or an aluminum alloy, for example.

Auf der von dem elektrischen Heizelement 2 abgewandten Außenseite des jeweiligen Gehäuses 7 ist eine Mehrzahl von Wärmeübertragerkörpern 12 angeordnet. Die Wärmeübertragerkörper 12 dienen zu Vergrößerung der wärmeübertragenden Oberfläche zur Wärmeübertragung auf das zu erwärmende Medium. Obwohl in 1 schematisch mehrere Wärmeübertragerkörper 12 dargestellt sind, die jeweils die Form von um das Gehäuse 7 umlaufenden Lamellen aufweisen, kann auch an jedem Gehäuse 7 nur ein zusammenhängender Wärmeübertragerkörper 12 vorgesehen sein. Der oder die Wärmeübertragerkörper 12 kann/können auch eine andere Form aufweisen. Die Wärmeübertragerkörper 12 sind aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit, insbesondere aus Metall oder einer Metalllegierung gefertigt.A plurality of heat exchanger bodies 12 are arranged on the outside of the respective housing 7 facing away from the electric heating element 2 . The heat exchanger bodies 12 are used to enlarge the heat-transferring surface for heat transfer to the medium to be heated. Although in 1 If several heat exchanger bodies 12 are shown schematically, each of which has the shape of fins running around the housing 7, only one coherent heat exchanger body 12 can also be provided on each housing 7. The heat exchanger body or bodies 12 can also have a different shape. The heat exchanger bodies 12 are made from a material with high thermal conductivity, in particular from metal or a metal alloy.

Die Wandung 8 des Gehäuses 7 ist elastisch gegen das in dem Gehäuse 7 angeordnete elektrische Heizelement 2 gespannt. Dazu ist die Wandung 8 derart ausgebildet, dass sie in Richtung zu dem elektrischen Heizelement deformierbar, bevorzugt elastisch deformierbar ist. In dieser Weise wird ein möglichst guter Wärmeübergang von dem elektrischen Heizelement 2 auf die Wandung 8 erzielt, es werden gleichzeitig Herstellungstoleranzen und thermische Ausdehnungen kompensiert und das elektrische Heizelement 2 ist sicher gehalten. Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Wandung 8 durch Federelemente 13, die einstückig mit den Wärmeübertragerkörpern 12 ausgebildet sind, gegen das elektrische Heizelement 2 gespannt. Die Federelemente 13 liegen von außen an der Wandung 8 an und spannen diese gegen das elektrische Heizelement 2.The wall 8 of the housing 7 is stretched elastically against the electric heating element 2 arranged in the housing 7 . For this purpose, the wall 8 is designed in such a way that it can be deformed, preferably elastically, in the direction of the electric heating element. In this way, the best possible heat transfer from the electrical heating element 2 to the wall 8 is achieved, manufacturing tolerances and thermal expansion are compensated for at the same time, and the electrical heating element 2 is held securely. At the in 1 In the exemplary embodiment shown, the wall 8 is tensioned against the electric heating element 2 by spring elements 13 which are formed in one piece with the heat exchanger bodies 12 . The spring elements 13 rest against the wall 8 from the outside and tension it against the electrical heating element 2.

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel sind die Wärmeübertragerkörper 12 durch scheibenförmig um das Gehäuse 7 umlaufende Lamellen gebildet, wobei in deren Mitte ein Loch ausgebildet ist, durch das das Gehäuse 7 geführt ist. In dem das Loch umgebenden Bereich ist das Material des Wärmeübertragerkörpers 12 durch Einführen des Gehäuses 7 derart elastisch umgebogen, dass die Federelemente 13 gebildet sind, die die Wandung 8 elastisch gegen das elektrische Heizelement 2 spannen. In diesem Fall sind somit durch Teile des Wärmeübertragerkörpers 12 Federelemente 13 gebildet und die Federkraft wird durch elastische Deformation des Materials des Wärmeübertragerkörpers 12 aufgebracht. Die Federelemente 13 können z.B. als federnde, nach innen vorspringende Lippen ausgebildet sein. Obwohl bei der Ausführungsform eine Mehrzahl von Federelementen 13 gezeigt ist, ist es z.B. auch möglich, lediglich ein Federelement 13 vorzusehen.In the first exemplary embodiment, the heat exchanger bodies 12 are formed by lamellae which run around the housing 7 in the form of a disk, with a hole being formed in the center of the lamellae, through which the housing 7 is passed. In the area surrounding the hole, the material of the heat exchanger body 12 is elastically bent by inserting the housing 7 such that the spring elements 13 are formed, which elastically tension the wall 8 against the electrical heating element 2 . In this case, spring elements 13 are formed by parts of the heat exchanger body 12 and the spring force is applied by elastic deformation of the material of the heat exchanger body 12 . The spring elements 13 can, for example, be in the form of resilient inwardly projecting lips. For example, although a plurality of spring members 13 are shown in the embodiment, it is also possible to provide only one spring member 13.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist zwischen den elektrischen Heizelementen 2 und der Ansteuerungselektronik 3 eine thermische Isolierung 14 vorgesehen, die dazu ausgebildet ist, einen übermäßigen Wärmeeintrag von den elektrischen Heizelementen 2 zu der Ansteuerungselektronik 3 zu verhindern. Die thermische Isolierung 14 kann z.B. als Schutzschirm aus einem festen Material wie z.B. Aluminiumblech oder einer Kunststoffplatte, aus einem Fasermaterial wie z.B. Glaswolle oder Steinwolle oder aus einem schaumartigen Stoff oder aus einer Kombination solcher Materialien gebildet sein.In the exemplary embodiment shown, thermal insulation 14 is provided between the electrical heating elements 2 and the electronic control system 3 , which is designed to prevent excessive heat input from the electrical heating elements 2 to the electronic control system 3 . The thermal insulation 14 can be formed, for example as a protective screen, from a solid material such as aluminum sheet or plastic plate, from a fibrous material such as glass wool or rock wool, or from a foam-like material, or from a combination of such materials.

Es ist ferner ein Wärmeableitelement 15 zur Abführung von Wärme von der Ansteuerungselektronik 3 an das zu erwärmende Medium vorgesehen. Das Wärmeableitelement 15 ist aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit, wie z.B. Kupfer, gefertigt. Das Wärmeableitelement 15 ist thermisch gut an die Ansteuerungselektronik 3 angekoppelt. Es kann z.B. thermisch unmittelbar an eine Platine der Ansteuerungselektronik 3 angekoppelt sein. Andererseits ist das Wärmeableitelement 15 thermisch auch gut an das zu erwärmende Medium angekoppelt, sodass Wärme von der Ansteuerungselektronik 3 an das zu erwärmende Medium abführbar ist. Das Wärmeableitelement 15 ist, ähnlich wie die elektrischen Heizelemente 2, in einem Gehäuse 7 aufgenommen. Das Wärmeableitelement 15 ist gegenüber dem zu erwärmenden Medium fluiddicht abgeschlossen. Wie bei den elektrischen Heizelementen 2 ist auch das Wärmeableitelement 15 derart in einem Gehäuse 7 aufgenommen, dass die Wandung 8 des Gehäuses 7 elastisch gegen das Wärmeableitelement 15 gespannt ist, um einen möglichst guten Wärmeübergang zu realisieren. Auch bei dem Wärmeableitelement 15 wird die elastische Federkraft durch einstückig mit Wärmeübertragerkörpern 12 ausgebildete Federelemente 13 aufgebracht. In dieser Weise ist das Wärmeableitelement 15 zuverlässig vor einem direkten Kontakt mit dem zu erwärmenden Medium geschützt und es wird eine Wärmeabfuhr von der Ansteuerungselektronik 3 an das zu erwärmende Medium erreicht. Somit wird eine Beschädigung der Ansteuerungselektronik 3 aufgrund von zu hohen Temperaturen verhindert.A heat dissipation element 15 for dissipating heat from the control electronics 3 to the medium to be heated is also provided. The heat dissipation element 15 is made of a material with high thermal conductivity, such as copper. The heat dissipation element 15 is thermally well coupled to the control electronics 3 . For example, it can be directly thermally coupled to a circuit board of the control electronics 3 . On the other hand, the heat dissipation element 15 is also thermally well coupled to the medium to be heated, so that heat can be dissipated from the control electronics 3 to the medium to be heated. Like the electrical heating elements 2 , the heat dissipation element 15 is accommodated in a housing 7 . The heat dissipation element 15 is sealed against the medium to be heated in a fluid-tight manner. As with the electrical heating elements 2, the heat dissipation element 15 is also accommodated in a housing 7 in such a way that the wall 8 of the housing 7 is stretched elastically against the heat dissipation element 15 in order to achieve the best possible heat transfer. In the case of the heat dissipation element 15 as well, the elastic spring force is applied by spring elements 13 formed in one piece with the heat exchanger bodies 12 . In this way, the heat sink 15 is reliable from direct contact with the to be heated ends medium protected and heat dissipation from the control electronics 3 to the medium to be heated is achieved. This prevents damage to the control electronics 3 due to temperatures that are too high.

ABWANDLUNGMODIFICATION

Eine Abwandlung der ersten Ausführungsform wird im Folgenden unter Bezug auf 2 beschrieben. In 2 sind lediglich ein elektrisches Heizelement 2 und ein dieses umgebendes Gehäuse 7 gezeigt, da die weiteren Komponenten denen der ersten Ausführungsform entsprechen. Die Abwandlung unterscheidet sich von der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform darin, dass das Gehäuse 7 an seinem unteren Ende nicht durch einen Stopfen 9 verschlossen ist, sondern das Material der Wandung 8 unmittelbar miteinander verbunden ist. Z.B. kann das Material der Wandung 8 umgebogen und verschweißt oder verlötet sein, wie in 2 schematisch dargestellt ist. In Bezug auf die weitere Ausgestaltung unterscheidet sich die Abwandlung nicht von der ersten Ausführungsform, sodass die weiteren Komponenten nicht erneut erläutert werden, um Wiederholungen zu vermeiden. Alle in Bezug auf die erste Ausführungsform beschriebenen Alternativen können auch bei der Abwandlung zum Einsatz kommen.A modification of the first embodiment is described below with reference to FIG 2 described. In 2 only an electrical heating element 2 and a housing 7 surrounding it are shown, since the other components correspond to those of the first embodiment. The modification differs from that in 1 shown first embodiment is that the housing 7 is not closed at its lower end by a plug 9, but the material of the wall 8 is directly connected to each other. For example, the material of the wall 8 can be bent and welded or soldered, as in 2 is shown schematically. With regard to the other configuration, the modification does not differ from the first embodiment, so that the other components are not explained again to avoid repetition. All the alternatives described in relation to the first embodiment can also be used in the modification.

ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORMSECOND EMBODIMENT

Eine zweite Ausführungsform wird im Folgenden unter Bezug auf 3 beschrieben. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform darin, dass eine andere Ausgestaltung der Wärmeübertragerkörper gegeben ist. Da sich die zweite Ausführungsform lediglich in der Ausgestaltung der Wärmeübertragerkörper und somit auch darin, wie die elastische Spannung aufgebracht wird, unterscheidet, werden zur Vermeidung von Wiederholungen nur diese Unterschiede beschrieben, da die weiteren Komponenten mit denen der ersten Ausführungsform übereinstimmen. Ferner werden für identische Komponenten dieselben Bezugszeichen wie bei der ersten Ausführungsform verwendet. Sämtliche in Bezug auf die erste Ausführungsform beschriebenen Abwandlungen und Weiterbildungen können gleichermaßen auch bei der zweiten Ausführungsform zum Einsatz gelangen. Insbesondere gelten auch die Ausführungen zu der möglichen Anzahl der einzelnen Komponenten gleichermaßen. Zur Vereinfachung sind in 3 die weiteren Komponenten wie z.B. der Einlass 5, der Auslass 6, die Ansteuerelektronik 3, das Wärmeableitelement 15, etc. nicht erneut dargestellt.A second embodiment is described below with reference to FIG 3 described. The second embodiment differs from the first embodiment in that the heat exchanger body is configured differently. Since the second embodiment differs only in the design of the heat exchanger body and thus also in how the elastic stress is applied, only these differences are described to avoid repetition, since the other components correspond to those of the first embodiment. Furthermore, the same reference numerals as in the first embodiment are used for identical components. All of the modifications and developments described in relation to the first embodiment can also be used in the second embodiment. In particular, the statements on the possible number of individual components also apply equally. For simplification are in 3 the other components such as the inlet 5, the outlet 6, the control electronics 3, the heat dissipation element 15, etc. are not shown again.

Bei der zweiten Ausführungsform sind anstelle der Wärmeübertragerkörper 12 Wärmeübertragerkörper 112 vorgesehen. Die Wärmeübertragerkörper 112 sind ebenfalls als Lamellen ausgebildet die eine vergrößerte Oberfläche zur Wärmeübertragung auf das zu erwärmende Medium ausbilden. Allerdings sind die Wärmeübertragerkörper 112 nicht gleichzeitig dazu ausgebildet, die elastische Spannung aufzubringen, mit der die Wandung 8 elastisch gegen das elektrische Heizelement 2 gespannt ist, sondern zu diesem Zweck ist eine Mehrzahl von separaten Federelementen 113 vorgesehen. Obwohl in 3 zwei solche Federelemente 113 für ein Gehäuse 7 vorgesehen sind, kann auch lediglich ein Federelement 113 vorgesehen sein oder es können mehr als zwei Federelemente 113 vorgesehen sein.In the second embodiment, heat exchanger bodies 112 are provided instead of heat exchanger bodies 12 . The heat exchanger bodies 112 are also designed as lamellae which form an enlarged surface for heat transfer to the medium to be heated. However, the heat exchanger bodies 112 are not simultaneously designed to apply the elastic tension with which the wall 8 is elastically tensioned against the electrical heating element 2, but a plurality of separate spring elements 113 are provided for this purpose. Although in 3 two such spring elements 113 are provided for a housing 7, only one spring element 113 can be provided or more than two spring elements 113 can be provided.

Die Federelemente 113 stützen sich mit einer Seite an dem Hauptgehäuse 4 ab und die andere Seite ist elastisch von außen gegen die Wandung 8 des Gehäuses 7 gespannt. Die Wärmeübertragerkörper 112 bilden ein Widerlager und stützen sich einerseits an der gegenüberliegenden Seite der Wandung 8 und andererseits an dem Hauptgehäuse 4 ab. In dieser Weise ist auch bei der zweiten Ausführungsform die Wandung 8 des Gehäuses 7 gegen das in dem Gehäuse 7 eingeschlossene elektrische Heizelement 2 gespannt.The spring elements 113 are supported with one side on the main housing 4 and the other side is stretched elastically from the outside against the wall 8 of the housing 7 . The heat exchanger bodies 112 form an abutment and are supported on the opposite side of the wall 8 on the one hand and on the main housing 4 on the other hand. In this way, also in the second embodiment, the wall 8 of the housing 7 is clamped against the electric heating element 2 enclosed in the housing 7 .

Obwohl sich sowohl die Federelemente 113 als auch die Wärmeübertragerkörper 112 bei dem dargestellten Beispiel jeweils an dem Hauptgehäuse abstützen, ist es z.B. auch möglich, einen zusätzlichen Rahmen vorzusehen, an dem sich die Federelemente 113 und/oder die Wärmeübertragerkörper 112 abstützen. Ferner können auch mehrere Gehäuse 7 mit elektrischen Heizelementen 2 in Reihe angeordnet werden und zwischen diesen können Wärmeübertragerkörper 112 und/oder Federelemente 113 angeordnet sein. In diesem Fall können sich die Federelemente 113 oder die Wärmeübertragerkörper 112 auch beidseitig an jeweiligen Gehäusen 7 abstützen.Although both the spring elements 113 and the heat exchanger bodies 112 are each supported on the main housing in the example shown, it is also possible, for example, to provide an additional frame on which the spring elements 113 and/or the heat exchanger bodies 112 are supported. Furthermore, several housings 7 with electrical heating elements 2 can also be arranged in series and heat exchanger bodies 112 and/or spring elements 113 can be arranged between them. In this case, the spring elements 113 or the heat exchanger bodies 112 can also be supported on respective housings 7 on both sides.

ABWANDLUNGMODIFICATION

Eine Abwandlung der zweiten Ausführungsform ist in 4 schematisch dargestellt. Die Abwandlung unterscheidet sich von der zweiten Ausführungsform nur darin, dass anstelle der Federelemente 113 Federelemente 213 vorgesehen sind. Die weiteren Komponenten stimmen vollständig überein, sodass diese zur Vermeidung von Wiederholungen nicht erneut beschrieben werden. Es werden ferner dieselben Bezugszeichen für identische Komponenten verwendet.A modification of the second embodiment is in 4 shown schematically. The modification differs from the second embodiment only in that spring elements 213 are provided instead of spring elements 113 . The other components are completely the same, so that they are not described again to avoid repetition. Furthermore, the same reference numbers are used for identical components.

Die Federelemente 213 sind als federnde Lippen ausgebildet, die elastisch deformiert sind und eine elastische Rückstellkraft aufbringen, die bewirkt, dass die Wandung 8 des Gehäuses 7 gegen das elektrische Heizelement 2 gespannt ist. Bei der Abwandlung dienen die Federelemente 213 gleichzeitig auch als Wärmeübertragerkörper zum Übertragen von Wärme auf das zu erwärmende Medium.The spring elements 213 are designed as resilient lips which are elastically deformed and apply an elastic restoring force which causes the wall 8 of the housing 7 to be tensioned against the electrical heating element 2 . In the modification, the spring elements 213 also serve as a heat exchanger body for transferring heat to the medium to be heated.

WEITERE ABWANDLUNGEN UND WEITERBILDUNGENFURTHER MODIFICATIONS AND FURTHER EDUCATION

Obwohl bei den Ausführungsformen und Abwandlungen jeweils Federelemente beschrieben wurden, mit denen die Spannung aufgebracht wird, mit der die Wandung gegen das elektrische Heizelement gespannt ist, kann die Spannung auch durch das Material des Gehäuses selbst, insbesondere durch das Material der Wandung zumindest zum Teil aufgebracht werden, indem dieses selbst entsprechend elastisch deformiert ist.Although spring elements have been described in each of the embodiments and modifications, with which the tension is applied with which the wall is tensioned against the electrical heating element, the tension can also be applied at least partially by the material of the housing itself, in particular by the material of the wall by this itself being correspondingly elastically deformed.

Obwohl einige spezielle Formen der Federelemente beschrieben wurden, sind diese nicht auf die beschriebenen Formen beschränkt, sondern es können auch andere dem Fachmann geläufige Federelemente Verwendung finden. Bevorzugt erfüllen die Federelemente dabei jedoch eine Doppelfunktionalität als Federelemente und als Wärmeübertragerkörper.Although some specific forms of the spring elements have been described, these are not limited to the forms described, but other spring elements familiar to those skilled in the art can also be used. However, the spring elements preferably fulfill a dual functionality as spring elements and as a heat exchanger body.

Obwohl beschrieben wurde, dass die Wandung 8 des Gehäuses 7 durch ein metallisches Rohr gebildet ist, sind auch andere Ausgestaltungen möglich. Das Gehäuse 7 kann z.B. auch durch ein Strangpressprofil oder ähnliches gebildet sein, bevorzugt jedoch aus einem gut wärmeleitenden Material. Es ist zu beachten, dass das Gehäuse 7 zumindest bereichsweise deformierbar auszubilden ist, um zu ermöglichen, dass die Wandung 8 elastisch gegen das elektrische Heizelement 2 spannbar ist.Although it has been described that the wall 8 of the housing 7 is formed by a metal tube, other configurations are also possible. The housing 7 can also be formed, for example, by an extruded profile or the like, but is preferably made of a material with good thermal conductivity. It should be noted that the housing 7 should be designed to be deformable, at least in some areas, in order to enable the wall 8 to be stretched elastically against the electrical heating element 2 .

Obwohl einige spezielle Realisierungen des fluiddichten Abschlusses des Gehäuses 7 beschrieben wurden, sind auch andere Möglichkeiten gegeben, dass Gehäuse 7 nach außen fluiddicht abzuschließen, z.B. auch durch Verkleben oder ähnliches.Although some special implementations of the fluid-tight closure of the housing 7 have been described, there are also other options for closing the housing 7 fluid-tight to the outside, e.g. by gluing or the like.

Es ist ferner auch möglich, das Gehäuse 7 in verschiedenen Bereichen mit unterschiedlicher Materialstärke zu versehen, sodass in Bereichen mit geringer Materialstärke bevorzugt die erforderliche Deformation erfolgt und in Bereichen mit großer Materialstärke keine oder nur eine geringe Deformation erfolgt. Insbesondere kann die Materialstärke in dem Kontaktbereich, in dem die Wandung 8 gegen das elektrische Heizelement 2 gespannt ist, erhöht sein, damit dort keine oder nur wenig Deformation auftritt, um einen möglichst flächigen Kontakt für einen optimalen Wärmeübergang bereitzustellen.Furthermore, it is also possible to provide the housing 7 with different material thicknesses in different areas, so that the required deformation preferably takes place in areas with a small material thickness and no or only little deformation takes place in areas with a large material thickness. In particular, the material thickness in the contact area in which the wall 8 is stretched against the electrical heating element 2 can be increased so that little or no deformation occurs there, in order to provide the most extensive possible contact for optimal heat transfer.

Es ist ferner möglich, das Hauptgehäuse 4 thermisch zu isolieren, um unerwünschte Wärmeverluste zu vermeiden.It is also possible to thermally insulate the main body 4 to avoid unwanted heat loss.

Claims

Electrical vehicle heating device with: at least one electrical heating element (2) and a housing (7) in which the electrical heating element (2) is accommodated for heat transfer through a wall (8) of the housing (7) to a medium to be heated, the electrical The heating element (2) is enclosed in the housing (7) in a fluid-tight manner, characterized in that the housing (7) is formed by a metallic tube and the wall (8) of the housing (7) by at least one outside of the housing (7). Spring element (13; 113; 213) is stretched elastically against the electric heating element (2).

Electric Vehicle Heater claim 1 , characterized in that the at least one electrical heating element (2) is a PTC heating element.

Electrical vehicle heating device according to one of the preceding claims, characterized in that the housing (7) is arranged in a flow guide for guiding a medium to be heated.

Electrical vehicle heating device according to one of the preceding claims, characterized in that the housing (7) is provided on an outside with at least one heat exchanger body (12; 213) for heat transfer to the medium to be heated and the wall (8) of the housing (7) through the heat exchanger body (12, 213) is stretched elastically against the electrical heating element (2).

Electrical vehicle heating device according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of housings (7) is provided, in each of which at least one electric heating element (2) is accommodated, and the plurality of housings (7) in a flow guide for guiding a to heating medium is arranged.

Electrical vehicle heating device according to one of the preceding claims, characterized in that control electronics (3) are provided for the at least one electric heating element (2) and a heat dissipation element (15) is provided for dissipating heat from the control electronics (3) to the medium to be heated is.

Electric Vehicle Heater claim 6 , characterized in that the heat dissipation element (15) is accommodated in a housing (7) and is sealed against the medium to be heated in a fluid-tight manner.

Electrical vehicle heating device according to one of the preceding claims, characterized in that the electrical vehicle heating device is designed for heat transfer to a liquid as the medium to be heated.