DE102011050390A1

DE102011050390A1 - Heating device of electrical vehicle, has principal surfaces that are connected with metallic contact layers which are provided with uncovered regions connected with electrical power supply unit

Info

Publication number: DE102011050390A1
Application number: DE201110050390
Authority: DE
Inventors: Nils Elm
Original assignee: Webasto SE
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 2011-05-16
Filing date: 2011-05-16
Publication date: 2012-11-22

Abstract

The device (1) has metallic contact layers (3,4) that are electrically connected with principal surfaces (2a,2b). The electrical isolation structures (5,7) are provided to cover specific regions of the metallic contact layers at the opposite sides of a heating element (2). The metallic contact layers are provided with uncovered regions (3a,4a) at the opposite sides of the heating element. The uncovered regions of the metallic contact layers are connected with an electrical power supply unit.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Fahrzeug-Heizvorrichtung. The present invention relates to a vehicle electric heater.

Bei Fahrzeugen, insbesondere bei Straßenfahrzeugen, ist es üblich, eine Fahrzeug-Heizvorrichtung bereitzustellen, mit der ein Beheizen einer Fahrgastzelle und gegebenenfalls weiterer Bereiche ermöglicht wird. In herkömmlichen Straßenfahrzeugen wurde 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 common to provide a vehicle heater, with the heating of a passenger compartment and possibly other areas is made possible. In conventional road vehicles for this purpose, usually the waste heat from an internal combustion engine was used, which is transmitted via an engine coolant and a liquid-to-air heat exchanger to a part of air, which is supplied to an interior to the 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-powered drive motors in which the waste heat in many operating conditions is no longer sufficient to sufficiently heat the interior, heaters are increasingly installed, which provide additional heating power. Further, development of electric vehicles which are driven purely by electricity and so-called hybrid vehicles having both an electric drive motor and an internal combustion engine are increasingly taking place. Even with these vehicles, the drive components do not provide sufficient heat for heating a vehicle interior, at least in many operating states.

Als Heizvorrichtungen zur Beheizung von Fahrzeuginnenräumen können brennstoffbetriebene Heizgeräte, die oftmals mit demselben Brennstoff wie ein Verbrennungsmotor des Fahrzeugs betrieben werden, oder auch elektrische Heizvorrichtungen, die unter Aufnahme von elektrischer Energie Wärmeenergie bereitstellen, zum Einsatz kommen. Als elektrische Heizvorrichtungen kommen dabei insbesondere Widerstandsheizer zum Einsatz, die elektrische Energie in ohmsche Wärme umsetzen. Besonders häufig kommen dabei sogenannte PTC-Heizelemente zum Einsatz, die eine Widerstands-Temperatur-Charakteristik aufweisen, die im Bereich eines Arbeitspunkts einen steilen Anstieg des elektrischen Widerstands bei ansteigender Temperatur zeigen. 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. As heating devices for heating vehicle interiors, fuel-operated heaters, which are often operated with the same fuel as an internal combustion engine of the vehicle, or electric heaters that provide heat energy by absorbing electrical energy can be used. In particular, resistance heaters used to convert electrical energy into ohmic heat are used as electric heaters. So-called PTC heating elements which have a resistance-temperature characteristic which, in the region of a working point, show a steep increase in the electrical resistance with increasing temperature are particularly frequently used. These usually ceramic PTC heating elements have largely self-regulating properties that prevent excessive heating above predetermined limit temperatures due to the resistance-temperature characteristic. The electrical resistance heating elements are conventionally arranged such that a component carrying electrical voltage is in direct contact with air, which is supplied to an interior of the vehicle.

Insbesondere bei Elektro- oder Hybridfahrzeugen existieren üblicherweise ein Hochspannungsbordnetz mit Versorgungsspannungen im Bereich von mehreren Hundert Volt und ein Niederspannungsbordnetz mit typischerweise einer Versorgungsspannung von z.B. 12 Volt nebeneinander. Bei derartigen Fahrzeugen sind oftmals Zuheizleistungen im Bereich größer als 2 kW bis über 6 kW erwünscht. Das Bereitstellen der gewünschten Heizleistung mit elektrischen Heizelementen, die über das Niederspannungsbordnetz versorgt werden, stößt dabei auf Grenzen, die unter anderem durch hohe erforderliche Ströme und kostspielige Spannungswandler bedingt sind. Das Betreiben konventioneller elektrischer Heizelemente mit dem Hochspannungsbordnetz ist im Hinblick auf die erforderliche Insassensicherheit bedenklich, sodass zusätzliche elektrische Isolierungen erforderlich werden. Eine Isolierung mit zusätzlichen Isolationsschichten verschlechtert oftmals den Wärmedurchgangskoeffizienten für die Wärmeauskopplung deutlich, da vermehrt Wärmeübergangswiderstände ausgebildet werden. Ferner tritt das Problem auf, dass sich die elektrische Kontaktierung von PTC-Heizelementen aufgrund von z.B. thermischen Ausdehnungsprozessen der PTC-Heizelemente im Betrieb verschlechtern kann. Particularly in electric or hybrid vehicles, there is usually a high voltage electrical system with supply voltages in the range of several hundred volts and a low voltage electrical system with typically a supply voltage of e.g. 12 volts next to each other. In such vehicles, auxiliary heating powers in the range greater than 2 kW to over 6 kW are often desired. The provision of the desired heating power with electrical heating elements, which are supplied via the low-voltage on-board network, encounters limits, which are caused inter alia by high required currents and costly voltage transformers. The operation of conventional electrical heating elements with the high-voltage onboard power supply is questionable in terms of the required occupant safety, so that additional electrical insulation is required. Insulation with additional insulation layers often worsens the heat transfer coefficient for the heat extraction significantly, since more heat transfer resistances are formed. Furthermore, the problem arises that the electrical contacting of PTC heating elements due to e.g. Thermal expansion processes of the PTC heating elements in operation can deteriorate.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrische Fahrzeug-Heizvorrichtung bereitzustellen, bei der ein Betrieb von elektrischen Heizelementen mit einem Hochspannungsbordnetz bei einem hohen Maß an Insassensicherheit ermöglicht ist und gleichzeitig eine beständige Kontaktierung des elektrischen Heizelements und eine gute Wärmeauskopplung aus diesem erreicht werden. It is an object of the present invention to provide an electric vehicle heating device, in which an operation of electric heating elements with a high-voltage electrical system with a high degree of occupant safety is enabled and at the same time a stable contact of the electric heating element and a good heat extraction are achieved from this.

Die Aufgabe wird durch eine elektrische Fahrzeug-Heizvorrichtung 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.

Die elektrische Fahrzeug-Heizvorrichtung weist auf: zumindest ein elektrisches Heizelement, das eine erste Hauptoberfläche und eine dieser gegenüberliegende zweite Hauptoberfläche aufweist; eine metallische erste Kontaktierungsschicht, die die erste Hauptoberfläche elektrisch kontaktiert; eine metallische zweite Kontaktierungsschicht, die die zweite Hauptoberfläche elektrisch kontaktiert; eine elektrisch isolierende erste Isolierungsstruktur zur Wärmeauskopplung aus dem elektrischen Heizelement, die eine von dem elektrischen Heizelement abgewandte Seite der ersten Kontaktierungsschicht zumindest teilweise bedeckt, und eine elektrisch isolierende zweite Isolierungsstruktur zur Wärmeauskopplung aus dem elektrischen Heizelement, die eine von dem elektrischen Heizelement abgewandte Seite der zweiten Kontaktierungsschicht zumindest teilweise bedeckt. Zumindest ein von der ersten Isolierungsstruktur unbedeckter Bereich der von dem elektrischen Heizelement abgewandten Seite der ersten Kontaktierungsschicht ist zur Verbindung mit einer elektrischen Leistungsversorgung vorgesehen und/oder zumindest ein von der zweiten Isolierungsstruktur unbedeckter Bereich der von dem elektrischen Heizelement abgewandten Seite der zweiten Kontaktierungsschicht ist zur Verbindung mit einer elektrischen Leistungsversorgung vorgesehen. Es kann somit bei der ersten Kontaktierungsstruktur ein unbedeckter Bereich vorgesehen sein oder bei der zweiten Kontaktierungsstruktur oder bei beiden. Die erste Isolierungsstruktur und die zweite Isolierungsstruktur sind jeweils zur Wärmeauskopplung aus dem elektrischen Heizelement ausgebildet, d.h. die Auskopplung der Wärme aus dem elektrischen Heizelement zu einem zu erwärmenden Medium erfolgt durch Wärmeübergang durch die erste bzw. die zweite Isolierungsstruktur hindurch. Da die Wärmeauskopplung über die erste und die zweite Isolierungsstruktur erfolgt, gelangt das zu erwärmende Medium nicht in elektrisch leitenden Kontakt mit dem elektrischen Heizelement, sodass auch bei einem Betrieb z.B. in einem Hochspannungsbordnetz in einem Fahrzeug ein hohes Maß an Insassensicherheit bereitgestellt ist. Durch das Vorsehen des unbedeckten Bereichs der ersten Kontaktierungsschicht und/oder der zweiten Kontaktierungsschicht ist eine zuverlässige und beständige Kontaktierung der jeweiligen Kontaktierungsschicht mit einem Anschluss zur Verbindung mit einer elektrischen Leistungsversorgung ermöglicht. Die erste Isolierungsstruktur kann z.B. unmittelbar auf der ersten Kontaktierungsschicht angeordnet sein. Es kann z.B. aber auch zwischen der ersten Kontaktierungsschicht und der ersten Isolierungsstruktur eine Verbindungsschicht, z.B. aus einem Kleber, vorgesehen sein, wobei die Verbindungsschicht eine hohe thermische Leitfähigkeit aufweisen sollte, aber gegebenenfalls z.B. elektrisch isolierend sein kann. Über die erste und die zweite Isolierungsstruktur kann eine gute Wärmeauskopplung auf ein zu erwärmendes Medium bei gleichzeitig einem hohen Maß an Sicherheit bereitgestellt werden. Für den Fall eines keramischen PTC-Heizelements als elektrisches Heizelement können die erste Kontaktierungsschicht und die zweite Kontaktierungsschicht z.B. durch die häufig auf plattenförmigen PTC-Heizelementen zur gleichmäßigen Spannungsverteilung vorgesehenen relativ dünnen metallischen Schichten gebildet sein. The electric vehicle heating apparatus comprises: at least one electric heating element having a first major surface and a second major surface opposite thereto; a metallic first contacting layer electrically contacting the first main surface; a metallic second contacting layer electrically contacting the second main surface; an electrically insulating first insulation structure for heat extraction from the electric heating element, which at least partially covers a side facing away from the electric heating element of the first contacting layer, and an electrically insulating second insulation structure for heat extraction from the electric heating element which faces away from the electric heating element of the second Contacting layer at least partially covered. At least one of the first insulating structure uncovered area of the electrical heating element facing away from the first contact layer is provided for connection to an electrical power supply and / or at least one uncovered by the second insulating structure region of the side facing away from the electric heating element side of the second contacting layer is provided for connection to an electrical power supply. It can thus be provided in the first contacting structure, an uncovered region or in the second contacting structure or both. The first insulation structure and the second insulation structure are each formed for heat extraction from the electric heating element, ie the coupling of the heat from the electric heating element to a medium to be heated is carried out by heat transfer through the first and the second insulation structure. Since the heat extraction takes place via the first and the second insulation structure, the medium to be heated does not come into electrically conductive contact with the electrical heating element, so that a high degree of occupant safety is provided even when operating, for example, in a high voltage electrical system in a vehicle. By providing the uncovered region of the first contacting layer and / or the second contacting layer, a reliable and stable contacting of the respective contacting layer with a connection for connection to an electrical power supply is made possible. The first insulation structure may for example be arranged directly on the first contacting layer. However, it is also possible, for example, to provide a connecting layer, for example of an adhesive, between the first contacting layer and the first insulating structure, wherein the connecting layer should have a high thermal conductivity but may, for example, be electrically insulating. By means of the first and the second insulation structure, a good heat extraction to a medium to be heated can be provided, while at the same time a high degree of safety. In the case of a ceramic PTC heating element as an electrical heating element, the first contacting layer and the second contacting layer may be formed, for example, by the relatively thin metallic layers often provided on plate-shaped PTC heating elements for uniform stress distribution.

Gemäß einer Ausgestaltung erstreckt sich der unbedeckte Bereich der ersten Kontaktierungsschicht im Wesentlichen parallel zu der ersten Hauptoberfläche und der unbedeckte Bereich der zweiten Kontaktierungsschicht erstreckt sich im Wesentlichen parallel zu der zweiten Hauptoberfläche. In diesem Fall kann die Verbindung mit der elektrischen Leistungsversorgung zuverlässig flächig in der Ebene erfolgen, in der sich auch die erste Kontaktierungsschicht und die zweite Kontaktierungsschicht erstrecken, sodass eine besonders homogene elektrische Verbindung bereitgestellt werden kann. Insbesondere in einem Fall, bei dem das elektrische Heizelement durch ein keramisches PTC-Heizelement gebildet ist, ist eine homogene und großflächige Kontaktierung vorteilhaft. According to one embodiment, the uncovered region of the first contacting layer extends substantially parallel to the first main surface and the uncovered region of the second contacting layer extends substantially parallel to the second main surface. In this case, the connection to the electrical power supply can reliably be made flat in the plane in which the first contacting layer and the second contacting layer also extend, so that a particularly homogeneous electrical connection can be provided. In particular, in a case where the electric heating element is formed by a ceramic PTC heating element, a homogeneous and large-area contact is advantageous.

Gemäß einer Ausgestaltung überragt zumindest die erste Isolierungsstruktur den unbedeckten Bereich der ersten Kontaktierungsschicht und/oder die zweite Isolierungsstruktur überragt den unbedeckten Bereich der zweiten Kontaktierungsschicht. In diesem Fall wird auch im Bereich des unbedeckten Bereichs durch die überragende Isolierungsstruktur eine zuverlässige elektrische Isolierung in Wärmeauskopplungsrichtung bereitgestellt und der gesamte wärmefreisetzende Bereich des elektrischen Heizelements kann effizient zur Wärmeauskopplung genutzt werden. Das Überragen der ersten bzw. der zweiten Isolierungsstruktur kann z.B. durch eine entsprechende Formgebung der Isolierungsstruktur mit einer Aussparung oder durch das Vorsehen einer zwischen der jeweiligen Isolierungsstruktur und der ersten bzw. zweiten Kontaktierungsschicht angeordneten Verbindungsschicht realisiert sein. According to one embodiment, at least the first insulation structure projects beyond the uncovered area of the first contacting layer and / or the second insulation structure projects beyond the uncovered area of the second contacting layer. In this case, reliable insulation in the heat-out direction is also provided in the area of the uncovered area by the superior insulation structure, and the entire heat-releasing area of the electric heating element can be efficiently used for heat extraction. The overhanging of the first and the second insulation structure can e.g. be realized by a corresponding shaping of the insulating structure with a recess or by the provision of a arranged between the respective insulating structure and the first and second contacting layer connecting layer.

Gemäß einer Ausgestaltung ist eine elektrische Versorgungsleitung mit dem unbedeckten Bereich der ersten Kontaktierungsschicht verbunden und eine weitere elektrische Versorgungsleitung ist mit dem unbedeckten Bereich der zweiten Kontaktierungsschicht verbunden. In diesem Fall kann zuverlässig die erforderliche Versorgungsspannung an das elektrische Heizelement angelegt werden. Die jeweilige elektrische Versorgungsleitung kann z.B. durch eine Schiene gebildet sein, die den unbedeckten Bereich großflächig kontaktiert. Es ist z.B. auch möglich, dass eine als Schiene ausgebildete elektrische Versorgungsleitung gleichzeitig mehrere elektrische Heizelemente kontaktiert. According to one embodiment, an electrical supply line is connected to the uncovered region of the first contacting layer and a further electrical supply line is connected to the uncovered region of the second contacting layer. In this case, the required supply voltage can be reliably applied to the electric heating element. The respective electrical supply line may e.g. be formed by a rail that contacts the uncovered area over a large area. It is e.g. It is also possible that an electrical supply line designed as a rail simultaneously contacts a plurality of electrical heating elements.

Gemäß einer Ausgestaltung ist das elektrische Heizelement durch ein keramisches PTC-Heizelement gebildet. Unter einem keramischen PTC-Heizelement wird ein keramisches Heizelement verstanden, dass in einem Temperaturbereich in der Nähe eines Arbeitspunktes eine Widerstands-Temperatur-Charakteristik aufweist, bei der mit steigender Temperatur ein starker Anstieg des elektrischen Widerstands auftritt. Es sind insbesondere z.B. derartige keramische PTC-Heizelemente auf der Basis von BaTiO₃ bekannt. Derartige keramische PTC-Heizelemente weisen bei Anlegen einer konstanten Versorgungsspannung ein weitestgehend selbstregelndes Verhalten auf, da mit einer zunehmenden Erwärmung ein Anstieg des elektrischen Widerstands einhergeht und somit die elektrische Leistungsaufnahme und damit auch die Heizleistung sinkt. Solange viel Wärme von dem PTC-Heizelement abgeführt wird, bleibt der elektrische Widerstand relativ niedrig und es wird viel Heizleistung bereitgestellt. Wenn allerdings nur wenig oder keine Heizleistung abgeführt wird, steigt die Temperatur des PTC-Heizelements und mit dieser der elektrische Widerstand, sodass eine niedrigere elektrische Leistungsaufnahme die Folge ist. Bei entsprechender Auslegung kann in dieser Weise eine Überhitzung über eine vorgegebene Grenztemperatur zuverlässig unterbunden werden. According to one embodiment, the electrical heating element is formed by a ceramic PTC heating element. A ceramic PTC heating element is understood to be a ceramic heating element which, in a temperature range close to an operating point, has a resistance-temperature characteristic in which a strong increase in the electrical resistance occurs with increasing temperature. In particular, for example, such ceramic PTC heating elements based on BaTiO _{3 are} known. Such ceramic PTC heating elements have a largely self-regulating behavior when a constant supply voltage is applied, since increasing heating causes an increase in the electrical resistance and thus decreases the electrical power consumption and thus also the heating power. As long as much heat is removed from the PTC heating element, the electrical resistance remains relatively low and it will be a lot Heating power provided. However, if only little or no heating power is dissipated, the temperature of the PTC heater increases and with it the electrical resistance, resulting in lower electrical power consumption. With appropriate design overheating over a predetermined limit temperature can be reliably prevented in this way.

Gemäß einer Ausgestaltung sind das elektrische Heizelement, die erste Kontaktierungsschicht, die zweite Kontaktierungsschicht, die erste Isolierungsstruktur und die zweite Isolierungsstruktur stoffschlüssig miteinander verbunden. In diesem Fall können die Wärmeübergangswiderstände von dem elektrischen Heizelement über die jeweilige Kontaktierungsschicht und die jeweilige elektrisch isolierende Isolierungsstruktur zu dem zu erwärmenden Medium minimiert werden. Die stoffschlüssige Verbindung kann z.B. durch Verkleben, Verlöten, Verschweißen, etc. ausgebildet sein. According to one embodiment, the electrical heating element, the first contacting layer, the second contacting layer, the first insulating structure and the second insulating structure are integrally connected to one another. In this case, the heat transfer resistances from the electric heating element via the respective contacting layer and the respective electrically insulating insulating structure to the medium to be heated can be minimized. The integral connection can e.g. be formed by gluing, soldering, welding, etc.

Gemäß einer Ausgestaltung sind von dem elektrischen Heizelement abgewandte freie Oberflächen der ersten Isolierungsstruktur und der zweiten Isolierungsstruktur zur Wärmeübertragung auf ein zu erwärmendes Medium ausgebildet. Die freien Oberflächen können z.B. für einen unmittelbaren Kontakt mit zu erwärmender Luft als Luftheizvorrichtung oder mit einer zu erwärmenden Flüssigkeit als Flüssigkeitsheizvorrichtung ausgebildet sein. Es kann auch unmittelbar auf den freien Oberflächen ein Wärmetauscher, z.B. aus Metall wie Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, ausgebildet sein. Der Wärmetauscher kann dabei z.B. mit einer großen freien Oberfläche zur Wärmeübertragung auf das zu erwärmende Medium, z.B. in Form von Rippen, Lamellen, Finnen, etc., versehen sein. In diesem Fall ist eine effiziente Abfuhr der Heizwärme von dem elektrischen Heizelement mit geringen Wärmeübergangswiderständen bereitgestellt. According to one embodiment, facing away from the electric heating element free surfaces of the first insulating structure and the second insulating structure for heat transfer to a medium to be heated are formed. The free surfaces can e.g. be designed for direct contact with air to be heated as an air heater or with a liquid to be heated as a liquid heating device. It may also be directly on the free surfaces a heat exchanger, e.g. made of metal such as aluminum or an aluminum alloy. The heat exchanger may be e.g. with a large free surface for heat transfer to the medium to be heated, e.g. in the form of ribs, fins, fins, etc., be provided. In this case, efficient removal of the heating heat from the electric heating element with low heat transfer resistances is provided.

Gemäß einer Ausgestaltung ist die elektrische Fahrzeug-Heizvorrichtung für einen Betrieb mit einer elektrischen Versorgungsspannung größer als 100 Volt ausgelegt. Die elektrische Fahrzeug-Heizvorrichtung kann dabei insbesondere für einen Betrieb mit der elektrischen Versorgungsspannung in einem Hochspannungsbordnetz eines Elektro- oder Hybridfahrzeug ausgelegt sein. In diesem Fall kann zu einer elektrischen Fahrzeugbeheizung effizient das Hochspannungsbordnetz genutzt werden, sodass für das Beheizen weder hohe Stromflüsse erforderlich sind noch kostspielige Spannungswandler zum Einsatz kommen müssen. According to one embodiment, the vehicle electrical heater is designed for operation with an electrical supply voltage greater than 100 volts. The electric vehicle heating device can be designed in particular for operation with the electrical supply voltage in a high voltage electrical system of an electric or hybrid vehicle. In this case, the high-voltage on-board electrical system can be efficiently used for electric vehicle heating, so that neither high current flows nor costly voltage transformers have to be used for heating.

Gemäß einer Ausgestaltung ist eine Mehrzahl von gleichartigen elektrischen Heizelementen vorgesehen. Durch ein entsprechendes Verschalten der elektrischen Heizelemente kann modular eine gewünschte Heizleistung bereitgestellt werden und es können zum Erzielen einer gewünschten Heizleistung kostengünstig bereitzustellende elektrische Heizelemente, die für verschiedene Anwendungen geeignet sind, kombiniert werden. According to one embodiment, a plurality of similar electrical heating elements is provided. By a corresponding interconnection of the electrical heating elements, a desired heating power can be provided in a modular manner and, in order to achieve a desired heat output, it is possible to combine cost-effective electrical heating elements which are suitable for various applications.

Weitere Vorteile und Weiterbildungen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Further advantages and developments will become apparent from the following description of an embodiment with reference to the accompanying drawings.

1 zeigt schematisch eine Seitenansicht einer elektrischen Fahrzeug-Heizvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform. 1 schematically shows a side view of a vehicle electrical heater according to a first embodiment.

2 zeigt schematisch eine weitere Seitenansicht der elektrischen Fahrzeug-Heizvorrichtung von 1. 2 schematically shows another side view of the electric vehicle heating device of 1 ,

3 zeigt schematisch eine Abwandlung der elektrischen Fahrzeug-Heizvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform. 3 schematically shows a modification of the electric vehicle heating device according to the first embodiment.

4 zeigt schematisch eine weitere Abwandlung der elektrischen Fahrzeug-Heizvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform. 4 schematically shows another modification of the electric vehicle heating device according to the first embodiment.

5 zeigt schematisch eine Seitenansicht einer elektrischen Fahrzeug-Heizvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform. 5 schematically shows a side view of an electric vehicle heating device according to a second embodiment.

6 zeigt schematisch eine Abwandlung der elektrischen Fahrzeug-Heizvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform. 6 schematically shows a modification of the electric vehicle heating device according to the second embodiment.

ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM FIRST EMBODIMENT

Eine erste Ausführungsform wird im Folgenden unter Bezug auf die 1 und 2 beschrieben. 1 zeigt die elektrische Fahrzeug-Heizvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform schematisch in einer ersten Seitenansicht. 2 zeigt die elektrische Fahrzeug-Heizvorrichtung 1 in einer zweiten, zu der ersten Seitenansicht senkrechten Seitenansicht. A first embodiment will be described below with reference to FIGS 1 and 2 described. 1 shows the electric vehicle heater 1 according to the first embodiment schematically in a first side view. 2 shows the electric vehicle heater 1 in a second, vertical to the first side view side view.

Die elektrische Fahrzeug-Heizvorrichtung 1 weist ein im Wesentlichen plattenförmig ausgebildetes elektrisches Heizelement 2 auf. Das elektrische Heizelement 2 ist bei der Ausführungsform durch ein keramisches PTC-Heizelement gebildet, das eine Temperatur-Widerstands-Charakteristik aufweist, bei der in einem Temperaturbereich um einen Arbeitspunkt ein starker Anstieg des elektrischen Widerstands mit steigender Temperatur auftritt. Das PTC-Heizelement kann z.B. auf BaTiO₃-Basis, z.B. auch mit geeigneten Dotierungen, ausgebildet sein. Das elektrische Heizelement 2 ist plattenförmig derart ausgebildet, dass es in einer Ebene eine große Erstreckung aufweist und im Verhältnis dazu eine relativ geringe Dicke aufweist. Das elektrische Heizelement 2 weist eine erste Hauptoberfläche 2a und eine dieser gegenüberliegende zweite Hauptoberfläche 2b auf. Die erste Hauptoberfläche 2a und die zweite Hauptoberfläche 2b werden durch die beiden einander gegenüberliegenden größten Flächen des elektrischen Heizelements 2, beispielsweise eines PTC-Heizelements, gebildet. The electric vehicle heater 1 has a substantially plate-shaped electrical heating element 2 on. The electric heating element 2 is formed in the embodiment by a ceramic PTC heating element having a temperature-resistance characteristic in which occurs in a temperature range around an operating point, a sharp increase in electrical resistance with increasing temperature. The PTC heating element may for example be based on BaTiO ₃ , for example, with suitable dopants. The electric heating element 2 is plate-shaped such that it has a large extent in a plane and in relation to a relative having a small thickness. The electric heating element 2 has a first main surface 2a and one of these opposite second major surface 2 B on. The first main surface 2a and the second main surface 2 B be through the two opposite largest surfaces of the electric heating element 2 , For example, a PTC heating element formed.

Auf der ersten Hauptoberfläche 2a des elektrischen Heizelements 2 ist eine metallische erste Kontaktierungsschicht 3 ausgebildet. Die erste Kontaktierungsschicht 3 bedeckt die erste Hauptoberfläche 2a bei der dargestellten Ausführungsform vollflächig, d.h. sie bedeckt die gesamte Oberfläche der ersten Hauptoberfläche 2a. Gleichermaßen ist auf der zweiten Hauptoberfläche 2b des elektrischen Heizelements 2 eine metallische zweite Kontaktierungsschicht 4 ausgebildet. Obwohl eine vollflächige Bedeckung durch die erste Kontaktierungsschicht 3 und die zweite Kontaktierungsschicht 4 dargestellt ist, ist auch eine nicht vollständig vollflächige Bedeckung möglich. Die erste Kontaktierungsschicht 3 und die zweite Kontaktierungsschicht 4 sind dazu ausgelegt, zwischen der ersten Hauptoberfläche 2a und der zweiten Hauptoberfläche 2b des elektrischen Heizelements 2 möglichst gleichmäßig eine elektrische Spannungsdifferenz anzulegen. Die erste Kontaktierungsschicht 3 und die zweite Kontaktierungsschicht 4 sind dabei insbesondere stoffschlüssig mit dem elektrischen Heizelement 2 verbunden, sie können z.B. als Beschichtung unmittelbar auf dem elektrischen Heizelement 2 abgeschieden sein. Die erste Kontaktierungsschicht 3 und die zweite Kontaktierungsschicht 4 weisen eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit auf. On the first main surface 2a of the electric heating element 2 is a metallic first contacting layer 3 educated. The first contacting layer 3 covers the first main surface 2a in the illustrated embodiment, the entire surface, ie, it covers the entire surface of the first main surface 2a , Similarly, on the second main surface 2 B of the electric heating element 2 a metallic second contacting layer 4 educated. Although a full coverage by the first contact layer 3 and the second contacting layer 4 is shown, a not completely full coverage possible. The first contacting layer 3 and the second contacting layer 4 are designed to be between the first main surface 2a and the second main surface 2 B of the electric heating element 2 apply an electrical voltage difference as evenly as possible. The first contacting layer 3 and the second contacting layer 4 are in particular cohesively with the electric heating element 2 connected, they can eg as a coating directly on the electric heating element 2 be isolated. The first contacting layer 3 and the second contacting layer 4 have sufficient electrical conductivity.

Es ist eine elektrisch isolierende erste Isolierungsstruktur 5 zur Wärmeauskopplung aus dem elektrischen Heizelement 2 vorgesehen, die eine von dem elektrischen Heizelement 2 abgewandte Seite der ersten Kontaktierungsschicht 3 zumindest teilweise bedeckt. Die erste Isolierungsstruktur 5 ist durch eine im Wesentlichen plattenförmige Struktur, die elektrisch isolierend ist und dabei gleichzeitig eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist, gebildet. Die erste Isolierungsstruktur 5 kann z.B. durch ein geeignetes Keramikmaterial gebildet sein. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die erste Isolierungsstruktur 5 über eine dazwischen angeordnete Verbindungsschicht 6, die z.B. durch einen Kleber gebildet sein kann, stoffschlüssig mit der ersten Kontaktierungsschicht 3 und über diese mit dem elektrischen Heizelement 2 verbunden. In gleicher Weise ist eine elektrisch isolierende zweite Isolierungsstruktur 7 zur Wärmeauskopplung aus dem elektrischen Heizelement 2 vorgesehen, die eine von dem elektrischen Heizelement 2 abgewandte Seite der zweiten Kontaktierungsschicht 4 zumindest teilweise bedeckt. Die zweite Isolierungsstruktur 7 kann ebenso wie die erste Isolierungsstruktur 5 ausgebildet sein und ist bei der dargestellten Ausführungsform ebenfalls über eine dazwischen angeordnete Verbindungsschicht 6 stoffschlüssig mit der zweiten Kontaktierungsschicht 4 und über diese mit dem elektrischen Heizelement 2 verbunden. It is an electrically insulating first insulation structure 5 for heat extraction from the electric heating element 2 provided, one of the electric heating element 2 opposite side of the first contacting layer 3 at least partially covered. The first insulation structure 5 is formed by a substantially plate-shaped structure which is electrically insulating and at the same time has a high thermal conductivity. The first insulation structure 5 may be formed for example by a suitable ceramic material. In the illustrated embodiment, the first isolation structure is 5 via a connecting layer arranged therebetween 6 , which may be formed by an adhesive, for example, cohesively with the first contacting layer 3 and about this with the electric heating element 2 connected. In the same way, an electrically insulating second insulation structure 7 for heat extraction from the electric heating element 2 provided, one of the electric heating element 2 opposite side of the second contacting layer 4 at least partially covered. The second isolation structure 7 can as well as the first isolation structure 5 be formed and is also in the illustrated embodiment via a connecting layer arranged therebetween 6 cohesively with the second contacting layer 4 and about this with the electric heating element 2 connected.

Die erste Isolierungsstruktur 5 und die zweite Isolierungsstruktur 7 sind zur Wärmeübertragung auf ein zu erwärmendes Medium ausgebildet. Dabei können die erste Isolierungsstruktur 5 und die zweite Isolierungsstruktur 7 z.B. dazu ausgebildet sein, unmittelbar mit einem zu erwärmenden Medium, z.B. Luft oder einer Flüssigkeit, in Kontakt zu gelangen. Die erste Isolierungsstruktur 5 und/oder die zweite Isolierungsstruktur 7 können dabei insbesondere auch mit einer vergrößerten Oberfläche (z.B. in Form von Lamellen, Rillen, Finnen, etc.) versehen sein, um eine verbesserte Wärmeübertragung bereitzustellen. Es ist z.B. aber auch möglich, dass die jeweilige von dem elektrischen Heizelement 2 abgewandte Oberfläche der ersten Isolierungsstruktur 5 und/oder der zweiten Isolierungsstruktur 7 mit einem separaten Wärmetauscher (z.B. aus Metall) zur Wärmeübertragung auf das zu erwärmende Medium versehen ist. The first insulation structure 5 and the second isolation structure 7 are designed for heat transfer to a medium to be heated. In this case, the first insulation structure 5 and the second isolation structure 7 For example, be designed to come into direct contact with a medium to be heated, for example air or a liquid in contact. The first insulation structure 5 and / or the second isolation structure 7 may in particular be provided with an enlarged surface (eg in the form of fins, grooves, fins, etc.) to provide improved heat transfer. But it is also possible that the respective of the electric heating element 2 remote surface of the first insulation structure 5 and / or the second isolation structure 7 is provided with a separate heat exchanger (eg made of metal) for heat transfer to the medium to be heated.

Wie insbesondere in 1 zu sehen ist, ist ein von der ersten Isolierungsstruktur 5 unbedeckter Bereich 3a der von dem elektrischen Heizelement 2 abgewandten Seite der ersten Kontaktierungsschicht 3 vorgesehen, in dem eine Verbindung mit einer elektrischen Leistungsversorgung über eine elektrische Verbindungsleitung 8 bereitgestellt ist. Der unbedeckte Bereich 3a erstreckt sich dabei flächig in einer Richtung parallel zu der ersten Hauptoberfläche 2a des elektrischen Heizelements 2. Die elektrische Verbindungsleitung 8 kontaktiert den unbedeckten Bereich 3a dabei ebenfalls flächig. Insbesondere kann der unbedeckte Bereich 3a über die gesamte Längserstreckung des elektrischen Heizelements 2 vorgesehen sein und die elektrische Verbindungsleitung 8 kann den unbedeckten Bereich 3a über die gesamte Längserstreckung des elektrischen Heizelements 2 kontaktieren. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die elektrische Verbindungsleitung 8 als eine metallische Kontaktschiene ausgebildet, die mehrere in Längsrichtung hintereinander angeordnete elektrische Heizelemente (nicht gezeigt) jeweils kontaktiert. As in particular in 1 is one of the first isolation structure 5 uncovered area 3a that of the electric heating element 2 opposite side of the first contacting layer 3 provided in which a connection to an electrical power supply via an electrical connection line 8th is provided. The uncovered area 3a extends flat in a direction parallel to the first main surface 2a of the electric heating element 2 , The electrical connection line 8th contacts the uncovered area 3a also flat. In particular, the uncovered area 3a over the entire longitudinal extent of the electric heating element 2 be provided and the electrical connection line 8th can the uncovered area 3a over the entire longitudinal extent of the electric heating element 2 to contact. In the illustrated embodiment, the electrical connection line 8th formed as a metallic contact rail, the plurality of longitudinally successively arranged electrical heating elements (not shown) respectively contacted.

Wie in 1 zu sehen ist, überragt die erste Isolierungsstruktur 5 den unbedeckten Bereich 3a der ersten Kontaktierungsschicht 3. In dieser Weise ist auch für den unbedeckten Bereich 3a eine elektrische Isolierung gegenüber dem zu erwärmenden Medium bereitgestellt, sodass auch hier keine Gefahr einer elektrisch leitenden Verbindung zu dem zu erwärmenden Medium gegeben ist, da die erste Isolierungsstruktur 5 in Form eines Vorsprungs über den Bereich übersteht, in dem die Kontaktierung mit der elektrischen Verbindungsleitung 8 erfolgt. Es ist z.B. möglich, dass sich an den seitlichen Rand (links und rechts in 1) eine Abdichtung anschließt, die auch dort einen unmittelbaren elektrischen Kontakt zwischen den spannungsführenden Komponenten und dem zu erwärmenden Medium verhindert. As in 1 can be seen towers over the first isolation structure 5 the uncovered area 3a the first contacting layer 3 , In this way is also for the uncovered area 3a provided an electrical insulation against the medium to be heated, so that there is no danger of an electrically conductive connection to the medium to be heated here, since the first insulation structure 5 protrudes in the form of a projection over the area in which the contacting with the electrical connection line 8th he follows. It is possible, for example, that the lateral edge (left and right in 1 ) connects a seal, which prevents there also a direct electrical contact between the live components and the medium to be heated.

In analoger Weise ist ein von der zweiten Isolierungsstruktur 7 unbedeckter Bereich 4a der von dem elektrischen Heizelement 2 abgewandten Seite der zweiten Kontaktierungsschicht 4 vorgesehen, in dem eine Verbindung mit einer elektrischen Leistungsversorgung über eine weitere elektrische Verbindungsleitung 8 bereitgestellt ist. Der unbedeckte Bereich 4a erstreckt sich dabei flächig in einer Richtung parallel zu der zweiten Hauptoberfläche 2b des elektrischen Heizelements 2. Die weitere elektrische Verbindungsleitung 8 kontaktiert den unbedeckten Bereich 4a dabei ebenfalls flächig. Insbesondere kann auch der unbedeckte Bereich 4a über die gesamte Längserstreckung des elektrischen Heizelements 2 vorgesehen sein und die weitere elektrische Verbindungsleitung 8 kann den unbedeckten Bereich 4a über die gesamte Längserstreckung des elektrischen Heizelements 2 kontaktieren. Bei der dargestellten Ausführungsform ist auch die weitere elektrische Verbindungsleitung 8 als eine metallische Kontaktschiene ausgebildet, die mehrere in Längsrichtung hintereinander angeordnete elektrische Heizelemente (nicht gezeigt) jeweils kontaktiert. Wie bereits bezüglich der ersten Isolierungsstruktur 5 und dem unbedeckten Bereich 3a der ersten Kontaktierungsschicht 3 beschrieben, überragt auch die zweite Isolierungsstruktur 7 den unbedeckten Bereich 4a der zweiten Kontaktierungsschicht 4. Analogously, one is from the second isolation structure 7 uncovered area 4a that of the electric heating element 2 remote side of the second contacting layer 4 provided in which a connection to an electrical power supply via a further electrical connection line 8th is provided. The uncovered area 4a extends flat in a direction parallel to the second main surface 2 B of the electric heating element 2 , The further electrical connection line 8th contacts the uncovered area 4a also flat. In particular, the uncovered area can also 4a over the entire longitudinal extent of the electric heating element 2 be provided and the further electrical connection line 8th can the uncovered area 4a over the entire longitudinal extent of the electric heating element 2 to contact. In the illustrated embodiment, the other electrical connection line is also 8th formed as a metallic contact rail, the plurality of longitudinally successively arranged electrical heating elements (not shown) respectively contacted. As already with respect to the first insulation structure 5 and the uncovered area 3a the first contacting layer 3 described also surmounts the second isolation structure 7 the uncovered area 4a the second contacting layer 4 ,

Im Betrieb der elektrischen Fahrzeug-Heizvorrichtung 1 wird über die elektrischen Verbindungsleitungen 8, die erste Kontaktierungsschicht 3 und die zweite Kontaktierungsschicht 4 eine elektrische Spannung über das elektrische Heizelement 2 angelegt, was zur Folge hat, dass dieses ohmsche Wärme als Heizleistung freisetzt. Die Wärme wird von dem elektrischen Heizelement 2 durch die jeweilige Kontaktierungsschicht 3 bzw. 4, die jeweilige Verbindungsschicht 6 und die jeweilige Isolierungsstruktur 5 bzw. 7 auf das zu erwärmende Medium übertragen, sodass die erste Isolierungsstruktur 5 und die zweite Isolierungsstruktur 7, die jeweils zur elektrischen Isolierung dienen, gleichzeitig auch zur Auskopplung von Wärme aus dem elektrischen Heizelement 2 an das zu erwärmende Medium dienen. Das elektrische Heizelement 2, die erste Kontaktierungsschicht 3, die zweite Kontaktierungsschicht 4, die erste Isolierungsstruktur 5 und die zweite Isolierungsstruktur 7 sind stoffschlüssig miteinander verbunden. In dieser Weise sind die Wärmeübertragungswiderstände bei der Wärmeauskopplung minimiert. During operation of the electric vehicle heater 1 is via the electrical connection lines 8th , the first contacting layer 3 and the second contacting layer 4 an electrical voltage across the electrical heating element 2 created, which has the consequence that this ohmic heat releases as heating power. The heat is from the electric heating element 2 through the respective contacting layer 3 respectively. 4 , the respective connecting layer 6 and the respective isolation structure 5 respectively. 7 transferred to the medium to be heated, so that the first insulation structure 5 and the second isolation structure 7 , which each serve for electrical insulation, at the same time also for the extraction of heat from the electric heating element 2 serve to the medium to be heated. The electric heating element 2 , the first contacting layer 3 , the second contacting layer 4 , the first insulation structure 5 and the second isolation structure 7 are cohesively connected. In this way, the heat transfer resistances are minimized in the heat extraction.

ABWANDLUNG MODIFICATION

3 zeigt schematisch eine Abwandlung der elektrischen Fahrzeug-Heizvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform. Die Abwandlung unterscheidet sich von der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform lediglich in der Anordnung der unbedeckten Bereiche 3a und 4a der ersten Kontaktierungsschicht 3 und der zweiten Kontaktierungsschicht 4 sowie der elektrischen Verbindungsleitungen 8. Aus diesem Grund werden für dieselben Komponenten auch dieselben Bezugszeichen verwendet und eine erneute Beschreibung der unveränderten Komponenten erfolgt zur Vermeidung von Wiederholungen nicht. 3 schematically shows a modification of the electric vehicle heating device according to the first embodiment. The modification differs from the first embodiment described above only in the arrangement of the uncovered areas 3a and 4a the first contacting layer 3 and the second contacting layer 4 as well as the electrical connection lines 8th , For this reason, the same reference numerals are used for the same components and a re-description of the unchanged components is not done to avoid repetition.

Im Gegensatz zu der zuvor beschriebenen Ausführungsform, bei der der unbedeckte Bereich 3a der ersten Kontaktierungsschicht 3 und der unbedeckte Bereich 4a der zweiten Kontaktierungsschicht 4 auf derselben Seite des elektrischen Heizelements 2 auf den gegenüberliegenden Hauptoberflächen 2a und 2b angeordnet sind, sind bei der Abwandlung die unbedeckten Bereiche 3a und 4a auf entgegengesetzten Seiten des elektrischen Heizelements 2 angeordnet. In contrast to the embodiment described above, in which the uncovered area 3a the first contacting layer 3 and the uncovered area 4a the second contacting layer 4 on the same side of the electric heating element 2 on the opposite main surfaces 2a and 2 B are arranged, are in the modification, the uncovered areas 3a and 4a on opposite sides of the electric heating element 2 arranged.

Mit der Abwandlung werden die in Bezug auf die erste Ausführungsform beschriebenen Effekte erzielt. With the modification, the effects described with respect to the first embodiment are achieved.

WEITERE ABWANDLUNG FURTHER DIFFERENCE

4 zeigt schematisch eine weitere Abwandlung der ersten Ausführungsform. Die weitere Abwandlung unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform lediglich in der Ausgestaltung der ersten Isolierungsstruktur 5 und der zweiten Isolierungsstruktur 7, weshalb dieselben Bezugszeichen für dieselben Komponenten verwendet werden und nur eine Beschreibung der Unterschiede gegenüber der ersten Ausführungsform erfolgt. Im Unterschied zu der ersten Ausführungsform ist bei der ersten Isolierungsstruktur 5 im Bereich des unbedeckten Bereichs 3a der ersten Kontaktierungsstruktur 3 eine Aussparung 5a vorgesehen, sodass der zur Verfügung stehende Raum für die Verbindung mit der elektrischen Verbindungsleitung 8 vergrößert ist. Gleichermaßen ist bei der zweiten Isolierungsstruktur 7 im Bereich des unbedeckten Bereichs 4a der zweiten Kontaktierungsstruktur 4 eine Aussparung 7a vorgesehen, sodass der zur Verfügung stehende Raum für die Verbindung mit der weiteren elektrischen Verbindungsleitung 8 auch hier vergrößert ist. 4 schematically shows a further modification of the first embodiment. The further modification differs from the first embodiment only in the configuration of the first insulation structure 5 and the second insulation structure 7 Therefore, the same reference numerals are used for the same components and only a description of the differences from the first embodiment. Unlike the first embodiment, in the first isolation structure 5 in the area of the uncovered area 3a the first contacting structure 3 a recess 5a provided so that the available space for connection to the electrical connection line 8th is enlarged. Likewise, in the second isolation structure 7 in the area of the uncovered area 4a the second contacting structure 4 a recess 7a provided so that the available space for connection to the further electrical connection line 8th also enlarged here.

Die Merkmale der zweiten Abwandlung können mit den Merkmalen der ersten Abwandlung auch kombiniert werden, sodass der unbedeckte Bereich 3a der ersten Kontaktierungsschicht 3 und der unbedeckte Bereich 4a der zweiten Kontaktierungsschicht 4 auf entgegengesetzten Seiten des elektrischen Heizelements 2 ausgebildet sind. The features of the second modification can also be combined with the features of the first modification, so that the uncovered area 3a the first contacting layer 3 and the uncovered area 4a the second contacting layer 4 on opposite sides of the electric heating element 2 are formed.

ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM SECOND EMBODIMENT

Im Folgenden wird eine zweite Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 5 beschrieben. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Abwandlung der ersten Ausführungsform lediglich darin, dass zwischen der ersten Kontaktierungsschicht 3 und der ersten Isolierungsstruktur 5 keine Verbindungsschicht 6 vorgesehen ist und zwischen der zweiten Kontaktierungsschicht 4 und der zweiten Isolierungsstruktur 7 auch keine Verbindungsschicht 6 vorgesehen ist. Aus diesem Grund werden für dieselben Komponenten wiederum dieselben Bezugszeichen verwendet und es erfolgt lediglich eine Beschreibung der Unterschiede. Hereinafter, a second embodiment will be described with reference to FIGS 5 described. The second embodiment differs from the first modification of the first embodiment only in that between the first contacting layer 3 and the first isolation structure 5 no tie layer 6 is provided and between the second contacting layer 4 and the second insulation structure 7 also no connection layer 6 is provided. For this reason, the same reference numbers will again be used for the same components and only a description of the differences will be made.

Bei der zweiten Ausführungsform kann z.B. die erste Kontaktierungsschicht 3 nur durch Anpressen (z.B. durch ein geeignetes Spannmittel) mit der ersten Isolierungsstruktur 5 verbunden sein, ohne dass eine stoffschlüssige Verbindung ausgebildet ist. Es ist z.B. jedoch auch möglich, dass (z.B. durch das Material der Kontaktierungsschicht 3) eine stoffschlüssige Verbindung ausgebildet ist. Ebenso kann die zweite Kontaktierungsschicht 4 z.B. nur durch Anpressen (z.B. durch ein geeignetes Spannmittel) mit der zweiten Isolierungsstruktur 7 verbunden sein oder es kann auch eine stoffschlüssige Verbindung ausgebildet sein. In the second embodiment, for example, the first contacting layer 3 only by pressing (eg by a suitable clamping means) with the first insulation structure 5 be connected without a cohesive connection is formed. However, it is also possible, for example (for example, by the material of the contacting layer 3 ) A cohesive connection is formed. Likewise, the second contacting layer 4 eg only by pressing (eg by a suitable clamping means) with the second insulation structure 7 be connected or it may also be formed a cohesive connection.

Obwohl bezüglich der zweiten Ausführungsform nur eine Realisierung dargestellt ist, bei der die beiden unbedeckten Bereiche 3a und 4a auf entgegengesetzten Seiten des elektrischen Heizelements 2 vorgesehen sind, ist auch hier eine der ersten Ausführungsform entsprechende Anordnung der beiden unbedeckten Bereiche 3a und 4a auf derselben Seite (rechts oder links in der Darstellung) des elektrischen Heizelements 2 möglich. Although only one implementation is shown with respect to the second embodiment, in which the two uncovered areas 3a and 4a on opposite sides of the electric heating element 2 are provided, an arrangement of the two uncovered areas corresponding to the first embodiment is also here 3a and 4a on the same side (right or left in the illustration) of the electric heating element 2 possible.

ABWANDLUNG MODIFICATION

Eine Abwandlung der zweiten Ausführungsform ist in 6 dargestellt. Die Abwandlung unterscheidet sich von der anhand von 5 beschriebenen zweiten Ausführungsform darin, dass die unbedeckten Bereiche 3a und 4a auf derselben Seite des elektrischen Heizelements 2 vorgesehen sind und die erste Isolierungsstruktur 5 bzw. die zweite Isolierungsstruktur 7 jeweils den zugehörigen unbedeckten Bereich 3a bzw. 4a nicht überragen. Bei dieser Ausgestaltung ist ein besonders einfacher Aufbau gegeben, jedoch sind weitere Maßnahmen für eine elektrische Isolierung der unbedeckten Bereiche 3a und 4a gegenüber dem zu erwärmenden Medium und gegebenenfalls gegenüber einem Nutzer erforderlich. A modification of the second embodiment is in 6 shown. The modification differs from that based on 5 described second embodiment in that the uncovered areas 3a and 4a on the same side of the electric heating element 2 are provided and the first insulation structure 5 or the second isolation structure 7 in each case the associated uncovered area 3a respectively. 4a do not excel. In this embodiment, a particularly simple structure is given, however, further measures for an electrical insulation of the uncovered areas 3a and 4a relative to the medium to be heated and optionally required to a user.

Obwohl jeweils spezielle Ausführungsformen und deren Abwandlungen beschrieben wurden, können die einzelnen Merkmale auch miteinander kombiniert werden. Insbesondere kann bei der ersten Ausführungsform und ihren Abwandlungen auch vorgesehen sein, dass keine Verbindungsschichten 6 vorhanden sind und es ist auch möglich bei einer Gestaltung, wie bei der Abwandlung der zweiten Ausführungsform, zusätzlich Verbindungsschichten 6 vorzusehen. Although specific embodiments and their modifications have been described in each case, the individual features can also be combined with one another. In particular, it can also be provided in the first embodiment and its modifications that no connecting layers 6 are present and it is also possible in a design, as in the modification of the second embodiment, additionally connecting layers 6 provided.

Claims

Electric vehicle heater, comprising: at least one electric heating element ( 2 ), which has a first main surface ( 2a ) and a second major surface ( 2 B ), a metallic first contacting layer ( 3 ), which is the first main surface ( 2a ) electrically contacted, a metallic second contacting layer ( 4 ), which is the second main surface ( 2 B ) electrically contacted, an electrically insulating first insulation structure ( 5 ) for heat extraction from the electric heating element ( 2 ), one of the electrical heating element ( 2 ) facing away from the first contacting layer ( 3 ) at least partially covered, and an electrically insulating second insulation structure ( 7 ) for heat extraction from the electric heating element ( 2 ), one of the electrical heating element ( 2 ) side facing away from the second contacting layer ( 4 ) at least partially covered, wherein at least one of the first insulation structure ( 5 ) uncovered area ( 3a ) of the electric heating element ( 2 ) facing away from the first contacting layer ( 3 ) for connection to an electrical power supply and / or at least one of the second insulation structure ( 7 ) uncovered area ( 4a ) of the electric heating element ( 2 ) facing away from the second contacting layer ( 4 ) is provided for connection to an electrical power supply.

Electric vehicle heating device according to claim 1, characterized in that the uncovered area ( 3a ) of the first contacting layer ( 3 ) substantially parallel to the first main surface ( 2a ) and the uncovered area ( 4a ) of the second contacting layer ( 4 ) substantially parallel to the second major surface ( 2 B ).

Electric vehicle heating device according to one of the preceding claims, characterized in that the first insulation structure ( 5 ) the uncovered area ( 3a ) of the first contacting layer ( 3 ) and / or the second one Isolation structure ( 7 ) the uncovered area ( 4a ) of the second contacting layer ( 4 ) surmounted.

Electric vehicle heating device according to one of the preceding claims, characterized in that an electrical supply line ( 8th ) with the uncovered area ( 3a ) of the first contacting layer ( 3 ) and another electrical supply line ( 8th ) with the uncovered area ( 4a ) of the second contacting layer ( 4 ) connected is.

Electric vehicle heating device according to one of the preceding claims, characterized in that the electric heating element ( 2 ) is formed by a ceramic PTC heating element.

Electric vehicle heating device according to one of the preceding claims, characterized in that the electric heating element ( 2 ), the first contacting layer ( 3 ), the second contacting layer ( 4 ), the first isolation structure ( 5 ) and the second isolation structure ( 7 ) are cohesively connected to each other.

Electric vehicle heating device according to one of the preceding claims, characterized in that of the electric heating element ( 2 ) facing away from free surfaces of the first insulation structure ( 5 ) and the second isolation structure ( 7 ) are designed for heat transfer to a medium to be heated.

Electric vehicle heating device according to one of the preceding claims, characterized in that the electric vehicle heating device is designed for operation with an electrical supply voltage greater than 100 volts.

Electric vehicle heating device according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of similar electrical heating elements is provided.