DE112013003232T5

DE112013003232T5 - PTC-Heizvorrichtung ohne elektronische Leistungsregelung

Info

Publication number: DE112013003232T5
Application number: DE112013003232.5T
Authority: DE
Inventors: Driss Chabach; Raphaël Bennes; Alain Schumacher; Werner Bieck; Matthias Massing; Joost Ortjens; Sung-Guen Kim
Original assignee: IEE International Electronics and Engineering SA
Current assignee: IEE International Electronics and Engineering SA
Priority date: 2012-06-26
Filing date: 2013-06-26
Publication date: 2015-03-19
Also published as: WO2014001414A1; US9210739B2; CN104620671A; CN104620671B; US20150195870A1; DE112013003232T8

Abstract

Filmbasierte PTC-Heizungen sind selbstregulierend, d. h. sie benötigen keine elektronische Steuereinheit (Electronic Control Unit, ECU), um den maximalen Heizstrom zu begrenzen. Um verschiedene Heizenergiestufen zu erstellen, schlägt die vorliegende Erfindung vor, verschiedene PTC-Verhältnis-/Anfangskennzeichen auszuwählen. Außerdem kann die Druckausführung der PTC-Tinte demgemäß eingestellt werden.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen eine PTC-(Positive Temperature Coefficient)-Heizvorrichtung mit mehreren Leistungsstufen und insbesondere eine mehrstufige PTC-Heizvorrichtung ohne elektronische Leistungsregelung. Solche Heizvorrichtungen werden zum Beispiel in leistungsgeregelten Heizanwendungen, wie z. B. einer Sitzheizung, einer Innen-/Wandheizung usw. verwendet.
Stand der Technik
Im Allgemeinen erfordern leistungsgeregelte Heizvorrichtungen, wie z. B. Sitzheizungs-(SH)-Vorrichtungen, elektronische Steuereinheiten, um einen Satz von gut definierten Heizenergiestufen einzurichten. In solchen Fällen erfolgt die Wärmeregelung entweder direkt über Thermostatelemente im Versorgungskreis des tatsächlichen Heizelements oder durch Verwendung einer Impulselektronik, die den mittleren Heizstrom durch Ändern des relativen AN/AUS-Zeitintervalls der Stromversorgung regelt.
Aufgabenstellung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte Heizvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die mehrstufige Leistungsstufen ohne Notwendigkeit einer elektronischen Leistungsregelung bereitstellt. Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst.
Allgemeine Beschreibung der Erfindung
Ein filmbasiertes oder textilbasiertes PTC-Heizelement zum Erzeugen von Wärme, wenn es an eine elektrische Stromquelle angeschlossen ist, umfasst ein elektrisch isolierendes Substrat, z. B. einen Polymerfilm und/oder ein Textilmaterial, mit einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche. Eine erste Kontaktschicht aus einem leitfähigen Material ist auf der ersten Oberfläche des Substrats aufgebracht, wobei die erste Kontaktschicht einen ersten Kontakt und einen zweiten Kontakt umfasst, die sich im Allgemeinen entlang gegenüberliegenden Seiten eines ersten Heizbereichs des Heizelements erstrecken, sowie eine Reihe von alternierenden ersten Elektroden umfasst, die elektrisch an die gegenüberliegenden ersten und zweiten Kontakte angeschlossen sind und sich zwischen dem ersten und dem zweiten Kontakt erstrecken. Eine erste Schicht aus einem ersten widerstandsfähigen Material, welches ein erstes Material mit positivem Temperaturkoeffizienten (PTC) umfasst, ist derart in dem ersten Heizbereich des Heizelements aufgebracht, dass eine elektrische Verbindung zwischen zumindest ausgewählten Elektroden der alternierenden ersten Elektroden geschaffen wird.
Wenn eine elektrische Stromquelle an den ersten und zweiten Kontakt angeschlossen wird, fließt ein Strom z. B. über die ausgewählten Elektroden der alternierenden ersten Elektroden und das erste widerstandsfähige Material von dem ersten Kontakt zu dem zweiten Kontakt, wodurch Wärme innerhalb des Heizbereichs abgegeben wird. Um mehrere Leistungsstufen ohne die Notwendigkeit einer elektronischen Leistungsregelung zu schaffen, umfasst das Heizelement vorzugsweise eine zweite Kontaktschicht aus einem leitfähigen Material, die auf der zweiten Oberfläche des Substrats aufgebracht ist, wobei die zweite Kontaktschicht einen dritten Kontakt und einen vierten Kontakt, die sich im Allgemeinen entlang gegenüberliegenden Seiten eines zweiten Heizbereichs des Heizelements erstrecken, sowie eine Reihe von alternierenden zweiten Elektroden umfasst, die an den gegenüberliegenden dritten und vierten Kontakt elektrisch angeschlossen sind und sich zwischen dem dritten und dem vierten Kontakt erstrecken. Eine zweite Schicht aus einem zweiten widerstandsfähigen Material ist in dem zweiten Heizbereich des Heizelements derart aufgebracht, dass eine elektrische Verbindung zwischen zumindest ausgewählten Elektroden der alternierenden zweiten Elektroden geschaffen wird. Schließlich umfasst das Heizelement ein Schaltelement, das dafür ausgelegt ist, eine elektrische Stromquelle selektiv einzeln an die erste Kontaktschicht oder die zweite Kontaktschicht oder gleichzeitig an die erste Kontaktschicht und die zweite Kontaktschicht anzuschließen.
Filmbasierte PTC-Heizungen sind selbstregulierend, d. h. diese Heizungen benötigen keine elektronische Steuereinheit (Electronic Control Unit, ECU), um den maximalen Heizstrom zu begrenzen. Um verschiedene Heizenergiestufen einzustellen, schlägt die vorliegende Erfindung vor, verschiedene PTC-Verhältnis-/Anfangskennzeichen auszuwählen. Außerdem kann die Druckausführung der PTC-Tinte demgemäß eingestellt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Konfiguration der zweiten Kontaktschicht und der zweiten Schicht aus widerstandsfähigem Material derart, dass sich eine maximale Heizenergie, die während des Betriebs von der zweiten Schicht aus widerstandsfähigem Material abgegeben wird, von einer maximalen Heizenergie unterscheidet, die während des Betriebs von der ersten Schicht aus widerstandsfähigem Material abgegeben wird. Das Heizsubstrat kann z. B. derart auf beide Seiten gedruckt sein, dass zum Beispiel die obere Seite 1/3 der maximalen Heizenergie zur Verfügung stellt und die untere Seite 2/3 der spezifizierten Energie liefert. Somit ermöglicht diese Art der Ausführungsform drei Heizenergiestufen: 33%, 66% und 100% der spezifizierten maximalen Leistung ohne jegliche elektronische Steuereinheit ECU.
In bevorzugten Ausführungsformen bietet die vorliegende Erfindung die Möglichkeit, die Heizleistung zu verbessern und ermöglicht Folgendes:

• Einstellen der Heizstufe in ausgewählten Heizbereichen
• Einstellen der Heizenergie mit anderer Temperatur
• Erhöhung der Heizsicherheit
• Verbesserung der Heizhomogenität

In einer möglichen Ausführungsform umfasst das zweite widerstandsfähige Material ein zweites Material mit positivem Temperaturkoeffizienten, wobei sich ein Temperaturkoeffizient des zweiten widerstandsfähigen Materials von einem Temperaturkoeffizienten des ersten widerstandsfähigen Materials unterscheidet. Die verschiedenen Temperaturkoeffizienten des ersten und zweiten widerstandsfähigen Materials schaffen ein unterschiedliches Heizkennzeichen der oberen und unteren Seite und somit unterschiedliche Heizenergiestufen der oberen Seite und der unteren Seite der Heizung.
Alternativ umfasst das zweite widerstandsfähige Material ein widerstandsfähiges Material mit einem Widerstand mit keiner minimalen Temperaturabhängigkeit. Die verschiedenen Materialien des ersten und zweiten widerstandsfähigen Materials schaffen ein anderes Heizkennzeichen der oberen und unteren Seite und somit unterschiedliche Heizenergiestufen der oberen Seite und der unteren Seite der Heizung.
In anderen möglichen Ausführungsformen können die unterschiedlichen Heizkennzeichen der ersten und zweiten Schicht alternativ oder zusätzlich zu den vorstehenden Maßnahmen durch eine oder mehrere der folgenden Kombinationen vorgesehen werden:

• das erste widerstandsfähige Material, das einen ersten spezifischen Widerstand aufweist, und das zweite widerstandsfähige Material, das einen zweiten spezifischen Widerstand aufweist, wobei sich der erste spezifische Widerstand von dem zweiten spezifischen Widerstand unterscheidet;
• die erste Schicht aus widerstandsfähigem Material mit einer ersten Schichtdicke und die zweite Schicht aus widerstandsfähigem Material mit einer zweiten Schichtdicke, wobei sich die erste Schichtdicke von der zweiten Dicke unterscheidet;
• die erste Schicht aus widerstandsfähigem Material, die mehrere erste Teilflächen aus dem ersten widerstandsfähigen Material umfasst, und die zweite Schicht aus widerstandsfähigem Material, die mehrere zweite Teilflächen aus dem zweiten widerstandsfähigen Material umfasst, und wobei sich ein Bereich und/oder eine Breite der ersten Teilflächen aus dem ersten widerstandsfähigen Material von einem Bereich und/oder einer Breite der zweiten Teilflächen aus dem zweiten widerstandsfähigen Material unterscheiden.
• wobei sich ein Abstand zwischen ausgewählten Elektroden der alternierenden ersten Elektroden von einem Abstand zwischen ausgewählten Elektroden der alternierenden zweiten Elektroden unterscheidet.

In einer möglichen Ausführungsform umfasst das Heizelement ferner eine dritte Schicht aus einem dritten widerstandsfähigen Material, wobei die dritte Schicht derart in dem ersten Heizbereich des Heizelements aufgebracht ist, dass eine elektrische Verbindung zwischen ausgewählten Elektroden der alternierenden ersten Elektroden und/oder einer vierten Schicht aus einem vierten widerstandsfähigen Material geschaffen wird, wobei die vierte Schicht in dem zweiten Heizbereich des Heizelements aufgebracht ist, um eine elektrische Verbindung zwischen ausgewählten Elektroden der alternierenden zweiten Elektroden zu schaffen. Bei dieser Ausführungsform unterscheiden sich die Widerstandseigenschaften des dritten widerstandsfähigen Materials vorzugsweise von den Widerstandseigenschaften des ersten widerstandsfähigen Materials, und/oder die Widerstandseigenschaften des vierten widerstandsfähigen Materials unterscheiden sich von den Widerstandseigenschaften des zweiten widerstandsfähigen Materials.
Die tatsächlichen auf dem Markt verfügbaren Heizungen basieren nur auf einer Art von Heizelement. Diese Systeme bieten nicht die Möglichkeit einer selektiven Begrenzung der Heizenergie bei einer definierten Temperatur und/oder einer definierten Heizstelle. Und die meisten von ihnen verfügen nur über eine mangelhafte Homogenität.
Durch das Aufbringen von verschiedenen und ausgewählten Tinten können die vorstehenden Probleme gelöst werden. Wesentliche Vorteile:

• Heizenergieregelung (Komfort) ohne ECU in ausgewählten Heizbereichen (Homogenität).
• Maximale Stromregelung auf Grund des PTC-Effekts (Sicherheit) bei verschiedenen Temperaturstufen.
• Niedrigere maximale Stromstufe im Vergleich zu drahtgebundenen Systemen.
• Keine Hochstromimpulse in der Schaltungstechnik des Autos.

Es ist ersichtlich, dass das Schaltelement vorzugsweise dafür ausgelegt ist, die erste Kontaktschicht und die zweite Kontaktschicht parallel oder in Reihe mit der elektrischen Stromquelle zu schalten.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden ausführlichen Beschreibung von mehreren, nicht einschränkenden Ausführungsformen anhand der beigefügten Zeichnungen, wobei
1 schematisch eine Ausführungsform eines Heizelements mit unterschiedlichen Widerstandsschichteigenschaften auf den beiden Seiten des Substrats zeigt;
2 schematisch eine Ausführungsform eines Heizelements mit unterschiedlichen Musterbereichen auf den beiden Seiten des Substrats zeigt;
3 schematisch eine Ausführungsform eines Heizelements mit unterschiedlichen Elektrodenabständen auf den beiden Seiten des Substrats zeigt;
4 schematisch eine Ausführungsform eines Heizelements mit unterschiedlichen Schichtdicken auf den beiden Seiten des Substrats zeigt;
5 und 6 schematisch eine Ausführungsform eines Heizelements mit unterschiedlichen Bereichen mit unterschiedlichen Materialien auf den beiden Seiten des Substrats zeigen.
Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen
Die PTC-Heizelemente können sich auf beiden Seiten des Heizsubstrats befinden. Je nach der gewählten Leistungseinstellung des Insassen wird entweder die obere Seite (Seite 1) oder die untere Seite (Seite 2), oder es werden beide Seiten von dem Heizstrom betrieben. Eine solche Ausführungsform ist zum Beispiel schematisch in 1 gezeigt.
Die spezifische Heizenergiedichte wird durch den Tintenwiderstand ρ, die Druckdicke t und die Breite d des Druckmusters des jeweiligen widerstandsfähigen Materials ermittelt.
Durch Einwirken auf die Tintenzusammensetzung ändert sich die Schwelle des Widerstands in Abhängigkeit von der Temperatur, und somit kann auch die Heizenergie nach Wunsch eingestellt werden.
Die Verwendung von verschiedenen PTC-Tinten in einem Heizelement eröffnet die Möglichkeit, die Heizenergie auf eine gewünschte Temperatur oder an einer gewünschten Heizstelle, z. B. in spezifischen Bereichen der Heizung, einzustellen. Es können 2, 3 oder sogar mehr Tinten verwendet werden, wobei die erste zum Beispiel bei 30°C aufhören kann zu heizen, die zweite bei 40°C und die dritte bei 50°C usw...
Es ist auch möglich, in einer Heizung verschiedene Tinten mit verschiedenen PTC-Kennzeichen in verschiedenen Bereich oder Stellen zu drucken, um ein selektives Heizen mit einem System zu ermöglichen. Die Verwendung von verschiedenen PTC-Tinten könnte auch eingesetzt werden, um einen Spannungsabfall z. B. entlang der Kontakte zu kompensieren und die Heizhomogenität zu verbessern.
Das Heizelement mit den verschiedenen PTC-Tinten kann an einzelne oder mehrere Kreise angeschlossen werden.
Eine besondere Ausführungsform kombiniert eine PTC-Tinte auf einer Seite des Substrats mit einer genormten Polymerdickfilm-(PTF)-Schicht (Kohlenstoff oder Silbertinte mit keiner/einer geringen Temperaturabhängigkeit) auf der anderen Seite. Bei einer Parallelschaltung beider Schichten arbeitet die Nicht-PTC-Schicht als eine ”nahezu konstante” Wärmequelle, die während der ganzen Zeit, während der das Heizsystem eingeschaltet ist, in Vollbetrieb gehalten werden kann. Der PTC-Druck selber würde erheblich leistungsfähiger bemessen, um die Temperatur innerhalb kurzer Zeit zu erreichen, aber er würde durch den starken PTC-Effekt schon an sich eingeschränkt.
Bei einer Reihenschaltung beider Schichten arbeitet der PTC wieder als selbstregelndes Heizsystem. Die Nicht-PTC-Schicht könnte leistungsfähiger bemessen werden (z. B. nur eine einfache Silberschicht) mit dem Ziel, den Aufheizbetrieb stark zu fördern. Eine Leistungsregelung/-Begrenzung der Nicht-PTC-Schicht wäre auf Grund der Reihenschaltung mit der PTC-Heizung, die gleichzeitig als Strombegrenzungsvorrichtung arbeitet, unweigerlich gegeben.
In einer möglichen Ausführungsform der Erfindung implementiert das Konzept für doppelseitige Heizfilme Folgendes (siehe auch 2–4):

• Parallelschaltung des oberen und unteren Drucks zum Erreichen verstellbarer Leistungseinstellungen
• Gesamtenergie P_total = P_side1 + P_side2 mit P_side1 = 1 / 3P_total und P_side2 = 2 / 3P_total
• Gesamtfläche: A_total = A_side1 + A_side2
• konstante Energiedichte in beheizten Bereichen:

Unter der Annahme, dass der Spannungsabfall in den Busleitungen vernachlässigbar ist, gilt Folgendes:

• A_segment = w·d wobei w die Breite des Segments ist, d der Elektrodenabstand ist
•
wobei ρ der spez. Widerstand von PTC-Tinte ist, ρ_sq = ρ / t = der Quadratwiderstand von PTC-Tinte und t die Druckdicke ist.

Die elektrische Zusammenschaltung ermöglicht vorzugsweise das Erstellen von drei Heizenergieeinstellungen (siehe auch 1). Dies kann durch einen einfachen Schalter implementiert werden, der es ermöglicht, jede Seite selektiv einzeln oder zusammen mit der Stromversorgung zu verbinden.
In einer möglichen Ausführungsform der Heizkonfiguration kann für beide Seiten der gleiche PTC-Tintenwiderstand verwendet werden. In diesem Fall sind die bedruckten Bereiche auf beiden Seiten vorzugsweise unterschiedlich. In der in 2 gezeigten Ausführungsform ist der bedruckte Bereich auf Seite 2 z. B. zweimal so groß wie der bedruckte Bereich auf Seite 1.
Die Hauptmerkmale dieser Ausführung sind:

• gleicher PTC-Tintenwiderstand für beide Seiten
• Heizmuster n-mal wiederholt, Druckbereich A₂ = 2·A₁
• im Allgemeinen kann das Verhältnis des bedruckten Bereichs jeden Wert annehmen A₂ = r_A·A₁

In einer anderen Ausführungsform der Heizkonfiguration (in 3 gezeigt) kann für beide Seiten der gleiche PTC-Tintenwiderstand verwendet werden, aber in diesem Fall ist der Abstand zwischen den Elektroden auf beiden Seiten vorzugsweise unterschiedlich.
Die in 3 gezeigte Ausführungsform implementiert die folgenden Merkmale:

• gleicher PTC-Tintenwiderstand für beide Seiten
• Druck über gesamten Bereich, aber unterschiedliche Elektrodenabstände d_1/2 mit d₁ = √2·d₂
• im Allgemeinen kann das Abstandsverhältnis jeden Wert annehmen d₂ = r_d·d₁

In noch einer weiteren Ausführungsform (z. B. in 4 gezeigt) werden verschiedene PTC-Tintenwiderstände r_1/2 für beide Seiten verwendet. Bei dieser Ausführungsform kann die Bedruckung über den gesamten Bereich erfolgen.
Um eine Energieverteilung von 1/3 bis 2/3 zu erreichen, können die PTC-Tintenwiderstände r_1/2 für beide Seiten zum Beispiel derart gewählt werden, dass ρ₁ = 2·ρ₂. Es ist jedoch klar, dass im Allgemeinen das Tintenwiderstandsverhältnis jeden Wert annehmen kann ρ₂ = r_ρ·ρ₁.
Eine weitere Ausführungsform der elektrischen Zusammenschaltung ist in den 5 und 6 gezeigt und ermöglicht das Schaffen von sieben Heizenergieeinstellungen mit einer zusätzlichen Variierung zwischen vorne und hinten.

Claims

Heizelement zum Erzeugen von Wärme, wenn es an eine elektrische Stromquelle angeschlossen ist, wobei das Heizelement Folgendes umfasst: ein elektrisch isolierendes Substrat mit einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche, eine erste Kontaktschicht aus einem leitfähigen Material, die auf der ersten Oberfläche des Substrats aufgebracht ist, wobei die erste Kontaktschicht einen ersten Kontakt und einen zweiten Kontakt, die sich im Allgemeinen entlang gegenüberliegenden Seiten eines ersten Heizbereichs des Heizelements erstrecken, sowie eine Reihe von alternierenden ersten Elektroden umfasst, die elektrisch an die gegenüberliegenden ersten und zweiten Kontakte angeschlossen sind und sich zwischen dem ersten und dem zweiten Kontakt erstrecken; und eine erste Schicht aus einem ersten widerstandsfähigen Material, wobei das erste widerstandsfähige Material ein erstes Material mit positivem Temperaturkoeffizienten umfasst und die erste Schicht derart in dem ersten Heizbereich des Heizelements aufgebracht ist, dass eine elektrische Verbindung zwischen zumindest ausgewählten Elektroden der alternierenden ersten Elektroden geschaffen wird; wobei das Heizelement gekennzeichnet ist durch eine zweite Kontaktschicht aus einem leitfähigen Material, die auf der zweiten Oberfläche des Substrats aufgebracht ist, wobei die zweite Kontaktschicht einen dritten Kontakt und einen vierten Kontakt, die sich im Allgemeinen entlang gegenüberliegenden Seiten eines zweiten Heizbereichs des Heizelements erstrecken, sowie eine Reihe von alternierenden zweiten Elektroden umfasst, die elektrisch an die gegenüberliegenden dritten und vierten Kontakte angeschlossen sind und sich zwischen dem dritten und dem vierten Kontakt erstrecken; und eine zweite Schicht aus einem zweiten widerstandsfähigen Material, wobei die zweite Schicht derart in dem zweiten Heizbereich des Heizelements aufgebracht ist, dass eine elektrische Verbindung zwischen zumindest ausgewählten Elektroden der alternierenden zweiten Elektroden geschaffen wird; und ein Schaltelement, das dafür ausgelegt ist, eine elektrische Stromquelle selektiv individuell an die erste Kontaktschicht oder die zweite Kontaktschicht oder gleichzeitig an die erste Kontaktschicht und die zweite Kontaktschicht anzuschließen.
Heizelement nach Anspruch 1, wobei die Konfiguration der zweiten Kontaktschicht und der zweiten Schicht aus widerstandsfähigem Material derart ist, dass sich eine maximale Heizenergie, die während des Betriebs von der zweiten Schicht aus widerstandsfähigem Material abgegeben wird, von einer maximalen Heizenergie unterscheidet, die während des Betriebs von der ersten Schicht aus widerstandsfähigem Material abgegeben wird.
Heizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei das zweite widerstandsfähige Material ein zweites Material mit positivem Temperaturkoeffizienten umfasst und wobei sich ein Temperaturkoeffizient des zweiten widerstandsfähigen Materials von einem Temperaturkoeffizienten des ersten widerstandsfähigen Materials unterscheidet.
Heizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei das zweite widerstandsfähige Material ein widerstandsfähiges Material mit einem Widerstand mit keiner minimalen Temperaturabhängigkeit umfasst.
Heizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das erste widerstandsfähige Material einen ersten spezifischen Widerstand umfasst und wobei das zweite widerstandsfähige Material einen zweiten spezifischen Widerstand umfasst, und wobei sich der erste spezifische Widerstand von dem zweiten spezifischen Widerstand unterscheidet.
Heizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die erste Schicht aus widerstandsfähigem Material eine erste Schichtdicke aufweist und wobei die zweite Schicht aus widerstandsfähigem Material eine zweite Schichtdicke aufweist, und wobei sich die erste Schichtdicke von der zweiten Dicke unterscheidet.
Heizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die erste Schicht aus widerstandsfähigem Material mehrere erste Teilflächen aus einem ersten widerstandsfähigen Material umfasst und wobei die zweite Schicht aus widerstandsfähigem Material mehrere zweite Teilflächen aus einem zweiten widerstandsfähigen Material umfasst, und wobei sich ein Bereich und/oder eine Breite der ersten Teilflächen aus einem ersten widerstandsfähigen Material von einem Bereich und/oder einer Breite der zweiten Teilflächen aus einem zweiten widerstandsfähigen Material unterscheiden.
Heizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei sich ein Abstand zwischen ausgewählten Elektroden der alternierenden ersten Elektroden von einem Abstand zwischen ausgewählten Elektroden der alternierenden zweiten Elektroden unterscheidet.
Heizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner umfassend eine dritte Schicht aus einem dritten widerstandsfähigen Material, wobei die dritte Schicht derart in dem ersten Heizbereich des Heizelements aufgebracht ist, dass eine elektrische Verbindung zwischen ausgewählten Elektroden der alternierenden ersten Elektroden geschaffen wird, und/oder eine vierte Schicht aus einem vierten widerstandsfähigen Material, wobei die vierte Schicht derart in dem zweiten Heizbereich des Heizelements aufgebracht ist, dass eine elektrische Verbindung zwischen ausgewählten Elektroden der alternierenden zweiten Elektroden geschaffen wird, und wobei sich Widerstandseigenschaften des dritten widerstandsfähigen Materials von Widerstandseigenschaften des ersten widerstandsfähigen Materials unterscheiden, und/oder wobei sich Widerstandseigenschaften des vierten widerstandsfähigen Materials von Widerstandseigenschaften des zweiten widerstandsfähigen Materials unterscheiden.
Heizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Schaltelement dafür ausgelegt ist, die erste Kontaktschicht und die zweite Kontaktschicht parallel oder in Reihe an die elektrische Stromquelle anzuschließen.
Heizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das elektrisch isolierende Substrat einen Polymerfilm und/oder ein Textilmaterial umfasst.