EP3125646B1 - Elektrische heizvorrichtung - Google Patents
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- EP3125646B1 EP3125646B1 EP15179367.6A EP15179367A EP3125646B1 EP 3125646 B1 EP3125646 B1 EP 3125646B1 EP 15179367 A EP15179367 A EP 15179367A EP 3125646 B1 EP3125646 B1 EP 3125646B1
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- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
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-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- H05B2203/023—Heaters of the type used for electrically heating the air blown in a vehicle compartment by the vehicle heating system
Definitions
- the invention relates to an electric heater according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a heating or air conditioning system with such an electric heater.
- the waste heat generated by the motor vehicle engine is often used, which arises after the motor vehicle engine is started.
- the waste heat is available in a sufficient for the desired heating capacity measure only after a warm-up phase.
- particularly low-consumption motor vehicle engines usually produce only very little waste heat.
- motor vehicles with an electric motor as a drive motor Against this background, it makes sense, especially in cold outside temperatures, to use electrical heaters or electrical adjuvanten.
- the DE 10 2011 051 310 A1 discloses an auxiliary heater for a vehicle having a PTC heating module, Radiation fins and a holding unit that secures the PTC heating module to coolant tubes, which are provided on opposite sides of the auxiliary heater.
- the holding unit comprises an upper holder and an upper holding lid.
- the upper holder has a guide slot in which the PTC heating module is held.
- the additional heating device or the heating device is mounted between the coolant tubes or the coolant tubes of a radiator without the use of an additional holding device.
- An embodiment of the invention relates to an electric heater, in particular for a motor vehicle, with a heating element with contact plates and PTC elements, and with a control unit, wherein the control unit comprises a printed circuit board with at least one electronic circuit and wherein the control unit at least one power transistor with a Transistor housing, wherein at least one contact plate is thermally connected to the transistor housing.
- the control unit comprises a printed circuit board with at least one electronic circuit and wherein the control unit at least one power transistor with a Transistor housing, wherein at least one contact plate is thermally connected to the transistor housing.
- the invention provides that the electrical heating device has at least one connecting element connected to the at least one contact plate, wherein the at least one connecting element thermally connects the at least one contact plate to the transistor housing.
- the heat dissipation from the transistor housing is thereby further improved and counteracted heating of the power transistors and the circuit board.
- the at least one connecting element and / or the at least one contact plate is / are connected to the transistor housing by gluing, in particular by gluing with a thermally conductive adhesive.
- a thermally conductive adhesive By using a thermally conductive adhesive, cavities formed by possible microscopic material irregularities are filled between the interconnected components, thus providing a maximum area for heat transfer.
- a further embodiment of the electrical heating device provides that the at least one contact plate connected to the transistor housing has a positive voltage connection.
- the at least one connecting element and the at least one contact plate are integrally formed.
- the at least one connecting element and the at least one contact plate are integrally formed and connected to the transistor housing. This simplifies the manufacture and assembly of the individual components of the electric heater and also improves the heat dissipation from the area of the control unit.
- An additional embodiment of the electric heating device provides that the at least one contact plate and / or the at least one connecting element is / are connected to a thermally and / or electrically conductive connecting piece, wherein the connecting piece is arranged on the printed circuit board.
- the at least one power transistor is arranged on a metal carrier, wherein the metal carrier is formed in particular from copper and / or a copper alloy and / or aluminum and / or an aluminum alloy.
- the metal support can be used for a heat dissipation and the other as an electrical line.
- An additional embodiment of the electric heating device provides that a voltage connection is arranged on the metal carrier. As a result, the waste heat generated in the area of the connection is also effectively dissipated.
- An advantageous embodiment of the heating or air conditioning system provides that in the heating or air conditioning system at least one designed according to the above description electric heater can be arranged.
- a heating or air conditioning is created, which produces a very good heating performance in motor vehicles with modern, consumption-optimized and only to a small extent waste heat producing engines as well as in vehicles with electric motors.
- sensitive components to be cooled are arranged in a heating or air conditioning electrical heating device in energy, material and space-saving manner cooled.
- FIGS. 1 and 2 each show a schematic view of a first embodiment of an electric heater. 1
- the electric heater 1 may be arranged in a not shown heating and / or air conditioning of a motor vehicle.
- the electric heater 1 has a housing 15 and a control unit 5 with a printed circuit board 6.
- the printed circuit board 6 may have a rigid or a flexible structure.
- the electrical heating device 1 in the printed circuit board 6 may be a single-layer printed circuit board 6, a two-layer printed circuit board 6 or a multi-layer printed circuit board 6.
- the electric heating device 1 has a register-shaped or block-shaped heating element 2, which is optionally enclosed by a frame made of metal or plastic.
- the heating element 2 which for reasons of clarity in FIG. 2 is not shown, projects example transverse to an air flow direction in an air duct 16 of the heating or air conditioning.
- the structure of the heating element 2 may vary in different embodiments.
- the heating element 2 has a number of positive-temperature-coefficient elements, such as PTC elements 4, and contact plates 3, 103 and heat-conducting ribs 17 arranged adjacent to the PTC elements 4, respectively.
- the PTC elements 4 and the heat-conducting ribs 17 are for reasons of clarity in the Figures 2 and 3 also not shown.
- the heating element 2 may instead the PTC elements 4 also have other forms of resistance heating elements.
- FIG. 1 It is shown that the heating element 2 in the region of the air duct 16 facing side of the housing 15 via five arranged on the circuit board 6 power connections to the circuit board 6 is thermally and electrically connected. In alternative embodiments, the heating element 2 is thermally and / or electrically connected to the circuit board 6 in other ways. The number of power connections can also vary.
- the heating element 2 and the printed circuit board 6 are arranged, for example, in a first plane, which vertically intersects the flow cross section of the air channel 16.
- a substantially plate-shaped metal carrier 12 is arranged on the circuit board 6 is in the in the FIG. 1 illustrated embodiment.
- power transistors 7 are arranged by way of example.
- the term power transistor 7 is representative of electronic switching elements which serve to switch currents in the range of about a few amperes to about 100 A or more in order to provide the heating elements 2 of the electric heater 1 with a heating current can.
- the number of power transistors 7 may vary in various embodiments.
- the power transistors 7 each have a transistor housing 8.
- the can Power transistors 7 may be formed in particular as a metal-oxide-semiconductor field effect transistors.
- the power transistors 7 are connected to an arranged on the circuit board 6, not shown electronic circuit.
- the metal carrier 12 has a voltage connection 13, which supplies the electrical heating device 1 with electricity.
- the electric heater 1 is preferably connected to an unillustrated electrical system of the motor vehicle.
- the printed circuit board 6 and / or the metal carrier 12 and / or another part of the control unit 5 at least one connection, not shown, for an electronic connection of the electric heater 1 having a drive logic, by means of which the electric heater 1, for example, arranged in the vehicle On-board computer is controllable.
- FIGS. 1 and 2 It is shown that at least one of the contact plates 3 is thermally and optionally electrically connected to a connecting element 9, which in turn is thermally and optionally also electrically connected to one of the transistor housings 8.
- the connecting element 9 and the transistor housing 8 are in particular connected by gluing with an electrically insulating and / or in particular thermally conductive adhesive.
- the connecting element 9 and the transistor housing 8 are connected to each other by soldering.
- the number of connecting elements 9 can vary. Consequently, the number of contact plates 3, which are each connected via a connecting element 9 with a transistor housing 8, vary.
- FIG. 1 is shown that in this example only contact plates 3 via a connecting element 9 with a transistor housing 8 may be connected, which have a positive voltage terminal 10.
- an embodiment of an electric heater 101 is shown schematically.
- the heater 101 is constructed substantially similar to the electric heater 1.
- the electric heating device 101 may be arranged in a heating and / or air conditioning system, not shown, of a motor vehicle.
- the electric heating device 101 has a housing 115 and a control unit 105 with a printed circuit board 106.
- the circuit board 106 may have a rigid or a flexible structure.
- the printed circuit board 106 may be a single-layer printed circuit board 106, a two-layer printed circuit board 106, or a multi-layer printed circuit board 106.
- the electric heating device 101 has a register-shaped or block-shaped heating element, which is optionally enclosed by a frame made of metal or plastic.
- the heating element which for reasons of clarity in FIG. 3 is not shown, is arranged by way of example transverse to an air flow direction in an air duct of the heating or air conditioning.
- the construction of the heating element may vary in different embodiments.
- the heating element has a number of positive-temperature-coefficient (PTC) elements and contact plates 103 and heat-conducting fins respectively arranged adjacent to the PTC elements.
- PTC positive-temperature-coefficient
- the PTC elements and the heat-conducting ribs are in the interests of clarity FIG. 3 also not shown.
- the heating element disposed in the electric heater 101 may include other forms of resistance heating elements than the PTC elements.
- At least one contact plate 103 of the heating element is integrally formed with a connecting element 109 and thermally and optionally also electrically connected via the integrally formed with him connecting element 109 to the transistor housing 108 of a printed circuit board 106 or a metal carrier, not shown, power transistor 107.
- the integrally formed with the contact plate 103 connecting element 109 and the transistor housing 108 in particular by gluing with an electrically insulating and / or in particular thermally conductive adhesive connected.
- only the contact sheets 103 are connected in the manner described to the transistor housing 108, which have a positive voltage connection.
- the at least one contact plate 103 is designed to extend in such a way that it extends from the heating element into the housing 115 as far as the transistor housing 108 and to the transistor housing 108, in particular by bonding with an electrically insulating and / or in particular thermally conductive adhesive. connected is.
- At least one connector 111 is arranged on the circuit board 106, which connects the circuit board 106 with the at least one contact plate 103 thermally and / or electrically.
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- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
Description
- Die Erfindung betrifft eine elektrische Heizvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Heizungs- oder Klimaanlage mit einer solchen elektrischen Heizvorrichtung.
- Für die Beheizung einer Kraftfahrzeugkabine wird häufig die vom Kraftfahrzeugmotor erzeugte Abwärme genutzt, welche entsteht, nachdem der Kraftfahrzeugmotor gestartet ist. Jedoch steht die Abwärme in einem für die gewünschte Heizleistung ausreichendem Maß erst nach Ablauf einer Warmlaufphase zur Verfügung. Besonders verbrauchsarme Kraftfahrzeugmotoren produzieren außerdem meist nur sehr wenig Abwärme. Das Gleiche gilt für Kraftfahrzeuge mit einem Elektromotor als Antriebsmotor. Vor diesem Hintergrund ist es sinnvoll, insbesondere bei kalten Außentemperaturen, elektrische Heizvorrichtungen bzw. elektrische Zusatzheizvorrichtungen einzusetzen.
- Die
DE 10 2011 051 310 A1 offenbart eine Zusatz-Heizvorrichtung bzw. eine Heizungsvorrichtung für ein Fahrzeug mit einem PTC-Heizmodul, Strahlungsrippen und einer Halteeinheit, die das PTC-Heizmodul an Kühlmittelrohren sichert, welche an gegenüberliegenden Seiten der Zusatz-Heizvorrichtung vorgesehen sind. Die Halteeinheit umfasst einen oberen Halter und einen oberen Haltedeckel. Der obere Halter weist einen Führungsschlitz auf, in welchem das PTC-Heizmodul gehalten ist. Dabei ist die Zusatz-Heizvorrichtung bzw. die Heizungsvorrichtung zwischen den Kühlmittelrohren oder den Kühlflüssigkeitsrohren eines Heizkörpers ohne die Verwendung einer zusätzlichen Haltevorrichtung montiert. - Das Dokument
EP1986482 offenbart eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. - Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine weiter verbesserte elektrische Heizvorrichtung bereitzustellen, die insbesondere energie-, material- und bauraumsparend ausgebildet ist und dennoch eine ausreichende Kühlung elektronischer Komponenten der elektrischen Heizvorrichtung ermöglicht.
- Darüber hinaus ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Heizungs- oder Klimaanlage zu schaffen, in welcher eine solche elektrische Heizvorrichtung einsetzbar ist.
- Die Aufgabe zur elektrischen Heizvorrichtung wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine elektrische Heizvorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Heizelement mit Kontaktblechen und mit PTC-Elementen, und mit einer Steuereinheit, wobei die Steuereinheit eine Leiterplatte mit zumindest einer elektronischen Schaltung aufweist und wobei die Steuereinheit zumindest einen Leistungstransistor mit einem Transistorgehäuse aufweist, wobei zumindest ein Kontaktblech mit dem Transistorgehäuse thermisch verbunden ist. Hierdurch wird eine elektrische Heizvorrichtung mit einer Steuereinheit bereitgestellt, deren Leistungstransistoren auf eine kostengünstige und konstruktiv einfach umzusetzende Weise mit einer effektiven Wärmeableitung ausgestattet sind. Folglich kann auf die üblicherweise eingesetzten Kühlmethoden teilweise verzichtet werden, wodurch sich der Aufbau der elektrischen Heizvorrichtung vereinfacht und insgesamt bauraumsparender wird. Darüber hinaus können in der Steuereinheit Leistungstransistoren mit einem größeren Einschaltwiderstand verwendet werden.
- Die Erfindung sieht vor, dass die elektrische Heizvorrichtung zumindest ein mit dem zumindest einen Kontaktblech verbundenes Verbindungselement aufweist, wobei das zumindest eine Verbindungselement das zumindest eine Kontaktblech mit dem Transistorgehäuse thermisch verbindet. Die Wärmeableitung von dem Transistorgehäuse wird hierdurch noch weiter verbessert und einer Erwärmung der Leistungstransistoren und der Leiterplatte entgegen gewirkt.
- Bei der Erfindung sind/ist das zumindest eine Verbindungselement und/oder das zumindest eine Kontaktblech durch Kleben, insbesondere durch Kleben mit einem wärmeleitenden Klebstoff, mit dem Transistorgehäuse verbunden. Durch die Verwendung eines wärmeleitenden Klebstoffes werden zwischen den miteinander verbundenen Bauteilen durch mögliche mikroskopische Materialunebenheiten entstandene Hohlräume ausgefüllt und somit eine maximale Fläche für die Wärmeübertragung bereitgestellt.
- Eine weitere Ausführungsform der elektrischen Heizvorrichtung sieht vor, dass das mit dem Transistorgehäuse verbundene zumindest eine Kontaktblech einen positiven Spannungsanschluss aufweist.
- Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der elektrischen Heizvorrichtung sind das zumindest eine Verbindungselement und das zumindest eine Kontaktblech einteilig ausgebildet.
- Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der elektrischen Heizvorrichtung sind das zumindest eine Verbindungselement und das zumindest eine Kontaktblech einteilig ausgebildet und mit dem Transistorgehäuse verbunden. Dies vereinfacht die Fertigung und das Zusammenfügen der einzelnen Bauteile der elektrischen Heizvorrichtung und verbessert darüber hinaus die Wärmeableitung aus dem Bereich der Steuereinheit.
- Ein zusätzliches Ausführungsbeispiel der elektrischen Heizvorrichtung sieht vor, dass das zumindest eine Kontaktblech und/oder das zumindest eine Verbindungselement mit einem thermisch und/oder elektrisch leitfähigen Verbindungsstück verbunden sind/ist, wobei das Verbindungsstück auf der Leiterplatte angeordnet ist.
- Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der elektrischen Heizvorrichtung ist der zumindest eine Leistungstransistor auf einem Metallträger angeordnet, wobei der Metallträger insbesondere aus Kupfer und/oder einer Kupferlegierung und/oder Aluminium und/oder einer Aluminiumlegierung ausgebildet ist. In vorteilhafter Weise kann der Metallträger dabei zum einen für die Wärmeableitung und zum anderen als elektrische Leitung verwendet werden.
- Ein zusätzliches Ausführungsbeispiel der elektrischen Heizvorrichtung sieht vor, dass auf dem Metallträger ein Spannungsanschluss angeordnet ist. Dadurch wird die im Bereich des Anschlusses erzeugte Abwärme ebenfalls effektiv abgeleitet.
- Die Aufgabe zur Heizungs- oder Klimaanlage wird mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.
- Eine vorteilhafte Ausführungsform der Heizungs- oder Klimaanlage sieht vor, dass in der Heizungs- oder Klimaanlage zumindest eine gemäß der oben genannten Beschreibung ausgebildete elektrische Heizvorrichtung anordenbar ist. Dadurch wird eine Heizungs- oder Klimaanlage geschaffen, die auch in Kraftfahrzeugen mit modernen, verbrauchsoptimierten und nur in geringem Maß Abwärme produzierenden Motoren sowie auch in Fahrzeugen mit Elektromotoren eine ausgesprochen gute Heizleistung erzeugt. Darüber hinaus werden empfindliche zu kühlende Komponenten der in einer Heizungs- oder Klimaanlage angeordneten elektrischen Heizvorrichtung auf energie-, material- und bauraumsparende Weise gekühlt.
- Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind durch die nachfolgende Figurenbeschreibung und durch die Unteransprüche beschrieben.
- Nachstehend wird die Erfindung auf der Grundlage zumindest eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine Draufsicht auf eine schematische Darstellung einer elektrischen Heizvorrichtung,
- Fig. 2
- eine schematische seitliche Ansicht einer elektrischen Heizvorrichtung gemäß
Figur 1 , und - Fig. 3
- eine schematische seitliche Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer elektrischen Heizvorrichtung.
- Die
Figuren 1 und2 zeigen jeweils eine schematische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer elektrischen Heizvorrichtung 1. - Die elektrische Heizvorrichtung 1 kann in einer nicht dargestellten Heizungs- und/oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs angeordnet sein.
- Die elektrische Heizvorrichtung 1 weist ein Gehäuse 15 und eine Steuereinheit 5 mit einer Leiterplatte 6 auf. Die Leiterplatte 6 kann eine starre oder eine flexible Struktur aufweisen. Darüber hinaus kann es sich in verschiedenen Ausführungsformen der elektrischen Heizvorrichtung 1 bei der Leiterplatte 6 um eine einlagige Leiterplatte 6, eine zweilagige Leiterplatte 6 oder eine mehrlagige Leiterplatte 6 handeln.
- Darüber hinaus weist die elektrische Heizvorrichtung 1 ein registerförmiges bzw. blockförmiges Heizelement 2 auf, welches optional von einem aus Metall oder Kunststoff gefertigten Rahmen eingefasst ist. Das Heizelement 2, welches aus Gründen der Übersichtlichkeit in
Figur 2 nicht dargestellt ist, ragt beispielhaft quer zu einer Luftströmungsrichtung in einen Luftkanal 16 der Heizungs- oder Klimaanalage. Der Aufbau des Heizelements 2 kann in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen variieren. In dem in denFiguren 1 und2 dargestellten Ausführungsbeispiel der elektrischen Heizvorrichtung 1 sowie in der inFigur 3 dargestellten Ausführungsform einer elektrischen Heizvorrichtung 101 weist das Heizelement 2 eine Anzahl von Positive-Temperature-Coefficient-Elementen, wie PTC-Elementen, 4 und jeweils benachbart zu den PTC-Elementen 4 angeordnete Kontaktbleche 3, 103 und Wärmeleitrippen 17 auf. Die PTC-Elemente 4 und die Wärmeleitrippen 17 sind aus Gründen der Übersichtlichkeit in denFiguren 2 und3 ebenfalls nicht dargestellt. In alternativen Ausführungsformen kann das Heizelement 2 anstatt der PTC-Elemente 4 auch andere Formen von Widerstandsheizelementen aufweisen. - In
Figur 1 ist dargestellt, dass das Heizelement 2 im Bereich einer dem Luftkanal 16 zugewandten Seite des Gehäuses 15 über fünf auf der Leiterplatte 6 angeordnete Netzanschlüsse mit der Leiterplatte 6 thermisch und elektrisch verbunden ist. In alternativen Ausführungsbeispielen ist das Heizelement 2 auf andere Weise mit der Leiterplatte 6 thermisch und/oder elektrisch verbunden. Die Anzahl der Netzanschlüsse kann ebenfalls variieren. - Auch kann ein Bereich der Leiterplatte 6, insbesondere ein Bereich der Leiterplatte 6, in welchem der zumindest eine Spannungsanschluss angeordnet ist, aus dem Gehäuse 15 herausragen und insbesondere in den Luftkanal 16 oder in einen anderweitigen zu erwärmenden Luftstrom, beispielsweise einen aus dem Bereich des Luftkanals 16 abgezweigten Teilluftstrom, hineinragen.
- Das Heizelement 2 und die Leiterplatte 6 sind beispielhaft in einer ersten Ebene angeordnet, welche den Strömungsquerschnitt des Luftkanals 16 vertikal schneidet.
- Auf der Leiterplatte 6 ist in dem in der
Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ein im Wesentlichen plattenförmiger Metallträger 12 angeordnet. Auf dem Metallträger 12 sind beispielhaft 3 Leistungstransistoren 7 angeordnet. Dabei steht der Begriff Leistungstransistor 7 stellvertretend für elektronische Schaltelemente, welche dazu dienen, Ströme im Bereich von etwa einigen Ampere bis etwa 100 A oder mehr schalten zu können, um die Heizelemente 2 der elektrischen Heizvorrichtung 1 mit einem Heizstrom versorgen zu können. Die Anzahl der Leistungstransistoren 7 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen variieren. Die Leistungstransistoren 7 weisen jeweils ein Transistorgehäuse 8 auf. Dabei können die Leistungstransistoren 7 insbesondere als Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren ausgebildet sein. Die Leistungstransistoren 7 sind mit einer auf der Leiterplatte 6 angeordneten nicht dargestellten elektronischen Schaltung verbunden. - Darüber hinaus weist der Metallträger 12 einen Spannungsanschluss 13 auf, welcher die elektrische Heizvorrichtung 1 mit Strom versorgt. Über den Spannungsanschluss 13 ist die elektrische Heizvorrichtung 1 vorzugsweise an ein nicht dargestelltes Bordstromnetz des Kraftfahrzeugs angeschlossen.
- Zusätzlich können die Leiterplatte 6 und/oder der Metallträger 12 und/oder ein anderer Teil der Steuereinheit 5 zumindest einen nicht dargestellten Anschluss für eine elektronische Verbindung der elektrischen Heizvorrichtung 1 mit einer Ansteuerlogik aufweisen, mittels dessen die elektrische Heizvorrichtung 1 beispielsweise über einen im Kraftfahrzeug angeordneten Bordcomputer ansteuerbar ist.
- In den
Figuren 1 und2 ist dargestellt, dass zumindest eines der Kontaktbleche 3 mit einem Verbindungselement 9 thermisch und optional auch elektrisch verbunden ist, welches wiederum mit einem der Transistorgehäuse 8 thermisch und optional auch elektrisch verbunden ist. Dabei sind das Verbindungselement 9 und das Transistorgehäuse 8 insbesondere durch Kleben mit einem elektrisch isolierenden und/oder in besonderem Maße wärmeleitfähigen Klebstoff verbunden. Alternativ sind das Verbindungselement 9 und das Transistorgehäuse 8 durch Löten miteinander verbunden. Die Anzahl der Verbindungselemente 9 kann variieren. Folglich kann auch die Anzahl der Kontaktbleche 3, welche jeweils über ein Verbindungselement 9 mit einem Transistorgehäuse 8 verbunden sind, variieren. In derFigur 1 ist dargestellt, dass dabei beispielhaft nur Kontaktbleche 3 über ein Verbindungselement 9 mit einem Transistorgehäuse 8 verbunden sein können, die einen positiven Spannungsanschluss 10 aufweisen. - In der
Figur 3 ist ein Ausführungsbeispiel einer elektrischen Heizvorrichtung 101 schematisch dargestellt. Die Heizvorrichtung 101 ist im Wesentlichen ähnlich wie die elektrische Heizvorrichtung 1 aufgebaut. Die elektrische Heizvorrichtung 101 kann in einer nicht dargestellten Heizungs- und/oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs angeordnet sein. - Die elektrische Heizvorrichtung 101 weist ein Gehäuse 115 und eine Steuereinheit 105 mit einer Leiterplatte 106 auf. Die Leiterplatte 106 kann eine starre oder eine flexible Struktur aufweisen. Darüber hinaus kann es sich in verschiedenen Ausführungsformen der elektrischen Heizvorrichtung 101 bei der Leiterplatte 106 um eine einlagige Leiterplatte 106, eine zweilagige Leiterplatte 106 oder eine mehrlagige Leiterplatte 106 handeln.
- Darüber hinaus weist die elektrische Heizvorrichtung 101 ein registerförmiges bzw. blockförmiges Heizelement auf, welches optional von einem aus Metall oder Kunststoff gefertigten Rahmen eingefasst ist. Das Heizelement, welches aus Gründen der Übersichtlichkeit in
Figur 3 nicht dargestellt ist, ist beispielhaft quer zu einer Luftströmungsrichtung in einem Luftkanal der Heizungs- oder Klimaanlage angeordnet. Der Aufbau des Heizelements kann in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen variieren. In dem in derFigur 3 dargestellten Ausführungsform der elektrischen Heizvorrichtung 101 weist das Heizelement eine Anzahl von Positive-Temperature-Coefficient-Elementen (PTC-Elementen) und jeweils benachbart zu den PTC-Elementen angeordnete Kontaktbleche 103 und Wärmeleitrippen auf. Die PTC-Elemente und die Wärmeleitrippen sind aus Gründen der Übersichtlichkeit in derFigur 3 ebenfalls nicht dargestellt. In alternativen Ausführungsformen kann das in der elektrischen Heizvorrichtung 101 angeordnete Heizelement anstatt der PTC-Elemente auch andere Formen von Widerstandsheizelementen aufweisen. Zumindest ein Kontaktblech 103 des nicht dargestellten Heizelements ist einteilig mit einem Verbindungselement 109 ausgebildet und über das einteilig mit ihm ausgebildete Verbindungselement 109 mit dem Transistorgehäuse 108 eines auf einer Leiterplatte 106 oder einem nicht dargestellten Metallträger angeordneten Leistungstransistors 107 thermisch und optional auch elektrisch verbunden. Dabei sind das einteilig mit dem Kontaktblech 103 ausgebildete Verbindungselement 109 und das Transistorgehäuse 108, insbesondere durch Kleben mit einem elektrisch isolierenden und/oder in besonderem Maße thermisch leitfähigen Kleber, verbunden. - In einem besonderen Ausführungsbeispiel sind lediglich die Kontaktbleche 103 in der beschriebenen Weise mit dem Transistorgehäuse 108 verbunden, welche einen positiven Spannungsanschluss aufweisen.
- Alternativ ist das zumindest eine Kontaktblech 103 verlängert ausgebildet, derart, dass es sich vom Heizelement in das Gehäuse 115 hinein bis zum Transistorgehäuse 108 erstreckt und mit dem Transistorgehäuse 108, insbesondere durch Kleben mit einem elektrisch isolierenden und/oder in besonderem Maße thermisch leitfähigen Kleber, verbunden ist.
- Benachbart zu einer zum Heizelement weisenden Seite des Gehäuses 115 ist auf der Leiterplatte 106 zumindest ein Verbindungsstück 111 angeordnet, welches die Leiterplatte 106 mit dem zumindest einen Kontaktblech 103 thermisch und/oder elektrisch verbindet.
Claims (8)
- Elektrische Heizvorrichtung (1, 101), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Heizelement (2) mit Kontaktblechen (3, 103) und mit PTC-Elementen (4), und mit einer Steuereinheit (5, 105), wobei die Steuereinheit (5, 105) eine Leiterplatte (6, 106) mit zumindest einer elektronischen Schaltung aufweist und wobei die Steuereinheit (5, 105) zumindest einen Leistungstransistor (7, 107) mit einem Transistorgehäuse (8, 108) aufweist, wobei zumindest ein Kontaktblech (3, 103) mit dem Transistorgehäuse (8, 108) thermisch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Heizvorrichtung (1, 101) zumindest ein mit dem zumindest einen Kontaktblech (3, 103) verbundenes Verbindungselement (9, 109) aufweist, wobei das zumindest eine Verbindungselement (9, 109) das zumindest eine Kontaktblech (3, 103) mit dem Transistorgehäuse (8, 108) thermisch verbindet, wobei das zumindest eine Verbindungselement (9, 109) durch Kleben mit einem wärmeleitenden Klebstoff mit dem Transistorgehäuse (8, 108) verbunden ist.
- Elektrische Heizvorrichtung (1, 101) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mit dem Transistorgehäuse (8, 108) verbundene zumindest eine Kontaktblech (3, 103) einen positiven Spannungsanschluss (10) aufweist.
- Elektrische Heizvorrichtung (1, 101) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Verbindungselement (9, 109) und das zumindest eine Kontaktblech (3, 103) einteilig ausgebildet sind.
- Elektrische Heizvorrichtung (11, 101) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Verbindungselement (9, 109) und das zumindest eine Kontaktblech (3, 103) einteilig ausgebildet sind und mit dem Transistorgehäuse (8, 108) verbunden sind.
- Elektrische Heizvorrichtung (1, 101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Kontaktblech (3, 103) und/oder das zumindest eine Verbindungselement (9, 109) mit einem thermisch und/oder elektrisch leitfähigen Verbindungsstück (111) verbunden sind/ist, wobei das Verbindungsstück (111) auf der Leiterplatte (6, 106) angeordnet ist.
- Elektrische Heizvorrichtung (1, 101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Leistungstransistor (7, 107) auf einem Metallträger (12) angeordnet ist, wobei der Metallträger (12) insbesondere aus Kupfer und/oder einer Kupferlegierung und/oder Aluminium und/oder einer Aluminiumlegierung ausgebildet ist.
- Elektrische Heizvorrichtung (1, 101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Metallträger (12) ein insbesondere negativer Spannungsanschluss (14) angeordnet ist.
- Heizungs- oder Klimaanlage, dadurch gekennzeichnet, dass in der Heizungs- oder Klimaanlage zumindest eine elektrische Heizvorrichtung (1, 101) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 angeordnet ist.
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