KR20230032741A - car heater using PTC elemen - Google Patents

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KR20230032741A KR1020210115880A KR20210115880A KR20230032741A KR 20230032741 A KR20230032741 A KR 20230032741A KR 1020210115880 A KR1020210115880 A KR 1020210115880A KR 20210115880 A KR20210115880 A KR 20210115880A KR 20230032741 A KR20230032741 A KR 20230032741A
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김광식
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(주) 엘림
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Abstract

The present invention relates to a vehicle heater using a PTC element which is used for environmentally-friendly vehicles such as electric vehicles and hydrogen vehicles, comprising: a heater rod; and a heater fin mounted on an outer side of the heater rod. The heater rod includes: a PTC element generating heat when electricity is applied; a PTC element guide having a hole for storing the PTC element; electrode plates formed to come in contact with the PTC element stored in the PTC element guide; an upper heater plate and a lower heater plate configuring the exterior of the heater rod by coupling to each other for storing the PTC element stored in the PTC element guide and the electrode plates; and a heat amplification generation layer coated on an inner surface for the upper heater plate and the lower heater plate. Therefore, electricity can be saved.

Description

PTC 소자를 사용하는 차량용 히터{car heater using PTC elemen}Vehicle heater using PTC element {car heater using PTC elemen}

본 발명은 전기자동차 또는 수소자동차 등 친환경 자동차에 사용되는 PTC 소자를 사용하는 차량용 히터에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle heater using a PTC element used in eco-friendly vehicles such as electric vehicles or hydrogen vehicles.

내연기관을 이용하는 차량에는 실내의 난방이나 유리의 제습, 성에 제거를 위해 엔진에서 발생하는 열에너지를 이용하는 난방장치가 설치되어 있다. 하지만 전기자동차 또는 수소자동차는 내연기관이 없어 에너지 저장장치에 저장된 에너지를 이용하여 차량 난방을 하고 있다.A vehicle using an internal combustion engine is equipped with a heating device using thermal energy generated from the engine for interior heating, dehumidification, and defrosting of glass. However, electric vehicles or hydrogen vehicles do not have an internal combustion engine, so they use energy stored in an energy storage device to heat the vehicle.

전기자동차 또는 수소자동차는 차내 난방을 위하여 일정 온도에 도달 시 저항이 높아져 전류가 흐르지 않아 과열에 의한 화재를 방지할 수 PTC(Positive Temperature Coefficient) 히터를 주로 사용하고 있다.Electric vehicles or hydrogen vehicles mainly use PTC (Positive Temperature Coefficient) heaters that can prevent fires due to overheating because resistance increases when a certain temperature is reached for heating inside the vehicle and current does not flow.

그러나, 전기자동차용 PTC 히터를 켜고 주행 시 히터의 에너지 소모가 커서 주행거리가 40% 이상 줄어드는 단점이 있다. However, when the PTC heater for an electric vehicle is turned on and driven, the energy consumption of the heater is large and the driving distance is reduced by more than 40%.

일반적인 전기자동차용 PTC 히터는 전기를 인가하면 발열하는 PTC 소자와 PTC 소자를 포함하는 독립된 다수의 히터로드와 공기가 지나갈 때 공기의 온도를 높일 수 있는 히터로드와 연결된 히터핀으로 구성되어 있다. A typical PTC heater for an electric vehicle consists of a PTC element that generates heat when electricity is applied, a plurality of independent heater rods including the PTC element, and a heater pin connected to the heater rod that can increase the temperature of air when air passes.

전기자동차용 PTC 소자가 내장된 히터로드를 제작할 때 전극 연결작업, 방수, 방진을 위한 씰링, 전기 절연 작업이 필요한데 이때 분리된 각각의 히터로드와 히터핀을 부착하는 제조 작업은 절차가 복잡하고 비용이 많이 발생하며 불량률이 높은 문제점이 있다. When manufacturing a heater rod with a built-in PTC element for an electric vehicle, electrode connection work, sealing for waterproofing and dustproofing, and electrical insulation work are required. At this time, the manufacturing work of attaching each separated heater rod and heater pin is complicated and expensive. This occurs a lot and has a high defect rate.

또한 히터핀의 두께가 일반적으로 30mm 이하로 제작되어 히터로드에 의하여 뜨거워진 히터핀 사이로 빠르게 공기가 지나갈 때 히터핀과 접촉하는 공기의 접촉시간이 짧아 목표로 하는 공기의 온도를 얻기 위해서는 더 높은 히터온도가 요구되며 이때 더 많은 에너지를 필요로 하여 에너지가 더 많이 소모되는 문제점이 있다.In addition, since the thickness of the heater fin is generally made less than 30mm, when the air passes quickly between the heater fins heated by the heater rod, the contact time of the air in contact with the heater fin is short, so that a higher heater temperature is required to obtain the target air temperature. Temperature is required, and at this time, there is a problem in that more energy is required and more energy is consumed.

도 6은 종래의 발명에 따른 전기자동차용 PTC 히터를 나타낸 도면으로, 종래의 전기자동차용 PTC 히터는 종방향으로 배열된 다수의 히터로드와 히터핀으로 구성되어 있어 열전달 효율이 낮은 문제점이 있다.6 is a view showing a PTC heater for an electric vehicle according to the conventional invention. The conventional PTC heater for an electric vehicle consists of a plurality of heater rods and heater fins arranged in a longitudinal direction, and thus has a problem of low heat transfer efficiency.

본 발명은 상기한 점을 감안하여 안출한 것으로, 내부에 열증폭 코팅을 진행하여 전기 에너지 절감이 가능한 PTC 소자를 사용하는 차량용 히터를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been devised in view of the above, and an object of the present invention is to provide a vehicle heater using a PTC element capable of saving electrical energy by performing a thermal amplification coating on the inside.

또한, 제조 시 작업 절차가 간단하여 원가를 절감할 수 있으며 자동화가 가능하도록 해주는 PPTC 소자를 사용하는 차량용 히터를 제공하는데 다른 목적이 있다.In addition, another object is to provide a vehicle heater using a PPTC element that can reduce costs and enable automation due to a simple work procedure during manufacturing.

또한, 공기와 히터핀의 접촉 시간을 길게 함으로써 낮은 전기에너지를 이용하더라도 높은 공기 온도를 얻을 수 있도록 해주는 PTC 소자를 사용하는 차량용 히터를 제공하는데 또다른 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a vehicle heater using a PTC element capable of obtaining a high air temperature even when using low electric energy by lengthening the contact time between air and heater fins.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 PTC 소자를 사용하는 차량용 히터의 특징은, 히터로드; 그리고 상기 히터로드의 외부에 장착되는 히터핀으로 구성되되, 상기 히터로드는 전기를 인가하면 발열하는 PTC 소자와, 상기 PTC 소자를 수용하기 위한 홀을 구비하는 PTC 소자가이드와, 상기 PTC 소자가이드에 수용된 상기 PTC 소자에 접촉되게 형성되는 전극 플레이트들과, 상기 PTC 소자가이드에 수용된 상기 PTC 소자와 상기 전극 플레이트들을 내부에 수용하도록, 서로 결합하여 상기 히터로드의 외형을 구성하는 상판 히터플레이트 및 하판 히터플레이트와, 상기 상판 히터플레이트 및 상기 하판 히터플레이트의 내부 표면에 코팅되는 열증폭 발열층으로 구성되되, 상기 열증폭 발열층은 Al2O3 10~40중량%. CaO 10~40중량%, MgO 10~40중량%, Fe2O3 10~40중량%, SiO2 10~40중량%, 그리고 SiC 10~40중량%의 비금속재료와, Cr 0.2~10중량%, Ni 0.2~10중량%, Cu 0.2~10중량%, Mo 0.2~10중량%, Nb 0.2~10중량%, 그리고 Zr 0.2~10중량%의 금속재료로 이루어지는 발열제를 코팅하여 형성될 수 있다.Characteristics of a vehicle heater using a PTC element according to an embodiment of the present invention for achieving the above object are a heater rod; And it consists of a heater pin mounted on the outside of the heater rod, the heater rod is a PTC element that generates heat when electricity is applied, a PTC element guide having a hole for accommodating the PTC element, and the PTC element guide Electrode plates formed to come into contact with the received PTC element, and an upper heater plate and a lower heater plate constituting the outer appearance of the heater rod by being coupled to each other so as to accommodate the PTC element and the electrode plates accommodated in the PTC element guide. plate, and a thermal amplification heating layer coated on inner surfaces of the upper heater plate and the lower heater plate, wherein the thermal amplification heating layer contains 10 to 40% by weight of Al2O3. CaO 10-40 wt%, MgO 10-40 wt%, Fe2O3 10-40 wt%, SiO2 10-40 wt%, and SiC 10-40 wt% non-metal materials, Cr 0.2-10 wt%, Ni 0.2- 10% by weight, 0.2 to 10% by weight of Cu, 0.2 to 10% by weight of Mo, 0.2 to 10% by weight of Nb, and 0.2 to 10% by weight of Zr may be formed by coating a heating agent made of a metal material.

바람직하게, 상기 PTC 소자가이드는 상기 PTC 소자의 두께보다 얇은 두께를 가질 수 있다.Preferably, the PTC element guide may have a thickness smaller than that of the PTC element.

바람직하게, 상기 히터핀은 공기와의 접촉 면적이 크도록 요철 형상의 굴곡을 가질 수 있다.Preferably, the heater fin may have a concavo-convex curve so as to have a large contact area with air.

바람직하게, 상기 히터로드는, 상판 히터플레이트와 하판 히터플레이트를 준비하고, 상기 상판 히터플레이트와 상기 하판 히터플레이트의 내부 표면에 열증폭 발열층을 각각 코팅하고, 상기 하판 히터플레이트에 음극의 전극플레이트를 장착하고, 상기 음극의 전극플레이트 상에 홀을 구비하는 PTC 소자 가이드를 장착하고, 상기 PTC 소자 가이드의 홀에 수용되게 PTC 소자를 장착하고, 상기 PTC 소자에 전기적으로 연결되게 양극의 전극플레이트를 장착하고, 상기 하판 히터플레이트에 상기 상판 히터플레이트를 결합하고, 상기 하판 히터플레이트와 상기 상판 히터플레이트를 씰링하여 제조될 수 있다. Preferably, in the heater rod, an upper heater plate and a lower heater plate are prepared, a thermally amplified heating layer is coated on inner surfaces of the upper heater plate and the lower heater plate, respectively, and a cathode electrode plate is applied to the lower heater plate. is mounted, a PTC element guide having a hole is mounted on the negative electrode plate, a PTC element is mounted to be accommodated in the hole of the PTC element guide, and an anode electrode plate is electrically connected to the PTC element. mounting, coupling the upper heater plate to the lower heater plate, and sealing the lower heater plate and the upper heater plate.

본 발명에 따르면 전기를 인가하였을 때 발열체의 열이 열증폭 발열층에 의해 더욱 증폭되기 때문에 전기를 절감할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, since the heat of the heating element is further amplified by the thermal amplification heating layer when electricity is applied, there is an effect of saving electricity.

또한, 다수의 종방향으로 배열 구비된 PTC 소자가이드의 홀에 PTC 소자가 수용하는 형태로 장착되기 때문에 진동으로부터 PTC 소자의 이탈을 방지할 수 있다. In addition, since the PTC elements are mounted in the holes of the plurality of longitudinally arranged PTC element guides in a form to accommodate them, it is possible to prevent the PTC elements from being separated from vibration.

또한 상판과 하판 히터플레이트에 부착되는 히터핀의 형상을 공기와의 접촉이 많도록 굴곡지게 형성함으로써 열효율이 뛰어나고 원가를 절감할 수 있는 장점이 있다. In addition, since the heater fins attached to the upper and lower heater plates are formed in a curved shape so as to have a lot of contact with air, there is an advantage in that thermal efficiency is excellent and cost can be reduced.

도 1의 본 발명의 실시 예에 따른 PTC 소자를 포함하는 차량용 히터를 개략적으로 나타낸 단면도이고,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 PTC 소자를 포함하는 차량용 히터의 제조 과정을 개략적으로 나타낸 플로우차트이고,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 PTC 소자를 포함하는 차량용 히터의 일부 구성을 개략적으로 나타낸 전면도이고,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전극 플레이트의 형상을 나타낸 도면이고,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 히터핀의 설치 형상을 나타낸 도면이고,
도 6은 종래의 발명에 따른 전기자동차용 PTC 히터를 나타낸 도면이다.1 is a cross-sectional view schematically showing a vehicle heater including a PTC element according to an embodiment of the present invention,
2 is a flowchart schematically illustrating a manufacturing process of a vehicle heater including a PTC element according to an embodiment of the present invention;
3 is a front view schematically showing some configurations of a vehicle heater including a PTC element according to an embodiment of the present invention;
4 is a view showing the shape of an electrode plate according to an embodiment of the present invention,
5 is a view showing an installation shape of a heater fin according to an embodiment of the present invention;
6 is a view showing a PTC heater for an electric vehicle according to a conventional invention.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시 예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent through detailed description of embodiments with reference to the accompanying drawings.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예의 구성과 그 작용을 설명하며, 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시 예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 상기한 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.Hereinafter, the configuration and operation of an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, and the configuration and operation of the present invention shown in the drawings and described by this will be described as at least one embodiment. The technical idea of the present invention and its core configuration and operation are not limited by the above.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 PTC 소자를 사용하는 차량용 히터의 바람직한 실시 예를 자세히 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of a vehicle heater using a PTC element according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1의 발명의 실시 예에 따른 PTC 소자를 포함하는 차량용 히터를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 3은 발명의 실시 예에 따른 PTC 소자를 포함하는 차량용 히터의 일부 구성을 개략적으로 나타낸 전면도이고, 도 4는 발명의 실시 예에 따른 전극 플레이트의 형상을 나타낸 도면이고, 도 5는 발명의 실시 예에 따른 히터핀의 설치 형상을 나타낸 도면이다.1 is a cross-sectional view schematically showing a vehicle heater including a PTC element according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a front view schematically showing some configurations of a vehicle heater including a PTC element according to an embodiment of the present invention, 4 is a view showing a shape of an electrode plate according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a view showing an installation shape of a heater fin according to an embodiment of the present invention.

도 1, 3 내지 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 히터는 히터로드와 히터핀으로 구성된다.1, 3 to 5, a vehicle heater according to an embodiment of the present invention is composed of a heater rod and a heater pin.

히터핀(105)은 히터로드의 외부에 장착되는 것으로, 특히 히터로드의 외형을 구성하는 히터플레이트(104,108)의 외부에 부착된다.The heater fin 105 is attached to the outside of the heater rod, and is particularly attached to the outside of the heater plates 104 and 108 constituting the outer appearance of the heater rod.

도 5에 도시된 바와 같이, 히터핀(105)은 히터플레이트(104,108)의 외부에 접착제를 사용하여 부착되거나 용접에 의해 부착된다. 히터핀(105)은 차가운 외부 공기 또는 순환된 차량 내부 공기의 온도를 높여 차량 내부에 따뜻한 공기를 전달할 수 있도록 공기의 흐름 방향으로 공간이 형성되는 것이 바람직하다. As shown in FIG. 5, the heater fins 105 are attached to the outside of the heater plates 104 and 108 using an adhesive or by welding. The heater fin 105 preferably has a space formed in the direction of air flow so that warm air can be delivered to the inside of the vehicle by increasing the temperature of cold outside air or circulated air inside the vehicle.

히터핀(105)은 공기의 흐름을 늦출 수 있는 구조인 것이 바람직하다. 그에 따라 히터핀(105)은 공기와의 접촉 면적이 크도록 요철 형상의 굴곡을 가진다.The heater fin 105 preferably has a structure capable of slowing down the flow of air. Accordingly, the heater fin 105 has a concavo-convex curve to have a large contact area with air.

히터로드는 PTC 소자(101)와 PTC 소자가이드(106)와 전극 플레이트들(102,107)과 히터플레이트들(104,108)과 열증폭 발열층(103)으로 구성된다.The heater rod is composed of a PTC element 101, a PTC element guide 106, electrode plates 102 and 107, heater plates 104 and 108, and a heat amplification heating layer 103.

PTC 소자(101)는 전기를 인가하면 발열하는 발열체이다.The PTC element 101 is a heating element that generates heat when electricity is applied.

PTC 소자가이드(106)는 PTC 소자(101)의 이탈을 방지하기 위한 것으로, PTC 소자(101)를 수용하기 위한 홀을 구비한다. 그에 따라, PTC 소자(101)는 PTC 소자가이드(106)에 구비되는 홀에 삽입된다. The PTC element guide 106 is for preventing the PTC element 101 from being separated, and has a hole for accommodating the PTC element 101 . Accordingly, the PTC element 101 is inserted into the hole provided in the PTC element guide 106.

PTC 소자가이드(106)는 PTC 소자(101)와 동일한 두께이거나 PTC 소자(101) 보다 얇은 두께는 가지는 것이 바람직하다. PTC 소자가이드(106)의 재질은 섭씨 200도 이상의 고온에 견딜 수 있고 전기가 통하지 않은 테프론, 엔지니어링 플라스틱, PC 계열을 사용하는 것이 바람직하다.The PTC element guide 106 preferably has the same thickness as the PTC element 101 or a thickness smaller than that of the PTC element 101 . As the material of the PTC element guide 106, it is preferable to use Teflon, engineering plastic, or PC-based materials that can withstand high temperatures of 200 degrees Celsius or more and do not conduct electricity.

전극 플레이트들(102,107)은 음극 전극플레이트(102)와 양극 전극플레이트(107)로 구성되며, PTC 소자(101)에 전기를 인가하기 위하여 PTC 소자가이드(106)에 수용된 PTC 소자(101)에 접촉되게 장착된다. 특히, 전극 플레이트들(102,107)는 PTC 소자(101)에 접촉 가능하도록 판형으로 형성되는 것이 바람직하다. 전극 플레이트들(102,107)은 고온의 전도성 접착제를 사용하여 PTC 소자(101)에 접착시킨다. 그럼으로써, 진동이 발생해도 전극 플레이트들(102,107)이 떨어지지 않는다. 이는 진동이 발생해도 전극 플레이트들(102,107)이 PTC 소자(101)에서 떨어지지 않아야 PTC 소자(101)로 전기 공급이 끊어지지 않기 때문이다.The electrode plates 102 and 107 are composed of a negative electrode plate 102 and a positive electrode plate 107, and contact the PTC element 101 accommodated in the PTC element guide 106 to apply electricity to the PTC element 101. it is fitted In particular, it is preferable that the electrode plates 102 and 107 are formed in a plate shape so as to contact the PTC element 101 . The electrode plates 102 and 107 are bonded to the PTC element 101 using a high-temperature conductive adhesive. As a result, even when vibration occurs, the electrode plates 102 and 107 do not fall off. This is because electricity supply to the PTC element 101 is not cut off unless the electrode plates 102 and 107 are separated from the PTC element 101 even when vibration occurs.

도 4에 도시된 바와 같이, PTC 소자(101)에 전기를 공급하기 위한 음극 전극플레이트(102)를 PTC 소자(101)의 전면에 접착시키고, 양극 전극플레이트(107)를 PTC 소자(101)의 후면에 접착시킨다. 한편, 히터로드를 어떻게 구성하느냐에 따라 음극 전극플레이트(102)를 PTC 소자(101)의 후면에 접착시키고, 양극 전극플레이트(107)를 PTC 소자(101)의 전면에 접착시킬 수 있다.As shown in FIG. 4, a cathode electrode plate 102 for supplying electricity to the PTC device 101 is attached to the front surface of the PTC device 101, and a cathode electrode plate 107 is attached to the PTC device 101. glued to the back Meanwhile, depending on how the heater rod is configured, the cathode electrode plate 102 may be attached to the rear surface of the PTC element 101, and the cathode electrode plate 107 may be attached to the front surface of the PTC element 101.

추가 예로, 본 발명에 따른 히터로드는 온도과열센서(미도시)를 더 구비할 수 있으며, 온도과열센서에 의해 감지된 신호에 따라 전극 플레이트들(102,107)을 통해 PTC 소자(101)로 공급되는 전기를 일부 차단하여 차량용 히터의 온도를 낮출 수도 있다.As a further example, the heater rod according to the present invention may further include an overheating sensor (not shown), and a signal detected by the overheating sensor is supplied to the PTC element 101 through the electrode plates 102 and 107. It is also possible to lower the temperature of the vehicle heater by cutting off some of the electricity.

한편, 전극 플레이트들(102,107)의 일부분은 히터로드의 외부로 노출되게 형성된다. 그 노출 부위는 배터리로부터 전기를 공급받기 위한 단자에 해당할 수 있다. 전극 플레이트들(102,107)의 형상은 전원공급회로의 구성에 따라 일체형 또는 분리형으로 구성될 수 있다.Meanwhile, portions of the electrode plates 102 and 107 are exposed to the outside of the heater rod. The exposed portion may correspond to a terminal for receiving electricity from a battery. The shape of the electrode plates 102 and 107 may be integral or separate depending on the configuration of the power supply circuit.

히터플레이트들(104,108)은 상판 히터플레이트(108)와 하판 히터플레이트(104)로 구성되며, 그들은 전기 인가 시 발열하는 PTC 소자(101)를 보호하고 히터로드의 외형을 구성한다. 보다 상세하게, 상판 히터플레이트(108)와 하판 히터플레이트(104)는 PTC 소자가이드(106)에 수용된 PTC 소자(101)와 전극 플레이트들(102,107)을 내부에 수용하도록, 서로 결합하여 히터로드의 외형을 구성한다.The heater plates 104 and 108 are composed of an upper heater plate 108 and a lower heater plate 104, and they protect the PTC element 101, which generates heat when electricity is applied, and configure the outer appearance of the heater rod. More specifically, the upper heater plate 108 and the lower heater plate 104 are coupled to each other to accommodate the PTC element 101 accommodated in the PTC element guide 106 and the electrode plates 102 and 107 therein, thereby forming a heater rod. make up the appearance

열증폭 발열층(103)은 상판 히터플레이트(108)와 하판 히터플레이트(104)의 내부 표면에 코팅되는 것으로, 열에너지를 받으면 열증폭되는 발열제를 코팅하여 형성된다. The thermal amplification heating layer 103 is coated on the inner surfaces of the upper heater plate 108 and the lower heater plate 104, and is formed by coating a heating agent that is thermally amplified upon receiving thermal energy.

열증폭 발열층(103)은 비금속재료와 금속재료로 이루어지는 발열제를 코팅하여 형성된다. 보다 상세하게는, Al2O3 10~40중량%. CaO 10~40중량%, MgO 10~40중량%, Fe2O3 10~40중량%, SiO2 10~40중량%, 그리고 SiC 10~40중량%의 비금속재료와, Cr 0.2~10중량%, Ni 0.2~10중량%, Cu 0.2~10중량%, Mo 0.2~10중량%, Nb 0.2~10중량%, 그리고 Zr 0.2~10중량%의 금속재료로 이루어지는 발열제를 코팅하여 열증폭 발열층(103)이 형성된다.The thermally amplified heating layer 103 is formed by coating a heating agent composed of a non-metal material and a metal material. More specifically, 10 to 40% by weight of Al2O3. CaO 10-40 wt%, MgO 10-40 wt%, Fe2O3 10-40 wt%, SiO2 10-40 wt%, and SiC 10-40 wt% non-metal materials, Cr 0.2-10 wt%, Ni 0.2- 10% by weight of Cu, 0.2 to 10% by weight of Mo, 0.2 to 10% by weight of Nb, 0.2 to 10% by weight of Nb, and 0.2 to 10% by weight of Zr are coated with a heating agent to form a thermally amplified heating layer 103. do.

도 3에 도시된 바와 같이, 히터플레이트들(104,108)의 내측 표면에 열증폭 발열층(103)을 코팅한다. 이후에 다수 개의 홀을 가지는 PTC 소자가이드(106)를 히터 용량에 맞춰 세로방향으로 배열하고, PTC 소자(101)를 PTC 소자가이드(106)의 홀에 삽입시킨다.As shown in FIG. 3 , a thermally amplified heating layer 103 is coated on inner surfaces of the heater plates 104 and 108 . Thereafter, PTC element guides 106 having a plurality of holes are vertically arranged according to the capacity of the heater, and the PTC element 101 is inserted into the hole of the PTC element guide 106.

이와 같이, 본 발명에서는 PTC 소자가이드(106)의 홀에 PTC 소자(101)를 삽입시키는 방식으로 장착할 수 있고, 히터 용량에 따라 PTC 소자가이드(106)의 홀에 삽입시킬 PTC 소자(101)의 개수를 조절할 수 있기 때문에, 작업이 간단하고 원가를 줄일 수 있다.In this way, in the present invention, the PTC element 101 can be mounted in the hole of the PTC element guide 106 by inserting it, and the PTC element 101 to be inserted into the hole of the PTC element guide 106 according to the heater capacity Since the number of can be adjusted, the operation is simple and the cost can be reduced.

종래와 비교하면, 종래의 전기자동차 PTC 히터는 히터로드 안에 PTC 소자를 장착하고, 이를 히터핀과 연결하는 과정을 반복하여 제조하였다. 그에 따라, 작업 절차가 복잡하고 자동화가 어려웠다.Compared to the prior art, a conventional PTC heater for an electric vehicle was manufactured by repeatedly installing a PTC element in a heater rod and connecting it to a heater pin. Accordingly, the work procedure is complicated and automation is difficult.

도 2는 발명의 실시 예에 따른 PTC 소자를 포함하는 차량용 히터의 제조 과정을 개략적으로 나타낸 플로우차트이다.2 is a flowchart schematically illustrating a manufacturing process of a vehicle heater including a PTC device according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 차량용 히터의 제조 과정은 크게 히터로드를 제작한 후 히터로드의 외부에 히터핀을 장착하는 과정을 거친다.Referring to FIG. 2 , in the manufacturing process of the vehicle heater according to the present invention, a heater rod is largely manufactured and then a heater fin is mounted on the outside of the heater rod.

히터로드를 제작하는 과정은 아래와 같다.The process of manufacturing the heater rod is as follows.

PTC 소자(101)을 보호하고 히터로드의 외형을 구성하는 상판 히터플레이트(108)와 하판 히터플레이트(104)를 준비한다.An upper heater plate 108 and a lower heater plate 104, which protect the PTC element 101 and constitute the outer appearance of the heater rod, are prepared.

이어, 상판 히터플레이트(108)와 하판 히터플레이트(104)의 내부 표면에 열에너지를 받으면 열증폭 성능을 가지는 열증폭 발열층(108)을 각각 코팅한다.Next, when thermal energy is received on the inner surfaces of the upper heater plate 108 and the lower heater plate 104, a thermal amplification heating layer 108 having thermal amplification performance is coated.

이어, PTC 소자(101)에 전기를 인가하기 위하여, 하판 히터플레이트(104)에 음극의 전극플레이트(102)를 장착한다. Next, in order to apply electricity to the PTC element 101, the negative electrode plate 102 is mounted on the lower heater plate 104.

이어, 음극의 전극플레이트(102) 상에 다수 개의 홀을 구비하는 PTC 소자 가이드(106)를 장착한다.Next, the PTC element guide 106 having a plurality of holes is mounted on the electrode plate 102 of the cathode.

이어, PTC 소자(101)의 이탈 방지를 위하여 PTC 소자가이드(106)의 다수 홀에 수용되게 PTC 소자(101)를 장착한다. 여기서, PTC 소자(101)는 음극의 전극플레이트(102)에 전기적으로 연결되게 고온의 전도성 접착제를 사용하여 접착된다.Next, in order to prevent the PTC element 101 from leaving, the PTC element 101 is mounted to be accommodated in the plurality of holes of the PTC element guide 106. Here, the PTC element 101 is attached using a high-temperature conductive adhesive so as to be electrically connected to the electrode plate 102 of the cathode.

또한, PTC 소자(101)에 전기적으로 연결되게 양극의 전극플레이트(107)를 장착한다. 이때도, 고온의 전도성 접착제를 사용하여 양극의 전극플레이트(107)를 PTC 소자(101)에 접착시킨다. In addition, the positive electrode plate 107 is mounted so as to be electrically connected to the PTC element 101. Also at this time, the positive electrode plate 107 is bonded to the PTC element 101 using a high-temperature conductive adhesive.

한편, 전술된 전극플레이트들(102,107)은 PTC 소자가이드(106)의 다수 홀에 장착된 다수의 PTC 소자(101)와 접촉 가능하도록 판형으로 구성되며, 음극 전극플레이트(102)와 양극 전극플레이트(107)의 형상은 동일 또는 비슷한 형상을 가지는 것이 바람직하며, 음극 전극플레이트(102)와 양극 전극플레이트(107)의 제조상 장착 순서는 서로 바뀔 수 있다.On the other hand, the electrode plates 102 and 107 described above are configured in a plate shape so as to be in contact with a plurality of PTC elements 101 mounted in a plurality of holes of the PTC element guide 106, and the negative electrode plate 102 and the positive electrode plate ( 107) preferably have the same or similar shape, and the mounting order of the negative electrode plate 102 and the positive electrode plate 107 may be changed during manufacturing.

이어, 하판 히터플레이트(104)에 상판 히터플레이트(108)를 결합하고, 하판 히터플레이트(104)와 상판 히터플레이트(108)를 씰링하여 히터로드의 외형을 완성한다. 하판 히터플레이트(104)와 상판 히터플레이트(108)을 씰링할 때는 고무 계열의 오링 또는 고온 접착제 또는 용접 방법을 사용한다.Subsequently, the upper heater plate 108 is coupled to the lower heater plate 104, and the lower heater plate 104 and the upper heater plate 108 are sealed to complete the outer appearance of the heater rod. To seal the lower heater plate 104 and the upper heater plate 108, a rubber-based O-ring or high-temperature adhesive or welding method is used.

상기와 같이 히터로드가 완성된 후에, 상판 히터플레이트(108)와 하판 히터플레이트(104)의 외부에 히터핀(105)을 부착한다. 히터핀의 부착 방법은 볼트, 접착제 또는 용접 방법을 사용할 수 있다.After the heater rods are completed as described above, heater fins 105 are attached to the outside of the upper and lower heater plates 108 and 104 . As a method of attaching the heater fin, a bolt, adhesive, or welding method may be used.

지금까지 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위 내에서 변형된 형태로 구현할 수 있을 것이다. Although the preferred embodiments of the present invention have been described so far, those skilled in the art will be able to implement them in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention.

그러므로 여기서 설명한 본 발명의 실시 예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 상술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, the embodiments of the present invention described here should be considered from an explanatory point of view rather than a limiting point of view, and the scope of the present invention is shown in the claims rather than the above-described description, and all differences within the equivalent range are the present invention. should be construed as being included in

101: PTC 소자 102 : 음극 전극플레이트
103: 열증폭 발열층 104: 하판 히터플레이트
105: 히터핀 106: PTC 소자가이드
107 : 양극 전극플레이트 108 : 상판 히터플레이트101: PTC element 102: cathode electrode plate
103: heat amplification heating layer 104: lower heater plate
105: heater pin 106: PTC element guide
107: positive electrode plate 108: top heater plate

Claims (4)

히터로드; 그리고
상기 히터로드의 외부에 장착되는 히터핀으로 구성되되,
상기 히터로드는,
전기를 인가하면 발열하는 PTC 소자와,
상기 PTC 소자를 수용하기 위한 홀을 구비하는 PTC 소자가이드와,
상기 PTC 소자가이드에 수용된 상기 PTC 소자에 접촉되게 형성되는 전극 플레이트들과,
상기 PTC 소자가이드에 수용된 상기 PTC 소자와 상기 전극 플레이트들을 내부에 수용하도록, 서로 결합하여 상기 히터로드의 외형을 구성하는 상판 히터플레이트 및 하판 히터플레이트와,
상기 상판 히터플레이트 및 상기 하판 히터플레이트의 내부 표면에 코팅되는 열증폭 발열층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 PTC 소자를 포함하되,
상기 열증폭 발열층은,
Al2O3 10~40중량%. CaO 10~40중량%, MgO 10~40중량%, Fe2O3 10~40중량%, SiO2 10~40중량%, 그리고 SiC 10~40중량%의 비금속재료와,
Cr 0.2~10중량%, Ni 0.2~10중량%, Cu 0.2~10중량%, Mo 0.2~10중량%, Nb 0.2~10중량%, 그리고 Zr 0.2~10중량%의 금속재료로 이루어지는 발열제를 코팅하여 형성되는 것을 특징으로 하는 PTC 소자를 사용하는 차량용 히터.heater rod; and
It consists of a heater fin mounted on the outside of the heater rod,
The heater rod,
A PTC element that generates heat when electricity is applied;
A PTC element guide having a hole for accommodating the PTC element;
electrode plates formed in contact with the PTC element accommodated in the PTC element guide;
an upper heater plate and a lower heater plate coupled to each other to form an outer shape of the heater rod so as to accommodate the PTC element and the electrode plates accommodated in the PTC element guide;
A PTC element characterized in that it is composed of a thermally amplified heating layer coated on inner surfaces of the upper heater plate and the lower heater plate,
The thermally amplified heating layer,
Al2O3 10-40% by weight. CaO 10-40 wt%, MgO 10-40 wt%, Fe2O3 10-40 wt%, SiO2 10-40 wt%, and SiC 10-40 wt% non-metal materials,
Cr 0.2-10% by weight, Ni 0.2-10% by weight, Cu 0.2-10% by weight, Mo 0.2-10% by weight, Nb 0.2-10% by weight, and Zr 0.2-10% by weight. Vehicle heater using a PTC element, characterized in that formed by. 제 1 항에 있어서,
상기 PTC 소자가이드는,
상기 PTC 소자의 두께보다 얇은 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 PTC 소자를 사용하는 차량용 히터.According to claim 1,
The PTC element guide,
A vehicle heater using a PTC element, characterized in that it has a thickness smaller than the thickness of the PTC element. 제 1 항에 있어서,
상기 히터핀은,
공기와의 접촉 면적이 크도록 요철 형상의 굴곡을 가지는 것을 특징으로 하는 PTC 소자를 사용하는 차량용 히터.According to claim 1,
The heater fin,
A vehicle heater using a PTC element, characterized in that it has a concavo-convex curve so that the contact area with air is large. 상기 히터로드는,
상판 히터플레이트와 하판 히터플레이트를 준비하고,
상기 상판 히터플레이트와 상기 하판 히터플레이트의 내부 표면에 열증폭 발열층을 각각 코팅하고,
상기 하판 히터플레이트에 음극의 전극플레이트를 장착하고,
상기 음극의 전극플레이트 상에 홀을 구비하는 PTC 소자 가이드를 장착하고,
상기 PTC 소자 가이드의 홀에 수용되게 PTC 소자를 장착하고,
상기 PTC 소자에 전기적으로 연결되게 양극의 전극플레이트를 장착하고,
상기 하판 히터플레이트에 상기 상판 히터플레이트를 결합하고,
상기 하판 히터플레이트와 상기 상판 히터플레이트를 씰링하여 제조되는 것을 특징으로 하는 PTC 소자를 사용하는 차량용 히터.The heater rod,
Prepare the upper and lower heater plates,
Coating a thermally amplified heating layer on inner surfaces of the upper and lower heater plates, respectively;
A cathode electrode plate is mounted on the lower heater plate,
Mounting a PTC element guide having a hole on the electrode plate of the cathode,
Mounting a PTC element to be accommodated in the hole of the PTC element guide,
Mounting an anode electrode plate to be electrically connected to the PTC element,
The upper heater plate is coupled to the lower heater plate,
A vehicle heater using a PTC element, characterized in that manufactured by sealing the lower heater plate and the upper heater plate.
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