[發明專利]用于碳纖維板加熱元件的電極及其生產方法

在審

• 申請號: 201410376696.8
• 申請日: 2014-08-01
• 公開（公告）號: CN104703306A
• 公開（公告）日: 2015-06-10
• 發明（設計）人: 全祥壽;李泰承;申圭鎮
• 申請（專利權）人: 現代自動車株式會社;光鎮穩特固株式會社
• 主分類號: H05B3/20
• 分類號: H05B3/20;H05B3/12
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳;彭益群

技術領域

本發明涉及用于碳纖維板加熱元件的電極及其生產方法，其在板加熱元件的制造過程減少了電極的缺陷率，并且提高了電極的物理耐久性，從而提高產品質量。

背景技術

對于用于車輛的加熱座椅的加熱元件，通常已使用金屬加熱元件，如鎳鉻鐵合金線、鐵線、鎳線、鍍銀銅線。由于這些金屬加熱元件具有相當低的電阻率，所以當過電流在金屬加熱元件中流動時，有著火的風險。此外，由于金屬加熱元件通常配置有一系列的連接線圈，所以可能發生電斷開。

作為與此類問題相對應的替代，可以使用將碳纖維用作電阻加熱元件，且電阻加熱元件并聯連接的板加熱元件。通過將多股碳纖維編織成輻射圖案，并且使用固定線將平行布置的各種形式的電極連接到圖案的每端，可以獲得使用碳纖維的板加熱元件。當將電功率施加到電極時，碳纖維產生熱。

碳纖維板加熱元件具有如下優點，例如低功耗、通過表面加熱的熱舒適性，以及與線性金屬線加熱元件相比的高加熱速率。然而，用于加熱座椅的加熱元件可能比較昂貴，并且加熱元件的使用壽命取決于布置在碳纖維編織墊的每端的電極的耐久性和電極的附著穩定性。盡管一些傳統電極已經被配置成提高耐久性，但是在傳統技術中的電極的耐久性的提高受限于在電極布置中的圖案(pattern)。

因此，本發明可包括改變用于碳纖維板加熱元件的形狀和結構，以減少在制造過程中的電極缺陷率并提高電極的物理耐久性，從而改善產品的質量。

在傳統的技術中，已開發出板加熱座椅及其制造方法。例如，將帶形的第一電力線和線形的第二電力線平行連接到主座椅的每端，并且使用織機或針織機將多排碳纖維編成各種圖案且將其連接到主座椅。同時，當將碳纖維加熱元件的電力線固定在主座椅的預定部分上時，此類傳統技術可能會引起偏移，并且編織的電力線將其切成當任何時候都能使用的期望尺寸時，可能會浪費材料。

在一些現有技術中，方法可包括使用熱熔粘合劑將電線結合到主座椅的工藝，并且因此可產生額外的費用。進一步地，在其他情況下，電線可成直線布置；因此，座椅和加熱元件在設計中不能靈活。在傳統方法的另一個實例中，構成電線的電極可成直線布置；因此由于作用者重復就座，電極可在抗拉強度和耐久性上惡化。

上文僅旨在幫助理解本發明的背景，且并非旨在意味著本發明屬于對本領域技術人員已知的現有技術的范圍。

發明內容

本發明提供了在現有技術中產生的上述問題的技術解決方案，且具體地，本發明提供了一種碳纖維板加熱元件及其生產方法，該方法可在板加熱元件的制造過程中減少電極缺陷率，并且可提高電極的物理耐久性，從而提高產品質量。

在本發明的一個方面，碳纖維板加熱元件可包括位于中心的芯線，包括圍繞芯線捻合的多根電極細線的電極體，和以規則間隔將電極體固定到主板上的縫合部。芯線可包括芳族聚酰胺基受拉纖維、聚苯并噁唑(PBO)基受拉纖維，或聚亞苯基硫醚(PPS)基受拉纖維。電極細線可以是但不限于鍍銀或鍍鎳的銅線。通過圍繞芯線捻合多個電極束可獲得電極體，并且每個電極束可以通過捻合多個電極細線獲得。電極體可被配置成使多個電極細線以規則間隔平行布置在主板上，并且可以彎曲成正弦波形。

在本發明的另一個方面中，用于生產碳纖維板加熱元件的方法可包括：將芯線布置在大致中心處；圍繞芯線捻合多根電極細線，以形成電極體；和通過以規則間隔縫合電極體，將電極體固定到主板上。具體地，在捻合工藝中，可捻合多根電極細線以形成電極束，并且可圍繞芯線捻合多個電極束以形成電極體。該方法可進一步包括以規則間隔將多個電極體布置在主板上，并且將電極體彎成正弦波形，且在捻合工藝之后進行該布置。

與具有70μm直徑的傳統電極對比，在本發明的示例性實施例中，每個電極線可具有大約50μm的直徑，并且可鍍有但不限于銀(Ag)或鎳(Ni)。因此，電極的柔韌性和抗腐蝕性可提高。此外，在另一個示例性實施例中，芯線可包括具有高剛性的芳族聚酰胺基、聚苯并噁唑(PBO)基，或聚亞苯基硫醚(PPS)基抗張強度增強的芯纖維。進一步地，雙捻結構可用于電極線，從而提高了電極線的抗張強度和耐久性。