[發明專利]一種PTC電熱管及電動汽車水暖加熱器

有效

• 申請號: 201510295071.3
• 申請日: 2015-06-02
• 公開（公告）號: CN104869674A
• 公開（公告）日: 2015-08-26
• 發明（設計）人: 郝永德;楊君;魯國江;趙書明;鄧長西;李冬冬
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H05B3/44
• 分類號: H05B3/44;F24H1/20;F24H9/18;B60H1/22
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 廖盈春

技術領域

本發明屬于電加熱及電動汽車空調供暖系統領域，更具體地，涉及一種PTC電熱管及電動汽車水暖加熱器。

背景技術

汽車作為環境污染和能源消耗的主要來源之一，其節能減排問題受到了越來越廣泛的重視，各國政府和汽車企業均將節能環保當作未來汽車技術發展的指導方向，這樣節能環保的電動汽車也就應運而生。電動汽車的出現也為電動汽車空調的研究開發提出了新的課題與挑戰。傳統的燃油汽車空調供暖系統采用發動機的余熱作為熱源，達到供暖、除霧除霜的目的。而對于純電動汽車或燃料電池汽車來說，沒有發動機作為制熱熱源，因而無法直接采用傳統燃油汽車空調解決方案。

電動汽車擁有高壓直流電源，因此在電動壓縮機制冷的基礎上添加電輔助加熱裝置。現有的加熱裝置采用PTC熱敏電阻或電熱管作為發熱元件。其中電熱管應用最廣泛的是金屬電熱管，發熱材料采用鎳鉻絲或鐵鉻絲等，在管內填充絕緣材料而成，其缺點是熱效率低，耗電大，安全性能差，使用壽命短。而PTC(Positive?Temperature?Coefficient，正溫度系數)熱敏電阻是一種典型具有溫度敏感性的半導體電阻，具有恒溫發熱、熱效率高、使用壽命長等優點，是一種較為理想的電加熱材料。

公開號為CN203884011U的專利申請文件中公開了一種PTC加熱管，如圖1所示；該加熱管包括PTC組件和金屬外殼，PTC組件置于金屬外殼中，PTC組件包括PTC發熱片、電極片和絕緣層，PTC發熱片相對的兩個面分別設有電極片，絕緣層使用耐高溫絕緣塑料薄膜，包覆PTC發熱片和電極片。在加工形成上述PTC加熱管時，PTC加熱管由PTC組件和金屬外殼壓接構成，金屬外殼向電極片表面方向壓接。

然而，上述的加熱管存在以下問題：一是絕緣層使用的是耐高溫絕緣塑料薄膜，導熱性能差，降低加熱效率，而且容易老化，縮短加熱管壽命，降低其可靠性；二是PTC組件和金屬外殼壓接采用直接壓接的方式，容易壓碎PTC發熱片，影響加熱管正常工作及易引起安全隱患。

發明內容

針對現有技術的缺陷，本發明提供了一種PTC電熱管，其目的在于通過拉拔工藝使PTC發熱片和電極板緊密貼合，能更好地減小接觸電阻，避免了電弧放電擊穿PTC發熱片的危險。

本發明提供了一種PTC電熱管，包括發熱體、電極板、固體絕緣層、隔離片和金屬管；所述發熱體包括多個PTC發熱片；每個PTC發熱片置于固體絕緣層中，且PTC發熱片的上、下表面各設有一個電極板，兩電極板將多個裝有PTC發熱片的固體絕緣層及每相鄰固體絕緣層之間設置的隔離片串在一起并且置于所述金屬管內；所述固體絕緣層為絕緣陶瓷空心瓷柱，通過拉拔工藝使PTC發熱片和電極板緊密貼合，在所述絕緣陶瓷瓷柱內留有一定的變形空間，拉拔時PTC發熱片不會因受到金屬管和絕緣陶瓷瓷柱形變時的擠壓力而損壞。

更進一步地，所述絕緣陶瓷空心瓷柱包括：空腔和兩個長方形孔；由第一長方形腔體和第二長方形腔體垂直相交形成所述空腔，所述空腔從所述絕緣陶瓷瓷柱上底面開孔至下底面，貫穿整個瓷柱，通過所述空腔將PTC發熱片放置于所述絕緣陶瓷瓷柱內；在所述長方形腔體上、下兩側各設置一個所述長方形孔，長方形孔與空腔連通，所述長方形孔用于穿插兩個電極板；兩個長方形孔對稱設置，且所述長方形孔從所述絕緣陶瓷瓷柱上底面開孔至下底面，貫穿整個瓷柱。更進一步地，所述第一長方形腔體用于放置PTC發熱片，所述第二長方形腔體的設置是為了留有一定的形變空間，不讓PTC發熱片左右兩側因受到瓷柱形變時的擠壓力而損壞。

更進一步地，所述第一長方形腔體截面的長與PTC發熱片的長相當，所述第一長方形腔體截面的寬大于PTC發熱片的寬；且所述第二長方形腔體截面的寬小于PTC發熱片的寬。

更進一步地，所述隔離片設有兩長方形孔，兩長方形孔對稱設置且貫穿隔離片，用于穿插兩電極板；在每相鄰的固體絕緣層之間設有隔離片，其作用是將相鄰的PTC發熱片隔開，防止拔拉時PTC發熱片竄到一塊互相擠壓而損壞。

更進一步地，所述電極板為波紋結構。

更進一步地，所述電極板為正弦波結構。

更進一步地，所述絕緣陶瓷瓷柱和隔離片的材料為AlN。