[發明專利]一種PTC加熱裝置

在審

• 申請號: 201711326220.3
• 申請日: 2017-12-13
• 公開（公告）號: CN107864524A
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 黎步銀;國鐵楓;胡世波;黎濤;羅元政;黎珊珊;楊玲敏;魏兵
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H05B3/82
• 分類號: H05B3/82
• 代理公司: 華中科技大學專利中心42201
• 代理人: 廖盈春,李智

技術領域

本發明涉及正溫度系數熱敏電阻(Positive Temperature Coefficient，PTC)加熱技術領域，更具體地，涉及一種PTC加熱裝置。

背景技術

新能源與節能減排技術是目前交通行業大力發展的新興技術。采用新能源技術達到節能減排的目的，已成為當今世界車輛技術的發展趨勢。目前電動汽車在國內外市場上已得到較為成熟的應用，混合動力汽車、純電動汽車和混合動力輕軌列車在歐洲、日本、中國等國家和地區已迅速發展為新興產業。

傳統燃油汽車的采暖主要是利用發動機的余熱或是設置獨立的燃油熱源，而新能源汽車主要依靠電池來提供動力。由于電池發熱有限，且在溫度較低環境下為了保證其能正常工作甚至需要外界提供熱源。基于以上考慮，目前電動汽車多采用以PTC為發熱源的加熱裝置對電池及車身供暖。

PTC陶瓷發熱體具有以下特點：無輻射無污染，沒有電磁輻射對人身的損害；升溫迅速、遇風機故障時能自控溫度、使用壽命長；電壓使用范圍寬，可在12V-600V之間根據需要設計；設計方便，可從小功率到大功率任意設計，外形也可按要求設計；不燃燒、無名火、安全可靠。正是因為PTC具有以上特點，其應用相當的廣泛。除應用于電動汽車外，目前市面上的許多加熱器都采用其做核心發熱組件，如家用空調，暖風機及浴霸等等。

市面上用于家電的PTC發熱組件多工作在220V交流電壓下，而電動汽車工作電壓電壓一般在300V-600V之間，因此用于電動汽車的PTC加熱裝置需要有更好的穩定性和安全性。

電動汽車的使用環境相對普通家電更為復雜，對裝置結構的穩定性要求更高。在中國實用新型專利說明書CN203537577 U公開了一種用于電動汽車的PTC加熱裝置，其各組件間采用硅膠粘合，這樣裝置存在嚴重的缺陷，即時間久了硅膠必然會老化，且在長期使用中，由于不可避免的震動，整個裝置結構的穩定性難以保證。

由于電動汽車采用純電動方式進行工作，因而為了保證不損失過多的電能，PTC加熱裝置需要具有很高的工作效率。又由于加熱裝置工作電壓高，加熱組件又具有一定的使用壽命，這就要求加熱組件的更換應盡可能地方便。在中國專利說明書CN104869674 A公開了一種PTC水暖加熱管，其內部采用普通陶瓷作為絕緣材料，很明顯，這種設計方案是無益于熱量傳遞的，加熱效率較低。

目前家電領域應用的PTC加熱器多采用聚酰亞胺作為絕緣材料，這種材料達不到電動汽車加熱裝置的絕緣性能要求。

發明內容

針對現有技術的缺陷，本發明的目的在于解決現有電動汽車用PTC加熱裝置各組件間采用硅膠粘合，易老化且整個裝置結構的穩定性差，加熱效率較低，以及絕緣性能差的技術問題。

為實現上述目的，本發明提供一種PTC加熱裝置，包括：PTC發熱組件，所述PTC發熱組件包括：PTC發熱片、廢片、電極、絕緣層以及鋁管；

所述PTC發熱片的上下表面緊貼設置兩個電極，所述電極用于對所述PTC發熱片進行加熱，使得所述PTC發熱片發熱；所述PTC發熱片包括多個，所述廢片位于多個PTC發熱片之間，用于隔離所述多個PTC發熱片；所述絕緣層位于電極與鋁管內側，所述絕緣層包裹所述電極，用于使得所述電極與外界介質絕緣，所述絕緣層的導熱性良好；所述鋁管包裹所述絕緣層，用于封裝絕緣后的電極。

可選地，該PTC加熱裝置還包括：散熱組件、法蘭及硅底座；

所述散熱組件嵌套于所述PTC發熱組件外面，用于擴展發熱體散熱面積，提高PTC發熱組件與外界介質的熱交換效率，所述外界介質可以為水或空氣；

所述法蘭用于依靠釬焊技術與鋁管固定，使得PTC加熱裝置穩定可靠；

所述硅底座用于上置有電極插槽，用于固定所述電極。

可選地，所述鋁管一端封閉，一端開口，封閉端可放入水中，具有良好的絕緣性、散熱性和耐腐蝕性，良好的絕緣性使該PTC加熱裝置可直接插入水中，具有極高的加熱效率。

可選地，所述廢片為無電極PTC材料，主要起隔離PTC發熱片的作用。

可選地，所述絕緣層的材料為云母，其具有良好的絕緣性和導熱性且耐高溫，具有一定的延展性和可加工性，在溫度急劇變化或酸堿環境中，具有良好的物化性能。

可選地，所述散熱組件與PTC發熱組件間依靠機械壓力和釬焊技術進行固定，具有很強的穩定性。

可選地，所述電極材料為鋁片、不銹鋼片或銅片，安裝更換方便。

可選地，該PTC加熱裝置還包括：泄水口，所述泄水口位于散熱組件上，用于保證了水流沿PTC發熱組件方向的流通。