一种电加热装置的制作方法

本发明属于电加热技术领域。

背景技术：

面对日益突出的燃油供求矛盾和环境污染的问题，世界各国均在推进新能源汽车技术的发展。目前技术发展较为成熟的技术有电动汽车技术及氢燃料电池汽车技术。

锂电池及氢燃料电池受环境影响较大。锂电池在低温条件下放电容量会大幅减小，安全性能也会受到影响。燃料电池在0℃以下的低温条件下无法启动。所以上述两种技术路线均需要在低温条件下对电池进行加热，保证电池能正常工作。

同时由于取消发动机，纯电动汽车无法产生足够的热量对乘员舱进行加热，因此在低温条件下同样需要引入新的热源来获取热量，用以保证乘员舱的取暖。

ptc加热是目前新能源汽车主流的加热技术之一，通过ptc陶瓷通电发热，把电能转化为热能。

cn210110992u公开了一种ptc加热器的发热元件，其加热铝槽的一侧安装有ptc侧座，该种结构是加热单元和控制单元为分体式结构，容易导致泄漏、由于加热单元和控制单元通过部件接触安装，其散热性能不好、制造成本高、耐久性差的缺点。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题是提供一种防泄漏、控制单元散热好、制造成本低、耐久性好的电加热装置。

为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现：一种电加热装置，包含加热单元和控制单元，所述加热单元由加热座将其分为加热室和循环室，所述加热座包含至少一个加热包的至少一个安装槽，所述安装槽突出到所述循环室中，所述循环室包括进口和出口，液体从进口流进循环室，从出口流出，所述控制单元包含侧座，所述加热座和侧座为一体式，该电加热装置与分体式结构相比具有防泄漏、控制单元散热、气密性好、制造成本低、耐久性好。

优选的，所述加热座和侧座为一体式铝座，该种材料加工方便，且成本低，利用高压将金属液高速压入一体式铝座金属模具型腔内，同时底部采用抽空材料结构来解决模具排气和气孔问题，金属液凝固后，一体成型。

优选的，所述加热包为ptc加热包，ptc电热元件的电阻率在一定的温度范围内时基部保持不变，而当温度达到ptc元件的居里温度附近时，其电阻率会在较窄的温度范围内迅速增大，接近绝缘体的优点。

优选的，所述液体为乙二醇和水混合物，防止环境温度过低时液体结冰，损坏电加热装置，水的比热容较大，加热效果好。

优选的，所述控制单元还包含侧盖、控制板、高压插件、低压插件、igbt晶体管、igbt散热座和igbt绝缘膜，所述侧盖和侧座密封连接，所述控制板安装在侧座上，igbt散热座上有一层igbt绝缘膜，igbt绝缘膜上有一层导热凝胶，igbt晶体管贴合在导热凝胶上。密封连接防止控制单元由于气密不良导致控制元件失效，导热材料接触散热效果更好。

优选的，所述加热室还包含上盖、连接板，所述上盖和加热座密封连接，所述连接板和加热包电连接，所述循环室还包括下壳体，所述下壳体通过循环室密封圈和加热座密封连接，防止外部环境对加热室腐蚀等影响，防止循环室中的液体泄漏影响加热装置的正常工作。

优选的，所述加热室还包含支撑柱，支撑柱穿过连接板一端紧靠上盖，另一端紧靠加热座的上表面，支撑柱防止上盖在外力作用下变形导致漏电。

优选的，在所述进口和出口密封安装温度传感器，温度传感器将采集的温度信息传递给控制单元，通过控制单元控制加热包工作状态，实现进水口和出水口温度实时监测，可以防止温度传感器脱落，实现在有效加热的同时节约电能。

优选的，一体式铝座上设有温度传感器安装槽，温度传感器装在温度传感器支架上，温度传感器支架安装在温度传感器安装槽内，温度传感器支架对温度传感器放进安装槽内起固定作用，防止脱落，温度传感器穿过温度传感器支架接触一体式铝座安装槽的固定位置，提升温度传感器检测精确度。

优选的，所述安装槽与下壳体形成一条来回弯曲的流道，有利于增强流道内液体的热效率。

优选的，所述控制单元还包含与igbt晶体管串联的热熔断器，在igbt晶体管短路后，ptc持续工作，无法关断，水温度持续上升；在硬件电路中，设计增加一个开关元器件，当其中有一个或者多个igbt晶体管失效的时候，该开关元器件能够起到保护作用，在设计电路中，串联一个热熔断器，热熔断器具有过温保护。当igbt晶体管击穿，不受控制单元控制，持续加热时，当温度保险丝感受到异常发热并达到预定的熔断温度时，感温体熔化，从而断开电路，从而实现二重保护。

附图说明

图1是电加热装置外形图

图2是电加热装置内部结构图

图3是循环室液体流道图

图4是ptc加热包的固定框结构图

图5是ptc加热包内部结构图

图6是ptc加热包剖面图

图7是igbt晶体管位置图

图8是安装槽位置图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

如图1、2所示，一种电加热装置，包含加热单元和控制单元1，所述加热单元由加热座2将其分为加热室3和循环室4，所述加热座2包含至少一个加热包5的至少一个安装槽6，所述安装槽6突出到所述循环室4中，所述循环室4包括进口7和出口8，液体从进口7流进循环室4，从出口8流出，所述控制单元1包含侧座9，所述加热座2和侧座9为一体式，该电加热装置与分体式结构相比具有防泄漏、控制单元散热、气密性好、制造成本低、耐久性好。

优选的，所述加热座2和侧座9为一体式铝座10，该种材料加工方便，且成本低，利用高压将金属液高速压入一体式铝座金属模具型腔内，同时底部采用抽空材料结构来解决模具排气和气孔问题，金属液凝固后，一体成型。

优选的，所述加热包5为ptc加热包，ptc电热元件的电阻率在一定的温度范围内时基部保持不变，而当温度达到ptc元件的居里温度附近时，其电阻率会在较窄的温度范围内迅速增大，接近绝缘体的优点。

优选的，所述液体为乙二醇和水混合物，防止环境温度过低时液体结冰，损坏电加热装置，水的比热容较大，加热效果好。

优选的，所述控制单元1还包含侧盖11、控制板12、高压插件13、低压插件14、igbt晶体管34、igbt散热座33和igbt绝缘膜35，所述侧盖11和侧座9密封连接，所述控制板12安装在侧座9上，igbt散热座33上有一层igbt绝缘膜35，igbt绝缘膜35上有一层导热凝胶，igbt晶体管34贴合在导热凝胶上。密封连接防止控制单元由于气密不良导致控制元件失效；导热材料接触散热效果更好。

优选的，所述加热室3还包含上盖15、连接板16，所述上盖15和加热座2密封连接，所述连接板16和加热包5电连接，所述循环室4还包括下壳体17，所述下壳体17通过循环室密封圈21和加热座2密封连接，防止外部环境对加热室腐蚀等影响，防止循环室中的液体泄漏影响加热装置的正常工作。

优选的，所述加热室3还包含支撑柱32，支撑柱32穿过连接板16一端紧靠上盖15，另一端紧靠加热座2的上表面，支撑柱32防止上盖15在外力作用下变形导致漏电。

优选的，在所述进口7和出口8密封安装温度传感器18，温度传感器18将采集的温度信息传递给控制单元1，通过控制单元1控制加热包5工作状态，实现进水口和出水口温度实时监测，可以防止温度传感器脱落，实现在有效加热的同时节约电能。

优选的，一体式铝座上设有温度传感器安装槽36，温度传感器18装在温度传感器支架19上，温度传感器支架19安装在温度传感器安装槽36内，温度传感器支架19对温度传感器18放进安装槽36内起固定作用，防止脱落，温度传感器18穿过温度传感器支架19接触一体式铝座安装槽36的固定位置，提升温度传感器检测精确度。

如图3所示，优选的，所述安装槽6与下壳体17形成一条来回弯曲的流道，有利于增强流道内液体的热效率。

优选的，所述控制单元1还包含与igbt晶体管串联的热熔断器23，在igbt晶体管短路后，ptc持续工作，无法关断，水温度持续上升；在硬件电路中，设计增加一个开关元器件，当其中有一个或者多个igbt晶体管失效的时候，该开关元器件能够起到保护作用，在设计电路中，串联一个热熔断器23，热熔断器23具有过温保护。当igbt晶体管击穿，不受控制单元1控制，持续加热时，当温度保险丝感受到异常发热并达到预定的熔断温度时，感温体熔化，从而断开电路，从而实现二重保护。

一种电加热装置，通过电发热的ptc加热包5，将热量传送给液体，通过散热将热量应用于车内，加热器由上盖15、连接板16、一体式铝座10、加热5包、循环室密封圈21、下壳体17、侧盖11组成，控制模块由控制板12、高压插件13、低压插件14和igbt晶体管组成；还设有一体式铝座10与下壳体17通过循环室密封圈21和螺栓20连接，形成一个具有进口7和出口8的循环室4，一体式铝座10设有加热包5，加热包5上设有连接板6，连接板6和控制板12相连，一体式铝座10与传统的分开式的加热铝座和侧座在散热和气密功能上有所提升，由于一体式铝座10直接和液体接触，igbt晶体管与一体式铝座10的散热效果会比分开式加热铝座和侧座好，传统的分开式加热铝座和侧座是通过螺栓固定在一起，存在一定的硬接触，导致ptc水加热器气密不良，一体式铝座10很好的解决了气密不良导致控制板失效。下壳体17和采用一体式铝座10通过固定螺栓20活动连接，可以适用于不同的安装需求。一体式铝座10上方中部设有多个加热包安装槽6，可根据要求调整加热包5的数量，一体式铝座加热包安装槽6与下壳体17形成一条来回弯曲的流道，有利于增强流道内冷却液的热效率，其进口7和出口8都设有温度传感器18，用于实时监测上报进口7和出口8液体的温度。igbt晶体管与一体式铝座10通过导热胶接触，有利于igbt晶体管散热。加热包设有ptc片，ptc片的正反面分别连有正电极片和负电极片，电极片通过铆压方式和固定框连接，其外侧有楔形铝镶件，其外侧包裹着导热硅胶垫和绝缘薄膜。通讯方式包括can和lin通信。一体式铝座10和下壳体17通过螺栓20固定扣合，形成加热单元，一体式铝座10顶部设有上盖15，一体式铝座10和下壳体17连接处内设有循环室密封圈21，循环室密封圈21防止液体泄露和加热器气密不良,一体式铝座10通过螺栓与侧盖密封连接，防止控制模块由于气密不良导致控制组件失效。一体式铝座10上设有多个加热包安装槽6，可根据要求调整加热包5数量，所有加热包5通过连接板6共同连接，形成加热包分组，加热包5产生的热量首先传给安装槽6，继而传导给液体。控制板12通过螺栓和一体式铝座10连接，控制板12与连接板6相连，一体式铝座10上还密封连接有侧盖11，一体式铝座10上有低压插件14和高压插件13，低压插件14和高压插件13分别与控制板12连接。一体式铝座上设有温度传感器安装槽36，温度传感器18装在温度传感器支架19上，温度传感器支架19安装在温度传感器安装槽36内，灌密封胶防止水温传感器脱落，温度传感器支架19对温度传感器18放进安装槽36内起固定作用，防止脱落，温度传感器18穿过温度传感器支架19接触一体式铝座安装槽36的固定位置，提升温度传感器检测精确度。接地线22安装在加热器上，将静电传输到地面，避免出现静电火花。一体式铝座10利用高压将金属液高速压入一体式铝座金属模具型腔内，金属液凝固后，一体成型，传统的加热铝座和侧座通过螺栓结合，中间涂一层密封胶，这样会导致igbt晶体管散热效果差，ptc加热器总成气密不良，一体式铝座一体成型解决上述散热和气密的问题，铝合金的导热系数在100~150w/m*℃，而密封胶的导热系数在0.7~1.5w/m*℃，所以一体式铝座散热效果好。

如图4、5、6所示，一种ptc加热包，包括固定框24、ptc片27和正负电极片28，ptc片27安装在固定框24中，正负电极片28安装在ptc片27正反两面，其特征在于，固定框24上设有圆形铆压点25和半圆形铆压点26，正负电极片28通过高温铆压方式与固定框（24）连接，其生产成本低，结构耐久性好。

优选的，在所述正负电极片28的外表面有一层绝缘导热胶，起到绝缘作用防止高压电外泄，同时又不影响热量传递。

优选的，在所述正负电极片28外装有左右对称的楔形铝镶件29，对ptc加热包装配时起紧固作用。

优选的，在所述楔形铝镶件29外装有导热硅胶垫30，减少ptc加热包硬接触，提高ptc加热包导热效率。

优选的，在所述导热硅胶垫30外装有绝缘薄膜31，对ptc加热包起到绝缘作用。

优选的，所述ptc片27为四块。

优选的，固定框24的材料是pps+gf30。

优选的，所述固定框24两侧各有一个圆形铆压点25和六个半圆形铆压点26。

一种ptc加热包，其通过ptc片27将通过正负电极片28的电能高效率转化为热能，通过楔形铝镶件29、导热硅胶垫30和绝缘薄膜31将热能应用于ptc水加热器，用于加热冷却液，给车内提供热能。其包括正负电极片28，置于正负电极片28中间的ptc片27，印刷于正负电极片28的绝缘导热胶，正负电极片28通过高温铆压方式与固定框24连接，其外侧有楔形铝镶件29，其外侧包裹着导热硅胶垫30和绝缘薄膜31，置于正负电极片28之间的ptc片有四块，印刷于正负电极片28的绝缘导热胶，起到绝缘作用防止高压电外泄，同时又不影响热量传递，固定框24材料是pps+gf30，其两侧各有各有一个圆形铆压点25和六个半圆形铆压点26，通过高温铆压将正负电极片28固定在固定框24上，对ptc加热包内部零件起固定、保护和绝缘作用，所述的楔形铝镶件29，对ptc加热包装配时起紧固作用，导热硅胶垫30减少ptc加热包硬接触，提高ptc加热包导热效率，绝缘薄膜31对ptc加热包起到绝缘作用。

值得指出的是，这里给出的方式只是作为本发明的一个具体实施方式，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。