加热器、暖风系统及汽车的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种加热器、暖风系统及汽车，该加热器包括控制器上板、加热主体、水槽及散热片，所述加热主体插接在所述水槽中，并在所述加热主体与水槽之间形成主流道，所述水槽外侧设有连接在所述主流道两端的进水口及出水口，所述加热主体靠近所述控制器上板的一侧形成支撑台，所述控制器上板设置在所述支撑台上并与所述加热主体电连接，所述散热片夹设在所述控制器上板与支撑台之间，所述支撑台上对应于所述散热片的下方形成有第一阻热型腔。本实用新型的加热器，降低了加热器的热损失，且能够降低控制器上板的发热电子元件的热负荷。
【专利说明】
加热器、暖风系统及汽车
技术领域
[0001]本实用新型属于新能源汽车暖风系统技术领域，特别是涉及一种加热器、暖风系统及汽车。
【背景技术】
[0002]传统燃油车整车的采暖方式是利用发动机工作时产生的余热进行采暖。而随着新能源汽车的快速发展，尤其高压纯电动汽车的发展，整车采暖方式随之发生变化，目前新能源车较为理想的加热方式为用高压PTC水加热来满足采暖、除霜及除雾等整车的采暖需求。
[0003]上述高压PTC水加热方式虽然能满足新能源汽车的采暖需求。但是能耗大，产生的热量损失较多，由于新能源车携带电量有限，不必要的损耗就成了浪费;而且热量的走失会对所辐射到的零部件造成热负荷，减少零部件的寿命，从而增加成本、增加安全隐患。因而，搭载传统高压PTC水加热的新能源车将达不到节能、安全及舒适的效果。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是针对现有的高压PTC水加热热损失及热辐射较大的缺陷，提供一种加热器。
[0005]本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为:
[0006]提供一种加热器，包括控制器上板、加热主体、水槽及散热片，所述加热主体插接在所述水槽中，并在所述加热主体与水槽之间形成主流道，所述水槽外侧设有连接在所述主流道两端的进水口及出水口，所述加热主体靠近所述控制器上板的一侧形成支撑台，所述控制器上板设置在所述支撑台上并与所述加热主体电连接，所述散热片夹设在所述控制器上板与支撑台之间，所述支撑台上对应于所述散热片的下方形成有第一阻热型腔。
[0007]进一步地，所述加热主体包括槽体及多个加热芯体，所述槽体包括并排设置的多个单元槽，多个所述加热芯体插入对应的单元槽中并与控制器上板电连接。
[0008]进一步地，所述控制器上板包括至少一个IGBT模块，所述散热片的上表面与所述IGBT模块的底面接触，所述散热片的下表面与所述支撑台的顶面接触。
[0009]进一步地，所述支撑台上形成有与所述第一阻热型腔相邻的第二阻热型腔。
[0010]进一步地，所述加热器还包括控制舱外罩，所述控制舱外罩与水槽扣合固定。
[0011 ]进一步地，所述单元槽的宽度方向一侧与所述水槽一侧内壁接触，所述单元槽的宽度方向另一侧与所述水槽另一侧内壁间隔以形成流通槽，相邻的两个流通槽处于所述水槽的相对两侧。
[0012]进一步地，所述槽体的上部边缘位置向外延伸形成外伸台阶，所述水槽上部边缘内侧位置形成有至少一条辅助流道，所述辅助流道的两端连通在主流道的两个不同位置上，所述外伸台阶覆盖所述辅助流道。
[0013]进一步地，所述辅助流道位于所述第一阻热型腔的下方。
[0014]本实用新型的加热器，第一阻热型腔能够阻碍加热主体产生的热量通过散热片向控制器上板的发热电子元件(例如IGBT模块)传递，因而，加热主体产生的热量能够更多地被主流道内的液体带走，降低了加热器的热损失;另外，控制器上板的发热电子元件通过散热板也能够将热量传递至第一阻热型腔内的空气中，降低发热电子元件最终承受的热负荷。
[0015]另外，本实用新型还提供了一种暖风系统，其包括依次连接的补水壶、水栗、上述的加热器及暖风芯体，所述水栗抽取所述补水壶中的液体并使其在所述加热器及暖风芯体中循环流通。该暖风系统适用于家用轿车和商务用车等中小车型的空调系统采暖、除霜及除雾等功能。
[0016]另外，本实用新型还提供了一种汽车，其包括上述的暖风系统。
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型一实施例提供的加热器其加热主体与控制器上板的连接结构示意图；
[0018]图2是本实用新型一实施例提供的加热器的分解图；
[0019]图3是本实用新型一实施例提供的加热器其主流道及辅助流道的结构示意图；
[0020]图4是本实用新型一实施例提供的暖风系统的框架图。
[0021]说明书中的附图标记如下:
[0022]100、补水壶；
[0023]200、水栗；
[0024]300、加热器；
[0025]1、控制器上板；11、插座；12、IGBT模块;2、水槽;21、筋条;22、进水口； 23、出水口；24、水温检测管；25、流通槽;3、加热主体；31、槽体;311、单元槽；312、加强筋；32、支撑台；321、第一阻热型腔；322、第二阻热型腔；33、外伸台阶；34、加热芯体;331、密封槽;4、散热板;5、主流道;6、辅助流道；
[0026]400、暖风芯体。
【具体实施方式】
[0027]为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0028]如图1至图3所示，本实用新型一实施例提供的加热器300，包括控制器上板1、水槽2、加热主体3及散热片4。
[0029]当然，完整的加热器还应当包括图中未示出的控制舱外罩、高压线束总成、低压线束总成、电连接控制器上板与加热主体的控制器下板及用于所述控制线路板与加热主体之间的绝缘隔热的绝缘隔热结构等部件。控制舱外罩与水槽2扣合并通过螺钉固定。
[0030]本实施例中，如图1及图2所示，加热主体3包括槽体31、多个加热芯体34及形成在所述槽体31靠近所述控制器上板I的一侧的支撑台32。所述槽体31包括多个并排设置的单元槽311，所述加热芯体34插入对应的单元槽311中。
[0031]本实施例中，所述加热芯体34包括电热元件、包裹在所述电热元件外侧的绝缘导热层及包裹在绝缘导热层外侧的另一绝缘层，该绝缘层例如可以是PI膜绝缘层。电热元件的两端引出正极片及负极片，所述单元槽311与加热芯体34之间灌注密封胶，使加热芯体34只露出正极片及负极片。单元槽311的单层壁厚为2.5mm，外表面布加强筋312，这样的结构保证了加热芯体34和槽体31装配后不会因槽壁变形而产生空隙。
[0032]上述的电热元件中的发热元件为PTC(正温系数很大的半导体材料或元器件)，本实施例，优选地，所述电热元件包括正极板、负极板及连接在所述正极板与负极板之间的多片陶瓷片，相邻两片陶瓷片之间设置橡胶隔垫。正极片及负极片分别连接在所述正极板及负极板上。
[0033]本实施例中，如图3所示，所述加热主体3通过水槽2中的筋条21过盈插接在所述水槽2中并在两者之间形成主流道5 ο如图3所示，所述水槽2外侧设有连接在所述主流道5两端的进水口 22及出水口 23。如图3所示，所述单元槽311的宽度方向一侧与所述水槽2—侧内壁接触，所述单元槽311的宽度方向另一侧与所述水槽2另一侧内壁间隔以形成流通槽25，相邻的两个流通槽25处于所述水槽2的相对两侧，这样，主流道5呈迂回曲线状，主流道5包覆了每个单元槽311的外壁，进而使得液体能够由所述进水口 22依次流经每一单元槽311的外壁后，经所述出水口 33流出。这样，使得加热器加热均匀，加热效果好。
[0034]当然，主流道5不限于上述的迂回曲线状流道，还可以是其它能够增加液体流动行程的回形流道。水槽2上的的进水口 22、出水口23可以同侧面布置，也可以对立面方向布置，并且，可根据实际的管道系统要求更换进水口22、出水口23的位置。
[0035]如图1及图2所示，加热主体3的上部边缘位置向外延伸形成外伸台阶33，外伸台阶33上设有密封槽331。在密封槽331中设置总成防水密封圈能够使得控制舱外罩与水槽2之间形成密闭空间。加热主体3、控制器上板I等结构容纳于该密闭空间中。
[0036]如图2所示，所述水槽2外壁上开设有与所述主流道5连通的水温检测管24，所述水温检测管24可以设置水温传感器。水温传感器与水槽2通过密封圈密封以及卡扣紧固。
[0037]增加的水温传感器，能够对主流道5内的水温实时监控和反馈，控制器上板I根据采集到的实时温度调节加热主体3的工作时间从而减少加热主体3的工作时间，降低了产品的电能损耗。
[0038]如图1及图2所示，所述控制器上板I设置有多个插座11，控制器上板I的插座与图中未示出的控制器下板上的正电极柱及负电极柱对插，加热芯体34上的正极片及负极片分别与控制器下板上的正极弹片插座及负极弹片插座对插，并且正极弹片插座通过控制器下板上蚀刻的铜线与正电极柱连接，负极弹片插座通过控制器下板上蚀刻的铜线与负电极柱连接。
[0039]插座11连接有IGBT模块12，加热器从而将控制器上板I上的插座11与加热主体3的各个加热芯体34电连接，进而通过导入高电压控制加热主体的工作。并且，通过控制同时工作的加热芯体34数量，能够实现加热器档位的调节。
[0040]本实施例中，如图1及图2所示，所述控制器上板I设置在所述支撑台32上，所述散热片4夹设在所述控制器上板I与支撑台32之间，所述支撑台32上对应于所述散热片4的下方形成有第一阻热型腔321及与所述第一阻热型腔321相邻的第二阻热型腔322。
[0041]如图1及图2所示，所述散热片4的上表面与所述IGBT模块12的底面接触，所述散热片4的下表面与所述支撑台32的顶面接触。第一阻热型腔321及第二阻热型腔322充满空气。热量在经过第一阻热型腔321及第二阻热型腔322时逐渐减少(空气的导热能力远比加热主体的金属部分低)，因而，第一阻热型腔321及第二阻热型腔322阻碍加热主体产生的热量通过外伸台阶33向IGBT模块12传递，散热板4也会将通过第一阻热型腔321及第二阻热型腔322的热量引走，加热主体3传递给IGBT模块12的热负荷显著降低。
[0042]如图2及图3所示，所述水槽2上部边缘内侧位置形成有三条辅助流道6，所述辅助流道6的两端连通在主流道5的两个不同位置上，所述外伸台阶33覆盖所述辅助流道6。辅助流道位于所述第一阻热型腔321的下方。当液体在主流道5中循环的时候水压会将液体挤压到辅助流道6中循环，辅助流道6中的液体吸收加热主体3的外伸台阶33释放的热量，这样就让液体更多的接触到加热主体3，带走更多的热量。相应减少加热主体3传递给周围零部件的无效能量。
[0043]另外，本实施例中，IGBT模块12、第一阻热型腔321与第二阻热型腔322、辅助流道6在高度方向上重叠，第一阻热型腔321及第一阻热型腔322的阻碍将热量积压在下方的外伸台阶33上，由于外伸台阶33覆盖辅助流道6，辅助流道6中的液体刚好经过外伸台阶33下方，带走积压的热量。如此，大量的热能得到了有效的运用，加热主体3周围的元件热负荷也大大降低。可见，第一阻热型腔321、第二阻热型腔322及辅助流道6的组合设计有利于加热主体热量的利用，降低元器件的热负荷。传递给IGBT模块12的热量大量减少，从而降低对IGBT模块的损害强度，增加了安全性。
[0044]本实用新型上述实施例的加热器，其工作原理如下:
[0045]该加热器300通过低压线束总成给控制器上板I通入低压电的控制信号，控制线路板I根据采集到的数据经过数据分析输出加热主体3开启和换挡的控制信号，并以此选择对应的IGBT模块12，并将占空比作息传给IGBT模块12，以驱动GBT模块12的通断，IGBT模块12的通断控制加热主体3的高压回路的通断，在加热主体3的高压回路导通时，高压线束总成通过IGBT模块12、插座11向加热主体3的部分或全部加热芯体34通入设定的高压电，加热芯体34通入高压电之后开始工作产生热量，并通过槽体31将热量传递到水槽2中的液体之中，液体通过外部的水栗从进水口22进入到水槽2内，并沿着主流道5及辅助流道6流动，流动液体经过加热主体3加热后从出水口 23排出并进入通向暖风系统的管路，从而达到给汽车暖风系统供热的功能。加热器300工作一段时间后，水温达到需求温度，控制器上板I根据采集的水温传感器等温度采集单元传来的实时数据信号，不断调整输出的控制信号，从而控制加热主体3各个加热芯体34的通断实现加热器档位调整，以此达到自动恒温节能的目的。
[0046]另外，如图4所示，本实用新型还提供了一种暖风系统，其包括依次连接的补水壶1000、水栗200、上述的加热器300及暖风芯体400，所述水栗200抽取所述补水壶100中的液体并使其在所述加热器300及暖风芯体400中循环流通。该暖风系统能够应用于新能源车的空调米暖、除霜及除雾。
[0047]加热器300加热得到的液体流经暖风芯体400给空调箱体提供热源。换热后的液体再进入补水壶100参与循环，补水壶100设有排气阀和补液口，能让整个暖风系统排气顺畅和方便补给冷却液。相对于常规的暖风系统需要连接两个三通阀来实现上述两个功能(排气顺畅和方便补给冷却液)，同时设置排气阀和补液口的设计既有利于管路布局，也有利于降低系统成本。
[0048]另外，本实用新型一实施例还提供了一种汽车，其包括上述的暖风系统。
[0049]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种加热器，其特征在于，包括控制器上板、加热主体、水槽及散热片，所述加热主体插接在所述水槽中，并在所述加热主体与水槽之间形成主流道，所述水槽外侧设有连接在所述主流道两端的进水口及出水口，所述加热主体靠近所述控制器上板的一侧形成支撑台，所述控制器上板设置在所述支撑台上并与所述加热主体电连接，所述散热片夹设在所述控制器上板与支撑台之间，所述支撑台上对应于所述散热片的下方形成有第一阻热型腔。2.根据权利要求1所述的加热器，其特征在于，所述加热主体包括槽体及多个加热芯体，所述槽体包括并排设置的多个单元槽，多个所述加热芯体插入对应的单元槽中并与控制器上板电连接。3.根据权利要求2所述的加热器，其特征在于，所述控制器上板包括至少一个IGBT模块，所述散热片的上表面与所述IGBT模块的底面接触，所述散热片的下表面与所述支撑台的顶面接触。4.根据权利要求1所述的加热器，其特征在于，所述支撑台上形成有与所述第一阻热型腔相邻的第二阻热型腔。5.根据权利要求1所述的加热器，其特征在于，所述加热器还包括控制舱外罩，所述控制舱外罩与水槽扣合固定。6.根据权利要求2所述的加热器，其特征在于，所述单元槽的宽度方向一侧与所述水槽一侧内壁接触，所述单元槽的宽度方向另一侧与所述水槽另一侧内壁间隔以形成流通槽，相邻的两个流通槽处于所述水槽的相对两侧。7.根据权利要求2所述的加热器，其特征在于，所述槽体的上部边缘位置向外延伸形成外伸台阶，所述水槽上部边缘内侧位置形成有至少一条辅助流道，所述辅助流道的两端连通在主流道的两个不同位置上，所述外伸台阶覆盖所述辅助流道。8.根据权利要求7所述的加热器，其特征在于，所述辅助流道位于所述第一阻热型腔的下方。9.一种暖风系统，其特征在于，包括依次连接的补水壶、水栗、权利要求1-8任意一项所述的加热器及暖风芯体，所述水栗抽取所述补水壶中的液体并使其在所述加热器及暖风芯体中循环流通。10.一种汽车，其特征在于，包括权利要求9所述的暖风系统。
【文档编号】B60H1/22GK205632034SQ201620347072
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年4月22日
【发明人】黄祥德, 杨峰, 徐曙
【申请人】比亚迪股份有限公司