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，该加热器包括控制线路板、加热主体、电路导通结构、控制舱外罩及水槽，所述加热主体包括多个加热芯体，所述控制线路板设置有多个插座，所述电路导通结构上设置有正电极柱及多个负电极柱，所述正电极柱及负电极柱插入控制线路板上对应的插座中，每一所述加热芯体的正极电连接至所述正电极柱，每一所述负电极柱与至少一个所述加热芯体的负极电连接。该加热器，通过导通或断开不同的负电极柱来选择不同加热芯体的工作组合，能够实现加热器多个档位控制。
【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，特别是设及一种加热器、暖风系 统及汽车。
【背景技术】
[0002] 申请号为201310302343.9的中国专利申请公开了一种用于汽车空调系统的高压 PTC液体加热器，该PTC液体加热器，其由上壳体、下壳体、散热器、安装在散热器上面的加热 忍体、与加热忍体相连接的控制系统W及与控制系统相连接的高压连接器组成。该PTC液体 加热器主要是通过外部输出信号控制高压输出，高压连接器输出高压电给加热忍体后，加 热忍体开始发热，散热器将加热忍体产生的热量通过液体槽内流动的液体带出，从而达到 给整车空调系统提供热能。
[0003] 运种形式的PTC液体加热器控制系统和加热忍体之间没有很好的隔热和绝缘系 统，加热忍体工作的时候容易将高溫传递到控制系统从而使电子元器件失效。
[0004] 另外，运种形式的PTC液体加热器，加热忍体为整体加热，不能选择加热忍体的部 分进行加热，即没有挡位调节功能。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型所要解决的技术问题是针对现有的液体加热器不能调节加热挡位的 缺陷，提供一种加热器。
[0006] 本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：
[0007] 提供一种加热器，包括控制线路板、加热主体、电连接在所述控制线路板与加热主 体之间的电路导通结构、控制舱外罩及水槽，所述控制舱外罩与水槽固定连接，所述加热主 体插接在所述水槽中并在两者之间形成流道，所述水槽外侧设有连接在所述流道两端的进 水口及出水口；所述加热主体包括多个加热忍体，所述控制线路板设置有多个插座，所述电 路导通结构上设置有正电极柱及多个负电极柱，所述正电极柱及负电极柱插入控制线路板 上对应的插座中，每一所述加热忍体的正极电连接至所述正电极柱，每一所述负电极柱与 至少一个所述加热忍体的负极电连接。
[000引进一步地，所述加热主体还包括槽体，所述槽体包括多个并排设置的单元槽，所述 加热忍体插入对应的单元槽中，所述加热忍体包括电热元件及包裹在所述电热元件外侧的 绝缘导热层，所述电热元件的两端引出正极片及负极片，所述单元槽与加热忍体之间灌注 密封胶，所述正极片及负极片伸出所述密封胶之外，每一所述加热忍体的正极片电连接至 所述正电极柱，每一所述负电极柱与至少一个所述加热忍体的负极片电连接。
[0009]进一步地，所述电路导通结构上设置有多个正极弹片插座及多个负极弹片插座， 所述多个正极弹片插座电连接至所述正电极柱，所述多个负极弹片插座包括多个负极弹片 插座组，每一负极弹片插座组包括至少一个负极弹片插座，每一负极弹片插座组中的所有 负极弹片插座电连接至其中一个负电极柱，所述正极片及负极片分别插入所述正极弹片插 座及负极弹片插座中。
[0010] 进一步地，所述加热器还包括所述控制线路板电连接的低压线束总成和高压线束 总成，所述水槽外壁上开设有与所述流道连通的水溫检测管，所述水溫检测管中设置有与 所述低压线束总成电连接的水溫传感器。
[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W形成流通槽，相邻的两个流通槽处于所述水 槽的相对两侧，进而使得液体能够由所述进水口依次流经每一单元槽的外壁后，经所述出 水口流出。
[0012] 进一步地，所述绝缘隔热结构包括覆盖在加热器主体上的封胶层及设置在所述封 胶层与电路导通结构之间的绝缘泡棉。
[0013] 进一步地，所述绝缘隔热结构还包括设置在所述控制线路板与电路导通结构之间 的绝缘隔热垫。
[0014] 进一步地，所述加热器还包括安装固定支架，所述安装固定支架的一侧连接在水 槽的下表面，另一侧连接至车身。
[0015] 本实用新型的加热器，控制线路板设置有多个插座，电路导通结构上设置有正电 极柱及多个负电极柱，正电极柱及负电极柱插入控制线路板上对应的插座中，每一加热忍 体的正极电连接至正电极柱，每一负电极柱与至少一个加热忍体的负极电连接，运样，通过 导通或断开不同的负电极柱来选择不同加热忍体的工作组合，能够实现加热器多个档位控 审IJ。另外，控制线路板与加热主体之间设有起绝缘隔热作用的绝缘隔热结构，改善了加热主 体和控制线路板之间的绝缘隔热问题，增强了产品的安全性能，并且通过水槽与加热主体 之间流道设计增加了液体受热面积，从而使产品加热效率得到极大的提升，能够充分利用 加热主体的热能，液体介质的加热溫度也更高，既充分节省了产品的空间占用，也充分利用 了消耗的电能。另外，控制线路板和加热主体集成为一体，大大节省了产品本身所占用的空 间，而且运种集成的加热器减少了信号和电流传送的路径，减少了传输过程中的能源损耗。
[0016] 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、水累、上述 的加热器及暖风忍体，所述水累抽取所述补水壶中的液体并使其在所述加热器及暖风忍体 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。
[0017] 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】
[0018] 图1是本实用新型一实施例提供的加热器的结构示意图；
[0019] 图2是本实用新型一实施例提供的加热器的局部剖视图；
[0020] 图3是本实用新型一实施例提供的加热器其流道的结构示意图；
[0021] 图4是本实用新型一实施例提供的加热器其加热主体、电路导通结构及控制线路 板的连接示意图；
[0022] 图5是本实用新型一实施例提供的加热器其水溫传感器与水槽的结构示意图；
[0023] 图6是本实用新型一实施例提供的加热器其加热主体、绝缘隔热结构及电路导通 结构的分解图；
[0024] 图7是本实用新型一实施例提供的暖风系统的结构示意图。
[0025] 说明书中的附图标记如下：
[00%] 100、补水壶；
[0027] 200、水累；
[002引 300、加热器；
[0029] 1、控制舱外罩;2、水槽;21、筋条;22、进水日；23、出水日；24、水溫检测管;25、流通 槽;3、加热主体;31、槽体;311、单元槽;312、加强筋;32、加热忍体;321、电热元件;322、正极 片；323、负极片；33、外伸台阶;331、密封槽;4、控制线路板;41、插座;42、IGBT模块;5、高压 线束总成;6、低压线束总成；7、水溫传感器;8、绝缘隔热结构;9、电路导通结构；91、正极弹 片插座;92、负极弹片插座;93、正电极柱;94、负电极柱；10、流道；11、安装固定支架；12、封 胶层；13、绝缘泡棉；14、绝缘隔热垫；
[0030] 400、暖风忍体。
【具体实施方式】
[0031] 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，W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W解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0032] 如图1至图6所示，本实用新型一实施例提供的加热器300,包括控制舱外罩1、水槽 2、加热主体3、控制线路板4、高压线束总成5、低压线束总成6、水溫传感器7、绝缘隔热结构8 及电路导通结构9。高压线束总成5和低压线束总成6均通过卡扣扣在加热器300的控制舱外 罩1或水槽2上，或者是装配在控制舱外罩1或水槽2上的饭金上。绝缘隔热结构8将加热主体 3的热量和控制线路板4分隔开来，起到保护控制线路板4的作用。
[0033] 如图2及图4所示，加热主体3包括槽体31及多个加热忍体32,所述槽体31包括多个 并排设置的单元槽311，所述加热忍体32插入对应的单元槽311中。所述加热忍体32包括电 热元件321、包裹在所述电热元件321外侧的绝缘导热层（图中未标示)及包裹在绝缘导热层 外侧的另一绝缘层（图中未标示），该绝缘层例如可W是PI膜绝缘层。所述电热元件321的两 端引出正极片322及负极片323,所述单元槽311与加热忍体32之间灌注密封胶，使加热忍体 只露出正极片322及负极片323。单元槽311的单层壁厚为2.5mm，外表面布加强筋312,运样 的结构保证了加热忍体32和槽体31装配后不会因槽壁变形而产生空隙。
[0034] 上述的电热元件中的发热元件为PTC(正溫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322及负极片323分别连接在所述正 极板及负极板上。
[0035] 本实施例中，如图3及图5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流道10。如图3所示，所述水槽2外侧设有连接在所述流道10 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W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，运样，流道10呈迂回曲线状，流道10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。运样，使得加热器加热均匀，加热效果好(进水口、出水口的 溫差可达到l〇°C左右）。
[0036] 当然，流道10不限于上述的迂回曲线状流道，还可W是其它能够增加液体流动行 程的回形流道。水槽2上的进水口22、出水口 23可W同侧面布置，也可W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。
[0037] 如图1及图2所示，所述控制舱外罩1与水槽巧0合并通过螺钉固定。如图4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1与水槽2之间形成密闭空间。加热主体 3、控制线路板4、绝缘隔热结构8及控制下板9容纳于该密闭空间中。
[0038] 如图1及图2所示，所述水槽2外壁上开设有与所述流道10连通的水溫检测管24,所 述水溫检测管24中设置有水溫传感器7。水溫传感器7与水槽2通过密封圈密封W及卡扣紧 固。当然，水溫传感器7与水槽2也可W是卡环和插销限位固定的结构方式。
[0039] 增加的水溫传感器7,能够对流道10内的水溫实时监控和反馈，控制线路板4根据 采集到的实时溫度调节加热主体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。
[0040] 如图1所示，加热器300还包括一安装固定支架11，所述安装固定支架11的一侧连 接在水槽2的下表面，另一侧连接至车身，W将加热器300安装在车身上。安装固定支架11的 结构可随着整车的布置空间和安装孔自由设计，使得该加热器产品使用范围大大提升，并 且，使得该加热器产品仅仅占用很少的空间，消耗较少的电能就能够满足大部分的私家小 轿车和商务车等中小型新能源车的热能量需求。
[0041] 如图4及图6所示，所述控制线路板4设置有多个插座41，所述电路导通结构9上设 置有多个正极弹片插座91、多个负极弹片插座92、正电极柱93及多个负电极柱94,所述多个 正极弹片插座91通过控制线路板4上蚀刻的铜线电连接至所述正电极柱93,所述多个负极 弹片插座92包括多个负极弹片插座组，每一负极弹片插座组包括至少一个负极弹片插座 92,每一负极弹片插座组92中的所有负极弹片插座92通过控制线路板4上蚀刻的铜线电连 接至其中一个负电极柱94,所述正电极柱93及负电极柱94插入控制线路板4上对应的插座 41中，所述正极片322及负极片323分别插入所述正极弹片插座91及负极弹片插座92中。运 样，将控制线路板4与加热器主体3电连接。
[0042] 本实施例中，多个加热忍体32可W分成多组，加热忍体32的组数对应于负电极柱 94的数量。控制负电极柱94的通断可W选择加热时需要工作的加热忍体的数量，W此实现 加热器档位可调的功能。
[0043] 本实施例中，外部的低压电源通过低压线束总成6通入低压电的控制信号至控制 线路板4，插座41连接对应的IGBT模块42 (如图4所示），控制线路板4接收输入的控制信息， 迅速处理然后根据控制策略选择对应的IGBT模块42,并将占空比信息传给IGBT模块，当 IGBT模块接收到信息后会控制IGBT模块42的通断，IGBT模块42的通断控制加热主体3的高 压回路的通断，最终决定加热主体3的部分或全部加热忍体的工作与不工作。此处，IGBT模 块42起到了关键性的枢纽作用，IGBT模块42自身对热量很敏感，容易被损坏，在高溫环境下 极容易被电压击穿，但是运用在加热器上就一定会有高溫环境的存在，因而，本实施例中， 还可W在控制线路板4上设置溫度传感器，在加热过程中，溫度传感器能实现控制元器件 (例如IGBT模块)溫度过高自保护功能。
[0044] 如图4及图6所示，在一具体实施例中，加热主体3具有5个加热忍体32,每一加热忍 体32的两端引出一正极片322及负极片323,因而，加热忍体32共有5个正极片322及5个负极 片323;5个正极片322插入5个正极弹片插座91中，5个正极弹片插座91电连接到正电极柱 93, W此将各个加热忍体32的正极电连接至正电极柱93,正电极柱93插入控制线路板4上对 应的插座41中。5个负极片323插入5个负极弹片插座92中，5个负极弹片插座92由图6中的左 边至右边分成两组负极弹片插座组（W下分别称为a组、b组），a组、b组分别包含2个负极弹 片插座、3个负极弹片插座，a组、b组对应的负电极柱94W下分别称为负电极柱A、负电极柱 B，因而，负电极柱A相当于连接了前面两个加热忍体32,负电极柱B相当于连接了接下来的 =个加热忍体32。运样，通过导通或断开不同的负电极柱来选择不同加热忍体的工作组合， 能够实现加热器1~3的3个档位控制，具体如下表1:
[0045] 表1加热器档位与各个负电极柱的导通关系
[0046] 注：V代表导通，X代表断开
[0047]
[0048] 当然，在其它实施例中，根据不同的需求，也可W通过调整加热器忍体的数量、加 热器忍体与电路导通结构的连接方式及电路导通结构的负极弹片插座与负电极柱的连接 方式，增加或减少加热器档位。
[0049] 如图1及图6所示，所述绝缘隔热结构8包括覆盖在加热器主体3上的封胶层12、设 置在所述封胶层12、设置在所述封胶层12与电路导通结构9之间的绝缘泡棉13及设置在所 述控制线路板4与电路导通结构9之间的绝缘隔热垫14。
[0050] 本实用新型上述实施例的加热器，其工作原理如下：
[0051] 该加热器300由外部的低压电源通过低压线束总成6给控制线路板4通入低压电的 控制信号，控制线路板4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，控制线路板4输出控制信号后，高压线束总成5开始通过电路导通结构9向加热主体3 的部分或全部加热忍体32通入设定的高压电，加热忍体32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，液体通过外部的水累从进水口22进入 到水槽2内，并沿着水槽2和加热主体3之间形成的流道10流动，流道10内的流动液体经过加 热主体巧日热后从出水口 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，水溫达到需求溫度，控制线路板4在控制舱外罩1的 防护下不断采集来自水溫传感器7等溫度采集单元传来的数据信号，根据采集的水溫传感 器7等溫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，从而控制各个加热忍 体32的通断实现加热器档位调整，W此达到自动恒溫节能的目的。
[0052] 本实用新型上述实施例的加热器，控制线路板设置有多个插座，电路导通结构上 设置有正电极柱及多个负电极柱，正电极柱及负电极柱插入控制线路板上对应的插座中， 每一加热忍体的正极电连接至正电极柱，每一负电极柱与至少一个加热忍体的负极电连 接，运样，通过导通或断开不同的负电极柱来选择不同加热忍体的工作组合，能够实现加热 器多个档位控制。另外，控制线路板与加热主体之间设有起绝缘隔热作用的绝缘隔热结构， 改善了加热主体和控制线路板之间的绝缘隔热问题，增强了产品的安全性能，并且通过水 槽与加热主体之间流道设计增加了液体受热面积，从而使产品加热效率得到极大的提升， 能够充分利用加热主体的热能，液体介质的加热溫度也更高，既充分节省了产品的空间占 用，也充分利用了消耗的电能。另外，控制线路板和加热主体集成为一体，大大节省了产品 本身所占用的空间，而且运种集成的加热器减少了信号和电流传送的路径，减少了传输过 程中的能源损耗。另外，高压线束总成能够给加热主体通入高压电，使得该加热器功率高 (例如3KW)，电压覆盖面范围广，能够满足各种中小车型新能源汽车的加热需求。
[0053] 另外，如图7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、水累200、上述的加热器300及暖风忍体400,所述水累200抽取所述补水壶100中的液 体并使其在所述加热器300及暖风忍体400中循环流通。该暖风系统能够应用于新能源车的 空调采暖、除霜及除雾。
[0054] 加热器300加热得到的液体流经暖风忍体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设有排气管和补液口，排气管上设置有排气阀，W此 使得整个暖风系统排气顺杨，通过补液口能够方便补给冷却液。相对于常规的暖风系统需 要连接两个=通阀来实现上述两个功能(排气顺杨和方便补给冷却液），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。
[0055] 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。
[0056] W上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用W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，包括控制线路板、加热主体、电连接在所述控制线路板与 加热主体之间的电路导通结构、控制舱外罩及水槽，所述控制舱外罩与水槽固定连接，所述 加热主体插接在所述水槽中并在两者之间形成流道，所述水槽外侧设有连接在所述流道两 端的进水口及出水口；所述加热主体包括多个加热芯体，所述控制线路板设置有多个插座， 所述电路导通结构上设置有正电极柱及多个负电极柱，所述正电极柱及负电极柱插入控制 线路板上对应的插座中，每一所述加热芯体的正极电连接至所述正电极柱，每一所述负电 极柱与至少一个所述加热芯体的负极电连接。2. 根据权利要求1所述的加热器，其特征在于，所述加热主体还包括槽体，所述槽体包 括多个并排设置的单元槽，所述加热芯体插入对应的单元槽中，所述加热芯体包括电热元 件及包裹在所述电热元件外侧的绝缘导热层，所述电热元件的两端引出正极片及负极片， 所述单元槽与加热芯体之间灌注密封胶，所述正极片及负极片伸出所述密封胶之外，每一 所述加热芯体的正极片电连接至所述正电极柱，每一所述负电极柱与至少一个所述加热芯 体的负极片电连接。3. 根据权利要求2所述的加热器，其特征在于，所述电路导通结构上设置有多个正极弹 片插座及多个负极弹片插座，所述多个正极弹片插座电连接至所述正电极柱，所述多个负 极弹片插座包括多个负极弹片插座组，每一负极弹片插座组包括至少一个负极弹片插座， 每一负极弹片插座组中的所有负极弹片插座电连接至其中一个负电极柱，所述正极片及负 极片分别插入所述正极弹片插座及负极弹片插座中。4. 根据权利要求1所述的加热器，其特征在于，所述加热器还包括所述控制线路板电连 接的低压线束总成和高压线束总成，所述水槽外壁上开设有与所述流道连通的水温检测 管，所述水温检测管中设置有与所述低压线束总成电连接的水温传感器。5. 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，进而使得液体能够由所述进水口依次流经每 一单元槽的外壁后，经所述出水口流出。6. 根据权利要求1-5任意一项所述的加热器，其特征在于，所述加热器还包括用于所述 控制线路板与加热主体之间的绝缘隔热的绝缘隔热结构，所述绝缘隔热结构包括覆盖在加 热器主体上的封胶层及设置在所述封胶层与电路导通结构之间的绝缘泡棉。7. 根据权利要求6所述的加热器，其特征在于，所述绝缘隔热结构还包括设置在所述控 制线路板与电路导通结构之间的绝缘隔热垫。8. 根据权利要求1所述的加热器，其特征在于，所述加热器还包括安装固定支架，所述 安装固定支架的一侧连接在水槽的下表面，另一侧连接至车身。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. -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】F24H9/18GK205641499SQ201620348662
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年4月22日
【发明人】徐曙, 杨峰, 黄祥德, 祝继红
【申请人】比亚迪股份有限公司