新能源汽车用空气加热器的制作方法

1.本实用新型涉及新能源汽车用空气加热装置技术领域，具体涉及一种新能源汽车用空气加热器。


背景技术：

2.为了达到环保的目的，目前市面的汽车逐步往采用电能作为新能源的方向发展，目前市面上的以电能作为新能源的汽车中均安装有空气加热器，该空气加热器用于对空气进行加热，加热后的空气用于输送到车内以提高车内的温度。目前市面的空气加热器主要包括控制盒、支撑座和加热单元，支撑座固定在控制盒的外底部上，加热单元的上端与支撑座固定，然而目前市面上的空气加热器中的控制盒是由铝材料制成的，这样一来，不仅存在空气加热器重量大和生产成本高的缺点，而且还无法满足汽车的轻量化需求。


技术实现要素：

3.针对现有技术的不足，本实用新型提供一种新能源汽车用空气加热器，其内部的控制盒通过采用塑料材料制成后，能够降低空气加热器的重量和生产成本，且能够满足汽车的轻量化需求。
4.本实用新型的新能源汽车用空气加热器，包括控制盒、支撑座和加热单元，支撑座固定在控制盒的外底部上，加热单元的上端与支撑座固定，控制盒的内部固定有电路板，加热单元与电路板电连接，控制盒包括上盒体和下盒体，上盒体的下端与下盒体的上端连接，上盒体和下盒体均由塑料材料制成，上盒体和下盒体的内壁上均电镀有金属屏蔽层。
5.本实用新型的新能源汽车用空气加热器，其中，电路板上安装有与电路板电连接的igbt单元，igbt单元与下盒体的内底部之间设置有绝缘层，绝缘层的下表面与下盒体的内底部之间以及绝缘层的上表面与igbt单元的下表面之间均设置有导热层，igbt单元与电路板之间设置有用于将igbt单元、绝缘层以及两个导热层压紧在下盒体的内底部上的压紧架，电路板和压紧架一同固定在下盒体中。
6.本实用新型的新能源汽车用空气加热器，其中，压紧架的下表面上设置有两道第一凸筋，两道第一凸筋用于与igbt单元的上表面抵靠，位于两道第一凸筋之间的压紧架的下表面与igbt单元的上表面之间形成用于对igbt单元进行散热的散热通道。
7.本实用新型的新能源汽车用空气加热器，其中，igbt单元包括若干个igbt模块，每个igbt模块的引脚均与电路板焊接，压紧架的下表面上设置有与igbt模块相同数量的第一限位柱，每个第一限位柱均用于与其中一个igbt模块中的第一限位孔配合插接；压紧架的上表面上设置有若干凹槽；电路板和压紧架通过若干个第一螺钉固定在下盒体中；位于igbt单元下方的下盒体的外底部上设置有第一散热翅片。
8.本实用新型的新能源汽车用空气加热器，其中，电路板上安装有导电插座，导电插座与电路板电连接；上盒体上固定有导电接插件，导电接插件的下端设置有导电插片组，导电插片组用于与导电插座配合插接以使导电插座与导电接插件实现电连接，导电接插件的
上端设置有用于与电源线电连接的导电接头部。
9.本实用新型的新能源汽车用空气加热器，其中，导电插座的底部设置定位块，电路板上设置有用于供定位块穿过并用于与定位块配合定位的定位孔；导电插座的底部设置有一对第一卡钩，电路板上设置有用于供每个第一卡钩一一穿过的卡孔，每个第一卡钩穿过对应位置上的卡孔后均与位于卡孔边缘处的电路板配合卡接；上盒体的外顶部上设置有限位块，限位块用于与位于导电接插件的外壁上的限位槽嵌合；导电接插件的边缘处活动穿设有若干个呈周向分布的第二螺钉，每个第二螺钉均与上盒体螺纹连接，导电接插件通过若干个第二螺钉固定在上盒体上。
10.本实用新型的新能源汽车用空气加热器，其中，加热单元的前侧安装有传感器支架，传感器支架上安装有若干个呈阵列状分布的温度传感器，每个温度传感器的引出线均穿过下盒体后与位于下盒体中的电路板电连接。
11.本实用新型的新能源汽车用空气加热器，其中，位于每个温度传感器所在位置处的传感器支架上均设置有一对用于与位于温度传感器上的连接孔配合卡接的第二卡钩；位于每个温度传感器所在位置处的传感器支架上均设置有一对用于与位于温度传感器上的连接孔配合插接以实现对温度传感器的定位的插块。
12.本实用新型的新能源汽车用空气加热器，其中，每个温度传感器的引出线的外部均套装有护线管，传感器支架的后侧面上设置有用于供每根护线管一一嵌入的嵌槽，每个嵌槽的左右两侧内壁上均设置有若干个沿护线管的长度方向分布的且用于与护线管配合卡接以防止护线管从嵌槽中脱出的卡块；传感器支架下端的左右两侧均设置有至少一个第三卡钩，第三卡钩用于与加热单元配合卡接；传感器支架的上端设置有至少一个凸耳，传感器支架通过穿设在凸耳中且与支撑座螺纹连接的第一螺栓与支撑座固定；下盒体的底部固定有引线端子，引线端子与下盒体之间嵌装有第一密封圈，每个温度传感器的引出线均穿过引线端子后伸入至控制盒中，温度传感器的引出线穿过引线端子后，引线端子中填充有密封胶；加热单元和传感器支架的外部套装有防护框，防护框的上端通过若干个第二螺栓与支撑座固定。
13.本实用新型的新能源汽车用空气加热器，其中，加热单元包括若干根由左向右分布的导热管，支撑座中设置有用于供若干根导热管的上端一一穿过的通孔，每根导热管穿过对应位置上的通孔后均与支撑座紧配合，每根导热管中均插装有电热管组件，电热管组件与电路板电连接，每根导热管的左右两侧外壁上均设置有沿导热管的长度方向分布的若干个第二散热翅片，支撑座与下盒体之间嵌装有隔热垫，隔热垫中设置有与导热管相同数量的让位孔，每个让位孔均用于供对应位置上的导热管穿过；下盒体的底部设置有与导热管相同数量的插孔，每个插孔均用于供对应位置上的导热管的上端插入，每根导热管的上端与对应位置上的插孔之间均嵌装有第二密封圈；每个插孔的上方均设置有两个呈前后方向分布的且用于与导热管的上端抵靠的挡块，每个挡块均与下盒体连接于一体；每个通孔的左右两侧内壁上均设置有若干个第二凸筋，导热管穿过通孔后，导热管与第二凸筋过盈配合；支撑座中设置有若干个第二限位孔，下盒体的外底部上设置有用于与若干个第二限位孔一一配合插接的第二限位柱；支撑座中活动穿设有若干个第三螺栓，下盒体的外底部上设置有用于与若干个第三螺栓一一螺纹连接的螺纹盲孔，支撑座通过若干个第三螺栓固定在下盒体的外底部上。
14.本实用新型内部的控制盒通过采用塑料材料制成后，能够降低空气加热器的重量和生产成本，且能够满足汽车的轻量化需求；此外，本实用新型之所以在上盒体和下盒体的内壁上均电镀有金属屏蔽层，目的是为了避免控制盒内部的电路板受到外部电磁场的干扰，同时也为了避免控制盒内部的电路板在工作时所产生的电磁场对整车中的其他部件的工作造成干扰，即该金属屏蔽层能够达到屏蔽电磁场的作用。
附图说明
15.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
16.图1为本实用新型的立体结构示意图；
17.图2为电路板与下盒体装配后的立体结构示意图；
18.图3为下盒体的立体结构示意图；
19.图4为电路板与下盒体拆分后的立体结构示意图；
20.图5为电路板、压紧架、igbt单元、绝缘层和下盒体装配后的剖视结构示意图；
21.图6为图5中a处放大后的结构示意图；
22.图7为igbt单元、压紧架和电路板装配后的立体结构示意图；
23.图8为图7的部分分解立体结构示意图；
24.图9为压紧架、igbt单元、绝缘层和下盒体装配后的立体结构示意图；
25.图10为本实用新型去掉支撑座、加热单元和防护框后的立体结构示意图；
26.图11为图10的其中一个部分分解立体结构示意图；
27.图12为图10的另一个部分分解立体结构示意图；
28.图13为导电插座与电路板装配后的部分立体结构示意图；
29.图14为本实用新型去掉上盒体、防护框和传感器支架后的主视结构示意图；
30.图15为本实用新型去掉加热单元和防护框后的立体结构示意图；
31.图16为图15的部分分解立体结构示意图；
32.图17为本实用新型去掉上盒体、电路板、压紧架、igbt单元、防护框和传感器支架后的立体结构示意图；
33.图18为图17中b处放大后的结构示意图；
34.图19为本实用新型去掉上盒体和防护框后的立体结构示意图；
35.图20为图19中c处放大后的结构示意图；
36.图21为图19中d处放大后的结构示意图；
37.图22为温度传感器、护线管和传感器支架装配后的立体结构示意图；
38.图23为图22中e处放大后的结构示意图；
39.图24为本实用新型采用另一种控制盒形式时的立体结构示意图。
具体实施方式
40.以下将以图式揭露本实用新型的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本实用新型。也就是说，在本实用新型的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简
化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。
41.另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本实用新型，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
42.如图1-图23所示，本实用新型的新能源汽车用空气加热器，包括控制盒1、支撑座2和加热单元3，支撑座2固定在控制盒1的外底部上，加热单元3的上端与支撑座2固定，控制盒1的内部固定有电路板4，加热单元3与电路板4电连接，控制盒1包括上盒体11和下盒体12，上盒体11的下端与下盒体12的上端连接，上盒体11和下盒体12均由塑料材料制成，上盒体11和下盒体12的内壁上均电镀有金属屏蔽层；该上盒体和下盒体内壁上的金属屏蔽层是通过以下方式实现的：首先在在上盒体和下盒体的内壁上电镀上一层1.5um厚的铝材料层，接着再在铝材料层的基础上电镀一层1.3um厚的镍材料层，然后再在镍材料层的基础上电镀一层1.1um厚的铬材料层，铝材料层、镍材料层和铬材料层组合形成了金属屏蔽层。
43.电路板4上安装有与电路板4电连接的igbt单元41，igbt单元41与下盒体12的内底部之间设置有绝缘层13，绝缘层13的下表面与下盒体12的内底部之间以及绝缘层13的上表面与igbt单元41的下表面之间均设置有导热层14，igbt单元41与电路板4之间设置有用于将igbt单元41、绝缘层13以及两个导热层14压紧在下盒体12的内底部上的压紧架5，电路板4和压紧架5一同固定在下盒体12中；上述导热层采用的是导热硅胶层；本实用新型内部的igbt单元是依靠压紧架压紧的，即电路板无需再对igbt单元施加压力，这样一来，能够消除位于igbt周围的电路板及电子元件的应力，从而能够有效避免电路板及电子元件的损坏，进而能够提高空气加热器的可靠性和使用寿命。
44.压紧架5的下表面上设置有两道第一凸筋51，两道第一凸筋51用于与igbt单元41的上表面抵靠，位于两道第一凸筋51之间的压紧架5的下表面与igbt单元41的上表面之间形成用于对igbt单元41进行散热的散热通道52；通过在压紧架的下表面上设置两道第一凸筋后，两道第一凸筋能够与igbt单元的上表面抵靠，这样一来，压紧架的下表面与igbt单元的上表面之间能够形成散热通道，从而能够使得igbt单元得到更好地散热。
45.igbt单元41包括若干个igbt模块411，每个igbt模块411的引脚均与电路板4焊接，压紧架5的下表面上设置有与igbt模块411相同数量的第一限位柱53，每个第一限位柱53均用于与其中一个igbt模块411中的第一限位孔412配合插接；压紧架5的上表面上设置有若干凹槽54；电路板4和压紧架5通过若干个第一螺钉42固定在下盒体12中；位于igbt单元41下方的下盒体12的外底部上设置有第一散热翅片121；通过第一限位柱和第一限位孔的设置，在igbt模块与压紧架装配，且在igbt模块的引脚与电路板进行焊接时，能够实现对igbt模块和压紧架的定位；通过凹槽的设置，能够提高压紧架的结构强度，且能够降低制造压紧架时的材料成本，此外，还能够减轻压紧架的重量，以满足汽车的轻量化需求；通过采用第一螺钉来固定电路板和压紧架，电路板和压紧架均能够被可靠地固定在下盒体中；通过第一散热翅片的设置，当igbt单元的热量传递给下盒体后，下盒体能够通过第一散热翅片更
好地进行散热。
46.电路板4上安装有导电插座43，导电插座43与电路板4电连接；上盒体11上固定有导电接插件6，导电接插件6的下端设置有导电插片组61，导电插片组61用于与导电插座43配合插接以使导电插座43与导电接插件6实现电连接，导电接插件6的上端设置有用于与电源线电连接的导电接头部62；本实用新型内部的导电插座与位于导电接插件下端的导电插片组配合插接后，导电插座与导电接插件之间即可实现电连接，这样一来，无需使用线束来连接电路板和导电接插件，从而能够给电路板与导电接插件的连接带来方便，此外，还能够克服采用线束连接电路板和导电接插件所存在的以下缺点：例如，空气加热器中的电路板和导电接头采用线束进行电连接的话，在控制盒进行装配的过程中，如线束的位置产生偏移时，线束容易出现被压伤或压坏的现象，又或者，在汽车产生振动时，线束容易触碰到位于电路板上的电子元件，从而容易导致电子元件的损坏，此外，当线束中有大电流通过时，线束中产生的寄生电容容易对电路板上的电子元件造成干扰；另外在上盒体与下盒体装配后，位于导电接插件底部的导电插片组能够自然而然地与导电插座配合插接。
47.导电插座43的底部设置定位块431，电路板4上设置有用于供定位块431穿过并用于与定位块431配合定位的定位孔44；导电插座43的底部设置有一对第一卡钩432，电路板4上设置有用于供每个第一卡钩432一一穿过的卡孔45，每个第一卡钩432穿过对应位置上的卡孔45后均与位于卡孔45边缘处的电路板4配合卡接；上盒体11的外顶部上设置有限位块111，限位块111用于与位于导电接插件6的外壁上的限位槽63嵌合；导电接插件6的边缘处活动穿设有若干个呈周向分布的第二螺钉64，每个第二螺钉64均与上盒体11螺纹连接，导电接插件6通过若干个第二螺钉64固定在上盒体11上；通过定位块和定位孔的设置，在导电插座与电路板进行装配时，位于导电插座上的定位块能够与位于电路板上的定位孔配合插接，这样一来，导电插座与电路板之间能够实现定位的作用，从而能够给导电插座与电路板的装配带来方便，且能够提高导电插座与电路板装配后的可靠性；通过第一卡钩和卡孔的设置，在导电插座与电路板进行装配时，每个第一卡钩均能够穿过对应位置上的卡孔并与卡孔边缘处的电路板配合卡接，在第一卡钩与卡孔边缘处的电路板配合卡接后，导电插座即可方便地与电路板安装在一起；通过限位块的设置，在导电接插件与上盒体进行装配时，限位块能够与位于导电接插件的外壁上的限位槽嵌合，这样一来，导电接插件与上盒体之间即可实现定位的作用，从而能够给导电接插件与上盒体的装配带来方便；通过若干个第二螺钉的设置，导电接插件即可可靠地被固定在上盒体上。
48.加热单元3的前侧安装有传感器支架71，传感器支架71上安装有若干个呈阵列状分布的温度传感器72，每个温度传感器72的引出线均穿过下盒体12后与位于下盒体12中的电路板4电连接；通过温度传感器的设置，温度传感器能够精准地获取加热单元的当前温度，从而有助于温控系统对加热单元的精准控温；此外，本实用新型中的若干个温度传感器呈阵列状分布，这样一来，能够实现对加热单元的分区测温，从而有助于温控系统对加热单元的分区控温，上述温控系统为目前市面上的汽车中的现有系统，故不在此赘述。
49.位于每个温度传感器72所在位置处的传感器支架71上均设置有一对用于与位于温度传感器72上的连接孔721配合卡接的第二卡钩711；位于每个温度传感器72所在位置处的传感器支架71上均设置有一对用于与位于温度传感器72上的连接孔721配合插接以实现对温度传感器72的定位的插块712；通过第二卡钩的设置，每个温度传感器均能够方便地卡
装在传感器支架上；通过插块的设置，在温度传感器与传感器支架进行装配时，能够对温度传感器起到定位的作用。
50.每个温度传感器72的引出线的外部均套装有护线管73，传感器支架71的后侧面上设置有用于供每根护线管73一一嵌入的嵌槽713，每个嵌槽713的左右两侧内壁上均设置有若干个沿护线管73的长度方向分布的且用于与护线管73配合卡接以防止护线管73从嵌槽713中脱出的卡块714；传感器支架71下端的左右两侧均设置有至少一个第三卡钩715，第三卡钩715用于与加热单元3配合卡接；传感器支架71的上端设置有至少一个凸耳716，传感器支架71通过穿设在凸耳716中且与支撑座2螺纹连接的第一螺栓717与支撑座2固定；下盒体12的底部固定有引线端子74，引线端子74与下盒体12之间嵌装有第一密封圈，每个温度传感器72的引出线均穿过引线端子74后伸入至控制盒1中，温度传感器72的引出线穿过引线端子74后，引线端子74中填充有密封胶；加热单元3和传感器支架71的外部套装有防护框75，防护框75的上端通过若干个第二螺栓718与支撑座2固定；通过护线管的设置，护线管能够对温度传感器的引出线起到保护的作用；此外，通过嵌槽和卡块的设置，护线管能够方便地与传感器支架卡装在一起；通过第三卡钩的设置，传感器支架能够方便地与加热单元配合卡装在一起，通过凸耳的设置，能够可靠地通过第一螺栓将传感器支架与支撑座固定在一起。
51.加热单元3包括若干根由左向右分布的导热管31，支撑座2中设置有用于供若干根导热管31的上端一一穿过的通孔21，每根导热管31穿过对应位置上的通孔21后均与支撑座2紧配合，每根导热管31中均插装有电热管组件32，电热管组件32与电路板4电连接，每根导热管31的左右两侧外壁上均设置有沿导热管31的长度方向分布的若干个第二散热翅片311，支撑座2与下盒体12之间嵌装有隔热垫8，隔热垫8中设置有与导热管31相同数量的让位孔81，每个让位孔81均用于供对应位置上的导热管31穿过；下盒体12的底部设置有与导热管31相同数量的插孔122，每个插孔122均用于供对应位置上的导热管31的上端插入，每根导热管31的上端与对应位置上的插孔122之间均嵌装有第二密封圈123；每个插孔122的上方均设置有两个呈前后方向分布的且用于与导热管31的上端抵靠的挡块124，每个挡块124均与下盒体12连接于一体；每个通孔21的左右两侧内壁上均设置有若干个第二凸筋24，导热管31穿过通孔21后，导热管31与第二凸筋24过盈配合；支撑座2中设置有若干个第二限位孔22，下盒体12的外底部上设置有用于与若干个第二限位孔22一一配合插接的第二限位柱125；支撑座2中活动穿设有若干个第三螺栓23，下盒体12的外底部上设置有用于与若干个第三螺栓23一一螺纹连接的螺纹盲孔126，支撑座2通过若干个第三螺栓23固定在下盒体12的外底部上；通过在支撑座和下盒体之间嵌装隔热垫后，隔热垫能够有效隔绝支撑座与下盒体之间的热量的传递，这样一来，能够有效避免导热管的热量的损失，而且还能够避免下盒体的温度升高，从而能够避免对控制盒中的电子元件的工作造成影响，以及能够避免位于控制盒中的电子元件的损坏；上述支撑座由铝材料制成，上述导热管与通孔紧配合是指过盈配合，上述隔热垫可采用由云母材料制成的隔热垫；通过第二密封圈的设置，能够避免水汽通过导热管与插孔之间的间隙进入到控制盒内部，此外，密封圈还能够有效隔绝导热管与控制盒之间的热量传递，该密封圈可由耐高温的硅胶材料制成；通过挡块的设置，在导热管的上端插入到插孔中后，导热管的上端最终能够与挡块抵靠，这样一来，能够实现对导热管的限位；通过第二凸筋的设置，在导热管插入到通孔中后，能够进一步提高导热管与
支撑座紧配合后的牢固度，该紧配合为过盈配合；通过第二限位孔和第二限位柱的设置，在支撑座与下盒体进行装配时，支撑座与下盒体之间能够实现定位的作用，从而能够给支撑座与下盒体的装配带来方便；通过第三螺栓和螺纹盲孔的设置，支撑座能够可靠地与下盒体固定在一起。
52.上述加热单元、支撑座和下盒体的装配过程是：首先将支撑座固定到下盒体的外底部上，且在支撑座与下盒体进行固定时，在支撑座与下盒体之间嵌装隔热垫，接着在每根导热管中均安装上电热管组件，然后将每根导热管的上端穿过位于支撑座上的通孔后插入到位于下盒体底部的插孔中(在导热管与支撑座和下盒体进行装配时，可以用到夹具或挤压工装，目的是为了将导热管压入到通孔中以使导热管与通孔过盈配合)，最后再在导热管与插孔之间嵌装第一密封圈即可。
53.如图24所示，本实用新型还可以采用图24中的控制盒1的形式，图24中的上盒体11和下盒体12是通过若干个呈周向分布的卡扣结构连接在一起的，该卡扣结构包括若干个呈周向分布地设置在上盒体11的外壁上的卡台112，下盒体12的外壁上设置有与每个卡台112一一对应设置的弹扣127，在上盒体11和下盒体12装配后，每个弹扣127均与对应位置上的卡台112一一配合卡接，通过采用这种方式来连接上盒体11和下盒体12，具有上盒体11和下盒体12装配方便的优点。
54.以上所述仅为本实用新型的实施方式而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本实用新型的权利要求范围之内。