一种PTC液体加热器的制作方法

本实用新型涉及电学领域，尤其涉及新能源汽车加热器，特别是一种PTC液体加热器。

背景技术：

PTC是Positive Temperature Coefficient 的缩写，指正温度系数很大的半导体材料或元器件。现有技术中，应用于新能源汽车的加热器有采用电热膜设计的，亦有采用PTC设计的，由于PTC液体加热器具有恒温可靠耐干烧的性能，所以目前市面主流以PTC液体加热器为主。

汽车PTC液体加热器主要应用于新能源汽车动力电池加热和汽车空调制热，其工作原理是通过加热循环流动的防冻液来提升车厢内的空气温度、维持电池温度或为其他所需热源的多用途电加热器，在严寒的冬季，PTC液体加热器是汽车空调采暖系统和电池加热保温系统的最重要加热源，也是汽车达到除霜法规要求和确保电池充放电安全的重要部件。

而现有应用于新能源汽车的PTC液体加热器均采用铝合金材料作为水道，且采用外热式加热结构，即在流道周围的铝合金壳体内布设加热体，一方面，机体大部分采用铝合金铸造而成，结构笨重的同时抗腐蚀能力较差，另一方面，加热体布置于液体外侧，对外热辐射散失高，热效率低下。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种PTC液体加热器，将塑料箱体作为液体容器，防水性得以大幅度提高同时将传统外热式改为内热式，将电热管插入待加热液体中，热源处于待加热液体环境内，无论从哪个角度的热辐射都会被高速流动的液体带走，热效率极高，且正因为内置式电热管的热能被高效地带走，所以箱体才得以替换成熔点更低的塑料材质，抗腐蚀能力提高的同时又显著地降低了箱体自重，节约了制作成本。

为解决现有技术中新能源汽车用PTC液体加热器结构笨重、热效率低以及抗腐蚀性能差的技术问题，本实用新型提供了一种PTC液体加热器，包括加热器箱体、铝合金隔板、电路板、两个以上数目的电热管；

加热器箱体，所述加热器箱体为塑料材质；

铝合金隔板，所述铝合金隔板横向安装于所述加热器箱体内腔、并将所述加热器箱体分隔为上层盖体和下层水箱；铝合金隔板和液体接触的面上涂覆有耐腐蚀涂层；

电路板，所述电路板设置于所述上层盖体内腔并固定安装于所述铝合金隔板，所述上层盖体上设置有高压插接口和低压插接口，所述电路板的电源输入端分别与所述高压插接口和所述低压插接口电性连接；

以上设计是考虑到金属的导热性更好且重量要尽量较轻的问题，因此采取铝合金材质的隔板，因为上层盖体内腔用于安装电路板，下层水箱内则是热传递介质，两个腔体需要完全密封隔开，电路部分在长期运作后也会产生较大量的热能，此时多余的热能刚好可以借助紧贴电路板的铝合金隔板传递给热传递介质，以保证电路板运作可靠；

电热管，所述电热管沿横向设置，且所述电热管的内端由所述下层水箱的后侧壁穿入所述下层水箱的内腔，所述电热管的外端延伸至所述下层水箱的外侧并在该端部伸出有与所述电路板电性连接的引线电极，所述下层水箱的前侧壁设有液体进口管路和液体出口管路，所述液体进口管路和所述液体出口管路均与所述下层水箱的内腔连通，所述电热管与所述下层水箱的连接处密封处理。

优选的，本实用新型提供的PTC液体加热器，为了全面提升抗腐蚀性能，其中，电热管的管壁为不锈钢材质。

优选的，本实用新型提供的PTC液体加热器，为了延长热传递介质在下层水箱内停留时间，以充分热传递，其中，电热管按矩形阵列方式排布，且每列之间设有分隔板以使所述下层水箱的内腔形成迂回水道造型。

进一步的，本实用新型提供的PTC液体加热器中，迂回水道为横向迂回水道或纵向迂回水道，所述分隔板分为第一组分隔板和第二组分隔板，所述第一组分隔板和所述第二组分隔板相互交错间隔排布；为横向迂回水道时，所述第一组分隔板仅有后端与下层水箱的内壁之间预留液流通道，所述第二组分隔板仅有前端与下层水箱的内壁之间预留液流通道；为纵向迂回水道时，所述第一组分隔板仅有上端与下层水箱的内壁之间预留液流通道，所述第二组分隔板仅有下端与下层水箱的内壁之间预留液流通道。

优选的，本实用新型提供的PTC液体加热器，为了进一步提升电热管与下层水箱连接处的密封性能，采用了径向密封方式，其中，密封处理包括密封橡胶垫圈、电热管压板和侧盖板，所述下层水箱的后侧壁外端、且与所述电热管连接处的圆周开设密封槽，所述密封橡胶垫圈套设于所述电热管并嵌合于所述密封槽，其中，所述密封橡胶垫圈的轴向尺寸大于所述密封槽的深度尺寸，所述电热管压板套设于所述电热管并与所述密封橡胶垫圈相抵，所述侧盖板螺栓连接于所述下层水箱、并在其内侧通过支柱抵住所述电热管压板的外端面以使所述电热管压板内端面将所述密封橡胶垫圈挤压于所述密封槽底部。

优选的，本实用新型提供的PTC液体加热器，其中，所述密封橡胶垫圈截面呈“8”字造型。

进一步的，本实用新型提供的PTC液体加热器，其中，还包括汇流板，所述汇流板设置于所述侧盖板内侧，流板的功能是将多个电热管的导线连接在一起。

进一步的，本实用新型提供的PTC液体加热器，其中，还包括两个以上数目的固定支架，所述固定支架设置于所述下层水箱的左、右侧壁。

优选的，本实用新型提供的PTC液体加热器，其中，还包括衬套和减震橡胶，所述衬套内套于所述固定支架的螺纹孔内，所述减震橡胶设置于所述固定支架和安装载体的连接面之间。

本实用新型的PTC液体加热器与现有技术相比具有以下优点：本实用新型将塑料箱体作为液体容器，防水性得以大幅度提高，同时将传统外热式改为内热式，将电热管插入待加热液体中，热源处于待加热液体环境内，无论从哪个角度的热辐射都会被高速流动的液体带走，热效率极高，且正因为内置式电热管的热能被高效地带走，所以箱体才得以替换成熔点更低的塑料材质，于采用不锈钢材质作为电热管外壳，所以抗腐蚀能力提高，同时又显著地降低了箱体自重，节约了制作成本。

附图说明

图1为本实用新型一种PTC液体加热器结构爆炸图；

图2为本实用新型一种PTC液体加热器第二种实施例下层水箱内部分隔板结构示意图；

图3为本实用新型一种PTC液体加热器第三种实施例下层水箱内部分隔板结构示意图；

图4为本实用新型一种PTC液体加热器去除上层盖体结构示意图；

图5为图4A-A向剖视图；

图6为本实用新型一种PTC液体加热器下层水箱局部剖视图。

其中：1、加热器箱体；11、上层盖体；12、下层水箱；100、高压插接口；101、低压插接口；102、液体进口管路；103、液体出口管路；104、密封槽；2、铝合金隔板；3、电路板；4、电热管；5、密封橡胶垫圈；6、电热管压板；7、侧盖板；700、支柱；8、固定支架；800、衬套；801、减震橡胶；9、分隔板；91、第一组分隔板；92、第二组分隔板；10、汇流板。

具体实施方式

下面通过具体实施例并结合附图对本发明技术方案作进一步详细说明：

需要说明的是：本申请中所涉及的前、后、左、右方向均是以侧盖板到液体进口管路或液体出口管路所在的下层水箱侧壁的指向为正前方向，且其只是为表述方便进行的规定，并不表示对本实用新型专利申请的请求保护范围进行的限定。

实施例1

如图所示，本实施例提供的一种PTC液体加热器，包括加热器箱体1、铝合金隔板2、电路板3、两个以上数目的电热管4；

加热器箱体1，该加热器箱体1为塑料材质；

铝合金隔板2，该铝合金隔板2横向安装于所述加热器箱体1内腔、并将所述加热器箱体1分隔为上层盖体11和下层水箱12；

电路板3，所述电路板3设置于所述上层盖体11内腔并固定安装于所述铝合金隔板2，所述上层盖体11上设置有高压插接口100和低压插接口101，所述电路板3的电源输入端分别与所述高压插接口100和所述低压插接口101电性连接；

以上设计是考虑到金属的导热性更好且重量要尽量轻的问题，因此采用铝合金材质的隔板，因为上层盖体11内腔用于安装电路板3，下层水箱12内则是热传递介质，两个腔体需要完全密封隔开，电路部分在长期运作后也会产生较大量的热能，此时多余的热能刚好可以借助紧贴电路板3的铝合金隔板2传递给热传递介质，以保证电路板3运作可靠；

电热管4，电热管4的管壁为不锈钢材质，所述电热管4沿横向、且将所述电热管4的内端由所述下层水箱12的后侧壁穿入所述下层水箱12的内腔，所述电热管4的外端延伸至所述下层水箱12的外侧并在该端部伸出有与所述电路板3电性连接的引线电极，所述下层水箱12的前侧壁设有液体进口管路102和液体出口管路103，所述液体进口管路102和所述液体出口管路103均与所述下层水箱12的内腔连通，所述电热管4与所述下层水箱12的连接处密封处理；本实施例中为了进一步提升电热管4与下层水箱12连接处的密封性能，采用了径向密封方式，其中，密封处理包括密封橡胶垫圈5（本实施例为了提供两道密封效果，密封橡胶垫圈截面呈“8”字造型）、电热管压板6和侧盖板7，所述下层水箱12的后侧壁外端、且与所述电热管4连接处的圆周开设密封槽104，所述密封橡胶垫圈5套设于所述电热管4并嵌合于所述密封槽104，其中，所述密封橡胶垫圈5的轴向尺寸大于所述密封槽104的深度尺寸，所述电热管压板6套设于所述电热管4并与所述密封橡胶垫圈5相抵，所述侧盖板7螺栓连接于所述下层水箱12、并在其内侧通过支柱700抵住所述电热管压板6的外端面以使所述电热管压板6内端面将所述密封橡胶垫圈5挤压于所述密封槽104底部；

除此之外，还包括两个以上数目的固定支架8，所述固定支架8设置于所述下层水箱12的左、右侧壁；考虑到加热器工作时会产生轻微震动，在固定安装于安装载体时必须具备连接可靠性和优秀的缓震性能，本实施例中还包括衬套800和减震橡胶801，所述衬套800内套于所述固定支架8的螺纹孔内，所述减震橡胶801设置于所述固定支架8和安装载体的连接面之间。

工作过程及原理为：新能源汽车在使用过程中，当需要供暖或给动力电池加热时，电子水泵将热传递介质由液体进口管路102泵入下层水箱12内，同时电路板3控制电热管4工作，电热管4被迅速加热，由于电热管4处于热传递介质液体环境中，热能被迅速交换至液体中，高温液体介质经由液体出口管路103排出完成液体加热。

实施例2

如图所示，本实用新型提供的PTC液体加热器，为了延长热传递介质在下层水箱12内停留时间，以充分热传递，其中，电热管4按矩形阵列方式排布，且每列之间设有分隔板9以使所述下层水箱12的内腔形成迂回水道造型；

具体的，本实施例中迂回水道为横向迂回水道，为此分隔板9分为第一组分隔板91和第二组分隔板92，所述第一组分隔板91和所述第二组分隔板92相互交错间隔排布，第一组分隔板91仅有后端与下层水箱12的内壁之间预留液流通道，所述第二组分隔板92仅有前端与下层水箱12的内壁之间预留液流通道；其余结构同实施例1，在此不赘述。

本实施例工作过程及原理为：热传递介质泵入下层水箱12内后，在第一组分隔板91限制作用下，由前端流向后端，同时位于该流道内的电热管4给热传递介质加热，随后又在第二组分隔板92的限制作用下由后端折回到前端，同时又被位于其间的电热管4继续加热，如此往复循环在横向平面内形成前后迂回的水道，热源分布密集，且流道长度较长，高速热传递介质得以在下层水箱12中停留足够加热时间，热传递效率极高，最终高温介质经由液体出口管路103排出，完成液体的加热。

实施例3

如图所示，本实施例中迂回水道为纵向迂回水道，所述第一组分隔板91仅有上端与下层水箱12的内壁之间预留液流通道，所述第二组分隔板92仅有下端与下层水箱12的内壁之间预留液流通道；其余结构同实施例2，在此不赘述。

本实施例工作过程及原理为：热传递介质泵入下层水箱12内后，在第一组分隔板91限制作用下，热传递介质先蓄满最先与热传递介质接触的第一组分隔板91与下层水箱12之间的容纳腔，同时位于该流道内的电热管4给热传递介质加热，然后由该第一组分隔板91上端的液流通道流出，同时在第二组分隔板92的限制作用下经由下端液流通道流出，同时又被位于其间的电热管4继续加热，如此往复循环在纵向立体空间内形成上下迂回的水道，热源分布密集，且流道长度较长，高速热传递介质得以在下层水箱12中停留足够加热时间，热传递效率极高，最终高温介质经由液体出口管路103排出，完成液体的加热。

进一步的，本实用新型提供的PTC液体加热器，其中，还包括汇流板10，所述汇流板10设置于所述侧盖板7内侧，多个电热管的导线连接在一起。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。