一种新能源汽车ptc冷却液加热装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种新能源汽车PTC冷却液加热装置，包括相间放置的PTC加热器芯体及盛放和流通防冻液的容器，容器由多列三角形或梯形通道间隙排列构成，通道两端由集流管通过集流腔体形成液体进口管道和出口管道，PTC加热器芯体插在通道之间的间隙中，采用楔形铝型材劈填满PTC加热器芯体与通道之间的间隙。PTC加热器芯体采用氧化铝陶瓷作为绝缘层或聚酰亚胺绝缘纸或导热硅胶布其中的一种或两种作为绝缘层。PTC加热器芯体的PTC陶瓷和电极片周围采用液体硅胶涂覆或预先成型的硅胶片或耐温塑料密封。改进了冷却液的流通路径，增加了流通面积，减小了流通阻力，减少了渗漏的几率；改变了PTC加热芯体塞进缝隙的结构和方法，避免了绝缘层刮伤和冷却液通道变形。
【专利说明】
一种新能源汽车PTC冷却液加热装置
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及汽车PTC电加热器装置，尤其是一种适用于新能源汽车的PTC冷却液加热装置。
【背景技术】
[0002]由于PTC材料具有自动恒温、功率密度大、可靠性高、使用寿命长等特点，是汽车空气加热器和冷却液加热器的最佳选择。采用加热冷却液的方式，可以满足整车的几乎所有的加热要求，如挡风玻璃的除霜、车厢内取暖、电池的预热等，是新能源汽车加热的一种终极解决方案。随着国家对新能源汽车普及的推动，必将推动PTC加热器技术的创新。汽车PTC液体电加热器，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它提供所需热源的多用途电加热器，在严寒的冬季，是汽车空调采暖系统和电池加热保温系统的最重要电加热源，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。
[0003]由于新能源汽车都是在高电压条件下工作，而且电量消耗和充放电安全都是重要的指标，因此对PTC液体式电加热器的节能要求很高，它除了要求有一般PTC液体式电加热器的加热功能外，更重要的是要能够实现智能化精确控制，要具有理想的温度控制功能，要具有电源防反、过压保护、欠压保护、超温保护、过流保护、限流保护、功率调节、软启动、通讯等功能。
[0004]申请号为201520719648.4，申请名称为高效节能的新能源汽车PTC液体电加热器的专利申请公开了一种PTC液体电加热器，具体结构为在PTC陶瓷的电极上下覆盖电极片，然后采用聚酰亚胺薄膜包裹，塞入铝管内压成铝管加热芯体，再将该加热芯体置于回字形扁铝管的空隙之间，然后将扁铝管压紧，使PTC陶瓷发出的热量传递到扁铝管上，进而实现对扁铝管内冷却液的加热。这种冷却液加热器有一些缺点:1.因为采用回字形扁铝管，冷却液要经过多个来回，阻力比较大;而且扁铝管在弯管时，弯折半径很小，易造成弯折处产生壁薄或缺陷，长期使用后可能会产生渗漏。2.加热芯体采用聚酰亚胺薄膜作为绝缘层，而且外加铝管作为外管对内部的PTC陶瓷和电极片压紧，增加了一定的热阻，使PTC陶瓷的输出功率受到一定的限制；同时，聚酰亚胺薄膜容易受到硬物刮伤，造成绝缘性能的下降。3.当PTC加热芯体塞进扁铝管之间的缝隙时，为了方便塞入，铝扁管之间必须留有一定的过盈空隙，而空隙的存在，会大大增加热阻，导致PTC陶瓷的功率不能充分的发挥。为了减小内阻，一般普遍的做法是采用对铝扁管进行加压，使铝扁管和PTC加热芯紧密压紧，但是当加压后，铝扁管在外力作用下会向内位移变形，容易导致扁铝管和集流腔体焊接缝的应力加大而可能产生裂缝开裂。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型是为了解决上述问题，提供一种改进结构的用于新能源汽车的PTC冷却液加热装置，改进了冷却液的流通路径，减小了流通阻力，也避免了弯折处产生壁薄或缺陷的危险，减少了渗漏的几率;改变了 PTC加热芯体塞进冷却液通道之间的缝隙的结构和方法，避免了绝缘层的刮伤和冷却液通道的变形，进而增加了 PTC冷却液加热装置的加热效率和使用寿命。
[0006]本实用新型提供的一种新能源汽车PTC冷却液加热装置，包括相间放置的PTC加热器芯体及盛放和流通防冻液的容器，容器由多列三角形或梯形通道间隙排列构成，通道两端由集流管通过集流腔体形成液体进口管道和出口管道，PTC加热器芯体插在通道之间的间隙中，采用楔形铝型材劈填满PTC加热器芯体与通道之间的间隙。
[0007]进一步的，PTC加热器芯体采用氧化铝陶瓷作为绝缘层或聚酰亚胺绝缘纸或导热硅胶布其中的一种或两种作为绝缘层。
[0008]进一步的，PTC加热器芯体的PTC陶瓷和电极片周围采用硅胶密封或液体硅胶涂覆或预先成型的硅胶片或耐温塑料密封。
[0009]进一步的，集流腔体内设置用于分流液体的导流装置。
[0010]进一步的，集流腔体与汽车控制器的IGBT功率管的散热板大面积接触的焊接在一起，PTC加热体的上方设置保温棉。
[0011]进一步的，进出冷却液集流腔体上设置温度采集传感器，温度采集传感器与控制中心电连通，PTC冷却液加热装置与控制器装置连接，控制器装置上设置温度过热保护装置、IGBT功率管过热保护装置、防干烧保护装置、欠/过压保护装置、过流/短路保护装置和接反保护装置。
[0012]进一步的，通道截面为单孔或多孔形状。
[0013]进一步的，通道为铝材质或铜材质或不锈钢材质，集流腔体、进口管道和出口管道为铝材质或铜材质或不锈钢材质。
[0014]与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于:采用三角形或梯形通道，结合使用楔形铝型材劈，可以使PTC加热芯和三角形或梯形通道紧密压紧，实现最佳的热传递，使PTC陶瓷的热量充分发挥。改进了冷却液的流通路径，减小了流通阻力，也避免了弯折处产生壁薄或缺陷的危险，减少了渗漏的几率;改变了 PTC加热芯体塞进冷却液通道之间的缝隙的方法和结构，避免了绝缘层的刮伤和冷却液通道的变形，进而增加了 PTC冷却液加热装置的加热效率和使用寿命。
【附图说明】
[0015]为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1是本实用新型PTC冷却液加热装置的主视图；
[0017]图2是图1的俯视图；
[0018]图3是图1B-B方向的截面视图；
[0019]图4是图1加上保温棉8的结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和实施例，对本实用新型的【具体实施方式】作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
[0021]如图1、2、3所示，一种新能源汽车PTC冷却液加热装置，包括相间放置的PTC加热器芯体I和盛放和流通防冻液的容器，容器由8列梯形铝管2间隙排列构成，梯形铝管2的截面为多孔不规则形状，可以增加强度;梯形铝管2两端由铝集流管通过集流腔体3形成液体进口管道4和出口管道5，PTC加热器芯体I插在梯形铝管2之间的间隙中，采用楔形铝型材劈6填满PTC加热器芯体I与梯形铝管2之间的间隙，同时使PTC加热器芯体I和梯形铝管2紧密压紧，实现最佳的热传递，使PTC陶瓷的热量充分发挥。
[0022]PTC加热器芯体I采用氧化铝陶瓷作为绝缘层和聚酰亚胺绝缘纸作为双重绝缘层，所有材料接触的部分之间，包括PTC陶瓷、电极片、绝缘导热陶瓷、梯形铝管2等，均采用导热硅胶粘结，以增加导热性，由于氧化铝陶瓷具有高强度、高绝缘、高稳定的特性及极好的导热性能，即使存在细小的沙粒，也不会造成加热器带电，保证了加热器的绝缘可靠性。同时也将所有材料之间通过导热硅胶粘结，防止了整体灌胶时的低温胶料和PTC陶瓷侧面的接触而导致的PTC性能的退化，也使PTC陶瓷的功率得于充分发挥。
[0023]当冷却液从进水管进入集流腔体3后，由于流体的特性，冷却液更多地从中间几根梯形铝管2内流过，从而使流过边缘几根梯形铝管2的液体流量减少。为了解决这个问题，在和进口管道4连接的集流腔体内设置用于分流液体的导流装置31，使冷却液均匀地流过边缘的梯形铝管2，防止了边缘梯形铝管2内流量小引起的散热差等问题，通过以上的结构设计，可以比其他结构的加热器的功率密度提高30%以上，且绝缘性能更加可靠安全。
[0024]为了使控制器上的IGBT功率管的热量及时散发，我们将IGBT的散热板7和冷却液加热装置的集流腔体3焊接在一起。利用冷却液的流出来带走IGBT的热量，使IGBT工作在可靠的温度下。如图4所示，在PTC冷却液加热装置的上方增加一片保温棉8，防止热量向上传递到线路板上。为了控制冷却液的温度，分别在进、出冷却液集流腔3铝合金表面设置温度采集传感器，间接对进出冷却液温度进行检测，并根据检测结果进行内部PID运算，进而调节PWM输出占空比达到恒温控制目的，当检测到出口温度低于设定值80°C时，则加大PWM的占空比，反之则减小占空比。也可以采用CANBUS输入方式，通过总线报文方式，进行控制信息交换，根据汽车电控单元发出的指令完成功率控制。PTC冷却液加热装置与控制器装置连接，控制器装置上设置温度过热保护装置、IGBT功率管过热保护装置、防干烧保护装置、欠/过压保护装置、过流/短路保护装置和接反保护装置。
[0025]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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种新能源汽车PTC冷却液加热装置，包括相间放置的PTC加热器芯体及盛放和流通防冻液的容器，其特征在于:所述容器由多列三角形或梯形通道间隙排列构成，所述通道两端由集流管通过集流腔体形成液体进口管道和出口管道，所述PTC加热器芯体插在所述通道之间的间隙中，采用楔形铝型材劈填满所述PTC加热器芯体与所述通道之间的间隙。2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车PTC冷却液加热装置，其特征在于:所述PTC加热器芯体采用氧化铝陶瓷作为绝缘层或聚酰亚胺绝缘纸或导热硅胶布其中的一种或两种作为绝缘层。3.根据权利要求2所述的一种新能源汽车PTC冷却液加热装置，其特征在于:所述PTC加热器芯体的PTC陶瓷和电极片周围采用液体硅胶涂覆或预先成型的硅胶片或耐温塑料密封。4.根据权利要求1所述的一种新能源汽车PTC冷却液加热装置，其特征在于:所述集流腔体内设置用于分流液体的导流装置。5.根据权利要求1所述的一种新能源汽车PTC冷却液加热装置，其特征在于:所述集流腔体与汽车控制器的IGBT功率管的散热板大面积接触的焊接在一起，所述PTC加热芯体的上方设置保温棉。6.根据权利要求1所述的一种新能源汽车PTC冷却液加热装置，其特征在于:进出冷却液集流腔体上设置温度采集传感器，所述温度采集传感器与控制中心电连通，所述PTC冷却液加热装置与控制器装置连接，所述控制器装置上设置温度过热保护装置、IGBT功率管过热保护装置、防干烧保护装置、欠/过压保护装置、过流/短路保护装置和接反保护装置。7.根据权利要求1至6任一项所述的一种新能源汽车PTC冷却液加热装置，其特征在于:所述通道截面为单孔或多孔形状。8.根据权利要求1任一项所述的一种新能源汽车PTC冷却液加热装置，其特征在于:所述通道为铝材质或铜材质或不锈钢材质，所述集流腔体、进口管道和所述出口管道为铝材质或铜材质或不锈钢材质。
【文档编号】F24H9/20GK205606882SQ201620399068
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月5日
【发明人】徐伟
【申请人】上海帕克热敏陶瓷有限公司