防水PTC加热器的制作方法

文档序号:16067329发布日期:2018-11-24 12:48阅读:364来源:国知局

本发明涉及一种加热器,特别涉及一种用于新能源汽车空调、除霜器的防水ptc加热器。

背景技术

近年来随着新能源汽车行业的蓬勃发展,由于传统燃油发动机汽车,车内暖风及除霜器所需热量均有发动机来提供,但新能源汽车没有发动机,因此需要增加加热器来提供热量;ptc加热器具有表面温度恒定的安全特性,已成为新能源汽车加热器的主流。

现有ptc加热器存在很多问题,第一,大部分产品没有防水设计,实际应用中安装加热器的地方会涉水,容易导致加热器漏电、甚至短路。少量标称有防水ip67设计的产品,使用的是接线处灌胶的方式防水,灌胶首先不能保证完全没有空隙,另外在加热器多次热胀冷缩后,胶与铝管会出现开裂进水,所以灌胶方式的实际防水效果很差,尤其在使用一段时间后,根本不能达到ip67的防水等级。

第二,传统ptc加热器无击穿短路保护,ptc发热元件在正常电压下工作有低概率会被的击穿,造成短路。由于传统ptc加热器自身没有任何短路保护,击穿短路时容易引发起火;

第三,传统ptc加热器多跟发热管并线采用铜扣压接,新能源汽车上使用加热器发热功率较大,一般在4至8kw,所以一个ptc加热器一般由5至8根ptc加热管组成,传统ptc加热器为节省空间,多根ptc加热管导线通过铜扣压接方式并成1根主线,由于线芯过多,且只能通过手持作业,导致并线处容易出现线芯损坏、压线不紧等不良。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种防水ptc加热器,要解决的技术问题是提高加热器的防水能力。

为解决上述问题,本发明采用以下技术方案实现:一种防水ptc加热器,包括至少一根管状的ptc发热管,还包括设于ptc发热管上的散热器、第一支撑座和第二支撑座;所述ptc发热管的两端分别插入第一支撑座和第二支撑座中,所述第一支撑座、第二支撑座与ptc发热管之间设有第一密封圈,第一密封圈套在ptc发热管上。

进一步地,所述第一支撑座内设有内腔,在第一支撑座与ptc发热管相对的一侧表面设有与内腔连通的第一插孔,所述第一插孔的数量与ptc发热管的数量相等,所述ptc发热管与第一支撑座相对的一端插入第一插孔中,第一密封圈套在ptc发热管上并且设于第一插孔中。

进一步地,所述第一插孔包括用于供ptc发热管插入的第一ptc发热管插孔以及用于容纳第一密封圈的第一密封圈容纳孔,第一ptc发热管插孔的形状与ptc发热管的横截面形状相适配;第一密封圈容纳孔的形状与第一密封圈的形状相适配。

进一步地,所述第二支撑座与ptc发热管相对的一侧表面设有数量与ptc发热管数量相等的第二插孔,所述ptc发热管与第二支撑座相对的一端插入第二插孔中,第一密封圈套在ptc加热管上并且设于第二插孔中。

进一步地,所述第二插孔包括用于供ptc发热管插入的第二ptc发热管插孔以及用于容纳第一密封圈的第二密封圈容纳孔,第二ptc发热管插孔的形状与ptc发热管的横截面形状相适配;第二密封圈容纳孔的形状与第一密封圈的形状相适配。

进一步地,所述第一支撑座内设有线路板,所述线路板上设有正负极引出线,所述ptc发热管的正负极引线与线路板的接线端电连接,所述正负极引出线从第一支撑座远离ptc发热管的一侧表面引出,在正负极引出线与第一支撑座之间设有第二密封圈。

进一步地,所述线路板的接线端与ptc发热管的正负极引线中的至少一极设有过流保护装置。

进一步地,所述第一密封圈的内圈上设有至少一个第一凸起部。

进一步地,所述第一支撑座与ptc发热管相对的一侧表面并且位于散热器的外侧设有延伸部,所述延伸部与第一支撑座连接固定,在延伸部上设有延伸部通孔,所述延伸部通孔贯穿延伸部与散热器相对的一侧表面以及延伸部远离散热器的一侧表面,所述延伸部与散热器之间通过螺丝经延伸部通孔与散热器螺纹连接实现固定。

进一步地,所述第一支撑座远离ptc发热管的一侧表面上设有与内腔连通的第一盖板孔,所述第一盖板孔中设有与第一盖板孔相适配连接的第一盖板,所述第一盖板上与第一盖板孔之间设有一周第三密封圈,在第一盖板上设有引出线孔。

本发明与现有技术相比,采用在加热管与支撑座之间设置密封圈,从而替代在支撑座中灌胶的防水方式,提高了加热器的防水能力,避免因加热管遇到水而漏电、甚至短路的问题。

附图说明

图1是本发明的结构示意图;

图2是本发明的内部结构示意图;

图3是本发明第一支撑座的分解结构示意图;

图4是本发明ptc发热管与线路板之间的连接示意图;

图5是本发明第一密封圈的结构示意图;

图6是本发明ptc加热管的内部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1和、图2和图3所示,本发明的一种防水ptc加热器,包括至少一根管状的ptc发热管1、设于ptc发热管1上的散热器2、第一支撑座3和第二支撑座4,所述散热器2上设有散热器孔21,散热器2通过散热器孔21嵌套在ptc发热管1上;所述ptc发热管1的两端分别插入第一支撑座3和第二支撑座4中,所述第一支撑座3、第二支撑座4与ptc发热管1之间设有第一密封圈5,第一密封圈5套在ptc发热管1上。

如图1所示,散热器2沿ptc发热管1的长度方向间隔设置,散热器2可以为由数个翅片22组成,每个翅片22上均设有散热器孔21,翅片22沿ptc发热管1的长度方向间隔设置;但本发明不限于此,散热器2还可以为波纹散热条分布在ptc发热管1的相对两侧表面上。

本发明中,如图6所示,ptc发热管1包括铝合金外管11、在铝合金外管11内设有沿铝合金外管11的长度方向依次设置的ptc发热元件12,所述铝合金外管11的横截面为矩形,优选为扁平形;所述ptc发热元件12为片状,在ptc发热元件12的两侧表面上分别涂有电极涂层,在铝合金外管11与ptc发热元件12之间设于电极板13,电极板13设有两块,分别与ptc发热元件12涂有电极涂层的两侧别面贴合,在电极板13外包覆有绝缘薄膜14,所述绝缘薄膜14将电极板13以及ptc发热元件12完全包裹,从而与铝合金外管11之间绝缘,所述电极板13的导线均从铝合金外管11的其中一端伸出,形成ptc发热管1的正负极引线。

如图2和图3所示,作为本发明的一种实施方式,第一支撑座3为条形,在第一支承座3内设有内腔31,在第一支撑座3与ptc发热管1相对的一侧表面设有与内腔31连通的第一插孔32,所述第一插孔32的数量与ptc发热管1的数量相等,所述ptc发热管1与第一支撑座3相对的一端插入第一插孔32中,第一密封圈5套在ptc发热管1上并且设于第一插孔32中;所述ptc发热管1沿第一支撑座3的长度方向设置。

如图2所示,第一插孔32包括用于供ptc发热管1插入的第一ptc发热管插孔321以及用于容纳第一密封圈5的第一密封圈容纳孔322,第一ptc发热管插孔321的形状与ptc发热管1的横截面形状相适配;第一密封圈容纳孔322的形状与第一密封圈5的形状相适配,装配后,ptc发热管1的一端插入至第一ptc发热管插孔321中,而套在ptc发热管1上的第一密封圈5则刚好置于第一密封圈容纳孔322中,此处,将ptc发热管1具有正负极引线的一端插入第一支撑座3中;具体地,为了能够进一步提高对ptc发热管1与第一支撑座3之间的密封效果,如图2和图3所示,在第一支撑座3与ptc发热管1相对的一侧表面上还设有第一凹槽34,所述第一插孔32设于第一凹槽34与内腔31相对的凹槽底部,所述第一支撑座3与ptc发热管1相对的一侧表面还设有第二盖板35,第二盖板35与第一凹槽34相对的一侧表面设有第二盖板第一凸起351,所述第二盖板第一凸起351与第一密封圈容纳孔322位置一一对应设置,所述第二盖板第一凸起351与第一密封圈容纳孔322相适配设置;在第二盖板第一凸起351处设有第三ptc发热管插孔352,所述第三ptc发热管插孔352贯穿第二盖板35与ptc发热管1相对的一侧表面以及与第一凹槽34相对应的一侧表面;所述第三ptc发热管插孔352的形状与ptc发热管1的形状相适配;安装时,先将ptc发热管1具有正负极引线的一端插入第三ptc发热管插孔352中后,然后再将ptc发热管1具有正负极引线的一端插入第一密封圈5中,并裸露部分ptc发热管1;接着将ptc发热管1具有正负极引线的一端插入第一插孔32中,并使ptc发热管1裸露部分插入第一ptc发热管插孔321,第一密封圈5插入第一密封圈容纳孔322中,最后将第二盖板35插入第一凹槽34中,并使第二盖板第一凸起351顶住第一密封圈5。

如图3所示,为了提高装配的可靠度,在第二盖板35位于第二盖板第一凸起351之间设有第二盖板第二凸起353,相应地,在第一凹槽34上的凹槽底部并且位于第二盖板第一凸起351之间设有第二凹槽36,所述第二凹槽36与第二盖板第二凸起353位置相对应,在第一支撑座3上位于第二凹槽36处设有分别贯穿第一支撑座3表面的第一螺孔37,而第二盖板第二凸起353上设有第二螺孔38,所述第一螺孔37和第二螺孔38位置相对,当第二盖板第二凸起353插入第二凹槽36中后,两个第一螺孔37和第二螺孔38相通,所述第二盖板35与第一支撑座3之间通过螺杆从一侧的第一螺孔37插入经第二螺孔38后从另一侧的第一螺孔37伸出后与螺帽螺纹连接,实现第二盖板35与第一支撑座3之间的连接固定,具体地,第一螺孔37设于第一支撑座3的两长边侧。

如图2和图3所示,为了便于装配,在第一支撑座3远离ptc发热管1的一侧表面上设有与内腔31连通的第一盖板孔39,所述第一盖板孔39上设有与第一盖板孔39相适配连接的第一盖板8,所述第一盖板孔39为阶梯孔,相应地,在第一盖板8与第一盖板孔39相对的一侧表面设有面积小于第一盖板该侧表面面积的第一盖板第一凸起84,从而实现了第一盖板8与第一盖板孔39的相互连接,在第一盖板8的边缘设于贯穿第一盖板8与第一盖板孔39相对的一侧表面以及远离第一盖板孔39的另一侧表面的第三螺孔83,相应地,在第一支撑座3与第一盖板8相对的一侧内腔边缘上设有与第三螺孔83位置相对应的第四螺孔342,所述第一盖板8上与第一盖板孔39之间设有一周第三密封圈81,第三密封圈81套在第一盖板第一凸起84上,在第一盖板8上设有引出线孔82;装配时,将通过螺丝穿过第三螺孔83后与第四螺孔342螺纹连接,实现第一盖板8与第一支撑座3的连接固定。

如图2所示,所示第二支撑座4为条形,在第二支撑座4与ptc发热管1相对的一侧表面设有数量与ptc发热管1数量相等的第二插孔41,所述ptc发热管1与第二支撑座4相对的一端插入第二插孔41中,第一密封圈5套在ptc加热管1上并且设于第二插孔41中;具体地,所述第二插孔41包括用于供ptc发热管1插入的第二ptc发热管插孔411以及用于容纳第一密封圈5的第二密封圈容纳孔412,第二ptc发热管插孔411的形状与ptc发热管1的横截面形状相适配;第二密封圈容纳孔412的形状与第一密封圈5的形状相适配。

为了能够进一步提高对ptc发热管1与第二支撑座4之间的密封效果,如图2所示,在第二支撑座4与ptc发热管1相对的一侧表面上还设有第三凹槽42,所述第二插孔41设于第三凹槽42与ptc发热管1相对的凹槽底部,所述第二支撑座4与ptc发热管1相对的一侧表面还设有第三盖板43,第三盖板43与第三凹槽42相对的一侧表面设有第三盖板第一凸起431,所述第三盖板第一凸起431与第二密封圈容纳孔412位置一一对应设置,所述第三盖板第一凸起431与第二密封圈容纳孔412相适配设置;在第三盖板第一凸起431处设有第四ptc发热管插孔432,所述第四ptc发热管插孔432贯穿第三盖板43与ptc发热管1相对的一侧表面以及与第三凹槽42相对应的一侧表面;所述第四ptc发热管插孔432的形状与ptc发热管1的形状相适配;安装时,先将ptc发热管1的另一端插入第四ptc发热管插孔432中后,然后再将ptc发热管1的另一端插入第一密封圈5中,并裸露部分ptc发热管1;接着将ptc发热管1插入第二插孔41中,并使ptc发热管1裸露部分插入第二ptc发热管插孔411中,第一密封圈5插入第二密封圈容纳孔412中,最后将第三盖板43插入第三凹槽42中,并使第三盖板第一凸起431顶住第一密封圈5。

如图2所示,为了提高装配的可靠度,在第三盖板43位于第三盖板第一凸起431之间设有第三盖板第二凸起433,相应地,在第三凹槽42上的凹槽底部并且位于第三盖板第一凸起431之间设有第四凹槽44,所述第四凹槽44与第三盖板第二凸起433位置相对应,在第二支撑座4上位于第三凹槽42处设有分别贯穿第二支撑座4表面的第五螺孔45,而第三盖板第二凸起433上设有第六螺孔46,所述第五螺孔45和第六螺孔46位置相对,当第三盖板第二凸起433插入第四凹槽44中后,两个第五螺孔45和第六螺孔46相通,所述第三盖板43与第二支撑座4之间通过螺杆从一侧的第五螺孔45插入经第六螺孔46后从另一侧的第五螺孔45伸出后与螺帽螺纹连接,实现第三盖板43与第二支撑座4之间的连接固定,具体地,第五螺孔45设于第二支撑座4的两长边侧。

如图2所示,在第一支撑座3内设有线路板6,线路板6设置在内腔31中,所述线路板6上设有正负极引出线61,正负极引线61从引出线孔82中引出,所述ptc发热管1的正负极引线与线路板6的接线端电连接,在正负极引出线61与第一支撑座3之间设有第二密封圈7,具体地,第二密封圈7位于第一盖板第一凸起84的一侧,进一步提高防水的效果。

作为本发明的一种实施方式,如图2和图3所示,所述内腔31中设有隔板311,隔板311起到隔离正负极,增强绝缘性能的作用;隔板311沿第一支撑座3的长边方向设置,隔板311将内腔31划分为两个大小相同的子内腔,所述线路板6设有两块,两块线路板6分别置于两个子内腔中,两块线路板6分为正极线路板62和负极线路板63,正极线路板设有正极引线611,负极线路板设有负极引线612,ptc发热管1的负极引线与负极线路板63的接线端电连接;ptc发热管1的正极引线与正极线路板62的接线端与电连接。

如图4所示,所述线路板6的接线端与每根ptc发热管1的正负极引线中的至少一极设有过流保护装置10,从而起到对ptc发热管1的保护作用,出现短路时能够快速的起到保护作用。过流保护装置10可以为保险丝。

如图5所示,在所述第一密封圈5的内圈上设有至少一个第一凸起部51,从而起到提高第一密封圈5的摩擦力。

如图2所示,在第一支撑座3与ptc发热管1相对的一侧表面并且位于散热器2的外侧设有延伸部33,所述延伸部33与第一支撑座3连接固定,在延伸部33上设有延伸部通孔331,所述延伸部通孔331贯穿延伸部33与散热器2相对的一侧表面以及延伸部33远离散热器2的一侧表面,所述延伸部33与散热器2之间通过螺丝经延伸部通孔331与散热器2螺纹连接实现固定。这样能够进一步的使ptc发热管1与第一支撑座3之间不会脱离;具体地,当散热器2为翅片22时,翅片22与延伸部33相对的一侧边缘设有弯折部221,延伸部通孔331与其中的两翅片22之间的缝隙相对,弯折部221形成与螺丝螺纹连接的咬牙,通过螺丝经延伸部通孔331后进入对应位置的两翅片22之间的缝隙中,同时螺丝的螺纹与弯折部221相互咬合,使弯折部221进入螺丝的丝间缝隙中,从而实现了延伸部33与散热器2之间的固定;当散热器2为波纹散热条时,在波纹散热条与延伸部33相对的一侧表面上设当第一支撑座3与ptc发热管1相互装配后与延伸部通孔331位置相对应额螺孔,通过螺丝经延伸部通孔331与该螺孔螺纹连接,实现两者之间的固定。

所述延伸部33与第一支撑座3之间可采用一体成型结构,也可以采用在延伸部33上设有朝第一支撑座3方向设置的螺杆,相应地,在第一支撑座3上的对应位置处设置通孔,将螺杆插入通孔中后通过螺帽螺纹连接,使延伸部33与第一支撑座3之间的固定。

在延伸部33中还可以设有温控盒332。

如图1所示,在第一支撑座3远离ptc发热管1的一侧表面的两端上分别设有第一连接板9,所述第一连接板9上设有第一连接孔91;在第二支撑座4远离ptc发热管1的一侧表面的两端上分别设有第二连接板92,在第二连接板92上设有第二连接孔93。

在本发明中,第一密封圈5、第二密封圈7以及第三密封圈81均采用硅胶材料制成。

本发明的有益效果:本发明采用硅胶件为主要密封部件,由于硅胶具有弹性,加热器在加热过程中各部件的热膨胀系数不一致,硅胶的弹性正好可以弥补热胀冷缩过程,各部件(尤其是铝管与支撑座)之间产生的间隙。所以此产品所述防水,是可以在常温与发热过程均可做到防水效果。

本发明设置有过流保护装置和/或温控器,相当于自带过流保护及过热保护;且过流保险装置和/或温控器的选型更匹配ptc加热器的特性,进一步过流保险设计于每根ptc发热管上,起到最迅速的保护,把风险控制到最小。

本发明的ptc发热管重量承载在第一密封圈上,产品在车辆运行时,可以起到一定的抗震作用,能在一定程度上减少产品发生松动,或者变形的情况。

本发明的密封设计相交灌胶的密封方式减重5%以上,这样的设计符合汽车类部件减重的大趋势。

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