正温度系数（PTC）加热器的制作方法

本发明涉及一种ptc加热器，其包括根据权利要求1前序部分所述的至少一个ptc加热元件。

背景技术：

现代机动车辆逐渐优化消耗，少量的废热可用于通常加热内部。尤其当冷启动机动车辆以及在外部温度低的情形下，内部能够额外地例如依靠ptc(正温度系数)加热器被加热。ptc加热器已经公知于现有技术，典型地由陶瓷ptc制成，陶瓷ptc的特征在于电阻随温度增加而增加。ptc加热器通过其自身行为节流(throttle)，ptc加热器的加热表面具有均匀温度分配。加热表面的温度尤其独立于边界条件–诸如施加电压，ptc的阻力或者空气量高于ptc加热器。ptc加热器是成本有效的，能够以空间节约方式安装在空调系统的空气导管中，很快将电能转换为热量。

在混合或者电动车辆中，ptc加热器具有尤其高的重要性，这是由于没有废热或者仅小量废热产生在混合或者电动车辆中，并且能够用来加热。为了混合或者电动车辆中的有效加热，ptc加热器需要将大于3kw瓦特数局部转换为热量。这是为什么ptc加热器在高电压下操作以保持电流尽可能低。从而电压高于60v并且局部高于300v。为了排除操作ptc加热器期间乘客的暴露，ptc加热器还需要触控保护和闪络保护(flashover-protected)。ptc加热器的电压传导部件此外需要防尘和防水方式封装。为了满足触控保护上增加的需求，电压传导部件在增加的程度上电绝缘于外部。从而还降低了造成ptc加热器不想要的节流的ptc加热器向外部的热释放。ptc加热器能够转换为热量的瓦特数因此也降低。

技术实现要素：

因而，本发明的目的是指定一种用于通用类型ptc加热器的改进的或者至少可替换实施例，可克服描述的劣势。

根据本发明，该目的通过独立权利要求1的主题解决。有利的进一步实施例是从属权利要求的主题。

本发明基于这样的总体构思：改善包括至少一个ptc加热元件的ptc加热器向外部的热量释放，因而防止ptc加热器的不想要的节流(throttling)。至少一个ptc加热元件从而具有ptc材料的加热层，其布置于两个电极板之间并且与电极板电接触。ptc加热器进一步具有壳体，至少一个ptc加热元件布置于壳体中。至少一个ptc加热元件的电极板从而固定至壳体以便传递热以及电绝缘。根据本发明，至少一个电绝缘热传导层分隔加热层并且固定至分隔的加热层以便传递热。有利地，至少一个热传导层具有相比于加热层更高的传热性，并将加热层中生成的热量消散至外部。有利地，因而防止ptc加热元件的不想要的节流。热传导层是电绝缘于加热层，使得热传导层不影响ptc加热元件的电属性。

有利地，加热层能够由烧结的ptc材料制成，其优选具有钛酸钡或者由钛酸钡组成。烧结的钛酸钡的加热层具有的传热性为约2w/mk。至少一个热传导层能够例如由烧结陶瓷组成，烧结陶瓷优选具有氮化铝或者氮化硼或者由氮化铝或者氮化硼组成。在烧结的氮化铝的情形下，热传导层具有的传热性为约130w/mk，在烧结氮化硼的情形下传热性为约60w/mk。这些材料之一的热传导层能够将生成在加热层中的热量有效地消散至外部，因而能够防止ptc加热元件以及ptc加热器不想要的节流。在可替换方案中，至少一个热传导层能够是金属板，其依靠绝缘涂层电绝缘于分隔的加热层。绝缘涂层优选是氧化层或者清漆或者绝缘膜。

在根据本发明的ptc加热器的有利实施例的情形下，提供的是，至少一个热传导层以从一个电极板延伸至另一个电极板，并且垂直于电极板分隔加热层。至少一个热传导层从而邻接分隔的加热层的两侧以便传递热，能够将生成在加热层中的热量经由电极板消散。在壳体的两侧，电极板布置在壳体上并且电绝缘于壳体，在每个情况下形成加热表面，在该加热表面处在加热层中生成的热量释放进周围区域。热量能够依靠至少一个热传导层更有效地释放至电极板以及释放至壳体的相应加热表面。

加热层能够尤其分隔为多个单独加热部层，其中，相应的加热部层和相应的热传导层布置成交替以及垂直于电极板。生成在加热层中的热量能够以该方式从ptc加热元件均匀地消散，从而能够以有利方式防止ptc加热元件以及ptc加热器的不想要的节流。相应的热传导层从而电绝缘于分隔的加热层和电极板，使得ptc加热元件以及ptc加热器的电属性不被影响。

在根据本发明的ptc加热器的有利进一步发展的情形下，提供的是，至少一个热传导层平行于电极板延伸，平行于电极板分隔加热层。至少一个热传导层能够从加热层的中间区域消散仅经由加热层本身缓慢消散的热量。从而能够以有利方式防止ptc加热元件以及ptc加热器的不想要的节流。至少一个热传导层电绝缘于分隔的加热层和电极板，并且以该方式不影响ptc加热元件以及ptc加热器的电属性。

为了将热量从至少一个热传导层有效地消散至外部，ptc加热元件的热分配主体能够在一侧固定至至少一个热传导层，在另一侧固定至壳体以便传递热。热分配主体能够由例如烧结的陶瓷组成，优选氮化铝或者氮化硼。热分配主体将热量从至少一个热传导层消散至壳体，热分配主体固定至壳体，以便传递热，因而形成ptc加热器的至少一个主体加热表面。加热表面依靠主体加热表面以有利方式膨胀，生成在ptc加热元件中的热量能够以大规模且均匀的方式释放至周围区域。

能够有利地提供的是，电绝缘板在每个情况下布置于电极板和壳体之间。相应的绝缘板固定至壳体以便传递热并且电绝缘电极板与壳体。以该方式ptc加热器被触控保护以及闪络保护。相应的绝缘板能够额外地连接至ptc加热元件的热分配主体以便传递热，以便能够将生成在ptc加热元件中的热量有效地释放至加热表面以及释放至主体加热表面。有利地，相应的绝缘板能够由氧化铝或者烧结的陶瓷组成，优选氮化铝或者氮化硼。

总之，生成在加热层中的热量以改进方式消散至外部，从而以有利方式依靠根据本发明的ptc加热器防止ptc加热元件的不想要的节流。此外，从而增加ptc加热元件以及ptc加热器的热输出。

本发明的进一步重要的特征及优势得自于从属权利要求、附图以及依靠附图的对应附图说明。

毫无疑问，上述提到的特征和下文将解释的特征不仅能够使用在相应的指定组合中，而且能够使用在其他组合中或者单独使用，而不脱离本发明的范围。

附图说明

本发明的优选示范实施例图示于附图，并且将在以下说明中更详细地解释，由此，相同附图标记指代相同或者类似或者功能相同的部件。

在每个情况下示意地，

图1和图2示出了根据本发明的ptc加热器的截面图；

图3示出了根据图1和图2根据本发明的ptc加热器的视图；

图4和图5示出了可替换实施例中根据本发明的ptc加热器的截面图；

图6示出了根据图4和图5包括热分配主体的根据本发明的ptc加热器的视图。

具体实施方式

图1和图2示出了根据本发明的ptc加热器1的截面图。图3示出了ptc加热器1的立体图。从而ptc加热器1具有ptc加热元件2，ptc加热元件2包括加热层3，加热层3布置于两个电极板4a和4b之间并且电接触两个电极板。加热层3由ptc材料制成，ptc材料优选具有钛酸钡或者由钛酸钡组成。ptc加热元件2以防尘和防水方式封装在ptc加热器1的壳体5中，其中，绝缘板6a和6b布置于电极板4a和4b和壳体5之间。相应的绝缘板6a和6b固定至壳体5以便传递热，并且将电极板4a和4b与壳体5电绝缘。ptc加热器1以该方式被触控保护以及闪络保护。绝缘板6a和6b能够例如由氧化铝组成。生成在加热层3中的热量经由电极板4a和4b以及绝缘板6a和6b释放至壳体5的加热表面7a和7b。

在图1和图2中，两个热传导层8垂直于电极板4a和4b分隔加热层3，并且邻接在加热层3的两侧以便传递热。如图1所示，相应的热传导层8能够例如由烧结的陶瓷组成，优选氮化铝或者氮化硼。在烧结的氮化铝的情形下，热传导层8于是具有的传热性为约130w/mk，在烧结的氮化硼的情形下传热性为约60w/mk。相反，烧结的钛酸钡的加热层3具有的传热性为约2w/mk。热传导层8能够将生成在加热层3中的热量有效地消散至电极板4a和4b，从而能够防止ptc加热元件2和ptc加热器1的不想要的节流。氮化铝或者氮化硼的相应热传导层8也电绝缘，使得ptc加热元件2的电属性不被热传导层8影响。作为图1的替换，相应的热传导层8在图2中是金属板9，其依靠绝缘涂层10电绝缘于分隔的加热层3和电极板4a和4b。绝缘涂层10例如能够是氧化层或者清漆或者绝缘膜。此处，相应的热传导层8还具有比加热层3更高的传热性。

如图3所示，电压施加至电极板4a和4b，瓦特在加热层3中转换成热量。当温度升高时，加热层3的阻力也升高，ptc加热元件2依靠其自身行为节流至恒定温度。相应的热传导层8具有比加热层3更高的传热性，并且经由绝缘板6a和6b将生成在加热层3中的热量消散至电极板4a和4b以及消散至壳体5。加热表面7a和7b然后将热量释放至周围区域。总之，生成在加热层3中的热量以该方式能够从ptc加热元件2以该方式均匀地消散，以该有利的方式能够防止ptc加热元件2和ptc加热器1的不想要的节流。相应的热传导层8从而电绝缘于分隔的加热层3和电极板4a和4b，使得ptc加热元件2和ptc加热器1的电属性不被影响。

图4和图5示出了可替换实施例中根据本发明的ptc加热器1的截面图。热传导层8平行于电极板4a和4b延伸，并且平行于电极板4a和4b分隔加热层3。热传导层8能够从加热层3的中间区域11以尤其有效的方式以该方式消散热量。在图4中，热传导层8由烧结的陶瓷组成，优选具有氮化铝或者氮化硼或者由其组成。在图5中，热传导层8是包括绝缘涂层10的金属板9。绝缘涂层10例如能够是氧化层或者清漆或者绝缘膜。在这两种情形下，热传导层8具有比加热层3更高的传热性，并且能够从加热层3的中间区域11有效消散热量。

在图6中，热传导层8经由ptc加热元件2的热分配主体12进一步连接至壳体5以便传递热。热分配主体12例如能够由烧结的陶瓷组成，优选氮化铝或者氮化硼。热分配主体12将在主体加热表面13a和13b释放至周围区域的热量从热传导层8消散至壳体5。主体加热表面13a和13b连接至ptc加热器1的加热表面7a和7b，生成在ptc加热元件2中的热量能够以大规模且有效的方式释放至周围区域。

总之，生成在根据本发明的ptc加热器1中的热量在加热层3中能够有效地消散至外部，从而能够以有利方式防止ptc加热元件2的不想要的节流。此外，从而增加ptc加热元件2和ptc加热器1的热输出。