[发明专利]一种PTC水暖加热器

说明书

技术领域

本发明涉及一种加热器，尤其涉及一种PTC水暖加热器。

背景技术

为应对日益突出的燃油供求的矛盾和环境污染的问题，世界各国均在推进新能源汽车的发展。传统汽车一直把发动机的余热作为制暖热源，这种方式依赖于汽车的发动机，也就是说要在发动机工作的状态下，才能实施车内的取暖。另外，这种取暖系统的效率很低，在冬季启动了发动机后需要6-10min才能供暖。但电动汽车没有发动机，混合动力车载发动机停转时车内也需要供暖。

目前，由于PTC陶瓷特有的正温度系数阻温特性，其有着自动控温，温度随电压波动影响小等优良的电性能以及不会燃烧、无明火、使用寿命长等安全特性。由PTC陶瓷制作的PTC加热器是一种理想的加热装置，它不仅很好的解决了在低温条件下电动汽车内部取暖和挡风玻璃除霜所需要的热源问题，还能应用于动力电池的热管理系统，在环境温度较低时对动力电池进行加热，而且由于其优良的绝缘性能确保了电动汽车的安全性能。

电动汽车制暖用PTC加热器有风暖和水暖两种，PTC水暖加热器，以PTC加热元件为发热核心，制作成PTC加热管，然后插入专用的铝合金导热体，通过加热防冻液，经由蒸发器向车内提供暖风，暖风柔和舒适，温度稳定适中，使用安全，节能高效。另外，PTC水加热器还可用于电动汽车动力电池热管理系统，通过加热防冻液给电池加热。

在电动汽车领域使用的PTC加热器使用环境有如下特点：一、工作电压高，至少在320V以上，一般在320VDC-750VDC；二、电动汽车的电压在运行中并不是恒定的，而是随着运行中电量的损耗而下降；三、由于汽车是在室外使用，四季温度及湿度的变化大；四、此加热器安装在汽车内使用，需更好的抗震动性能，且对使用寿命的要求更高，需达到十年以上；五、为了保证电动汽车在涉水、遭遇雨水或者部分被浸等极端环境下的安全性能，要求PTC加热器的防尘水性能最好达到IP67，避免对车内或车周边人员造成电击的意外伤害；六、目前市场上现有广泛使用的类似德国埃贝赫结构的PTC水暖加热器，有以下缺点：(1)该结构安全缺陷：埃贝赫加热器结构如下，PTC加热芯插入压铸铝槽(作为导热水槽)，铝槽放置在塑料外壳内，水(防冻液)在塑料外壳和铝槽之间流动，PTC加热芯通过加热铝槽把热量传导到水(防冻液中)。为防止水(防冻液)渗入带电的PTC加热芯或者铝槽上方的电控板，必须在塑料外壳和导热铝水槽之间做好可靠的密封，一旦两者之间的密封出现问题，防冻液就会在结合面处渗透并接触到PTC加热元件，或者电控板，这样很容易出现漏电引发的安全事故。因此此结构的PTC水加热器存在一定的安全隐患。(2)该结构的成本劣势：埃贝赫加热器结构采用PTC加热芯插入压铸铝槽结构，PTC加热芯和压铸铝槽的材料成本和制作成本较高；(3)该结构传热效果较差：PTC加热芯插入导热铝槽，两者之间不容易贴合紧密，造成有相对较大的热阻，影响了PTC的导热，使得PTC的功率不容易发挥。七、目前市场上现有的其它PTC水暖加热器，如东方PTC水暖加热器，其结构上有以下缺点：(1)PTC加热芯和通水扁管(即液体通道)相间排列，两根PTC加热芯之间共用一根水扁管，这样的排列不容易把PTC产生的的热量带走，难以充分发挥PTC的功率，造成热量的浪费；(2)PTC加热芯和通水扁管(即液体通道)相间排列的结构由于通水扁管(即液体通道)扁平且数量少，水阻较大。虽然通过扁管尺寸的调整也可以降低水阻，但会影响到传热效果。

发明内容

发明目的：为了提高PTC水暖加热器的加热效率，提高PTC加热管的利用率，本发明提供一种PTC水暖加热器。

技术方案：本发明提供一种PTC水暖加热器，包括液体进出口管道、液体集流装置以及至少两个加热组件，所述加热组件包括PTC加热芯和两个液体通道，两个液体通道分别位于PTC加热芯的两侧，任一加热组件中的PTC加热芯和液体通道与其他PTC加热芯和液体通道排列于一个平面，所有液体通道的两端通过液体集流装置与液体进出口管道连通。

进一步的，还包括支撑片，所述支撑片插在两个相邻的加热组件之间。

进一步的，所述支撑片由金属或者塑料制成。

进一步的，所述PTC加热芯、支撑片与液体通道之间通过硅胶粘接或通过机械紧配。

进一步的，所述液体通道为金属扁管。

进一步的，所述液体通道由铝或铜制成。

进一步的，所述PTC加热芯包括PTC陶瓷元件、金属电极片、绝缘材料层，所述绝缘材料层包裹住PTC陶瓷元件和金属电极片，绝缘材料层为聚酰亚胺薄膜或氧化铝基板或导热硅胶片。