專利名稱：一種新能源汽車水加熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及電動(dòng)汽車(EV)、增程式電動(dòng)車(EREV)和混合動(dòng)力車(HEV)等新能源車用的水加熱器。
背景技術(shù)：
為應(yīng)對(duì)日益突出的燃油供求的矛盾和環(huán)境污染的問題，世界各國均在推進(jìn)新能源汽車的技術(shù)發(fā)展，原傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)車能夠利用發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量使車內(nèi)保持足夠溫暖，但電動(dòng)汽車(EV)沒有發(fā)動(dòng)機(jī)，增程式電動(dòng)車(EREV)和混合動(dòng)力車(HEV)在發(fā)動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)時(shí)車內(nèi)也需保暖。采用的電熱式加熱器因可用電取暖，是EV、EREV和HEV車有效的制暖方式。目前大多數(shù)車采用的是電加熱器直接加入空氣的方式來進(jìn)行采暖，但因高壓電直接接入乘員車廂內(nèi)存在安全隱患，同時(shí)，因電加熱空氣溫度高導(dǎo)致周邊塑件的高溫氣味傳入車內(nèi)不利于乘員身體安全，另外，面對(duì)純電動(dòng)類新能源車冬天行駛時(shí)，實(shí)現(xiàn)快速除霜和除霧，也加大了供暖功率的需求。而大多數(shù)電加熱空氣的采暖的系統(tǒng)功率過小，滿足不了上述使用時(shí)加熱的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，為解決以上所述的現(xiàn)有技術(shù)存在的問題及安全隱患，提供一種新能源汽車水加熱器，所述水加熱器采用可用電發(fā)熱的PTC (Positive TemperatureCoefficient)加熱元件，所加熱的熱水，通過系統(tǒng)將其輸送到暖風(fēng)芯體中來進(jìn)行車內(nèi)的供
暖、除霜、除霧。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)解決方案來實(shí)現(xiàn)的:
一種新能源車用的水加熱器，包括加熱器水槽、散熱器、加熱器、集線板、控制主板和上蓋，散熱器固定安裝在加熱器水槽上，并與加熱器水槽形成除入口和出口之外封閉的水槽空腔，散熱器其散熱片中設(shè)有安裝槽，安裝槽內(nèi)固定安裝有加熱器，并通過固定加蓋的上蓋，形成一空腔，該空腔中固定裝有集線板和控制主板。所述的一種新能源車用的水加熱器，其特征在于:所述加熱器包括插片、插片、固定片、墊板、PTC加熱片、銅板、絕緣膜、絕緣墊和金屬墊，由至少2片平面狀PTC加熱片橫向平行排列，組成I個(gè)加熱器的PTC加熱元件單元，該加熱元件單元的PTC加熱片，兩側(cè)采用兩片銅板包夾，其中一側(cè)或兩側(cè)銅板與PTC加熱片間加墊有一層合金金屬片，兩片銅板則分別與插片、插片連接，再連接高壓直流電壓電源，兩片銅板外部，采用絕緣膜包裹，絕緣膜外周再采用硅膠絕緣套包裹
所述的一種新能源車用的水加熱器，其特征在于:所述絕緣膜為聚酯絕緣膜或氧化鋁絕緣薄膜。所述的一種新能源車用的水加熱器，其特征在于:所述加熱器水槽入口和出口分別位于縱軸方向兩端，加熱器水槽內(nèi)緣設(shè)有擾流加強(qiáng)筋。所述的一種新能源車 用的水加熱器，其特征在于:所述散熱器設(shè)有外緣為波浪形彎折的散熱片，并固定裝有彎曲內(nèi)翅片。所述的一種新能源車用的水加熱器，其特征在于:所述散熱器與加熱器水槽之間裝有密封圈。所述的一種新能源車用的水加熱器，其特征在于:所述插片與集線板，以及集線板與控制主板，通過電路互相連接。所述的一種新能源車用的水加熱器，其特征在于:所述控制主板中的控制電路，包括自帶脈沖寬度調(diào)制模塊的單片機(jī)和大功率驅(qū)動(dòng)電路，單片機(jī)通過總線與空調(diào)控制器連接。本發(fā)明一種新能源汽車水加熱器，設(shè)計(jì)科學(xué)合理，構(gòu)造簡(jiǎn)單緊湊，完全能夠滿足汽車所需水加熱要求，加熱效率高，節(jié)約能源和成本，安全可靠，使用壽命長。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明，本發(fā)明的目的、優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)，通過下面優(yōu)先實(shí)施例的非限制性說明進(jìn)行解釋。


圖1為本發(fā)明新能源車用的水加熱器爆炸示意 圖2為本發(fā)明散熱器示意 圖3為本發(fā)明PTC散熱片示意 圖4為圖3 PTC散熱片俯·視示意 圖5為加熱器水槽示意 圖6為圖5加熱器水槽A-A向剖視示意 圖7為圖5加熱器水槽B-B向剖視示意 圖8為散熱器示意 圖9為圖8散熱器左視不意 圖10為圖8散熱器A-A向示意 圖11為圖8散熱器仰視不意 圖12本發(fā)明新能源車用的水加熱器控制電路示意 圖13為PTC加熱片組合連接電路示意 以上附圖中，1-加熱器水槽；Ia-加強(qiáng)筋；lb_入口；Ic-出口 ；2-散熱器；2a_翅片；2b-安裝槽；2c_散熱片；3-加熱器；3a_插片；3b_插片；3c_固定片；3d_墊板；3e_PTC加熱片；3f-銅板；3g-絕緣膜；3h_絕緣套；3i_金屬片；4_集線板；5_控制主板；6_上蓋；
具體實(shí)施例方式本發(fā)明新能源車用的水加熱器，如圖1所示，包括加熱器水槽1、散熱器2、加熱器3(PTC加熱元件)、集線板4、控制主板5和上蓋6，參見圖2所示，散熱器2固定安裝加熱器水槽I上，并與加熱器水槽I形成除入口 Ib和出口 Ic之外密封封閉的水槽空腔(參見圖7)。為增強(qiáng)密封性，散熱器2與加熱器水槽I之間固定裝有密封圈。散熱器2其散熱片中設(shè)有安裝槽2a，安裝槽2a內(nèi)固定安裝有加熱器3，并通過固定加蓋的上蓋6，形成又一空腔，上蓋6與散熱器2之間通過固定加裝密封圈密封。所述又一空腔中固定裝有集線板4和控制主板5。
本發(fā)明加熱器3如圖3和圖4所示，包括插片3a、插片3b、固定片3c、墊板3d、PTC(陶瓷)加熱片3e、銅板3f、絕緣膜3g、絕緣墊3h和金屬片3i。其中作為發(fā)熱元件的PTC加熱片3e，最大的特點(diǎn)是自動(dòng)恒溫，這正是利用了 PTC陶瓷的正溫度特性，當(dāng)達(dá)到一定溫度值(居里點(diǎn))時(shí)，其阻值驟然升高，使電流下降功率減小，達(dá)到自動(dòng)恒溫的目的，用PTC材料作為發(fā)熱元件，不會(huì)過熱、熱轉(zhuǎn)換率高、不產(chǎn)生明火、受電源電壓波動(dòng)的影響極小、自然壽命長、使用安全節(jié)能。本發(fā)明采用四片平面狀PTC加熱片3e橫向平行排列，組成I個(gè)加熱器3的PTC加熱元件單元，該加熱元件單元的PTC加熱片3e，兩側(cè)采用兩片銅板3f作為電極板(導(dǎo)電兼?zhèn)鳠?包夾，兩側(cè)銅板3f則分別與插片3a、插片3b連接，用于300V 500V高壓直流電源輸入，本實(shí)施例輸入電源電壓為345V。其中一側(cè)銅板3f與PTC加熱片3e間加墊有一層合金金屬片3i，剛度較高、面積較大的合金金屬片3i，直接覆蓋貼靠四片橫向排列的PTC加熱片3e，有益于各加熱片3e —致保持平行貼服的狀態(tài)，提高PTC加熱片3e的散熱效果。由于PTC加熱元件連接高壓直流電源，所以必須以絕緣材料裹覆，形成絕緣層(隔電兼?zhèn)鳠?。在兩片銅板3f外部，采用絕緣膜3g加以包裹裹緊，絕緣膜3g為聚酯絕緣膜或氧化鋁絕緣薄膜。絕緣膜3g外周再采用導(dǎo)熱作用較好的硅膠絕緣套3h包裹裹緊。將加熱器元件絕緣膜3g和絕緣套3h雙重夾裹提高了拼接精度。由于內(nèi)側(cè)的氧化鋁絕緣膜3g偏硬，所以多覆蓋一層硅膠絕緣套3h能夠提高與散熱器之間的密閉性，確保其散熱性。PTC加熱片3e包裹導(dǎo)熱硅膠絕緣套3h后，在絕緣套3h —側(cè)或兩側(cè)墊上墊板3d，并插入楔形固定片3c，將其固定加固安裝到散熱效果好的鋁合金的散熱器2的安裝槽2a中，墊板3d和固定片3c兼有導(dǎo)熱蓄熱作用。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)防凍液在從散熱器2側(cè)邊流過時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)高效放熱，如圖5、圖6和圖7所示，加熱器水槽I流路采用了液流入口 Ib和出口 Ic分別位于縱軸方向(散熱器縱軸方向兩側(cè))兩端的設(shè)計(jì)，而其內(nèi)緣所設(shè)的擾流加強(qiáng)筋la，不僅能夠增強(qiáng)加熱器水槽I構(gòu)件的牢度，最主要可以起擾流作用 。并且，在散熱器2外緣設(shè)置了擾流構(gòu)造:散熱片2c (安裝槽2b外緣)采用波浪形的彎折以及固定有擾流的彎曲內(nèi)翅片2a，具體參見圖8、圖9、圖10和圖11所示。本發(fā)明水加熱器的加熱控制，參見圖12所示控制主板5的控制電路示意圖，采用空調(diào)控制器AC-E⑶通過總線LIN連接單片機(jī)MCU來進(jìn)行，所述總線LIN采用LIN總線，單片機(jī)MCU自帶脈沖寬度調(diào)制模塊PWM，通過4路控制器PWM (PWM1 PWM4)，分別連接大功率驅(qū)動(dòng)電路IGBT，所述驅(qū)動(dòng)電路IGBT為IGBT功率器件，并分別電路連接4組并聯(lián)的345V電壓大功率加熱的PTC (PTC1 PTC4)加熱元件，實(shí)現(xiàn)加熱的線性調(diào)整。連接在電路中的溫度傳感器TT和電流傳感器ECS，可分別將溫度信號(hào)和大功率加熱的電流信號(hào)，連接反饋到單片機(jī)MCU。在水加熱器工作時(shí)，通過空調(diào)控制器AC-E⑶根據(jù)溫度控制開關(guān)和水溫，計(jì)算出要加熱的水溫的目標(biāo)溫度(范圍是車室溫度到最高70°C)，并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的功率百分比(范圍是:0% 100%)后，發(fā)送至PTC加熱器。PTC加熱器根據(jù)此功率的百分比，通過控制器PWM來控制PTC加熱元件的功率。本實(shí)施例PTC加熱片串并聯(lián)組合連接電路參見圖13，由Rl R16總共16個(gè)單元的加熱器3排列成4行、4列，每個(gè)加熱器3通過插片3a、插片3b連接到設(shè)有印刷電路和接口的集線板4，將每個(gè)單元采用分組并聯(lián)成PTC1、PTC2、PTC3和PTC4四個(gè)小組，各小組再通過連接電路并聯(lián)連接到控制主板5本系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)用的控制器輸入的345V高壓直流電壓電源輸入端，各個(gè)小組的PTC元件單元數(shù)并不一定相同，本實(shí)施例PTC1、PTC2、PTC3、PTC4四個(gè)小組的功率比為1:1:2:4，控制器可根據(jù)實(shí)際需要，啟動(dòng)哪個(gè)小組或其小組組合進(jìn)行加熱。實(shí)施功率控制時(shí)對(duì)PTCl實(shí)行PWM (脈沖寬度調(diào)制)控制，用于實(shí)現(xiàn)O到1.0倍的PTCl功率的控制。1.0到2.0倍PTCl功率的控制由PTC2給定恒定功率，并調(diào)節(jié)PTCl的PWM占空比來實(shí)現(xiàn)。2.0到3.0倍PTCl功率的控制由PTC3給定恒定功率，并調(diào)節(jié)PTCl的PWM占空比來實(shí)現(xiàn)。3.0到4.0倍PTCl功率的控制由PTC2，PTC3給定恒定功率，并調(diào)節(jié)PTCl的PWM占空比來實(shí)現(xiàn)。4.0到5.0倍PTCl功率的控制由PTC4給定恒定功率，并調(diào)節(jié)PTCl的PWM占空比來實(shí)現(xiàn)。5.0到6.0倍PTCl功率的控制由PTC2，PTC4給定恒定功率，并調(diào)節(jié)PTCl的PWM占空比來實(shí)現(xiàn)。6.0到7.0倍PTCl功率的控制由PTC3，PTC4給定恒定功率，并調(diào)節(jié)PTCl的PWM占空比來實(shí)現(xiàn)。7.0到8.0倍PTCl功率的控制由PTC2，PTC3，PTC4給定恒定功率，并調(diào)節(jié)PTCl的PWM占空比來實(shí)現(xiàn)。上述列舉的實(shí)施例僅為對(duì)本發(fā)明所作說明，并不是對(duì)本發(fā)明所作的限定。本發(fā)明還可以采用其它方式進(jìn)行實(shí)施，在此不一一冗述。但凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均屬于本發(fā)明要求的 保護(hù)范圍 。
權(quán)利要求
1.一種新能源車用的水加熱器，包括加熱器水槽(I)、散熱器(2)、加熱器(3)、集線板(4)、控制主板(5)和上蓋(6)，散熱器(2)固定安裝在加熱器水槽(I)上，并與加熱器水槽(I)形成除入口( Ib)和出口( Ic)之外封閉的水槽空腔，散熱器(2)其散熱片中設(shè)有安裝槽(2a)，安裝槽(2a)內(nèi)固定安裝有加熱器(3)，并通過固定加蓋的上蓋(6)，形成一空腔，該空腔中固定裝有集線板(4)和控制主板(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種新能源車用的水加熱器，其特征在于所述加熱器(3)包括插片(3a)、插片(3b)、固定片(3c)、墊板(3d)、PTC加熱片(3e)、銅板(3f)、絕緣膜(3g)、絕緣墊(3h)和金屬墊(3i)，由至少2片平面狀PTC加熱片3e橫向平行排列，組成I個(gè)加熱器3的PTC加熱元件單元，該加熱元件單元的PTC加熱片(3e)，兩側(cè)采用兩片銅板(3f)包夾，其中一側(cè)或兩側(cè)銅板(3f)與PTC加熱片(3e)間加墊有一層合金金屬片(3i)，兩片銅板(3f)則分別與插片(3a)、插片(3b)連接，再連接高壓直流電壓電源，兩片銅板(3f)外部，采用絕緣膜(3g)包裹，絕緣膜(3g)外周再采用硅膠絕緣套(3h)包裹。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新能源車用的水加熱器，其特征在于所述絕緣膜(3g)為聚酯絕緣膜或氧化招絕緣薄膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種新能源車用的水加熱器，其特征在于所述加熱器水槽(I)入口(Ib)和出口(Ic)分別位于縱軸方向兩端，加熱器水槽(I)內(nèi)緣設(shè)有擾流加強(qiáng)筋(IaX
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種新能源車用的水加熱器，其特征在于所述散熱器(2)設(shè)有外緣為波浪形彎折的散熱片(2c)，并固定有彎曲內(nèi)翅片(2a)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種新能源車用的水加熱器，其特征在于所述散熱器(2)與加熱器水槽(I)之間裝有密封圈。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新能源車用的水加熱器，其特征在于所述插片(3b)與集線板(4)，以及集線板(4)與控制主板(5)，通過電路互相連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種新能源車用的水加熱器，其特征在于所述控制主板(5)的控制電路中，包括自帶脈沖寬度調(diào)制模塊(PWM)的單片機(jī)(MCU)和大功率驅(qū)動(dòng)電路(IGBT)，單片機(jī)(MCU)通過總線與空調(diào)控制器(AC-EOT)連接。
全文摘要
本發(fā)明一種新能源汽車水加熱器涉及汽車生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，包括加熱器水槽(1)、散熱器(2)、加熱器(3)、集線板(4)、控制主板(5)和上蓋(6)，散熱器(2)固定安裝加熱器水槽1上，并與加熱器水槽(1)形成除入口(1b)和出口(1c)之外封閉的水槽空腔，散熱器(2)其散熱片中設(shè)有安裝槽(2a)，安裝槽(2a)內(nèi)固定安裝有加熱器(3)，并通過固定加蓋的上蓋(6)，形成一空腔，該空腔中固定裝有集線板(4)和控制主板(5)。本發(fā)明設(shè)計(jì)科學(xué)合理，構(gòu)造簡(jiǎn)單緊湊，完全能夠滿足汽車所需水加熱要求，加熱效率高，節(jié)約能源和成本，安全可靠，使用壽命長。
文檔編號(hào)F24H9/18GK103253106SQ20131017883
公開日2013年8月21日 申請(qǐng)日期2013年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月15日
發(fā)明者韋長華, 束超, 施婷, 肖麗芬 申請(qǐng)人:江蘇超力電器有限公司