水暖PTC加热器及其装配方法与流程

水暖ptc加热器及其装配方法
技术领域
1.本发明涉及汽车空调零部件技术领域，特别涉及一种水暖ptc加热器，同时，本发明也涉及有该水暖ptc加热器的装配方法。


背景技术：

2.随着燃油供求以及环境污染问题日益突出，世界各国都在推进新能源汽车发展。在传统汽车中，由于内燃机是通过燃料燃烧膨胀推动活塞做工，由内能转化为动能，转化效率低，余热较多，所以用于制暖的热源一般都是内燃机余热。这种制暖系统合理利用了原本无用的废热，但其也意味着只有在内燃机开启的状态下才能进行制暖，而由于纯电动汽车没有内燃机，混动汽车在纯电动模式下也需要供暖，因而制暖用ptc加热器的采用成为大多数新能源车企的选择。
3.新能源汽车制暖用ptc加热器一般分为风暖、水暖两种，风暖使用ptc直接加热空气并由风扇吹入车内，水暖则由ptc通过专门的设备加热冷却液，再经过暖风芯体向车内提供暖风。相较于风暖形式的结构简单、制热迅速，水暖方式温度稳定、柔和舒适，并且加热的冷却液也可以给动力电池加热，而有着更好的使用效果。因此，水暖ptc加热器的设计开发便成为各车企重要的研发方向。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明旨在提出一种水暖ptc加热器，以能够提供具有较好使用效果的水暖ptc加热器。
5.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
6.一种水暖ptc加热器，包括上壳体、下壳体、隔水板和加热组件，其中：
7.所述上壳体与所述下壳体由所述隔水板分隔，而分别于两者内形成有上水室和下水室；
8.所述上水室和所述下水室的同一端分别设有位于所述上壳体上的出水口，以及位于所述下壳体上的进水口，且相对于具有所述出水口和所述进水口的一端，所述上水室和所述下水室的另一端相连通；
9.所述加热组件具有电路板，以及与所述电路板连接的多个ptc加热块，各所述ptc加热块穿经所述上壳体和所述隔水板设置，而部分位于所述上水室内，部分位于所述下水室内。
10.进一步的，所述隔水板的一端设有通水孔；所述上水室和所述下水室通过所述通水孔连通。
11.进一步的，多个所述ptc加热块被排布为多排；各排所述ptc加热块中，相邻的所述ptc加热块之间错位布置。
12.进一步的，所述水暖ptc加热器还包括电器盒；所述电器盒通过安装支架与所述上壳体和所述下壳体固连。
13.进一步的，所述上壳体的顶部固连有主板；所述电路板固定于所述主板上，各所述ptc加热块一并穿经所述主板设置；所述主板上设有用于封盖所述电路板的密封盖。
14.进一步的，所述水暖ptc加热器还包括进水温度传感器和出水温度传感器；所述进水温度传感器穿经所述主板、所述上壳体和所述隔水板伸入所述下水室，并靠近所述进水口布置；所述出水温度传感器穿经所述主板和所述上壳体伸入所述上水室，并靠近所述出水口布置。
15.进一步的，各所述ptc加热块外套设有防水管；所述防水管穿经主板、所述上壳体和所述隔水板设置，且所述防水管的两端分别与所述主板及所述下壳体相连。
16.进一步的，所述下壳体的内壁上设有多个连接凸起，各所述连接凸起与所述防水管一一对应布置；各所述防水管的一端套装于相应的所述连接凸起上，并与所述连接凸起固连于一起。
17.进一步的，所述进水口和所述出水口分别铆接于所述下壳体及所述上壳体上；所述主板与所述上壳体之间，以及所述上壳体、所述隔水板和所述下壳体之间分别通过铆钉固连；所述主板和所述连接凸起与所述防水管之间，所述上壳体、所述隔水板和所述下壳体之间，以及所述进水口与所述下壳体之间，所述出水口与所述上壳体之间分别通过钎焊密封。
18.相对于现有技术，本发明具有以下优势：
19.本发明所述的水暖ptc加热器，通过加热组件中的ptc加热块的发热，能够对流经的冷却液的加热，而能够实现水暖加热方式。
20.与此同时，通过使得进水口和出水口分别位于同一端的下壳体与上壳体上，并使另一端的上水室和下水室连通，也能够使得整体加热器实现流经冷却液的双流程设计。而且进、出水口一端的冷却液(水温最低和最高)经由同一块ptc加热块进行加热，另一端水温相近处也为经由同一块ptc加热块进行加热，如此能够更好地利用每一块ptc加热块，使之加热更快速，以可提升加热组件的加热效率，进而使得该加热器有着较好的使用效果。
21.此外，本发明直接由上、下壳体等形成冷却液流道，也可增大冷却液流道体积，增大换热面积，降低流阻，并且还能够减小加热器的整体尺寸。
22.本发明同时也提出有上述水暖ptc加热器的装配方法，所述装配方法包括：
23.将所述出水口和所述主板分别与所述上壳体铆接，并将所述进水口和所述下壳体铆接；
24.将所述上壳体、所述隔水板和所述下壳体叠置于一起；
25.将各所述防水管穿经所述主板、所述上壳体和所述隔水板，并套装于对应的所述连接凸起上；
26.将上壳体、所述隔水板和所述下壳体铆接紧固；
27.将所述防水管一端的外表面与所述主板之间，所述防水管另一端的内表面与所述连接凸起之间，以及所述上壳体、所述隔水板和所述下壳体之间，所述进水口与所述下壳体之间，和所述出水口与所述上壳体之间分别通过钎焊密封；
28.将各所述ptc加热块插入相应的所述防水管中，安装所述加热组件，并将所述密封盖装于所述主板上。
29.本发明的水暖ptc加热器的装配方法，能够实现该水暖ptc加热器的装配成型，并
且通过采用铆接固定以及钎焊密封的方式，不仅可便于生产制造，利于降低重量及成本，同时也能够提升加热器的耐久性、安全性和可靠性。
30.另外，通过使得防水管一端的外表面与主板钎焊密封，另一端的内表面与连接凸起钎焊密封，可使得防水管采用两端开口的中空管，由此能够使防水管料厚降低，而不仅可降低成本，亦可提升传热能力。
附图说明
31.构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
32.图1为本发明实施例所述的水暖ptc加热器的结构示意图；
33.图2为本发明实施例所述的水暖ptc加热器的爆炸图；
34.图3为本发明实施例所述的上壳体的结构示意图；
35.图4为本发明实施例所述的主板的结构示意图；
36.图5为本发明实施例所述的下壳体的结构示意图；
37.图6为本发明实施例所述的隔水板的结构示意图；
38.图7为本发明实施例所述的加热组件的结构示意图；
39.图8为本发明实施例所述的防水管的结构示意图；
40.图9为本发明实施例所述的ptc加热块错位布置的示意图；
41.图10为本发明实施例所述的主板与上壳体连接后的示意图；
42.图11为本发明实施例所述的上壳体、隔水板及下壳体等连接后的示意图；
43.图12为本发明实施例所述的加热组件安装后的示意图；
44.图13为本发明实施例所述的水暖ptc加热器内冷却液的流程示意图；
45.附图标记说明：
46.1、上壳体；2、下壳体；3、主板；4、进水口；5、出水口；6、隔水板；7、密封盖；8、第一铆钉；9、电器盒；10、安装支架；11、安装螺钉；12、ptc加热块；13、电路板；14、第二铆钉；15、防水管；16、电路板安装柱；17、出水温度传感器；18、进水温度传感器；
47.101、上壳体通孔；102、第一上壳体铆接孔；103、第二上壳体铆接孔；104、上壳体安装过孔；105、下出水温度传感器过孔；106、中进水温度传感器过孔；
48.201、下壳体铆接孔；202、连接凸起；203、下壳体安装过孔；
49.301、主板通孔；302、主板铆接孔；303、上出水温度传感器过孔；304、上进水温度传感器过孔；305、安装柱固定孔；306、卡爪；
50.601、隔水板通孔；602、通水孔；603、隔水板铆接孔；604、下进水温度传感器过孔；605、隔水板安装过孔。
具体实施方式
51.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
52.在本发明的描述中，需要说明的是，若出现“上”、“下”、“内”、“外”等指示方位或位置关系的术语，其为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描
述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，若出现“第一”、“第二”等术语，其也仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
53.此外，在本发明的描述中，除非另有明确的限定，术语“安装”、“相连”、“连接”“连接件”应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以结合具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
54.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
55.本实施例涉及一种水暖ptc加热器，其一般用于汽车空调系统中，以加热冷却液，从而可经过暖风芯体向车内提供暖风。
56.整体构成上，结合图1和图2中所示的，该水暖ptc加热器包括上壳体1、下壳体2、隔水板6和加热组件。其中，上壳体1与下壳体2由隔水板6分隔，而分别于两者内形成有上水室和下水室。在上水室和下水室的同一端分别设置有位于上壳体1上的出水口5，以及位于下壳体2上的进水口4，并且相对于具有出水口5和进水口4的一端，上水室和下水室的另一端也相连通。而加热组件则具有电路板13，以及与电路板13连接的多个ptc加热块12，各ptc加热块12穿经上壳体1和隔水板6设置，而使得各ptc加热块12部分位于上水室内，部分位于下水室内。
57.具体来说，在本实施例中上壳体1的结构如图3中所示，其呈一下端敞口的盒状，在上壳体1上设置有多个上壳体通孔101，各上壳体通孔101即用于供加热组件中的ptc加热块13穿过。在上壳体1上还设置有第一上壳体铆接孔102、第二上壳体铆接孔103、上壳体安装过孔104，以及下出水温度传感器过孔105和中进水温度传感器过孔106。
58.第一上壳体铆接孔102用于上壳体1和下述主板3之间的连接，第二上壳体铆接孔103则用于上壳体1和隔水板6、下壳体2之间的连接。上壳体安装过孔104作为整个加热器安装孔的构成部分，其与下述的隔水板安装过孔605和下壳体安装过孔203共同构成了加热器安装孔，以用于实施例的水暖ptc加热器在车辆中的安装。
59.下出水温度传感器过孔105和中进水温度传感器过孔106分别用于供下述的出水温度传感器18以及进水温度传感器17穿过，以进行两者的安装。而且，整体上，下出水温度传感器过孔105与下述的位于主板3上的上出水温度传感器过孔303共同构成了用于出水温度传感器18设置的过孔结构。中进水温度传感器过孔106则与下述的上进水温度传感器过孔304和下进水温度传感器过孔604一起构成了用于进水温度传感器17设置的过孔结构。
60.本实施例中，作为优选的实施形式，出水口5具体也为铆接于上壳体1上，而其铆接方式采用常规铆接工艺便可。此外，同样作为一种优选的实施形式，本实施例在上壳体1的顶部还固连有主板3，上述的电路板13即固定于主板3上，并且各ptc加热块12也为一并穿经该主板3设置，而在主板3上进一步地也设置有用于封盖电路板13的密封盖7。
61.此时，主板3的结构如图4中所示，其四周均成型有向上的翻边，而为一上端敞口的盒状，与上壳体1上的各上壳体通孔101的设置对应的，在主板3上也设置有多个主板通孔301，该主板通孔301用于供ptc加热块12通过。在主板3上进一步也还设置有主板铆接孔302、上出水温度传感器过孔303、上进水温度传感器过孔304以及安装柱固定孔305和卡爪
306。
62.主板铆接孔302为多个，并且与上述位于上壳体1上的第一上壳体铆接孔102一一对应布置，以用于进行主板3和上壳体1之间的连接。上出水温度传感器过孔303和上进水温度传感器过孔304如上所述的，具体用于供出水温度传感器18和进水温度传感器17穿过，以进行两者的安装。安装柱固定孔305作为整体加热器安装孔的一部分，卡爪306位于成型在主板3四周的翻边上，并具体用于卡接固定密封盖7。
63.本实施例的下壳体2的结构如图5中所示，与上述上壳体1的结构类似的，在下壳体2上也分别设置有下壳体铆接孔201和下壳体安装过孔203。下壳体铆接孔201用于进行上壳体1、隔水板6和下壳体2三者之间的连接，下壳体安装过孔203则作为整体加热器安装孔的一部分，用于进行加热器的安装。而与出水口5的设置方式相同的，出水口5也可为铆接于下壳体2上，且其铆接方式也采用常规铆接工艺即可。
64.另外，在下壳体2内也成型有多个连接凸起202，各连接凸起202与上述位于主板3上的主板通孔301、位于上壳体1上的上壳体通孔101，以及下述的位于隔水板6上的隔水板通孔601一一对应布置。而且各连接凸起202具体也用于与下述的防水管15的一端连接。
65.隔水板6的结构如图6中所示，诚如以上所述的，在隔水板6上设置有多个隔水板通孔601，且各隔水板通孔601与上述主板通孔301、上壳体通孔101以及连接凸起202之间一一对应地布置，并具体为用于供ptc加热块12通过。而除了隔水板通孔601，在隔水板6上还分别设置有通水孔602、隔水板铆接孔603以及下进水温度传感器过孔604和隔水板安装过孔605。
66.通水孔602位于隔水板6的一端，且前述上、下水室一端的连通也便是通过该通水孔602实现的。隔水板铆接孔603与上述第二上壳体铆接孔103和下壳体铆接孔201一一对应布置，以用于进行上壳体1、隔水板6和下壳体2三者之间的连接。下进水温度传感器过孔604用于供进水温度传感器过孔17穿过，以进入下水室，隔水板安装过孔605则作为其中的一部分，与上壳体安装过孔104和下壳体安装过孔203共同组成加热器的安装孔。
67.本实施例的加热组件的结构如图7中所示，其中的ptc加热块12采用装载陶瓷ptc发热元件的块状结构便可，而电路板13则采用进行各ptc加热块12电连接，并还可进行进水温度传感器17与出水温度传感器18等部件电连接的常规电路板结构即可。
68.此外，本实施例的多个ptc加热块12也被排布为多排，且具体的，在本实施例中各ptc加热块12为两排，与此同时，供各ptc加热块12穿过的各主板通孔301、各上壳体通孔101以及各隔水板通孔601和各连接凸起202等也与各ptc加热块12一一对应，以采用相同的排布方式。
69.而进一步的，作为优选的实施形式，在布置为多排的基础上，本实施例的各排ptc加热块12中，相邻的ptc加热块12之间也为错位布置的。当然，与各排ptc加热块12的错位布置同步的，各排上壳体通孔101、隔水板通孔601、连接凸起202也是错位布置，并与各排ptc加热块12的布置形式一致。同时，本实施例的该错位布置亦可参见图9中所示，在图9中以隔水板6上的各排隔水板通孔601的布置为例，各排隔水板通孔601中相邻隔水板通孔601之间的错位布置，也即两者之间存在位置偏差k，并且沿各排隔水板通孔601的排布方向，各隔水板通孔601表现为交替地向两侧错位。
70.通过各排ptc加热块12的错位布置，本实施例可使得冷却液在上、下水室内进行更
好地分流，以能够被ptc加热块12更好地加热。另外，还需要指出的是，本实施例的位于上壳体1上的出水口5，以及位于下壳体2上的进水口4，该两者在布置于加热器上时，也呈现为如图1中所示出的错位布置。其具体也即参见图1所示，进水口4和出水口5在加热器的端部一左一右，而分别靠近加热器的两侧布置，这样的布置也能够使得冷却液获得更好的加热效果。
71.本实施例中，在水暖ptc加热器中还设置有位于一侧的电器盒9，该电器盒9用于进行加热器中电气部件的安装布置，以用于和外部电路连接。而且具体设置上，电器盒9也通过安装支架10与上壳体1和下壳体2固连，同时，电器盒9一般也经由安装螺钉11固定到安装支架10上便可。
72.此外，在本实施例的水暖ptc加热器还设置有进水温度传感器17和出水温度传感器16，该两者分别通过如上所述的各温度传感器过孔结构进行安装，由此使得进水温度传感器16穿经主板3、上壳体1和隔水板6伸入下水室，出水温度传感器17穿经主板3和上壳体1伸入上水室。与此同时，进水温度传感器17也为靠近进水口4布置，出水温度传感器16则靠近出水口5布置，以具有更好的温度检测效果。
73.在安装后，进水温度传感器17和出水温度传感器16也与电路板13相连便可，以通过电路板13连接至电器盒9内，从而可与整车控制电路部分相连。
74.本实施例，作为优选实施形式，在各ptc加热块12外也套设有防水管15。此时，防水管15的结构如图8中所示，并且具体设置上，与ptc加热块12相同的，防水管15也穿经主板3、上壳体1和隔水板6。而防水管15的两端也分别与主板3及下壳体2相连，具体而言，各防水管15的一端、也即其底端套装于与之相应的连接凸起202上，并与连接凸起202固连于一起。各防水管15的顶端则与形成于主板通孔301边沿的翻边相连。
75.作为一种优选固连方式，基于上述的主板3、上壳体1、隔水板6以及下壳体2上的各铆接孔的设置，本实施例的主板3与上壳体1之间即通过第二铆钉14铆接相连，上壳体1、隔水板6和下壳体2之间则分别通过第一铆钉8铆接固连于一起。
76.另外，还需说明的是，为保证加热器整体的密封性，本实施例的上壳体1、下壳体2、主板3、隔水板6以及进水口4和出水口5等通常也采用复合铝材，并且使得主板6与防水管15内壁之间，主板3(即主板通孔301边沿处的翻边)与防水管15外壁之间，以及上壳体1、隔水板6和下壳体2之间，和进水口4与下壳体2之间，出水口5与上壳体1之间分别通过钎焊密封。
77.基于上述的结构介绍，本实施例的水暖ptc加热器在装配时，其装配方法具体包括有如下的步骤。
78.首先，将出水口5铆接于上壳体1上，并通过第二螺钉14将主板3与上壳体1铆接于一起，然后，也将进水口4铆接至下壳体2上，铆接后的主板3及上壳体1如图10中所示。接着，将上壳体1、隔水板6和下壳体2依次叠置于一起，再将各防水管15穿经主板3、上壳体1和隔水板6，并套装于对应的连接凸起202上。然后，将上壳体1、隔水板6和下壳体2通过第一铆钉8铆接紧固，紧固后将其移至钎焊工装上，以将防水管15一端的外表面与主板3之间，防水管15另一端的内表面与连接凸起202之间，以及上壳体1、隔水板6和下壳体2之间，进水口4与下壳体2之间，和出水口5与上壳体1之间分别通过钎焊密封。
79.通过钎焊密封后的主板3、上壳体1、隔水板6以及下壳体2构成的加热器的芯体结构如图11中所示。而且需注意的是，钎焊密封之前，一般也将进水温度传感器17、出水温度
传感器18以及两侧的安装支架10安装上去，以通过钎焊同样实现各温度传感器位置的密封，以及将安装支架10与上壳体1及下壳体2固连在一起。
80.另外，还需说明的是，针对于用于电路板13安装的电路板安装柱16，其通常可在主板3与上壳体1铆接之前，先铆接至主板3上。或者，也可在主板3与上壳体1连接后，再通过螺接、焊接等方式固定至主板3上。
81.在加热器的芯体结构成型后，再如图12所示，将各ptc加热块12插入相应的防水管15中，以安装加热组件。最后，将密封盖7装于主板3上，以及将电器盒9安装至安装支架10上，便完成了整体加热器的装配。
82.本实施例的水暖ptc加热器通过加热组件中的ptc加热块12的发热，能够对流经的冷却液的加热，以此能够实现水暖加热方式。与此同时，通过使得进水口4和出水口5分别位于同一端的下壳体2与上壳体1上，并使另一端的上水室和下水室连通，也能够如图13所示的，使得整体加热器实现流经冷却液的双流程设计。
83.而且进、出水口一端的冷却液(水温最低和最高)经由同一块ptc加热块12进行加热，另一端水温相近处也为经由同一块ptc加热块12进行加热，如此本实施例的加热器也能够更好地利用每一块ptc加热块12，使之加热更快速，以可提升加热组件的加热效率，进而使得该加热器有着较好的使用效果。
84.此外，本实施例的加热器通过直接由上、下壳体等形成冷却液流道，也可增大冷却液流道体积，增大换热面积，降低流阻，并且还能够减小加热器的整体尺寸。而通过采用铆接固定以及钎焊密封的方式，不仅可便于生产制造，利于降低重量及成本，同时也能够提升加热器的耐久性、安全性和可靠性。
85.另外，通过使得防水管15一端的外表面与主板3钎焊密封，另一端的内表面与连接凸起202钎焊密封，本实施例亦能够使得防水管15采用两端开口的中空管，由此还能够使防水管15料厚降低，进而不仅可降低成本，也可提升其传热能力，而进一步提高加热器的加热性能。
86.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。