一种楔形PTC加热模块的制作方法

一种楔形ptc加热模块
技术领域
1.本实用新型涉及一种汽车空调系统和电池加热的加热模块，尤其是涉及一种适用于新能源汽车的楔形ptc加热模块。


背景技术：

2.随着全球经济的发展，化石能源的日益枯竭和传统汽车对环境的污染，利用电池提供能源的电动汽车是现在的一种发展趋势。新能源汽车在解决传统燃油汽车环境污染的问题方面得到了广泛的认可，替代传统燃油车已是大势所趋。与传统的燃油车不同，新能源汽车的电池板加热、空调暖风系统等均需要独立的加热器。
3.ptc(positive temperature coefficient)作为一种正温度系数半导体材料，当温度达到ptc元件的居里温度附近时，其电阻率会迅速增大。ptc加热器具有启动速度快、热效率高、温度控制性好、安全无明火、工作可靠性理想、节能和使用寿命长等特点，ptc作为安全的电热产品已得到大量的应用，是一种较为理想的电加热材料，然而在一些北方或高寒地区，由于冬天室外温度过低，使得汽车空调制热功率要求较高，而在一定的空间、结构及电压等的限制下，提高单片ptc电热元件的功率是各界人士一直在探索的一个问题，现有技术中主要有以下几种方案：提高ptc的居里点温度；减少热阻等。
4.现有技术中通过提高ptc电热元件的居里点温度的方案存在以下问题：ptc电热元件的耐电压会随居里点温度上升而下降，如果装置的散热能力较不佳，随着ptc电热元件的居里点温度上升，ptc电热元件中间部位的热量不容易散发，导致其中心部位温度的升高，温度的升高，中心部位的电阻就大，电压在中心部位的分压就大，这样很容易造成ptc 电热元件的击穿。
5.另外，现有用于新能源汽车的模块ptc加热器，其常规结构为：采用ptc电热元件作为发热元件，电极与ptc电热元件通过硅胶进行粘贴并用绝缘膜包裹形成加热模块，然后再利用楔形铝块或电极将加热模块压入压铸铝导热槽中，通过压铸铝导热槽的侧面壁与保持在水箱中的防冻液介质完全隔开，由于铝块或电极设计为楔形，在压入的过程中，加热模块得到良好的固定，然而由于ptc电热元件传热时，其一侧面上产生的热量需要通过各个元件再传到压铸铝导热槽的侧面壁，再通过压铸铝导热槽的侧面壁传热到水箱中的防冻液介质，现有这种结构中，ptc 电热元件传热到压铸铝导热槽的侧部件介质多，并且由于绝缘膜的导热低，对ptc电热元件的传热效果造成影响，使得ptc电热元件单片发挥的功率低，导致电热装置的热效率较低。另外，过多的结构层，使得加热器的整体结构稳定性差，容易因ptc元件的松动摩擦而损坏绝缘膜。


技术实现要素：

6.本实用新型解决的技术问题是提供一种安装方便、结构牢固性好，且传热能力强，从而提高加热效率的楔形ptc加热模块。
7.为了解决上述技术问题，本实用新型的楔形ptc加热模块，包括采用绝缘材料制成
的安置架以及安置在安置架内的多个ptc加热元件，安置架的两个外表面均直接覆盖有电极，两个电极的外表面均直接覆盖有绝缘板，两块绝缘板安装在两个电极外表面后能够通过楔形结构，压入到压铸铝的导热槽内腔中。
8.所述安置架内排布有由纵横交错设置的隔块，分隔成的多个安置槽，各个所述加热元件均嵌入到各个安置槽内，各个所述安置槽的深度与加热元件的厚度相当。
9.两个所述电极结构一致，两个所述电极均与各ptc加热元件相接触。
10.覆盖在所述电极外表面的绝缘板的表面积大于电极的表面积，所述电极的表面积大于或等于安置槽的表面积。
11.所述安置架的底边设置为凸字形截面的限位部分，用来对两块绝缘板的底边进行限位。
12.所述安置架的两个外表面上设置有用于对电极进行限位的防错位结构。
13.所述绝缘板为陶瓷绝缘板。
14.所述安置架为耐高温注塑件或耐高温的橡胶件。
15.至少其中一块绝缘板可以设置为楔形结构。
16.两块绝缘板均可设置为平面结构，两块所述绝缘板安装在两个电极外表面后并装入压铸铝的导热槽内腔中，所述两块所述绝缘板与压铸铝的导热槽的内壁之间设置有楔形块。
17.本实用新型的优点在于：
18.(1)通过采用绝缘材料制成的具有多个安置腔的安置架作为支撑主体，这种安置架结构的特殊设计，不仅使多片ptc加热元件能够与电极和安置框形成多点可靠接触，大幅提高了传热效果，并且网格结构的安置槽能够对多个ptc加热元件进行可靠限位，提高了结构的牢固性，也使其结构简单、安装方便。
19.(2)通过楔形结构将ptc加热模块嵌入固定在压铸铝的导热槽内腔内，一方面，不采用单独的压力元件，即可形成良好的接触，使得ptc 电热元件不需要借助固定件即可稳固地安装于导热槽中，能够有效节约空间、减轻了质量的同时又起到固定作用；另外一方面，ptc电热元件产生的热量可直接通过绝缘板和导热槽传递给循环腔中的介质，传导环节少，热量损失较小，使得采用这种ptc加热模块的电加热装置的热效率得到有效的提高，能够较好地用于为电动车供暖、除霜、除雾、电池加热以及为其他需要热源的部件加热。
20.(3)覆盖在电极外表面的绝缘板的表面积要需大于电极的表面积增加了爬电距离，有效的增加了电极与导热槽的绝缘性能。
21.(4)接触电极的表面积大于或等于安置槽的表面积，保证了ptc 加热元件与电极之间的良好接触。
附图说明
22.图1为实用新型楔形ptc加热模块的分解结构示意图；
23.图2为实用新型楔形ptc加热模块的使用状态剖面图。
具体实施方式
24.下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型的楔形ptc加热模块作进一步详细
说明。
25.实施例一：
26.如图所示，本实施例的楔形ptc加热模块，包括采用绝缘材料制成的安置架1以及多个ptc加热元件2，安置架1内排布有由数条纵横交错设置的隔块4分隔成的多个安置槽，各个加热元件2均嵌入到各个安置槽内，也就是说数条横向隔块平行间隔设置，数条纵向隔块平行间隔设置，并且横向与纵向隔块垂直交叉设置，相邻的两个ptc加热元件之间通过隔块隔开，ptc加热元件中，横向隔块之间的间距等于ptc加热元件的宽度，纵向隔块之间的间距等于ptc加热元件的长度，隔块的厚度等于ptc加热元件的厚度使得各个安置槽的深度与加热元件的厚度相当，当然，安置架1本身的厚度也与ptc加热元件的厚度相当，安置架 1的两个表面直接覆盖有电极5，为保证ptc加热元件2与电极5之间，电极5与绝缘板3有更好的接触，具体可通过粘结胶将电极5的粘结固定在ptc加热元件的表面，使得电极5与ptc加热元件2相结合粘结，形成加热芯，加热芯的电极外表面通过粘结胶将陶瓷绝缘板3固定在加热芯上，陶瓷绝缘板3的作用在于绝缘同时起到压力元件的作用，覆盖在电极5外表面的陶瓷绝缘板3的表面积大于电极5的表面积，电极5 的表面积大于或等于安置槽的表面积，本实施例中，其中一块绝缘板设置为楔形结构，另外一块绝缘板设置为平面结构，此时，导热槽一侧面为竖直面，另一侧面为斜面的梯形槽，两块陶瓷绝缘板3安装在两个电极外表面后能够通过楔形结构压配到压铸铝7的导热槽内腔中并且恰好与梯形槽相适配形成良好的接触，在压入的过程中，加热模块可以得到良好的固定，通过压铸铝的导热槽的侧面壁与保持在水箱中的防冻液介质完全隔开，由此通过将陶瓷绝缘板3制作成楔形结构，适应具有梯形横截面的导热槽，无需压力元件，即可以将ptc加热模块固定在导热槽中并与导热槽形成良好的接触。
27.另外，导热槽2为两侧面均为斜面的梯形槽，由此可以根据需要将两块绝缘板均设置为楔形结构，用于适应具有梯形横截面的导热槽，具有这种结构的ptc加热模块能够方便的嵌入导热槽，嵌入导热槽时所受到的导热槽两侧的压力能够使ptc加热模块与导热槽2形成良好的接触，并且，ptc加热模块嵌入到导热槽中，嵌入的越深，ptc加热模块1 受到的侧面压力越大，越不容易被取出，无需压力元件，即可实现ptc 加热模块固定作用。
28.进一步地，安置架1的底边设置为凸字形截面的限位部分8，用来对两块绝缘板的底边进行限位，安置架1的两个外表面上设置有用于对电极向上延伸出来用于连接电源的引出端子进行限位的防错位结构9，且电极的边缘也设置防错位结构9与安置架1相匹配，进一步增加防错限位，具体地说是安置架1的两个外表面上设置两个结构相同的电极5，为了增加电极5间的上端部延伸的电气间隙，两个电极5设置为中心对称关系，且在电极5上设置防错限位结构9。其中，所说的防错限位结构9可以由安置架1上的设置定位台，对电极5上端部延伸进行上下限位，同时电极5两侧部边缘的防错限位设计为一个或多个缺口同样作为防错限位结构，对电极5左右位置进行限位，同时安置架1的上部以及左右设置定位台或/和凹槽与电极5中的限位结构9匹配；另外，安置架1为耐高温的注塑件或橡胶件等，所说的陶瓷绝缘板3由陶瓷材料制成，优选采用导热性能好的材料，例如：可以为氧化铝、氮化硅或氮化硼等，导热性能、绝缘性能好的材料。
29.实施例二：
30.本实施例的楔形ptc加热模块与实施例大致相同，其不同点在于当导热槽是两侧
面为斜面的梯形槽时，将两块绝缘板均设置为平面结构，两块绝缘板3安装在两个电极外表面后并装入压铸铝7的导热槽内腔中，两块绝缘板3与压铸铝7的导热槽的内壁之间设置有楔形块，其中，压铸铝7的外表面增加绝缘垫片或绝缘膜等以增加防护，该结构设计同样能够使ptc加热模块与导热槽形成良好的接触，再者，对于电极来说，电极的作用在于连接电源，由导电材料制成，优选采用硬度大的金属制成，例如：可以为铝、金、不锈钢、铝合金等，并向上和/或向下延伸形成延伸部，电极的上端部延伸有用于连接电源的引出端子。