一種PTC電熱元件、電加熱裝置以及電動車

《一種PTC電熱元件、電加熱裝置以及電動車》是比亞迪股份有限公司於2012年6月27日申請的專利，該專利的申請號為2012102153318，公布號為CN103517469A，授權公布日為2014年1月15日，發明人是吳猛祥、任茂林、鄧天有、王書敏、李曉芳、邱紅梅、林信平。

《一種PTC電熱元件、電加熱裝置以及電動車》提供了一種PTC電熱元件，包括PTC加熱組件、設於PTC加熱組件兩側的兩個電極板；PTC加熱組件包括絕緣固定框架以及數個PTC元件，絕緣固定框架形成有數個固定單元，數個PTC元件分別固定於數個固定單元中。該發明還提供了採用這種PTC電熱元件的電加熱裝置，以及採用所述電加熱裝置的電動車。該發明的電加熱裝置的PTC電熱元件通過設定絕緣固定框架形成數個固定單元，將數個PTC元件分別固定於數個固定單元中，能夠使得該數個PTC元件得到較好的固定，並且該數個PTC元件之間通過數個固定單元隔開，能夠降低PTC元件工作時的相互影響，提升PTC元件的性能。

2016年12月7日，《一種PTC電熱元件、電加熱裝置以及電動車》獲得第十八屆中國專利優秀獎。

（概述圖為《一種PTC電熱元件、電加熱裝置以及電動車》摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：一種PTC電熱元件、電加熱裝置以及電動車
• 公布號：CN103517469A
• 授權日：2014年1月15日
• 申請號：2012102153318
• 申請日：2012年6月27日
• 申請人：比亞迪股份有限公司
• 地址：廣東省深圳市坪山新區比亞迪路3009號
• 發明人：吳猛祥、任茂林、鄧天有、王書敏、李曉芳、邱紅梅、林信平
• Int.Cl.：H05B3/06(2006.01)I；F24H9/18(2006.01)I；B60H1/22(2006.01)I
• 類別：發明專利

專利背景

傳統燃油汽車的空調供暖系統通常以尾氣餘熱或發動機冷卻循環水的餘熱作為熱源並引入熱交換器，將送風機送來的空氣與熱交換器進行熱交換，加熱後的空氣送入車內，達到供暖、除霧、除霜以及為其他需要熱源的部件加熱的目的。然而，隨著純電動車和混合動力車的套用，特別是對於純電動車來說，其工作時沒有足夠的餘熱供汽車內部採暖，此外，冬天極冷的環境下，汽車啟動前需要除霜以及除霧同樣需要熱源，因此需在電動壓縮機製冷的基礎上增加電輔助加熱裝置。

截至2012年6月，電加熱裝置包括殼體、以及放置於所述殼體中的數個PTC電熱元件，PTC（正溫度係數）電熱元件的特點是，其電阻率在某個一定的溫度範圍內時基部保持不變，而當溫度達到PTC元件的居里溫度附近時，其電阻率會在較窄的溫度範圍內迅速增大，接近絕緣體。2012年6月前PTC元件分為陶瓷PTC和聚合物PTC，通常使用陶瓷PTC作為加熱元件，其具有自控溫發熱、安全無明火，不易燃燒，無安全隱患等特點，並且在環境溫度提高后可自動降低發熱功率，達到自動節能的效果，是一種較為理想的電加熱材料。

CN100567843C公開了一種電熱裝置，所述電熱裝置具有殼體，其中電熱裝置的至少一個電熱元件牢固地保持在該殼體中並通過分隔壁與保持在循環腔中的介質完全隔開，該分隔壁將殼體分成為加熱室和循環腔。循環腔具有分別用於引入和排出介質的進口和出口。電熱元件優選為PTC電熱元件並通過夾緊力被保持在分隔壁形成的凹部中；參閱該公開文獻的附圖3及圖4，該電熱裝置的電熱元件包括彼此平行布置的兩個電絕緣板、布置在這些板之間的至少一個PTC元件、以及兩個接觸板（即電極板），所述接觸板抵靠在所述至少一個PTC元件的兩側上並且布置在所述至少一個PTC元件與所述電絕緣板之間。在該公開文獻中，所述至少一個PTC元件通過位於其兩側的兩個接觸板夾持固定，然而，當電熱元件包括數個PTC元件時，數個PTC元件由於存在厚度不一致或者放置位置不合適等因素而難以固定；並且由於PTC元件對溫度很敏感，數個PTC元件的加熱效應不是完全相同的，數個PTC元件在工作時，如果相互接觸會相互影響，造成該數個PTC元件的性能得不到完全發揮。另外，PTC元件用於電動車，要求PTC元件為高壓PTC元件，在高壓環境中，為了避免兩個電極板之間出現拉弧放電的現象，達到安全標準，對兩個電極板之間的間距要求很嚴格，然而增加兩個電極板之間的間距，會造成PTC元件的體積過大。

發明內容

專利目的

《一種PTC電熱元件、電加熱裝置以及電動車》為了解決2012年6月前的電熱元件的數個PTC元件通過位於其兩側的兩個接觸板夾持固定，固定不牢靠，並且數個PTC元件在工作時會相互影響，導致PTC元件的性能無法充分發揮的技術問題。

技術方案

《一種PTC電熱元件、電加熱裝置以及電動車》提供一種PTC電熱元件，包括PTC加熱組件、設於PTC加熱組件兩側的兩個電極板；其中，所述PTC加熱組件包括絕緣固定框架以及數個PTC元件，所述絕緣固定框架形成有數個固定單元，所述數個PTC元件分別固定於所述數個固定單元中。

在所述的PTC電熱元件中，優選地，所述絕緣固定框架包括數條第一分隔條和數條第二分隔條，所述數條第一分隔條平行間隔設定，所述數條第二分隔條平行間隔設定，並且所述第一分隔條與所述第二分隔條垂直交叉設定；所述數個固定單元由所述數條第一分隔條和數條第二分隔條分隔形成。

在所述的PTC電熱元件中，優選地，相鄰的兩個PTC元件之間通過所述第一分隔條或者第二分隔條隔開。

在所述的PTC電熱元件中，優選地，所述數條第一分隔條沿PTC元件的寬度方向設定，相鄰的兩條第一分隔條之間的間距等於PTC元件的寬度；所述數條第二分隔條沿PTC元件的長度方向設定，相鄰的兩條第二分隔條之間的間距等於PTC元件的長度。

在所述的PTC電熱元件中，優選地，所述數條第一分隔條和/或數條第二分隔條的厚度等於PTC元件的厚度。

在所述的PTC電熱元件中，優選地，所述絕緣固定框架採用導熱係數為0.02瓦/米·度~5.0瓦/米·度的有機聚合物製成。

在所述的PTC電熱元件中，優選地，所述絕緣固定框架由有機矽或者聚醯亞胺注塑成型；所述PTC元件為陶瓷PTC。

在所述的PTC電熱元件中，優選地，所述絕緣固定框架固定於兩個電極板之間，所述兩個電極板中至少一個電極板為梯形板，所述梯形板朝向絕緣固定框架的內側面為豎直面，遠離絕緣固定框架的外側面為斜面。

在所述的PTC電熱元件中，優選地，所述電極板的側面積大於PTC加熱組件的側面積，並延伸形成延伸部；所述兩個電極板的延伸部之間填充有導熱灌封膠；

所述PTC加熱組件與電極板之間設定有接觸電極，所述接觸電極為壓縮導電層或者彈片電極；

所述PTC電熱元件還包括設於電極板外側的絕緣層，所述絕緣層包覆所述兩個電極板的外側面和底面。

《一種PTC電熱元件、電加熱裝置以及電動車》還提供一種電加熱裝置，包括殼體及數個PTC電熱元件，所述殼體形成有數個導熱槽、用於容納介質並供介質流通的循環腔、以及與循環腔連通的用於將介質供給到所述循環腔內的進口以及用於將介質引導到所述循環腔外的出口，所述循環腔相對於所述導熱槽密封設定；所述PTC電熱元件為如上所述的PTC電熱元件，所述PTC電熱元件安裝在所述導熱槽中並與所述導熱槽相適配。

在所述的電加熱裝置中，優選地，所述導熱槽為梯形槽，其至少一側面為斜面，所述電極板的外側面與所述導熱槽的側面相適配。

在所述的電加熱裝置中，優選地，所述殼體包括第一殼體、安裝於第一殼體上的第二殼體，所述第二殼體上設定所述數個導熱槽，所述數個導熱槽伸入到所述第一殼體中，所述數個導熱槽與第一殼體之間形成所述循環腔，所述進口和出口設於第一殼體上。

《一種PTC電熱元件、電加熱裝置以及電動車》進一步提供了一種電動車，包括空調供暖系統，所述空調供暖系統包括如上所述的電加熱裝置。

改善效果

《一種PTC電熱元件、電加熱裝置以及電動車》的電加熱裝置的PTC電熱元件通過設定絕緣固定框架形成數個固定單元，將數個PTC元件分別固定於所述數個固定單元中，能夠使得該數個PTC元件得到較好的固定，並且該數個PTC元件之間通過數個固定單元隔開，能夠降低PTC元件工作時相互影響，使得PTC元件的加熱性能得到充分的發揮，發熱功率得到有效提升，使得採用這種PTC電熱元件的電加熱裝置的熱效率得到有效的提高，能夠較好地用於為電動車供暖、除霜、除霧以及為其他需要熱源的部件加熱。另外，由於所述絕緣固定框架採用耐高溫、耐高壓材料製作而成，增加了兩個電極板之間的耐壓性能，能夠降低兩個電極板之間的拉弧放電的現象，避免PTC元件由於拉弧放電被擊穿，使得該發明的PTC電熱元件能夠適用於高壓環境，安全性能高，保證PTC加熱組件在高壓系統（電動車）中能夠長時間安全地使用。

附圖說明

圖1是《一種PTC電熱元件、電加熱裝置以及電動車》優選實施例的電加熱裝置的剖面圖。

圖2是圖1中所示的PTC電熱元件的剖視圖。

圖3是圖2所示的PTC電熱元件安裝於導熱槽的剖視圖。

圖4是圖2所示的PTC電熱元件的組合示意圖。

圖5是圖2所示的PTC電熱元件的分解示意圖。

圖6是圖4中所示的PTC加熱組件的示意圖。

圖7是圖4中所示的PTC加熱組件的絕緣固定框架的示意圖。

圖8是該發明優選實施例的殼體的組合示意圖。

圖9是該發明優選實施例的殼體的分解示意圖。

圖10是圖8所示的殼體的俯視圖。

技術領域

《一種PTC電熱元件、電加熱裝置以及電動車》涉及加熱裝置領域，尤其涉及一種用於電動車的PTC電熱元件以及電加熱裝置。

權利要求

1.一種PTC電熱元件，包括PTC加熱組件、設於PTC加熱組件兩側的兩個電極板；其特徵在於，所述PTC加熱組件包括絕緣固定框架以及數個PTC元件，所述絕緣固定框架形成有數個固定單元，所述數個PTC元件分別固定於所述數個固定單元中。

2.如權利要求1所述的PTC電熱元件，其特徵在於，所述絕緣固定框架包括數條第一分隔條和數條第二分隔條，所述數條第一分隔條平行間隔設定，所述數條第二分隔條平行間隔設定，並且所述第一分隔條與所述第二分隔條垂直交叉設定；所述數個固定單元由所述數條第一分隔條和數條第二分隔條分隔形成。

3.如權利要求2所述的PTC電熱元件，其特徵在於，相鄰的兩個PTC元件之間通過所述第一分隔條或者第二分隔條隔開。

4.如權利要求2所述的PTC電熱元件，其特徵在於，所述數條第一分隔條沿PTC元件的寬度方向設定，相鄰的兩條第一分隔條之間的間距等於PTC元件的寬度；所述數條第二分隔條沿PTC元件的長度方向設定，相鄰的兩條第二分隔條之間的間距等於PTC元件的長度。

5.如權利要求2所述的PTC電熱元件，其特徵在於，所述數條第一分隔條和/或數條第二分隔條的厚度等於PTC元件的厚度。

6.如權利要求1所述的PTC電熱元件，其特徵在於，所述絕緣固定框架採用導熱係數為0.02瓦/米·度~5.0瓦/米·度的有機聚合物製成。

7.如權利要求1或6所述的PTC電熱元件，其特徵在於，所述絕緣固定框架由有機矽或者聚醯亞胺注塑成型；所述PTC元件為陶瓷PTC。

8.如權利要求1所述的PTC電熱元件，其特徵在於，所述絕緣固定框架固定於兩個電極板之間，所述兩個電極板中至少一個電極板為梯形板，所述梯形板朝向絕緣固定框架的內側面為豎直面，遠離絕緣固定框架的外側面為斜面。

9.如權利要求1所述的PTC電熱元件，其特徵在於，所述電極板的側面積大於PTC加熱組件的側面積，並延伸形成延伸部；所述兩個電極板的延伸部之間填充有導熱灌封膠；

所述PTC加熱組件與電極板之間設定有接觸電極，所述接觸電極為壓縮導電層或者彈片電極；

所述PTC電熱元件還包括設於電極板外側的絕緣層，所述絕緣層包覆所述兩個電極板的外側面和底面。

10.一種電加熱裝置，包括殼體及數個PTC電熱元件，所述殼體形成有數個導熱槽、用於容納介質並供介質流通的循環腔、以及與循環腔連通的用於將介質供給到所述循環腔內的進口以及用於將介質引導到所述循環腔外的出口，所述循環腔相對於所述導熱槽密封設定；其特徵在於，所述PTC電熱元件為如權利要求1-9任意一項所述的PTC電熱元件，所述PTC電熱元件安裝在所述導熱槽中並與所述導熱槽相適配。

11.如權利要求10所述的電加熱裝置，其特徵在於，所述導熱槽為梯形槽，其至少一側面為斜面，所述電極板的外側面與所述導熱槽的側面相適配。

12.如權利要求10所述的電加熱裝置，其特徵在於，所述殼體包括第一殼體、安裝於第一殼體上的第二殼體，所述第二殼體上設定所述數個導熱槽，所述數個導熱槽伸入到所述第一殼體中，所述數個導熱槽與第一殼體之間形成所述循環腔，所述進口和出口設於第一殼體上。

13.一種電動車，包括空調供暖系統，其特徵在於，所述空調供暖系統包括如權利要求10-12任意一項所述的電加熱裝置。

實施方式

參閱圖1，《一種PTC電熱元件、電加熱裝置以及電動車》提供一種用於電動車的電加熱裝置，包括殼體1、以及安裝於殼體1中的數個PTC電熱元件2。與背景技術中的殼體相似地，所述殼體1包括：用於容納PTC電熱元件2的加熱室11、用於容納介質並供介質流動通過的循環腔12、與循環腔12連通的用於將介質供給到所述循環腔12內的進口13以及用於將介質引導到所述循環腔12外的出口14；所述加熱室11包括數個導熱槽160，所述PTC電熱元件2安裝在所述導熱槽160中，所述循環腔12相對於所述導熱槽160密封設定。

參閱圖2、4以及圖5，《一種PTC電熱元件、電加熱裝置以及電動車》的主要改進在於PTC電熱元件2的結構與背景技術中提及的PTC電熱元件的結構存在不同，該發明的PTC電熱元件2包括PTC加熱組件20（如圖6所示）、設於PTC加熱組件20兩側的兩個電極板23；所述PTC加熱組件20包括絕緣固定框架22以及數個PTC元件21，所述絕緣固定框架22形成有數個固定單元220，所述數個PTC元件21分別固定於所述數個固定單元220中，所述絕緣固定框架22的設定能夠隔離固定所述數個PTC元件21，使得所述數個PTC元件21能夠得到較好的固定，並且減小PTC元件21工作時的相互影響，使得PTC元件21的功率得到充分的發揮。

如圖2-7所示，具體來說，PTC加熱組件20是PTC電熱元件2中產生熱量的裝置，優選包括至少兩個PTC元件21，在該實施例中，包括九個PTC元件21，所述PTC元件21優選為陶瓷PTC，在陶瓷PTC的相對的兩側表面具有通過噴塗、印刷等方式設定的導電電極（未圖示），所述導電電極優選為銀電極；在該發明中，所述PTC加熱組件20所包含PTC元件21的數量可以根據電加熱裝置的功率進行設定，以滿足電加熱裝置的需要。

如圖2-7所示，《一種PTC電熱元件、電加熱裝置以及電動車》的主要改進之處在於，該發明的PTC電熱元件2還包括絕緣固定框架22，所述絕緣固定框架22與安裝於絕緣固定框架22上的數個PTC元件21一起組成PTC加熱組件20，放置於兩個電極板23之間，使得數個PTC元件21較好的固定於絕緣固定框架22和兩個電極板23之間。參閱圖5-7，所述絕緣固定框架22包括數條第一分隔條221和數條第二分隔條222，所述數條第一分隔條221平行間隔設定，所述數條第二分隔條222平行間隔設定，並且所述第一分隔條221與所述第二分隔條222垂直交叉設定；所述數個固定單元220由所述數條第一分隔條221和數條第二分隔條222分隔形成。如圖7所示，在該實施例中，絕緣固定框架22包括兩條第一分隔條221、兩條第二分隔條222，所述兩條第一分隔條221相平行並且間隔一定的距離，相似地，所述兩條第二分隔條222相平行並且間隔一定的距離，並且，所述兩條第一分隔條221分別與兩條第二分隔條222相垂直且相交；所述兩條第一分隔條221和兩條第二分隔條222形成九個固定單元220，可用於安裝九個PTC元件21。可以理解的是，可以根據PTC電熱元件2所需的PTC元件21的數量來確定固定單元220的數量，進而確定所需的第一分隔條221、第二分隔條222的數量，形成相匹配的絕緣固定框架22，並不限於圖示中的絕緣固定框架22。

在該實施例中，所述兩條第一分隔條221沿PTC元件21的寬度方向設定，在優選情況下，兩條第一分隔條221之間的間距等於PTC元件21的寬度，以使所述PTC元件21在寬度方向上得到有效地定位；所述兩條第二分隔條222沿PTC元件21的長度方向設定，在優選情況下，兩條第二分隔條222之間的間距等於PTC元件21的長度，以使所述PTC元件21在長度方向上得到有效地定位。值得一提的是，相鄰的兩個PTC元件21之間通過所述第一分隔條221或者第二分隔條222隔開。如圖6所示，在寬度方向上相鄰的兩個PTC元件21通過第一分隔條221隔開，在長度方向上相鄰的兩個PTC元件21通過第二分隔條222隔開。通過第一分隔條221或者第二分隔條222隔開相鄰的PTC元件21，能夠減小PTC元件21工作時的相互影響，提高PTC元件21的功率，使得PTC元件21的性能得到充分的發揮。

如圖2及圖4所示，在《一種PTC電熱元件、電加熱裝置以及電動車》中，所述絕緣固定框架22固定於兩個電極板23之間，並可通過粘結劑與兩個電極板23之間實現粘結固定。因而要求絕緣固定框架22的厚度大致等於PTC元件21的厚度，偏差在±5%之間。優選情況下，絕緣固定框架22的厚度等於PTC元件21的厚度，即所述數條第一分隔條221和/或數條第二分隔條222的厚度等於PTC元件21的厚度，以使絕緣固定框架22可靠的固定於電極板23之間進而可靠的固定PTC元件，並且不影響PTC元件和電極板之間形成良好的接觸；所述PTC元件21在長度、寬度方向上通過所述絕緣固定框架22進行分隔定位，在厚度方向上夾置於兩個電極板23之間，使得數個PTC元件21得到有效地固定。

該領域的技術人員知道，當PTC電熱元件用於高壓環境中時，為了避免兩個電極板23之間出現拉弧放電的現象，達到安全標準，對兩個電極板23之間的間距要求很嚴格，導致PTC電熱元件的體積過大。在該發明中，通過採用耐高溫、耐高壓的材料製作絕緣固定框架22，能夠增加兩個電極板23之間的耐壓性能，減少兩個電極板23之間的拉弧放電現象，避免PTC元件21被擊穿。在該發明中，採用導熱係數為0.02瓦/米·度~5.0瓦/米·度的有機聚合物，例如：採用有機矽或者聚醯亞胺，製成具有耐高溫、耐高壓性能的絕緣固定框架22。所述絕緣固定框架22的成型工藝優選注塑成型工藝；通過上述絕緣固定框架22能夠有效地提高高壓PTC電熱元件2的兩個電極板23之間的絕緣性，使得該發明的PTC電熱元件2能夠適用於高壓環境，安全性能高。

進一步地，參閱圖2及圖4，所述電極板23由導電材料製成，例如：可以為鋁、銅、不鏽鋼、鋁合金、銅合金或鎳基合金等。電極板23的上端部延伸有用於連線電源的引出端子231，引出端子231可通過焊接或鉚接方式固定在電極板23上。為保證PTC加熱組件20與電極板23之間有更好的接觸，電極板23的側面積大於或等於PTC加熱組件20的側面積。在《一種PTC電熱元件、電加熱裝置以及電動車》的其它實施例中，優選情況下電極板23的面積大於PTC加熱組件20的側面積，並向上和/或向下延伸形成延伸部，可在兩個電極板23的延伸部之間處填充有導熱灌封膠（未圖示），例如：聚醯亞胺，起到將兩個電極板23絕緣的作用，避免短路。

參閱圖1-圖3，在該實施例中，所述兩個電極板23均為梯形板，所述梯形板朝向絕緣固定框架22的內側面為豎直面，遠離絕緣固定框架22的外側面為斜面。需要說明的是，為了便於脫模，所述導熱槽160為梯形槽，將電極板23製作成梯形板，用於適應具有梯形橫截面的導熱槽160，具有這種結構的PTC電熱元件2能夠方便的嵌入導熱槽160，並且嵌入導熱槽160時所受到的導熱槽160兩側的壓力能夠使PTC電熱元件2與導熱槽160形成良好的接觸。可以理解的是，所述導熱槽160也可以是一側面為豎直面，另一側面為斜面的梯形槽，此時，根據導熱槽160的形狀，僅將一個電極板23製作成梯形板，同樣能夠使PTC電熱元件2與導熱槽160形成良好的接觸。

進一步地，繼續參閱圖2，眾所周知，PTC電熱元件2的PTC元件21與電極板23之間的導電性能，接觸電阻大小對電加熱模組的耐電壓性能，特別是長時間、高電壓工作環境下的安全性、可靠性有很大影響。在2012年6月前技術中，PTC電熱元件2的PTC元件21與電極板23直接剛性接觸，存在界面間隙；這兩種接觸方式在高電壓環境下，均存在出現電弧放電擊穿PTC元件21的風險，引起電路短路。因而，在《一種PTC電熱元件、電加熱裝置以及電動車》中，優選地，所述PTC加熱組件20與電極板23之間可設定接觸電極24，所述絕緣固定框架22通過粘結劑與接觸電極24之間實現粘結固定，所述接觸電極24可以是可壓縮導電層或者彈片電極。所述可壓縮導電層包括聚合物及與聚合物複合的導電材料。可壓縮導電中的聚合物包括但不限於聚醯亞胺、聚四氟乙烯、有機矽樹脂、環氧樹脂中的一種或多種。導電材料包括但不限於金屬纖維、金屬顆粒、金屬編織網、金屬片、碳、石墨中的一種或多種；所述彈片電極24的兩側形成有數個觸點（未圖示），一側的觸點與PTC元件21相接觸，另一側的觸點與電極板23相接觸。可壓縮導電層和彈片電極均具有彈性，相對於剛性的PTC元件21直接與電極板23接觸而言，可壓縮導電層或彈片電極可以降低接觸電阻；並且不影響界面傳熱，使得PTC元件21產生的熱量充分地傳導至電極板23；並且保證PTC元件21在高壓系統中能夠長時間安全地使用。

如圖2及圖3所示，所述PTC電熱元件2進一步包括設於電極板23外側的絕緣層25，絕緣層25的橫截面成U型，包覆所述兩個電極板23的外側面和底面，以電絕緣電極板23與導熱槽160。並且絕緣層25為絕緣導熱膜，採用絕緣並且導熱性好的材料製成，不至於損失傳遞的熱量，例如：採用導熱墊片、陶瓷絕緣材料等製成。

如圖1所示，《一種PTC電熱元件、電加熱裝置以及電動車》還提供了一種電加熱裝置，所述電加熱裝置包括殼體1及數個PTC電熱元件2，所述殼體1形成有數個導熱槽160、用於容納介質並供介質流通的循環腔12、以及與循環腔連通的用於將介質供給到所述循環腔內的進口13以及用於將介質引導到所述循環腔外的出口14，所述循環腔12相對於所述導熱槽160密封設定；所述PTC電熱元件2為如上所述的PTC電熱元件2，在該實施例中，所述導熱槽160為梯形槽，其兩側面為斜面，所述PTC電熱元件2安裝在所述梯形槽160中並與所述梯形槽160相適配。所述PTC電熱元件2嵌入到導熱槽160中，將產生的熱量傳導至導熱槽160。導熱槽160不僅起到將介質與PTC電熱元件2隔離開的作用，同時也起到傳導熱量的作用，因此導熱槽160採用具有良好導熱性能的金屬製成，在該實施例中優選為鋁或鋁合金。導熱槽160具有呈梯形的橫截面，即可滿足脫模需要，又便於安裝PTC電熱元件2並與PTC電熱元件2形成良好的接觸。

《一種PTC電熱元件、電加熱裝置以及電動車》優選實施例的PTC電熱元件2的安裝及使用過程，將絕緣固定框架22置於一電極板23（或者接觸電極24）上，然後將PTC元件21分別放置於絕緣固定框架22的固定單元220中，然後再將另一電極板23（或者接觸電極）置於絕緣固定框架22的另一側，並在兩電極板23之間的邊緣處填充導熱灌封膠，然後將絕緣導熱膜25包覆兩個電極板23的外側面和底面，形成PTC電熱元件2。將上述安裝好的PTC電熱元件2嵌入導熱槽160中，使用時，從殼體的進口13處通入介質，並接通電源，PTC元件21開始發熱，熱量通過電極板23、絕緣層25、導熱槽160傳遞至介質，介質從殼體1的出口14流出，將熱量帶走用於車內的供暖、除霜、除霧等。

綜上所述，《一種PTC電熱元件、電加熱裝置以及電動車》優選實施例的電加熱裝置的PTC電熱元件通過設定絕緣固定框架形成數個固定單元，將數個PTC元件分別固定於所述數個固定單元中，能夠使得該數個PTC元件得到較好的固定，並且該數個PTC元件之間通過數個固定單元隔開，能夠降低PTC元件工作時相互影響，使得PTC元件的加熱性能得到充分的發揮，發熱功率得到有效提升，使得採用這種PTC電熱元件的電加熱裝置的熱效率得到有效的提高，能夠較好地用於為電動車供暖、除霜、除霧以及為其他需要熱源的部件加熱。另外，由於所述絕緣固定框架採用耐高溫、耐高壓材料製作而成，增加了兩個電極板之間的耐壓性能，能夠降低兩個電極板之間的拉弧放電的現象，避免PTC元件由於拉弧放電被擊穿，使得該發明的PTC電熱元件能夠適用於高壓環境，安全性能高，保證PTC加熱組件在高壓系統（電動車）中能夠長時間安全地使用。

可以理解的是，《一種PTC電熱元件、電加熱裝置以及電動車》的電加熱裝置的PTC電熱元件2為與2012年6月前技術不同的PTC電熱元件2，而其殼體1則可採用與2012年6月前電加熱裝置的殼體相似的殼體的結構，優選採用該發明的電加熱裝置的殼體，具體如下進一步詳述。

在《一種PTC電熱元件、電加熱裝置以及電動車》的優選實施例中，參閱圖1、圖8-10，所述殼體1包括第一殼體15、安裝於第一殼體15上的第二殼體16。所述第一殼體15為頂面開口的中空長方體，採用絕緣材質製作而成，包括底板150以及圍繞所述底板150設定的四個側壁，並於第一殼體15內形成有容置腔155，所述四個側壁垂直或者大致垂直於所述底板150設定，所述四個側壁包括第一側壁151、第二側壁152、第三側壁153以及第四側壁154，其中，所述第一側壁151與第二側壁152為沿第一殼體15的長度方向相對設定的兩個側壁，第三側壁153和第四側壁154為沿第一殼體15的寬度方向相對設定的兩個側壁。所述第一殼體15上還設有用於將介質供給到殼體內的進口13、以及用於將介質引導到所述殼體外的出口14，可以理解的是，為了使介質的流通距離和時間更長，所述進口13和出口14應當設定於第一殼體15上兩個相對較遠的位置處，在該實施例中，所述進口13和出口14設於所述第二側壁152的兩端。

所述第二殼體16安裝於第一殼體15上，第二殼體16包括大致呈平板狀的連線壁161、由連線壁161向第一殼體15的容置腔155內凹設的分隔壁162，以及由分隔壁162分隔形成並連線於所述連線壁161上的數個導熱槽160，所述導熱槽160用於安裝PTC電熱元件2，如上所述，所述導熱槽160為梯形槽，其至少一側面為斜面，在該實施例中，其兩側面為斜面，所述PTC電熱元件2安裝在所述梯形槽160中並與所述梯形槽160相適配。導熱槽160不僅起到將介質與PTC電熱元件2隔離開的作用，同時也起到傳導熱量的作用，因此導熱槽160由具有良好導熱性能的材料製成，如金屬，在該實施例中優選為鋁或鋁合金。所述導熱槽160的開口端與所述連線壁161相連線，並且導熱槽160伸入到所述第一殼體15的容置腔155中。如圖1所示，所述數個導熱槽160由分隔壁162分隔形成，所述數個導熱槽160共同組成用於加熱介質的加熱室11。所述連線壁161、分隔壁162優選為一體成型，均採用良好導熱性能的材料製成，以形成結構可靠、導熱性能良好的導熱槽160。

可以理解的是，所述分隔壁162將第一殼體15的容置腔155分隔為用於放置PTC電熱元件2的加熱室11以及用於容納介質並供介質流動通過的循環腔12。參閱圖1，在《一種PTC電熱元件、電加熱裝置以及電動車》中，所述循環腔12包括數個循環單元120，所述數個循環單元120形成於分隔壁162與第一殼體15之間，並位於連線壁161的下方。其中，最外側的循環單元120形成於最外側的導熱槽160與第一殼體15之間；中間的循環單元120形成於相鄰的兩個導熱槽160與第一殼體15之間。所述導熱槽160相對於所述循環單元120為密封設定，以避免介質對PTC電熱元件2造成損壞。

在《一種PTC電熱元件、電加熱裝置以及電動車》中，為了使所述數個循環單元120相連通，更重要的是，為了形成使較長的介質流通路徑，該發明通過使數個導熱槽160分別與第一殼體15的第一側壁151或第二側壁152之間形成有通道17（參閱圖10，圖10的標號標出的僅是通道17的位置，可以理解的是，通道17位於殼體內部），使得數個循環單元120通過所述通道17相連通並形成曲線路徑的循環腔12，介質從進口13流入後在循環腔12以環流的方式流過循環腔12，流通路徑比直線流通路徑長，介質在上述循環腔12以曲線路徑流過，並且介質圍繞導熱槽160在其周圍流動，能夠有效吸收導熱槽160內PTC電熱元件2產生的熱量，吸收熱量的時間長，吸熱效率高。在優選的情況下，所述數個導熱槽160包括數個第一導熱槽1601和數個第二導熱槽1602，所述數個第一導熱槽1601和數個第二導熱槽1602交替設定，其中，第一導熱槽1601與第一側壁151相連線，並與第二側壁152之間形成有通道17，第二導熱槽1602與第二側壁152相連線，並與第一側壁151之間形成有通道17；使得所述數個循環單元120通過所述通道17相連通並形成S型循環腔12。介質從進口13流入後以環流的方式流過S型循環腔12然後從出口14流出，S型循環腔12呈S形的流通路徑是進口13和出口14之間最長的流通路徑；因而，該實施例的電加熱裝置採用具有S型循環腔12的殼體，介質在上述循環腔12以環流的方式流過，流通路徑長，並且介質圍繞導熱槽160在其周圍流動，能夠有效吸收導熱槽160內的PTC電熱元件2產生的熱量，吸收熱量的時間長，吸熱效率高，使得採用這種殼體的電加熱裝置的熱效率得到有效的提高。在該實施例中，導熱槽160為九個，其中，第一導熱槽1601為五個，第二導熱槽1602為四個，可以理解的是，所述導熱槽160、第一導熱槽、第二導熱槽的設定數量可根據電加熱裝置需要確定，以放置合適數量的PTC電熱元件2。

下面介紹《一種PTC電熱元件、電加熱裝置以及電動車》的電加熱裝置的安裝及使用過程，將PTC電熱元件2通過夾具嵌入導熱槽160中，然後再將第二殼體16安裝到第一殼體15的開口處並密封開口，數個導熱槽160插入到第一殼體15的容置腔155中，形成循環腔12，使用時，從第一殼體15的進口13處通入介質，並將PTC電熱元件2接通電源，PTC元件21開始發熱，熱量通過電極板23、絕緣層25、導熱槽160傳遞至介質，在循環腔12內得到加熱後的介質從第一殼體15的出口14流出，將熱量帶走用於車內的供暖、除霜、除霧等。

《一種PTC電熱元件、電加熱裝置以及電動車》還提供一種電動車，包括空調供暖系統，所述空調供暖系統包括該發明所提供的電加熱裝置，及與電加熱裝置連線的熱交換器，介質流經電加熱裝置進行熱量採集，吸收熱量後的介質進入熱交換器，通過熱交換器將熱量釋放進行車內供暖、除霜、除霧。

性能測試

1、測試系統原理：高壓電源提供給PTC電加熱裝置額定電壓，顯示實時電流值。額定電壓下的PTC電加熱裝置產生熱量，加熱PTC電加熱裝置內部流通的介質（循環冷卻液）；然後循環冷卻液在通過熱交換器（風機）時被風機產生的風帶走熱量，空氣溫度升高，冷卻液溫度降低。降低溫度的冷卻液又通過循環管道回到PTC電加熱裝置內部。各個流體（冷卻液及被加熱的空氣）的溫度通過數據採集系統採集。

2、測試參數：電壓：400VDC；循環冷卻液流量：10升/分鐘；風量：450立方米/小時（實驗室使用的風機型號對應電壓值為12VDC）；系統溫度：23±5℃。

3、測試步驟：1）、安裝PTC電加熱裝置實驗樣件於冷卻液循環系統中；2）、開啟數據採集系統，採集流體及環境實時溫度；3）、開啟風機電源，控制風機流量為450立方米/小時；4）、開啟水泵電源，控制冷卻液循環流量為10升/分鐘；5）、待循環冷卻液的溫度穩定在室溫（23±5℃）；6）、溫度穩定後，開啟PTC電加熱裝置高壓電源，設定電壓輸入為400VDC；7）、讀取高壓電源實時電流值，記錄突入電流值（電源開啟10秒左右電流達到的最大值，即突入電流值）；8）、當電流值5分鐘內變化之小於0.05安時，記錄穩定電流值，停止測試。通斷測試時，PTC電加熱裝置的電壓為600VDC，通過電源控制箱控制高壓線路的開路和閉合，其它參數不變。

4、測試結果：根據《一種PTC電熱元件、電加熱裝置以及電動車》的優選實施例製作PTC電熱元件樣品A1（樣品A1的結構如圖2所示），同時根據2012年6月前技術製作PTC電熱元件樣品B1，樣品B1與樣品A1採用相同的材料製作，然後採用上述測試方法和測試條件進行測試，區別僅在於樣品B1未設定絕緣固定框架22，測試結果見表1。

表1

測試項目	試驗
	技術要求	樣品B1實測值	樣品A1實測值
Imax/安	≤20	17.2	17.1
I穩定/安	無	10.9	11.7
P/w	4400±5%	4360	4680
10000次通斷電測試	600伏，通電1分鐘斷路1分鐘	196次後樣品擊穿短路	無擊穿短路現象

從表1的測試結果可以看出，樣品A1相較於樣品B1具有更高的功率值，並且通斷電耐久測試無擊穿短路現象；充分說明《一種PTC電熱元件、電加熱裝置以及電動車》的PTC電熱元件通過設定絕緣固定框架對PTC元件進行隔離固定，能夠使PTC元件的發熱功率得到有效提升，並且能夠更好的適用於高壓環境，安全性更佳。

綜上所述，《一種PTC電熱元件、電加熱裝置以及電動車》優選實施例的電加熱裝置具有下述優點：首先、該發明的電加熱裝置的PTC電熱元件通過設定絕緣固定框架形成數個固定單元，將數個PTC元件分別固定於所述數個固定單元中，能夠使得該數個PTC元件得到較好的固定，並且該數個PTC元件之間通過數個固定單元隔開，能夠降低PTC元件工作時相互影響，使得PTC元件的加熱性能得到充分的發揮，發熱功率得到有效提升，使得採用這種PTC電熱元件的電加熱裝置的熱效率得到有效的提高，能夠較好地用於為電動車供暖、除霜、除霧以及為其他需要熱源的部件加熱。另外，由於所述絕緣固定框架採用耐高溫、耐高壓材料製作而成，增加了兩個電極板之間的耐壓性能，能夠降低兩個電極板之間的拉弧放電的現象，避免PTC元件由於拉弧放電被擊穿，使得該發明的PTC電熱元件能夠適用於高壓環境，安全性能高，保證PTC加熱組件在高壓系統（電動車）中能夠長時間安全地使用。

其次、PTC電熱元件的兩個電極板為梯形板，所述導熱槽為梯形槽，其兩側面為斜面，所述PTC電熱元件安裝在所述梯形槽中並與所述梯形槽相適配；使得所述PTC電熱元件不需要藉助固定件即可穩固地安裝於導熱槽中，PTC電熱元件產生的熱量均可直接通過導熱槽傳遞到循環腔中的介質，熱量損失較小，使得採用這種PTC電熱元件的電加熱裝置的熱效率得到有效的提高，能夠較好地用於為電動車供暖、除霜、除霧以及為其他需要熱源的部件加熱。

再次，《一種PTC電熱元件、電加熱裝置以及電動車》優選實施例的電加熱裝置的殼體包括第一殼體、安裝於第一殼體內的第二殼體，加熱室包括由第二殼體的分隔壁分隔形成的數個導熱槽，循環腔包括形成於分隔壁與第一殼體之間的數個循環單元；數個導熱槽分別與第一殼體的第一側壁或第二側壁之間形成有通道，數個循環單元通過所述通道相連通形成曲線路徑的循環腔（優選形成S型循環腔），介質在上述循環腔中以環流的方式流過，流通路徑較長，接觸面積大，並且介質圍繞導熱槽在其周圍流動，能夠有效吸收導熱槽內PTC電熱元件產生的熱量，吸收熱量的時間長，吸熱效率高，進一步提高電加熱裝置的熱效率。

榮譽表彰

2016年12月7日，《一種PTC電熱元件、電加熱裝置以及電動車》獲得第十八屆中國專利優秀獎。