[发明专利]用于碳纤维板加热元件的电极及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于碳纤维板加热元件的电极及其生产方法，其在板加热元件的制造过程减少了电极的缺陷率，并且提高了电极的物理耐久性，从而提高产品质量。

背景技术

对于用于车辆的加热座椅的加热元件，通常已使用金属加热元件，如镍铬铁合金线、铁线、镍线、镀银铜线。由于这些金属加热元件具有相当低的电阻率，所以当过电流在金属加热元件中流动时，有着火的风险。此外，由于金属加热元件通常配置有一系列的连接线圈，所以可能发生电断开。

作为与此类问题相对应的替代，可以使用将碳纤维用作电阻加热元件，且电阻加热元件并联连接的板加热元件。通过将多股碳纤维编织成辐射图案，并且使用固定线将平行布置的各种形式的电极连接到图案的每端，可以获得使用碳纤维的板加热元件。当将电功率施加到电极时，碳纤维产生热。

碳纤维板加热元件具有如下优点，例如低功耗、通过表面加热的热舒适性，以及与线性金属线加热元件相比的高加热速率。然而，用于加热座椅的加热元件可能比较昂贵，并且加热元件的使用寿命取决于布置在碳纤维编织垫的每端的电极的耐久性和电极的附着稳定性。尽管一些传统电极已经被配置成提高耐久性，但是在传统技术中的电极的耐久性的提高受限于在电极布置中的图案(pattern)。

因此，本发明可包括改变用于碳纤维板加热元件的形状和结构，以减少在制造过程中的电极缺陷率并提高电极的物理耐久性，从而改善产品的质量。

在传统的技术中，已开发出板加热座椅及其制造方法。例如，将带形的第一电力线和线形的第二电力线平行连接到主座椅的每端，并且使用织机或针织机将多排碳纤维编成各种图案且将其连接到主座椅。同时，当将碳纤维加热元件的电力线固定在主座椅的预定部分上时，此类传统技术可能会引起偏移，并且编织的电力线将其切成当任何时候都能使用的期望尺寸时，可能会浪费材料。

在一些现有技术中，方法可包括使用热熔粘合剂将电线结合到主座椅的工艺，并且因此可产生额外的费用。进一步地，在其他情况下，电线可成直线布置；因此，座椅和加热元件在设计中不能灵活。在传统方法的另一个实例中，构成电线的电极可成直线布置；因此由于作用者重复就座，电极可在抗拉强度和耐久性上恶化。

上文仅旨在帮助理解本发明的背景，且并非旨在意味着本发明属于对本领域技术人员已知的现有技术的范围。

发明内容

本发明提供了在现有技术中产生的上述问题的技术解决方案，且具体地，本发明提供了一种碳纤维板加热元件及其生产方法，该方法可在板加热元件的制造过程中减少电极缺陷率，并且可提高电极的物理耐久性，从而提高产品质量。

在本发明的一个方面，碳纤维板加热元件可包括位于中心的芯线，包括围绕芯线捻合的多根电极细线的电极体，和以规则间隔将电极体固定到主板上的缝合部。芯线可包括芳族聚酰胺基受拉纤维、聚苯并噁唑(PBO)基受拉纤维，或聚亚苯基硫醚(PPS)基受拉纤维。电极细线可以是但不限于镀银或镀镍的铜线。通过围绕芯线捻合多个电极束可获得电极体，并且每个电极束可以通过捻合多个电极细线获得。电极体可被配置成使多个电极细线以规则间隔平行布置在主板上，并且可以弯曲成正弦波形。

在本发明的另一个方面中，用于生产碳纤维板加热元件的方法可包括：将芯线布置在大致中心处；围绕芯线捻合多根电极细线，以形成电极体；和通过以规则间隔缝合电极体，将电极体固定到主板上。具体地，在捻合工艺中，可捻合多根电极细线以形成电极束，并且可围绕芯线捻合多个电极束以形成电极体。该方法可进一步包括以规则间隔将多个电极体布置在主板上，并且将电极体弯成正弦波形，且在捻合工艺之后进行该布置。

与具有70μm直径的传统电极对比，在本发明的示例性实施例中，每个电极线可具有大约50μm的直径，并且可镀有但不限于银(Ag)或镍(Ni)。因此，电极的柔韧性和抗腐蚀性可提高。此外，在另一个示例性实施例中，芯线可包括具有高刚性的芳族聚酰胺基、聚苯并噁唑(PBO)基，或聚亚苯基硫醚(PPS)基抗张强度增强的芯纤维。进一步地，双捻结构可用于电极线，从而提高了电极线的抗张强度和耐久性。