[发明专利]一种PTC水暖加热系统

说明书

技术领域

本发明涉及正温度系数热敏电阻(Positive Temperature Coefficient，PTC)加热技术领域，更具体地，涉及一种PTC水暖加热系统。

背景技术

新能源与节能减排技术是目前交通行业大力发展的新兴技术。采用新能源技术达到节能减排的目的，已成为当今世界车辆技术的发展趋势。目前，电动汽车在国内外市场上已得到较为成熟的应用，混合动力汽车、纯电动汽车和混合动力轻轨列车在欧洲、日本、中国等国家和地区已迅速发展为新兴产业。

传统燃油汽车的采暖主要是利用发动机的余热或是设置独立的燃油热源，而新能源汽车主要依靠电池来提供动力。由于电池发热有限，且在温度较低环境下为了保证其能正常工作需要外界提供热源。基于以上考虑，目前电动汽车多采用以PTC为发热源的水暖或风暖装置对电池及车身供暖。

PTC陶瓷发热体具有以下特点：无辐射无污染，没有电磁辐射对人身的损害；升温迅速、遇风机故障时能自控温度、使用寿命长；电压使用范围宽，可在12V-380V之间根据需要设计；设计方便，可从小功率到大功率任意设计，外形也可按要求设计；不燃烧，安全可靠。

正是因为PTC具有以上特点，其应用相当的广泛。除应用于电动汽车外，目前市面上的许多加热器都采用其做核心发热组件，如家用空调，暖风机及浴霸等等。

市面上用于家电的PTC发热组件多工作在220V交流电压下，而电动汽车工作电压一般在300V-600V之间，因此用于电动汽车的PTC加热装置需要有更好的稳定性和安全性。

电动汽车的实用环境相对普通家电更为复杂，对装置结构的稳定性要求更高。在一项以往专利中公开了一种用于电动汽车的PTC加热装置，其各组件间采用硅胶粘合，这样做存在严重的缺陷，即时间久了硅胶必然会老化，且在长期使用中，由于不可避免的震动，整个装置结构的稳定性难以保证。

由于电动汽车采用纯电动方式进行工作，因而为了保证不损失过多的电能，PTC加热装置需要具有很高的工作效率。又由于加热装置工作电压高，加热组件又具有一定的使用寿命，这就要求加热组件的更换应尽可能地方便。在另一项以往专利中公开了一种PTC水暖加热管，其内部采用普通陶瓷做为绝缘材料，很明显，这种设计方案是无益于热量传递的，加热效率较低。此外，在该装置的设计方案中，水流主要是通过水管上的孔喷射到容器内，然后利用加热管进行加热。由于其进出口很小，水阻大，水循环又需要水泵的支持，因而势必会增加水泵的输出功率，这样无益于节能。

目前家电领域应用的PTC加热器多采用聚酰亚胺作为绝缘材料，这种材料达不到电动汽车加热装置的绝缘性能要求。

此外，一个合格的产品除了要保证具有安全性和高效性，还应保证具有很高的可维护性。众所周知，对水进行加热会产生大量的水垢，当水流通路上水垢过多甚至堵塞时，如果装置不可维护，则意味着装置无法继续使用。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于解决现有电动汽车PTC水暖加热装置加热效率较低，水阻大，水泵的输出功率大，绝缘性能差的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种PTC水暖加热系统，包括水箱和多组PTC加热器；

所述PTC加热器包括PTC发热组件和散热组件：所述PTC发热组件包括PTC发热片、废片、电极、绝缘层以及铝管；所述PTC发热片的上下表面紧贴设置两个电极，所述电极用于对所述PTC发热片进行加热，使得所述PTC发热片发热；所述PTC发热片包括多个，所述废片位于多个PTC发热片之间，用于隔离所述多个PTC发热片；所述绝缘层位于电极与铝管内侧，所述绝缘层包裹所述电极，用于使得所述电极与外界介质绝缘，所述绝缘层的导热性良好；所述铝管包裹所述绝缘层，用于封装固定绝缘后的电极；所述散热组件嵌套于所述PTC发热组件外面，用于扩展发热体散热面积，提高PTC发热组件与水的热交换效率；所述水箱的左右两侧分别设置有进水口和出水口，其前后两侧交错设置有PTC加热器的插入口；所述多组PTC加热器通过水箱上的PTC加热器插入口插入水箱，与水箱中的水接触加热，降低水阻，提高加热效率。

可选地，PTC加热器与水箱接触处均有硅胶垫片以保证PTC水暖加热系统的密封性。

可选地，所述PTC加热器包括还包括：法兰和硅底座；所述法兰依靠钎焊技术与铝管固定，使得PTC加热器稳定可靠；所述硅底座上置有电极插槽，用于固定所述电极；所述PTC加热器顶部的法兰做为固定组件暴露在水箱的外侧，且将所述电极接线端暴露在水箱外，所述PTC加热器的硅底座端插入到水箱中。