[发明专利]用于加热流体的PTC加热模块

说明书

一种用于加热流体的PTC加热模块，包括两个接触电极(3、4)。具有一定厚度(7)的PTC热敏电阻元件(6)位于接触电极(3、4)之间，并具有距离厚度(7)彼此相对的两个主表面(8、9)。至少一个主表面被分成接触区域(10)和其余区域(11)，使得在接触电极(3、4)之间形成间隙和/或爬电距离(13)，该间隙和/或爬电距离大于PTC热敏电阻元件(6)的厚度(7)。

技术领域

本发明涉及一种PTC加热模块以及用于加热流体的加热设备。

背景技术

为了给车辆中的乘客提供舒适的空气温度，在现代车辆中使用电加热设备来加热供应到车辆客舱中的新鲜空气。在具有传统内燃机的车辆的情况下，在冷启动阶段期间使用这种电加热设备或辅助加热器，其中在该冷启动阶段，由内燃机产生的余热不足以将新鲜空气加热到期望温度。在混合动力车辆或全电动车辆中，即使在启动阶段之后，车辆部件的余热也不足以确保车辆客舱中的期望的空气温度。

这种电加热设备能够设计为空气侧或冷却剂侧辅助加热器。在空气侧辅助加热器的情况下，进入的新鲜空气流过辅助加热器，并在进入客舱之前被加热到期望的温度。当将电能转换成热时，空气侧辅助加热器实现了高效率。相对的，冷却剂侧辅助加热器集成在车辆的冷却剂回路中并加热冷却剂，然后冷却剂通过流体管道。进入的新鲜空气通过在流体管道周围流动被加热。

为了加热供应的新鲜空气或冷却剂，电加热设备配备有至少一个PTC加热模块，该PTC加热模块可以具有壳体。壳体内部可以有至少两个接触电极，其中至少一个PTC热敏电阻元件布置在两个接触电极之间。PTC热敏电阻元件具有限定的厚度和给定的表面。该表面具有两个相对的主表面，接触电极布置在主表面上。两个主表面一起包括了PTC热敏电阻元件的大部分的表面。向两个接触电极提供工作电压，使得在两个主表面之间产生电流。

PTC热敏电阻元件用作加热电阻器以将电能转换成热能。PTC热敏电阻元件是与温度相关的电阻器，其具有正温度系数(PTC＝正温度系数)，提供了PTC热敏电阻元件的电阻和温度之间的非线性关系。如果超过了极限温度，则PTC热敏电阻元件的电阻随着温度的升高而非线性地增加。

在接触电极之间提供了间隙和/或爬电距离。间隙距离是接触电极之间的最短距离，并且爬电距离是沿PTC热敏电阻元件表面的接触电极之间的最短距离。为了避免接触电极之间的短路，间隙距离和/或爬电距离必须选择为使得在给定的工作电压下抑制电压中断。

由于接触电极在整个表面上接触主表面，因此间隙和/或爬电距离基本上对应于PTC热敏电阻元件的厚度。因此，应根据工作电压选择PTC热敏电阻元件的厚度。因此，较高的工作电压需要较厚的PTC热敏电阻元件。

由于PTC热敏电阻元件具有低导热率，因此与较薄的PTC热敏电阻元件相比，厚的PTC热敏电阻元件不能在其表面上充分地散发所产生的热能。这导致较厚的PTC热敏电阻元件的加热增加，从而增加了电阻。随着PTC热敏电阻元件厚度的增加，加热功率降低，加热功率能够通过PTC热敏电阻元件的表面消散，以加热流体。

发明内容

本发明基于限定PTC加热模块以及在预定工作电压下提供更高加热功率的加热设备的任务。

根据本发明，通过独立权利要求的主题解决了该问题。有利的实施例是从属权利要求的主题。

本发明基于一般概念，即至少一个接触电极仅部分地接触PTC热敏电阻元件的主表面。

用于加热流体的创新的PTC加热模块包括具有第一主表面和第二主表面的至少一个PTC热敏电阻元件，第一主表面和第二主表面相对彼此隔开一定距离，该距离为PTC热敏电阻元件的厚度。第一主表面能够平行于第二主表面对齐。