CN110418445A - 一种ptc发热单管及ptc发热芯体及ptc加热器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种PTC发热单管及PTC发热芯体及PTC加热器，其解决了现有PTC发热单管在制造使用过程中出现的报废及降低散热性能、密封性等技术问题，PTC发热单管设有壳体和PTC发热芯，PTC发热芯设有PTC热敏电阻片、电极片、绝缘假片，壳体为硅胶外壳；硅胶外壳包裹连接在PTC发热芯外表面，硅胶外壳为一体结构；PTC热敏电阻片由多个PTC发热片间隔排列，绝缘假片设在该间隔内；电极片设长电极片和多个间隔排列的短电极片，每个PTC发热片与长电极片相连接，每个PTC发热片与每个短电极片一一对应连接；每个电极片插片一端与每个电极片相连接，每个电极片插片另一端穿过硅胶外壳并伸出，本发明还公开了PTC发热芯体及PTC加热器，可广泛应用于加热技术领域。

Description

一种PTC发热单管及PTC发热芯体及PTC加热器

技术领域

本发明涉及加热技术领域，特别涉及一种PTC发热单管及PTC发热芯体及PTC加热器。

背景技术

我们知道，汽车在缺少了发动机余热的情况下，冬季车内制热、除霜除雾安全要求以及动力电池低温下寿命较短等都需要电子制热产品提供相应的热量，作为汽车空调制热系统的重要部件，PTC加热器是一个不错的选择。尤其新能源汽车最为适用。

PTC加热器最为重要的部件为PTC发热单管，其制备流程通常大致为：先将上电极片、下电极片分别通过硅胶涂布贴合在PTC热敏电阻的正负电极上，再用绝缘膜包裹好上电极片和下电极片，完成PTC发热芯的组装，然后将PTC发热芯插入铝管内进行压制，使绝缘膜、电极片和PTC热敏电阻紧密压紧，实现可靠的导电导热性能，再将铝管两个端口都封涂密封胶，保证气密性和防水性能。在制造和使用过程中易出现三方面问题：

(1)在对装有PTC发热芯的铝管进行压制操作过程中，一方面若冲压模稍有微小的不平形度，易导致电极片在压痕线上损伤和断裂，导致PTC发热芯和铝管报废；另一方面若冲压不到位，会导致PTC发热芯与铝管内壁之间出现间隙，该间隙作为空气阻隔，将会降低PTC发热芯向外界的导热性能。

(2)PTC发热单管内的绝缘膜导热性差，导致其整体发热效率受到很大影响。

(3)汽车部件使用条件苛刻，部件要经得起高频率振动。汽车行驶过程中，PTC发热单管高频率震动，易使其铝管两个端口封涂的密封胶发生松动，致使密封效果变差，尤其在潮湿环境下使用，其气密性和防水性能严重下降，缩短使用寿命。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术的不足，提供一种结构简单、功能可靠的PTC发热单管及PTC发热芯体及PTC加热器。

为此，本发明提供一种PTC发热单管，其设有壳体、及设置在壳体内的PTC发热芯，PTC发热芯设有PTC热敏电阻片、电极片，电极片与电极片插片相连接，壳体为硅胶外壳，PTC发热芯还设有绝缘假片；硅胶外壳包裹连接在PTC发热芯的外表面，硅胶外壳为一体结构；PTC热敏电阻片由多个PTC发热片间隔排列而成，绝缘假片设置在相邻两个PTC发热片之间的间隔内；电极片设有相互隔离的长电极片和多个间隔排列的短电极片，每个PTC发热片的一侧面与长电极片相连接，每个PTC发热片的另一侧面与每个短电极片一一对应连接；电极片插片数量设置为多个，每个电极片插片的一端与每个电极片相连接，每个电极片插片的另一端穿过硅胶外壳并伸出。

优选的，长电极片设有适配PTC热敏电阻片的第一凹槽，每个PTC发热片的上表面连接在长电极片的第一凹槽内；每个短电极片设有适配其相对应的PTC发热片的第二凹槽，每个PTC发热片的下表面连接在其相对应的短电极片的第二凹槽内。

优选的，电极片插片设有电极片连接部和外部电路连接部，电极片连接部和外部电路连接部相连接呈L型结构；电极片连接部与电极片相连接，外部电路连接部穿过硅胶外壳并伸出。

优选的，位于电极片与电极片插片连接处外的硅胶外壳的两侧面分别设有凹槽和卡块，凹槽和卡块适配；当相邻两个PTC发热单管并行设置时，其中一个PTC发热单管的卡块相对应的适配插接在相邻PTC发热单管的凹槽内。

优选的，绝缘假片分别与其相邻的PTC发热片相连接。

优选的，硅胶外壳为注塑一体成型结构。

优选的，沿长电极片的边缘间隔设有多个第一进胶口，沿短电极片的边缘间隔设有多个第二进胶口。

一种PTC发热芯体，其设有上述的一种PTC发热单管、以及与PTC发热单管的硅胶外壳的外侧面相连接的散热片。

一种PTC加热器，其设有上述的一种PTC发热单管。

本发明的有益效果是：本发明提供一种PTC发热单管及PTC发热芯体及PTC加热器，一方面，结构简单，将硅胶外壳代替现有技术的铝管，不需要现有技术中对装有PTC发热芯的铝管进行压制操作；PTC发热芯的表面完全由硅胶外壳包裹，且硅胶吸附性能高，能够牢牢吸附在PTC发热芯的表面，解决了现有PTC加热器因铝管压制而导致的PTC发热芯和铝管报废或者降低散热性能的技术问题。另一方面，长电极片和短电极片的外表面紧紧与硅胶外壳贴合，没有现有技术的绝缘膜阻隔，且硅胶外壳由硅胶制成，使整体发热效率得到很大提高。第三、硅胶外壳为一体结构，仅电极片插片的另一端穿过硅胶外壳并伸出，没有现有技术的密封胶封口，使PTC单管的气密性和防水等级显著提高，经检验，而本发明PTC发热芯体的防水性能可做到IP67甚至IP68以上的防护等级要求；硅胶属于橡胶材料，具备高弹性，在高频率振动的环境下能够缓冲震动，从而保护包裹在硅胶外壳内的PTC发热芯不受损坏。

附图说明

图1是本发明PTC发热单管的主视图的结构示意图；

图2是图1所示的左视图的结构示意图；

图3是图2所示的局部剖视图的放大图的结构示意图(仅剖硅胶外壳)；

图4是图1所示的A-A剖视图的放大图的结构示意图；

图5是图4去除硅胶壳体的结构示意图；

图6是图1所示的立体图的结构示意图；

图7是图1所示的PTC发热芯的结构示意图；

图8是7所示的左视图的结构示意图；

图9是图7所示的爆炸图的结构示意图；

图10是图9所示的长电极的结构示意图；

图11是图10所示的左视图的结构示意图；

图12是图9所示的短电极的结构示意图；

图13是图12所示的左视图的结构示意图；

图14是图9所示的电极片插片的结构示意图；

图15是图14所示的左视图的结构示意图；

图16是PTC发热芯体的结构示意图；

图17是图16所示的多条PTC发热芯体并排插接设置的结构示意图；

图18是本发明电路图的结构示意图。

图中标记：1.PTC热敏电阻片，2.电极片插片，3.硅胶外壳，4.绝缘假片，5.PTC发热片，6.长电极片，7.短电极片，8.第一凹槽，9.第二凹槽，10.电极片连接部，11.外部电路连接部，12.凹槽，13.卡块，14.第一进胶口，15.第二进胶口，16.散热片，17.PTC发热芯，S.开关。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以助于理解本发明的内容。本发明中所使用的方法如无特殊规定，均为常规的方法；所使用的原料和装置，如无特殊规定，均为常规的市售产品。

实施例1：

由图1～图9所示，本发明提供一种PTC发热单管，其设有壳体、及设置在壳体内的PTC发热芯17，PTC发热芯17设有PTC热敏电阻片1、电极片，电极片与电极片插片2相连接；PTC热敏电阻片1是产生热量的发热元件。壳体为硅胶外壳3，PTC发热芯17还设有绝缘假片4；硅胶外壳3包裹连接在PTC发热芯17的外表面，硅胶外壳3为一体结构。PTC热敏电阻片1由多个PTC发热片5间隔排列而成，绝缘假片4设置在相邻两个PTC发热片5之间的间隔内；绝缘假片4主要有两方面作用，一方面使相邻两个PTC发热片5之间完全绝缘，防止两者击穿或连通。另一方面防止长电极片6在生产、安装过程中在上述间隔处发生弯曲，增加长电极片6的挺性。电极片设有相互隔离的长电极片6和多个间隔排列的短电极片7，通常短电极片7的数量设置为两个，也可以根据实际需求多于两个；每个PTC发热片5的一侧面与长电极片6相连接，每个PTC发热片5的另一侧面与每个短电极片7一一对应连接。PTC发热芯17的整体结构实现对PTC发热芯17内电路的分区控制，一方面当一个短电极片7因碎裂等问题出现该短电极片7所在电路失效时，不影响PTC发热芯17内其他短电极片7所在并联电路的使用；另一方面，当需要提高发热量或者降低发热量时，可以通过对连接短电极片7的分电路的开关S进行通断控制，从而控制PTC发热芯17内与相应短电极片7相连接的PTC发热片5通电发热或断电不发热，实现PTC发热芯17对外发热量的上升或下降的灵活调节。电极片插片2数量设置为多个，每个电极片插片2的一端与每个电极片相连接，每个电极片插片2的另一端穿过硅胶外壳3并伸出。通过电极片插片2连接外部电路，其中长电极片6连通正极，两个短电极片7分别连通负极，从而实现对PTC发热芯17内电路的分区控制；PTC发热芯17内的长电极片6和短电极片7通电时，PTC热敏电阻片1发热并将热量传递给硅胶外壳3，然后由硅胶外壳3向外传递热量。

本发明提供一种PTC发热单管，一方面，结构简单，将硅胶外壳3代替现有技术的铝管，不需要现有技术中对装有PTC发热芯的铝管进行压制操作；本发明PTC发热芯17的表面完全由硅胶外壳3包裹，且硅胶吸附性能够牢牢吸附在PTC发热芯17的表面，解决了现有PTC加热器因铝管压制而导致的PTC发热芯和铝管报废或者降低散热性能的技术问题；且硅胶外壳3作为橡胶材料，与现有技术铝管金属材料相比，具有良好的绝缘性。另一方面，长电极片6和短电极片7的外表面紧紧与硅胶外壳3贴合，没有现有技术的绝缘膜阻隔，且硅胶外壳3由硅胶制成，使整体发热效率得到很大提高。第三、硅胶外壳3为一体结构，仅电极片插片2的另一端穿过硅胶外壳3并伸出，没有现有技术的密封胶封口，使PTC单管的气密性和防水等级显著提高，经检验，本发明PTC发热单管的防水性能可做到IP67甚至IP68及其以上的防护等级要求；硅胶属于橡胶材料，具备高弹性，在高频率振动的环境下能够缓冲震动，从而保护包裹在硅胶外壳3内的PTC发热芯17不受损坏。

作为本实施例的优选，如图3-5、图10、图12所示，长电极片6设有适配PTC热敏电阻片1的第一凹槽8，每个PTC发热片5的上表面连接在长电极片6的第一凹槽8内；每个短电极片7设有适配其相对应的PTC发热片5的第二凹槽9，每个PTC发热片5的下表面连接在其相对应的短电极片7的第二凹槽9内。第一凹槽8和第二凹槽9起到定位作用，便于PTC热敏电阻片1安装和固定，防止PTC热敏电阻片1在安装和使用过程中发生滑移而失效。从另一个角度来看，第一凹槽8和第二凹槽9也起到用PTC热敏电阻片1来定位长电极片6和短电极片7的作用。通常电极片材质为铝，造价便宜，导热、导电性能良好。

作为本实施例的优选，如图3、图7-9、图14、图15所示，电极片插片2设有电极片连接部10和外部电路连接部11，电极片连接部10和外部电路连接部11相连接呈L型结构；电极片连接部10与电极片相连接，外部电路连接部11的一端部与电极片连接部10相连接，外部电路连接部11的另一端部穿过硅胶外壳3并伸出，用于与外部电路连接。电极片插片2的L型结构设计可增加电极片插片2和电极片的接触面积，从而增大通过的电流，防止由于电阻过大引起的过热烧断。通常电极片插片2材质为铜，导电性良好，

作为本实施例的优选，由图1-4，位于电极片与电极片插片2连接处外的硅胶外壳3的两侧面分别设有凹槽12和卡块13，凹槽12和卡块13形状、结构适配；当相邻两个PTC发热单管并行设置时，其中一个PTC发热单管的卡块13相对应的适配插接在相邻PTC发热单管的凹槽12内。由图16所示，相邻两个PTC发热单管的硅胶外壳3的凹槽12与卡块13适配连接设计，便于多个PTC发热单管安装，提高工作效率。

作为本实施例的优选，由图3所示，绝缘假片4分别与其相邻的PTC发热片5相连接，使PTC热敏电阻片1的每个PTC发热片5在安装和使用过程中更加牢固，防止其移位，使PTC发热芯17内分区控制的各电路在通电使用过程中更加稳定。

作为本实施例的优选，硅胶外壳3为注塑一体成型结构，即PTC发热单管采用现有的嵌件成型工艺，本发明PTC发热芯17作为异材质嵌件。在制造过程中，在与硅胶外壳3的外表面形状相匹配的模具内装入预先准备的PTC发热芯17后注入硅胶，熔融的硅胶与PTC发热芯17接合固化。注塑一体成型的硅胶外壳3完全将PTC发热芯17包住，即硅胶外壳3的内壁与PTC发热芯17的外表面紧密连接，没有热的不良导体空气阻隔，只露出硅胶外壳3的电极片插片2的外部电路连接部11的另一端部用于与外界电路连通；在后期只需对连接完外界电路的露出硅胶外壳3的电极片插片2的外部电路连接部11进行封胶即可。硅胶外壳3的注塑一体成型结构，同时结合硅胶良好的导热、绝缘性能、可塑性，使PTC发热单管的发热效率、绝缘性能、生产工艺进一步提高；整根单管近似于完全封闭状态，防水性进一步加强，能达到IP68及其以上的等级要求；另外，相比现有技术压管工艺，操作简单，不存在PTC发热单管报废或者降低散热性能的风险；硅胶化学性能稳定，生产加工方便，实用性强。作为该实施例的进一步的优选，由图5、图10、图12所示，沿长电极片6的边缘间隔设有多个第一进胶口14，沿短电极片7的边缘间隔设有多个第二进胶口15。将PTC发热芯17作为异材质嵌件放入模具进行注塑时，一部分熔融的硅胶流入第一进胶口14和第二进胶口15，固化后，位于第一进胶口14和第二进胶口15内的硅胶对位于长电极片6和短电极片7的外侧和内侧的硅胶起到连接作用，一方面加强长电极片6、短电极片7和PTC热敏电阻片1之间的连接，保障使用时PTC发热芯17电路的流通性；另一方面加强长电极片6和短电极片7外表面和与其相连接的硅胶外壳3的紧密程度，防止脱层，使之保持紧密连接状态。需要说明的是，硅胶外壳3的注塑一体成型结构不仅仅适用于本发明PTC发热芯17，还适用于现有技术的PTC发热芯。

实施例2：

由图16、图17所示，本发明提供一种PTC发热芯体，其设有如实施例1所述的一种PTC发热单管、以及与该PTC发热单管的硅胶外壳3的外侧面相连接的散热片16。散热铝片用于进一步提高散热效果。使用时，给电极片通电时，PTC发热芯17发热并将热量传递给硅胶外壳3，然后由硅胶外壳3通过散热铝片向外传递热量。

实施例3：

本发明提供一种PTC加热器，其设有上述实施例1或实施例2的一种PTC发热单管。PTC加热器主要由实施例2所述的发热芯体和电气连接支撑座两部分构成，其中，发热芯体设有如实施例1所述的一种PTC发热单管、以及与该PTC发热单管的硅胶外壳3的外侧面相连接的散热片16。发热芯体与电气连接支撑座固定，通常以插嵌方式与电气连接支撑座固定；电气连接支撑座为现有装置。PTC加热器的电极片由线路在途经电气连接支撑座后与外部的电源控制器电气控制连接。在电源控制器的控制下，例如给电极片通电时，PTC发热芯17发热并将热量传递给硅胶外壳3，硅胶外壳3的热量由散热铝片向外散发。(图略)

需要说明的是，在上述的实施方式中，所述的“第一”、“第二”并不代表结构和/或功能上的绝对区分关系，也不代表先后的执行顺序，而仅仅是为了描述的方便。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“左”、“右”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“前”、“后”、“内”、“外”、“背”、“中间”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具备特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

惟以上所述者，仅为本发明的具体实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，故其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修改，皆应仍属本发明权利要求书涵盖之范畴。

Claims (9)

1.一种PTC发热单管，其设有壳体、及设置在所述壳体内的PTC发热芯，所述PTC发热芯设有PTC热敏电阻片、电极片，所述电极片与电极片插片相连接，其特征在于，所述壳体为硅胶外壳，所述PTC发热芯还设有绝缘假片；所述硅胶外壳包裹连接在所述PTC发热芯的外表面，所述硅胶外壳为一体结构；所述PTC热敏电阻片由多个PTC发热片间隔排列而成，所述绝缘假片设置在相邻两个所述PTC发热片之间的所述间隔内；所述电极片设有相互隔离的长电极片和多个间隔排列的短电极片，每个所述PTC发热片的一侧面与所述长电极片相连接，每个所述PTC发热片的另一侧面与每个所述短电极片一一对应连接；所述电极片插片数量设置为多个，每个所述电极片插片的一端与每个所述电极片相连接，每个所述电极片插片的另一端穿过所述硅胶外壳并伸出。

2.根据权利要求1所述的一种PTC发热单管，其特征在于，所述长电极片设有适配所述PTC热敏电阻片的第一凹槽，每个所述PTC发热片的上表面连接在所述长电极片的所述第一凹槽内；每个所述短电极片设有适配其相对应的所述PTC发热片的第二凹槽，每个所述PTC发热片的下表面连接在其相对应的所述短电极片的所述第二凹槽内。

3.根据权利要求1所述的一种PTC发热单管，其特征在于，所述电极片插片设有电极片连接部和外部电路连接部，所述电极片连接部和所述外部电路连接部相连接呈L型结构；所述电极片连接部与所述电极片相连接，所述外部电路连接部穿过所述硅胶外壳并伸出。

4.根据权利要求1所述的一种PTC发热单管，其特征在于，位于所述电极片与所述电极片插片连接处外的所述硅胶外壳的两侧面分别设有凹槽和卡块，所述凹槽和所述卡块适配；当相邻两个所述PTC发热单管并行设置时，其中一个所述PTC发热单管的卡块相对应的适配插接在相邻所述PTC发热单管的凹槽内。

5.根据权利要求1所述的一种PTC发热单管，其特征在于，所述绝缘假片分别与其相邻的所述PTC发热片相连接。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种PTC发热单管，其特征在于，所述硅胶外壳为注塑一体成型结构。

7.根据权利要求6所述的一种PTC发热单管，其特征在于，沿所述长电极片的边缘间隔设有多个第一进胶口，沿所述短电极片的边缘间隔设有多个第二进胶口。

8.一种PTC发热芯体，其特征在于，其设有权利要求1-7任一项所述的一种PTC发热单管、以及与所述PTC发热单管的所述硅胶外壳的外侧面相连接的散热片。

9.一种PTC加热器，其特征在于，其设有权利要求1-7任一项所述的一种PTC发热单管。