專利名稱：車輛電加熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有至少一個(gè)陶瓷的PTC加熱元件的車輛電加熱裝置和一種用于制造這類車輛電加熱裝置的方法。
背景技術(shù)：
在車輛、尤其是道路車輛中，通常提供一種車輛加熱裝置，借助該加熱裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對乘客室及必要時(shí)對其它區(qū)域的加熱。在常規(guī)的道路車輛中，為此目的通常使用內(nèi)燃機(jī)的余熱，余熱中有一部分通過發(fā)動機(jī)冷卻液和液體-空氣-熱交換器傳導(dǎo)給空氣，所述空氣被輸入到內(nèi)部空間中用于調(diào)節(jié)該內(nèi)部空間。尤其是基于總是優(yōu)化油耗的燃料驅(qū)動的驅(qū)動發(fā)動機(jī)的發(fā)展，在這些發(fā)動機(jī)中余熱在許多運(yùn)行狀態(tài)下不再足夠用于充分地加熱內(nèi)部空間，因此，附加地提供加熱功率的輔助加熱器被越來越廣泛地構(gòu)建。此外，純電力驅(qū)動的電動車輛和所謂的混合動力車輛發(fā)展迅猛，混合動力車輛不僅具有一個(gè)電驅(qū)動馬達(dá)而且還具有一內(nèi)燃機(jī)。在這些車輛中，驅(qū)動部件至少在很多運(yùn)行狀態(tài)中不能提供足夠的熱量用于加熱車輛內(nèi)部空間。可以使用燃料運(yùn)行的加熱器或電加熱裝置作為加熱車輛內(nèi)部空間的加熱裝置，所述燃料運(yùn)行的加熱器常常借助與車輛內(nèi)燃機(jī)相同的燃料運(yùn)行，而電加熱裝置則在接收電能的情況下提供熱能。在此，尤其是使用電阻加熱器作為電加熱裝置，所述電阻加熱器將電能轉(zhuǎn)換成歐姆熱。在此，特別常用的是所謂的PTC加熱元件，所述元件具有電阻-溫度-特性，所述特性在一個(gè)工作點(diǎn)區(qū)域內(nèi)在溫 度升高時(shí)顯示電阻抗的急劇升高。在此，這些常用的陶瓷PTC加熱元件具有最大程度的自調(diào)節(jié)性能，該性能基于電阻-溫度-特性阻止超過預(yù)給定的極限溫度的過強(qiáng)的加熱。在此，電阻加熱元件常規(guī)地被這樣設(shè)置，使得一個(gè)引導(dǎo)電壓的部件與輸入到車輛內(nèi)部空間的空氣形成直接接觸。尤其是在電動-或混合動力車輛中，通常并行存在著具有幾百伏范圍內(nèi)的供電電壓的高壓車載電網(wǎng)和一個(gè)具有典型地例如12伏供電電壓的低壓車載電網(wǎng)。在這種類型的車輛中，常常期望在大于2kW直到超過6kW的范圍內(nèi)的輔助加熱功率。在此，借助通過由低壓車載電網(wǎng)供電的電加熱元件來提供期望的加熱功率常常由于高的所需電流和昂貴的變壓器而受到限制。借助高壓車載電網(wǎng)運(yùn)行傳統(tǒng)的電加熱元件在所要求的乘客安全性方面是有危險(xiǎn)的，使得需要附加的電絕緣裝置。借助附加的絕緣層的絕緣經(jīng)常導(dǎo)致用于熱耦合輸出的傳熱系數(shù)明顯變差，因?yàn)樾纬闪烁嗟膫鳠釤嶙?。此外出現(xiàn)了問題，即，由于例如PTC加熱元件的熱膨脹過程在運(yùn)行中可使PTC加熱元件的電接觸變差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是，提供一種車輛電加熱裝置和一種制造所述車輛電加熱裝置的方法，其中，能夠在乘客高度安全的情況下實(shí)現(xiàn)PTC加熱元件借助高壓車載電網(wǎng)的運(yùn)行和同時(shí)實(shí)現(xiàn)PTC加熱元件穩(wěn)固的接觸和PTC加熱元件的良好的熱耦合輸出。該任務(wù)通過按照權(quán)利要求1的車輛電加熱裝置解決。有利的擴(kuò)展方案在從屬權(quán)利要求中說明。車輛電加熱裝置具有:至少一個(gè)基本上構(gòu)造成板狀的、陶瓷的PTC加熱元件，所述PTC加熱元件具有一個(gè)第一主表面和一個(gè)與第一主表面對置的第二主表面；一個(gè)金屬的第一接觸層，所述第一接觸層基本上整面地電接觸第一主表面；一個(gè)金屬的第二接觸層，所述第二接觸層基本上整面地電接觸第二主表面；一個(gè)電絕緣的、陶瓷的第一絕緣結(jié)構(gòu)，所述第一絕緣結(jié)構(gòu)覆蓋第一接觸層的一個(gè)背向第一主表面的面；和一個(gè)電絕緣的、陶瓷的第二絕緣結(jié)構(gòu)，所述第二絕緣結(jié)構(gòu)覆蓋第二接觸層的一個(gè)背向第二主表面的面。PTC加熱元件、第一接觸層、第二接觸層、第一絕緣結(jié)構(gòu)和第二絕緣結(jié)構(gòu)材料鎖合地彼此連接。陶瓷的PTC加熱元件被理解為一種陶瓷加熱元件，該元件在一個(gè)工作點(diǎn)附近的溫度范圍內(nèi)具有電阻-溫度-特性，在所述特性中隨著升高的溫度顯現(xiàn)電阻的急劇增加。尤其是這種例如基于鈦酸鋇(BaTiO3)的陶瓷PTC加熱元件是已知的。在施加恒定的供電電壓時(shí)，這類陶瓷PTC加熱元件具有最大程度的自調(diào)節(jié)性能，因?yàn)殡S著加熱的增強(qiáng)電阻抗也隨之升高，及因此電功率消耗和由此加熱功率也降低。當(dāng)PTC加熱元件排出大量熱量時(shí)，電阻抗保持相對的低并提供大量加熱功率。但是，當(dāng)只有很少的或沒有加熱功率被排出時(shí)，PTC加熱元件的溫度升高并且電阻抗隨著溫度的升高而增加，造成的結(jié)果是電功率消耗越來越少。在相應(yīng)的設(shè)計(jì)中，可以這種方式可靠地阻止超過預(yù)給定的極限溫度的過熱。“基本上板狀的”在這里被理解為，PTC加熱元件具有兩個(gè)對置的主表面，它們明顯大于PTC加熱元件的其它表面。尤其是，PTC加熱元件可這樣構(gòu)成，S卩，兩個(gè)主表面彼此平行地延伸。主表面在此例如可基本上平地或者但是也可以是彎曲、波紋形、弧形等地構(gòu)造?！盎旧险娴亟佑|”在這里被理解為，與相應(yīng)的主表面的至少60%、優(yōu)選地與主表面的至少80%、更優(yōu)選地與主表面的100%接觸。陶瓷PTC加熱元件的第一主表面和第二主表面不僅用于它們的電接觸而且用于從PTC加熱元件中熱耦合輸出及用于機(jī)械連接。電接觸由第一接觸層和第二接觸層提供?；诘谝缓偷诙^緣結(jié)構(gòu)，當(dāng)待 加熱的介質(zhì)直接接觸第一和第二絕緣結(jié)構(gòu)時(shí)，用作熱耦合輸出面的主表面相對于待加熱的介質(zhì)電絕緣。電加熱裝置的其它區(qū)域、尤其是側(cè)面同樣可相對于待加熱的介質(zhì)電絕緣地構(gòu)造?；谕ㄟ^第一和第二絕緣結(jié)構(gòu)形成的電絕緣，即使在PTC加熱元件例如以來自高壓車載電網(wǎng)的、高的供電電壓運(yùn)行時(shí)，也提供了高度的車輛乘客安全性。因?yàn)镻TC加熱元件、第一接觸層、第二接觸層、第一絕緣結(jié)構(gòu)與第二絕緣結(jié)構(gòu)材料鎖合地相互連接，因此傳熱熱阻在熱耦合輸出方向上、即垂直于第一和第二主表面地減小至最小。此外，在這種構(gòu)型中，通過第一接觸層和第二接觸層也確保了 PTC加熱元件的持久可靠的接觸。在此，第一和第二絕緣結(jié)構(gòu)優(yōu)選具有盡可能高的導(dǎo)熱能力。此外，由于材料鎖合的連接，可靠地抑制了 PTC加熱元件因交替性的熱長度變化而引起的移動運(yùn)動。與PTC加熱元件的借助例如電絕緣的、良好導(dǎo)熱的薄膜的電絕緣相比，以此方式也可靠地阻止了電絕緣的機(jī)械磨損。此外，提供了一種具有小的電接觸電阻的、持久的電接觸并且為此不需要機(jī)械的接觸壓緊力。此外，車輛加熱裝置作為一個(gè)緊湊的并且成本有利的結(jié)構(gòu)單元提供，在所述單元中用于PTC元件的電接頭、相對于待加熱介質(zhì)的電絕緣和該P(yáng)TC元件被固定地組合成一個(gè)組件。由于所實(shí)現(xiàn)的高效的熱耦合輸出，就可通過少量的PTC加熱元件提供很多的加熱功率，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)成本有利的并且緊湊的構(gòu)型，該構(gòu)型僅需要很小的結(jié)構(gòu)空間。材料鎖合的連接例如可通過接觸層材料的焊接過程、熔化或燒結(jié)等實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)一個(gè)構(gòu)型，第一絕緣結(jié)構(gòu)和第二絕緣結(jié)構(gòu)的背向PTC加熱元件的自由表面被構(gòu)造用于傳導(dǎo)熱量到待加熱的介質(zhì)上。該自由表面例如可被構(gòu)造為空氣加熱裝置用于與待加熱的空氣直接接觸，或者被構(gòu)造為液體加熱裝置用于與待加熱的液體直接接觸。也可以直接地在該自由表面上構(gòu)造一個(gè)例如由金屬、如鋁或鋁合金制成的熱交換器。在此，熱交換器例如可設(shè)置有一個(gè)例如以肋、疊片、葉片(Finne)等形式的、用于傳導(dǎo)熱量到待加熱的介質(zhì)上的大的自由表面。在這種情況下，借助小的傳熱熱阻(W&metibeigangswiderstande)實(shí)現(xiàn)了加熱熱量由PTC加熱元件的高效排出。根據(jù)一個(gè)構(gòu)型，車輛電加熱裝置被構(gòu)造用于加熱作為待加熱介質(zhì)的空氣，S卩，構(gòu)成為空氣加熱器。在這種情況下，例如可直接借助車輛加熱裝置高效地加熱空氣，用于調(diào)節(jié)車輛內(nèi)部空間并且在此即使在以高的供電電壓運(yùn)行時(shí)也能為乘客提供高度的安全性。根據(jù)一個(gè)構(gòu)型，車輛電加熱裝置被構(gòu)造用于加熱作為待加熱介質(zhì)的、在車輛的液體循環(huán)回路中的液體，即，構(gòu)成為液體加熱器。在這種情況下，車輛加熱裝置例如也可被納入內(nèi)燃機(jī)的冷卻水循環(huán)回路中或者例如被納入用于加熱相應(yīng)液體的、電驅(qū)動裝置的溫度控制循環(huán)回路中。在此，在高度保障安全性的同時(shí)確保了高效的加熱。根據(jù)一個(gè)構(gòu)型，第一絕緣結(jié)構(gòu)和第二絕緣結(jié)構(gòu)基本上板狀地及抗彎地構(gòu)造。在這種情況下，借助于持久地組合成一個(gè)部件提供了穩(wěn)定的車輛加熱裝置。根據(jù)一個(gè)構(gòu)型，第一接觸層和第二接觸層分別具有至少一個(gè)側(cè)向地突出超過PTC加熱元件的連接區(qū)段。例如可設(shè)置，相應(yīng)的絕緣結(jié)構(gòu)和接觸層分別突出超過PTC加熱元件?！皞?cè)向地”在這里被理解為一個(gè)垂直于熱耦合輸出方向的方向，即，與第一或第二主表面平行的方向。在這種情況下，可實(shí)現(xiàn)與供電電源可靠的接觸，而不會不利地影響由PTC加熱元件的熱耦合輸出。根據(jù)一個(gè)構(gòu)型，車輛電加熱裝置被設(shè)計(jì)用于借助大于100V的供電電壓來運(yùn)行。在此，車輛電加熱裝置尤其是可被設(shè)計(jì)用于借助電動-或混合動力車輛的高壓車載電網(wǎng)中的供電電壓來運(yùn)行。在這種情況下，為了車輛的電加熱可高效地使用高壓車載電網(wǎng)，使得為了加熱既不需要大的通過電流也不需要使用昂貴的變壓器。該任務(wù)也通過按照權(quán)利要求8的用于制造車輛電加熱裝置的方法解決。有利的擴(kuò)展方案在從屬權(quán)利要求中說明。用于制造車輛電加熱裝置的方法具有下述步驟:提供一個(gè)基本上板狀地構(gòu)造的、陶瓷的PTC加熱元件，所述PTC加熱元件具有一個(gè)第一主表面和一個(gè)與第一主表面對置的第二主表面；提供一個(gè)電絕緣的、陶瓷的第一絕緣結(jié)構(gòu)；提供一個(gè)電絕緣的、陶瓷的第二絕緣結(jié)構(gòu)；在第一絕緣結(jié)構(gòu)與第一主表面之間構(gòu)成金屬的第一接觸層的情況下，第一絕緣結(jié)構(gòu)與PTC加熱元件的第一主表面材料鎖合地連接，所述第一接觸層基本上整面地電接觸第一主表面；和在第二絕緣結(jié)構(gòu)和第二主表面之間構(gòu)成金屬的第二接觸層的情況下，第二絕緣結(jié)構(gòu)與PTC加熱元件的第二主表面材料鎖合地連接，所述第二接觸層基本上整面地電接觸第二主表面。通過所述方法實(shí)現(xiàn)了上述的有關(guān)車輛電加熱裝置的優(yōu)點(diǎn)。車輛加熱裝置的各個(gè)組件的材料鎖合的連接例如可由此實(shí)現(xiàn)，S卩，在PTC加熱元件與第一和第二絕緣結(jié)構(gòu)之間分別置入一個(gè)金屬的接觸層。例如可以是，PTC加熱元件、第一絕緣結(jié)構(gòu)和第二絕緣結(jié)構(gòu)被以所期望的間距 設(shè)置，并且該金屬的接觸層的材料在熔融狀態(tài)中被注入到所形成的間隙中并且在那里在與PTC加熱元件和相應(yīng)的絕緣結(jié)構(gòu)形成材料鎖合的連接的情況下凝固。但是，這以該金屬的接觸層材料的足夠低的熔點(diǎn)為前提條件。但是，用于金屬接觸層的材料也可以事先就施加在PTC加熱元件的主表面上或在絕緣結(jié)構(gòu)的分別面向PTC加熱元件的表面上或者施加在這兩個(gè)面上，使得例如可通過焊接、燒結(jié)或熔化金屬接觸層的材料來形成該材料鎖合的連接。在此，相應(yīng)的金屬接觸層的材料分別形成與PTC加熱元件的相應(yīng)主表面及與絕緣結(jié)構(gòu)的相應(yīng)表面的材料鎖合的連接。根據(jù)一個(gè)構(gòu)型，材料鎖合的連接通過燒結(jié)、熔化或焊接金屬接觸層的材料實(shí)現(xiàn)。這優(yōu)選在真空條件下實(shí)現(xiàn)，以便阻止形成氣態(tài)夾雜。在這種情況下，通過特別簡單的方式形成了具有高的導(dǎo)熱率和小的傳熱熱阻的、固定的材料鎖合的連接。根據(jù)一個(gè)構(gòu)型，第一電接觸層由一個(gè)構(gòu)造在第一絕緣結(jié)構(gòu)和/或PTC加熱元件的第一主表面上的金屬層形成及第二接觸層由一個(gè)構(gòu)造在第二絕緣結(jié)構(gòu)和/或PTC加熱元件的第二主表面上的金屬層形成。因此，相應(yīng)的接觸層可在PTC加熱元件與對應(yīng)的絕緣結(jié)構(gòu)接合之前已經(jīng)被構(gòu)造在絕緣結(jié)構(gòu)上或在PTC加熱元件的相應(yīng)主表面上。替換地，例如也可不僅在PTC加熱元件的主表面上而且在面向所述主表面的絕緣結(jié)構(gòu)的相應(yīng)表面上分別構(gòu)造接觸層的一部分并且隨后使這兩部分材料鎖合地彼此連接。其它的優(yōu)點(diǎn)和 擴(kuò)展方案由下述參照附圖對實(shí)施例的說明中得出。


圖1示意性地示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施形式的車輛電加熱裝置的側(cè)視圖。圖2示意性地示出圖1的車輛電加熱裝置的另一個(gè)側(cè)視圖。圖3示意性地示出圖1的車輛加熱裝置的俯視圖。圖4用于解釋一個(gè)可能的制造方法的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面參考圖1至圖3說明了一個(gè)實(shí)施形式。圖1至3在三個(gè)不同的視圖中示出了一個(gè)車輛電加熱裝置I。車輛電加熱裝置I具有一個(gè)基本上板狀構(gòu)造的陶瓷的PTC加熱元件2。PTC加熱元件2具有溫度-電阻-特性，在所述特性中在圍繞一個(gè)工作點(diǎn)的溫度范圍內(nèi)電阻隨著溫度的升高而大大增加。PTC加熱元件2例如可形成在BaTiO3基體上，例如也借助適當(dāng)?shù)膿诫s形成。PTC加熱元件2被板狀地構(gòu)造，使得它在一個(gè)平面內(nèi)具有大的延伸長度、而具有與其相比相對小的厚度。PTC加熱元件2具有一個(gè)第一主表面2a和一個(gè)與該第一主表面對置的第二主表面2b。第一主表面2a和第二主表面2b由PTC加熱兀件2的兩個(gè)彼此對置的最大的面構(gòu)成。在PTC加熱元件2的第一主表面2a上構(gòu)造有一個(gè)金屬的第一接觸層4。在所示出的實(shí)施方式中，該金屬的第一接觸層4整面地覆蓋第一主表面2a，也就是說，它覆蓋第一主表面2a的整個(gè)表面。在所示出的實(shí)施方式中，第一接觸層4以這樣的方式延伸，即，其在至少一個(gè)面上側(cè)向地突出超過PTC加熱元件2(圖1中右側(cè))。突出的區(qū)域形成一個(gè)連接區(qū)段4a。該連接區(qū)段4a被構(gòu)造用于，使第一接觸層4與一個(gè)供電電源或與另一個(gè)車輛電加熱裝置的接觸層連接。盡管在所示出的實(shí)施方式中，連接區(qū)段4a沿著PTC加熱元件2的整個(gè)側(cè)面突出，但是也可能的是，該連接區(qū)段僅在一個(gè)短的區(qū)段中突出。
在PTC加熱元件2的第二主表面2b上以類似的方式構(gòu)造有一個(gè)金屬的第二接觸層3。在所示出的實(shí)施方式中，該金屬的第二接觸層3整面地覆蓋第二主表面2b，也就是說，它覆蓋第二主表面2b的整個(gè)表面。在所示出的實(shí)施方式中，第二接觸層3以這樣的方式延伸，即，其在至少一個(gè)面上側(cè)向地突出超過PTC加熱元件2 (圖1中左側(cè))。突出的區(qū)域形成一個(gè)另外的連接區(qū)段3a。該連接區(qū)段3a被構(gòu)造用于，使第二接觸層3與一個(gè)供電電源或一個(gè)相鄰的、另外的車輛電加熱裝置的接觸層連接。在所示出的實(shí)施方式中，該另外的連接區(qū)段3a被設(shè)置在PTC加熱元件2的與連接區(qū)段4a相對的面上。連接區(qū)段3a和4a例如可通過接觸片與供電電源連接。連接區(qū)段3a也可僅僅在PTC加熱元件2的一個(gè)側(cè)向的部分區(qū)域中突出。在第一接觸層4的背向PTC加熱元件2的表面上構(gòu)造有一個(gè)電絕緣的、陶瓷的第一絕緣結(jié)構(gòu)5。第一絕緣結(jié)構(gòu)5整面地覆蓋第一接觸層4的相應(yīng)表面，尤其是也覆蓋連接區(qū)段4a。同樣地，在第二接觸層3的背向PTC加熱元件2的表面上構(gòu)造有一個(gè)電絕緣的、陶瓷的第二絕緣結(jié)構(gòu)6。第二絕緣結(jié)構(gòu)6整面地覆蓋第二接觸層3的相應(yīng)表面，尤其是也覆蓋所述另外的連接區(qū)段3a。在此，第一絕緣結(jié)構(gòu)5和第二絕緣結(jié)構(gòu)6同樣被基本上板狀并且抗彎地構(gòu)造。PTC加熱元件2、第一接觸層4、第二接觸層3、第一絕緣結(jié)構(gòu)5與第二絕緣結(jié)構(gòu)6在此被材料鎖合地相互連接?；诓牧湘i合的連接，傳熱熱阻在PTC加熱元件2的熱耦合輸出方向上、即垂直于第一主表面2a和第二主表面2b的方向上通過相應(yīng)的接觸層4或3和相應(yīng)的絕緣結(jié)構(gòu)5或6降至最小。此外，通過這種方式，第一主表面2a和第二主表面2b基本上通過其整個(gè)表面提供了固定并且持久的接觸。在此，實(shí)現(xiàn)了最小的傳熱阻抗并且可靠地阻止了由于熱膨脹過程造成的PTC加熱元件2的微量移動。在車輛電加熱裝置I的運(yùn)行中，通過第一接觸層4和第二接觸層3在PTC加熱元件2上施加供電電壓。通過第一主表面2a和第二主表面2b的基本上整面的接觸，有利于在PTC加熱元件2的整個(gè)橫截面上形成均勻的電位降。由于引起了流過PTC加熱元件2的電流，該加熱元件通過釋放的歐姆熱來加熱。所釋放的熱量被PTC加熱元件2 —方面通過第一接觸層4和第一絕緣結(jié)構(gòu)5耦合輸出或排出及另一方面通過第二接觸層3和第二絕緣結(jié)構(gòu)6耦合輸出或排出。加熱功率則通過第一絕緣結(jié)構(gòu)5和第二絕緣結(jié)構(gòu)6的自由表面被傳遞到一個(gè)待加熱的介質(zhì)上。這種傳遞例如可通過下述方式實(shí)現(xiàn)，即，待加熱的介質(zhì)、例如用于車輛內(nèi)部空間的空氣或在車輛的液體循環(huán)回路中的液體、與第一絕緣結(jié)構(gòu)5和第二絕緣結(jié)構(gòu)6形成直接接觸。絕緣結(jié)構(gòu)5和6的表面也可增大地構(gòu)造，尤其是構(gòu)成肋狀、波紋狀或以其它形式結(jié)構(gòu)化地構(gòu)造，從而能夠?qū)崿F(xiàn)改進(jìn)的熱傳遞。但是，例如也可在第一絕緣結(jié)構(gòu)5和第二絕緣結(jié)構(gòu)6的自由表面上安裝一個(gè)優(yōu)選金屬的熱交換器，例如由鋁或鋁合金制成，熱量通過該熱交換器被傳遞到待加熱的介質(zhì)上。為了加熱，例如可使用一個(gè)單獨(dú)的車輛電加熱裝置1，但是例如也可能的是，將多個(gè)這類車輛加熱裝置彼此聯(lián)接形成一個(gè)加熱系統(tǒng)。
車輛加熱裝置I的環(huán)繞的側(cè)面借助(未示出的)電絕緣相對于待加熱的介質(zhì)電絕緣。這例如可通過對側(cè)面的適當(dāng)涂層、通過由絕緣材料制成的框架或類似的方式來實(shí)現(xiàn)，在所述框架中容納車輛加熱裝置I。例如也可將多個(gè)車輛加熱裝置I容納在一個(gè)共同的這類框架中。車輛加熱裝置I優(yōu)選被設(shè)計(jì)用于借助大于100V的供電電壓來運(yùn)行，尤其是用于借助在電動或混合動力車輛的高壓車載電網(wǎng)中的電壓來運(yùn)行。
在下面參照圖4說明了一種用于制造車輛電加熱裝置I的方法。按照一個(gè)第一制造方法，PTC加熱元件2、一個(gè)電絕緣的、陶瓷的第一絕緣結(jié)構(gòu)5和一個(gè)電絕緣的、陶瓷的第二絕緣結(jié)構(gòu)6相互連接。在第一制造方法中，第一絕緣結(jié)構(gòu)5和第二絕緣結(jié)構(gòu)6已經(jīng)分別設(shè)有用于金屬的第一接觸層4或金屬的第二接觸層3的金屬材料，如在圖4中示意性所示。在此，金屬材料已經(jīng)與第一絕緣結(jié)構(gòu)5或第二絕緣結(jié)構(gòu)6的材料材料鎖合地連接。PTC加熱元件2、被涂層的第一絕緣結(jié)構(gòu)5和被涂層的第二絕緣結(jié)構(gòu)6隨后被接合在一起。接著，金屬材料例如通過燒結(jié)或通過熔化與PTC加熱元件2材料鎖合地連接，從而形成第一接觸層4和第二接觸層3。在該步驟之后，PTC加熱元件2、第一接觸層4、第二接觸層3、第一絕緣結(jié)構(gòu)5和第二絕緣結(jié)構(gòu)6材料鎖合地相互連接。按照一個(gè)第二制造方法，PTC加熱元件2已經(jīng)在兩個(gè)主表面2a和2b上材料鎖合地借助用于第一接觸層4和第二接觸層3的金屬材料涂層。隨后，在兩側(cè)都被涂層的PTC加熱元件2上施加一個(gè)未涂層的第一絕緣結(jié)構(gòu)5和一個(gè)未涂層的第二絕緣結(jié)構(gòu)6。在接合之后，金屬材料例如通過燒結(jié)或通過熔化在形成接觸層4和3的情況下與相應(yīng)的絕緣結(jié)構(gòu)5或6材料鎖合地連接。在這種情況下，在該步驟之后，PTC加熱元件2、第一接觸層4、第二接觸層3、第一絕緣結(jié)構(gòu)5和第二絕緣結(jié)構(gòu)6也材料鎖合地相互連接。作為另一種可能性，例如不僅PTC加熱元件2而且兩個(gè)絕緣結(jié)構(gòu)5和6可事先就設(shè)置有用于接觸層的金屬材料并且接合在一起。在這種情況下，第一接觸層4和第二接觸層3例如可通過燒結(jié)過程、焊接過程或熔化過程分別從PTC加熱元件2的涂層和所面對的絕緣結(jié)構(gòu)5或6的涂層中構(gòu)成。按照另一個(gè)可能的制造方法，PTC加熱元件2和兩個(gè)絕緣結(jié)構(gòu)5和6首先被以預(yù)先確定的間距彼此這樣安置，使得保留了需要用于接觸層4和3的間隙。接著，用于接觸層4和3的金屬材料例如被熔 融地注入到相應(yīng)的間隙中。所有說明的、用于形成材料鎖合連接的方法步驟優(yōu)選可在真空下進(jìn)行，以便阻止在連接部位上形成氣態(tài)夾雜。雖然已經(jīng)描述了一些可能的制造方法，但是其它的制造方法也是可能的，借助這些方法可以在PTC加熱元件2、接觸層3和4和絕緣結(jié)構(gòu)5和6之間提供材料鎖合的連接。
權(quán)利要求
1.車輛電加熱裝置(1)，具有: 至少一個(gè)基本上板狀構(gòu)造的、陶瓷的PTC加熱元件(2)，所述PTC加熱元件具有一個(gè)第一主表面(2a)和一個(gè)與該第一主表面對置的第二主表面(2b)； 一個(gè)金屬的第一接觸層(4)，所述第一接觸層基本上整面地電接觸第一主表面(2a)；一個(gè)金屬的第二接觸層(3)，所述第二接觸層基本上整面地電接觸第二主表面(2b)；一個(gè)電絕緣的、陶瓷的第一絕緣結(jié)構(gòu)(5)，所述第一絕緣結(jié)構(gòu)覆蓋第一接觸層(4)的一個(gè)背向第一主表面(2a)的面；和 一個(gè)電絕緣的、陶瓷的第二絕緣結(jié)構(gòu)(6)，所述第二絕緣結(jié)構(gòu)覆蓋第二接觸層(3)的一個(gè)背向第二主表面(2b)的面， 其中，PTC加熱元件(2)、第一接觸層(4)、第二接觸層(3)、第一絕緣結(jié)構(gòu)(5)與第二絕緣結(jié)構(gòu)(6)材料鎖合地相互連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛電加熱裝置，其特征在于，所述第一絕緣結(jié)構(gòu)(5)和第二絕緣結(jié)構(gòu)(6)的背向PTC加熱元件(2)的自由表面被構(gòu)造用于傳遞熱量到待加熱的介質(zhì)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車輛電加熱裝置，其特征在于，該車輛電加熱裝置(I)被構(gòu)造用于加熱作為待加熱介質(zhì)的空氣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車輛電加熱裝置，其特征在于，該車輛電加熱裝置(I)被構(gòu)造用于加熱作為待加熱介質(zhì)的、在車輛的液體循環(huán)回路中的液體。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的車輛電加熱裝置，其特征在于，第一絕緣結(jié)構(gòu)(5)和第二絕緣結(jié)構(gòu)(6)被基本上板狀及抗彎地構(gòu)造。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的車輛電加熱裝置，其特征在于，第一接觸層(4)和第二接觸層(3)分別具有至少一個(gè)側(cè)向地突出超過PTC加熱元件(2)的連接區(qū)段(3a，4a)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的車輛電加熱裝置，其特征在于，該車輛電加熱裝置(I)被設(shè)計(jì)用于借助大于IOOV的供電電壓的運(yùn)行。
8.用于制造車輛電加熱裝置的方法，具有步驟: 提供一個(gè)基本上板狀構(gòu)造的、陶瓷的PTC加熱元件(2)，所述PTC加熱元件具有一個(gè)第一主表面(2a)和一個(gè)與該第一主表面對置的第二主表面(2b)； 提供一個(gè)電絕緣的、陶瓷的第一絕緣結(jié)構(gòu)(5)； 提供一個(gè)電絕緣的、陶瓷的第二絕緣結(jié)構(gòu)(6)； 在第一絕緣結(jié)構(gòu)(5)與第一主表面(2a)之間構(gòu)成一個(gè)金屬的第一接觸層(4)的情況下，第一絕緣結(jié)構(gòu)(5)與PTC加熱元件(2)的第一主表面(2a)材料鎖合地連接，所述第一接觸層基本上整面地電接觸第一主表面(2a);和 在第二絕緣結(jié)構(gòu)(6)與第二主表面(2b)之間構(gòu)成一個(gè)金屬的第二接觸層(3)的情況下，第二絕緣結(jié)構(gòu)￠)與PTC加熱元件(2)的第二主表面(2b)材料鎖合地連接，所述第二接觸層基本上整面地電接觸第二主表面(2b)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述材料鎖合的連接通過所述金屬的接觸層(4，3)材料的燒結(jié) 、熔化或焊接實(shí)現(xiàn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法，其特征在于，第一電接觸層(4)由至少一個(gè)構(gòu)造在第一絕緣結(jié)構(gòu)(5)上和/或在PTC加熱元件(2)的第一主表面(2a)上的金屬層構(gòu)成及第二接觸層(3)由至少一個(gè)構(gòu)造在第二絕緣結(jié)構(gòu)(6)上和/或在PTC加熱元件(2)的第二主表面(2b) 上的金屬層構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種車輛電加熱裝置(1)，具有至少一個(gè)基本上板狀構(gòu)造的、陶瓷的PTC加熱元件(2)，所述PTC加熱元件具有一個(gè)第一主表面(2a)和一個(gè)與第一主表面對置的第二主表面(2b)；一個(gè)金屬的第一接觸層(4)，所述第一接觸層基本上整面地電接觸第一主表面(2a)；一個(gè)金屬的第二接觸層(3)，所述第二接觸層基本上整面地電接觸第二主表面(2b)；一個(gè)電絕緣的、陶瓷的第一絕緣結(jié)構(gòu)(5)，所述第一絕緣結(jié)構(gòu)覆蓋第一接觸層(4)的一個(gè)背向第一主表面(2a)的面；和一個(gè)電絕緣的、陶瓷的第二絕緣結(jié)構(gòu)(6)，所述第二絕緣結(jié)構(gòu)覆蓋第二接觸層(3)的一個(gè)背向第二主表面(2b)的面。PTC加熱元件(2)、第一接觸層(4)、第二接觸層(3)、第一絕緣結(jié)構(gòu)(5)與第二絕緣結(jié)構(gòu)(6)材料鎖合地相互連接。
文檔編號H05B3/14GK103228998SQ201180040965
公開日2013年7月31日 申請日期2011年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月24日
發(fā)明者M·倫納, N·埃爾姆, W·福斯圖貝爾, M·策恩, D·比特策克 申請人:韋巴斯托股份公司