[发明专利]特别用于混合动力汽车或电动汽车的电加热系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种电加热系统，该电加热系统特别适合用于混合动力汽车或电动汽车。

背景技术

包括PTC元件的电加热系统在现有技术中是公知的。由于12V车载电气系统通常用在传统的汽车上，所以相当大量的电流流过PTC元件，该电流由功率晶体管控制。所述晶体管会产生相当高的功率损耗，因此必须使它们冷却。由此增加了设计的复杂性。

在即将到来的混合动力汽车和电动汽车的汽车时代，相关联的车辆电压增至数个100V会导致电加热系统及其加热元件的电流负载的大幅下降。由于电加热系统现在是全加热系统，所以需要电热输出，它是传统PTC辅助加热系统的电热输出的三倍。

在汽车中使用400V左右的高电压车载电气系统考虑了降低电流强度以得到比低电压车载电气系统（例如24V）的电加热器更高的热输出，这进一步允许减小电源线的横截面。然而，高电压的应用需要具有高耐电强度的密封加热元件，其还应当是防斜插（scoop-proof）和防潮的。

发明内容

本发明的目的是提供一种电加热系统，尤其是用于混合动力汽车或电动汽车的电加热系统，其满足了上述要求。

按照本发明，该目的是通过一种电加热系统实现的，尤其是用于混合动力汽车或电动汽车的电加热系统，其配备有：

-加热模块，该加热模块配备有

-电绝缘、热传导的陶瓷衬底，其具有彼此隔开的加热区和控制区，

-电阻加热元件，被布置在陶瓷衬底上的加热区中，并具体为安装在陶瓷衬底上的电阻加热导体，

-晶体管，用于控制通过电阻加热导体的电流，其中所述晶体管以及其他选择性出现的电组件和导电带（conductor tracks）被布置在所述陶瓷衬底上的控制区中，以及

-第一冷却元件，热耦合到所述陶瓷衬底的加热区。

按照本发明，由于使用高电压车载电气系统而导致的最大电流负载的降低允许陶瓷面板加热条，尤其是具有压印的电阻加热导体，被用来替代PTC加热元件。均匀的、遍布的热量生成是有利的，而使用传统的PTC加热系统只发生选择性热输入（热点）。

按照本发明，一种电绝缘、热传导陶瓷衬底被用于电加热系统，所述陶瓷衬底包括加热区和控制区，它们被布置在所述陶瓷衬底的共同侧或不同侧，并在所述陶瓷衬底的平面延伸方向上彼此隔开。电阻加热元件位于所述陶瓷衬底的加热区内，其被配置成涂覆到所述陶瓷衬底上的电阻加热导体，尤其是利用焊膏印刷（paste printing）涂覆。用于控制通过所述电阻加热导体的电流的晶体管位于所述陶瓷衬底的控制区，其中除所述晶体管之外，其他电组件和导电带（conductor tracks）也可以有选择地布置在所述控制区中。所述陶瓷衬底的加热区热耦合到（第一）冷却元件。

在按照本发明的设计中，所述陶瓷衬底是导体板和加热系统的组合，其中加热区和控制区的布置以及冷却元件考虑了实现加热模块的总体热传导，这确保了晶体管和其他选择性提供的电组件（如有的话）不会被过度加热。因此，在加热区生成的热量经由第一冷却元件从那里向外的消散是额定的（rated），以使晶体管和其他选择性提供的组件的功能不受热量影响。

有利地是，所述（第一）冷却元件延伸越过整个陶瓷衬底，以热耦合的方式依靠在陶瓷衬底的一侧上。优选地，电阻加热元件和控制区位于陶瓷衬底的相反侧。在加热区生成的、通过陶瓷衬底传输到控制区的那部分热量因此从控制区传送到第一冷却元件，并被第一冷却元件消散到外边。

在本发明的一个有利实施例中，电阻加热导体被延伸越过所述陶瓷衬底加热区的陶瓷覆盖元件所覆盖，所述陶瓷覆盖元件与所述陶瓷衬底连接以形成复合结构，以及提供有第二冷却元件，其以热传导方式依靠在所述陶瓷覆盖元件并延伸越过加热区，其中由所述陶瓷覆盖元件与所述陶瓷衬底组成的复合结构位于两个冷却元件之间。在本发明的这个实施例中，电阻加热导体以及因此加热区被陶瓷覆盖元件所覆盖，以使第二冷却元件能被布置在陶瓷盖处，所述第二冷却元件热耦合到所述陶瓷盖。所述陶瓷加热元件（陶瓷衬底、电阻加热元件和陶瓷覆盖元件）因此被夹在冷却元件之间。为确保运行安全，如果由所述陶瓷衬底与所述陶瓷覆盖元件组成的复合结构对外部来说是密封的，以防止气体和/或流体进入复合结构，则是有利的，这还进一步产生高的耐电强度。因此，加热模块是防斜插和防潮的。

有利地是，在所述陶瓷衬底的加热区上提供有覆盖所述电阻加热导体的钝化层。该钝化层优选地配置成玻璃钝化层。