[发明专利]车辆电加热装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有至少一个陶瓷的PTC加热元件的车辆电加热装置和一种用于制造这类车辆电加热装置的方法。

背景技术

在车辆、尤其是道路车辆中，通常提供一种车辆加热装置，借助该加热装置能够实现对乘客室及必要时对其它区域的加热。在常规的道路车辆中，为此目的通常使用内燃机的余热，余热中有一部分通过发动机冷却液和液体-空气-热交换器传导给空气，所述空气被输入到内部空间中用于调节该内部空间。

尤其是基于总是优化油耗的燃料驱动的驱动发动机的发展，在这些发动机中余热在许多运行状态下不再足够用于充分地加热内部空间，因此，附加地提供加热功率的辅助加热器被越来越广泛地构建。此外，纯电力驱动的电动车辆和所谓的混合动力车辆发展迅猛，混合动力车辆不仅具有一个电驱动马达而且还具有一内燃机。在这些车辆中，驱动部件至少在很多运行状态中不能提供足够的热量用于加热车辆内部空间。

可以使用燃料运行的加热器或电加热装置作为加热车辆内部空间的加热装置，所述燃料运行的加热器常常借助与车辆内燃机相同的燃料运行，而电加热装置则在接收电能的情况下提供热能。在此，尤其是使用电阻加热器作为电加热装置，所述电阻加热器将电能转换成欧姆热。在此，特别常用的是所谓的PTC加热元件，所述元件具有电阻-温度-特性，所述特性在一个工作点区域内在温度升高时显示电阻抗的急剧升高。在此，这些常用的陶瓷PTC加热元件具有最大程度的自调节性能，该性能基于电阻-温度-特性阻止超过预给定的极限温度的过强的加热。在此，电阻加热元件常规地被这样设置，使得一个引导电压的部件与输入到车辆内部空间的空气形成直接接触。

尤其是在电动-或混合动力车辆中，通常并行存在着具有几百伏范围内的供电电压的高压车载电网和一个具有典型地例如12伏供电电压的低压车载电网。在这种类型的车辆中，常常期望在大于2kW直到超过6kW的范围内的辅助加热功率。在此，借助通过由低压车载电网供电的电加热元件来提供期望的加热功率常常由于高的所需电流和昂贵的变压器而受到限制。借助高压车载电网运行传统的电加热元件在所要求的乘客安全性方面是有危险的，使得需要附加的电绝缘装置。借助附加的绝缘层的绝缘经常导致用于热耦合输出的传热系数明显变差，因为形成了更多的传热热阻。此外出现了问题，即，由于例如PTC加热元件的热膨胀过程在运行中可使PTC加热元件的电接触变差。

发明内容

本发明的任务是，提供一种车辆电加热装置和一种制造所述车辆电加热装置的方法，其中，能够在乘客高度安全的情况下实现PTC加热元件借助高压车载电网的运行和同时实现PTC加热元件稳固的接触和PTC加热元件的良好的热耦合输出。

该任务通过按照权利要求1的车辆电加热装置解决。有利的扩展方案在从属权利要求中说明。

车辆电加热装置具有：至少一个基本上构造成板状的、陶瓷的PTC加热元件，所述PTC加热元件具有一个第一主表面和一个与第一主表面对置的第二主表面；一个金属的第一接触层，所述第一接触层基本上整面地电接触第一主表面；一个金属的第二接触层，所述第二接触层基本上整面地电接触第二主表面；一个电绝缘的、陶瓷的第一绝缘结构，所述第一绝缘结构覆盖第一接触层的一个背向第一主表面的面；和一个电绝缘的、陶瓷的第二绝缘结构，所述第二绝缘结构覆盖第二接触层的一个背向第二主表面的面。PTC加热元件、第一接触层、第二接触层、第一绝缘结构和第二绝缘结构材料锁合地彼此连接。