[发明专利]用于机动车辆的电加热器

说明书

本发明涉及一种用于加热介质(优选地是水或空气)的电加热器。为了加热介质，设置有一个或多个可单独控制的加热级。每个加热级装备有至少一个PTC加热元件。在每个加热级中，至少一个附加的加热元件与PTC加热元件串联连接。该附加的加热元件构造成电感，并且为此包括缠绕成线圈形式的加热导体。以这种方式，可以减小PTC加热元件的涌流，并且所产生的余热可以释放到待加热的介质中。由于电感的线圈由加热导体构成，因此它也有助于加热介质。以这种方式，可以在很小的安装空间中实现有效的加热。

技术领域

本发明涉及一种用于机动车辆的电加热器，其包括多个加热元件，特别是PTC加热元件。

背景技术

电加热器在机动车辆中例如用作辅助加热器，以补充乘客舱和其它部件的供热，这种供热主要通过发动机的余热实现，或者例如在车辆静止不动时也允许加热车辆。

在机动车辆的驱动单元释放不出或没有足够的余热来加热或用空调调节车辆的情况下，电加热器对于具有电驱动或混合驱动装置的车辆特别重要，。当用于电动或混合驱动车辆的加热器除了加热机动车辆的乘客舱所需的热量之外还适于提供在机动车辆的各系统部件中发生的过程(例如，车辆蓄电池的预热)所需或至少支持这种过程的热量时，这将是有利的。

为电动或混合驱动车辆中使用的加热器被提供汽车高压范围内的工作电压(高于60伏特，优选地几百伏特，高达500伏特，通常介于280伏特和430伏特之间(例如300伏特或380伏特)，因为所用的车辆电池提供这种车载系统电压。与机动车辆的12伏特辅助加热器的情况下的1至1.7kW(例如1.2kW)的级别相比，这种高压加热器的加热能力是3至6kW(千瓦)的级别。

在安装在机动车辆中的电加热器中，使用电阻加热元件，特别是PTC(正温度系数)加热元件。PTC加热元件是自调节式，因为它们随着热量的增加而表现出更高的电阻，因此在相同的电压下允许更少量的电流通过。因此，PTC元件将加热到限定的最高温度。PTC加热元件的自调节特性由此防止过热。在使用特定的工作电压工作期间，PTC元件的表面温度不能超过某一最大表面温度。该最大表面温度是PTC加热元件的特性。由PTC元件产生的热量被释放到流体介质中，特别是空气流或水流中。

图1示出了PTC元件的随温度变化的典型电阻曲线。

在通电和随后的加热之后，PTC元件将到达PTC特性曲线上的一个点，PTC加热元件在该点处具有最小电阻Rmin。在该点处，最大电流流经PTC加热元件，所述电流显著高于正常工作期间的电流。

由于其扁平结构设计，薄陶瓷板形式的PTC加热元件还具有容性涌流。

因此，PTC加热元件表现出高涌流，这使得这种加热器的制造更加昂贵，并且在车辆电气系统中的操作更加困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种避免这种涌流并且允许有效加热的电加热器。

这通过权利要求1的特征实现。

根据本发明的用于机动车辆的电加热器包括用于加热介质的至少两个电加热元件，它们串联地电连接。至少一个加热元件是PTC加热元件。另一加热元件是缠绕成用作电感的线圈形式的加热导体。

本发明的具体方法是将电感与PTC加热元件串联连接，所述电感减小了涌流，同时作为加热元件。为此，电感构造成使得加热丝缠绕成线圈形式。因此，该部件既作为加热器，也作为电感。因此，它可以将由加热丝产生的热量释放到介质中。同时，电感产生的热量也可用于加热介质。

通过根据本发明的解决方案，涌流可以保持较低，并且可以限制容性涌流的峰值。由于附加加热元件作为电感和加热元件的双重用途，加热器所需的空间可以保持较小，因为不必单独提供电感。

优选地，加热器包括多个并联连接的可单独控制的加热级，每个加热级包括串联连接，该串联连接由至少一个PTC加热元件和缠绕成线圈形式的加热导体的电感构成。