一种车用高电压PTC发热体制造技术

本实用新型专利技术涉及PTC发热体领域，特别涉及一种车用高电压PTC发热体，包括发热片、电极片、聚酰亚胺薄膜，发热体为矩形发热体，由多片PTC陶瓷片构成，发热体最大的两个面为正面，其他面为侧面，±电极片分设于矩形发热体相对应的两个侧面上，电极片所在发热体部位由内到外顺序包括发热片、电极片、聚酰亚胺薄膜。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及PTC发热体领域，特别是涉及一种车用高电压PTC发热体技术。
技术介绍
一般情况下车用动力锂离子电池在低温环境下容量会大幅度下降,此时电池必须加热才能正常使用。现在最常用的印刷电阻丝加热需要复杂的可靠的温控电路，而新型发热材料PTC陶瓷本身具有自动恒温功能，使用十分简便。但是在高电压条件使用的情况下，如657V工作电压下,常用PTC陶瓷片的电极引出位置以及业内使用的压接方法会因电气间隙和爬电距离不够造成PTC陶瓷侧面永久性击穿,致使整个电池组甚至整车需要回厂维修。另外，在高电压下的上电冲击电流的限制对现有PTC陶瓷片的大批量生产的一致性是一个很大的挑战。印刷电阻丝加热片需要复杂而可靠的温控电路,动力电池包里通常需要几片到十几片的加热片，为了避免局部过热，多点温控电路就更复杂了。利用PTC陶瓷材料的温度特性，PTC陶瓷片可以自动恒温，车用高电压PTC发热体主要存在的主要技术难点是：（1）高可靠性；（2）高安全性；（3）上电冲击电流限制，避免充电桩或电池短时过载；（4）整个发热体温度均匀，带热负载十分钟后，其表面温差不超过5℃；（5）大批量生产时会因为PTC陶瓷片的一致性问题造成材料及生产成本上升。现有车用PTC发热体沿用了普通结构（图1示），存在的主要技术缺点是：电气间隙和爬电距离不够易造成PTC陶瓷侧面永久性击穿损毁，进而有可能烧毁绝缘薄膜造成安全问题；导热路径里有铝电极片和空气间隙（图4示），使PTC陶瓷片内部温度上升较快，因PTC特性而导致提前限制其发热功率，造成整体升温慢；单片PTC陶瓷片的冲击电流大，车用PCT发热体有温度均匀性要求，需要多个PTC陶瓷片并联且较均匀地分布于发热体，所以需要用高电阻的PTC陶瓷片，但在实际工作中高电阻PTC陶瓷片批量生产时会因为一致性问题造成成本大幅上升。
技术实现思路
本技术的目的在于解决现有技术的不足，提供一种大幅度增加电气间隙和爬电距离，解决可靠性问题和安全性问题的PTC发热体；减少了热传导的中间环节，充分利用PTC特性，快速升温，自动恒温的PTC发热体；由于高电阻率ρ的PTC陶瓷片的生产一致性很差（常温下电阻从几千欧姆到几百千欧姆不等）,本技术通过改变PTC陶瓷片的电极引出位置大幅度提高电阻，降低上电时的冲击电流，避免了使用高电阻率的PTC陶瓷片，也使得PTC陶瓷片的获得成本下降。为实现上述技术目的，技术措施如下：一种车用高电压PTC发热体，其包括发热片、电极片、聚酰亚胺薄膜，发热体为矩形发热体，由多片PTC陶瓷片构成，发热体最大的两个面为正面，其他面为侧面，±电极片分设于矩形发热体相对应的两个侧面上（现有技术的电极面一般设置于正面），电极片所在发热体部位由内到外顺序包括发热片、电极片、聚酰亚胺薄膜。本技术所述的车用高电压PTC发热体，其发热体导热传热部分采用铝型材，优选6063-T5铝型材。本技术所述的车用高电压PTC发热体，其发热体各个面设置由能使发热体导热传热部分受外力挤压形变外力装置。本技术所述的车用高电压PTC发热体，其外力装置使矩形发热体正面形成导热接触，使电极片所在的面形及另外两个面成导电接触。本技术所述的车用高电压PTC发热体，其电极所在面可进一步包括缓冲胶垫。本技术所述的车用高电压PTC发热体，其矩形发热体正面为导热面其中PTC陶瓷片与聚酰亚胺绝缘膜紧贴设置，在发热体导热传热部分的铝型材形变压力下在聚酰亚胺绝缘膜的作用下使铝型材与陶瓷片之间成真空状态完全贴合于聚酰亚胺绝缘膜。本技术的有益效果：车用高电压PTC发热体在享受PTC陶瓷片可以自动恒温的同时，具备工艺简单易控；发热体产品高可靠性，高安全性，升温快；上电冲击电流限制，避免充电桩或电池短时过载；可以比较均匀地放置多个PTC陶瓷片，使整个发热体温度均匀，带热负载十分钟后，其表面温差不超过5℃；大批量生产时产品一致性好，大量应用于车用动力电池包的加热成为可能。附图说明说明书附图是为了进一步解释本技术，不是对技术保护专利技术范围的限制。图1为本技术的车用高电压PTC发热体电极引线结构示意图。图2为本技术的车用高电压PTC发热体内部结构示意图。图3为本技术的车用高电压PTC发热导热传热部分的铝型材受压形变后结构示意图。图4为现有车用PTC发热体示意图图5为本技术车用PTC发热体示意图其中，1-为发热片，2-为电极片，3-为聚酰亚胺薄膜，4-为电极引线，5-空气间隙，6-空腔。具体实施方式下面结合具体实施方式和附图，对本技术做进一步详细的说明。一种车用高电压PTC发热体，其包括发热片、电极片、聚酰亚胺薄膜，发热体为矩形发热体，由多片PTC陶瓷片构成，发热体最大的两个面为正面，其他面为侧面，±电极片分设于矩形发热体相对应的两个侧面上，电极片所在发热体部位由内到外顺序包括发热片、电极片、聚酰亚胺薄膜如图1所示。如图5所示，a>b>c例如a=24mm,b=15mm,c=3mm,a)如果在A与A’面引出电极，电阻Ra=ρc/A=ρc/a/b=ρx3/24/15，电气间隙3mm；b)如果在B与B’面引出电极，电阻Rb=ρb/B=ρb/a/c=ρx15/24/3，电气间隙15mm；c)如果在C与C’面引出电极，电阻Rc=ρa/C=ρa/b/c=ρx24/15/3，电气间隙24mm。可以得出Rc:Rb:Ra=64:25:1即在使用B面或C面印刷或溅射镀膜引出电极，可以用普通低电阻率的PTC材料来满足车用高电压PCT发热体对冲击电流、电气间隙以及爬电距离的苛刻要求。由于普通低电阻率的PTC材料配方成熟，生产一致性高，当使用多片PTC陶瓷片做发热体时，其产品一致性就有起码的保障。本技术的发热体导热传热部分采用6063-T5铝型材，受挤压变形后不回弹。如图2图3所示，当发热体铝型材的上下两面加压力，其腔体两侧的弧形或曲折形将向腔体内侧挤压，把PTC陶瓷片，电极片，绝缘薄膜，缓冲胶垫（选项）压紧，形成导电接触，而上下正面则形成导热接触。压合后上下两个主导热面通过聚酰亚胺绝缘膜就与PTC陶瓷片紧贴，没有其它热阻环节,而且带一定柔性聚酰亚胺绝缘膜赶走铝平面与刚性陶瓷片间的空气，热接触更良好；两侧的曲面通过绝缘膜和电极片后与PTC陶瓷片接触也有热量导出。这样PTC陶瓷片内部与铝型材之间的温差就减小了，铝型材温度达到指定值之前PTC陶瓷片可以保持较大的功率，充分利用了PTC材料特性，快速升温，自动恒温。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车用高电压PTC发热体，其特征在于包括发热片、电极片、聚酰亚胺薄膜，发热体为矩形发热体，由多片PTC陶瓷片构成，发热体最大的两个面为正面，其他面为侧面，±电极片分设于矩形发热体相对应的两个侧面上，电极片所在发热体部位由内到外顺序包括发热片、电极片、聚酰亚胺薄膜。

【技术特征摘要】
1.一种车用高电压PTC发热体，其特征在于包括发热片、电极片、聚酰亚胺薄膜，发热体为矩形发热体，由多片PTC陶瓷片构成，发热体最大的两个面为正面，其他面为侧面，±电极片分设于矩形发热体相对应的两个侧面上，电极片所在发热体部位由内到外顺序包括发热片、电极片、聚酰亚胺薄膜。2.根据权利要求1所述的车用高电压PTC发热体，其特征在于发热体导热传热部分采用铝型材。3.根据权利要求2所述的车用高电压PTC发热体，其特征在于发热体铝型材导热传热部分采用的是6063-T5铝型材。4.根据权利要求3所述的车用高电压PTC发热体，其特征在于发热体各个面...

【专利技术属性】
技术研发人员：林欣健，
申请(专利权)人：东莞市博崛电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44