一种新能源汽车用水暖式高压电加热系统技术方案

本发明专利技术公开了一种新能源汽车用水暖式高压电加热系统，包括散热器，散热器底部设置有加热元件，可以对位于散热器内部的循环冷却液进行加热，加热元件包括第一绝缘层、电阻加热层、第二绝缘层、漏电检测层和封装层，散热器侧壁设置有进液管、出液管和高/低压插接件，内部设置有循环液体流道。加热系统的加热元件由顺次设置于散热器底部的功能层组成，厚度仅为0.2‑0.4mm，电能到热能转化几乎零损耗，转化速度快、效率高，为空调供暖系统、除雾除霜系统、动力电池保温系统提供了反应快、启动时间短、持续可靠的热源，其可采用180‑450V的直流高压电车载电器系统替代低电压车载电气系统，电力来源于动力电池，降低了电流强度，具有更高、更稳定的功率和热输出。

A water heating high voltage electric heating system for new energy vehicles

The invention discloses a hot water heating system for a new energy vehicle, including a radiator, a heating element at the bottom of the radiator, which can heat the circulating coolant inside the radiator, and the heating element includes the first insulating layer, the resistance heating layer, the second insulation layer, the leakage detection layer and the packaging layer. The side wall of the radiator is provided with a liquid inlet pipe, a liquid outlet pipe and a high / low pressure connector, and a circulating liquid passage is arranged inside the radiator. The heating element of the heating system consists of the functional layer set in the bottom of the radiator, with a thickness of only 0.2 0.4mm, the electric energy is almost zero loss, the conversion speed is fast and the efficiency is high. It provides fast reaction, short start time and continuous reliability for air conditioning heating system, defrosting defrosting system and power battery insulation system. The heat source can replace the low voltage vehicle electric system with 180 450V DC high voltage electric system. The power source is power battery, which reduces the current intensity and has higher and more stable power and heat output.

【技术实现步骤摘要】
一种新能源汽车用水暖式高压电加热系统
本专利技术属于新能源汽车
，涉及一种新能源汽车用电加热系统，具体涉及一种为空调供暖、除雾除霜和动力电池保温系统提供热源的新能源汽车用水暖式高压电加热系统。
技术介绍
目前，全球能源和环境问题面临着巨大挑战，汽车作为石油消耗和二氧化碳排放大户，需进行革命性的变革，为减少二氧化碳的排放，发展新能源汽车已在全球范围内达成了共识，各国都在加紧对节能车和新能源车的研究开发，我国国务院常务会议通过的《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》指出，要以纯电驱动为汽车工业转型的主要战略取向，当前重点推进纯电动汽车和插电式混合动力汽车产业化，提升我国汽车产业整体技术水平。以纯动力、混合动力、燃料电池为代表的新能源汽车，通常将电池作为动力源或辅助动力源，这类汽车由于没有燃油发动机或发动机功率较小，采暖时需要设置独立的热源，用电能加热空气，然后将加热后的空气送入汽车轿厢以达到采暖的目的。但是新能源汽车用动力电池在环境温度0℃以下充电性能较差，温度越低越难充电，故充电前需要将电池加热到0℃以上。目前，新能源汽车的供暖方式主要包括两种，一是采用PTC(PositiveTemperatureCoefficient，正温度系数)液体电散热器加热，该散热器能源来源于汽车的动力电池，即通过加热循环流动的冷却液来提升车厢内的空气温度、维持电池温度或为其它应用提供所需热源，但是PTC材料的温度特性使其阻值会随加热区域温度升高而增加，从而出现在同等电压条件下加热功率下降的问题，无法恒功率加热，并且，PTC散热器存在易老化性能衰减的现象，在散热器长时间运行后，PTC加热元件的功率输出会出现很大程度上的衰减现象，这对其工作效率极其不利，另外，控温在120℃左右的PTC电热元件中都含有重金属铅成分，其对环境和人提健康都有损害，不能满足相关环保要求。新能源汽车的另一种供暖方式为热泵加热，其是指在电动压缩机制冷回路的基础上，增加电磁阀机构控制制冷剂的流向，通过蒸发冷凝器从周围环境吸收热量，并通过内部冷凝器向车厢内释放热量，使车厢内温度升高，满足除雾除霜的需求以及为驾驶员和乘客提供舒适的环境，但是这种加热方式中电动压缩机、内部冷凝器、蒸发冷凝器、制冷管路用电磁阀等核心零部件的技术尚不成熟，而且该热泵系统结构复杂，零部件数量众多，发动机舱不止困难，加热成本过高，且开发周期长，同时这种加热方式随着环境温度降低，热泵系统的能效比COP(制冷系数)值会有所下降，导致热泵加热方式受温度范围限制较大。
技术实现思路
为此，本专利技术正是要解决上述技术问题，从而提出一种可恒功率加热、电热转化效率高、受环境温度影响小、功率密度高、热传导效率高、安全性能高、占用空间小、质量轻、环境友好的新能源汽车用水暖式高压电加热系统。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案为：本专利技术提供一种新能源汽车用水暖式高压电加热系统，包括散热器，所述散热器底部设置有加热元件，用于对散热器内部的循环冷却液进行加热，所述加热元件包括沿远离所述散热器的方向顺次设置的第一绝缘层、电阻加热层、第二绝缘层、漏电检测层和封装层，所述散热器侧壁设置有进液管、出液管和高/低压插接件，所述散热器内部设置有循环液体流道。作为优选，所述散热器顶部设置有PCBA控制板，所述PCBA控制板顶部设置有散热器顶盖。作为优选，所述PCBA控制板与所述散热器之间设置有密封层。作为优选，所述封装层底部设置有散热器底盖，所述封装层与所述散热器底盖之间设置有绝缘隔热层。作为优选，所述散热器侧壁设置有用于与外部电路连通的高/低压接插件。作为优选，所述第一绝缘层为陶瓷绝缘层，所述电阻加热层由银钯、银钌或金银电阻浆料制备而成，所述第二绝缘层为含有碱金属离子的无铅绝缘层，所述漏电检测层由银、银钯或银铂导电浆料制备而成，所述封装层为无铅绝缘层。作为优选，所述第一绝缘层由介质浆料经丝网印刷、120-180℃下烘干处理、300-450℃下排胶处理和500-600℃下烧结处理制得；所述电阻加热层由银钯、银钌或金银电阻浆料经120-180℃下烘干处理、300-450℃下排胶处理和450-600℃下烧结处理制得；所述第二绝缘层由玻璃粉与有机载体混合得到的浆料经120-180℃下烘干处理、300-450℃下排胶处理和450-600℃下烧结处理制得；所述漏电检测层由银、银钯或银铂导电浆料经120-180℃下烘干处理、300-450℃下排胶处理和450-600℃下烧结处理制得；所述封装层由包封浆料经丝网印刷、120-180℃下烘干处理、300-450℃下排胶处理和450-600℃下烧结处理制得。作为优选，所述散热器材质为铸造铝合金，所述散热器顶盖、散热器底盖材质均为防锈铝合金，所述密封层、绝缘隔热层材质为硅胶。作为优选，所述PCBA控制板的控制电路包括自带脉冲宽度调制模块的单片机和大功率驱动电路，所述单片机通过总线与汽车的空调控制系统、除雾除霜系统和电池保温系统连接。本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：(1)本专利技术所述的新能源汽车用水暖式高压电加热系统，其包括散热器，所述散热器底部设置有加热元件，用于对散热器内部的循环冷却液进行加热，加热元件包括沿远离所述散热器的方向顺次设置的第一绝缘层、电阻加热层、第二绝缘层、漏电检测层和封装层，所述散热器侧壁设置有进液管、出液管和高/低压插接件，所述散热器内部设置有液体循环流道。该加热系统的加热元件由顺次设置于散热器底部的各功能层组成，厚度仅为0.2-0.4mm，可直接对散热器内的循环冷却液加热，电能到热能的转化几乎零损耗，且转化速度快、效率高，从而为空调供暖系统、储物除霜系统、动力电池保温系统提供反应更快、启动时间更短、更持续、更可靠的热源，并且，所述高压电加热系统可采用180-450V的直流高压电车载电器系统替代低电压车载电气系统(如常规的24V)，所需电力来源于动力电池，有效降低了电流强度，还使电加热系统具有更高、更稳定的功率和热输出。(2)本专利技术所述的新能源汽车用水暖式高压电加热系统，散热器底部设置有加热元件、顶部设置有PCBA控制板，实现了加热介质与电的分离，使得加热系统不但具有高电热转化效率，同时具有不低于2500V的高击穿电压、不低于300MΩ的高绝缘电阻，具有极高的安全性能。(3)本专利技术所述的新能源汽车用水暖式高压电加热系统，第一绝缘层、电阻加热层、第二绝缘层、漏电检测层和封装层的原料均为无铅、低软化点、高热膨胀系数的玻璃粉，避免了铅在研发、使用及废弃后对环境人体造成伤害，符合环保要求。(4)本专利技术所述的新能源汽车用水暖式高压电加热系统，通过监测所述漏电检测层的泄露电流随温度的变化，实现了对散热器底部电阻加热层的全方位温度控制，将传感技术集成到了加热元件中，避免了无过热保护预防技术存在的热接触缺失、分层以及将传感器错放到热区或热漂移区所在位置的可能，实现了电子全方位智能监控，进一步提高了电加热系统的安全性和稳定性。(5)本专利技术所述的新能源汽车用水暖式高压电加热系统，PCBA控制板的控制电路包括自带脉冲宽度调制模块的单片机和大功率驱动电路，所述单片机通过总线与汽车的空调控制系统、除雾除霜系统和电池保温系统连接，其具有安全性能高、恒功率加热、电热本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新能源汽车用水暖式高压电加热系统，其特征在于，包括散热器，所述散热器底部设置有加热元件，用于对散热器内部的循环冷却液进行加热，所述加热元件包括沿远离所述散热器的方向顺次设置的第一绝缘层、电阻加热层、第二绝缘层、漏电检测层和封装层，所述散热器侧壁设置有进液管、出液管和高/低压插接件，所述散热器内部设置有循环液体流道。

【技术特征摘要】
1.一种新能源汽车用水暖式高压电加热系统，其特征在于，包括散热器，所述散热器底部设置有加热元件，用于对散热器内部的循环冷却液进行加热，所述加热元件包括沿远离所述散热器的方向顺次设置的第一绝缘层、电阻加热层、第二绝缘层、漏电检测层和封装层，所述散热器侧壁设置有进液管、出液管和高/低压插接件，所述散热器内部设置有循环液体流道。2.根据权利要求1所述的新能源汽车用水暖式高压电加热系统，其特征在于，所述散热器顶部设置有PCBA控制板，所述PCBA控制板顶部设置有散热器顶盖。3.根据权利要求2所述的新能源汽车用水暖式高压电加热系统，其特征在于，所述PCBA控制板与所述散热器之间设置有密封层。4.根据权利要求3所述的新能源汽车用水暖式高压电加热系统，其特征在于，所述封装层底部设置有散热器底盖，所述封装层与所述散热器底盖之间设置有绝缘隔热层。5.根据权利要求4所述的新能源汽车用水暖式高压电加热系统，其特征在于，所述散热器侧壁设置有用于与外部电路连通的高/低压接插件。6.根据权利要求2-5任一项所述的新能源汽车用水暖式高压电加热系统，其特征在于，所述第一绝缘层为陶瓷绝缘层，所述电阻加热层由银钯、银钌或金银电阻浆料制备而成，所述第二绝缘层为含有碱金属离子的无铅绝缘层，所述漏电检测层由银、银钯或银铂导电浆料制备而成，所述封装...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏冠贤，高丽萍，
申请(专利权)人：东莞佐佑电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44