CN105376884B - 带有分流母线的电加热汽车夹层玻璃 - Google Patents

Abstract

带有分流母线的电加热汽车夹层玻璃，分流母线（7）和分流辅助母线（8）位于边缘除膜非导电区（4）内，分流母线（7）两端与上母线（3.1）电连接，分流辅助母线（8）与分流母线（7）电连接，在雨刮器静止位置加热区电热膜层中布设有第一辅助母线（6.1）、第二辅助母线（6.2）和第三辅助母线（6.3），第一辅助母线（6.1）和第三辅助母线（6.3）与下母线（3.2）电连接。本发明优点是：通过对称的设计达到均匀加热的效果；消除现有技术母线端部存在的热点问题；消除母线上因汇流导致电流过大产生的热点问题；在不增加接头数量的情况下，消除雨刮器静止位置加热区中存在的热点问题。

Description

带有分流母线的电加热汽车夹层玻璃

技术领域

本发明涉及汽车玻璃电加热技术领域，具体涉及带有分流母线的电加热汽车夹层玻璃。

背景技术

本发明涉及了一种夹层玻璃，特别是车辆的挡风玻璃、侧窗玻璃、后挡玻璃、天窗玻璃。这种玻璃让一片单片的窗玻璃通过一种透明塑料如聚乙烯醇缩丁醛（PVB）与另一片单片的玻璃窗粘结在一起。

目前针对汽车前挡玻璃，市面上的加热方法大致有2种：

1、通过丝网印刷将含银可导电溶液（后面称之为“银浆”）印制在玻璃上然后焙烧，利用焊接或粘贴等方式进行电连接，连上电源正负极使电流通过，达到加热的效果。已知，其已经广泛应用于汽车后风挡玻璃，而对于前风挡玻璃，该方法只适用于雨刮器区域加热，因为国家标准规定在主视区内不允许有含有加热丝之外的东西，因此该方法不适用于整面加热。

2、通过在玻璃上布设很细的钨丝来实现，同时布设至少两条汇流导电带，达到同样加热效果。

已知，现夹丝技术也广泛应用于汽车风挡玻璃中，但是在高速行驶的过程中，由于长时间的驾驶，其会造成视觉疲劳；而且通过钨丝加热，只能实现线加热，加热的不够均匀，且其制作工艺比较复杂。目前许多公司都在进行可加热电热膜层夹层玻璃的研究，例如相关文献CN102555354A、CN102515562A、CN102529212A、CN102515562B公开了一种采用银基低辐射薄膜作为加热元件的方法。已知现汽车风挡玻璃都是夹层的，因此膜层可以镀在其中一层玻璃上。其中电热膜层至少与一条导电带相连接，导电带通常为含锡的导体银溶液印制后烧制而成，后面称之为“母线”。有时也在母线上布设含铝、铜等金属箔带，达到减小电阻的作用，从而避免电压在此处的损失。“母线”与电源正负极相连，从而实现电流均匀的引入到膜层中，从而实现对膜层的加热。为了使夹层玻璃更有美感，通常使用不透明的遮盖条将“母线”遮盖起来，为达到利用膜层在14V车载电压条件下正常除冰除霜，膜层的电阻需要相对较小，一般膜层电阻<1Ω/□。

我们已知通过膜层加热可由功率密度来衡量，其中公式P=U²/(R_S×H²)，U为输入电压，针对汽车来说，其为车载电压，通常为14V，R_S为膜层的面电阻，H为两条导电条之间的距离。

为实现P最大化，我们已知U为车载电压，为恒定的，在R_S一定的情况下，我们应该尽可能的缩短H，又已知玻璃通常长远比宽多很多，所以通常沿着玻璃的上下边来布置母线，从而能达到缩短H的作用。汽车玻璃一般不是规则的矩形，通常在装车后靠近发动机的那一头，我们称之为“大头”，相对的另外一边，我们称之为“小头”。一般而言汽车玻璃的大头通常比小头长，在同样布置导电条的情况下，“大头”边往往比“小头”边长，所以为达到大小头温度一致，大头位置比小头位置需要消耗更多的功率；即正常通电的情况下，大头位置的温度都比小头位置的温度低。

现在可加热汽车前挡的应用越来越广泛，尤其针对高纬度地区。在高纬度地区，可加热功能几乎成为消费者购车的首选考虑。通过以上技术，利用电热膜层实现加热化冰化霜功能已经可以得到实现。但是该方法针对大头，尤其是雨刮条静止时所在位置（后面称之为“雨刮器静止位置加热区”）很难得到充足的热量，在高纬度地区，因天气过冷，造成雨刮条冻结，而消费者在无法判断的情况下打开雨刮器引起雨刮器电机烧毁的例子多不胜数，其为消费者的使用带来很大的不便。在中国专利CN02824670.5中提到，除主视区外另外构建一个辅助加热区，其特征在于，至少两条另外的汇流轨道垂直于加热的汇流轨道中，且其至少一条与主视区的汇流轨道连接，同时至少一条另外的汇流轨道与汇流轨道不连接，同时其设置分割线，利用该设计来达到优先加热雨刮器区域的目的。

专利CN03817604.1中也提及一种可加热的夹层玻璃,其通过将母线端部延伸至没有镀膜区域以达到消除热点的作用。

现有技术缺陷：电源接头设置不合理，会产生热点。

专利CN02824670.5中提到现有技术中大体上利用包括锡类型的导体银的复合物，有时也使用金属薄膜带，实现玻璃“大头”位置或雨刮器静止位置加热区优先加热的效果，但针对汽车玻璃一般接头数量少于4个的情况，在专利CN02824670.5中，电极的设置（后面我们称之为“电源接头”）数量过多；虽然专利中提及“在许多情况中，两个与下汇流条同一极的辅助汇流条中的一个可以不用连接到电源上”，但是其前提是“沿着该母线的电压损失不超过一个限定的值”；在实际中我们发现，利用车载电压14V来达到理想的加热效果，其膜面电阻要小于1欧姆/□，而母线电阻通常相差不大，若只有一端接“接头”，其不可避免的会有一定的电压损失，会导致离接头位置越远加热效果越差，若要达到均匀的加热效果，其下母线至少需要与两个接头相连，同时雨刮器静止位置加热区中不与下母线相连的第二母线需要连上一个接头，当接头数量不超过4个时，上母线只能连一个接头，若其连在母线的端部则会产生加热不均匀的效果，而且在接头连着的端部会因为电流过于集中而不可避免的出现热点，CN02824670.5对雨刮器静止位置加热区的第二母线的端部并未处理，其处于雨刮器静止位置加热区膜层内，其在端部也会产生热点。

引线布设不合理，存在加热不均匀的问题。

专利CN03817604.1中提及一种消除热点的方法，其通过将母线的端部延伸至除膜区域以达到消除热点的作用，但是其简单的通过一根引线引出，然后与接头相连，其电流行走路径不一，会造成加热不均匀的现象。且该专利中并未提及如何解决雨刮器静止位置加热区中局部热点的问题。

发明内容

本发明的目的就是提供一种在电源接头数量尽量少的情况下，可实现雨刮器静止位置均匀加热的电加热汽车夹层玻璃。

本发明包括电加热汽车夹层玻璃本体和电热膜层, 电热膜层涂在玻璃本体上,玻璃本体上电热膜层周边边缘设有边缘除膜非导电区，所述电热膜层上布设有上母线和下母线，下母线将电热膜层分成主视加热区和雨刮器静止位置加热区，雨刮器静止位置加热区内设有非导电分割线5。

在雨刮器静止位置加热区电热膜层中布设有第一辅助母线、第二辅助母线和第三辅助母线，第一辅助母线和第二辅助母线与下母线电连接，第三辅助母线不与下母线电连接。

它还有分流母线和分流辅助母线，分流母线和分流辅助母线位于边缘除膜非导电区内，分流母线两端穿过边缘除膜非导电区进入电热膜层与上母线电连接，分流辅助母线与分流母线电连接，分流辅助母线上设有电源接头；

第三辅助母线末端设有电源接头；第一辅助母线和第二辅助母线末端设有电源接头或下母线两端设有电源接头（见图1、图2）。

分流辅助母线宽度宽于分流母线，分流母线宽度宽于上母线。

分流辅助母8宽度宽于分流母线两倍或超过两倍，分流母线宽度比上母线宽度宽两倍或超过两倍。

它还有第一分流辅助母线和第一分流辅助母线, 第一分流辅助母线和第一分流辅助母线位于边缘除膜非导电区内，第一分流辅助母线和第一分流辅助母线两端分别穿过边缘除膜非导电区进入电热膜层与上母线电连接, 分流辅助母线两端分别与第一分流辅助母线和第一分流辅助母线电连接见图3。

雨刮器静止位置加热区电热膜层中布设有第四辅助母线、第五辅助母线、第六辅助母线、第七辅助母线和第八辅助母线，在非导电分割线内设有第三母线，第七辅助母线和第八辅助母线末端分别设有电源接头，第四辅助母线、第六辅助母线末端和下母线两端不设电源接头，第五辅助母线一端与第三母线电连接，另一端设有电源接头。见图4。

当雨刮器静止位置加热区中与上母线3.1电源极性相反的接头只有一个时，该辅助母线需要加宽。

第一辅助母线、第二辅助母线、第三辅助母线、第四辅助母线和第五辅助母线、第六辅助母线、第七辅助母线和第八辅助母线两端设有与下母线相连的部分，该部分要延伸至雨刮器静止位置加热区周边的设有除膜非导电区内。

上母线左端位于电热膜层的点a1、分流母线左端与上母线触点a2、分流辅助母线与上母线相对的点a3、分流母线右端与上母线触点a4及上母线右端位于电热膜层的点a5,各点与相邻点之间的上母线长度相等或大致相等（见图1）。

下母线左端位于电热膜层的点b1、第三母线母线左端与下母线触点b2、第三辅助母线与下母线相对的点b3、第三母线右端与下母线触点b4及下母线右端位于电热膜层的点b5, 各点与相邻点之间的上母线长度相等或大致相等。见图4。

本发明优点是：

1.在不影响主视区正常视野的情况下，通过对称的设计达到均匀加热的效果；

2.消除现有技术母线端部存在的热点问题；

3.消除母线上因汇流导致电流过大产生的热点问题；

4.在不增加接头数量的情况下，消除雨刮器静止位置加热区中存在的热点问题。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

图2是本发明其中一种布置形式结构示意图。

图3是本发明其中一种布置形式结构示意图。

图4是本发明其中一种布置形式结构示意图。

具体实施方式

本发明提供的带有通讯窗的电加热风挡玻璃为一种安全玻璃，通常也称之为“夹层玻璃”，其通常由两片玻璃基板4通过塑料粘性层粘结在一起，其中对于透明的玻璃基板而言通常采用1.4-2.1mm的厚度，而塑料粘性层厚度通常为0.4-1.0mm，其通常为聚乙烯醇缩丁醛PVB、聚酯PE、聚对苯二甲酸乙二醇酯PET等材料中至少一种。以汽车前风挡玻璃为例，夹层玻璃通常由含有第一面和第二面的玻璃基板和含有第三面合第四面的另一面玻璃基板通过粘性塑料后层压而成。通常粘性塑料与玻璃基板的第二面和另一片玻璃基板的第三面相接触。

本发明所述的加热组件都设置在玻璃的第二面或第三面上，后通过夹层的方式制造出来，已获得更好的抗环境影响和抗机械破坏的能力，以延长其使用寿命。

为了美观的原因，母线由不透明的彩色层遮挡，比如“油墨”。通常车窗玻璃已经装有框架形式的边缘覆盖条通常称之为“包边条”，该包边条用来阻挡UV(紫外线)以达到保护与车身粘结的粘结结构。而所述母线布设在第三面上，与导电层相接触，而油墨布设在第二面上，使得从车外看不到该母线。

普通产品在设计时，需要考虑客户装车的需求。当接头数量要求较少时，会出现某一部分辅助成为电流汇流点，会造成该段电流较大，同其他部分母线相比较，存在过大的加热功率，会产生热点，考虑较小其加热功率，故需设计分流母线将较大的电流尽可能的均匀分散成至少2部分，在保证分流电流行进路劲大致相等的情况下，可以达到均匀的加热效果。同时将汇流段母线加宽，减少其电阻，进一步减少其加热功率，达到更好的效果。母线端部设计成延伸至周边除膜非导电区以减少母线端部出现的热点，从而实现整面能够均匀的加热。

本发明包括电加热汽车夹层玻璃本体1和电热膜层2, 电热膜层2涂在玻璃本体1上, 玻璃本体1上电热膜层2周边边缘设有边缘除膜非导电区4，所述电热膜层2上布设有上母线3.1和下母线3.2，下母线3.2将电热膜层2分成主视加热区和雨刮器静止位置加热区(2.1)，雨刮器静止位置加热区内设有非导电分割线5。

在雨刮器静止位置加热区电热膜层中布设有第一辅助母线6.1、第二辅助母线6.2和第三辅助母线6.3，第一辅助母线6.1和第二辅助母线6.2与下母线3.2电连接，第三辅助母线6.3不与下母线3.2电连接。

它还有分流母线7和分流辅助母线8，分流母线7和分流辅助母线8位于边缘除膜非导电区4内，分流母线7两端穿过边缘除膜非导电区4进入电热膜层2与上母线3.1电连接，分流辅助母线8与分流母线7电连接，分流辅助母线8上设有电源接头；

第三辅助母线6.3末端设有电源接头；第一辅助母线6.1和第二辅助母线6.2末端设有电源接头或下母线3.2两端设有电源接头见图1、图2。

分流辅助母线8宽度宽于分流母线7，分流母线7宽度宽于上母线3.1。

分流辅助母线8宽度宽于分流母线7两倍，分流母线7宽度比上母线3.1两倍宽度还宽。

它还有第一分流辅助母线9和第一分流辅助母线10, 第一分流辅助母线9和第一分流辅助母线10位于边缘除膜非导电区4内，第一分流辅助母线9和第一分流辅助母线10两端分别穿过边缘除膜非导电区4进入电热膜层2与上母线3.1电连接, 分流辅助母线7两端分别与第一分流辅助母线9和第一分流辅助母线10电连接见图3。

雨刮器静止位置加热区电热膜层中布设有第四辅助母线6.4、第五辅助母线6.5、第六辅助母线6.6、第七辅助母线6.7和第八辅助母线6.8，在非导电分割线5内设有第三母线11，第七辅助母线6.7和第八辅助母线6.8末端分别设有电源接头，第四辅助母线6.4、第六辅助母线6.6末端和下母线3.2两端不设电源接头，第五辅助母线6.5一端与第三母线11电连接，另一端设有电源接头。见图4。

当雨刮器静止位置加热区中与上母线3.1电源极性相反的接头只有一个时，该辅助母线需要加宽。

第一辅助母线6.1、第二辅助母线6.2、第三辅助母线6.3、第四辅助母线6.4和第五辅助母线6.5、第六辅助母线6.6、第七辅助母线6.7和第八辅助母线6.8两端设有与下母线3.2相连的部分，要延伸至雨刮器静止位置加热区周边设有除膜非导电区内。

上母线3.1左端位于电热膜层2的点a1、分流母线7左端与上母线3.1触点a2、分流辅助母线8与上母线3.1相对的点a3、分流母线7右端与上母线3.1触点a4及上母线3.1右端位于电热膜层2的点a5, 各点与相邻点之间的上母线长度相等或大致相等见图1。

下母线3.2左端位于电热膜层2的点b1、第三母线母线11左端与下母线3.3触点b2、第三辅助母线6.3与下母线3.2相对的点b3、第三母线11右端与下母线3.2触点b4及下母线3.2右端位于电热膜层2的点b5, 各点与相邻点之间的上母线长度相等或大致相等。见图4。

上母线3.1和下母线3.2两端延伸至周边边缘设有边缘除膜非导电区4内。

实施例1

如图所示，图1中给出一块前风挡玻璃1，具有周边除膜防止氧化构成除膜边界4的电热膜层2，以及用于辅助加热的雨刮器静止位置加热区2.1,2.2；在膜层2上布设有两条大致平行的上母线3.1和下母线3.2，在雨刮器静止位置加热区中布设与下母线3.2相连的第一辅助母线6.1和第二辅助母线6.2，同时布设与下母线不相连的第三辅助母线6.3，第二母线与膜层接触以产生电连接；两上下母线之间构成主视加热区；从母线引出来的辅助母线6.1、6.3构成雨刮器静止位置加热区；从母线引出来的辅助母线6.2、6.3构成雨刮器静止位置加热区;辅助母线中跟雨刮器静止区中膜层接触的部分充当该区域电极(电源接头)；为保证其均匀加热效果，其充当电极的辅助母线布设上大体上是成镜像对称的；在下母线下方设置一条非导电分割线5，使得雨刮器静止位置加热区与下母线不连通，该分割条可以用激光除膜、镀膜前物理掩盖或者化学蚀刻等方法形成，优选通过激光进行切割，该非导电分割线5将下母线与雨刮器静止位置加热区完全分开，同时该分割条延伸至周边无膜层区域。其中母线通常为含银溶液印制后烧制而成，有时也在母线上布置含铝、铜等金属箔带，达到减小电阻的作用，从而避免电压在此处的损失。特别的为保证加热相对均匀，在雨刮器静止位置加热区内至少使用三个接头，在上母线至多连接一个接头；故在上母线处布设至少一个分流母线7，其也可以布设分流辅助母线8，分流母线7和分流辅助母线8位于边缘除膜非导电区4内，分流母线7两端穿过边缘除膜非导电区4进入电热膜层2与上母线3.1电连接，通过与接头相连的分流辅助母线8，将电流引入，然后经过分流母线7，将电流大致平均的分流出去，分流的电流在经过上母线3.1流入膜层中。分流辅助母线8可以延伸、缩短、蜿蜒、曲折再与接头连接，以满足客户对不同接头位置的需要。分流辅助母线8不是必须的，当分流母线7靠近玻璃边缘，此时可以直接与接头相连。其中在设计上应该满足每部分分流后的电流所行进的路径长度大致相同，以达到均匀加热的效果。特别的电流行进过程中电流相对大的部分需要更宽的母线，以减小母线的电阻，达到减小其加热功率的作用。特别的还应该将与膜层接触的母线的端部延伸至没有除膜的区域，以达到减少热点的作用。为了保证美观，通常还使用不透明或深色的遮盖层将母线和雨刮器静止位置加热区遮盖起来，确保从车的外部或内部看不到。

特别的，分流辅助母线8宽度是分流母线7宽度的两倍，分流母线7宽度是上母线3.1宽度的两倍。

特别的，引入母线比分流母线宽，优选引入母线的宽度是分流母线宽度的2倍；

特别的，母线端部需要延伸至无膜层区域；

特别的，辅助母线端部需要延伸至无膜层区域；

特别的，a1-a2段,a2-a3段,a3-a4段,a4-a5段各段母线长度相等或大致相等。

实施例2

图2给出了类似图1的结构，当雨刮器静止位置加热区的中接头不是都在大头边时，第一辅助母线6.1第二辅助母线6.2可以不用加宽。其它同实施例1。

实施例3

图3给出了类似图1的结构，当玻璃很宽的时候，通过1条分流母线仍无法达到均匀加热的效果，可以构建第二分流母线，第三分流母线，以此类推。其它同实施例1。

实施例4

图4给出了类似图1的结构，其特征在于雨刮器静止位置加热区中可加热的部分被分成4个区域，若此时仍要满足接头数量小于等于4个同时，可以在雨刮器静止位置加热区中同样构建分流母线，同时需要将与电极相连的第五辅助母线6.5加宽。

特别的，b1-b2段,b2-b3段,b3-b4段,b4-b5段各段母线长度相等或大致相等。

其它同实施例1。

上述玻璃产品加工方法，包括：

1、玻璃基板上沉积电热膜层；

2、在雨刮器静止位置对应的膜层区域产生不含膜层的分割条；

3、在电热膜层上布设母线用银浆印刷焙烧制成的和/或一种铜、铝等金属箔带，其中，上下母线分别大致平行布置在玻璃基板的上边边部和下边边部，同时布设至少一个分流母线与引线，并通过第二母线构建雨刮器静止位置加热区。

4、将两片玻璃基板配对成型，再将中间聚合物夹在两片成型玻璃基板之间层压得到所述产品，其中电热膜层设置在于中间聚合物接触的玻璃基板表面上。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (8)

1.带有分流母线的电加热汽车夹层玻璃，包括电加热汽车夹层玻璃本体（1）和电热膜层（2）, 电热膜层（2）涂在玻璃本体（1）上, 玻璃本体（1）上电热膜层（2）周边边缘设有边缘除膜非导电区（4），所述电热膜层（2）上布设有上母线（3.1）和下母线（3.2），下母线（3.2）将电热膜层（2）分成主视加热区和雨刮器静止位置加热区(2.1)，雨刮器静止位置加热区内设有非导电分割线（5）, 其特征在于在雨刮器静止位置加热区电热膜层中布设有第一辅助母线（6.1）、第二辅助母线（6.2）和第三辅助母线（6.3），第一辅助母线（6.1）和第二辅助母线（6.2）与下母线（3.2）电连接，第三辅助母线（6.3）不与下母线（3.2）电连接，它还有分流母线（7），分流母线（7）位于边缘除膜非导电区（4）内，分流母线（7）两端穿过边缘除膜非导电区（4）进入电热膜层（2）与上母线（3.1）电连接。

2.根据权利要求1 所述的带有分流母线的电加热汽车夹层玻璃，其特征在于它还有分流辅助母线（8），分流辅助母线（8）位于边缘除膜非导电区（4）内，分流辅助母线（8）与分流母线（7）电连接，分流辅助母线（8）上设有电源接头。

3.根据权利要求2 所述的带有分流母线的电加热汽车夹层玻璃，其特征在于分流辅助母线（8）宽度宽于分流母线（7），分流母线（7）宽度宽于上母线（3.1）。

4.根据权利要求2 所述的带有分流母线的电加热汽车夹层玻璃，其特征在于分流辅助母线（8）宽度比分流母线（7）宽度的宽两倍或超过两倍，分流母线（7）宽度比上母线（3.1）宽度的宽两倍或超过两倍。

5.根据权利要求2所述的带有分流母线的电加热汽车夹层玻璃，其特征在于上母线（3.1）左端位于电热膜层（2）的点a1、分流母线（7）左端与上母线（3.1）触点a2、分流辅助母线8 与上母线（3.1）相对的点a3、分流母线（7）右端与上母线（3.1）触点a4 及上母线（3.1）右端位于电热膜层（2）的点a5, 各点与相邻点之间的上母线长度相等或大致相等。

6.根据权利要求2 所述的带有分流母线的电加热汽车夹层玻璃，其特征在于在雨刮器静止位置加热区电热膜层中布设有第四辅助母线（6.4）、第五辅助母线（6.5）、第六辅助母线（6.6）、第七辅助母线（6.7）和第八辅助母线（6.8），在非导电分割线（5）内设有第三母线（11），第七辅助母线（6.7）和第八辅助母线（6.8）末端分别设有电源接头，第四辅助母线（6.4）、第六辅助母线（6.6）末端和下母线（3.2）两端不设电源接头，第五辅助母线（6.5）一端与第三母线（11）电连接，另一端设有电源接头。

7.根据权利要求6所述的带有分流母线的电加热汽车夹层玻璃，其特征在于第一辅助母线(6.1)、第二辅助母线（6.2）、第三辅助母线（6.3）、第四辅助母线（6.4）和第五辅助母线（6.5）、第六辅助母线（6.6）、第七辅助母线（6.7）和第八辅助母线（6.8）两端设有与下母线（3.2）相连的部分，该部分要延伸至雨刮器静止位置加热区周边设有的除膜非导电区内。

8.根据权利要求7所述的带有分流母线的电加热汽车夹层玻璃，其特征在于下母线（3.2）左端位于电热膜层（2）的点b1、第三母线（11）左端与下母线（3.3）触点b2、第三辅助母线（6.3）与下母线（3.2）相对的点b3、第三母线（11）右端与下母线（3.2）触点b4 及下母线（3.2）右端位于电热膜层（2）的点b5, 各点与相邻点之间的上母线长度相等或大致相等。