CN111542719A

CN111542719A - 用于加热机动车辆的传热流体的电装置

Info

Publication number: CN111542719A
Application number: CN201880077481.2A
Authority: CN
Inventors: F.皮埃隆; L.泰利尔
Original assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Current assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date: 2017-11-30
Filing date: 2018-11-26
Publication date: 2020-08-14
Also published as: FR3074268B1; FR3074268A1; US20200363100A1; WO2019105898A1

Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆的传热流体的电加热装置，至少包括：加热模块；壳体；以及至少部分地界定用于引导传热流体的至少两个回路；其特征在于，加热模块至少部分地在所述两个引导回路中延伸。

Description

用于加热机动车辆的传热流体的电装置

技术领域

本发明涉及一种用于加热机动车辆的至少一种传热流体的电装置。

背景技术

通常，通过使空气流通过热交换器，更具体地通过在空气流和在热交换器中流通的传热流体之间的热交换，来确保用于加热机动车辆的乘客舱和/或甚至允许除雾或除霜的空气的加热。它通常是机动车辆的热力发动机的回路中的冷却剂。

在电动车辆的情况下，由于车辆不具有热驱动发动机，因此不再通过通风、供暖和/或空调装置的热交换器中的发动机冷却剂的流通来执行加热功能。在这种情况下，可以设置自主热水回路来加热乘客舱。

然而，这种通过自主热水回路进行的加热方式可能证明是不适合或不足以保证对车辆乘客舱进行快速有效的加热，特别是确保乘客舱的加热或者当在非常冷的环境中启动车辆时除霜或除雾，或者当传热流体或吹入车辆乘客舱中的空气的温度需要非常快速地升高时。

此外，为了减小由于附加水回路引起的尺寸和成本，对于电动车辆，使用以热泵模式运行的空调回路也是已知的。因此，在这种情况下，常规可以使用制冷剂流体冷却空气流的空调回路用于加热空气流。为此，可以将空调回路中的蒸发器用作冷凝器。

然而，这种加热模式可能仍证明是不合适的或不足的。实际上，在热泵模式下，空调回路的性能取决于外部气候条件，例如当外部空气的温度过低时，例如低于5℃。

为了克服现有技术的这些缺点，已知的解决方案包括向热交换器或传热流体回路或甚至向空调回路添加用于流体的热调节的电装置，比如用于加热传热流体的电装置。

发明内容

本发明的目的是提出一种用于机动车辆中的传热流体的电加热装置，其制造和组装简单且紧凑。

为此，本发明涉及一种用于机动车辆的传热流体的电加热装置，至少包括：

-加热模块；

-壳体；以及

-至少部分地界定用于引导传热流体的至少两个回路；

其特征在于，

-加热模块至少部分地在所述两个引导回路中延伸。

因此，单个加热模块允许向在两个引导回路中独立地且沿相同方向流通的传热流体有效地传热。这简化了装置的结构和组装。特别地，电连接的数量可被限制为供应和控制单个加热模块所严格要求的数量。通常，根据本发明的装置更紧凑，同时限制了装置中的压降。

电加热装置还可以包括以下一个或多个特征，单独或组合地使用：

-两个引导回路是平行的。这种构造使得可以使装置的体积和流体上的压降最小化；

-两个引导回路界定圆柱形内部容积。这种构造使得可以使流体上的压降和装置的体积最小化；

-加热模块进一步在两个引导回路之间延伸；

-加热模块包括在引导回路中延伸的第一主部分、在另一引导回路中延伸的第二主部分以及连接第一和第二部分的中间部分；

-加热模块在两个引导回路中延伸，形成线圈；

-加热模块包括两个电源插头；

-两个引导回路进一步由能够在加热模块附近引导传热流体流的芯界定；

-芯是圆柱形的；

-加热模块包裹在芯上；

-壳体包括能够将两个电源插头引导出壳体的两个电连接器；两个电源插头布置在壳体的同一侧；

-芯包括间隔件，其布置在芯的至少一部分表面上；

-加热模块以管状加热体的形式制成，比如屏蔽电阻器；

-壳体包括至少一个传热流体入口和至少一个传热流体出口；

-传热流体入口和传热流体出口以管的形式制成；

-形成传热流体入口和传热流体出口的管在同一平面上平行延伸；

-壳体包括：分配室，其中形成有传热流体入口，所述分配室能够在两个引导回路中分配传热流体；以及主体，其至少部分地界定两个引导回路；

-两个电源插头布置在分配室上；主体中设置有能够从该装置排出传热流体的传热流体出口；

-主体包括侧向加强肋；

-诸如密封件的环形构件在分配室和主体之间提供密封结合；

-传热流体出口布置在主体的一端附近；

-隔板从分配室的壁朝向主体的相对端延伸；

-主体包括能够至少部分地容纳分配室的所述隔板的形状；

-分配室包括能够将传热流体选择性地分配到两个引导回路的分配器。

附图说明

通过参考附图阅读以下非限制性实施例的描述，本发明的其他特征和优点将显现出来：

-图1示出了根据一实施例的根据本发明的电加热装置的分解图；

-图2示出了电加热装置的组装图；

-图3示出了根据同一实施例组装的加热装置的剖视图。

具体实施方式

根据本发明的电加热装置2包括加热模块3、壳体4，必须由加热模块3加热的传热流体可以在该壳体中流通。壳体4能够容纳加热模块3。装置2界定传热流体的引导回路5a；5b的至少一部分，加热模块3在引导回路5a；5b中延伸。因此，壳体4明显地包括在引导回路5a；5b中延伸的加热模块3和至少部分地界定引导回路5a；5b的壁。

根据所描述的实施例，加热模块3穿过每个引导回路5a；5b的内部空间。换句话说，当传热流体在电加热装置2中流通时，加热模块3在其整个周边上被传热流体浸润。图3中的箭头示意性地表示根据所述实施例的电加热装置2中的传热流体的轨迹。

根据同一实施例，引导回路5a；5b是平行的并且限定圆柱形内部容积。这种构造使得可以使流体上的压降和装置2的体积最小化。

待加热的传热流体可以例如来自乙二醇水回路，如果相关的话可以来自机动车辆的冷却回路。

根据本发明的优选特征，壳体包括传热流体入口6、传热流体出口7和分配室8，其设计成将传热流体分配在引导回路5a；5b中。传热流体通过传热流体入口6进入并穿过分配室8。然后，传热流体被分成两股流，每股流被引导到其中一个引导回路5a；5b中，以便被加热。然后，通过传热流体出口7除去加热的传热流体。

图中的箭头入和出示意性地表示根据所述实施例的分别进入和离开所述装置3的传热流体。

在特定实施例中，除了分配室8之外，壳体4还包括主体13，其中至少部分地限定第一引导回路5a和第二引导回路5b。根据该实施例，分配室8覆盖主体13的上部，从而形成盖。

根据所描述的实施例，环形构件14在分配室8和主体13之间提供密封结合；并且主体13包括横向加强肋113。在该实施例中，环形构件14是密封件。

根据特定实施例，传热流体6的入口以入口管6a的形式设置在分配室8中，而传热流体7的出口以出口管7a的形式设置在主体13中于所述主体13的一端附近。因此，入口管6a流体地连接到分配室8，而出口管7a流体地连接到引导回路5a；5b。根据所描述的实施例，入口管6a和出口管7a在同一平面上平行延伸。

根据所描述的实施例，分配室8包括基本上与第一引导回路5a对准的第一扩大部分。入口管6a通向分配室8的第一扩大部分。分配室8还包括在第一引导回路5a和第二引导回路5b之间延伸的第二变薄部分。因此，传热流体的流动截面在第一引导回路5a和第二引导回路5b之间减小。分配室8最后包括在第二引导回路5b上对准的第三圆柱形部分。

在未示出的实施例中，用于控制加热模块3的装置可以布置在分配室8之下。控制装置可以例如采用PCB(印刷电路板)类型的印刷电路的形式，因此控制加热模块3的电供应。通过将控制装置以这种方式布置在分配室8之下，热耦合到分配室8的控制装置的电子部件可被通过分配室8进入装置2的待加热的传热流体冷却。

根据本发明的优选特征，壳体4包括电连接器15a；15b，其能够引导电源插头103a；103b从壳体4中出来。

根据所描述的实施例，电源插头103a；103b布置在壳体4的同一侧上于分配室8上。

根据本发明的优选特征，加热模块3在引导回路5a；5b中延伸，形成线圈。术语线圈包括缠绕成盘旋、螺旋、绕组、扭曲、蜗壳或任何其他形状的任何管，这些形状结合了沿轴线的平移和围绕该相同轴线的旋转。因此，加热模块3以开环的形式(另外称为匝)延伸。这种空间构造使得可以增加容纳在壳体中的加热模块3的长度。因此，加热模块3在装置中占据更多的空间，使得可以增加传递到传热流体的加热功率。

根据所描述的实施例，加热模块3以管状加热体的形式制成，比如屏蔽电阻器。

根据优选特征，管状加热体是一件式的。

根据本发明的优选特征，引导回路5a；5b除了由装置2界定之外还由至少一个芯9a；9b界定。根据本发明的芯能够在加热模块3附近引导传热流体流，芯9a；9b例如形成圆柱体。

根据所描述的实施例，两个引导回路5a；5b由芯9a；9b界定。根据所描述的实施例，圆柱形芯9a；9b基本布置在由引导回路5a；5b的壁界定的圆柱形内部空间的中心。因此，芯9a；9b形成旋转圆柱体，其由与分配室8相对的第一圆形基部、位于圆柱体的另一端的第二圆形基部以及侧向表面界定。因此，芯9a；9b与引导回路5a；5b的壁一起确保围绕加热模块3的周边的1至2mm的水片的流通。

当然可以想到的是，引导回路5a；5b不由芯9a；9b界定，而是仅由引导回路5a；5b的壁界定。根据本发明，芯9a；9b可包括至少一个导流器10，其例如布置在所述芯9a；9b的第一圆形基部上。

导流器10优选地以从芯9a；9b的第一圆形基部延伸的翅片或叶片的形式制成。

根据所描述的实施例，导流器10在圆柱形芯9a；9b的周边附近面对面地且关于圆柱形芯9a；9b的旋转中心对称地布置。在该实施例中，导流器10的主要功能是确保芯9a；9b在引导回路5a；5b中的定位，以间隔件的方式与分配室8的壁配合。它们由于其翅片或叶片形状还使得可以在引导回路5a；5b中分配流体并使流体旋转。

根据本发明的优选特征，芯9a；9b包括间隔件11，其从所述芯9a；9b的表面延伸，该间隔件11能够在加热模块3和芯9a；9b的所述表面之间保持距离。

在所描述的实施例中，间隔件11围绕芯9a；9b的侧向表面的周边径向延伸，平行于圆柱形芯9a；9b的旋转轴线，并且从第一圆形基部轴向地延伸到例如可以与第一圆形基部相距小于圆柱形芯9a；9b的高度的距离的点。在此，间隔件11以肋的形式制成。

在该实施例中，加热模块3包括由所述间隔件11支撑的部分，所述支撑的部分由未支撑的部分彼此分开。

根据本发明的优选特征，芯9a；9b的第一圆形底座形成浮雕。

在图1、2和3所示的实施例中，圆锥体12从芯9a；9b的第一圆形基部的中心延伸。圆锥体12在所述第一圆形基部的连续性中具有凹抛物线形的引导曲线。圆锥体12的旋转轴线与圆柱形芯9a；9b的旋转轴线重合。

另外，在所描述的实施例中，芯9a；9b是中空的，第二圆形基部是穿孔的。

根据本发明的优选特征，加热模块3从由第一电源插头103a构成的模块的第一端延伸穿过分配室8并且在引导回路5a；5b中延伸。加热模块3因此包括第一主部分，加热模块3在其上从第一电源插头103a延伸通过分配室8并通过引导回路5a；5b。

根据该同一实施例，加热模块3包括中间部分，加热模块3在该中间部分上在引导回路5a；5b之间横向延伸。

根据该同一实施例，加热模块3在另一引导回路5a；5b中延伸。因此，加热模块3包括第二主部分，加热模块3在其上从中间部分延伸通过所述另一引导回路5a；5b并通过分配室8，到达由第二电源插头103b构成的模块的第二端。

根据所描述的实施例，加热模块3以U形式在壳体4中延伸，所述U包括：彼此平行的两个主部分，它们分别围绕芯9a；9b缠绕在引导回路5a；5b中的线圈中；以及形成U的基部的中间部分，其在U的两个平行主部分之间延伸。

有利地，如图1所示，加热模块3在平行的主部分之间以直线方式在其中间部分上延伸于所述中间部分所在之间延伸的匝的延伸中。因此，加热模块3在中间部分上不形成任何弯曲，这使得可以限制流体上的压降。

根据优选特征，隔板16从分配室8的壁朝向壳体4的主体13的相对端延伸。

根据所描述的实施例，隔板16采用舌状的形式，其从分配室8的壁朝向主体13的相对端延伸。壳体4的主体13包括能够至少部分地容纳分配室8的隔板16的形状。因此，隔板16通过形状的互补性通过至少部分地界定两个引导回路5a；5b而与主体13配合。

这种特征使得可以促进装置2中包括的各种元件的组装，并且特别地使安装装置2的方法适应由根据本发明的加热模块3的空间构造施加的约束。

根据本发明，分配室8包括分配器17，其能够将传热流体朝向引导回路5a；5b选择性地分配。分配器17允许传热流体均匀地朝向引导回路5a；5b分配，以确保在每个引导回路5a；5b中的相等传热流体流。这使得可以避免所述模块3的表面上的不同点之间的过度温差。

根据所描述的实施例，分配器17在第一引导回路5a上对准。因此，分配器17布置在分配室8的扩大部分中。

分配器17尤其采取板的形式，该板布置在平行于第一引导回路5a的截面的水平面中。板被穿孔，其中孔与第一引导回路5a对准。倾斜壁沿所述孔的一部分周边从分配器板17竖直延伸。倾斜壁由第一和第二竖直边缘界定在所述周边上。第一边缘布置在最靠近传热流体入口6的孔的周边周围的点处。另外，附加壁在基本在直径上与第一边缘相对的点处从所述圆柱形壁沿与入口管6a的方向基本相反的方向延伸。

应该理解，该示例性实施例是通过说明本发明的主题给出的。本发明不限于仅通过示例提供的该上述实施例。它涵盖了本领域技术人员可以在本发明的范围内设想的各种修改、替代形式及其他变型。

Claims

1.一种用于机动车辆的传热流体的电加热装置(2)，至少包括：

-加热模块(3)；

-壳体(4)；以及

-至少部分地界定用于引导传热流体的至少两个回路(5a；5b)；

其特征在于，

-加热模块(3)至少部分地在所述两个引导回路(5a；5b)中延伸。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述加热模块(3)进一步在两个引导回路(5a；5b)之间延伸。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述两个引导回路(5a；5b)进一步由能够在加热模块(3)附近引导传热流体流的芯(9a；9b)界定。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述加热模块(3)缠绕在所述芯(9a；9b)上。

5.如权利要求3或4所述的装置，其特征在于，所述芯(9a；9b)包括间隔件(11)，其布置在芯(9a；9b)的至少一部分表面上。

6.如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述加热模块(3)以管状加热体的形式制成。

7.如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述加热模块(3)以屏蔽电阻器的形式制成。

8.如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述壳体(4)包括：

-分配室(8)，其中形成有用于传热流体的传热流体入口(6)，所述分配室(8)能够在两个引导回路(5a；5b)中分配传热流体；以及

-主体(13)，两个引导回路(5a；5b)至少部分地被界定在该主体中。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述分配室(8)包括能够将传热流体选择性地分配到两个引导回路(5a；5b)的分配器(17)。

10.如权利要求8和9中任一项所述的装置，其特征在于，隔板(16)从分配室(8)的壁朝向主体(13)的相对端延伸，所述主体(13)包括能够至少部分地容纳分配室(8)的所述隔板(16)的形状。