加热元件和加热装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109561526A(43)申请公布日2019.04.02(21)申请号201811121995.1(22)申请日2018.09.26(30)优先权数据62/563,3462017.09.26US(71)申请人E.I.内穆尔杜邦公司地址美国特拉华州(72)发明人J·A·韦尔登(74)专利代理机构上海专利商标事务所有限公司31100代理人江磊陈哲锋(51)Int.Cl.H05B3/03(2006.01)H05B3/10(2006.01)权利要求书1页说明书8页(54)发明名称加热元件和加热装置(57)摘要在第一方面，一种加热元件包含：包含多个聚合物电阻层的导电层的网络；以及与该导电层的网络接触的两个或更多个电极。这些聚合物电阻层具有在从约0.5欧姆/平方至约2兆欧姆/平方范围内的薄层电阻。电极阵列将该加热元件电连接到电源上。在第二方面，一种强制对流加热装置包含该第一方面的加热元件。CN109561526ACN109561526A权利要求书1/1页1.一种加热元件，其包含：包含多个聚合物电阻层的导电层的网络，其中这些聚合物电阻层具有在从约0.5欧姆/平方至约2兆欧姆/平方范围内的薄层电阻；以及与该导电层的网络接触的两个或更多个电极，其中电极阵列将该加热元件电连接到电源上。2.如权利要求1所述的加热元件，其中，这些聚合物电阻层包含第一聚合物介电材料。3.如权利要求2所述的加热元件，其中，该第一聚合物介电材料包含聚酰亚胺。4.如权利要求1所述的加热元件，其中，这些第一聚合物电阻层进一步包含导电填料。5.如权利要求1所述的加热元件，其中，这些导电层进一步包含与该多个聚合物电阻层接触的多个聚合物介电层。6.如权利要求5所述的加热元件，其中，这些聚合物介电层包含第二聚合物介电材料。7.如权利要求6所述的加热元件，其中，该第二聚合物介电材料包含聚酰亚胺。8.如权利要求1所述的加热元件，其中，该两个或更多个电极包含导电糊剂或金属。9.如权利要求1所述的加热元件，其中，该网络是开口式多孔网络。10.如权利要求9所述的加热元件，其中，该开口式多孔网络包含蜂窝多孔几何结构。11.如权利要求1所述的加热元件，其中，这些导电层进一步包含一个或多个通孔。12.如权利要求1所述的加热元件，其中，这些导电层进一步包含一个或多个外介电层。13.如权利要求1所述的加热元件，其进一步包含封装剂。14.如权利要求1所述的加热元件，其进一步包含框架或机械支撑结构。15.一种强制对流加热装置，其包含如权利要求1所述的加热元件。16.如权利要求15所述的强制对流加热装置，其进一步包含电连接到该加热元件上的一个或多个汇流条。2CN109561526A说明书1/8页加热元件和加热装置背景技术技术领域[0001]本公开涉及加热元件和加热装置。[0002]相关技术的说明[0003]在使用燃烧机的传统汽油动力车辆中，在操作期间由发动机产生的热量用来经由散热体和热空气的强制对流为乘客室提供热量。然而，为减少排放量所作出的改进已经导致产生更少热量的更高效率发动机。在混合电动和电动车辆(HEV和EV)的情况下，发动机是二次电源或不存在，因此产生很少热量(HEV)，甚至不产生热量(EV)。此外，具有内燃机的传统车辆正在变得越来越有效率，这也降低了典型地用于辅助加热的过量发动机产热。对于具有由发动机产生的最小热量的车辆，附接到热交换器(例如，散热器)上的正温度系数(PTC)陶瓷材料已经被用作强制对流设计中的加热元件以便为乘客室提供热量。例如，可以将PTC加热元件的多个条附接到充当散热器的金属翅片的阵列上以便更有效地分配热量。由于加热元件的机械特性，这些加热元件典型地被限制在小区域中，并且依赖于热界面和良好设计的金属结构以便将所产生的热量散到对流气流。加热元件的受限的性质限制了其尺寸并且，加上热界面和散热器要求，已经使这些技术达到性能稳定时期(即，5kW或180℃加热器温度)。尤其在当最需要高热量输出时的寒冷气候中，为电动PTC加热器供电可能对混合电动和电动车辆的电池提出高要求。此外，在电动PTC热量系统中使用的陶瓷材料，除了是重的、庞大并且易碎的之外，还耗费时间来“预热”并为加热装置提供足够的热量。[0004]金属糊剂已经用来产生由耐热膜支撑的电阻加热元件。欧洲专利号2181015公开了在诸如汽车中的座椅和方向盘的应用中有用的相对薄的加热器装置。该加热器装置包括聚酰亚胺介电基材层和导体，该基材层具有覆盖该基材层的碳填充的聚酰亚胺的电阻层，该导体充当覆盖该电阻层并且与该电阻层接触的电极和总线结构二者。这些电极和总线结构能以金属糊剂的形式提供，如可印刷的导电油墨。美国专利号8,263,202公开了膜基加热装置，其具有使用