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加热座垫及其参数设置方法.pdf

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加热 座垫 及其 参数设置 方法
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摘要
申请专利号:

CN201910085952

申请日:

20190129

公开号:

CN109649234A

公开日:

20190419

当前法律状态:

公开

有效性:

审中

法?#19978;?#24773;: 公开
IPC分类号: B60N2/56;B60H3/00;B60R16/03;A61N5/06 主分类号: B60N2/56;B60H3/00;B60R16/03;A61N5/06
申请人: 江苏墨泰新材料有限公司
发明人: 吴国明
地址: 214000 江苏省无锡市惠山经济开发区中惠路518-1号
优?#28909;ǎ?/td>
专利代理机构: 代理人:
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法律状态
申请(专利)号:

CN201910085952

授权公告号:

法律状态公告日:

20190419

法律状态类?#20572;?/td>

公开

摘要

本发明涉及车辆辅助功能设备技术领域,公开了一种加热座垫,在座垫内安装加热单元,所述加热单元包括电加热层、上绝缘层和下绝缘层,所述电加热层设置于上绝缘层和下绝缘层内部,电加热层包括设置在绝缘基材上的石墨烯膜,石墨烯膜的两个自由端设有接线端子,接线端子连接至车载电源。本发明还公开了加热座垫的参数设置方法。本发明通过石墨烯加热层以及参数设定,使座垫加热精确高效低能耗。

权利要求书

1.一种加热座垫,其特征在于:在座垫内安装加热单元,所述加热单元包括电加热层、上绝缘层和下绝缘层,所述电加热层设置于上绝缘层和下绝缘层内部,电加热层包括设置在绝缘基材上的石墨烯膜,石墨烯膜的两个自由端设有接线端子,接线端子连接至车载电源。 2.根据权利要求1所述的加热座垫,其特征在于:所述上绝缘层和下绝缘层为绝缘无纺布,所述电加热层位于上绝缘层和下绝缘层的中间,电加热层的面积小于上绝缘层和下绝缘层的面积。 3.根据权利要求1所述的加热座垫,其特征在于:所述绝缘无纺布上设有散热孔。 4.根据权利要求1所述的加热座垫,其特征在于:在所述上绝缘层的上侧还设置上防水散热层,所述上防水散热层的面积大于上绝缘层的面积。 5.根据权利要求1所述的加热座垫,其特征在于:在所述下绝缘层的下侧还设置?#36335;?#27700;散热层,所述?#36335;?#27700;散热层的面积大于下绝缘层的面积。 6.根据权利要求1至5中?#25105;?#39033;所述的加热座垫,其特征在于:所述电源接口为点烟器接口、USB接口或汽车线束连接的插接口。 7.根据权利要求1至5中?#25105;?#39033;所述的加热座垫,其特征在于:所述石墨烯膜往复排列在所述绝缘基材上,所述接线端子位于绝缘基材的同一侧。 8.根据权利要求7所述的加热座垫,其特征在于:所述石墨烯膜在所述绝缘基材上呈双弓?#20013;?#25490;列,两个弓?#20013;?#30707;墨烯膜对称设置,一端连接,另一?#23435;?#20004;个所述接线端。 9.根据权利要求1至5中?#25105;?#39033;所述的加热座垫,其特征在于:所述石墨烯膜为石墨烯-陶瓷复合膜。 10.一种如权利要求1至9中?#25105;?#39033;所述的加热座垫的参数设置方法,其特征在于:方法如下: (1)根据座垫使用地区的温度,预设升温温度; (2)根据座垫的尺寸,设定电加热层的面积; (3)根据石墨烯膜的长度宽度和厚度,设定石墨烯膜的电阻; (4)根据供电电源,设定电源电压; 根据如下公式: 表面温度=0.01641*功率密度+40℃, 计算得到座椅的表面加热温度,其中, 功率密度=功率/面积(m2),功率=电源电压^2/电阻; 根据表面温度与预设的升温温度之间的差异,调节加热层的面积、石墨烯膜的长度宽度厚度、供电电源电压中的一个或多个,使表面温度与预设温度匹配。

说明书


加热座垫及其参数设置方法
技术领域


本发明涉及车辆辅助功能设备技术领域,具体涉及的是一种加热座垫及其参数设
置方法。


背景技术


传统的电加热座椅或坐垫一种是座椅中布满了电阻加热丝,并缝合在座椅或坐垫
罩内,通过对加热电阻?#23458;?#30005;来进行加热,使座椅逐渐升温;而通过在加热垫内设置温度传
感器,则可以监控座椅温度的变化,从而控制加热丝的通电和断电,保持座椅加热的温度处
于合适的范围。这种产品的缺陷是:只有在较高的电压(一般是220v)下才能正常工作;电压
较低的工作环境下会影响其制热效果甚至根本无法正常工作。此类产品电辐射较大,对人
体有一定的危害,加热时间较长,如果不用温度传感器进?#24418;?#24230;控制温度会一直上升,无法
恒定,能耗高。所以在车载使用情况下在车载电压下降的情况下座椅加热装置将自动关闭;
停车后应该及时关闭座椅加热或通风,避免下次启动造成过大的用电负荷,在启动发动机
后再打开座椅加热开关,以节约蓄电池能量延长蓄电池寿命。另外要是跪在座椅上或对座
面、靠?#21576;?#21152;点状负载都可能会对座?#25991;?#37096;的加热材质造成损害。


发明内容


本发明的目的是为?#31169;?#20915;上述问题,提供一种加热座垫及其参数设置方法,通过
石墨烯加热层以及参数设定,使座垫加热精确高效低能耗。


本发明采取的技术方案是:


一种加热座垫,其特征是,在座垫内安装加热单元,所述加热单元包括电加热层、上绝
缘层和下绝缘层,所述电加热层设置于上绝缘层和下绝缘层内部,电加热层包括设置在绝
缘基材上的石墨烯膜,石墨烯膜的两个自由端设有接线端子,接线端子连接至车载电源。


进一步,所述上绝缘层和下绝缘层为绝缘无纺布,所述电加热层位于上绝缘层和
下绝缘层的中间,电加热层的面积小于上绝缘层和下绝缘层的面积。


进一步,所述绝缘无纺布上设有散热孔。


进一步,在所述上绝缘层的上侧还设置上防水散热层,所述上防水散热层的面积
大于上绝缘层的面积。


进一步,在所述下绝缘层的下侧还设置?#36335;?#27700;散热层,所述?#36335;?#27700;散热层的面积
大于下绝缘层的面积。


进一步,所述电源接口为点烟器接口、USB接口或汽车线束连接的插接口。


进一步,所述石墨烯膜往复排列在所述绝缘基材上,所述接线端子位于绝缘基材
的同一侧。


进一步,所述石墨烯膜在所述绝缘基材上呈双弓?#20013;?#25490;列,两个弓?#20013;?#30707;墨烯膜
对称设置,一端连接,另一?#23435;?#20004;个所述接线端。


进一步,所述石墨烯膜为石墨烯-陶瓷复合膜。


一种加热座垫的参数设置方法,其特征是,方法如下:


(1)根据座垫使用地区的温度,预设升温温度;


(2)根据座垫的尺寸,设定电加热层的面积;


(3)根据石墨烯膜的长度宽度和厚度,设定石墨烯膜的电阻;


(4)根据供电电源,设定电源电压;


根据如下公式:


表面温度=0.01641*功率密度+40℃,


计算得到座椅的表面加热温度,其中,


功率密度=功率/面积(m
2),功率=电源电压^2/电阻;


根据表面温度与预设的升温温度之间的差异,调节加热层的面积、石墨烯膜的长度宽
度厚度、供电电源电压中的一个或多个,使表面温度与预设温度匹配。


本发明的有益效果是:


(1)石墨烯膜的使用电压范围广,电阻?#24066;。?#21152;热时间短,能耗低;


(2)通电即热,1分钟内便可达到预定温度(最高50度);


(3)石墨烯膜能发出远红外线,对人体有理疗功能,空气分解和净化作用;


(4)能够精确计算发热量,对座垫的参数进行精准设计。


附图说明


附图1是本发明的加热单元的结构示意图。


附图2是功率密度与温度之间的关?#20302;肌?br>

附图中的标号分别为:


1. 加热单元; 2. 电加热层;


3. 上绝缘层; 4. 下绝缘层;


5. 绝缘基材; 6. 石墨烯膜;


7. 接线端子; 8. 散热孔;


9. 上防水散热层; 10. ?#36335;?#27700;散热层;


11. 电源接口。


具体实施方式


下面结合附图对本发明加热座垫及其参数设置方法的具体实施方式作详细说明。


参见附图1,加热座垫内部设置加热单元1,包括电加热层2、上绝缘层3和下绝缘层
4,电加热层2设置于上绝缘层3和下绝缘层4内部,上绝缘层3和下绝缘层4为绝缘无纺布,电
加热层2位于上绝缘层3和下绝缘层4的中间,电加热层2的面积小于上绝缘层3和下绝缘层4
的面积。使加热层被上绝缘层3和下绝缘层4将电加热层2完好包覆,使电加热层2的导电层
与座垫的其它部件绝缘。


电加热层2包括设置在绝缘基材5上的石墨烯膜6导电层,石墨烯膜6选用纯石墨烯
膜层或石墨烯-陶瓷复合膜,石墨烯-陶瓷复合膜的绝缘性能更优。石墨烯膜6的两个自由端
设有接线端子7,接线端子7连接至车载电源。石墨烯膜6往复排列在绝缘基材5上,如附图中
的双弓?#20013;?#25490;列,两个弓?#20013;?#30707;墨烯膜6对称设置,一端连接,另一?#23435;?#20004;个接线端,接线端
子7位于绝缘基材5的同一侧,方便接线。


绝缘无纺布上设有散热孔8,以使电加热层2的热量能够快速向座垫传递。在上下
绝缘层4的外侧还设置防水散热层,防水散热层的面积大于绝缘层的面积。上绝缘层3的上
侧为上防水散热层9,下绝缘层4的下侧为?#36335;?#27700;散热层10,上防水散热层9和?#36335;?#27700;散热层
10可同时设置或只设置其中之一。


电加热层2的电源接口11为汽?#26723;?#28895;器接口或USB接口,?#37096;?#20197;直接连接至汽车或
电动车线速插接口,?#37096;?#20197;使用公用供电,供电电压范围广,从5V至220V均可实现。


下表为不同参数的电加热层的各项工作指标数据表:
















电压 (伏)


电阻 (?#32442;罰?br>

功率 (W)


长 (m)


宽 (m)


功率密度 (W/m
2)


温度 (℃)


温度功率比




25


54


12


0.213


0.18


302


35.5


0.118




50


54


46


0.213


0.18


1208


60.5


0.050




75


54


104


0.213


0.18


2717


89.2


0.033




100


54


185


0.213


0.18


4830


125.5


0.026




125


54


289


0.213


0.18


7547


169


0.022




150


54


417


0.213


0.18


10868


211


0.019






参见附图2,附图2为根据上表作出的功率密度与温度之间的关?#20302;跡?#36890;过计算,得出加
热表面温度与电加热层之间的关系公式:


表面温度=0.01641*功率密度+40℃,


计算得到座椅的表面加热温度,其中,


功率密度=功率/面积(m
2),功率=电源电压^2/电阻。


通过公式计算,可以对电加热层的各个参数进?#26800;?#33410;。具体方法如下:


(1)根据使用地区的温度,预设升温温度;


(2)根据垫的尺寸,设定电加热层的面积;


(3)根据石墨烯膜的长度宽度和厚度,设定石墨烯膜的电阻;


(4)根据供电电源,设定电源电压。


通过公式可以计算出实际表面升温的温度,根据表面温度与预设的升温温度之间
的差异,调节加热层的面积、石墨烯膜的长度宽度厚度、车载电源电压中的一个或多个,使
表面温度与预设温度匹配。使电加热层的设计达到最佳状态。


以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人
?#20445;?#22312;不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润?#21361;?#36825;些改进和润?#25105;?#24212;视为
本发明的保护范围。


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