一种电加热玻璃窗

技术领域：

本发明涉及玻璃产品领域，特别是提供一种适用于汽车、火车或飞机上的电加热玻璃窗。

背景技术：

寒冷或者下雨天气，车辆玻璃可能被霜雪覆盖或起雾，此时需要对车辆玻璃、特别是驾驶员前方的挡风玻璃的视野区域进行快速加热以除去霜雪和雾气，在恢复视野后，就可以降低加热功率，有时还需要维持车辆玻璃的表面保持一定的温度，避免再次结冰或起雾，同时除去车辆玻璃上视野区域以外的霜雪和雾气。

传统地，对车辆玻璃的加热为大致整体均匀，无法调节整体区域中的某一区域的加热功率密度分布，例如专利US3313920、DE102008029986A1、US20090321407A1等公开的利用透明导电层对车辆玻璃进行均匀加热，又例如专利JP1989018133U、GB2372927A、CN110891340A 等公开的利用印刷银浆加热线对车辆玻璃进行均匀加热，这些专利均无法满足根据加热环境的变化而实时调整加热功率的要求。

为了在玻璃板上形成不同发热量的加热区域，专利CN110191866A利用调整两条母线之间的并列配置的多个加热线的长度、宽度和/或间隔来实现，专利WO1989005561A1通过对加热区进行空间划分以将每个加热区分别分配给三相电源的三相连接之一，专利CN102577596A则是在需要快速加热的第一部分内布置至少一个高电阻母线，这些专利是针对彼此独立的不同区域设计不同加热功率。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术无法对同一区域先进行高功率快速加热、后转变为低功率加热等缺点，提供一种电加热玻璃窗。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种电加热玻璃窗，包括玻璃板、第一汇流母线、第二汇流母线、多根第一加热线、第三汇流母线、第四汇流母线和多根第二加热线，每根第一加热线的两端分别与第一汇流母线、第二汇流母线电连接，每根第二加热线的两端分别与第三汇流母线、第四汇流母线电连接，其特征在于：所述第一汇流母线和所述第三汇流母线沿所述玻璃板的第一边延伸布置，所述第二汇流母线和所述第四汇流母线沿所述玻璃板的第二边延伸布置，至少一根所述第一加热线穿过所述第三汇流母线和第四汇流母线并与所述第三汇流母线和第四汇流母线电连接，所述第一汇流母线和所述第三汇流母线与电源的正极连接，所述第二汇流母线和所述第四汇流母线与电源的负极连接。

优选地，至少一根所述第一加热线位于相邻两条所述第二加热线之间，至少一根所述第二加热线位于相邻两条所述第一加热线之间。

优选地，所述第三汇流母线与所述第一汇流母线平行，所述第四汇流母线与所述第二汇流母线平行，所述第三汇流母线与所述第一边之间的距离大于所述第一汇流母线与所述第一边之间的距离，所述第四汇流母线与所述第二边之间的距离大于所述第二汇流母线与所述第二边之间的距离。

优选地，所述第一边和所述第二边为所述玻璃板的相对两边或相邻两边，所述第一汇流母线与所述第一边平行，所述第二汇流母线与所述第二边平行。

优选地，所述第一汇流母线与电源的正极之间设置有第一开关，所述第三汇流母线与电源的正极之间设置有第二开关，所述第四汇流母线与电源的负极之间设置有第三开关，所述第二汇流母线与电源的负极之间设置有第四开关。

更优选地，闭合所述第二开关和所述第三开关在所述第三汇流母线和所述第四汇流母线之间形成第一加热区，闭合所述第一开关和所述第三开关在所述第一汇流母线和所述第四汇流母线之间形成第二加热区，闭合所述第二开关和所述第四开关在所述第二汇流母线和所述第三汇流母线之间形成第三加热区，闭合所述第一开关和所述第四开关在所述第一汇流母线和所述第二汇流母线形成第四加热区，所述第一加热区、所述第二加热区、所述第三加热区和所述第四加热区彼此之间至少部分重合。

进一步地，所述第二加热区和所述第三加热区的加热功率密度小于所述第一加热区的加热功率密度，所述第四加热区的加热功率密度小于所述第二加热区和所述第三加热区的加热功率密度。

优选地，第一加热线和第二加热线交替布置，或相邻两根第一加热线之间设置有至少两根第二加热线。

优选地，所述第三汇流母线的长度小于或等于所述第一汇流母线的长度，所述第四汇流母线的长度小于或等于所述第二汇流母线的长度。

优选地，所述第三汇流母线的长度小于所述第一汇流母线的长度的至少20％，所述第四汇流母线的长度小于所述第二汇流母线的长度至少20％。

优选地，所述第三汇流母线被设置为彼此间隔的至少两段，所述第四汇流母线被设置为彼此间隔的至少两段，至少一根第一加热线穿过所述第三汇流母线的至少一段和所述第四汇流母线的至少一段并与所述第三汇流母线的至少一段和所述第四汇流母线的至少一段电连接。

优选地，所述第三汇流母线被设置为较短的第一段和较长的第二段，所述第四汇流母线被设置为较长的第三段和较短的第四段，多根第一加热线穿过所述第一段和所述第三段并与所述第一段和所述第三段电连接，多根第一加热线穿过所述第二段和所述第三段并与所述第二段和所述第三段电连接，多根第一加热线穿过所述第二段和所述第四段并与所述第二段和所述第四段电连接。

优选地，所述玻璃板为单片钢化玻璃，所述第一加热线和所述第二加热线的材料选用导电银浆或透明导电氧化物膜，所述透明导电氧化物膜包括ITO层、FTO层、ATO层或AZO层。

优选地，所述电加热玻璃窗还包括中间粘结层和第二透明板，所述中间粘结层将所述玻璃板和所述第二透明板粘接在一起，所述第一加热线和所述第二加热线位于所述玻璃板和所述第二透明板之间，所述第一加热线和所述第二加热线的材料选用导电银浆、金属丝或透明导电膜，所述金属丝为铜丝、钨丝、铝线或银线，所述透明导电膜包括金属层、金属合金层或金属氧化物层，所述金属层选用金、银、铜、铝或钼，所述金属合金层为银合金，所述金属氧化物层为ITO层、FTO层、ATO层或AZO层。

更优选地，所述第二透明板的材料选自钠钙玻璃、铝硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、PMMA 或PC。

本发明由于采取了上述技术方案，其具有如下有益效果：

本发明采用的电加热玻璃窗，能够形成多个加热功率密度不同的彼此至少部分重合的加热区，实现分档加热和分区加热，适应汽车、火车或飞机上的不同加热场景，既能够保证除霜除雾效率，还能够节省能源。

附图说明：

图1为本发明所述的电加热玻璃窗的第一实施例的结构示意图；

图2为本发明所述的电加热玻璃窗的第二实施例的结构示意图；

图3为本发明所述的电加热玻璃窗的第三实施例的结构示意图；

图4为本发明所述的电加热玻璃窗的第四实施例的结构示意图；

图5为本发明所述的电加热玻璃窗的第五实施例的结构示意图；

图6为本发明所述的电加热玻璃窗为单片钢化玻璃的局部剖视示意图；

图7为本发明所述的电加热玻璃窗为夹层玻璃的局部剖视示意图。

具体实施方式：

以下结合附图对本发明的内容作进一步说明。

如图1和图2所示，本发明所述的一种电加热玻璃窗，包括玻璃板1、第一汇流母线2、第二汇流母线3、多根第一加热线4、第三汇流母线5、第四汇流母线6和多根第二加热线7，每根第一加热线4的两端分别与第一汇流母线2、第二汇流母线3电连接，每根第二加热线7的两端分别与第三汇流母线5、第四汇流母线6电连接，所述第一汇流母线2和所述第三汇流母线5沿所述玻璃板1的第一边11延伸布置，所述第二汇流母线3和所述第四汇流母线6 沿所述玻璃板1的第二边12延伸布置，至少一根所述第一加热线4穿过所述第三汇流母线5 和第四汇流母线6并与所述第三汇流母线5和第四汇流母线6电连接，至少一根所述第一加热线4位于相邻两条所述第二加热线7之间，至少一根所述第二加热线7位于相邻两条所述第一加热线4之间，所述第一汇流母线2和所述第三汇流母线5与电源100的正极连接，所述第二汇流母线3和所述第四汇流母线6与电源100的负极连接；通过所述第一汇流母线2、所述第三汇流母线5、所述第二汇流母线3和所述第四汇流母线6在玻璃板1的表面上形成多个加热功率密度不同的彼此至少部分重合的加热区，实现分档加热和分区加热，能够适应不同加热场景，既能够保证除霜除雾效率，还能够节省能源，根据动态调节加热以更好地满足汽车、火车或飞机上的玻璃窗的加热需求。所述电源的供电电压为12～110V，优选为36～60V；所述电源可以为直流电源，也可以为交流电源。所述电加热玻璃窗适用于作为汽车、火车或飞机上的玻璃窗，例如前挡风玻璃、侧窗玻璃、后挡风玻璃等。

其中，优选所述第三汇流母线5与所述第一汇流母线2平行，所述第四汇流母线6与所述第二汇流母线3平行，所述第三汇流母线5与所述第一边11之间的距离大于所述第一汇流母线2与所述第一边11之间的距离，所述第四汇流母线6与所述第二边12之间的距离大于所述第二汇流母线3与所述第二边12之间的距离。在图1中，所述第一边11和所述第二边 12为所述玻璃板1的相对两边，在图2中，所述第一边11和所述第二边12为所述玻璃板1 的相邻两边。在某些实施例中，所述第一汇流母线2与所述第一边11平行，所述第二汇流母线3与所述第二边12平行，以获得与玻璃形状相匹配的加热区域。在某些实施例中，如图1所示，所述第一汇流母线2还与所述第二汇流母线3平行，以获得与玻璃形状相匹配的加热区域。

在图1中，所述第一汇流母线2与电源的正极之间设置有第一开关S1，所述第三汇流母线5与电源的正极之间设置有第二开关S2，所述第四汇流母线6与电源的负极之间设置有第三开关S3，所述第二汇流母线3与电源的负极之间设置有第四开关S4；默认所述第一开关 S1、所述第二开关S2、所述第三开关S3、所述第四开关S4处于断开状态，当需要通电加热时，闭合所述第一开关S1和所述第二开关S2中的一个，同时闭合所述第三开关S3和所述第四开关S4中的一个，实现在玻璃板1上形成不同加热功率密度的多个加热区，在多个加热区重合的区域实现分档加热，能够适应不同加热场景。

具体地，闭合所述第二开关S2和所述第三开关S3，所述电源100的电流通过所述第三汇流母线5和所述第四汇流母线6流入多根第二加热线7以及与所述第三汇流母线5和所述第四汇流母线6电连接的多根所述第一加热线4，此时的多根第二加热线7和多根所述第一加热线4在所述第三汇流母线5和所述第四汇流母线6之间并联发热形成第一加热区，所述第一加热区具有最大的加热功率密度，可以快速加热以除去霜雪和水雾，快速恢复驾驶员的观察视野、特别是主视区视野，保证驾驶安全，实现高档加热；闭合所述第一开关S1和所述第三开关S3，所述电源100的电流通过所述第一汇流母线2和所述第四汇流母线6流入与所述第一汇流母线2和所述第四汇流母线6电连接的多根所述第一加热线4，此时的多根所述第一加热线4在所述第一汇流母线2和所述第四汇流母线6之间并联发热形成第二加热区，由于所述第一汇流母线2和所述第四汇流母线6之间的第一加热线4的长度大于所述第三汇流母线5和所述第四汇流母线6之间的第一加热线4的长度，所述第二加热区具有中等的加热功率密度，所述第二加热区的加热功率密度小于所述第一加热区的加热功率密度，可以用作高档加热后的过渡加热或者用作直接除去水雾，实现中档加热；闭合所述第二开关S2和所述第四开关S4，所述电源100的电流通过所述第二汇流母线3和所述第三汇流母线5流入与所述第二汇流母线3和所述第三汇流母线5电连接的多根所述第一加热线4，此时的多根所述第一加热线4在所述第二汇流母线3和所述第三汇流母线5之间并联发热形成第三加热区，由于所述第二汇流母线3和所述第三汇流母线5之间的第一加热线4的长度大于所述第三汇流母线5和所述第四汇流母线6之间的第一加热线4的长度，所述第三加热区也具有中等的加热功率密度，所述第三加热区的加热功率密度小于所述第一加热区的加热功率密度，可以用作高档加热后的过渡加热或者用作直接除去水雾，实现中档加热；闭合所述第一开关S1和所述第四开关S4，所述电源100的电流通过所述第一汇流母线2和所述第二汇流母线3流入多根第一加热线4，此时的多根第一加热线4在所述第一汇流母线2和所述第二汇流母线3 形成第四加热区，由于所述第一汇流母线2和所述第二汇流母线3之间的第一加热线4的长度大于所述第二加热区和所述第三加热区中的第一加热线4的长度，所述第四加热区具有最小的加热功率密度，所述第四加热区的加热功率密度小于所述第二加热区和所述第三加热区的加热功率密度，可以用作高档加热或中档加热后的维持加热，避免再次结霜、积雪或起雾，或者继续除去更大面积上的其他区域剩余的霜雪和水雾，实现低档加热。

在本发明中，所述第一加热区、所述第二加热区、所述第三加热区和所述第四加热区彼此之间至少部分重合，通过高档加热、中档加热、低档加热实现分档加热，高档加热、中档加热、低档加热可以根据实际加热场景和加热需求进行选择，例如先高档加热再中档加热最后低档加热，或者先高档加热然后直接低档加热，或者先中档加热然后低档加热，或者直接低档加热。

在图1和图2中，第一加热线4和第二加热线7交替布置，图1中的每根第一加热线4穿过所述第三汇流母线5和第四汇流母线6并与所述第三汇流母线5和第四汇流母线6电连接，图2中的部分第一加热线4穿过所述第三汇流母线5和第四汇流母线6并与所述第三汇流母线5和第四汇流母线6电连接，图2中的另一部分第一加热线4未穿过所述第三汇流母线5和第四汇流母线6且不与所述第三汇流母线5和第四汇流母线6电连接，以满足不同形状的玻璃板1的分档加热和分区加热的需求。

如图3所示，所述第三汇流母线5的长度小于或等于所述第一汇流母线2的长度，所述第四汇流母线6的长度小于或等于所述第二汇流母线3的长度，每根第一加热线4穿过所述第三汇流母线5和第四汇流母线6并与所述第三汇流母线5和第四汇流母线6电连接，相邻两根第一加热线4之间设置有至少两根第二加热线7，通过调整第一加热线4和第二加热线7的布置密度，以满足玻璃板1的分档加热和分区加热的需求。

如图4所示，所述第三汇流母线5的长度小于所述第一汇流母线2的长度，所述第四汇流母线6的长度小于所述第二汇流母线3的长度，部分第一加热线4穿过所述第三汇流母线 5和第四汇流母线6并与所述第三汇流母线5和第四汇流母线6电连接，另一部分第一加热线4彼此平行地在所述第一汇流母线2和所述第二汇流母线3之间延伸，所述第三汇流母线 5和所述第四汇流母线6未延伸至所述另一部分第一加热线4形成的加热区，即在所述第一汇流母线2和所述第二汇流母线3之间形成独立的单一加热区和重合加热区，在所述单一加热区中仅能够加热或不加热，通过调整第三汇流母线5和第四汇流母线6的长度，以满足玻璃板1的局部分档加热和分区加热的需求。具体地，所述第三汇流母线5的长度可以小于所述第一汇流母线2的长度的至少20％，或30％、甚至50％等，所述第四汇流母线6的长度可以小于所述第二汇流母线3的长度至少20％，或30％，甚至50％等。

如图5所示，所述第三汇流母线5被设置为彼此间隔的至少两段51、52，所述第四汇流母线6被设置为彼此间隔的至少两段61、62，至少一根第一加热线4穿过所述第三汇流母线 5的至少一段和所述第四汇流母线6的至少一段并与所述第三汇流母线5的至少一段和所述第四汇流母线6的至少一段电连接。所述第三汇流母线5的至少两段51、52可以彼此长度相等，也可以具有与其他段的长度不相等的至少一段；所述第四汇流母线6的至少两段61、62 可以彼此长度相等，也可以具有与其他段的长度不相等的至少一段。图5具体示出了所述第三汇流母线5被设置为较短的第一段51、较长的第二段52，所述第四汇流母线6被设置为较长的第三段61、较短的第四段62，多根第一加热线4穿过所述第一段51和所述第三段61并与所述第一段51和所述第三段61电连接，多根第一加热线4穿过所述第二段52和所述第三段61并与所述第二段52和所述第三段61电连接，多根第一加热线4穿过所述第二段52和所述第四段62并与所述第二段52和所述第四段62电连接，通过将第三汇流母线5和第四汇流母线6进行分段设计，以满足玻璃板1的分档加热和分区加热的需求。

在图1～图5中，所述第一加热线4和所述第二加热线7彼此大致平行布置，在某些实施例中也可以使至少一根第一加热线4与其他的第一加热线4不平行，或使至少一根第二加热线7与其他的第二加热线7不平行。本发明在图1～图5中所示出的第一加热线4和第二加热线7的尺寸、数量、间距等仅为了简化描述和表达清楚，不限制本发明要求保护的内容。

如图6所示，所述玻璃板1为单片钢化玻璃，所述电加热玻璃窗可以用作后挡风玻璃、侧窗玻璃等，所述第一加热线4和所述第二加热线7的材料可以选用导电银浆或透明导电氧化物(TCO)膜，所述导电银浆可以通过印刷等方式在玻璃板1的表面上形成所述第一加热线4 和所述第二加热线7，所述透明导电氧化物膜可以举例包括ITO层(掺锡氧化铟)、FTO层(掺氟氧化锡)、ATO层(掺锑氧化锡)或AZO层(掺铝氧化锌)等，所述透明导电氧化物膜可以通过化学气相沉积(CVD)或物理气相沉积(CVD)的方法直接沉积到玻璃板1的表面上，然后通过激光除膜、机械摩擦、化学蚀刻等除膜工艺在玻璃板1的表面上形成所述第一加热线4和所述第二加热线7；所述透明导电氧化物膜中还可以包括介质层。

如图7所示，所述电加热玻璃窗为夹层玻璃，所述电加热玻璃窗还包括中间粘结层20和第二透明板30，所述中间粘结层20将所述玻璃板1和所述第二透明板30粘接在一起，所述电加热玻璃窗可以用作前挡风玻璃、侧窗玻璃、天窗玻璃、后挡风玻璃等，所述第一加热线 4和所述第二加热线7位于所述玻璃板1和所述第二透明板30之间，所述第一加热线4和所述第二加热线7可以直接设置在所述玻璃板1的表面上，也可以设置在所述中间粘结层20的表面上或设置在所述中间粘结层20中，所述第一加热线4和所述第二加热线7的材料可以选用导电银浆、金属丝或透明导电膜等。所述第二透明板30的材料选自钠钙玻璃、铝硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PC(聚碳酸酯)等。

所述导电银浆可以通过印刷等方式在玻璃板1的表面上形成所述第一加热线4和所述第二加热线7；所述金属丝优选为铜丝、钨丝、铝线或银线等，所述金属丝可以通过布丝设备和工艺嵌入到所述中间粘结层20中形成所述第一加热线4和所述第二加热线7；所述透明导电膜可以包括金属层、金属合金层或金属氧化物层，所述金属层可以选用金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、铝(Al)或钼(Mo)；所述金属合金层可以选用银合金，例如银铜合金、银铟合金等；所述金属氧化物层可以选用ITO层(掺锡氧化铟)、FTO层(掺氟氧化锡)、ATO层(掺锑氧化锡)或AZO层(掺铝氧化锌)等，所述透明导电膜可以通过化学气相沉积(CVD)或物理气相沉积(CVD)的方法直接沉积到玻璃板1的表面上，然后通过激光除膜、机械摩擦、化学蚀刻等除膜工艺在玻璃板1的表面上形成所述第一加热线4和所述第二加热线7；所述透明导电膜中还可以包括介质层。

所述第一汇流母线2、所述第二汇流母线3、所述第三汇流母线5和所述第四汇流母线6 的材料可以选用导电银浆和/或金属箔，所述导电银浆可以在玻璃板1上形成第一加热线4和第二加热线7后通过印刷等方式在玻璃板1的表面上形成与第一加热线4或第二加热线7直接电接触的所述第一汇流母线2、所述第二汇流母线3、所述第三汇流母线5和所述第四汇流母线6；所述金属箔可以为铜箔、镀锡铜箔、铝箔或镍铬合金箔等，所述金属箔可以在玻璃板1上或中间粘结层20上形成第一加热线4和第二加热线7后通过焊料焊接或导电粘合剂粘结等方式形成与第一加热线4或第二加热线7直接电接触的所述第一汇流母线2、所述第二汇流母线3、所述第三汇流母线5和所述第四汇流母线6，所述金属箔可以为单片金属箔或双片金属箔；所述第一汇流母线2、所述第二汇流母线3、所述第三汇流母线5和所述第四汇流母线6还可以同时选用导电银浆和金属箔，先将导电银浆直接印刷在玻璃板1的表面上，然后将金属箔通过焊料焊接或导电粘合剂粘结等方式固定在所述导电银浆上。

本发明所述的中间粘结层20用于将所述玻璃板1和所述第二透明板30粘接在一起，例如可以选用离子性中间膜(SGP)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、聚丙烯酸酯(PA)或聚氨酯(PUR)等。当然，所述中间粘结层20还可以具有其他功能，例如设置至少一个着色区用作阴影带从而降低太阳光对人眼的干扰或者增添红外线吸收剂从而具有防晒或隔热功能，又例如所述中间粘结层20还可以包含至少两层，其中一层的增塑剂含量更高从而具有隔音功能，或者其中一层是楔形形状从而具有抬头显示(HUD)功能等。

以上内容对本发明所述的一种电加热玻璃窗进行了具体描述，但是本发明不受以上描述的具体实施方式内容的局限，所以凡依据本发明的技术要点进行的任何改进、等同修改和替换等，均属于本发明保护的范围。