CN107197548A - 具有集成加热器系统的复合面板和用于制造的相关方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有集成加热器系统的复合面板和用于制造的相关方法。本文描述了包括由非导电材料制造的第一层的复合面板。复合面板还包括印刷至第一层上的电阻加热器和施加至第一层上的电容传感器。电容传感器被可操作地与电阻加热器连接。复合面板另外包括与电阻加热器和电容传感器相邻的第二层。电阻加热器和电容传感器位于第一层和第二层之间。此外，第二层由非导电材料制造。电阻加热器配置为至少部分地响应由电容传感器感测的输入产生热。

Description

具有集成加热器系统的复合面板和用于制造的相关方法

技术领域

本公开内容一般地涉及用于交通工具的组件，并且更具体地涉及用于交通工具的具有集成加热器系统的复合面板。

背景技术

用于交通工具的常规电阻加热器包括保护电路和设备以防止过热和故障。许多电阻加热器是预成型的、单独的加热器，其由致使加热器较不利于制造后集成至用于交通工具的组件的材料和方法制造。例如，一些常规的加热器由非挠性的和不耐热的材料制造。

常规的复合面板——尤其具有非平的形状的那些复合面板——不包括集成加热器。而且，常规的电阻加热器是昂贵的并且不利于集成至复合材料或多层面板或与复合材料或多层面板共成形。此外，与常规的电阻加热器相关联的一些温度调节和保护系统为加热器增加了过多的重量、复杂性和成本。

发明内容

本申请的主题提供了具有集成加热器系统的复合面板的实施方式，和用于制造的相关方法，其克服了上面讨论的现有技术的缺陷。响应当前技术发展最高水平，并且尤其，响应用于交通工具的常规的复合面板和常规的电阻加热器的缺陷，已经开发了本申请的主题。

根据一个实施方式，复合面板包括由非导电材料制造的第一层。复合面板还包括印刷至第一层上的电阻加热器和施加至第一层上的电容传感器。电容传感器被可操作地与电阻加热器连接。复合面板另外包括与电阻加热器和电容传感器相邻的第二层。电阻加热器和电容传感器位于第一层和第二层之间。此外，第二层由非导电材料制造。电阻加热器配置为至少部分响应由电容传感器感测的输入而产生热。

在复合面板的一些实施中，电阻加热器包括印刷至第一层上的第一油墨层和印刷至第一油墨层上的第二油墨层。第一油墨层由第一油墨制造并且第二油墨层由与第一油墨不同的第二油墨制造。第一油墨可以是导电油墨并且第二油墨可以是切换式(switching-type)正温度系数油墨。

根据复合面板的某些实施，第一层、电阻加热器、电容传感器和第二层一起形成夹层板。夹层板具有非平的形状。

在复合面板的某些实施中，第一层、电阻加热器、电容传感器和第二层是柔性的。

根据仍一些实施，复合面板进一步包括施加至第一层上的加热器控制模块。加热器控制模块配置为至少部分响应由电容传感器感测的输入而改变至电阻加热器的电压。第二层与位于第一层和第二层之间的加热器控制模块相邻。

在另一个实施方式中，系统包括复合面板。复合面板包括由非导电材料制造的第一层、印刷至第一层上的电阻加热器，和施加至第一层上的加热器控制模块。可操作加热器控制模块以改变至电阻加热器的电压。复合面板进一步包括与电阻加热器和加热器控制模块相邻的第二层。电阻加热器和加热器控制模块位于第一层和第二层之间，其由非导电材料制造。电阻加热器配置为响应电压而产生热。系统另外包括系统控制模块，其在复合面板的外部并且可操作地与加热器控制模块连接以至少部分控制加热器控制模块的操作。

根据系统的一些实施，系统控制模块与加热器控制模块无线连接。

在某些实施中，系统还包括乘客输入接收器。加热器控制模块是可操作的以至少部分响应由乘客经由乘客输入接收器提供的输入而改变至电阻加热器的电压。根据一个实例，乘客输入接收器包括施加至第一层上的电容传感器并且与加热器控制模块通讯连接，以将由乘客经由电容传感器提供的输入传达至加热器控制模块。电容传感器位于复合面板的第一层和第二层之间。在一个实例中，乘客输入接收器可选地，或另外，包括与系统控制模块通讯连接的乘客移动设备，以将由乘客经由乘客移动设备提供的输入传达至加热器控制模块。系统控制模块可配置为确定是否已经达到温度状况阈值并且防止当系统控制模块测定已经达到温度状况阈值时，加热器控制模块响应由乘客经由乘客输入接收器提供的输入改变至电阻加热器的电压。

根据系统的一些实施，加热器控制模块配置为监测电阻加热器的健康状况并且将健康状况传达至系统控制模块。

根据仍另一个实施方式，制造复合面板的方法包括提供第一非导电层。方法还包括将加热器控制模块施加至第一非导电层上，将电容传感器施加至第一非导电层上，将电阻加热器印刷至第一非导电层上，并且将第二非导电层施加至加热器控制模块、电容传感器和电阻加热器上，以形成复合面板。

在方法的一些实施中，将电阻加热器印刷至第一非导电层上包括使用导电油墨将导电层印刷至第一非导电层上，和使用切换式正温度系数油墨将加热器层印刷至导电层上。将电容传感器施加至第一非导电层上可包括将电容传感器印刷至第一非导电层上。将电容传感器和电阻加热器印刷至第一非导电层上可包括将电容传感器和电阻加热器丝网印刷、喷墨印刷、旋转丝网印刷、凹版印刷和雾化喷射沉积至第一非导电层上的至少一种。

根据方法的某些实施，施加加热器控制模块至第一非导电层上包括将加热器模块印刷至第一非导电层上。

在一些实施中，方法还包括使复合面板成形为非平的形状。方法可进一步包括将复合面板硬化和固化为非平的形状的至少一种。

描述的本公开内容的主题的特征、结构、优势和/或特性可以在一个或多个实施方式和/或实施中以任何适当的方式结合。在下述描述中，提供许多具体的细节以给予本公开内容的主题的实施方式的完全理解。相关领域技术人员将认识到本公开内容的主题可被实践而不需要具体实施方式或实施的一个或多个具体的特征、细节、组件、材料和/或方法。在其他情况下，在某些实施方式和/或实施中可能认识到另外的特征和优势，其可能不呈现在所有实施方式或实施中。进一步地，在一些情况下，未详细显示或描述熟知的结构、材料或操作，以避免模糊本公开内容的主题的方面。本公开内容的主题的特征和优势从下述描述和所附的权利要求将更完全显而易见，或可通过如下文阐述的本主题的实践而被认识到。

附图说明

为了可以更容易理解本主题的优势，通过参考在附图中图解的具体实施方式将呈现上面简述的本主题的更具体的描述。应理解，这些附图仅仅描绘本主题的典型实施方式，因此，它们不被视为限制其范围。将通过使用附图利用另外的特性和细节来描述和解释本主题，其中：

图1是根据本公开内容的一个或多个实施方式的交通工具的温度控制系统的示意性方框图；

图2是根据本公开内容的一个或多个实施方式的包括具有集成加热器系统的复合面板的交通工具的示意性横截面透视图；

图3A是根据本公开内容的一个或多个实施方式的具有集成加热器系统的复合面板的示意性透视图，其以平的构造显示，一层被去除用于方便显示集成加热器系统的特征；

图3B是根据本公开内容的一个或多个实施方式，具有集成加热器系统的复合面板的示意性透视图，以非平的构造显示，一层被去除用于方便显示集成加热器系统的特征；

图3C是根据本公开内容的一个或多个实施方式的图3B的复合面板的示意性透视图，但是以从图3B去除一层显示；

图4A是根据本公开内容的一个或多个实施方式，用于制造以预先成形构造显示的具有集成加热器系统的复合面板的系统的示意性侧视图；

图4B是根据本公开内容的一个或多个实施方式，以成形构造显示的图3A的系统的示意性侧视图；

图5A是根据本公开内容的一个或多个实施方式，用于将导电油墨以及电容传感器和加热器控制模块的至少一个印刷至复合面板的层上的系统的示意性侧视图；

图5B是根据本公开内容的一个或多个实施方式，用于将切换式正温度系数油墨印刷至图5A的复合面板的导电油墨层上的系统的示意性侧视图；和

图6是根据本公开内容的一个或多个实施方式，制造和使用具有集成加热器系统的复合面板的方法的示意性流程图。

具体实施方式

遍及本说明书，提及“一个实施方式”、“实施方式”或类似的语言，意思是结合实施方式描述的具体的特征、结构或特性包括在本公开内容的至少一个实施方式中。遍及本说明书短语“在一个实施方式中”、“在实施方式中”和类似的语言的出现可以指但不必都指相同的实施方式。类似地，使用术语“实施”意思是具有结合本公开内容的一个或多个实施方式描述的具体特征、结构或特性的实施，然而，缺少表达相关性另外指示，实施可以与一个或多个实施方式相关。

如图1中所示，并且根据一个实施方式，结构比如移动结构(例如，交通工具)或非移动结构(例如，建筑物)的温度控制系统40包括系统控制模块50和与系统控制模块50可操作地连接的集成加热器系统60。集成加热器系统60被集成至(例如，嵌入)结构的复合(例如，多层(multi-layer or multi-ply))面板。在图解的实施中，集成加热器系统60包括加热器130、电容传感器180和加热器控制模块190。加热器控制模块190包括硬件(例如，电路、继电器、开关、数字I/O连接器等)和控制加热器控制模块的操作的逻辑。在一些实施中，加热器控制模块190是薄膜柔性微芯片，在一个实施中，其包括印刷至柔性衬底上的多个晶体管。一般而言，加热器控制模块190为加热器130提供电力，所述加热器130可以是将电力转化成热的电阻加热器。由加热器130产生的热可响应由加热器控制模块190提供的电力的电压而改变。因此，加热器控制模块190的电力模块192配置为通过调节供应至加热器130的电功率的电压，而调节(例如，改变或调整)加热器130产生的热。电力模块192的操作，和加热器控制模块190的其他操作可经由数字信号——比如脉冲宽度调制信号——控制。

加热器控制模块190的电力模块192至少部分响应由乘客输入接收器提供的输入调节供应至加热器130的电力的电压。根据一些实施方式，乘客输入接收器是集成加热器系统60或乘客移动设备56(或集成加热器系统60外部的其他设备)的一个或多个电容传感器180。

电容传感器180可以是任何各种电容传感器或接触传感器，其配置为将人体的电容作为至传感器的输入。一般而言，电容传感器包括电极的网格或图案，当人体的一部分接触或靠近电极时，其检测电极的电容的改变。

乘客移动设备56可以是任何各种移动计算设备，比如移动电话、笔记本电脑、平板电脑、手表等。由乘客移动设备56——比如经由在乘客移动设备上运行的应用——接收的乘客输入经由系统控制模块50的乘客控制模块54传达至加热器控制模块190。更具体而言，乘客移动设备56可将乘客输入——比如经由有线或无线连接——传达至系统控制模块50的乘客控制模块54，其接着将乘客输入——比如经由有线或无线连接——传达至加热器控制模块190的通讯模块194。在一个实施中，乘客移动设备56配置为与乘客控制模块54同步，并且连接座位，其中使用乘客移动设备56的乘客被分配有分配的座位区域中的加热器130。如此，乘客可通过使其移动设备与其座位连接而自动控制靠近其座位的温度。

在一些实施中，通讯模块194包括硬件，比如天线、收发器、网络界面控制器等，用于方便接收和传送电子数据通讯。系统控制模块50也可配置为供应电力至加热器控制模块190的电力模块192。

系统控制模块50也可包括超控模块52，其配置为超控通过乘客输入接收器的加热器130的控制或使通过乘客的加热器130的控制无效。更具体而言，在某些情况下，超控模块52配置为通过防止加热器控制模块190响应从乘客输入接收器接收的乘客输入改变加热器130的电压，而防止乘客输入接收器控制加热器130。根据一些实施，超控模块52监测结构的一个或多个温度状况并且当一个或多个温度状况满足阈值时超控通过乘客输入接收器的加热器130的控制。例如，在一个实施中，超控模块52监测结构内部的环境温度，并且如果环境温度超过结构内部的最大允许温度时，超控模块52超控通过乘客输入接收器的加热器130的控制。根据另一实例，超控模块52监测结构内部的环境温度和复合面板的温度之间的差异，并且如果该差异超过最大允许温度差异，超控模块52超控通过乘客输入接收器的加热器130的控制。

在某些实施方式中，加热器控制模块190进一步包括健康模块196，其监测包括加热器130的集成加热器系统60的一个或多个健康状况，并且将监测的健康状况(一个或多个)经由通讯模块194传达至系统控制模块50。根据一些实施，健康模块196将健康状况持续传达至系统控制模块50。可选地，健康模块196可仅仅当健康状况满足阈值时才可以将健康状况传达至系统控制模块50。响应监测的健康状况，比如当健康状况满足阈值时，系统控制模块50可永久或临时使集成加热器系统60的操作无效。通过健康模块196监测的健康状况(一个或多个)可以是与加热器130的性能、功能和/或安全性相关的任何各种条件。例如，健康状况可以是加热器130的温度并且阈值可以是加热器130的最大允许温度。在一个实例中，健康状况可以是从电容传感器180读取的电容并且阈值可以是电容传感器180的最大正常操作电容。根据一些实施方式，监测的健康状况不被传达至系统控制模块50并且当健康状况满足阈值时，加热器控制模块190是可操作的以使集成加热器系统60的操作无效。

在一些实施方式中，系统控制模块50形成交通工具的电子控制单元(ECU)的部分。而且，系统控制模块50位于交通工具的一部分(例如，航空器的驾驶舱)中，该部分远离或远距其中集成加热器系统60所处的的交通工具的部分(例如，航空器的客舱)。

虽然温度控制系统40显示为包括系统控制模块50，但是在一些实施方式中，温度控制系统40不包括系统控制模块50并且仅利用集成加热器系统60来控制温度。

参考图2，并且根据一个实施方式，交通工具100包括多个结构，比如侧壁110，地板120和座位140。每个结构可包括一个或多个复合面板。如本文所定义，复合面板是至少两个相邻板或层各自由不同材料制造的结构。相邻板使用任何各种连接技术——比如紧固、结合、粘附、焊接和模塑——而彼此连接。每个层可包括以相同的或类似的方式连接在一起的分开的子层。复合面板的层和子层各自具有基本上大于长度和宽度的厚度。因此，在一些实施中，复合面板的层可被视为片状。在某些实施方式中，复合面板是夹层板，芯层被夹在第一和第二相邻层之间。其中一个相邻层可被定义为外层并且另一个可被定义为内层。一个或多个外层和内层可以是装饰性层或装饰性层压板。

根据一个实例，交通工具100——其可以是如所描绘航空器——的侧壁110包括复合面板116。复合面板116包括集成加热器系统60，其包括分别位于第一层和第二层112、114之间的电阻加热器130或加热器层。在一些实施中，集成加热器系统60是形成复合面板116的复合叠层或层压板的多个板的一个板。因为集成加热器系统60是复合面板116的多个板的一个板，并且夹在相邻板之间，所以加热器系统定义为集成加热器系统或集成至复合面板116的加热器系统。

第一层112被描绘为面向交通工具100的内部102的内层，并且第二层114被描绘为面向交通工具的外部104的外层。而且，第一层112可限定侧壁110的内部外观或装饰性层压板。例如，如所显示，温度控制系统40包括集成加热器系统60的电容传感器180上方第一层112的内部表面113上的标记182。标记182指示乘客可接触以为第一层112下方的电容传感器180提供相应的输入的内部表面113上的位置。虽然在图解的实例中，标记182包括记号“-”，其指示热的减少，和记号“+”，其指示热的增加，但是可以使用与电容传感器180的构造和位置对应的任何各种其他标记。在某些实施中，第一层112包括装饰性非平的特征。虽然第一层112被描绘为内层并且第二层114被描绘为外层，但是复合面板116可包括第一层112内部和/或第二层114外部的一个或多个另外的层。与集成加热器系统60连接的是一组136电接线端或电触点，其配置为从电源181为集成加热器系统60供应电信号，比如电力和通讯信号，其可通过如上述的系统控制模块50控制，以为集成加热器系统60供应电力和通讯和/或从集成加热器系统60接收通讯。

复合面板116形成一部分侧壁110，其包括侧壁110的平面和非平的部分。如本文所定义，当垂直于层的厚度的面板层的宽面表面是非平的(例如，波状的或弯曲的)时，复合面板116具有非平的形状。例如，复合面板116被形成为限定侧壁110的波状或弯曲部分118的非平的或3维形状。

与侧壁110相似，交通工具100的地板120也可以包括复合面板126。地板120的复合面板126，与复合面板116一样，包括分别位于第一层和第二层122、124之间的电阻加热器130，并且因此被集成至复合面板126。地板120中的电阻加热器130形成集成加热器系统60的部分。更具体而言，集成加热器系统60可包括多个加热器130，其每一个被集成加热器系统60的单个或多个加热器控制模块190控制。

第一层122被描绘为面向交通工具100的内部102的内层，并且第二层124被描绘为面向交通工具的外部104的外层。虽然第一层122被描绘为内层并且第二层124描绘为外层，但是复合面板126可包括在第一层122内部和/或在第二层124外部的一个或多个另外的层。在一个实施中，第一层122可限定在其上施加另一层——比如地毯层——的地板面板。在其他实施中，第一层122可以是地毯层，电阻加热器130被直接施加(例如，结合)至地毯层。用于供应电力至复合面板116的电阻加热器130的同一组136电接线端或电触点，或不同组136的电接线端或电触点，被电连接至复合面板126的电阻加热器130。

与侧壁110和地板120一样，内部结构，比如座位140，也可以包括复合面板146。座位140的复合面板146包括分别位于第一层和第二层142、144之间的电阻加热器130，并且因此集成至复合面板。座位140中的电阻加热器130形成集成加热器系统60的部分。因此，在一些实施中，单个加热器控制模块190配置为单独地或独立地控制在交通工具100的不同位置处的多个加热器130的操作。这种控制可以至少部分地响应于由乘客输入接收器提供的输入，对应于多个加热器130中具体的一个或多个。例如，电容传感器180可配置为接收单独的输入，用于单独选择多个加热器130期望的加热特性。在这种实例中，标记182可具有与侧壁110中加热器130的加热控制相关联的记号、与地板120中加热器130的加热控制相关联的记号和地板120中加热器130的加热控制相关联的记号。在另一实例中，乘客移动设备56可配置为提供用于接收单独的输入的界面，每个输入与控制多个加热器130中的一个的加热特性相关联。

座位140的第一层142被描绘为座位140的外层，并且第二层144被描绘为座位的内层。复合面板146可包括连接至第一层142的第三层148。第三层148可以被视为座位140的第二外层。在一个实施中，第三层148可包括使用者可以坐在上面的垫子和/或表面。要认识到，座位140的复合面板146可包括连接至第三层148并且位于第三层148的外部的一个或多个另外的外层。可选地，在一些实施中，第一层142可包括使用者可以坐在上面的垫子和/或表面，和电阻加热器130可以直接结合至垫子和/或表面。虽然第二层144被描绘为仅内层，复合面板146可包括在第二层144内部的一个或多个另外的内层。用于供应电力至复合面板116、126的一个或两个电阻加热器130的同一组136的电接线端或电触点，或不同组136的电接线端或电触点，被电连接至复合面板146的电阻加热器130。

虽然交通工具100被描绘为航空器，并且交通工具的侧壁110、地板120和座位140被描绘为具有复合面板，但是要认识到，在一些实施方式中，交通工具可以是任何各种其他交通工具或移动结构，比如汽车、船、航天器等，并且交通工具的其他结构可包括复合面板。而且，如上所述，在某些实施方式中，本公开内容的复合面板可用于形成非移动结构——比如建筑物和桥梁——的部分。而且，虽然显示了交通工具100的复合面板的有限数目的层，但是交通工具的复合面板可包括任何另外数目的层，并且交通工具可包括连接至复合面板的任何数目的另外的特征、结构、层等。另外，要认识到，为了清楚显示复合面板的特征，图解了相对于交通工具的尺寸的复合面板的尺寸，包括厚度，并且不按比例绘制。

参考图3A，复合面板200的一个实施方式包括第一层210和印刷至第一层210上并且集成至复合面板的电阻加热器130。第一层210或第一板由非导电材料制造，比如例如，玻璃纤维、塑料、陶瓷、硅氧烷、织物等。在一个实施中，第一层210是厚度在1纳米和几微米的范围中的薄膜。在其他实施中，第一层210具有大于几微米的厚度。如所示，在第一构造中，第一层210具有基本上平的形状。在一些实施中，第一层210可以是基本上刚性或非柔性的，使得第一层210保持为第一构造或不可配置为第二构造(见例如，图3B)。然而，在某些其他实施中，第一层210由非刚性柔性材料制造，使得其可以被弯曲或移动成非平的形状以配置第一层210为第二构造。例如，如下参考图4A和4B更详细解释，使用模具系统300——其使复合面板200成形和弯曲为第二构造——可以将第一层210，以及电阻加热器130、加热器控制模块190和电容传感器180从第一构造弯曲为第二构造。

电阻加热器130包括印刷在第一层210上的第一油墨层132和印刷在第一油墨层132上的第二油墨层134。在如所显示的第一构造中，电阻加热器130的第一和第二油墨层132、134具有基本上平的形状。第一油墨层132由第一油墨制造并且第二油墨层134由第二油墨制造。第一油墨与第二油墨不同。例如，第一油墨是导电油墨并且第二油墨是切换式正温度系数(PTC)油墨。第一和第二油墨层132、134的每一个分别是由硬化的第一和第二油墨制造的薄膜。

与常规的印刷油墨一样，第一和第二油墨在预印刷状态是液体或半黏性的，并且在油墨在衬底上印刷和干燥之后的印刷后状态是固体。第一和第二油墨的每一种包括具有添加剂的溶剂，添加剂有助于油墨的导电性和热特性。

第一油墨包括促进第一油墨，和引申开来第一油墨层132的导电性的添加剂。在一些实施中，第一油墨的添加剂包括导电纤维或细丝，每种由导电材料比如银、碳等制造。

第二油墨包括促进第二油墨，和引申开来第二油墨层134的自我调热特性的添加剂。更具体而言，第二油墨的添加剂由共同地使第二油墨具有切换式正温度系数(PTC)的材料制造。在一些实施中，第二油墨层134的切换式PTC油墨由多晶陶瓷材料，比如碳酸钡和氧化钛制造，其在初始状态是高度阻电的，但是通过添加掺杂剂——比如钽、二氧化硅和锰——使得其半导电。因此，第二油墨层134的切换式PTC油墨可包括多晶陶瓷材料和导电掺杂剂的组合。在其他实施中，第二油墨层134的切换式PTC油墨由非导电塑料材料与嵌入的导电颗粒比如碳颗粒制造。

一般而言，随着切换式PTC油墨的温度增加，通过增加切换式PTC油墨的电阻，第二油墨层134的切换式PTC油墨自我调节或自我限制第二油墨层的温度。当温度接近平衡温度——其可被定义为PTC油墨的最高温度、转变温度或居里温度——时，PTC油墨的电阻“转变”为朝着无穷电阻快速增加。在一些实施中，平衡温度被定义为在该温度处PTC油墨的电阻是PTC油墨的最小电阻的大约两倍的电阻的温度。在平衡温度处电阻的快速增加快速降低了允许流过PTC油墨的电流。随着较小电流流过PTC油墨，PTC油墨的温度相应地下降至平衡温度以下，其导致PTC油墨的电阻的相应的下降和允许通过PTC油墨的电流的增加。电流的增加有助于PTC油墨的温度的增加，直到再次建立平衡温度，并且继续快速增加电阻、快速降低电流和降低PTC油墨的温度的循环。

以上述方式，以高于平衡电压的恒定(例如，不变)电压从电源供应电力，PTC油墨的独特性质允许PTC油墨自我限制其温度以增加至多平衡温度但不超过平衡温度。此外，因为PTC油墨自我调节其温度，调节电阻加热器130的温度的外来组件和系统不是必需的。虽然第二油墨层134的第二油墨已经被描述为PTC油墨，在其他实施方式中，第二油墨可以由任何各种其他导电油墨制造。

与印刷电阻加热器130至第一层210上同时或不同时地施加加热器控制模块190至第一层210上。在一些实施中，加热器控制模块190被预制造或预成形，并且比如经由结合、紧固或粘附方法被安装至第一层210上。然而，在其他实施中，通过将加热器控制模块190的硬件(例如，晶体管)直接印刷至第一层210上，加热器控制模块190在第一层210上形成。

与加热器控制模块190相似，与印刷电阻加热器130至第一层210上同时或不同时地施加电容传感器180至第一层210上。在一些实施中，电容传感器180被预制造或预成形，并且比如经由结合、紧固或粘合方法被安装至第一层210上。然而，在其他实施中，通过将痕量的电容传感器180直接印刷至第一层210上，电容传感器180在第一层210上形成。

因此，在一些实施中，第一层210和集成加热器系统60——包括电阻加热器130、加热器控制模块190和电容传感器180——一起形成可结合其他板(例如，基层212和第二层220)的薄膜板以形成对复合面板的总体厚度和重量具有最小影响的复合面板。例如，集成加热器系统60可以形成施加至第一层210上的相对薄的板，其结合至任选的基层212，其可以是由芯材料制造的相对厚的板，比如蜂窝结构，其提供比第一层210和集成加热器系统60相对强度更高部分的复合面板200。可选地，在某些实施中，第一层210(连同夹在中间的第二层220)和集成加热器系统60形成复合面板200的整体。在这种实施中，第一层210可能实质上比薄膜厚。

经由该组136电接线端152、154或跟踪(trace)——其从电源(例如，电源181)接收电力——将电力供应至加热器控制模块190。每个电接线端152、154可以被电连接至电源——比如供应DC电源信号的电池——的正接线端和负接线端中各自的一个。电接线端152、154可以由导电油墨制造，比如与电阻加热器130的第一油墨层132相同的油墨，并且比如经由油墨印刷方法与第一油墨层132一起形成。可选地，电接线端152、154可以由第一油墨层132分开地形成并且使用任何各种连接技术连接至第一层210。

加热器控制模块190经由电接线端153、155或跟踪将电力供应至电容传感器180，和经由电接线端159、161或跟踪将电力供应至电阻加热器130的第一油墨层132。电接线端153、155可以以与电接线端152、154相似的方式被施加或连接至第一层210。在一些实施中，加热器控制模块190被动地将电力供应至电容传感器180。然而，在其他实施中，电容传感器180直接从电接线端152、154接收电力，电力没有按路径首先通过加热器控制模块190。加热器控制模块190经由从电容传感器180(例如，经由通讯线157)和系统控制模块50(例如，经由通讯线156，其任选地包括在其中系统控制模块50可以控制加热器130的操作的实施方式中)中的一个或两个接受的输入(例如，乘客输入和/或系统输入)主动地和动态地控制电力至电阻加热器130的第一油墨层132的传送。除了通讯线156、157与电源信号相反地传送通讯信号以外，通讯线156、157可以与电接线端152、153、154、155、159、161类似地被配置和形成。

经由电阻加热器130的第一油墨层132电力被供应至电阻加热器130的第二油墨层134以加热第二油墨层134。更具体而言，被供应至第一油墨层132的电力经由电阻加热器130的第一和第二油墨层132、134之间的直接电接触从第一油墨层132传送至第二油墨层134。

参考图3B，根据一个实施方式，以第二构造显示了复合面板200。在第二构造中，第一层210和集成加热器系统60——包括电阻加热器130、加热器控制模块190和电容传感器180——具有基本上非平的形状。更具体而言，第一层210和集成加热器系统60是弯曲的。任选地，连接至第一层210的基层212也可以是如显示的弯曲的。虽然图3B中描绘的复合面板200具有简单的非平的形状(例如，围绕单个轴弯曲的)，但是在其他实施方式中，复合面板200可以具有任何各种复杂的非平的形状。

参考图3C，根据另一个实施方式，复合面板200包括连接至集成加热器系统60的第二层220使得集成加热器系统60直接位于第一层和第二层210、220之间。以这种方式，集成加热器系统60被夹在第一层和第二层210、220之间以形成复合面板200。如所示，复合面板200处于第二构造。在第二构造中，第一层和第二层210、220和集成加热器系统60具有基本上非平的形状，但是在第一构造中可具有平的形状。

第二层220或第二板由非导电材料制造。而且，第二层220可以是复合面板200的外层，比如用于形成结构的外观。可选地，一个或多个另外的层可以被连接至第二层220使得第二层220位于另外的层和集成加热器系统60之间以充当复合面板200内的内层。第二层220也可夹住第二层220和第一层210之间的电接线端152、153、154、155、159、161和通讯线156、157。在某些实施中，比如所示，第二层220可以在两个或多个端处直接连接至第一层210以基本上包封第一层和第二层之间的集成加热器系统60。

现在参考图4A和4B，模具系统300包括相对的模具300A、300B。模具300A、300B分别限定相对和互补的(complimentary)表面310A、310B。表面310A、310B被成型以限定复合面板200的期望的非平的形状。虽然未显示，但是模具系统300包括致动器以使相对模具300A、300B朝向和远离彼此移动以分别成型并且释放模具之间的柔性复合面板200。如图4A中所显示，复合面板200位于模具300A、300B之间，模具朝向彼此致动，如方向箭头所指示。随着模具300A、300B一起移动更加靠近，表面310A、310B接触复合面板200并且根据表面的形状使复合面板200变形，直到复合面板变形为如图4B中所显示的期望的非平的形状。

在某些实施中，使用树脂基粘合剂将复合面板200的层(例如，第一层210、第二层220和集成加热器系统60)结合在一起，或一个或多个层由树脂基材料制造。此外，模具300A、300B可以被加热并且被配置为压缩复合面板200。从模具300A、300B传递至树脂基粘合剂和/或材料的热，包括通过模具施加至未固化的复合面板200的压缩力起作用以固化树脂，并且永久地形成期望的非平的形状的复合面板200。在一些实施中由于油墨层132、134的油墨，和电容传感器180和加热器控制模块190变形，和容易在固相和液相之间转移的能力，在复合面板200成形期间油墨的压缩和变形传递的热不会产生油墨层中的损伤或电不连通性。由于该原因，并且鉴于本公开内容，使用印刷的油墨形成集成加热器系统60允许使用如本文所描述的堆叠或复合面板中的集成加热器系统。虽然以上描述了施加热和压缩二者至复合面板200，但是在一些实施中，模具300A、300B可配置为仅施加热和压缩中的一种以使树脂固化成并且形成期望的非平的形状的复合面板。

在一些实施中，使用除了与模具系统300相关联的那些以外的技术复合面板200可以形成为非平的形状。例如，使用铸件、夹具或模具可以使未固化的柔性复合面板200成型为期望的非平的形状并且允许在环境温度条件下固化。可选地，如以下将描述，复合面板200的第一层210可以预成形为非平的形状并且集成加热器系统60的组件可以被印刷在第一表面的非平的表面上。

参考图5A和5B，在一个实施方式中，使用至少一个油墨印刷头可以将集成加热器系统60的至少一些组件印刷至复合面板200的第一层210上。在图解的实施方式中，印刷机(未显示)包括用于分别印刷第一和第二油墨层132、134的第一和第二油墨的两个油墨印刷头150A、150B。如图5A中所显示，第一油墨印刷头150A包括包含第一油墨的第一油墨源160和用于从第一油墨源分配第一油墨162的喷嘴。如方向箭头所显示，第一油墨印刷头150A相对于(例如，平行于)第一层210的表面平移，第一油墨层132被印刷至第一层210的表面上。随着第一油墨印刷头150A沿着第一层210的表面移动，第一油墨印刷头分配第一油墨162至第一层的表面上以形成第一油墨层132。期望地，在一些实施中，第一油墨印刷头150A分配均匀厚度的第一油墨162至第一层210上以形成第一油墨层132。第一油墨162是如上所述的导电油墨。

如图5B中所显示，在印刷第一油墨层132之后，第二油墨印刷头150B——其包括包含第二油墨的第二油墨源170和用于从第二油墨源分配第二油墨172的喷嘴——沿着第一油墨层132的表面平移，第二油墨层134被印刷至第一油墨层132的表面上。随着第二油墨印刷头150B沿着第一油墨层132的表面移动，第二油墨印刷头分配第二油墨172至第一油墨层的表面上以形成第二油墨层134。期望地，在一些实施中，第二油墨印刷头150B分配均匀厚度的第二油墨172至第一油墨层132上以形成第二油墨层134。第二油墨172是如上所述的切换式PTC油墨。

返回参考图5A，在一些实施方式中，第一油墨印刷头150A，或其他油墨印刷头，也可用于印刷电容传感器180和/或加热器控制模块190至第一层210上。例如，随着第一油墨印刷头150A或其他油墨印刷头相对于第一层210的表面移动，第一油墨印刷头150A或其他油墨印刷头分配第一油墨162或另一油墨至第一层的表面上以形成电容传感器180和/或加热器控制模块190。可选地，电容传感器180或加热器控制模块190中的一种或两种可以在不同的印刷过程期间被印刷在第一层210上，或在电阻加热器130被印刷在第一层210上之前或之后预成型和安装至第一层210上。

虽然使用喷墨印刷方法，油墨印刷头150A、150B可用于印刷集成加热器系统60的组件，但是要认识到，其他印刷技术可用于印刷第一和第二油墨层。例如，在一些实施中，使用一种或多种常规的印刷方法——比如丝网印刷、旋转丝网印刷和凹版印刷方法——印刷集成加热器系统60的组件。而且，在某些实施中，使用常规的雾化喷射沉积技术印刷集成加热器系统60的组件，其可包括使用连接至台架的喷枪喷刷油墨层。

参考图6，显示了制造和使用具有集成加热器系统的复合面板的方法400的一种实施方式。一般而言，根据实施方式，方法400提供了压芯(crush core)制造技术的至少一种实施。尽管，其他压芯制造技术或任何各种其他制造技术可用于制造如本文所描述的复合面板，而不背离本公开内容的本质。方法400包括在402处提供第一非导电层，其可以是柔性的。另外，方法400包括在404处使用导电油墨将导电层印刷至第一非导电层上。然后，方法400包括在406处使用PTC油墨或其他油墨将加热器层印刷至第一非导电层上。方法400还包括在407A处使用导电油墨将电容传感器或类似传感器印刷至第一非导电层上和在407B处将加热器控制模块施加(例如，安装或印刷)至第一非导电层上。另外，方法400包括在408处将第二非导电层——其可以是柔性的——施加或连接至加热器层、电容传感器和加热器控制模块上，以形成复合面板。

方法400可进一步包括在410处使复合面板成形为非平的形状和在412处使复合面板硬化为非平的形状。而且，方法400包括在414处电连接电源至导电层。

方法400包括在416处基于来自电容传感器的输入调整施加至导电层的电压。电压可以是被定义为足够高的电压的平衡电压，如果恒定地将该电压施加至加热器层会使得加热器层的温度达到平衡温度。方法400另外包括在418处响应于施加至导电层的电压由加热器层产生热。

在以上描述中，可使用某些术语，比如“上(up)”、“下(down)”、“上部(upper)”、“下部(lower)”、“水平(horizontal)”、“垂直(vertical)”、“左”、“右”、“上(over)”、“下(under)”等。当处理相对关系时，在适用的地方使用这些术语以提供描述的一些清楚性。然而，这些术语不旨在暗示绝对关系、位置和/或方向。例如，关于物体，简单地通过翻转物体，“上”表面可以变为“下”表面。然而，其仍是相同的物体。此外，除非以其他方式明确规定，术语“包括(including)”、“包含(comprising)”、“具有(having)”和其变型意思是“包括但不限于”。除非以其他方式明确规定，项目的枚举的列表不暗示项目中的任一种或全部是互相排斥和/或互相包含的。除非以其他方式明确规定，术语“一(a)”、“一个(an)”和“该(the)”也指“一个或多个”。此外，术语“多个”可被定义为“至少两个”。

另外，在其中一个元件被“连接”至另一个元件的本说明书中的情形中可包括直接和间接连接。直接连接可定义为一个元件连接至另一个元件并且与另一个元件有一些接触。间接连接可定义为在彼此不直接接触的两个元件之间连接，但是在连接的元件之间具有一个或多个另外的元件。此外，如本文所使用，固定一个元件至另一个元件可包括直接固定和间接固定。另外，如本文所使用，“相邻”不是必需表示接触。例如，一个元件可以与另一个元件相邻，而不与该元件接触。

如本文所使用，当与项目的列表结合使用时，短语“至少一个”意思是可以使用所列项目的一个或多个的不同组合，并且可能需要列表中项目的仅一个。项目可以是具体的物体、东西或类别。换句话说，“至少一个”意思是可以使用来自列表的项目或项目数目的任何组合，但可能不需要列表中的全部项目。例如，“项目A、项目B和项目C的至少一个”可以意思是项目A；项目A和项目B；项目B；项目A、项目B和项目C；或项目B和项目C。在一些情况下，“项目A、项目B和项目C的至少一个”可以意思是，例如但不限于两个项目A、一个项目B和十个项目C；四个项目B和七个项目C；或一些其他适合的组合。

除非另外指出，本文使用的术语“第一”、“第二”等仅作为标记，并且不旨在对这些术语所指的项目施加顺序的、位置的或等级的要求。而且，参考例如“第二”项目不需要或排除例如“第一”或更低编号的项目，和/或，例如“第三”或更高编号的项目的存在。

本文包括的示意性流程图通常被阐述为逻辑流程图。这样，描绘的顺序和标记的步骤指示呈现的方法的一个实施方式。可以构思与图解的方法的一个或多个步骤或其步骤在功能、逻辑或效果上等价的其他步骤和方法。另外，采用的格式和符号被提供以解释方法的逻辑步骤，并且被理解为不限制该方法的范围。虽然在流程图中可以采用各种箭头类型和线类型，但是它们被理解为不限制相应方法的范围。事实上，一些箭头或其他连接头可用于指示该方法的仅逻辑流程。例如，箭头可指示在描绘的方法的枚举步骤之间的未规定的持续时间的等待期或监测期。另外，具体的方法发生的顺序可以或可以不严格符合显示的相应步骤的顺序。

在本说明书中描述的一些功能单元已经被标记为模块，以便更具体地强调其实施独立性。例如，模块可以被实施为硬件电路，其包括定制VLSI电路或门阵列，现成半导体比如逻辑芯片、晶体管或其他离散组件。模块也可以在可编程硬件设备中被实施，比如现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑设备等。

模块也可以在用于被各种类型的处理器执行的软件中被实施。计算机可读程序代码的识别模块可以，例如，包括计算机指令的一个或多个物理或逻辑块，其可以例如被组织为物体、程序或功能。然而，识别模块的可执行文件不需要物理地放置在一起，但是可包括储存在不同位置的离散指令，当被逻辑地连接在一起时，其包括模块并且实现模块陈述的目的。

事实上，计算机可读程序代码的模块可以是单个指令，或许多指令，并且甚至可以被分布在不同程序中的若干不同的代码片段上，并且跨越若干存储设备。类似地，本文中操作数据可以在模块内被识别和图解，并且可以以任何适合的形式被包括和在任何适合类型的数据结构内被组织。操作数据可以被收集为单个数据集，或可以分布在不同位置处，包括在不同的储存设备上，并且可至少部分地仅作为系统或网络上的电子信号存在。其中模块或模块的部分在软件中被实施，计算机可读程序代码可以在一个或多个计算机可读的介质(一个或多个)中储存和/或传播。

计算机可读介质可以是储存计算机可读程序代码的有形计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以是，例如，但不限于电子、磁性、光、电磁、红外、全息、微机械或半导体系统、装置或设备，或前述的任何适合的组合。

计算机可读介质的更具体实例可包括但不限于便携式计算机软盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦可编程只读存储器(EPROM或闪存)、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、数字通用光盘(DVD)、光储存设备、磁性储存设备、全息存储介质、微机械储存设备、或前述的任何适合的组合。在该文件的上下文中，计算机可读存储介质可以是任何有形的介质，其可包含和/或存储用于和/或结合指令执行系统、装置或设备的计算机可读程序代码。

计算机可读介质也可以是计算机可读信号介质。计算机可读信号介质可包括用其中包括的计算机可读程序代码传播的数据信号，例如，在基带中或作为载波的一部分。这样的传播的信号可以采取任何各种形式，包括但不限于电、电磁、磁、光或其任何适当的组合。计算机可读信号介质可以为不是计算机可读存储介质和可通讯、传播或转化用于或结合指令执行系统、装置或设备的计算机可读程序代码的任何计算机可读介质。包括在计算机可读信号介质中的计算机可读程序代码可以使用任何适当的介质被传送，包括但不限于无线、有线、光纤电缆、射频(RF)等，或前述的任何适合的组合。

在一个实施方式中，计算机可读介质可包括一种或多种计算机可读存储介质和一种或多种计算机可读信号介质的组合。例如，计算机可读程序代码可以通过纤维光缆作为电磁信号被传播，用于通过处理器执行，和储存在RAM储存设备，用于通过处理器执行。

用于进行本发明的方面的操作的计算机可读程序代码可以用一种或多种编程语言的任何组合书写，包括面向对象编程语言，比如Java、Smalltalk、C++等和常规的程序编程语言，比如“C”编程语言或类似的编程语言。计算机可读程序代码可以作为单独的软件包装完全地在用户计算机上、部分地在用户计算机上、部分地在用户计算机上和部分地在远程计算机上或完全地在远程计算机或服务器上被执行。在后一种情况中，远程计算机可以通过任何类型的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)——被连接至用户计算机，或可以连接至外部计算机(例如，使用互联网服务提供商通过互联网)。

本主题可以以其他具体形式被体现，而不背离其精神或实质特性。认为描述的实施方式在各个方面仅是说明性的，并且不是限制性的。落在权利要求的等价形式的含义和范围内的所有改变包含在其范围内。

Claims (16)

1.一种复合面板，包括：

由非导电材料制造的第一层；

印刷至所述第一层上的电阻加热器；

施加至所述第一层上的电容传感器，所述电容传感器可操作地与所述电阻加热器连接；和

与所述电阻加热器和所述电容传感器相邻的第二层，所述电阻加热器和所述电容传感器位于所述第一层和所述第二层之间，并且所述第二层由非导电材料制造；

其中所述电阻加热器配置为至少部分地响应由所述电容传感器感测的输入产生热。

2.根据权利要求1所述的复合面板，其中所述电阻加热器包括印刷至所述第一层上的第一油墨层和印刷至所述第一油墨层上的第二油墨层，所述第一油墨层由第一油墨制造，并且所述第二油墨层由与所述第一油墨不同的第二油墨制造。

3.根据权利要求2所述的复合面板，其中所述第一油墨包括导电油墨，并且所述第二油墨包括切换式正温度系数油墨。

4.根据权利要求1所述的复合面板，其中所述第一层、电阻加热器、电容传感器和第二层一起形成夹层板，所述夹层板具有非平的形状。

5.根据权利要求1所述的复合面板，其进一步包括施加至所述第一层上的加热器控制模块，其中：

所述加热器控制模块配置为至少部分地响应由所述电容传感器感测的输入改变至所述电阻加热器的电压；

所述第二层与所述加热器控制模块相邻；并且

所述加热器控制模块位于所述第一层和所述第二层之间。

6.一种系统，其包括：

复合面板，包括：

由非导电材料制造的第一层；

印刷至所述第一层上的电阻加热器；

施加至所述第一层上的加热器控制模块，其中所述加热器控制模块是可操作的以改变至所述电阻加热器的电压；和

与所述电阻加热器和所述加热器控制模块相邻的第二层，所述电阻加热器和所述加热器控制模块位于所述第一层和所述第二层之间，并且所述第二层由非导电材料制造；

其中所述电阻加热器配置为响应所述电压产生热；和

系统控制模块，其在所述复合面板外部，并且可操作地与所述加热器控制模块连接以至少部分地控制所述加热器控制模块的操作。

7.根据权利要求6所述的系统，其进一步包括乘客输入接收器，其中所述加热器控制模块是可操作的以至少部分地响应经由所述乘客输入接收器由乘客提供的输入改变至所述电阻加热器的所述电压。

8.根据权利要求7所述的系统，其中：

所述乘客输入接收器包括电容传感器，所述电容传感器被施加至所述第一层上并且与所述加热器控制模块通讯地连接以将经由所述电容传感器由所述乘客提供的所述输入传达至所述加热器控制模块；和

所述电容传感器位于所述复合面板的所述第一层和所述第二层之间。

9.根据权利要求7所述的系统，其中所述系统控制模块配置为：

测定是否已经达到温度状况阈值；和

当所述系统控制模块测定已经达到所述温度状况阈值时，防止所述加热器控制模块响应经由所述乘客输入接收器由所述乘客提供的输入改变至所述电阻加热器的所述电压。

10.根据权利要求6所述的系统，其中所述加热器控制模块配置为监测所述电阻加热器的健康状况并且将所述健康状况传达至所述系统控制模块。

11.一种制造复合面板的方法，包括：

提供第一非导电层；

将加热器控制模块施加至所述第一非导电层上；

将电容传感器施加至所述第一非导电层上；

将电阻加热器印刷至所述第一非导电层上；和

将第二非导电层施加至所述加热器控制模块、电容传感器和电阻加热器以形成所述复合面板。

12.根据权利要求11所述的方法，其中将所述电阻加热器印刷至第一非导电层上包括：

使用导电油墨将导电层印刷至所述第一非导电层上；和

使用切换式正温度系数油墨将加热器层印刷至所述导电层上。

13.根据权利要求12所述的方法，其中将所述电容传感器施加至所述第一非导电层上包括将所述电容传感器印刷至所述第一非导电层上。

14.根据权利要求11所述的方法，其中将所述加热器控制模块施加至所述第一非导电层上包括将所述加热器模块印刷至所述第一非导电层上。

15.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括使所述复合面板成形为非平的形状。

16.根据权利要求15所述的方法，其进一步包括使所述复合面板硬化和固化为非平的形状的至少一种。