车辆加热器和车辆加热器的监测方法技术

一种车辆加热器(10)，其具有承载非本安导热层(14)的主体(12)和配置给导热层(14)的温度监测装置(16，18，20，44)。温度监测装置(16，18，20，44)设计成识别并且报告至少三种下述状态：正常操作、可逆故障以及不可逆故障。而且，提出一种车辆加热器(10)的监测方法，在所述方法中识别并且报告下述状态：正常操作、可逆故障以及不可逆故障。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】车辆加热器和车辆加热器的监测方法
本专利技术涉及一种车辆加热器，其包括承载非本安导热层的主体，并且温度监测装置配置给导热层。本专利技术还涉及一种车辆加热器的监测方法。所述主体在两种情况下都可以例如是热交换器，尤其是金属/空气和/或金属/液体热交换器。
技术介绍
与能够通过限制电流自主地防止过度升温的本安导热层(intrinsicallysafeheatconductorlayer)、例如PTC导热层相对比，这里的非本安导热层(non-intrinsicallysafeheatconductorlayer)指代在故障的情况下不明确具有这种避免非安全状态的能力的所有类型的导热层。在不受限于此的情况下，可以例如设置成以相对高的电压(例如250伏特的直流电压)供给非本安导热层，其中，过高电压可以例如在似乎有利的情况下通过脉宽调制向下同步。例如在电动或混合动力车辆中总之经常可用这种电压，所述电压与供给12或24伏特的传统车载供给系统相比相对较高。例如，具有三到八千瓦范围内的性能的电动车辆加热器肯定能够在这种环境下运行，而本专利技术的应用区域反之绝不受限于这种范围的性能或这些车辆类型。例如由专利说明书EP1361089B1可知一种车辆加热器，所述车辆加热器包括形式为非本安加热元件的导热层。根据这篇公开文献，设置三个替代性传感器以监测温度，所述三个替代性传感器用于代表加热元件的热辐射的特定表面检测，其中，加热元件形成为蜿蜒形状的波纹状散热片。这些传感器中的其中一个形成为非接触式红外传感器。接触加热元件的另一传感器设置成在加热元件中集成的电阻丝的形式。文献中建议的第三个传感器也位于加热元件的区域中或集成在加热元件中，并且基于对温度敏感的光纤操作。三个传感器向控制单元发送相关测量信号，所述控制单元产生在故障的情况下安全地停用加热元件或减小加热元件的输出的控制信号。如果在这种车辆加热器中发生永久故障，那么必须假定这种永久故障也将导致在下一操作循环中的过热并且因此(在最佳情况下)重新停用或重新减小输出。
技术实现思路
本专利技术的目的在于进一步开发通用车辆加热器以及用于监测车辆加热器的通用方法，以使得安全性提高。本目的通过独立权利要求的特性解决。本专利技术的有利的实施例和进一步改进将通过从属权利要求呈现。首先提出的是一种车辆加热器，其包括承载非本安导热层的主体，其中，温度监测装置被配置给导热层。温度监测装置设计成使得其识别至少三种下述状态：正常操作、可逆故障以及不可逆故障，并且在这里将它们作为信号报告。车辆加热器的正常操作可以例如假定在高达150℃的温度。可逆故障在水或液体加热装置的情况下例如由于缺失液体或液体静止引起，在可逆故障的情况下，温度将上升超过作为示例所涉及的150℃的值，从而例如当温度达到180℃时，可以引发导热层的临时停用或至少减小输出。如果在极端少见的情况下发生隐燃点或电弧点火可例如给定不可逆故障。然而，这种少见的事件将大体上仅导致局部的极端强烈过热，在这种情况下，例如，能够达到在1000℃范围内的温度。通过在三个提及状态之间识别，例如可以在重新接通、即车辆加热器的新操作循环之前取回最近报告的状况，并且防止在不可逆故障的情况下重新接通，以使得车辆加热器在这种情况下维持永久停用，直到替换或修理发生。由此显著提高安全性，这是因为如果加热装置被再次启用那么尤其是不可逆故障可能导致重新的、极端强烈的、至少局部的过热。可以想到的是，在车辆加热器中，温度监测装置为了检测可逆故障包括检测局部温度的传感器元件。这种传感器元件可以例如是传统PTC或NTC传感器元件。这种传感器元件能够部分地在一些摄氏度范围内非常精确地检测局部温度。因此，它们例如特别适用于检测以上作为示例的从150℃到180℃的升温。还可能的是，为了检测不可逆故障，温度监测装置包括至少分段地配置给导热层的传感器层。这种传感器层于是优选至少能够可靠并且快速检测导热层例如在提及的隐燃点或电弧的情况下将产生的局部且非常强烈的过热。传感器层在这里优选设置在导热层的上方或下方。例如，传感器层可以或多或少地完全覆盖导热层(如果需要，连接区域和类似物可以留为开放)。由于传感器层在最广义上一直是至少分段地平坦层，但是也可以应用例如由一个或多个(可能非常窄)条带构成的传感器层。传感器层可以例如跟随在这里以蜿蜒形式设置的导热层的路径，然而，其中，传感器层优选完全覆盖导热层(如同提及的，如果需要，连接区域可以留为开放)，或传感器层可以覆盖主体的更大区域。例如，如同在俯视图上的矩形传感器层一样，传感器层可以放置在蜿蜒形状导热层上。在这里供选择的两个解决方案是，传感器层被直接安设在导热层上方以使得传感器层至少分段地接触导热层，以及提供至少一个中间层。已经证明特别有效的是，传感器层被调控以使得其电阻或阻抗在局部过热的情况下已经显著改变。借助于这种平面传感器层，例如可以在上述传感器元件能够检测其安装位置处局部升温之前可靠地检测局部过热。至少在一些情况下，明显有利的是，传感器层借助于热喷涂方法形成。尤其选择热喷涂方法作为喷涂方法。通过采用热喷涂方法，传感器层能够在无需将主体暴露于在烧结工艺中常用的温度的情况下制造。与烧结工艺的那些传感器层相比，传感器层这样的喷涂能够以低成本实施，然而，喷涂传感器层的方法对施涂在使用的主体上(或在已经由主体承载的材料上)的耐温性的限制要求显著降低。由于为主体使用喷涂方法，因此，也可以想到使用这样的材料，所述材料在常用烧结工艺中的温度下会熔化、或者材料特性或与特定应用相关的材料特性会以任何其它方式变得不好。可以通过使用适当的喷涂方法例如完全或部分地由铝构成主体。当然也可以为主体想到多种其它材料，这些材料在许多情况下展现良好的导热特性。仅作为示例，可以就此而言参考使用铝合金、玻璃以及陶瓷。作为可以想到的热喷涂方法的示例，应该提到等离子喷涂方法、冷气喷涂方法或火焰喷涂方法。在一些情况下，可能有利的是，也通过利用热喷涂方法形成车辆加热器的其它部件、例如导热层。当前，认为冷气等离子喷涂方法(coldgassprayingmethod)和悬浮火焰喷涂方法(suspensionflamesprayingmethod)特别适用于热喷涂方法。冷气喷涂涉及被加速到高速的气体(例如氮气)，其中，与气体一起高速(例如几倍的声速)传输的颗粒由于高动能而冲击到主体或由主体承载的基底上并且形成致密的紧密粘接层。在悬浮火焰喷涂期间，首先包含待喷涂颗粒的悬浮物被准备好，而后将这种悬浮物注射到火焰中。在这个过程中，液体将至少部分地、优选完全蒸发，并且(在理想情况下)仅相应颗粒将冲击到目标表面上，借此能够产生致密层。在任何情况下，可被想到的用于喷涂传感器层的方法在此具有的共同点在于，主体并非必须被暴露到在烧结工艺中作为标准的高温下。就此而言，可以例如想到的是，主体仅被暴露到800℃以下、650℃以下、或甚至500℃以下的温度。可以理解的是，温度能够被保持得越低，主体(和/或已经布置在主体上的任何其它部件)可用的材料的数量将会增加。就此而言，应该清楚的，短语“暴露到温度”并非格式化地意味着整个主体为此原因被暴露到或必须承受这种温度。实际上，唯一相关的是在于主体没有均匀分段地暴露到可能对主体造成损坏的温度。因此本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车辆加热器(10)，其包括承载非本安导热层(14)的主体(12)和配置给所述导热层(14)的温度监测装置(16，18，20，44)，其特征在于，所述温度监测装置(16，18，20，44)能够识别至少三种下述状态并且将它们作为信号(46)报告：正常操作，可逆故障，以及不可逆故障。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.02.16 DE 102012202379.81.一种车辆加热器(10)，其包括承载非本安导热层(14)的主体(12)和配置给所述导热层(14)的温度监测装置(16，18，20，44)，其特征在于，所述温度监测装置(16，18，20，44)能够识别至少三种下述状态并且将它们作为信号(46)报告：正常操作，可逆故障，以及不可逆故障，其中在重新接通之前取回最近报告的状况，并且防止在不可逆故障的情况下重新接通。2.根据权利要求1所述的车辆加热器，其特征在于，所述温度监测装置(16，18，20，44)为了检测可逆故障包括检测局部温度的传感器元件(44)。3.根据权利要求1或2所述的车辆加热器，其特征在于，所述温度监测装置(16，18，20，44)为了检测不可逆故障包括传感器层(16)，所述传感器层至少分段地配置给所述导热层(14)。4.根据权利要求3所述的车辆加热器(10)，其特征在于，所述传感器层(16)借助于热喷涂方法形成。5.根据权利要求3所述的车辆加热器(10)，其特征在于，所述传感器层(16)至少分段地包括具有正温度系数的电阻或阻抗特性。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·比特策克，T·卡贝利茨，K·格特，D·埃克特，F·韦格纳，H·雷西贝格尔，U·赖因霍尔茨，
申请(专利权)人：韦巴斯托股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE