一种PTC液体加热器及其加热控制方法技术

为解决现有PTC液体加热器进行加热时，可能出现电流峰值点，使得整车启动保护措施，断开高压回路，导致PTC加热模块不能工作的问题，本发明专利技术提供了一种PTC液体加热器及其加热控制方法。PTC液体加热器，包括第一加热模组、第二加热模组、第一开关、第二开关、第一驱动电路、第二驱动电路、高压电路和控制器；第一加热模组包括并联x个PTC加热模块；第二加热模组包括并联y个PTC加热模块；且控制器发送给第一驱动电路的第一逻辑信号和第二驱动电路的第二逻辑信号延时预设时间t。本发明专利技术提供PTC液体加热器，通过上述采用两档分组加PWM控制的方式，可以降低电流冲击，有效防止出现电流峰值点，使得其控制方式更加安全。

A PTC liquid heater and its heating control method

In order to solve the existing PTC liquid heater for heating, possible peak current, makes the vehicle start protection measures, disconnect the high voltage circuit, led PTC heating module does not work, the present invention provides a PTC liquid heater and heating control method thereof. PTC liquid heater, which comprises a first heating module, second heating module, a first switch and a second switch, a first driving circuit, a second driving circuit, the high-voltage circuit and the controller; the first heating module includes a parallel x PTC heating module; second heating module includes a Y parallel PTC heating module; and the controller sends the first driving circuit of the first logic the second driving signal and the second logic signal delay circuit preset time t. The invention provides a PTC liquid heater, which can reduce the current impact and effectively prevent the current peak point through the adoption of the two file grouping and PWM control mode, so that the control mode is more safe.

【技术实现步骤摘要】
一种PTC液体加热器及其加热控制方法
本专利技术涉及新能源汽车空调供暖系统，尤其指其中的PTC液体加热器领域。
技术介绍
随着新能源汽车的快速发展，尤其高压纯电动汽车的发展，整车空调供暖方案随之发生变化，综合其安全、稳定、舒适性，目前的趋势是采用高电压PTC液体加热器，已满足采暖、除霜、除雾等需求。现有PTC液体加热器主要包括若干加热模组、若干控制开关(常见为IGBT)、若干驱动电路、高压电路和控制器；所述加热模组包括若干PTC加热模块；所述控制开关接在所述高压电路和加热模组之间，所述控制开关的控制端与所述驱动电路连接，所述驱动电路连接至控制器；所述高压电路通过所述控制开关为所述加热模组提供电源；所述控制器将控制信号发送给驱动电路，驱动电路生成驱动信号，驱动所述控制开关的通断。上述控制开关、驱动电路和高压电路、控制器常常均安装在一控制板上。目前，现有PTC液体加热器一般采用档位控制的模式，根据用户设置温度选择档位，通过控制各个控制开关的通断来选择对应加热模组进行加热；该种档位通断控温，温度跳变较大，舒适性不足。此外，在设计上述控制板时，随着上述PTC加热模块的个数的不同，其驱动电路、控制开关等的个数也随之改变，也即不同功率、不同型号的PTC液体加热器需设计与之匹配的控制板，不利于平台化；且大功率的PTC液体加热器产品控制板尺寸大，占空间大。档位控制根据加热芯体模块分组数来配置IGBT，分组越多，温度控制越好，舒适性越好，使用的IGBT也越多，成本越高。此外，申请人在研发过程中发现，现有也有部分PTC液体加热器采用PWM控制的方式，其向控制开关输出占空比可变的PWM信号，以控制各加热模块的加热时间，如此，可以有效避免温度跳变。然而，申请人发现该种单纯采用PWM控制的方式，由于PTC加热模块的特性是随着温度的上升，电阻增大；温度下降，电阻下降；因此，如果PTC加热模块的个数较多，当采用满功率(占空比100％)进行加热时，在温度较低的时候，其电流将较大，如果电流超过高压电路中允许的电流峰值点，整车将启动保护措施，断开高压回路，导致PTC加热模块因此不能工作。
技术实现思路
为解决现有PTC液体加热器采用满功率进行加热时，可能出现电流峰值点，使得整车启动保护措施，断开高压回路，导致PTC加热模块不能工作的问题，本专利技术提供了一种PTC液体加热器及其加热控制方法。本专利技术一方面提供了一种PTC液体加热器，包括第一加热模组、第二加热模组、第一开关、第二开关、第一驱动电路、第二驱动电路、高压电路和控制器；所述第一加热模组包括并联x个PTC加热模块；第二加热模组包括并联y个PTC加热模块；所述高压电路用于为所述第一加热模组和所述第二加热模组提供高压电；第一开关串接在所述高压电路和所述第一加热模组之间，第二开关串接接在所述高压电路和所述第二加热模组之间；所述控制器用于接收具有总占空比γ的PWM温控信号，将所述PWM温控信号换算成具有第一占空比γ1的第一逻辑信号和具有第二占空比γ2的第二逻辑信号，并将所述第一逻辑信号发送给第一驱动电路，将第二逻辑信号发送给第二驱动电路；且控制器发送给第一驱动电路的第一逻辑信号和第二驱动电路的第二逻辑信号延时预设时间t；第一驱动电路输入端连接至控制器，接收所述第一逻辑信号；输出端连接所述第一开关的控制端，用于向所述第一开关输出具有第一占空比γ1的第一驱动信号，以控制所述第一开关的通断；第二驱动电路的输入端连接至控制器，接收所述第二逻辑信号；输出端连接所述第二开关的控制端，用于向所述第二开关输出具有第二占空比γ2的第二驱动信号，以控制所述第二开关的通断。进一步地，所述PWM温控信号根据包括用户输入的设置温度T0和温度传感器检测到的当前温度T1在内的参数生成。进一步地，所述PWM温控信号根据包括用户输入的设置温度T0、温度传感器检测到的当前温度T1以及空调出风速度在内的参数生成。进一步地，所述x≤y。进一步地，第一逻辑信号的第一占空比γ1和第二逻辑信号的第二占空比γ2满足如下表达式：其中，当上述表达式中γ1、γ2数值大于等于1时，识别为1；表达式中γ1、γ2数值小于等于0时，识别为0。进一步地，所述第一开关和所述第二开关均为IGBT。进一步地，所述第一开关、第二开关、第一驱动电路、第二驱动电路、高压电路和控制器均设置在一控制板上。进一步地，所述第一加热模组和第二加热模组安装在一内装有冷却液的壳体中，形成加热装置；所述控制板安装在所述加热装置上部，且所述控制板和所述加热装置之间通过一绝缘隔热部件隔离。进一步地，所述加热装置上部还设有一电极板，所述电极板将所述加热装置上各PTC加热模块的电极电连接到所述电极板上，并通过设置在其上的电路引出若干电极柱；所述电极柱与所述电控板电连接。进一步地，所述第一加热模组中的PTC加热模块和第二加热模组中的PTC加热模块穿插布置。本专利技术提供PTC液体加热器的仅划分两个档位，只需将各PTC加热模块分为第一加热模组和第二加热模组，使用两个控制开关通过PWM控制方式控制第一加热模组和第二加热模组，大大节约了成本。其控制方式可兼容各种不同功率的PTC液体加热器，更利于不同结构、不同型号的产品平台化，减少了大功率PTC液体加热器控制舱尺寸，节约空间。通过上述采用两档分组加PWM控制的方式，可以降低电流冲击，有效防止出现电流峰值点，使得其控制方式更加安全。实现了档位无限划分，实现了无极控温，温度跳变呈线性递增或递减，舒适性极好。本专利技术第二方面提供了一种PTC液体加热器的加热控制方法，所述加热控制方法包括如下步骤：控制器接收接收根据包括用户输入的设置温度T0和温度传感器检测到的当前温度T1及空调出风速度在内的参数生成的具有总占空比γ的PWM温控信号，将所述PWM温控信号换算成具有第一占空比γ1的第一逻辑信号和具有第二占空比γ2的第二逻辑信号，并将所述第一逻辑信号发送给第一驱动电路，将第二逻辑信号发送给第二驱动电路；第一驱动电路接收第一逻辑信号，向第一开关输出第一驱动信号，控制所述第一开关的通断，以实现第一加热模组的通断；第二驱动电路接收第二逻辑信号，向第二开关输出第二驱动信号，控制所述第二开关的通断，以实现第二加热模组的通断。进一步地，其具体包括如下步骤：SA、低功率加热步骤：所述PWM温控信号的总占空比γ满足如下表达式：第一加热模组即满足采暖需求，仅启动第一驱动模块驱动第一加热模组工作，第二加热模组不工作；此时控制器发出的第一逻辑信号的第一占空比γ1和第二逻辑信号的第二占空比γ2满足如下表达式：其中，当γ1≥1时，γ1＝1；γ2＝0；SB、高功率加热步骤：所述PWM温控信号的总占空比γ满足如下表达式：此时第一逻辑信号的第一占空比γ1满足如下表达式：γ1＝1；第一加热模组先进行满档工作，延时预设时间t后，启动第二加热模组工作；此时控制器发出的第二逻辑信号的第二占空比γ2满足如下表达式：进一步地，还包括如下步骤：SC、降温步骤：控制器收到的PWM温控信号的总占空比γ＝0；控制器发出的第一逻辑信号的第一占空比γ1满足如下表达式：γ1＝0；关断第一加热模组；经预设时间t后，控制器发出的第二逻辑信号的第二占空比γ2满足如下表达式：γ2＝0；关断第二加热模组。进一步地，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种PTC液体加热器，其特征在于，包括第一加热模组、第二加热模组、第一开关、第二开关、第一驱动电路、第二驱动电路、高压电路和控制器；所述第一加热模组包括并联x个PTC加热模块；第二加热模组包括并联y个PTC加热模块；所述高压电路用于为所述第一加热模组和所述第二加热模组提供高压电；第一开关串接在所述高压电路和所述第一加热模组之间，第二开关串接接在所述高压电路和所述第二加热模组之间；所述控制器用于接收具有总占空比γ的PWM温控信号，将所述PWM温控信号换算成具有第一占空比γ1的第一逻辑信号和具有第二占空比γ2的第二逻辑信号，并将所述第一逻辑信号发送给第一驱动电路，将第二逻辑信号发送给第二驱动电路；且控制器发送给第一驱动电路的第一逻辑信号和第二驱动电路的第二逻辑信号延时预设时间t；第一驱动电路输入端连接至控制器，用于接收所述第一逻辑信号；输出端连接所述第一开关的控制端，用于向所述第一开关输出具有第一占空比γ1的第一驱动信号，以控制所述第一开关的通断；第二驱动电路的输入端连接至控制器，用于接收所述第二逻辑信号；输出端连接所述第二开关的控制端，用于向所述第二开关输出具有第二占空比γ2的第二驱动信号，以控制所述第二开关的通断。...

【技术特征摘要】
1.一种PTC液体加热器，其特征在于，包括第一加热模组、第二加热模组、第一开关、第二开关、第一驱动电路、第二驱动电路、高压电路和控制器；所述第一加热模组包括并联x个PTC加热模块；第二加热模组包括并联y个PTC加热模块；所述高压电路用于为所述第一加热模组和所述第二加热模组提供高压电；第一开关串接在所述高压电路和所述第一加热模组之间，第二开关串接接在所述高压电路和所述第二加热模组之间；所述控制器用于接收具有总占空比γ的PWM温控信号，将所述PWM温控信号换算成具有第一占空比γ1的第一逻辑信号和具有第二占空比γ2的第二逻辑信号，并将所述第一逻辑信号发送给第一驱动电路，将第二逻辑信号发送给第二驱动电路；且控制器发送给第一驱动电路的第一逻辑信号和第二驱动电路的第二逻辑信号延时预设时间t；第一驱动电路输入端连接至控制器，用于接收所述第一逻辑信号；输出端连接所述第一开关的控制端，用于向所述第一开关输出具有第一占空比γ1的第一驱动信号，以控制所述第一开关的通断；第二驱动电路的输入端连接至控制器，用于接收所述第二逻辑信号；输出端连接所述第二开关的控制端，用于向所述第二开关输出具有第二占空比γ2的第二驱动信号，以控制所述第二开关的通断。2.根据权利要求1所述的PTC液体加热器，其特征在于，所述PWM温控信号根据包括用户输入的设置温度T0和温度传感器检测到的当前温度T1在内的参数生成。3.根据权利要求2所述的PTC液体加热器，其特征在于，所述PWM温控信号根据包括用户输入的设置温度T0、温度传感器检测到的当前温度T1以及空调出风速度在内的参数生成。4.根据权利要求3所述的PTC液体加热器，其特征在于，x≤y。5.根据权利要求4所述的PTC液体加热器，其特征在于，第一逻辑信号的第一占空比γ1和第二逻辑信号的第二占空比γ2满足如下表达式：其中，当上述表达式中γ1、γ2数值大于等于1时，识别为1；表达式中γ1、γ2数值小于等于0时，识别为0。6.根据权利要求1所述的PTC液体加热器，其特征在于，所述第一开关和所述第二开关均为IGBT。7.根据权利要求6所述的PTC液体加热器，其特征在于，所述第一开关、第二开关、第一驱动电路、第二驱动电路、高压电路和控制器均设置在一控制板上。8.根据权利要求7所述的PTC液体加热器，其特征在于，所述第一加热模组和第二加热模组安装在一内装有冷却液的壳体中，形成加热装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈永良，陈小冬，杨峰，张达，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44