PTC辐射加热系统及方法技术方案

提供了用于通过PTC辐射贴片进行辐射加热的系统和方法。一种用于使封闭空间的乘员变暖的辐射加热系统包括贴片以朝向所述乘员向所述封闭空间辐射热量。电源向所述贴片供应电功率。控制器基于所述封闭空间中的温度并基于所述贴片在所述封闭空间内的位置来控制供应到所述贴片的电功率。

【技术实现步骤摘要】
PTC辐射加热系统及方法
本公开总体上涉及用于控制空间温度的系统和方法，并且更具体地涉及具有正热系数(PTC)辐射加热装置的系统。
技术介绍
以较低成本和较高燃料效率提供足够热舒适性的HVAC系统的开发是有挑战性的。为空间的乘员提供舒适环境通常涉及通过使用气候控制(诸如通过暖通空调(HVAC)系统)进行调节。提供HVAC系统使得能够通过添加热量到空间或从空间中去除热量来为乘员保持舒适的环境。因此，HVAC系统用于抵消不需要的热量或低温。特别是当空间已经长时间未加热时，此类系统通常在启动与实现期望的舒适度之间具有时间滞后。当发生热量损失或渗透或者当周围部件处于低温时，乘员感觉冷，并且HVAC系统仅通过使内部空气变暖来间接地解决这些根本原因。在车辆应用中，当前的动力传动系统趋势指示，随着发动机变得更具燃料效率，来自这些发动机的废热量显著减少。这尤其是在车辆操作的冷浸、暖机阶段期间在提供车辆乘员的热舒适度方面产生了另外的挑战。对于具有替代动力传动系统的车辆，诸如混合动力车辆和电动车辆，问题变得更具挑战性，因为内燃机几乎没有废热。因此，在某些应用中，HVAC系统可具有不期望的长响应时间或有限的空间加热容量。在其它应用中，优选地减少HVAC系统的能量使用。因此，期望提供高效且有效地为广泛应用提供加热的系统和方法。此外，结合附图和前述
和
技术介绍
，从随后的详细描述和所附权利要求中，用于热控制的系统结构和方法的其它期望特征和特性将变得显而易见。
技术实现思路
提供了使用PTC贴片的辐射加热系统和方法。在许多实施例中，一种用于使封闭空间的乘员变暖的辐射加热系统包括贴片，其被配置为朝向所述乘员向所述封闭空间辐射热量。至少一个其它贴片还被配置为朝向所述乘员向所述封闭空间辐射热量。电源被配置为向所述贴片供应电功率。控制器被配置为基于所述封闭空间中的温度并基于所述贴片在所述封闭空间内的位置来控制供应给所述贴片的电功率。在另外的实施例中，所述控制器基于乘员舒适度来控制电功率供应。在另外的实施例中，所述辐射加热系统与包括鼓风机的HVAC系统相关联。所述控制器被配置为向所述贴片供应电流并且当所述封闭空间中的温度低于舒适范围时使所述鼓风机停止。在另外的实施例中，传感器被配置为确定所述封闭空间外部的环境温度，并且另一传感器被配置为确定所述封闭空间内部的车厢温度。所述控制器被配置为基于所述环境温度和所述车厢温度来控制到所述贴片的电流供应。在另外的实施例中，所述封闭空间是车辆的车厢，其中一个贴片位于下部仪表板上，而另一个贴片位于车门上。所述控制器被配置为在给定温度下减少到第一贴片的功率，同时保持对第二贴片的恒定功率水平。在另外的实施方案中，所述贴片各自由正热系数材料组成，所述正热系数材料表现出随着所述贴片的贴片温度升高而呈指数增加的电阻。在另外的实施例中，所述贴片被配置为在设定温度以上几乎不使用功率，同时所述电源保持接通。在许多其它实施例中，一种用于使具有车厢的车辆的乘员变暖的辐射加热系统，所述系统包括贴片，所述贴片被配置为朝向所述乘员向所述封闭空间辐射热量。电源与所述贴片连接。HVAC系统被配置为将所述车厢调节到设定温度。控制器被配置为控制所述电源以向所述贴片供应电流并控制HVAC系统。基于所述设定温度协调控制所述电源和所述HVAC系统。在另外的实施例中，所述控制器被配置为确定所述车厢中的等效均匀温度，并且当所述等效均匀温度接近所述设定温度时，发信号通知所述电源减小到所述贴片的电流。在另外的实施例中，所述HVAC系统包括鼓风机，并且所述控制器被配置为当到所述贴片的所述电流减小时增加所述鼓风机的速度。在许多另外的实施例中，一种使封闭空间的乘员变暖的方法包括将辐射贴片定位在给定位置处以将热量朝向所述乘员辐射到所述封闭空间中。另一个辐射贴片定位在另一个位置处以朝向所述乘员向所述封闭空间辐射热量。电源与所述贴片连接。控制器监控所述封闭空间中的温度。基于所述封闭空间中的温度并基于所述贴片在所述封闭空间内的位置来从所述电源向所述贴片供应电功率。在另外的实施例中，所述封闭空间是车辆。一个辐射贴片定位在下仪表板上，而另一个辐射贴片定位在车门上。在给定温度下，所述控制器减小到所述一个贴片的电功率，同时保持到所述另一个贴片的恒定电功率水平。在另外的实施例中，另一个辐射贴片定位在所述车辆的车顶上。当所述温度低于阈值温度时，向所有辐射贴片供应电功率。在另外的实施方案中，使用所述温度确定所述封闭空间中的等效均匀温度。当所述等效均匀温度接近设定温度时，发信号通知所述电源减小到所述贴片的电流。在另外的实施方案中，所述贴片由正热系数材料制成，所述正热系数材料表现出随着所述贴片的贴片温度升高而呈指数增加的电阻。在另外的实施例中，HVAC系统将所述封闭空间调节到设定温度。基于所述温度协调控制所述电源和所述HVAC系统，其中所述温度表征所述乘员的舒适度。附图说明下文将结合以下附图描述示例性实施例，其中相同标号表示相同元件，且其中：图1是根据各种实施例的包括PTC辐射加热的车辆的示意图；图2是根据各种实施例的示出图1的车辆的PTC辐射加热系统的框图；图3是根据各种实施例的用于图1的车辆的自动气候控制的图；图4是根据各种实施例的用于为图1的PTC辐射贴片供电的PWM百分比与EHT的图形；图5是根据各种实施例的用于图1的PTC贴片的电阻和功率与PTC贴片温度的图形；图6是根据各种实施例的身体部分的EHT与目标辐射加热的图形；以及图7是根据各种实施例的基于视角系数使用PTC贴片进行目标辐射加热的图示。具体实施方式以下详细描述本质上仅是示例性的，并且不旨在限制本申请或其用途。此外，不存在被任何前述的
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技术介绍
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技术实现思路
或具体实施方式中提出的任何明确的或暗示的理论约束的意图。如本文所使用，术语模块是指个别或呈任何组合的任何硬件、软件、固件、电子控制部件、处理逻辑和/或处理器装置，包括但不限于：专用集成电路(ASIC)、电子电路、处理器(共享、专用或成组)和执行一个或多个软件或固件程序的存储器、组合逻辑电路和/或提供所述功能性的其它合适部件。本公开的实施例在本文可以依据功能和/或逻辑块部件和各个处理步骤来描述。应当明白的是，这些块部件可以由被配置为执行指定功能的任何数量的硬件、软件和/或固件部件来实施。例如，本公开的实施例可以采用各种集成电路部件(例如，存储器元件、数字信号处理元件、逻辑元件、查找表等，其可以在一个或多个微处理器或其它控制装置的控制下执行多种功能)。另外，本领域技术人员将明白的是，本公开的实施例可以结合任何数量的系统来实践，且本文所述的系统仅仅是本公开的示例性实施例。为了简明起见，本文可以不详细描述与信号处理、数字传输、信令、控制以及该系统(和该系统的单个操作部件)的其它功能方面有关的常规技术。另外，本文所包括的各个图式中所示的连接线旨在表示各个元件之间的示例性功能关系和/或物理联接。应当注意的是，在本公开的实施例中可以存在许多替代或附加的功能关系或物理连接。如下面更详细描述的，PTC辐射贴片在诸如机动车辆的乘员舱室等封闭空间的内部中实施。通过几乎瞬时的辐射热以低功耗实现快速的乘员热舒适。PTC贴片系统通过自调节功率特性来避免包括车厢在内的过热。P本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于使封闭空间的乘客变暖的辐射加热系统，所述系统包括：第一贴片，其被配置为朝向所述乘员向所述封闭空间辐射热量；第二贴片，其被配置为朝向所述乘员向所述封闭空间辐射热量；电源，其被配置为向所述第一和第二贴片供应电功率；以及控制器，其被配置为基于所述封闭空间中的温度并基于所述贴片在所述封闭空间内的位置来向所述第一和第二贴片供应所述电功率。

【技术特征摘要】
2018.04.16 US 15/9537381.一种用于使封闭空间的乘客变暖的辐射加热系统，所述系统包括：第一贴片，其被配置为朝向所述乘员向所述封闭空间辐射热量；第二贴片，其被配置为朝向所述乘员向所述封闭空间辐射热量；电源，其被配置为向所述第一和第二贴片供应电功率；以及控制器，其被配置为基于所述封闭空间中的温度并基于所述贴片在所述封闭空间内的位置来向所述第一和第二贴片供应所述电功率。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器基于乘员舒适度来控制电功率供应。3.根据权利要求2所述的系统，其包括暖通空调系统，所述暖通空调系统包括鼓风机，其中所述控制器被配置为向所述第一和第二贴片供应电流并且当所述封闭空间中的所述温度低于舒适范围时使所述鼓风机停止。4.根据权利要求1所述的系统，其包括：第一传感器，其被配置为确定所述封闭空间外部的环境温度；以及第二传感器，其被配置为确定所述封闭空间内部的车厢温度；并且其中所述控制器被配置为基于所述环境温度和所述车厢温度来控制到所述第一和第二贴片的电流供应。5.根据权利要求1所述的系统，其中所述封闭空间是车辆的车厢并且包括：下仪表板，所述第一贴片定位在其上；以及车门，其中所述第二贴片定位在其上；其中所述控制器被配置为在给定温度下减少到所述第一贴片的所述功率，...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·韩，S·考希克，KH·陈，CH·颜，B·卡里奇，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US