一种水热PTC加热器及其控制算法制造技术

一种水热PTC加热器及其控制算法，包括电路板，还包括第一壳体、第二壳体、PTC组件和盖板；PTC组件安装在第二壳体中，在第二壳体上分别开设有进液口和出液口，第一壳体安装在第二壳体上，盖板安装在第一壳体上；在第二壳体内底部均匀设置有限位槽，PTC组件包括与限位槽数量一致的PTC加热棒；在第一壳体底部均匀设置有与限位槽数量一致的连接孔，环绕每个连接孔设置有闭合的密封胶槽结构；本发明专利技术解决了现有PTC传热不好、重量重、体积大的问题，本发明专利技术让PTC组件的发热部和冷却液直接进行接触，使得PTC加热器重量更轻，传热更好，加热器的体积小。把控制规则做成一张表，只要检测系统的数量，根据查表来确定系统的控制输出即可，这样也可以增强系统的实时性。也可以增强系统的实时性。也可以增强系统的实时性。

【技术实现步骤摘要】
一种水热PTC加热器及其控制算法


[0001]本专利技术涉及加热器
，具体涉及一种水热PTC加热器及其控制算法。

技术介绍

[0002]在地球资源逐渐减少的情况下，相对于传统的燃油汽车，作为新能源的电动汽车受到大力的推广，因而电动车所需要的PTC加热器的进步也越来越快。
[0003]传统汽车采用汽车发动机的冷却液作为汽车空调暖风的热来源，而对于普通的电动车，只能采用电动的PTC加热器来作为其暖风的热来源。但单纯的电动PTC加热存在着一定的风险。
[0004]现有水热PTC加热器工作原理为，PTC组件或者PTC发热片的热量通过传热流道将热量传递到冷却液中。因PTC片较重，为了传热快以及高强度，往往选用流道壁厚较厚的铸铝结构，或者用传统铝壳PTC组件，传热流道选用质量相对较轻的微通道铝管，通过导热胶粘接导致铝壳、铝管和胶又增加了热阻，不利于传热。因此，为了解决上述问题，需要一种水热PTC加热器及其控制算法。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对现有技术的不足，为解决现有水热PTC传热不好、重量重、体积大的问题，本专利技术通过让PTC组件和冷却液直接接触，使得本专利技术的PTC加热器重量更轻、传热更好、体积小。因此，提出一种水热PTC加热器及其控制算法。
[0006]其中，一种水热PTC加热器，具体技术方案如下：
[0007]一种水热PTC加热器，包括电路板，其特征在于：还包括第一壳体、第二壳体、PTC组件和盖板；
[0008]所述PTC组件安装在所述第二壳体中，在所述第二壳体上分别开设有进液口和出液口，所述第一壳体安装在所述第二壳体上，所述盖板安装在所述第一壳体上；
[0009]在所述第二壳体内底部均匀设置有限位槽，所述PTC组件包括与限位槽数量一致的PTC加热棒；
[0010]在所述第一壳体底部均匀设置有与所述限位槽数量一致的连接孔，环绕每个连接孔设置有闭合的密封胶槽结构；
[0011]该PTC加热棒的底部安装在限位槽内，在所述PTC加热棒的顶部外周设置有密封板，所述密封板贴合在所述密封胶槽结构上，在所述密封板和所述密封胶胶槽之间填充有密封组件，所述PTC组件的电极部从所述连接孔中插入连接到电路板上。
[0012]为更好的实现本专利技术，可进一步为，所述PTC加热棒包括支撑壳体，该支撑壳体一端开口，在该支撑壳体内分别安装有发热片、两块绝缘陶瓷板和电极片，两块电极片相对设置在发热片的两侧，在铝电极片的外侧分别安装有绝缘陶瓷板，在该支撑壳体的两侧分别设置有散热鳞片；
[0013]在所述支撑壳体的开口端外周设置有密封板，所述电极片的电极端子从所述支撑
壳体的开口端内伸出。
[0014]进一步地，在所述第一壳体上分别开设有高压接插槽和低压接插槽，所述高压接插件安装在所述高压接插槽中，所述低压接插件安装在所述低压接插槽中。
[0015]进一步地，在限位槽内设沿长度方向均匀设置有弹性凸点。
[0016]进一步地，所述密封胶槽为矩形结构。
[0017]进一步地，在电路板上设置有IGBT组件，该IGBT组件由IGBT压板固定，所述IGBT组件靠近进液口。
[0018]其中，一种水热PTC加热器控制算法，其特征在于：包括如下步骤：
[0019]S1：将控制系统中参数初始化；
[0020]S2：控制器分别采集到进水口温度r(k)和出水口温度c(k)；
[0021]S3：计算误差e(k)＝r(k)
‑
c(k)；
[0022]两次误差变化量e
c
(k)＝e2(k)
‑
e1(k)；
[0023]S4：如果控制系统判断e(k)>2℃，则进入S5，如果e(k)≤2℃，进入到步骤S7；
[0024]S5：控制系统通过查询模糊规则表确定输出u(k)；
[0025]S6：控制系统驱动IGBT动作，控制PTC通断，来达到升高或降低冷却液的温度，使之在控制在e(k)≤2℃精度之内；
[0026]S7：；若e(k)＜1℃，则进入S8，若系统判断1℃≤e(k)≤2℃，则进入S9；
[0027]S8：控制系统直接计算PID控制参数得到输出u(k)，控制PTC通断，来达到升高或降低冷却液的温度，使之在保持在e(k)≤1℃精度之内，进入S10；
[0028]S9：则控制系统判断先进性积分器分立，令Ki＝0，则进行PD控制，计算分离积分器后的PD控制参数，通过确定PD控制算出输出u(k)，控制PTC通断，来达到升高或降低冷却液的温度，使之在保持在e(k)≤1℃精度之内；
[0029]S10：重复S1
‑
S9，调节PTC进水温度和出水温度，使得误差保持在1℃以内，达到控制要求。
[0030]本专利技术的有益效果为：本专利技术解决了现有PTC传热不好、重量重、体积大的问题，本专利技术让PTC组件的发热部和冷却液直接进行接触，使得PTC加热器重量更轻，传热更好，加热器的体积小。把控制规则做成一张表，只要检测系统的数量，根据查表来确定系统的控制输出即可，这样也可以增强系统的实时性。采用的PID控制算法具有结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便等优点。
附图说明
[0031]图1为本专利技术爆炸示意图；
[0032]图2为第一壳体结构图；
[0033]图3为本专利技术俯视图；
[0034]图4为图3的C
‑
C剖视图；
[0035]图5为本专利技术去盖板结构图；
[0036]图6为第二壳体内部结构图；
[0037]图7为图6中的A放大图；
[0038]图8为加热棒结构图；
[0039]图9为整体流程图；
[0040]图10为e(k)、e
c
(k)、u(k)的隶属度函数曲线；
[0041]图11为模糊控制规则表；
[0042]图12为模糊控制系统框图；
[0043]图13为为采用模糊PID控制后，实测进水口和出水口各温度点的情况；
[0044]图中附图说明为，电路板1、盖板2、第二壳体3、第一壳体4、PTC加热棒5、支撑壳体5
‑
1、发热片5
‑
2、绝缘陶瓷板5
‑
3、电极片5
‑
4、电极保护套5
‑
5、密封板5
‑
6、密封胶槽6、密封组件6
‑
1、连接孔7、限位槽8、进液口9、出液口10、IGBT组件11、IGBT压板12、高压接插件13、低压接插件14、散热翅片15、弹性凸点16。
具体实施方式
[0045]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水热PTC加热器，包括电路板，其特征在于：还包括第一壳体、第二壳体、PTC组件和盖板；所述PTC组件安装在所述第二壳体中，在所述第二壳体上分别开设有进液口和出液口，所述第一壳体安装在所述第二壳体上，所述盖板安装在所述第一壳体上；在所述第二壳体内底部均匀设置有限位槽，所述PTC组件包括与限位槽数量一致的PTC加热棒；在所述第一壳体底部均匀设置有与所述限位槽数量一致的连接孔，环绕每个连接孔设置有闭合的密封胶槽结构；该PTC加热棒的底部安装在限位槽内，在所述PTC加热棒的顶部外周设置有密封板，所述密封板贴合在所述密封胶槽结构上，在所述密封板和所述密封胶胶槽之间填充有密封组件，所述PTC组件的电极部从所述连接孔中插入连接到电路板上。2.根据权利要求1所述一种水热PTC加热器，其特征在于：所述PTC加热棒包括支撑壳体，该支撑壳体一端开口，在该支撑壳体内分别安装有发热片、两块绝缘陶瓷板和电极片，两块电极片相对设置在发热片的两侧，在铝电极片的外侧分别安装有绝缘陶瓷板，在该支撑壳体的两侧分别设置有散热鳞片；在所述支撑壳体的开口端外周设置有密封板，所述电极片的电极端子从所述支撑壳体的开口端内伸出。3.根据权利要求2所述一种水热PTC加热器，其特征在于：在所述第一壳体上分别开设有高压接插槽和低压接插槽，所述高压接插件安装在所述高压接插槽中，所述低压接插件安装在所述低压接插槽中。4.根据权利要求3所述一种水热PTC加热器，其特征在于：在限位槽内设沿长度方向均匀设置有弹性凸点。5.根据权利要求4所述一种水热PTC加热器，其特征在于：所述密封胶...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄进，
申请(专利权)人：重庆工业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：