基于继电器的PTC加热器安全控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于继电器的PTC加热器安全控制系统，包括高压继电器，其与PTC发热体串联；温控开关，其安装在靠近PTC发热体处，且所述温控开关串联在高压继电器线圈的控制回路；PTC主控制器，其与高压继电器控制连接。本发明专利技术通过在PTC发热体供电端设置高压继电器进行控制，当PTC发热体收到加热请求的时候，由PTC主控制器控制高压继电器线圈导通，高压继电器吸合，PTC发热体供电，由IGBT控制PTC发热体功率调节，实现低成本PTC发热体串联控制，提高产品安全和可靠性能。高产品安全和可靠性能。高产品安全和可靠性能。

【技术实现步骤摘要】
基于继电器的PTC加热器安全控制系统


[0001]本专利技术属于新能源汽车、PTC水加热器领域，涉及安全控制技术，具体是一种基于继电器的PTC加热器安全控制系统。

技术介绍

[0002]传统燃油车的发动机，在启动的时候，会产生大量的热量，汽车工程师们利用发动机热量，来给汽车供暖，空调、除霜、除雾、座椅加热等等。然而，在新能源车上，替代发动机的是电机，而电机在工作中产生的热量较之于发动机少之又少；替换汽油的是电池，电池包中电芯对温度也极为敏感，也需要一定的温度环境，来保证其安全有效储存并转化。新能源车需要专用的热源来满足车内及电池合适的温度，PTC水加热器便越来越多的应用的新能源汽车上。
[0003]电动汽车PTC水加热器是利用电能加热防冻液，沿袭燃油汽车的制热系统，解决除霜和车厢取暖、电池保温等一系列问题。PTC发热体又叫PTC加热器，采用PTC陶瓷发热元件与铝管组成。PTC(Pos it ive Temperature Coeff i cient)效应,即正温度系数效应，是指此材料的电阻会随温度的升高而增加。该类型PTC发热体有热阻小、换热效率高的优点，是一种自动恒温、省电的电加热器。突出特点在于安全性能上，任何应用情况下均不会产生如电热管类加热器的表面"发红"现象，从而引起烫伤，火灾等安全隐患。
[0004]PTC水加热器主要用于：车内温度调节、电池温度调节、储能热管理。目前，主流PTC水加热器的控制优点是结构简单，成本较低，但是从整个功能安全和系统可靠性角度看，存在一定的安全隐患。当IGBT短路失效后，PTC发热体会直接工作，导致PTC发热体干烧损坏，影响整车安全和续航里程。
[0005]因此，提供基于继电器的PTC加热器安全控制系统。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供基于继电器的PTC加热器安全控制系统。
[0007]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0008]一种基于继电器的PTC加热器安全控制系统，包括：
[0009]高压继电器，其与PTC发热体串联；
[0010]温控开关，其安装在靠近PTC发热体处，且所述温控开关串联在高压继电器线圈的控制回路；
[0011]PTC主控制器，其与高压继电器控制连接。
[0012]进一步地，所述PTC发热体接收到加热请求时，由PTC主控制器控制高压继电器线圈导通，高压继电器吸合，PTC发热体通电发热。
[0013]进一步地，还包括IGBT，所述IGBT控制PTC发热体功率的调节。
[0014]进一步地，当所述IGBT短路失效，由高压继电器临时控制供电，实现临时加热功能。
[0015]进一步地，当PTC发热体发生干烧，温度高于预设值时，温控开关断开，触发高压继电器控制线圈回路无电流流过，高压继电器断开，PTC发热体供电断开，无高压电，不再加热。
[0016]进一步地，当所述PTC主控制器检测到PTC发热体故障时，关闭高压继电器。
[0017]本专利技术的有益效果：
[0018]本专利技术通过在PTC发热体供电端设置高压继电器进行控制，当PTC发热体收到加热请求的时候，由PTC主控制器控制高压继电器线圈导通，高压继电器吸合，PTC发热体供电，由IGBT控制PTC发热体功率调节，实现低成本PTC发热体串联控制，提高产品安全和可靠性能。
附图说明
[0019]为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。
[0020]图1为本专利技术基于继电器的PTC加热器安全控制系统的结构示意图。
具体实施方式
[0021]如图1所示，一种基于继电器的PTC加热器安全控制系统，包括：高压继电器、温控开关、PTC主控制器、IGBT；高压电的正极与高压继电器之间连接有Fuse(保险丝)，高压继电器位于高压电的正极与PTC发热体之间，所述PTC发热体与高压继电器串联，如图1所示，温控开关的一端接入高压继电器的线圈，温控开关的另一端接PTC主控制器，PTC发热体与IGBT(绝缘栅双极型晶体管)串联，绝缘栅双极型晶体管与高压电负极连接。
[0022]实施例一：
[0023]作为本专利技术提供的一个实施例，优选的，绝缘栅双极型晶体管的发射集连接高压电负极，绝缘栅双极型晶体管的集电极接PTC发热体。
[0024]作为本专利技术提供的一个实施例，优选的，高压继电器与PTC发热体串联，温控开关串联在高压继电器线圈控制回路；PTC主控制器与高压继电器控制连接。
[0025]作为本专利技术提供的一个实施例，优选的，所述PTC发热体接收到加热请求时，由PTC主控制器控制高压继电器线圈导通，高压继电器吸合，PTC发热体通电发热。
[0026]作为本专利技术提供的一个实施例，优选的，还包括IGBT，所述IGBT控制PTC发热体功率的调节。
[0027]作为本专利技术提供的一个实施例，优选的，当所述IGBT短路失效，可由高压继电器临时控制供电，实现临时加热功能。
[0028]作为本专利技术提供的一个实施例，优选的，当PTC发热体发生干烧，温度高于预设值时，温控开关断开，触发高压继电器控制线圈回路无电流流过，高压继电器断开，PTC发热体供电断开，无高压电，不再加热。
[0029]作为本专利技术提供的一个实施例，优选的，当所述PTC主控制器检测到PTC发热体过流或过温等故障时，可关闭高压继电器，防止过热损坏I GBT和PTC发热体。
[0030]实施例二：
[0031]温控开关安装在靠近PTC发热体处，且所述温控开关串联在高压继电器线圈的控制回路，PTC主控制器分别将获取的PTC发热体的温度按照时间顺序依次标记为W
i
，i＝1、2、
3、
…
、n；计算温度的攀升速度V
n
，V
n
＝W
n
‑
W
n
‑1，并进行攀升估计；
[0032]攀升估计的方法为：
[0033]对获取的攀升速度按照时间顺序进行排列，若攀升速度依次增大，且最后一个攀升速度(即当下时间获取的攀升速度)小于预设值X1时，获取预估时间，预估时间＝W/V
n
，其中，W为预设温度；若预估时间小于预设值，则对PTC发热体的温度进行预警，且温控开关断开；
[0034]对获取的攀升速度按照时间顺序进行排列后，若攀升速度依次增大、最后一个攀升速度大于预设值X1且最后一个攀升速度与倒数第二个攀升速度之间的差值大于预设值X2时，则对PTC发热体的温度进行预警，且温控开关断开；
[0035]对获取的攀升速度按照时间顺序进行排列后，若最后一个攀升速度大于预设值X3且最后一次获取的PTC发热体的温度大于预设值X4时，则对PTC发热体的温度进行预警，且温控开关断开；
[0036]更为优选的，当上述预警情况出现时，还进行攀升速度分布状态进行分析，即获取攀升速度对应的方差，当方差小于预设值X4时，继本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于继电器的PTC加热器安全控制系统，其特征在于，包括：高压继电器，其与PTC发热体串联；温控开关，其安装在靠近PTC发热体处，且所述温控开关串联在高压继电器线圈的控制回路；PTC主控制器，其与高压继电器控制连接。2.根据权利要求1所述的基于继电器的PTC加热器安全控制系统，其特征在于，所述PTC发热体接收到加热请求时，由PTC主控制器控制高压继电器线圈导通，高压继电器吸合，PTC发热体通电发热。3.根据权利要求2所述的基于继电器的PTC加热器安全控制系统，其特征在于，还包括IGBT，所述IGBT控制PTC...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨伟强，
申请(专利权)人：苏州易为联科电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：