一种用于燃料电池汽车的独立采暖系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于燃料电池汽车的独立采暖系统，包括暖通空调、与暖通空调出口连通的蓄水壶、与该蓄水壶连通的循环水泵，其特征是：一水暖式PTC加热器的进水口与所述循环水泵连通，该水暖式PTC加热器的出水口与所述暖通空调的进口连通，在所述暖通空调的出口与蓄水壶连通的管路上设有水温传感器；还包括一控制器，该控制器与所述水暖式PTC加热器、水温传感器和循环水泵电连接；所述水暖式PTC加热器、暖通空调、循环水泵和控制器与车载电源连接。本发明通过加热循环水的方式为暖通空调供热，为乘员舱供暖，热交换效率高，暖通空调自身结构无需任何调整，除霜、除雾功能也能得到保证。
【专利说明】一种用于燃料电池汽车的独立采暖系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及的是一种用于燃料电池汽车的独立采暖系统。
【背景技术】
[0002] 相对于传统燃油发动机驱动的车辆，氢燃料电池汽车无法利用发动机冷却水的热 量为乘员舱供暖。部分同类车型在暖通空调的风道中直接内置热敏电阻，通过加热空气提 供热风。如CN 201633497 U公开的"一种电动汽车空调采暖装置"，其包括鼓风机、蒸发器和 暖风机，在暖风机壳体内安装有电加热装置，电加热装置的电源线穿过暖风机壳体与整车 电源线相接，由整车电源提供加热电源，加热装置的控制线为低压线，与车内的空调控制器 相连接，由空调控制器进行控制。所述暖风机的电加热装置是电加热芯体安装在加热装置 外壳中组成，在电加热芯体的控制线路上安装有温控器和熔断开关。在电动汽车上通过设 置本装置，可以弥补由电动汽车冷却系统的冷却水提供热量存在的不足，能够有效满足车 室内的采暖要求，保证电动车乘坐的舒适性。但该方案有一定的不足，热交换效率较低，造 成热风强度不足，除霜、除雾功能有一定的影响。因此，需要开发一种外置的独立采暖系统。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种用于燃料电池汽车的独立采暖系统，其通过加热循环水 的方式为暖通空调供热，，为乘员舱供暖，热交换效率高，暖通空调自身结构无需任何调整， 除霜、除雾功能也能得到保证。
[0004] 本发明所述的一种用于燃料电池汽车的独立采暖系统，包括暖通空调、与暖通空 调出口连通的蓄水壶、与该蓄水壶连通的循环水泵，其特征是：一水暖式PTC加热器的进水 口与所述循环水泵连通，该水暖式PTC加热器的出水口与所述暖通空调的进口连通，在所 述暖通空调的出口与蓄水壶连通的管路上设有水温传感器；还包括一控制器，该控制器与 所述水暖式PTC加热器、水温传感器和循环水泵电连接；所述水暖式PTC加热器、暖通空调、 循环水泵和控制器与车载电源连接。
[0005] 进一步，所述水暖式PTC加热器包括底座、连接在该底座上的上盖，在所述底座与 上盖从下至上依次设有水套、PTC加热芯体；所述进水口设在底座的一端，所述出水口设在 底座的另一端。
[0006] 进一步，所述PTC加热芯体由导热基板、设在该导热基板上面的多组热敏电阻和 设在该导热基板下面边缘的密封圈构成。
[0007] 进一步，所述水套内设有多条坚直的细纹管路。
[0008] 所述水暖式 PTC 加热器（PTC 是 Positive Temperature Coefficient 的缩写，意思 是正的温度系数，泛指正温度系数很大的半导体材料或元器件)，为高电压水暖式PTC加热 器，最大功率可以达到5. 5KW，额定电压380V，布置在车身前舱，通过PTC加热芯体加热防冻 液。该水暖式PTC加热器具有高压断路、短路、电流、温度等自保护功能。
[0009] 所述循环水泵为电动离心泵，为整个系统回路提供流动动力，水泵流量设计为 7. 5L/m (每分钟多少升)，压力为7kpa，额定电压为12V。
[0010] 所述水温传感器，可以检测暖通空调【暖通空调的主要功能包括：采暖、通风和空 气调节这三个方面，缩写HVAC(Heating, Ventilating and Air Conditioning)】，取这三个 功能的综合简称，即为暖通空调）出水口防冻液的水温。
[0011] 所述控制器，可以根据电池电量、出水口温度、乘员舱温度、环境温度等参数控制 水暖式PTC加热器功率。
[0012] 本发明的有益效果是，由于采用水暖式PTC加热器构成独立的采暖系统，利用PTC 加热芯体对防冻液进行加热，利用循环水泵将防冻液送入暖通空调，对乘员舱进行加热，从 而实现了除霜、除雾，采暖功能。该系统结构简单、安全可靠，满足了低温工况下燃料电池汽 车的采暖需求，可以推广应用到纯电动汽车、插电式混合动力车等新能源汽车。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 图1为本发明的结构示意图； 图2为水暖式PTC加热芯结构示意图； 图3为PTC加热芯体结构示意图； 图4为图3的后视图； 图5为水套的结构示意图； 图6为图5的A -A断面图； 图7为控制器与水暖式PTC加热器、水温传感器和循环水泵电连接示意图。
[0014] 图中：1 -出水口，2 -底座，3 -水套，4 -上盖，5 - PTC加热芯体，6 -进水口， 7 -导热基板，8 -热敏电阻，9 一密封圈，10 -细纹管路；13 -水暖式PTC加热器，14 一暖 通空调，15 -水温传感器，16 -蓄水壶，17 -循环水泵，18 -控制器。
【具体实施方式】
[0015] 下面结合附图对本发明作进一步的描述。
[0016] 参见图1至图7,所述的一种用于燃料电池汽车的独立采暖系统，包括暖通空调 14、与暖通空调出口连通的蓄水壶16、与该蓄水壶连通的循环水泵17,其特征是：一水暖式 PTC加热器13的进水口 6与所述循环水泵17连通，该水暖式PTC加热器13的出水口 1与 所述暖通空调14的进口连通，在所述暖通空调14的出口与蓄水壶16连通的管路(橡胶水 管)上设有水温传感器15 ;还包括一控制器18,该控制器与所述水暖式PTC加热器13、水温 传感器15和循环水泵17电连接；所述水暖式PTC加热器13、暖通空调14、循环水泵17和 控制器18与车载电源连接。
[0017] 进一步，所述水暖式PTC加热器13包括底座2、连接在该底座上的上盖4,在所述 底座与上盖从下至上依次设有水套3、PTC加热芯体5 ;所述进水口 6设在底座2的一端，所 述出水口 1设在底座2的另一端。上盖4将PTC加热芯体5和水套3叠加压入底座2中形 成密封腔体。防冻液从进水口 6中进入PTC加热芯体，防冻液加热后从出水口 1输送至暖 通空调中。
[0018] 进一步，所述PTC加热芯体5由导热基板7、设在该导热基板上面的多组热敏电阻 8和设在该导热基板下面边缘的密封圈9构成。在导热基板7上表面中共嵌入三组热敏电 阻8,热敏电阻表面覆盖绝缘层，防止其直接与空气接触。三组热敏电阻通过导线并联，由控 制器根据电池电量、水温、车内温度决定三组热敏电阻的工作功率，形成一个完整的带有温 控功能的PTC加热芯体。
[0019] 进一步，所述水套3内设有多条坚直的细纹管路10。水套3由铝合金铸造，其外形 与底座2的内腔相同，可直接套入底座2中，便于防冻液的流动和充分受热。
[0020] 在安装过程中，PTC加热芯体5在上盖4的压力下将水套3压入底座2的内腔中， PTC加热芯体5下表面与底座2上表面间设计了密封圈9，防止防冻液流入PTC热敏电阻中， 造成电路系统的短路。
[0021] 所述水暖式PTC加热器13、循环水泵17、水温传感器15、蓄水壶16、暖通空调14 之间均通过橡胶水管连接。
[0022] 当PTC加热芯体工作时，产生的热量通过导热基板7传递到水套3,将流经水套内 的防冻液进行加热。所述循环水泵17将蓄水壶16中的防冻液泵入水暖式PTC加热器13， 水暖式PTC加热器13利用热敏电阻的热量加热防冻液，被加热的防冻液通过管路输送至暖 通空调14中，由鼓风机将热量输送至乘员舱，完成采暖功能。放热后的防冻液再通过管路 回流至蓄水壶16中。控制器18根据水温传感器15测量的暖通出水口温度，控制水暖式 PTC加热器的工作功率及循环水泵的流量，实时为乘员舱精确提供合适的采暖温度。
【权利要求】
1. 一种用于燃料电池汽车的独立采暖系统，包括暖通空调（14)、与暖通空调出口连通 的蓄水壶（16)、与该蓄水壶连通的循环水泵（17)，其特征是：一水暖式PTC加热器（13)的 进水口（6)与所述循环水泵（17)连通，该水暖式PTC加热器（13)的出水口（ 1)与所述暖通 空调（14)的进口连通，在所述暖通空调（14)的出口与蓄水壶（16)连通的管路上设有水温 传感器（15);还包括一控制器（18)，该控制器与所述水暖式PTC加热器（13)、水温传感器 (15)和循环水泵（17)电连接；所述水暖式PTC加热器（13)、暖通空调（14)、循环水泵（17) 和控制器（18)与车载电源连接。
2. 根据权利要求1所述的一种用于燃料电池汽车的独立采暖系统，其特征是：所述水 暖式PTC加热器（13)包括底座（2)、连接在该底座上的上盖（4)，在所述底座与上盖从下至 上依次设有水套（3)、PTC加热芯体（5);所述进水口（6)设在底座（2)的一端，所述出水口 (1)设在底座（2 )的另一端。
3. 根据权利要求1或2所述的一种用于燃料电池汽车的独立采暖系统，其特征是：所 述PTC加热芯体（5)由导热基板（7)、设在该导热基板上面的多组热敏电阻（8)和设在该导 热基板下面边缘的密封圈（9)构成。
4. 根据权利要求2所述的一种用于燃料电池汽车的独立采暖系统，其特征是：所述水 套（3)内设有多条坚直的细纹管路（10)。
【文档编号】B60H1/22GK104044433SQ201410303708
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年6月30日 优先权日:2014年6月30日
【发明者】刘鑫, 周波 申请人:重庆长安汽车股份有限公司