车辆辅助加热系统和车辆的制作方法

本实用新型涉及车辆辅助装置领域，并且更具体而言，涉及一种在车辆发动机的启停功能开启时使用的车辆辅助加热系统以及车辆。

背景技术：

在现有技术中，发动机的余热常用于在寒冷天气下对车辆内部进行加热。典型地，在车辆发动机启动之后，发动机中的循环水将会吸收来自发动机的热量，并且同样地位于发动机中的机械泵将热的水输送到车辆空调内的加热芯体中。车辆空调开启并且在车辆空调内的鼓风机将推动冷的空气通过加热芯体，来使空气与加热芯体中的水进行热交换，使得冷的空气的温度升高来形成热的空气。热的空气随后被输送进入车辆乘坐空间来进行加热。

随着车辆环保技术的日益普及，越来越多的车辆开始采用具有启停功能的发动机。此类发动机能够在车辆速度较低的怠速状态下或在车辆临时停车(例如，在等待红灯时)时使发动机自动熄火，并且在车辆需要继续前进时使发动机自动重新启动。然而，发动机熄火会导致其附带的机械泵也停止工作，从而停止向车辆空调提供热的循环水。如果在寒冷天气下车辆发动机长时间处于熄火状态，则将会无法通过前述方法来向车辆乘坐空间提供热量。为了解决这一问题，常采用的方法是强行启动发动机来供热。

为了解决上述问题，常见的解决方案是在车辆空调之内安装空气侧PTC(Positive Temperature Coefficient，正温度系数)加热器来对即将进入车辆乘坐空间的空气流进行加热，该空气侧PTC加热器可为采用12V电压的低电压PTC加热器或采用300V电压的高电压PTC加热器。然而，一方面，由于受到最大电流的限制，低电压PTC加热器的功率通常不会超过1000W，因此可能会出现无法满足加热需求的情况；另一方面，高电压PTC加热器将会在车辆乘坐空间中引入高电压，这带来了安全隐患。

因此，所期望的是设计一种车辆辅助加热系统，其不仅能够在车辆发动机的启停功能启用时向车辆乘坐空间提供足够的热量，而且不会因此在车辆乘坐空间中引入高电压。

技术实现要素：

本实用新型的一个目的在于提供一种车辆辅助加热系统，其在发动机的启停功能启用的情况下通过加热装置来长时间地向车辆乘坐空间提供足够的热量，而不会向车辆乘坐空间引入高压电，从而在提供足够的供热的同时保证了安全性。本实用新型的另一个目的在于提供一种车辆，该车辆上设置有上述车辆辅助加热系统。

本实用新型的目的是通过如下技术方案实现的：

一种车辆辅助加热系统，其包括：

发动机热交换装置，其位于具有启停功能的车辆发动机中；

空调装置，其包括加热芯体，空调装置构造为将管线中的工作介质的热量传递至车辆乘坐空间，并且管线构造为使发动机热交换装置与加热芯体串联并成流体连通；

其中，车辆辅助加热系统还包括：

加热控制装置，其包括泵、第一加热器和控制器，其中，至少第一加热器与车辆乘坐空间隔离，泵和加热器串联在管线中，控制器与泵和第一加热器电气地联接，控制器被设置为从发动机控制模块或整车控制模块接收发动机启停信号和管线中的工作介质温度信号，以在车辆发动机启停时控制泵来输送管线中的工作介质，并且在管线中的工作介质的温度下降到预设值以下时控制第一加热器来加热在管线中的工作介质。

备选地，加热控制装置还包括温度传感器，其中，温度传感器被设置为检测管线中的工作介质的温度，并且控制器与温度传感器、泵、加热器和发动机热交换装置电气地连接，控制器被设置为从发动机热交换装置直接接收发动机启停信号，并且从温度传感器直接接收管线中的工作介质温度信号，以在车辆发动机启停时控制泵来输送管线中的工作介质，并且在管线中的工作介质的温度下降到预设值以下时控制第一加热器来加热在管线中的工作介质。

备选地，空调装置还包括鼓风机，鼓风机被设置为使空气与加热芯体中的工作介质传递热量并且输送空气。

备选地，空调装置还包括第二加热器，并且加热控制装置构造为在加热需求小于预定值时仅控制第二加热器运行，并且在加热需求大于等于预定值时控制第一加热器和第二加热器运行。

备选地，第二加热器为利用12V的电压来加热的低电压PTC加热器。

备选地，第一加热器为利用300V的电压来加热的高电压PTC加热器。

备选地，第一加热器安置于车辆发动机舱内来与车辆乘坐空间隔离。

备选地，发动机热交换装置为发动机水套，并且温度传感器设置于发动机水套的出口处。

备选地，泵为电子泵。

一种车辆，其设置有上述车辆辅助加热系统。

本实用新型的有益效果在于：本车辆辅助加热系统具有结构简单、设计合理、易于制造、使用可靠且寿命长等诸多优点，采用本实用新型尤其能够在发动机的启停功能启用的情况下通过加热装置来长时间地向车辆乘坐空间提供足够的热量，而不会向车辆乘坐空间引入高压电，从而在提供足够的供热的同时保证了安全性。

附图说明

以下将结合附图和优选实施例来对本实用新型进行进一步详细描述，在其中：

图1是现有技术的发动机供热系统的布置示意图。

图2是本实用新型的车辆辅助加热系统的一个实施例的布置示意图。

图3是本实用新型的车辆辅助加热系统的另一个实施例的布置示意图。

图4是本实用新型的车辆辅助加热系统的另一个实施例的布置示意图。

具体实施方式

以下将参考附图来详细描述本实用新型的优选实施例。本领域中的技术人员将领会的是，这些描述仅为描述性的、示例性的，并且不应被解释为限定了本实用新型的保护范围。

首先，需要说明的是，在本文中所提到的顶部、底部、朝上、朝下等方位用语是相对于各个附图中所示的活塞来定义的，它们是相对的概念，并且因此能够根据其所处于的不同位置和不同的实用状态而变化。所以，不应将这些或其他方位用语理解为限制性用语。

此外，还应当指出的是，对于本文的实施例中描述或隐含的任意单个技术特征，或在附图中示出或隐含的任意单个技术特征，仍能够在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行组合，从而获得未在本文中直接提及的本实用新型的其他实施例。

在不同的附图中，相同的参考标号代表相同的元件或部分。需要说明的是，出于清楚的目的，在图中仅示出了本发明的实施例必需的元件和部件。

需要说明的是，本说明书中所描述的高电压和低电压指的是对本领域中的技术人员已知的可在车辆上应用的电压，例如，高电压或高压可为大约300V的电压，并且低电压或低压可为大约12V的电压。

图1是现有技术的发动机供热系统的布置示意图。其中，发动机热交换装置1带有机械泵(未示出)并且位于车辆发动机中。发动机热交换装置1与空调装置2通过管线8和9来形成流体连通并形成环路结构。空调装置2包括示意性地图示的外壳22，以及位于外壳22内部的鼓风机23、加热芯体20和空气侧PTC加热器21。工作介质可通过管线8与9、发动机热交换装置1和加热芯体20所形成的环路中运动。

在使用中，如图1中所示，来自发动机热交换装置的具有较高温度的工作介质通过管线9输送进入空调装置2的加热芯体20中，同时，鼓风机23运行来推动空气在箭头A的方向上运动，使得具有较低温度的空气通过加热芯体20来与加热芯体20中的工作介质进行热交换，使得空气的温度上升。经过加热的空气在箭头B的方向上离开空调装置2，并且被输送到车辆乘坐空间(未示出)来进行加热。经过热交换之后的工作介质随后通过管线8返回到发动机热交换装置1。为了使在发动机的启停功能启用时能够向车辆乘坐空间提供热的空气，在空调装置2中还设有空气侧PTC加热器21，以便在发动机的启停功能启用时运行来对由鼓风机23所推动的空气进行加热。

本领域中的技术人员将领会的是，尽管图1中的管线8和9通过箭头示出了工作介质的流动方向，但工作介质也可在任何合适的方向上运动，例如，在与图示的方向相反的方向上运动。

图2是本实用新型的车辆辅助加热系统的一个实施例的布置示意图。如图所示，本实用新型的车辆辅助加热系统包括发动机热交换装置1，发动机热交换装置1位于车辆发动机中并且带有机械泵(未示出)。并且发动机热交换装置1与空调装置2通过管线8和9形成流体连通并形成环路结构。空调装置2包括示意性地图示的外壳22，以及位于外壳22内部的鼓风机23和加热芯体20。本实用新型的车辆辅助加热系统还包括加热控制装置10。加热控制装置10包括串联在管线9中的温度传感器11、泵12和第一加热器13。控制器14电气地连接到发动机热交换装置1、温度传感器11、泵12和第一加热器13上。

控制器14能够获得指示发动机运行状态的来自发动机热交换装置1的信号以及指示工作介质的温度的来自温度传感器11的信号。同时，控制器14还接收指示乘员舒适度要求的信号，如图2中的虚线箭头C所示，该信号通过车辆的仪表板来输入控制器14。控制器14能够泵12和第一加热器13运行或停止。

当车辆发动机停止运行时，例如，包括但不限于发动机的启停功能启用时，发动机热交换装置1的机械泵也将停止运行。一旦控制器14检测到发动机及发动机热交换装置1的机械泵已经停止，则控制器14进入启停辅助加热模式。在启停辅助加热模式下，控制器14使泵12启动，以维持工作介质在由发动机热交换装置1、空调装置2以及管道8和9所构成的环路中的循环。当热的工作介质进入加热芯体20时，由鼓风机23促动的在箭头A所指示的方向上运动的空气与热的工作介质进行热交换，并且热的空气随后在箭头B所指示的方向上离开并进入车辆乘坐空间。

然而，随着时间的流逝，工作介质的温度将逐渐下降。温度传感器11持续检测工作介质的温度，控制器14从温度传感器11持续获得指示工作介质温度的信号。当检测到工作介质的温度下降到预设值时，控制器14将向第一加热器13发出信号来启动加热器，以便使工作介质的温度维持在合适的范围之内，并且最终在加热芯体20的散热量和第一加热器13的发热量之间达到平衡。

本实用新型的加热控制装置1的部件可安置在车辆乘坐空间之外的车辆上的任何合适的位置处，例如安置在车辆发动机舱之内，其中，至少将第一加热器13安置在车辆乘坐空间之外，使得无需将高压电引入车辆乘坐空间内部，从而保证了安全性。

在本实用新型的实施例中，第一加热器13为输出功率可调整的高电压PTC加热器，然而，第一加热器13也可为其任何他合适类型的加热设备。本实用新型的第一加热器13可采用例如300V左右的高电压，故因此可输出高功率，以便能够在不开启发动机的情况下向车辆乘坐空间提供足够的热量。同时，控制器14还可根据管线中的工作介质的温度和泵的转速来计算车辆乘坐空间所需的热量，从而控制加热器的功率，来在提供足够热量的同时降低系统的能耗。

本领域中的技术人员将领会的是，工作介质可为水或其他任何合适的介质，并且泵12可为电子泵或其他合适类型的泵。

当发动机退出启停模式并重新启动时，控制器14退出启停辅助加热工作模式并使泵12和第一加热器13关闭。

图3是本实用新型的车辆辅助加热系统的另一个实施例的布置示意图。在图2中所示的优选实施例中，控制器14从温度传感器11及发动机热交换装置1获得指示温度的信号。而图3中的控制器14设置为从本领域中的技术人员所知的其他装置或设备获得指示发动机热交换装置和/或管线中的工作介质的温度的信号(由图中的箭头C所指示)，例如，从发动机控制模块/系统或整车控制模块/系统获得。这时，加热控制装置10可不包括温度传感器11，也不需要与发动机热交换装置1电气地连接，而是所有需要的信号都可如图中的C箭头所示的那样从发动机控制模块/系统或整车控制模块/系统获得。

图4是本实用新型的车辆辅助加热系统的另一个实施例的布置示意图。其中，空调系统2也可包含受控制器14控制的第二加热器24(例如，低电压PTC加热器)，以便对离开空调系统2的空气进行加热。然而，应当领会的是，部署此类第二加热器24不应向车辆乘坐空间引入高压电。此外，由于低压PTC加热器的加热功率通常少于1000W，控制器14可构造为根据具体情况来判断是启动第一加热器13还是启动第二加热器24。例如，控制器14可根据当前车内温度、循环水温度等参数计算出当前的加热需求。在1000W的加热功率能够满足加热需求的情况下，控制器14可仅启动第二加热器24；在在1000W的加热功率不足以满足加热需求的情况下，控制器14可同时启动第一加热器13和第二加热器24两者。

备选地，第二加热器24使用12V的低电压来运行。

备选地，发动机热交换装置1为发动机水套，并且温度传感器11可设置在发动机水套的出口处。

具有本实用新型的车辆辅助加热系统的车辆能够在发动机的启停功能启用的情况下通过加热装置来长时间地向车辆乘坐空间提供足够的热量，而不会向车辆乘坐空间引入高压电，从而在提供足够的供热的同时保证了安全性。

本实用新型的公开内容可用于制造车辆，在该车辆上设有本实用新型的车辆辅助加热系统。

本说明书参考附图来公开本实用新型，并且还使本领域中的技术人员能够实施本实用新型，包括制造和使用任何装置或系统、选用合适的材料以及使用任何结合的方法。本实用新型的范围由请求保护的技术方案限定，并且包含本领域中的技术人员想到的其他实例。只要此类其他实例包括并非不同于请求保护的技术方案字面语言的结构元件，或此类其他实例包含与请求保护的技术方案的字面语言没有实质性区别的等价结构元件，则此类其他实例意在处于由本实用新型请求保护的技术方案所确定的保护范围内。