高效节能的新能源汽车ptc液体电加热器及自动控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车PTC液体电加热器，特别是适用于新能源汽车的PTC液体电加热器，以及其自动控制方法。
【背景技术】
[0002]汽车PTC液体电加热器，是通过加热循环流动的防冻液来提升车厢内的空气温度、维持电池温度或为其它提供所需热源的多用途电加热器，在严寒的冬季，是汽车空调采暖系统和电池加热保温系统的最重要电加热源，也是汽车达到除霜法规要求和确保电池充放电安全的重要部件。
[0003]由于新能源汽车都是在高电压条件下工作，而且电量消耗和充放电安全都是重要的指标，因此对PTC液体式电加热器的节能要求很高，它除了要求有一般PTC液体式电加热器的加热功能外，更重要的是要能够实现智能化精确控制，要具有理想的温度控制功能，要具有电源防反、过压保护、欠压保护、超温保护、过流保护、限流保护、功率调节、软启动、通讯等功能。
[0004]PTC液体电加热器本身的结构，对热效率高低和是否节能也有重要的影响。现有的新能源汽车PTC液体电加热器结构，如附图1-3所示，PTC加热芯体1-1连于容纳控制元器件的上部1-2，PTC加热芯体1-1放入做为盛放防冻液的下壳1-3里，下壳1-3的一组对侧分别开设有液体进口(IGBT组装方向)1-4、出口 1-5，下壳1-3内部与PTC加热芯体1_1表面之间直接形成了液体通道1-6，防冻液由进口 1-4、通道1-6、出口 1-5形成流动方向。由此可见:1、上部1-2与下壳1-3之间的密封面要可靠，因为防冻液不断经受冷热交换，密封面产生泄漏点的可能性增大；2、液体通道1-6比较宽大，加热升温速度慢。
【发明内容】
[0005]发明目的:针对上述问题，本发明的目的是提供一种适用于新能源汽车的高效传热、节能的PTC液体电加热器，同时提供一种对电加热器的自动控制方法，能够智能化精确控制。
[0006]技术方案:一种高效节能的新能源汽车PTC液体电加热器，包括容纳控制元器件的上部壳体、与所述上部壳体相连的PTC加热器芯体、盛放和流通防冻液的容器、下部壳体，所述容器由若干铝扁管间隙排列构成，所述铝扁管两端由铝集流管形成液体进口管道、出口管道，所述PTC加热器芯体插在所述铝扁管之间的间隙中，所述下部壳体套在所述容器外部并与所述上部壳体固定，所述进口管道、所述出口管道穿过所述下部壳体。
[0007]电加热器提供给防冻液流通的容器是独立的，与PTC加热器芯体或其他部件没有直接接触，容器没有泄漏风险，即使防冻液不断地经受冷热交换，也耐用防漏；同时每个铝扁管形成的流通通道是独立的，流量固定，由相邻的PTC加热器芯体加热，不会因流量变化产生加热不均、快慢不一的影响；而且铝扁管形成的流通通道是偏窄形的，相邻的PTC加热器芯体加热使其升温速度明显加快，在同样的防冻液容器体积下，这种铝扁管设置的数量相对增多，即可以形成更多的流通通道，受热面积显著增加，提高了升温速度。
[0008]所述铝扁管截面为单孔或多孔不规则形状，流通间隙为0.5?50mm。
[0009]所述PTC加热器芯体与所述铝扁管采用粘胶并通过夹具固定后加温固化。
[0010]所述PTC加热器芯体与所述铝扁管采用聚酰亚胺绝缘膜或氧化铝瓷片或硅胶片绝缘隔开。
[0011]所述铝扁管与所述铝集流管焊接或铆接连接或一体成型制成。
[0012]—种上述的高效节能的新能源汽车PTC液体电加热器自动控制方法，调整控制器占空比来调节PTC加热器芯体发热功率以及实现控制器软启动:通过不间断地实时检测PTC液体电加热器进出口水温，以判断需要增大或减小PTC加热器芯体发热功率，从而调整控制器占空比增大或减小，实现无级调节PTC液体电加热器发热功率；通过逐步增大控制器占空比以增大电流，实现调节控制器启动冲击电流的大小。
[0013]有益效果:与现有技术相比，本发明的优点是通过改进汽车PTC液体电加热器的结构，提高换热效率，从而达到快速加热和节能的目的，同时极大地减小了防冻液泄漏的可能性，经久耐用；对功率调节的自动控制方法摒弃了现有档位调节的方式，实现了电子自动控制的无级调节，并达到了软启动的目的。
【附图说明】
[0014]图1为汽车PTC液体式电加热器的结构主视图；
[0015]图2为图1的仰视图；
[0016]图3为图1的A-A剖视图；
[0017]图4为本发明的结构主视图；
[0018]图5为图4的俯视图；
[0019]图6为图3的B-B剖视图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
[0021]如附图4-6所示，一种高效节能的新能源汽车PTC液体电加热器，包括容纳控制元器件的上部壳体1、与上部壳体I相连的PTC加热器芯体2、盛放和流通防冻液的容器、下部壳体3。
[0022]容器是提供给防冻液流通循环的部件，由若干铝扁管4排列构成，铝扁管4截面为单孔或方形、圆形、多边形等多孔不规则形状，流通间隙为0.5?50_，相邻的铝扁管4之间留有间隙，铝扁管4两端由铝集流管分别汇合，形成液体进口管道5、出口管道6，防冻液由进口管道5进入，然后分流进入各铝扁管4内，再由出口管道6流出，每个铝扁管4都是一个独立的流通通道，流量互不影响，受热互不影响，形状有利于快速升温。该容器本身即是一个独立的部件，防冻液不会与PTC加热器芯体或其他部件产生直接接触，容器无需与其他部件进行密封，耐用防漏。
[0023]PTC加热器芯体2插在铝扁管4之间的间隙中。下部壳体3套在容器外部并与上部壳体I固定，进口管道5、出口管道6穿过下部壳体3。
[0024]PTC加热器芯体2与铝扁管4采用粘胶并通过夹具固定后加温固化，采用聚酰亚胺绝缘膜或氧化铝瓷片或硅胶片等其他绝缘材料隔开，确保水电分离。铝扁管4与铝集流管焊接或铆接连接或一体成型制成，具有良好的整体性，减少泄漏点。
[0025]由于汽车水箱容量有限，大多约为5L，防冻液反复加热冷却，如果不加以控制，对汽车会产生不良影响。而且汽车PTC液体电加热器工作中会产生冲击电流，如果没有相关的控制电路，大的冲击电流对电池、母线会产生不良影响，造成行车安全隐患，因此需要控制电流缓慢上升。
[0026]—种上述的高效节能的新能源汽车PTC液体电加热器自动控制方法，调整控制器占空比来调节PTC加热器芯体发热功率以及实现控制器软启动，具体来说:通过不间断地实时检测PTC液体电加热器进出口水温，以判断需要增大或减小PTC加热器芯体发热功率，从而调整控制器占空比增大或减小，实现无级调节PTC液体电加热器发热功率；通过逐步增大控制器占空比以增大电流，实现调节控制器启动冲击电流的大小。
[0027]现有新能源汽车PTC液体电加热器是采用温控器和传感器控制，功率调节为档位调节。国外对于实现控制器软启动，采用的是控制PTC加热器芯体的数量逐步增加启动，来避免冲击电流。本发明采用电子自动控制，实现对PTC液体电加热器的自我控制，能够智能化精确控制。同时具备基本的电源防反、过压保护、欠压保护、超温保护、过流保护、限流保护、通讯等功能。
【主权项】
1.一种高效节能的新能源汽车PTC液体电加热器，其特征在于:包括容纳控制元器件的上部壳体(I)、与所述上部(I)壳体相连的PTC加热器芯体(2)、盛放和流通防冻液的容器、下部壳体(3)，所述容器由若干铝扁管(4)间隙排列构成，所述铝扁管(4)两端由铝集流管形成液体进口管道(5)、出口管道￠)，所述PTC加热器芯体(2)插在所述铝扁管(4)之间的间隙中，所述下部壳体(3)套在所述容器外部并与所述上部壳体(I)固定，所述进口管道(5)、所述出口管道(6)穿过所述下部壳体(3)。2.根据权利要求1所述的高效节能的新能源汽车PTC液体电加热器，其特征在于:所述铝扁管(4)截面为单孔或多孔不规则形状，流通间隙为0.5?50_。3.根据权利要求1所述的高效节能的新能源汽车PTC液体电加热器，其特征在于:所述PTC加热器芯体(2)与所述铝扁管(4)采用粘胶并通过夹具固定后加温固化。4.根据权利要求1所述的高效节能的新能源汽车PTC液体电加热器，其特征在于:所述PTC加热器芯体(2)与所述铝扁管(4)采用聚酰亚胺绝缘膜或氧化铝瓷片或硅胶片绝缘隔开。5.根据权利要求1所述的高效节能的新能源汽车PTC液体电加热器，其特征在于:所述铝扁管(4)与所述铝集流管焊接或铆接连接或一体成型制成。6.—种权利要求1所述的高效节能的新能源汽车PTC液体电加热器自动控制方法，其特征在于:调整控制器占空比来调节PTC加热器芯体发热功率以及实现控制器软启动:通过不间断地实时检测PTC液体电加热器进出口水温，以判断需要增大或减小PTC加热器芯体发热功率，从而调整控制器占空比增大或减小，实现无级调节PTC液体电加热器发热功率；通过逐步增大控制器占空比以增大电流，实现调节控制器启动冲击电流的大小。
【专利摘要】本发明公开了一种高效节能的新能源汽车PTC液体电加热器，包括容纳控制元器件的上部壳体、与所述上部壳体相连的PTC加热器芯体、盛放和流通防冻液的容器、下部壳体，容器由若干铝扁管间隙排列构成，铝扁管两端由铝集流管形成液体进口管道、出口管道，PTC加热器芯体插在铝扁管之间的间隙中，下部壳体套在容器外部并与上部壳体固定，进口管道、出口管道穿过下部壳体；同时提供了对PTC液体电加热器的自动控制方法。本发明的优点是改进汽车PTC液体电加热器的结构，提高换热效率，达到快速加热和节能的目的，同时极大地减小了防冻液泄漏的可能性，经久耐用；对功率调节的自动控制方法摒弃了现有档位调节的方式，实现了电子自动控制的无级调节，并实现软启动。
【IPC分类】F24H9/20
【公开号】CN105091350
【申请号】CN201510593005
【发明人】郑进军, 徐雪波, 王辉
【申请人】镇江东方电热科技股份有限公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年9月17日