一種新能源汽車ptc加熱控制系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種新能源汽車PTC加熱控制系統(tǒng)及控制方法，包括：引入外部脈沖寬度調(diào)制信號的信號輸入模塊；根據(jù)脈沖寬度調(diào)制信號以及各反饋信號產(chǎn)生驅(qū)動信號的控制模塊；受驅(qū)動信號的控制改變輸出電流的開關(guān)模塊；以及受開關(guān)模塊的輸出電流的控制產(chǎn)生熱量以供暖的PTC加熱模塊。各模塊上電自檢，若正常則開始加熱控制；控制模塊根據(jù)脈沖寬度調(diào)制信號不同的占空比來調(diào)節(jié)開關(guān)模塊的輸出電流，進(jìn)而控制PTC加熱模塊的輸出功率以滿足車內(nèi)溫度的不同需求。本發(fā)明可有效避免出現(xiàn)短時超大電流，保護(hù)了器件，并且滿足了新能源汽車配件瞬間電流不能超過特定值的要求；還可有效檢測各種故障并及時作出處理，避免產(chǎn)生進(jìn)一步的危害，極大的增加了汽車和人生安全。
【專利說明】
一種新能源汽車PTC加熱控制系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及汽車控制領(lǐng)域，特別是涉及一種新能源汽車PTC加熱控制系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)汽車可通過將發(fā)動機(jī)余熱傳輸?shù)杰噧?nèi)，對車內(nèi)溫度進(jìn)行加熱供暖;但新能源汽車則必須依靠電能使用專用的電加熱設(shè)備進(jìn)行加熱。目前可選擇的加熱器件有電熱絲、電熱管和PTC(Positive Temperature Coefficient，正溫度系數(shù))元件等。PTC在電熱轉(zhuǎn)換率、使用安全性、使用壽命等方面都比電熱絲和電熱管有明顯的優(yōu)勢。但由于其自身特性以及新能源汽車的本身使用限制，為滿足新能源汽車使用標(biāo)準(zhǔn)，必須對其使用過程中嚴(yán)格進(jìn)行控制。
[0003]如圖1所示，PTC加熱系統(tǒng)I一般包括控制板11和PTC加熱器12兩個部分，所述控制板11接收到低壓側(cè)的操作控制信號，并對高壓側(cè)的所述PTC加熱器12進(jìn)行控制。
[0004]所述PTC加熱器12的加熱體為PTC陶瓷加熱片的串并聯(lián)組合體(例如:10*8結(jié)構(gòu)，即由8組10片串聯(lián)的PTC加熱片進(jìn)行并聯(lián))，將其通電后迅速發(fā)熱升溫。在居里溫度點以下時，PTC加熱體的阻值隨溫度升高反而降低;但當(dāng)其達(dá)到居里溫度點以后，PTC加熱體的阻值隨溫度升高而呈階躍性的升高。所以當(dāng)PTC溫度達(dá)到居里溫度點以后，其工作功率會變得很小，加熱體溫度不會變得過高，當(dāng)然安全性也大大增加。
[0005]當(dāng)所述控制板11檢測到低壓側(cè)控制信號有效時，所述控制板11會通過驅(qū)動IGBT開關(guān)導(dǎo)通等，使得PTC發(fā)熱體供電發(fā)熱升溫。所述PTC加熱器12產(chǎn)生的熱量則可通過風(fēng)扇(風(fēng)暖)或者水栗(水暖)將熱量傳輸散發(fā)到車內(nèi)，以實現(xiàn)給車內(nèi)供暖的目的。
[0006]現(xiàn)有的PTC加熱系統(tǒng)存在以下問題:
[0007]首先，PTC加熱器的使用對象是新能源汽車，其所有的能量都來源于蓄電池。目前蓄電池依然是新能源汽車發(fā)展的瓶頸，所以就要求盡可能的節(jié)省能源、提高能源利用率。若使用傳統(tǒng)的電熱絲、電熱管等加熱，則電熱轉(zhuǎn)換率低下；并且它們的工作溫度太高(高于很多材質(zhì)的燃點)，安全隱患非常大，不滿足汽車配件的安全標(biāo)準(zhǔn)。
[0008]其次，由于新能源汽車的動力也來源于蓄電池，所以其對系統(tǒng)電源的安全和穩(wěn)定性有相當(dāng)高的要求。新能源汽車車廠都會對車上的電子器件有硬性要求，但由于PTC特性問題，當(dāng)PTC發(fā)熱體的溫度沒有超過居里溫度點時會造成短時間的工作電流非常大，從而導(dǎo)致整個系統(tǒng)供電不穩(wěn)定，甚至影響汽車的正常行駛。另外在使用IGBT控制PTC的導(dǎo)通關(guān)斷時，若處理不當(dāng)也會產(chǎn)生相當(dāng)大的反向電流，嚴(yán)重影響系統(tǒng)供電和IGBT的使用壽命。
[0009]最后，安全性是汽車配件必須要考慮的事項。PTC加熱器是一個高壓大功率器件，在使用過程中如果有風(fēng)扇故障、系統(tǒng)電壓不穩(wěn)、汽車發(fā)生碰撞等情況，若不能及時有效的進(jìn)行保護(hù)控制，則可能產(chǎn)生非常嚴(yán)重的安全事故。
[0010]因此，如何提高PTC加熱系統(tǒng)的能源利用率、安全性能，確保新能源汽車的安全、高效操作已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種新能源汽車PTC加熱控制系統(tǒng)及方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中PTC加熱系統(tǒng)工作在居里溫度點以下時，線路電流過大、造成供電系統(tǒng)不穩(wěn)的問題；IGBT開關(guān)管導(dǎo)通關(guān)斷瞬間，電流過沖導(dǎo)致IGBT壽命縮減、發(fā)熱損壞的問題；以及當(dāng)出現(xiàn)系統(tǒng)電壓過高或者過低、PTC短路、PTC溫度過高、車體發(fā)生碰撞等異常情況，PTC加熱系統(tǒng)不能合理的進(jìn)行處理保護(hù)的問題。
[0012]為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種新能源汽車PTC加熱控制系統(tǒng)，所述新能源汽車PTC加熱控制系統(tǒng)至少包括:
[0013]信號輸入模塊、控制模塊、開關(guān)模塊以及PTC加熱模塊；
[0014]所述信號輸入模塊與所述控制模塊連接，將外部脈沖寬度調(diào)制信號輸入到所述控制模塊中；
[0015]所述控制模塊與所述信號輸入模塊、所述開關(guān)模塊及所述PTC加熱模塊連接，根據(jù)所述信號輸入模塊輸入的脈沖寬度調(diào)制信號以及所述開關(guān)模塊和所述PTC加熱模塊的反饋信號產(chǎn)生控制所述開關(guān)模塊的驅(qū)動信號；
[0016]所述開關(guān)模塊與所述控制模塊及所述PTC加熱模塊連接，受所述驅(qū)動信號的控制改變所述開關(guān)模塊的輸出電流；
[0017]所述PTC加熱模塊與所述開關(guān)模塊連接，受所述開關(guān)模塊的輸出電流的控制產(chǎn)生熱量以滿足汽車供暖的需求。
[0018]優(yōu)選地，所述信號輸入模塊還將外部喚醒信號和安全氣囊信號輸入到所述控制模塊中。
[0019]優(yōu)選地，所述開關(guān)模塊包括2路開關(guān)管及溫度信號采集單元；
[0020]2路開關(guān)管分別受一路驅(qū)動信號的控制，通過各開關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷調(diào)節(jié)所述開關(guān)模塊的輸出電流的大小，進(jìn)而調(diào)整所述PTC加熱模塊的輸出功率;所述溫度信號采集單元對各開關(guān)管所處環(huán)境溫度進(jìn)行實時采集并反饋給所述控制模塊。
[0021]更優(yōu)選地，所述開關(guān)管為絕緣柵雙極型晶體管。
[0022]更優(yōu)選地，所述PTC加熱模塊包括PTC加熱體和溫度開關(guān)；
[0023]所述PTC加熱體分為2組，2組PTC加熱體交叉排列，分別由所述開關(guān)模塊中的2路開關(guān)管控制，通過控制流經(jīng)各開關(guān)管的電流大小來控制各組PTC加熱體的溫度;所述溫度開關(guān)檢測所述PTC加熱體發(fā)出的溫度，當(dāng)所述PTC加熱模塊的溫度影響所述PTC加熱體的工作性能時，所述溫度開關(guān)閉合并將溫度開關(guān)信號反饋給所述控制模塊。
[0024]優(yōu)選地，所述控制模塊還包括過流保護(hù)電路，所述過流保護(hù)電路接收所述開關(guān)模塊的電流反饋信號，并將所述電流反饋信號與一參考信號比較，當(dāng)所述電流反饋信號大于所述參考信號時減小所述開關(guān)模塊的輸出電流以實現(xiàn)過流保護(hù)。
[0025]為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明還提供上述新能源汽車PTC加熱控制系統(tǒng)的控制方法，所述新能源汽車PTC加熱控制方法至少包括:
[0026]信號輸入模塊、控制模塊、開關(guān)模塊以及PTC加熱模塊上電自檢，若全部正常則開始加熱控制，反之，發(fā)出警報；
[0027]所述控制模塊接收外部脈沖寬度調(diào)制信號，并根據(jù)所述脈沖寬度調(diào)制信號不同的占空比來調(diào)節(jié)所述開關(guān)模塊的輸出電流，進(jìn)而控制所述PTC加熱模塊的輸出功率以滿足車內(nèi)溫度的不同需求。
[0028]優(yōu)選地，在所述信號輸入模塊、所述控制模塊、所述開關(guān)模塊以及所述PTC加熱模塊上電自檢的同時，所述控制模塊還對安全氣囊信號進(jìn)行檢測，以確保安全氣囊處于關(guān)閉狀態(tài)。
[0029]優(yōu)選地，將所述PTC加熱模塊中的PTC加熱體分為2組，通過所述開關(guān)模塊中的2路開關(guān)管分別控制；首先導(dǎo)通一路開關(guān)管，使得一組PTC加熱體全功率發(fā)熱，通過對所述開關(guān)模塊反饋的電流反饋信號進(jìn)行檢測判斷所述PTC加熱模塊的溫度，直至所述PTC加熱模塊的溫度不小于居里溫度點，則根據(jù)所述脈沖寬度調(diào)制信號來調(diào)節(jié)所述開關(guān)模塊的輸出電流，為汽車提供需要的熱量。
[0030]優(yōu)選地，所述控制模塊實時對所述安全氣囊信號進(jìn)行監(jiān)測，若所述安全氣囊處于打開狀態(tài)則所述PTC加熱模塊停止發(fā)熱。
[0031]優(yōu)選地，所述控制模塊實時對所述開關(guān)模塊的溫度反饋信號進(jìn)行監(jiān)測，若所述開關(guān)模塊的溫度影響所述開關(guān)模塊中各器件的正常工作則對所述開關(guān)模塊進(jìn)行過溫保護(hù)。
[0032]優(yōu)選地，所述控制模塊實時對所述電流反饋信號進(jìn)行監(jiān)測，若所述電流反饋信號超出設(shè)定的參考信號則對所述開關(guān)模塊進(jìn)行限流。
[0033]優(yōu)選地，所述控制模塊實時對所述PTC加熱模塊的溫度反饋信號進(jìn)行監(jiān)測，若所述PTC加熱模塊的溫度影響所述PTC加熱模塊中各器件的正常工作則對所述PTC加熱模塊進(jìn)行過溫保護(hù)。
[0034]如上所述，本發(fā)明的新能源汽車PTC加熱控制系統(tǒng)及方法，具有以下有益效果:
[0035]本發(fā)明的新能源汽車PTC加熱控制系統(tǒng)及方法采取2路開關(guān)管分別控制2路PTC加熱體，并通過檢測反饋電流判斷PTC加熱體是否達(dá)到居里溫度點，可以有效的避免出現(xiàn)短時間的超大電流，保護(hù)了器件，并且滿足了新能源汽車配件瞬間電流不能超過特定值的要求；本發(fā)明的新能源汽車PTC加熱控制系統(tǒng)及方法還實時檢測安全氣囊信號及各反饋信號，可有效的檢測各種故障并及時作出處理，避免產(chǎn)生進(jìn)一步的危害，極大的增加了汽車安全和人生安全。
【附圖說明】
[0036]圖1顯示為現(xiàn)有技術(shù)中的PTC加熱系統(tǒng)示意圖。
[0037]圖2顯示為本發(fā)明的新能源汽車PTC加熱控制系統(tǒng)示意圖。
[0038]圖3?圖4顯示為本發(fā)明的新能源汽車PTC加熱控制系統(tǒng)的過流保護(hù)原理示意圖。
[0039]圖5顯示為本發(fā)明的新能源汽車PTC加熱控制系統(tǒng)的PTC加熱體示意圖。
[0040]元件標(biāo)號說明
[0041 ]IPTC加熱系統(tǒng)
[0042]11控制板
[0043]12PTC 加熱器
[0044]2新能源汽車PTC加熱控制系統(tǒng)
[0045]21信號輸入模塊
[0046]211喚醒信號輸入單元
[0047]212安全氣囊信號輸入單元
[0048]213脈沖寬度調(diào)制信號輸入單元
[0049]214通訊接口
[0050]22控制模塊[0051 ]221微控制單元
[0052]222驅(qū)動單元
[0053]223采集單元
[0054]224程序燒寫單元
[0055]23開關(guān)模塊
[0056]231開關(guān)管
[0057]232電阻
[0058]233溫度信號采集單元
[0059]24PTC加熱模塊
[0060]241PTC 加熱體[0061 ]242溫度開關(guān)
[0062]25下載接口
[0063]26第一電源檢測電路
[0064]27第二電源檢測電路
[0065]28直流轉(zhuǎn)換器
[0066]29低壓差線性穩(wěn)壓器
【具體實施方式】
[0067]以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應(yīng)用，本說明書中的各項細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0068]請參閱圖2?圖5。需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實際實施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
[0069]如圖2?圖5所示，本發(fā)明提供一種新能源汽車PTC加熱控制系統(tǒng)2，所述新能源汽車PTC加熱控制系統(tǒng)2至少包括:
[0070]信號輸入模塊21、控制模塊22、開關(guān)模塊23、PTC加熱模塊24。
[0071]如圖2所示，所述信號輸入模塊21與所述控制模塊22連接，將外部控制信號輸入到所述控制模塊22中。
[0072]具體地，如圖2所示，在本實施例中，所述信號輸入模塊21包括喚醒信號輸入單元211、安全氣囊信號輸入單元212、脈沖寬度調(diào)制信號輸入單元213以及一通訊接口 214。其中，喚醒信號Wake up為外部輸入的使能信號，用于啟動所述新能源汽車PTC加熱控制系統(tǒng)2;所述安全氣囊信號SRS為外部輸入的安全氣囊的檢測信號，用于表征安全氣囊的狀態(tài)(打開或收攏)；所述脈沖寬度調(diào)制信號PWM為外部輸入的汽車溫度調(diào)節(jié)信號，所述脈沖寬度調(diào)制信號PWM的不同占空比表征不同的溫度需求;所述通訊接口 214為LIN(局域互聯(lián)網(wǎng)絡(luò))接口，是針對汽車分布式電子系統(tǒng)而定義的一種低成本的串行通訊網(wǎng)絡(luò)接口。所述信號輸入模塊21還可將其他外部控制信號輸入所述控制模塊22，不限于本實施例所列舉。
[0073]如圖2所示，所述控制模塊22與所述信號輸入模塊21、所述開關(guān)模塊23及所述PTC加熱模塊24連接，根據(jù)所述信號輸入模塊21輸入的脈沖寬度調(diào)制信號PWM以及所述開關(guān)模塊23和所述PTC加熱模塊24的反饋信號產(chǎn)生控制所述開關(guān)模塊的驅(qū)動信號。
[0074]具體地，如圖2所示，所述控制模塊22包括微控制單元221、驅(qū)動單元222、采集單元223及程序燒寫單元224。所述微控制單元221可通過但不限于一 M⑶芯片實現(xiàn)，所述微控制單元221接收各外部控制信號以及所述開關(guān)模塊23和所述PTC加熱模塊24的反饋信號，以產(chǎn)生所述開關(guān)模塊23的驅(qū)動信號;在正常工作情況下，所述微控制單元221將所述脈沖寬度調(diào)制信號PffM通過所述驅(qū)動單元222輸出到所述開關(guān)模塊23，以控制所述開關(guān)模塊23的輸出電流;在所述安全氣囊信號SRS顯示安全氣囊開啟時，所述微控制單元221輸出所述開關(guān)模塊23的關(guān)斷信號，以使所述PTC加熱模塊24停止加熱，避免車內(nèi)高溫給安全氣囊?guī)肀ǖ奈ｋU;在所述開關(guān)模塊23反饋的溫度信號超出設(shè)定值(影響器件正常工作的溫度，不同器件的溫度要求不同，在此不具體設(shè)定)時，調(diào)整所述驅(qū)動信號以關(guān)斷所述開關(guān)模塊23，實現(xiàn)對所述開關(guān)模塊23的過溫保護(hù);在所述PTC加熱模塊24反饋的溫度信號超出設(shè)定值(影響PTC加熱體正常工作的溫度，不同PTC加熱體的溫度要求不同，在此不具體設(shè)定)時，調(diào)整所述驅(qū)動信號以關(guān)斷所述開關(guān)模塊23，實現(xiàn)對所述PTC加熱模塊24的過溫保護(hù)。所述微控制單元221還包括一過流保護(hù)電路，如圖3所示，所述過流保護(hù)電路包括一比較器，所述比較器的正相輸入端連接參考信號，反相輸入端連接所述開關(guān)模塊23反饋的電流反饋信號I_SENSE，當(dāng)所述電流反饋信號I_SENSE大于所述參考信號時，所述過流保護(hù)電路輸出一過流信號DI_0C，在本實施例中，所述過流信號DI_0C為低電平時表示過流。如圖4所示，所述過流信號DI_0C與控制信號DP0_CTRL_IGBT連接至選通電路的輸入端，在本實施例中，所述選通電路為邏輯“與”，當(dāng)所述過流信號DI_0C與控制信號DP0_CTRL_IGBT均為高，即不過流且正常工作情況下通過所述驅(qū)動單元導(dǎo)通開關(guān)管IGBT，以進(jìn)行加熱；當(dāng)所述過流信號DI_0C與控制信號DP0_CTRL_IGBT不同時為高，即過流或不正常工作情況時通過所述驅(qū)動單元減小流過開關(guān)管IGBT的電流或關(guān)斷開關(guān)管IGBT。所述采集單元223采集所述開關(guān)模塊23的反饋信號。所述程序燒寫單元224用于對所述微控制單元221燒制程序以滿足不同的應(yīng)用領(lǐng)域。
[0075]如圖2所示，所述開關(guān)模塊23與所述控制模塊22及所述PTC加熱模塊24連接，受所述驅(qū)動信號的控制改變所述開關(guān)模塊23的輸出電流。
[0076]具體地，如圖2所示，所述包括2路開關(guān)管231(圖2中僅顯示I路)及溫度信號采集單元233。在本實施例中，如圖4所示，所述開關(guān)管為N型絕緣柵雙極型晶體管IGBT，其柵端連接所述驅(qū)動信號，源端連接電阻232，漏端連接所述PTC加熱模塊24。2路開關(guān)管分別受一路驅(qū)動信號的控制，通過各開關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷調(diào)節(jié)所述開關(guān)模塊23的輸出電流的大小，進(jìn)而調(diào)整所述PTC加熱模塊24的輸出功率。所述溫度信號采集單元233對各開關(guān)管所處環(huán)境溫度進(jìn)行實時采集并反饋給所述控制模塊22，當(dāng)各開關(guān)管所處環(huán)境溫度超出設(shè)定值(影響器件正常工作的溫度，不同器件的溫度要求不同，在此不具體設(shè)定)，則關(guān)斷所述開關(guān)模塊23，實現(xiàn)對所述開關(guān)模塊23的過溫保護(hù)。
[0077]如圖2所示，所述PTC加熱模塊24與所述開關(guān)模塊23連接，受所述開關(guān)模塊23的輸出電流的控制產(chǎn)生熱量以滿足汽車供暖的需求。
[0078]具體地，如圖2所示，所述PTC加熱模塊24包括PTC加熱體241和溫度開關(guān)242。如圖5所示，在本實施例中，所述PTC加熱體241包括8個PTC陶瓷加熱片，平均分為2組，且2組PTC加熱體交叉排列，分別由所述開關(guān)模塊23中的2路開關(guān)管控制，各組PTC加熱體中的PTC陶瓷加熱片并聯(lián)連接，以滿足PTC加熱體241既可達(dá)到目標(biāo)功率、又使得所述加熱模塊24在整個加熱過程中沒有特別大的電流突變。所述PTC加熱體241的溫度受施加于所述PTC陶瓷加熱片上的電流的大小控制。如圖2所示，所述溫度開關(guān)242與所述控制模塊22連接，檢測所述PTC加熱體241發(fā)出的溫度，當(dāng)所述PTC加熱模塊24的溫度影響所述PTC加熱體241的工作性能時，所述溫度開關(guān)242閉合并將溫度開關(guān)信號反饋給所述控制模塊22，以使所述控制模塊22驅(qū)動所述開關(guān)模塊23關(guān)斷，進(jìn)而停止所述PTC加熱模塊24繼續(xù)加熱。
[0079]如圖2所示。所述新能源汽車PTC加熱控制系統(tǒng)2還包括下載接口25、第一電源檢測電路26、第二電源檢測電路27、直流轉(zhuǎn)換器28以及低壓差線性穩(wěn)壓器(LD0)29。所述下載接口 25與所述微控制單元221連接，用于下載所述微控制單元221中的數(shù)據(jù)。所述第一電源檢測電路26接收9?16V的低壓，并提供給所述信號輸入模塊21及所述微控制單元221。所述第二電源檢測電路27接收250?450V的高壓，并提供給所述微控制單元221。所述直流轉(zhuǎn)換器28接收250?450V的高壓，并進(jìn)行直流轉(zhuǎn)換，以得到較低的電壓以給所述驅(qū)動單元222供電，同時經(jīng)過所述低壓差線性穩(wěn)壓器29給所述微控制單元221供電。
[0080]如圖2?圖5所示，所述新能源汽車PTC加熱控制系統(tǒng)2的控制方法如下:
[0081]首先，信號輸入模塊21、控制模塊22、開關(guān)模塊23以及PTC加熱模塊24上電自檢，若全部正常則開始加熱控制，反之，發(fā)出警報。
[0082]具體地，各模塊上電后通過測試信號對內(nèi)部電路的連通、反饋進(jìn)行檢查，以確保連通正常、反饋正常。在所述信號輸入模塊21、所述控制模塊22、所述開關(guān)模塊23以及所述PTC加熱模塊24上電自檢的同時，所述控制模塊22還對安全氣囊信號SRS進(jìn)行檢測，以確保安全氣囊處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)各模塊連通、反饋正常，且安全氣囊處于關(guān)閉狀態(tài)時，所述新能源汽車PTC加熱控制系統(tǒng)2開始加熱控制。若有一個模塊存在連通、反饋的異常，發(fā)出警報以檢修排除故障;若安全氣囊處于打開狀態(tài)，則通過報警提示用戶并拒絕執(zhí)行供暖操作，以避免安全氣囊爆炸的危險。
[0083]然后，所述控制模塊22接收外部脈沖寬度調(diào)制信號PWM，并根據(jù)所述脈沖寬度調(diào)制信號PffM不同的占空比來調(diào)節(jié)所述開關(guān)模塊23的輸出電流，進(jìn)而控制所述PTC加熱模塊24的輸出功率以滿足車內(nèi)溫度的不同需求。
[0084]具體地，將所述PTC加熱模塊24中的PTC加熱體分為2組，通過所述開關(guān)模塊23中的2路開關(guān)管分別控制;首先導(dǎo)通一路開關(guān)管，使得一組PTC加熱體全功率發(fā)熱，通過對所述開關(guān)模塊23反饋的電流反饋信號進(jìn)行檢測判斷所述PTC加熱模塊24的溫度，直至所述PTC加熱模塊24的溫度不小于居里溫度點，則根據(jù)所述脈沖寬度調(diào)制信號PWM來調(diào)節(jié)所述開關(guān)模塊23的輸出電流，為汽車提供需要的熱量。
[0085]在正常工作過程中，所述控制模塊22實時監(jiān)測所述安全氣囊信號SRS、所述開關(guān)模塊23的溫度反饋信號、所述PTC加熱模塊24的溫度反饋信號，并判斷它們的值是否在正常范圍、分析出是否產(chǎn)生故障，并對各種故障進(jìn)行保護(hù)處理，確保安全。同時，所述控制模塊22實時監(jiān)測所述開關(guān)模塊23反饋的電流反饋信號，若所述電流反饋信號超出設(shè)定的參考信號則對所述開關(guān)模塊23進(jìn)行限流。
[0086]具體地，當(dāng)所述安全氣囊信號SRS顯示安全氣囊打開時停止供暖，避免安全氣囊爆炸。當(dāng)所述開關(guān)模塊23的溫度反饋信號顯示所述開關(guān)模塊23的溫度影響所述開關(guān)模塊23中的器件工作性能時，啟動過溫保護(hù)，避免器件受損。當(dāng)所述PTC加熱模塊24的溫度反饋信號顯示所述PTC加熱模塊24的溫度影響所述PTC加熱模塊24中的器件工作性能時，啟動過溫保護(hù)，避免器件受損。當(dāng)所述電流反饋信號大于設(shè)定參考信號時啟動限流保護(hù)措施，使得開關(guān)管的開啟、關(guān)斷快慢在合理速度，并降低開啟關(guān)斷瞬間的過沖電流，使得開關(guān)管的壽命大大增加。
[0087]如上所述，本發(fā)明的新能源汽車PTC加熱控制系統(tǒng)及方法，具有以下有益效果:
[0088]本發(fā)明的新能源汽車PTC加熱控制系統(tǒng)及方法采取2路開關(guān)管分別控制2路PTC加熱體，并通過檢測反饋電流判斷PTC加熱體是否達(dá)到居里溫度點，可以有效的避免出現(xiàn)短時間的超大電流，保護(hù)了器件，并且滿足了新能源汽車配件瞬間電流不能超過特定值的要求；本發(fā)明的新能源汽車PTC加熱控制系統(tǒng)及方法還實時檢測安全氣囊信號及各反饋信號，可有效的檢測各種故障并及時作出處理，避免產(chǎn)生進(jìn)一步的危害，極大的增加了汽車安全和人生安全。
[0089]綜上所述，本發(fā)明提供一種新能源汽車PTC加熱控制系統(tǒng)，包括:信號輸入模塊、控制模塊、開關(guān)模塊以及PTC加熱模塊;所述信號輸入模塊與所述控制模塊連接，將外部脈沖寬度調(diào)制信號輸入到所述控制模塊中；所述控制模塊與所述信號輸入模塊、所述開關(guān)模塊及所述PTC加熱模塊連接，根據(jù)所述信號輸入模塊輸入的脈沖寬度調(diào)制信號以及所述開關(guān)模塊和所述PTC加熱模塊的反饋信號產(chǎn)生控制所述開關(guān)模塊的驅(qū)動信號;所述開關(guān)模塊與所述控制模塊及所述PTC加熱模塊連接，受所述驅(qū)動信號的控制改變所述開關(guān)模塊的輸出電流;所述PTC加熱模塊與所述開關(guān)模塊連接，受所述開關(guān)模塊的輸出電流的控制產(chǎn)生熱量以滿足汽車供暖的需求。還提供上述新能源汽車PTC加熱控制系統(tǒng)的控制方法，包括:信號輸入模塊、控制模塊、開關(guān)模塊以及PTC加熱模塊上電自檢，若全部正常則開始加熱控制，反之，發(fā)出警報;所述控制模塊接收外部脈沖寬度調(diào)制信號，并根據(jù)所述脈沖寬度調(diào)制信號不同的占空比來調(diào)節(jié)所述開關(guān)模塊的輸出電流，進(jìn)而控制所述PTC加熱模塊的輸出功率以滿足車內(nèi)溫度的不同需求。本發(fā)明的新能源汽車PTC加熱控制系統(tǒng)及方法采取2路開關(guān)管分別控制2路PTC加熱體，并通過檢測反饋電流判斷PTC加熱體是否達(dá)到居里溫度點，可以有效的避免出現(xiàn)短時間的超大電流，保護(hù)了器件，并且滿足了新能源汽車配件瞬間電流不能超過特定值的要求;本發(fā)明的新能源汽車PTC加熱控制系統(tǒng)及方法還實時檢測安全氣囊信號及各反饋信號，可有效的檢測各種故障并及時作出處理，避免產(chǎn)生進(jìn)一步的危害，極大的增加了汽車安全和人生安全。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。
[0090]上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項】
1.一種新能源汽車PTC加熱控制系統(tǒng)，其特征在于，所述新能源汽車PTC加熱控制系統(tǒng)至少包括: 信號輸入模塊、控制模塊、開關(guān)模塊以及PTC加熱模塊； 所述信號輸入模塊與所述控制模塊連接，將外部脈沖寬度調(diào)制信號輸入到所述控制模塊中； 所述控制模塊與所述信號輸入模塊、所述開關(guān)模塊及所述PTC加熱模塊連接，根據(jù)所述信號輸入模塊輸入的脈沖寬度調(diào)制信號以及所述開關(guān)模塊和所述PTC加熱模塊的反饋信號產(chǎn)生控制所述開關(guān)模塊的驅(qū)動信號； 所述開關(guān)模塊與所述控制模塊及所述PTC加熱模塊連接，受所述驅(qū)動信號的控制改變所述開關(guān)模塊的輸出電流； 所述PTC加熱模塊與所述開關(guān)模塊連接，受所述開關(guān)模塊的輸出電流的控制產(chǎn)生熱量以滿足汽車供暖的需求。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新能源汽車PTC加熱控制系統(tǒng)，其特征在于:所述信號輸入模塊還將外部喚醒信號和安全氣囊信號輸入到所述控制模塊中。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新能源汽車PTC加熱控制系統(tǒng)，其特征在于:所述開關(guān)模塊包括2路開關(guān)管及溫度信號采集單元； 2路開關(guān)管分別受一路驅(qū)動信號的控制，通過各開關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷調(diào)節(jié)所述開關(guān)模塊的輸出電流的大小，進(jìn)而調(diào)整所述PTC加熱模塊的輸出功率;所述溫度信號采集單元對各開關(guān)管所處環(huán)境溫度進(jìn)行實時采集并反饋給所述控制模塊。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新能源汽車PTC加熱控制系統(tǒng)，其特征在于:所述開關(guān)管為絕緣柵雙極型晶體管。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新能源汽車PTC加熱控制系統(tǒng)，其特征在于:所述PTC加熱模塊包括PTC加熱體和溫度開關(guān)； 所述PTC加熱體分為2組，2組PTC加熱體交叉排列，分別由所述開關(guān)模塊中的2路開關(guān)管控制，通過控制流經(jīng)各開關(guān)管的電流大小來控制各組PTC加熱體的溫度;所述溫度開關(guān)檢測所述PTC加熱體發(fā)出的溫度，當(dāng)所述PTC加熱模塊的溫度影響所述PTC加熱體的工作性能時，所述溫度開關(guān)閉合并將溫度開關(guān)信號反饋給所述控制模塊。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新能源汽車PTC加熱控制系統(tǒng)，其特征在于:所述控制模塊還包括過流保護(hù)電路，所述過流保護(hù)電路接收所述開關(guān)模塊的電流反饋信號，并將所述電流反饋信號與一參考信號比較，當(dāng)所述電流反饋信號大于所述參考信號時減小所述開關(guān)模塊的輸出電流以實現(xiàn)過流保護(hù)。7.—種如權(quán)利要求1?6任意一項所述的新能源汽車P T C加熱控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述新能源汽車PTC加熱控制方法至少包括: 信號輸入模塊、控制模塊、開關(guān)模塊以及PTC加熱模塊上電自檢，若全部正常則開始加熱控制，反之，發(fā)出警報； 所述控制模塊接收外部脈沖寬度調(diào)制信號，并根據(jù)所述脈沖寬度調(diào)制信號不同的占空比來調(diào)節(jié)所述開關(guān)模塊的輸出電流，進(jìn)而控制所述PTC加熱模塊的輸出功率以滿足車內(nèi)溫度的不同需求。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的新能源汽車PTC加熱控制方法，其特征在于:在所述信號輸入模塊、所述控制模塊、所述開關(guān)模塊以及所述PTC加熱模塊上電自檢的同時，所述控制模塊還對安全氣囊信號進(jìn)行檢測，以確保安全氣囊處于關(guān)閉狀態(tài)。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的新能源汽車PTC加熱控制方法，其特征在于:將所述PTC加熱模塊中的PTC加熱體分為2組，通過所述開關(guān)模塊中的2路開關(guān)管分別控制;首先導(dǎo)通一路開關(guān)管，使得一組PTC加熱體全功率發(fā)熱，通過對所述開關(guān)模塊反饋的電流反饋信號進(jìn)行檢測判斷所述PTC加熱模塊的溫度，直至所述PTC加熱模塊的溫度不小于居里溫度點，則根據(jù)所述脈沖寬度調(diào)制信號來調(diào)節(jié)所述開關(guān)模塊的輸出電流，為汽車提供需要的熱量。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的新能源汽車PTC加熱控制方法，其特征在于:所述控制模塊實時對所述安全氣囊信號進(jìn)行監(jiān)測，若所述安全氣囊處于打開狀態(tài)則所述PTC加熱模塊停止發(fā)熱。11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的新能源汽車PTC加熱控制方法，其特征在于:所述控制模塊實時對所述開關(guān)模塊的溫度反饋信號進(jìn)行監(jiān)測，若所述開關(guān)模塊的溫度影響所述開關(guān)模塊中各器件的正常工作則對所述開關(guān)模塊進(jìn)行過溫保護(hù)。12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的新能源汽車PTC加熱控制方法，其特征在于:所述控制模塊實時對所述電流反饋信號進(jìn)行監(jiān)測，若所述電流反饋信號超出設(shè)定的參考信號則對所述開關(guān)模塊進(jìn)行限流。13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的新能源汽車PTC加熱控制方法，其特征在于:所述控制模塊實時對所述PTC加熱模塊的溫度反饋信號進(jìn)行監(jiān)測，若所述PTC加熱模塊的溫度影響所述PTC加熱模塊中各器件的正常工作則對所述PTC加熱模塊進(jìn)行過溫保護(hù)。
【文檔編號】H05B1/00GK105966199SQ201610339195
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月20日
【發(fā)明人】韓偉, 邵龐, 尹盟
【申請人】上海英恒電子有限公司