[发明专利]电加热装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的电加热装置。具体地，本发明涉及一种以液体介质作为传热介质的适合于电动车和混合机动车的电加热装置。

背景技术

关于加热，对于以电驱动或混合驱动的机动车存在的问题在于，机动车的驱动单元不消耗充足的废热来用于加热或空气调节。因此，合适的机动车加热装置必须适合于为机动车内部提供用于加热所需的热量，以及提供用于机动车的各个系统部件中运行过程(例如以预热机动车的可充电电池为例)或至少支持机动车的各个系统部件中运行过程所需的热量。一种明显的方法是通过电气装置提供所需热量。在现有技术状态下，已知的是可使用所谓的电阻加热元件或者PTC(正温度系数)加热元件来达到该目的。他们是自动调节的，这是因为随着持续加热他们表现出越高的电阻，从而通过的电流量减少。因此，PTC加热元件的自动调节特性能够防止过度加热。

因此，PTC加热元件常常用在加热装置中，特别是用于加热机动车中的机动车乘客室，其中机动车的驱动不会产生用于机动车乘客室的空气调节或加热系统的足够多的过程热。在混合机动车中，PTC加热装置还可以在内燃机不运行期间(例如在交通信号灯或交通堵塞时)用作备用加热器。

当在具有电推力的机动车中利用电加热元件时，存在的另一个问题是，机动车的电池(蓄电池)作为既用于提供牵引力的机动车驱动也用于加热的能量源。这样，机动车驱动和加热就会在电池的两个充电过程间争夺可利用的有限量的能量。换言之，在两个电池充电器间，随着电能用于电加热，机动车的运行范围就会减小。

因此，在电动车或混合机动车中，考虑到驱动、加热以及其他部分(如，照明)消耗电力，一个健全的深思熟虑的能量管理思想起着重要的作用。能量管理的一个重要方面是使用机动车内不是基于电池电能的附加能源。机动车内可利用的这种性质的资源具体表现为来自机动车的一些组件的废热的形式。产生以废热形式可利用的附加能量的组件包括混合机动车的附加内燃机(增程器)、制动器以及机动车电池本身或者内置电池充电器(车载充电器)。因此，期望在能量管理系统的范围内尽可能地利用机动车内产生的废热来用于加热，以延长运行范围。利用PTC加热，机动车乘客室中的空气借助于PTC电阻加热元件(空气加热器)直接或通过其中热的液体流过散热器的回路间接地被加热。优选地，使用水作为该液体(热水加热)。对于能量管理系统，热水加热具有的优势在于，由机动车的一个区域(冷却回路)中的水吸收的废热可通过冷却和加热回路来用于另一位置的加热。

然而，应当注意，来自机动车组件的废热通常只是暂时可用的。因而，混合机动车上的附加内燃机只在其运行时提供废热。制动提供大量的废热，尤其是在很长的下坡路段期间。至于机动车电池，它必须是首先通过预热达到要求的运行温度，然后在运行操作期间冷却的这样的情形。因此，加热与冷却回路的组合尤其存在的劣势在于，如果缺少废热，循环中大量冷的冷却剂的存在阻止了有效加热，从而给电能消耗和运行范围带来负面影响。

发明内容

本发明的目标是提供一种有利于有效能量管理的机动车加热装置，具体为具有电推力的机动车的加热装置。

通过具有权利要求1所述特征的加热装置实现了该目标。

根据本发明，提供一种机动车的加热装置，具有为具有电推力的机动车的电加热装置。使用液体介质作为该加热装置的传热介质。该加热装置包括具有液体介质作为传热介质的加热回路。此外，该加热装置包括配置在加热回路中用于加热液体介质的电PTC加热元件。此外，该加热装置包括具有独立热源的辅助回路，该辅助回路能够被选择性地接入加热回路。

本发明的特别方法是，加热装置配置有电PTC加热元件，使得可利用的附加热源能够用于有效的能源管理。能够被选择性地接入的辅助回路实现了这一点，它使得来自电加热元件的热量可独立地使用。根据加热要求和运行条件，通过控制辅助回路的接入和断开，辅助回路可用于能量管理。

该加热装置还可以包括用以控制PTC加热元件的控制装置。这使得PTC加热元件能够被控制为其承担着总加热功率(heating power)中借助于辅助回路不能提供的部分。这样便实现了尽可能地从非电能源提供加热，特别是从废热提供加热。当来自其他热源的热量不够时使用电加热。

辅助回路的选择性接入可被控制为首先通过接入辅助回路来满足加热装置的热量需求。辅助回路被控制为当加热装置具有的热量需求可由辅助回路满足时将辅助回路接入。根据优选的实施方式，借助于阀门来进行辅助回路的选择性接入。