[实用新型]一种汽车暖风装置

说明书

技术领域

本实用新型属于汽车空气调节设备技术领域，涉及一种汽车暖风装置；特别适用于电动汽车驾驶舱内除雾、除霜、采暖的暖风控制。 

背景技术

传统乘用车在冬季采暖、除雾、除霜采用发动机装置冷却水循环对驾驶舱内进行供热，而纯电动汽车由于不采用传统发动机作动力源，因此不能由发动机冷却水进行循环采暖、除雾、除霜；所以整车的采暖、除雾、除霜需要依靠其他的技术手段来实现。 

已知现有的电动汽车解决方案包括PTC加热器、温度传感器；PTC加热元器工作在300V以上的强电电压下； PTC加热器的热风输出管与空调入风口管路连接；温度传感器安装在PTC加热器表面；温度传感器与空调控制器电连接；PTC加热器有多组组成，在每组 PTC加热器与空调控制器之间电连接有高压继电器，每组 PTC通过外接相应高压继电器的开关实现PTC功率的调节；高压继电器由空调控制器控制动作；高压继电器根据需要控制分组的PTC的通电和导通，以产生功率分段输出；此种解决方案存在以下一些缺点： 

一个缺点是；在300V以上的高压下单纯的PTC加热，当PTC表面温度过高，将导致周围塑料软化甚至燃烧，可靠性较低，存在风险与隐患。

另一个缺点是；每组 PTC通过高压继电器的开关实现PTC功率的调节，功率分段输出，高压继电器的开关次数寿命有限，不具备占空比控制的条件；没有功率的无极调整，温度控制的平滑性不好，容易产生过温或者过冷。 

第三个缺点是；大功率继电器价格昂贵,导致总体成本很高。 

发明内容

本实用新型公开了一种汽车暖风装置，解决了现有技术在300V以上的高压下单纯的PTC加热，易导致周围塑料软化甚至燃烧的风险；也解决了因没有功率无极调整，温度控制平滑性不好，容易产生过温或者过冷的现象发生。 

本实用新型提供的汽车暖风装置，包括PTC加热器、PTC控制器、温度传感器；PTC加热器输入电压为300V以上； PTC加热器的热风管与空调风口管路连接；温度传感器安装在PTC加热器表面；PTC控制器包含控制电路、驱动电路；控制电路还包括强电电压与电流信息采集电路、光电耦合强弱电隔离电路、温度信息采集电路；控制电路输入电压为弱电电压；驱动电路输入电压为弱电电压、输出电压为强电电压；控制电路与温度传感器电连接，对PTC加热器表面温度、线路板温度进行采样；控制电路通过光电耦合强弱电隔离电路与PTC加热器强电电路电连接，对PTC加热器强电电路的电压、电流进行采样；控制电路并与空调控制器CAN总线连接，控制电路接受空调控制器的总线型（CAN）信号；控制电路与驱动电路电连接；控制电路控制驱动电路，通过驱动电路控制PTC加热器工作；其特征在于控制电路对驱动电路采取脉宽调制控制，控制电路控制驱动电路，通过驱动电路控制PTC加热器导通或截止；控制电路监控整个系统的控制状态，给出短路、超压、欠压、过流、超温、断路等故障判断；一旦发生故障立即切断高压系统并发出报警。 

本实用新型汽车暖风控制装置的控制电路输入电压为12V；驱动电路输入电压为300V以上。 

本实用新型汽车暖风控制装置的控制电路采用带CAN通讯的单片机，驱动电路采用绝缘栅双极型晶体管（IGBT）；绝缘栅双极型晶体管（IGBT）包括门极、集电极、发射极；绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的集电极与强电电源正极电连接；绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的发射极与PTC加热器的一根管脚电连接；绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的门极与单片机的输出控制管脚电连接，PTC加热器的另一根管脚电连接强电电源负极；绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的导通和断开接受控制器电路的控制，接收控制电路输出的占空比脉宽调制信号，使集电极、发射极导通或截止；这样强电电源经过绝缘栅双极型晶体管（IGBT）施加于PTC加热器，由绝缘栅双极型晶体管（IGBT）控制接通或断开PTC加热器的强电电压，达到控制目的。 

绝缘栅双极型晶体管解决了高压继电器分段控制平滑性较差的弊端，而且控制方式非常灵活。占空比调节采用固定周期的脉冲信号中高电平（导通）占整个脉冲周期的比例方式调节，当脉冲周期足够短时，对于PTC加热器而言等效于线性的电压调节。 

绝缘栅双极型晶体管耐压600V，导通电流可达20A，开关速度可达到0.1微秒级。绝缘栅双极型晶体管的寿命、可靠性、控制方式、价格都比高压继电器有较大的优势。