本发明专利技术涉及一种用于电动车辆的加热装置。该加热装置包括至少一个PTC加热器和用于控制至少一个PTC加热器的一个控制装置。控制装置包括LF脉冲宽度调制器，该LF脉冲宽度调制器利用LF调制信号能够在多个中间调制级中在一个调制级与下一个更高或下一个更低的调制级之间逐级地调制HF调制信号。HF脉冲宽度调制器的相应的调制中间级对应于至少一个PTC加热器的输出功率中间级，使得控制装置借助于LF脉冲宽度调制器能够在多个中间输出功率级中将至少一个PTC加热器的输出功率在一个输出功率级和下一个更高或下一个更低的输出功率级之间进行逐级地调节。本发明专利技术还涉及一种用于控制加热装置的方法。
【技术实现步骤摘要】
加热装置以及用于控制加热装置的方法
本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于电动车辆的加热装置,该加热装置具有至少一个PTC加热器。本专利技术还涉及一种用于控制加热装置的方法。
技术介绍
为了对电动车辆进行空气调节，采用了一种带有PTC加热器(PTC：正温度系数)的加热装置。由于在电动车辆上没有更多的热源，因此这种PTC加热器的最大输出功率往往超过了5千瓦。PTC加热器大多是由电子元件控制，该电子元件通常被直接附接到PTC加热器。该控制器通常是PWM控制器(PWM：脉冲宽度调制)，其通过调制信号来调整施加在PTC加热器上的电压，从而调整PTC加热器的输出功率。由于PTC加热器的电气和物理特性，其最大可达到的控制频率--即调制信号的频率是有限的。该频率通常是在三位数赫兹的范围内。由于PTC加热器的最大输出功率较高、内部车辆通信的分辨率通常限制在8位、PTC加热器中对电流和电压测量精度的限制、控制频率的限制，因此PTC加热器的最小可调输出功率有限。通常情况下，PTC加热器的输出功率被控制在100级，因此，最小可调输出功率是最大输出功率的1％。正因为如此，例如在加热装置的再加热模式下的小幅度的温度上升很难实现。然而，由于最大控制频率和由此影响的最小可调输出功率被PTC加热器的电气和物理特性限制，因此控制侧的分辨率的提高也有它的局限性。此外，随着分辨率的提高，也必须以相应地提高的分辨率来测量相关的电学量，如电流和电压。因此，本专利技术的目的是为通用型的加热装置提供一种改进的或至少是替代性的设计，该设计克服了上述的缺点。本专利技术的目的还在于提供一种改进的用于控制加热装置的方法。
技术实现思路
根据本专利技术，这些目的通过独立权利要求的主题得以解决。优选的实施例是从属权利要求的内容。本专利技术总体思想是，在加热装置中利用PTC加热器的高热惯量或高热容量，并通过附加的低频调制来降低最小可调输出功率。为电动车辆增加的加热装置包括至少一个PTC加热器和用于控制至少一个PTC加热器的控制装置。该控制装置包括HF脉冲宽度调制器，通过该HF脉冲宽度调制器可以生成多个调制级中的HF调制信号。HF脉冲宽度调制器的相应的调制级对应于至少一个PTC加热器的输出功率级，使得控制装置借助于HF脉冲宽度调制器能够在多个输出功率级中将至少一个PTC加热器的输出功率在最小输出功率和最大输出功率之间进行逐级地调整。根据本专利技术，控制装置包括LF脉冲宽度调制器，该LF脉冲宽度调制器利用LF调制信号能够在多个中间调制级中在一个调制级与下一个更高或更低的调制级之间逐级地调制HF调制信号。HF脉冲宽度调制器的相应的调制中间级对应于至少一个PTC加热器的输出功率中间级，使得所述控制装置借助于LF脉冲宽度调制器能够在多个中间输出功率级中将至少一个PTC加热器的输出功率在一个输出功率级和下一个更高或更低的输出功率级之间进行逐级地调节。缩写“HF”是指术语“高频”，缩写“LF”是指术语“低频”。在本专利技术的上下文中，这两个术语仅涉及两个频率之间的相对关系，而不涉及这些频率的任何预定范围。为了避免混淆术语，“HF”所指的元件或特性直接或间接地与HF脉冲宽度调制器相关，并且“LF”所指的元件或特性直接或间接地与LF脉冲宽度调制器相关。根据本专利技术的加热装置，至少一个PTC加热器的输出功率能够被调节至输出功率级和输出功率中间级，并且可以在最小输出功率和最大输出功率之间变化。至少一个PTC加热器的最小输出功率实际上等于零。相应的输出功率级中的输出功率与相应的输出功率中间级中的输出功率不同。至少一个PTC加热器的最小可调输出功率对应于两个相邻的输出功率中间级之间的输出功率差值，并且比两个相邻的输出功率级之间的输出功率差值小两倍。因此，至少一个PTC加热器的输出功率可被更精确地控制。因此，特别是在加热装置的再加热模式下，能够更好地实现小幅度的温度升高。控制侧分辨率在此有利地保持不变。有利地，能够根据至少一个PTC加热器的热惯量来调节LF调制信号的LF时间帧。LF调制信号的LF时间帧能够有利地总计小于20秒。在此，对于以至少一个PTC加热器的更高的热惯量或更高的热容量，也能够有相对较高的LF时间帧。LF调制信号的LF频率能够例如低于10赫兹。为了提高PTC加热器的温度稳定性，能够通过LF脉冲宽度调制器将LF调制信号在LF时间帧内分成多个单独的LF开关信号。在此，不管LF开关信号的数量如何，要调节的LF调制信号的LF占空比都保持恒定。可选地或附加地，HF调制信号能够在HF时间帧内被HF脉冲宽度调制器分成多个单独的HF开关信号。在此，同样地，不管HF开关信号的数量如何，HF调制信号的HF占空比保持恒定。有利的是，其还能够被设置为，HF脉冲宽度调制器和LF脉冲宽度调制器由控制装置的单个的控制单元来实现。特别地，具有HF脉冲宽度调制器的控制装置的常规控制单元能够另外被编程为LF脉冲宽度调制器。可选地，其能够被设置为，LF脉冲宽度调制器由单独的控制单元实现，该控制单元例如是机动车辆侧的控制器的一部分。然后有利地是，能够通过安装单独的控制单元或者对机动车辆侧的现有控制器进行适当编程来对现有的或已经安装的加热装置进行改装。在下文中，陈述了多个单独的数值示例以说明本专利技术的思想。应当理解，所述值和所述范围仅是示例性的，而没有限制作用。HF调制信号能在多个调制级中生成。调制级的数量取决于HF调制信号的HF频率和HF时间帧。相应的调制级彼此之间的区别在于HF占空比，然后，HF占空比在相应设置的调制级中预设至少一个PTC加热器的输出功率。换句话说，至少一个PTC加热器的相应的输出功率级不同于在相应的调制级中的HF调制信号的HF占空比。当所施加的电压与至少一个PTC加热器所生成的输出功率之间存在比例关系时，那么在相应的调制级中的HF占空比就等于至少一个PTC加热器的当前输出功率与其最大输出功率之间的比值。当HF占空比例如等于零时，则当前输出功率以及相应地在至少一个PTC加热器的当前输出功率与最大输出功率之间的比值也等于零。当HF占空比例如等于0.5时，至少一个PTC加热器的当前输出功率与最大输出功率之间的比值也等于0.5。此时，至少一个PTC加热器的当前输出功率为最大输出功率的50％。LF调制信号将HF调制信号调制成多个中间调制级，其中，HF调制信号在一个调制级与下一个更高或更低的调制级之间高频连接。以相同的方式，LF调制信号能够在多个--但至少在三个--开关级中生成，其中，开关级因彼此之间的区别在于LF占空比。LF调制信号能够是例如方波信号。替代地，LF调制信号能够是纯开/关信号(0/1信号)。然后，纯开/关信号预设一个关闭阶段的持续时间和一个打开阶段的持续时间。在关闭阶段中，将HF调制信号调制到一个调制级，并且至少一个PTC加热器在相应的输出功率级上运行。然后在打开阶段中，将HF调制信号被调制到下一个更高或下一个更低的调制级，并且至少一个PTC加热器在相应的下一个更高或下一个更低的输出功率级上运行。于是，LF调制信号的时间帧对应于上述两个持续时间之和。然后，通过打本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于电动车辆的加热装置，/n其中，所述加热装置包括至少一个PTC加热器和用于控制所述至少一个PTC加热器的一个控制装置，/n其中，所述控制装置包括HF脉冲宽度调制器，通过所述HF脉冲宽度调制器能够生成多个调制级中的HF调制信号，/n其中，所述HF脉冲宽度调制器的相应的调制级对应于所述至少一个PTC加热器的输出功率级，使得所述控制装置借助于所述HF脉冲宽度调制器能够在所述多个输出功率级中将所述至少一个PTC加热器的输出功率在最小输出功率和最大输出功率之间进行逐级地调节，/n其特征在于，/n所述控制装置包括LF脉冲宽度调制器，所述LF脉冲宽度调制器利用所述LF调制信号能够在多个中间调制级中在一个调制级与下一个更高或下一个更低的调制级之间逐级地调制所述HF调制信号，并且/n所述HF脉冲宽度调制器的相应的调制中间级对应于所述至少一个PTC加热器的输出功率中间级，使得所述控制装置借助于所述LF脉冲宽度调制器能够在多个中间输出功率级中将所述至少一个PTC加热器的输出功率在一个输出功率级与下一个更高或下一个更低的输出功率级之间进行逐级地调节。/n
【技术特征摘要】
20190514 DE 102019206930.41.一种用于电动车辆的加热装置，
其中，所述加热装置包括至少一个PTC加热器和用于控制所述至少一个PTC加热器的一个控制装置，
其中，所述控制装置包括HF脉冲宽度调制器，通过所述HF脉冲宽度调制器能够生成多个调制级中的HF调制信号，
其中，所述HF脉冲宽度调制器的相应的调制级对应于所述至少一个PTC加热器的输出功率级，使得所述控制装置借助于所述HF脉冲宽度调制器能够在所述多个输出功率级中将所述至少一个PTC加热器的输出功率在最小输出功率和最大输出功率之间进行逐级地调节，
其特征在于，
所述控制装置包括LF脉冲宽度调制器，所述LF脉冲宽度调制器利用所述LF调制信号能够在多个中间调制级中在一个调制级与下一个更高或下一个更低的调制级之间逐级地调制所述HF调制信号，并且
所述HF脉冲宽度调制器的相应的调制中间级对应于所述至少一个PTC加热器的输出功率中间级，使得所述控制装置借助于所述LF脉冲宽度调制器能够在多个中间输出功率级中将所述至少一个PTC加热器的输出功率在一个输出功率级与下一个更高或下一个更低的输出功率级之间进行逐级地调节。
2.根据权利要求1所述的加热装置，
其特征在于，
所述LF调制信号的LF时间帧总计小于20秒。
3.根据权利要求1或2所述的加热装置，
其特征在于，
根据所述至少一个PTC加热器的热惯量来调节所述LF调制信号的LF时间帧。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的加热装置，
其特征在于，
所述LF调制信号的LF频率低于10赫兹。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的加热装置，
其特征在于，
所述LF脉冲宽度调制器的LF调制信号在LF时间帧内分成多个单独的LF开关信号。
6.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：马蒂亚斯·沙尔，
申请(专利权)人：马勒国际有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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