一种基于PTC加热器的PWM软启动开环控制方法及系统技术方案

本发明专利技术属于电动汽车技术领域，具体提供了一种基于PTC加热器的PWM软启动开环控制方法及系统，其中方法包括：将PTC加热器的总加热包分成多列加热包组；将功率占空比从0～100％按比例分成多个档位，每个档位对应一列加热包组的IGBT全开或多列加热包组的IGBT全开，且相邻两个档位之间相差一列加热包组；获取上位机的请求功率占空比，在当前功率占空比的基础上，调制一列加热包组所对应的IGBT逐步攀升至全开或逐步下降，直到当前功率占空比与请求功率占空比相等。该控制方法具有冲击电流小、毛刺电流小，电流曲线平滑等优点，并且，该方式IGBT大部分时间处于全开或者全关状态，部分时间处于调制状态，大大减小了IGBT的开关损耗，减小IGBT故障率，提高IGBT寿命。提高IGBT寿命。提高IGBT寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种基于PTC加热器的PWM软启动开环控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及电动汽车
，更具体地，涉及一种基于PTC加热器的PWM软启动开环控制方法及系统。

技术介绍

[0002]随着新能源汽车的快速发展，尤其高压纯电动汽车的发展，整车空调供暖方案随之发生变化，综合其安全、稳定、舒适性，目前的趋势是采用高电压PTC加热器，已满足采暖、除霜、除雾等需求。
[0003]现有PTC加热器主要包括若干加热模组、若干控制开关(常见为IGBT)、若干驱动电路、高压电路和控制器；加热模组包括若干PTC加热模块；控制开关接在高压电路和加热模组之间，控制开关的控制端与驱动电路连接，驱动电路连接至控制器；高压电路通过控制开关为加热模组提供电源；控制器将控制信号发送给驱动电路，驱动电路生成驱动信号，驱动控制开关的通断。上述控制开关、驱动电路和高压电路、控制器常常均安装在一控制板上。
[0004]目前，现有PTC加热器一般采用档位控制的模式，根据用户设置温度选择档位，通过控制各个控制开关的通断来选择对应加热模组进行加热；该种档位通断控温，温度跳变较大，舒适性不足。此外，在设计上述控制板时，随着上述PTC加热模块的个数的不同，其驱动电路、控制开关等的个数也随之改变，也即不同功率、不同型号的PTC加热器需设计与之匹配的控制板，不利于平台化；且大功率的PTC加热器产品控制板尺寸大，占空间大。档位控制根据加热芯体模块分组数来配置IGBT，分组越多，温度控制越好，舒适性越好，但使用的IGBT也越多，成本越高。
[0005]此外，PTC加热器的控制方法还可以采用无极调节的PWM控制方法，而PWM控制方法又以IGBT组一起调制的无极调节尤为突出，这样的优点是程序简单，缺点是：冲击电流、毛刺电流大；开环控制时功率偏差大；IGBT开关损耗大、IGBT故障率高、寿命短。

技术实现思路

[0006]本专利技术针对现有技术中存在的PTC加热器采用无极调节的PWM控制方法存在毛刺电流大、IGBT开关损耗大的技术问题。
[0007]本专利技术提供了一种基于PTC加热器的PWM软启动开环控制方法，包括以下步骤：
[0008]S1，将PTC加热器的总加热包分成多列加热包组，每列加热包组包括至少一个加热包，其中，一列加热包组通过一个IGBT控制；
[0009]S2，将功率占空比从0～100％按比例分成多个档位，每个档位对应一列加热包组的IGBT全开或多列加热包组的IGBT全开，且相邻两个档位之间相差一列加热包组；
[0010]S3，获取上位机的请求功率占空比，在当前功率占空比的基础上，调制一列加热包组所对应的IGBT逐步攀升至全开或逐步下降，直到当前功率占空比与请求功率占空比相等。
[0011]优选地，所述S1具体包括：将PTC加热器的总加热包分成4列加热包组，通过4个
IGBT分别一一对应控制4列加热包组。
[0012]优选地，所述S2具体包括：
[0013]当一个档位所需要的IGBT全开数量超过单列加热包组，则将该档位与多列加热包组的IGBT组合全开时对应，且以加热包组组合所需列数最少为基准进行选取组合。
[0014]优选地，所述S3中逐步攀升至全开或逐步下降至全关具体包括：通过PWM使能一列加热包组所对应的IGBT逐步攀升至全开或逐步下降至全关，且此时其他列的加热包组的IGBT处于全开或全关状态。
[0015]优选地，所述S3具体包括：
[0016]若获取上位机的请求功率占空比低于当前功率占空比时；则
[0017]当获取上位机的请求功率占空比对应档位为零，即请求功率占空比为零，则控制所有列的加热包组的IGBT瞬间关闭；
[0018]当获取上位机的请求功率占空比对应档位不为零，即请求功率占空比不为零，则关闭对应列的加热包组未全开的IGBT，然后依次调制需要变化的对应列加热包组的IGBT状态。S3，获取上位机的请求功率占空比，在当前功率占空比的基础上，调制一列加热包组所对应的IGBT逐步攀升至全开或逐步下降，直到当前功率占空比与请求功率占空比相等
[0019]优选地，所述S3具体包括：通过电动汽车的加热控制器发出PWM指令对IGBT进行控制，所述PTC加热器与电动汽车的加热控制器之间通过CAN线或LIN线进行通讯。
[0020]本专利技术还提供了一种基于PTC加热器的PWM软启动开环控制系统，所述系统用于实现基于PTC加热器的PWM软启动开环控制方法，包括：
[0021]功率占空比采集模块，用于获取上位机的请求功率占空比及PTC加热器的当前功率占空比；
[0022]控制分析模块，用于将PTC加热器的总加热包分成多列加热包组，每列加热包组包括至少一个加热包，其中，一列加热包组通过一个IGBT控制；
[0023]然后，将功率占空比从0～100％按比例分成多个档位，每个档位对应一列加热包组的IGBT全开或多列加热包组的IGBT全开，且相邻两个档位之间相差一列加热包组；
[0024]最后，调制一列加热包组所对应的IGBT逐步攀升至全开或逐步下降，直到当前功率占空比与请求功率占空比相等。
[0025]本专利技术还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机管理类程序时实现基于PTC加热器的PWM软启动开环控制方法的步骤。
[0026]本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机管理类程序，所述计算机管理类程序被处理器执行时实现基于PTC加热器的PWM软启动开环控制方法的步骤。
[0027]有益效果：本专利技术提供的一种基于PTC加热器的PWM软启动开环控制方法及系统，其中方法包括：S1，将PTC加热器的总加热包分成多列加热包组，每列加热包组包括至少一个加热包，其中，一列加热包组通过一个IGBT控制；S2，将功率占空比从0～100％按比例分成多个档位，每个档位对应一列加热包组的IGBT全开或多列加热包组的IGBT全开，且相邻两个档位之间相差一列加热包组；S3，获取上位机的请求功率占空比，在当前功率占空比的基础上，调制一列加热包组所对应的IGBT逐步攀升至全开或逐步下降，直到当前功率占空比与请求功率占空比相等。相对与传统电动汽车的PTC加热器采用的PWM无极调节方式，该控制方法具有冲击电流小、毛刺电流小，电流曲线平滑等优点，并且，该方式IGBT大部分时
间处于全开或者全关状态，部分时间处于调制状态，大大减小了IGBT的开关损耗，减小IGBT故障率，提高IGBT寿命。本专利技术算法简单，输出电流平滑，冲击电流与毛刺电流较小，减小IGBT的故障率，延长IGBT的使用寿命，能够实现档位控制与无极调节两种控制方法。
附图说明
[0028]图1为本专利技术提供的一种基于PTC加热器的PWM软启动开环控制方法流程图；
[0029]图2为本专利技术提供的一种可能的电子设备的硬件结构示意图；
[0030]图3为本专利技术提供的一种可能的计算机可读存储介质的硬件结构示意本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于PTC加热器的PWM软启动开环控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，将PTC加热器的总加热包分成多列加热包组，每列加热包组包括至少一个加热包，其中，一列加热包组通过一个IGBT控制；S2，将功率占空比从0～100％按比例分成多个档位，每个档位对应一列加热包组的IGBT全开或多列加热包组的IGBT全开，且相邻两个档位之间相差一列加热包组；S3，获取上位机的请求功率占空比，在当前功率占空比的基础上，调制一列加热包组所对应的IGBT逐步攀升至全开或逐步下降，直到当前功率占空比与请求功率占空比相等。2.根据权利要求1所述的基于PTC加热器的PWM软启动开环控制方法，其特征在于，所述S1具体包括：将PTC加热器的总加热包分成4列加热包组，通过4个IGBT分别一一对应控制4列加热包组。3.根据权利要求2所述的基于PTC加热器的PWM软启动开环控制方法，其特征在于，所述S2具体包括：当一个档位所需要的IGBT全开数量超过单列加热包组，则将该档位与多列加热包组的IGBT组合全开时对应，且以加热包组组合所需列数最少为基准进行选取组合。4.根据权利要求1所述的基于PTC加热器的PWM软启动开环控制方法，其特征在于，所述S3中逐步攀升至全开或逐步下降至全关具体包括：通过PWM使能一列加热包组所对应的IGBT逐步攀升至全开或逐步下降至全关，且此时其他列的加热包组的IGBT处于全开或全关状态。5.根据权利要求4所述的基于PTC加热器的PWM软启动开环控制方法，其特征在于，所述S3具体包括：若获取上位机的请求功率占空比低于当前功率占空比时；则当获取上位机的请求功率占空比对应档位为零，即请求功率占空比为零，则控制所有列的加热包组的IGBT瞬间关闭；当获取上位机的请求功率占空比对应档位不为零，即请求功率占空比不为零，则关闭对应列的加热包组未全开的I...

【专利技术属性】
技术研发人员：万豪，李达伦，罗一博，孙雨，王玮，
申请(专利权)人：孝感华工高理电子有限公司，
类型：发明
国别省市：