一种汽车暖风装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种汽车暖风装置，包括PTC加热器、控制器、温度传感器；PTC加热器输入电压300V以上；温度传感器安装在PTC加热器表面；控制器包含控制电路、驱动电路；控制电路与驱动电路输入为弱电电压、驱动电路输出电压为强电电压；控制电路的温度信息采集电路电路与温度传感器电连接，温度采样；控制电路通过光电耦合强弱电隔离电路与PTC加热器强电电路连接，电压、电流采样；控制电路与空调控制器CAN总线连接，控制电路与驱动电路电连接；控制电路对驱动电路脉宽调制控制，通过驱动电路控制PTC加热器导通或截止。起积极效果在于功率无极调整，温度控制平滑；有效避免PTC加热器表面温度过高，无风险隐患；成本低。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于汽车空气调节设备
，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。
技术介绍
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30(^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。
技术实现思路
本技术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。本技术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。本技术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。本技术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O. I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。本技术PTC加热器表面安装3组NTC的温度传感器，用于给控制器组件提供PTC的表面温度。PTC加热器采用独立的PTC加热器组并联结构，可减少风阻，提高功率效率；保持功率的一致性和稳定性；减少制造过程的损耗成本，组装工时；3组温度传感器的分布安装方便，便于电路控制。本技术PTC加热器采用6个独立的PTC加热器组并联。本技术控制器的外框材料为塑料，控制盒壳体表面材料为铝；PTC加热器外框材料为塑料；绝缘栅双极型晶体管(IGBT)通过导热硅胶直接和铝制壳体连接；汽车暖风装置控制器和PTC加热器通过螺栓连接成一体化整体；由于绝缘栅双极型晶体管(IGBOS散功率较大，极限情况下可能达到瞬时20W左右的功率，所以发热量大；绝缘栅双极型晶体管(IGBT)通过导热硅胶直接和铝制壳体连接，增加散热量。本技术控制盒的外壳盒体与PTC加热器外框材料为PPS塑料，可长期280°C耐温。本技术在PTC加热器与塑料框架接触一面安装一个温控器，在空调风机停转和电路控制元件失效时，温控器控制PTC加热器暂停工作；作为一个固件的保护，一旦控制器失效PTC温度也限制在合理的范围，进一步增加了系统的可靠性。本技术的积极效果在于有效避免PTC加热器表面温度过高，导致周围塑料软化甚至燃烧，可靠性高，无风险与隐患；功率的无极调整，温度控制平滑，无过温或者过冷；成本低。附图说明图I为本技术电器控制方式示意图；图2为本技术汽车暖风装置结构示意图；图3为本技术脉宽调制改变占空比方式示意图；图中1 PCT加热器；2 PTC控制器；3温度传感器；4强电电源； 5空调控制器；2a控制电路；2b驱动电路；2c强电电压与电流信息采集电路；2d 光电耦合强弱电隔离电路；2e温度信息采集电路。具体实施方式以下结合附图详细说明本技术的一个实施例。如图I、图2所示，本技术汽车暖风装置，包括PTC加热器I、PTC控制器2、温度传感器3 ;PTC加热器I输入电压为300V以上；PTC加热器I的热风管与空调风口管路连接；温度传感器3安装在PTC加热器I表面；PTC控制器2包含控制电路2a、驱动电路2b ； 控制电路2a采用带CAN通讯的单片机，驱动电路2b采用绝缘栅双极型晶体管(IGBT);控制电路2a还包括强电电压与电流信息采集电路2c、光电耦合强弱电隔离电路2d、温度信息采集电路2e ;控制电路2a输入电压为12V弱电电压；驱动电路2b输入电压为12V弱电电压；驱动电路2b输出电压为300V以上强电电压；控制电路2a的温度信息采集电路2e与温度传感器电连接，对PTC加热器I的表面温度、线路板温度进行采样；控制电路2a通过光电耦合强弱电隔离电路2d与PTC加热器I强电电路电连接，对PTC加热器I强电电路的电压、电流进行采样；控制电路2a并与空调控制器5通过CAN总线连接，控制电路2a接受空调控制器5的总线型(CAN)信号。绝缘栅双极型晶体管(IGBT本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽车暖风装置，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、驱动电路输出电压为强电电压；控制电路的温度信息采集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。2、根据权利要求1所述的一种汽车暖风装置，其特征在于：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；绝缘栅双极型晶体管包括门极、集电极、发射极；绝缘栅双极型晶体管的集电极与强电电源正极电连接；绝缘栅双极型晶体管的发射极与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；强电电源经过绝缘栅双极型晶体管施加于PTC加热器，由绝缘栅双极型晶体管控制接通或断开PTC加热器的强电电压。3、根据权利要求1所述的一种汽车暖风装置，其特征在于：PTC加热器表面安装3组NTC的温度传感器；PTC加热器采用独立的PTC加热器组并联结构。4、根据权利要求1所述的一种汽车暖风装置，其特征在于：PTC加热器采用6个独立的PTC加热器组并联。？5、根据权利要求1所述的一种汽车暖风装置，其特征在于：PTC控制器的外框材料为塑料，PTC控制器壳体表面材料为铝；PTC加热器外框材料为塑料；绝缘栅双极型晶体管通过导热硅胶直接和铝制壳体连接；PCT控制器和PTC加热器通过螺栓连接成一体化整体。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡成台，陈燕洲，王德平，于春涛，
申请(专利权)人：中国第一汽车集团公司新能源汽车分公司，
类型：实用新型
国别省市：