电动汽车PTC加热器双重保护装置及其方法与流程

本发明属于新能源汽车控制技术领域，特别涉及一种电动汽车PTC加热器双重保护装置及其方法，极大的改善了PTC加热器因加热过度而引起损坏等安全问题。

背景技术：

近年来，随着能源日益紧缺，人们对自然环境要求的提高及科技的成熟，开发新能源汽车成为实现节能减排，发展低碳经济的重要切入点，电动汽车越来越成为热点。

因电动汽车取消了发动机，故全新开发了整车PTC加热系统，以实现驾驶室、乘员舱取暖及整车除霜、除雾的需求。现有的PTC加热器，一般采用低压控制回路中串联温控开关，当温度达到预设温度后，温控开关常闭触点断开，则低压回路断开，然后高压输出回路随之断开的控制模式；但是这种控制模式有一个弊端，当温控开关触点粘连的情况下，会出现无法切断高压的现象，导致PTC加热器一直工作，轻则损坏PTC加热器及车辆部件，重则会引发汽车自燃。为此，如何提供一种PTC加热器控制技术，并确保PTC加热器加热性能稳定、安全、可靠，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

鉴于此，本发明提供一种电动汽车PTC加热器双重保护装置及其方法，解决现有的PTC加热器控制模式中的技术问题，有力的保障车辆及人身安全。

按照本发明所提供的设计方案， 一种电动汽车PTC加热器双重保护装置，包含电源模块、控制模块及PTC加热模块， PTC加热模块通过回路与控制模块信号连接， PTC加热模块通过高压分配模块与电源模块连接，PTC加热模块包含温控开关一、温控开关二及加热部件，温控开关一、温控开关二并联在回路中，所述温控开关一通过低压控制回路一串接在控制模块与电源模块之间，所述温控开关二通过低压控制回路二串接在控制模块与地之间，加热部件两端分别与高压分配模块两个高压电源端连接。

其中，所述的高压分配模块包含预充继电器、主正继电器、主负继电器、PTC高压继电器，PTC高压继电器线圈两端分别接12V电源、温控开关一。

其中，加热部件一端通过主负继电器与电源模块连接，另一端通过与PTC高压继电器常开触点连接，PTC高压继电器常闭触点通过主正继电器与电源模块连接。

优选的，所述加热部件为加热电阻丝。

一种电动汽车PTC加热器双重保护方法，基于上述的电动汽车PTC加热器双重保护装置实现，具体包含如下步骤：

步骤1、预先设定温控开关一工作参数A、温度开关二工作参数B，工作参数A、B设置为阶梯状数值；

步骤2、低压回路导通，PTC加热模块工作；

步骤3、判断当前温度是否达到工作参数A，若是，则温控开关一断开，PTC加热模块停止工作，并进入步骤4；否则，PTC加热模块正常工作，进入步骤4；

步骤4、判断当前温度是否达到工作参数B，若是，则温控开关二断开，温控开关一所在回路断开，判定PTC加热模块故障异常；否则，保持PTC加热模块工作状态。

其中，所述的工作参数A包含用于温控开关一断开的参数a、及用于温控开关一闭合的参数a‘。

优选的，参数a范围为85±5℃，参数a‘范围为60±15℃。

其中，所述的工作参数B包含用于温控开关二断开的参数b、及用于温控开关二闭合的参数b‘。

优选的，参数b范围为115±5℃，参数b‘范围为90±15℃。

其中，判定PTC加热模块故障异常，具体包含：控制模块强制PTC加热模块停止工作，对PTC加热模块进行故障检修。

本发明的有益效果：

本发明通过串联在回路中的两个温控开关，实现PTC加热器的双重保护，PTC加热器两种温控开关温度工作参数设定为承阶梯状数值，排除了因PTC加热器过热而引起车辆部件变形甚至发生火灾的可能性，有力的保障了车辆及人身安全，确保PCT加热器加热性能稳定性、安全性及可靠性。

附图说明：

图1为本发明的装置示意图；

图2为本发明的工作流程图；

图3为实施例原理示意图。

具体实施方式：

下面结合附图和技术方案对本发明作进一步详细的说明，并通过优选的实施例详细说明本发明的实施方式，但本发明的实施方式并不限于此。

实施例一，参见图1所示，一种电动汽车PTC加热器双重保护装置，包含电源模块、控制模块及PTC加热模块， PTC加热模块通过回路与控制模块信号连接， PTC加热模块通过高压分配模块与电源模块连接，PTC加热模块包含温控开关一、温控开关二及加热部件，温控开关一、温控开关二并联在回路中，所述温控开关一通过低压控制回路一串接在控制模块与电源模块之间，所述温控开关二通过低压控制回路二串接在控制模块与地之间，加热部件两端分别与高压分配模块两个高压电源端连接，通过串联在回路中的两个温控开关，实现PTC加热器的双重保护。

实施例二，参见图1所示，与实施例一基本相同，不同之处在于：高压分配模块包含预充继电器、主正继电器、主负继电器、PTC高压继电器，PTC高压继电器线圈两端分别接12V电源、温控开关一。

其中，加热部件一端通过主负继电器与电源模块连接，另一端通过与PTC高压继电器常开触点连接，PTC高压继电器常闭触点通过主正继电器与电源模块连接。

优选的，所述加热部件为加热电阻丝。

通过以上设置，能够有效避免因PTC加热器温控开关触点粘连导致的PTC加热器一直工作的情况，从而有效保障PTC加热器及车辆部件的使用寿命，避免了因加热过度引起的汽车自燃等安全事故。

实施例三，参见图2所示，一种电动汽车PTC加热器双重保护方法，基于实施例一所述的电动汽车PTC加热器双重保护装置实现，具体包含如下步骤：

步骤1、预先设定温控开关一工作参数A、温度开关二工作参数B，工作参数A、B设置为阶梯状数值；

步骤2、低压回路导通，PTC加热模块工作；

步骤3、判断当前温度是否达到工作参数A，若是，则温控开关一断开，PTC加热模块停止工作，并进入步骤4；否则，PTC加热模块正常工作，进入步骤4；

步骤4、判断当前温度是否达到工作参数B，若是，则温控开关二断开，温控开关一所在回路断开，判定PTC加热模块故障异常；否则，保持PTC加热模块工作状态。

本发明PTC加热器两种温控开关温度工作参数设定为承阶梯状数值，排除了因PTC加热器过热而引起车辆部件变形甚至发生火灾的可能性，有力的保障了车辆及人身安全，有效保证工作的稳定性。

实施例四，参见图2所示，一种电动汽车PTC加热器双重保护方法，基于实施例一所述的电动汽车PTC加热器双重保护装置实现，具体包含如下步骤：

首先、预先设定温控开关一工作参数A、温度开关二工作参数B，工作参数A、B设置为阶梯状数值，其中，工作参数A包含用于温控开关一断开的参数a、及用于温控开关一闭合的参数a‘，工作参数B包含用于温控开关二断开的参数b、及用于温控开关二闭合的参数b‘。

根据经验及实际测试，参数a范围可设置为85±5℃，参数a‘范围可设置为60±15℃，参数b范围为115±5℃，参数b‘范围为90±15℃。

然后、低压回路导通，PTC加热模块工作；

接着、判断当前温度是否达到工作参数A，若是，则温控开关一断开，PTC加热模块停止工作，并进入下一步骤；否则，PTC加热模块正常工作，下一步骤；

最后、判断当前温度是否达到工作参数B，若是，则温控开关二断开，温控开关一所在回路断开，判定PTC加热模块故障异常，控制模块强制PTC加热模块停止工作，对PTC加热模块进行故障检修；否则，保持PTC加热模块工作状态。

为进一步验证本发明的有效性，下面结合具体实例对本发明做进一步解释说明：

参见图3所示，包括整车控制器VCU、高压箱PDU、PTC加热器。

所述的高压箱PDU内部包含预充继电器、主正继电器、主负继电器、PTC高压继电器。所有的指令要经过PDU中各继电器动作来实现PTC加热器上电与下电，由于预充继电器、主正继电器、主负继电器不是本发明重点关注对象，在此不予讨论。

所述的整车控制器VCU中A针脚、B针脚均为低电平有效。当B针脚采集不到低电平时，通过VCU内部控制逻辑，使A针脚停止输出低电平。

所述的PTC加热器内部包含两个温控开关：温控开关1、温控开关2。所述的温控开关1串联在低压控制回路中，一端接低压电源正，另一端接VCU中A针脚（低有效），温控开关1常闭触点在85±5℃断开，在60±15℃时闭合；所述的温控开关2，一端接所述的整车控制器VCU中B针脚，另一端直接接地（搭铁），温控开关2常闭触点在115±5℃断开，在90±15℃时闭合。

所述的PTC加热器内部还包含一组电阻丝R，电阻丝R一端经PTC高压继电器接高压主正，另一端接高压主负。正常情况下，在温控开关1所在回路导通后，PTC高压继电器吸合，经高压箱PDU输出的主正、主负给PTC加热器上电，当温度达到温控开关1预设温度时，低压回路断开，进而高压下电。在此过程中存在一定的安全隐患，就是温控开关1触点粘连而无法断开的情况，此时PTC加热器一直工作，温度会一直上升，当温度上升到温控开关2预设的温度时，温控开关2触点断开，整车控制器VCU中B针脚采集不到低电平，通过VCU内部控制逻辑分析，使VCU中A针脚停止输出低电平，这时温控开关1所在回路断开，进而PTC高压继电器断开来完成下高压指令。

车辆正常上高压后，按下PTC加热器电源开关，当PTC加热器中温控开关1所在回路，即低压回路：+12V→温控开关1触点→PTC高压继电器线圈→VCU A针脚（低电平有效）。接通后，PTC高压继电器触点端闭合，则高压回路闭合：动力电池正→高压主正→PTC高压继电器触点→PTC加热器电阻丝R→高压主负→动力电池负。此时PTC加热器正常工作，当温度达到85±5℃时，温控开关1常闭触点断开，低压回路断开，则PTC高压继电器触点断开，进而高压回路断开，PTC加热器停止工作。

在上述过程中，整车控制器VCU B针脚处在搭铁状态，具体为：VCU B针脚→温控开关2常闭触点→GND；如果在上述的PTC加热过程中，温控开关1因常闭触点粘连而无法断开，PTC一直工作，温度一直上升，当温度达到115±5℃时，温控开关2常闭触点断开，整车控制器VCU中B针脚采集不到低电平，通过VCU内部控制逻辑分析，使VCU中A针脚停止输出低电平，这时温控开关1所在回路断开，进而PTC高压继电器断开来完成下高压指令， PTC加热器停止工作。此时，可对PTC加热器故障进行排查、修复或更换。

本发明不局限于上述具体实施方式，本领域技术人员还可据此做出多种变化，但任何与本发明等同或者类似的变化都应涵盖在本发明权利要求的范围内。