CN107128154A - 电动车辆、采暖***及电加热器的功率控制装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电加热器的功率控制方法，包括：获取预设的风量值、实际进风温度值以及电加热器的实际出水温度值；根据风量值、实际进风温度值以及实际出水温度值、并通过公式风量值×实际出水温度值＝风量值×实际进风温度值+电加热器的初始最高功率，计算得到电加热器的初始最高功率；根据实际出水温度值以及风量值所对应的目标出水温度值对初始最高功率进行变频控制。本发明还公开了一种电加热器的功率控制装置。本发明又公开了一种具有电加热器的功率控制装置的采暖***。本发明又公开了一种具有采暖***的电动车辆。上述电加热器的功率控制方法，可以降低水暖电加热器功率的消耗。

Description

电动车辆、采暖***及电加热器的功率控制装置和方法

技术领域

本发明涉及车辆工程技术领域，特别涉及一种电加热器的功率控制方法。此外，本发明还涉及一种电加热器的功率控制装置。另有，本发明还涉及一种具有上述电加热器的功率控制装置的采暖***；并且本发明还涉及一种具有该采暖***的电动车辆。

背景技术

随着全球能源危机及环境的污染，电动汽车应运而生。电动汽车的出现在一定程度上缓解了能源危机和传统汽车带来的环境污染问题。电动汽车受限于电池技术，而作为电动汽车中一个重要组成部分的采暖***却消耗了大量的功率。而采暖***中的水暖电加热器作为电动汽车的采暖***的核心部件，如何优化对水暖电加热器功率的控制，从而优化对水暖电加热器功率的控制是汽车企业需要重点考虑的问题。

在现有技术中，通常先采集车外的温度，然后根据车外的温度计算采暖***中水暖电加热器所需要的初始功率，之后再根据水暖电加热器出水温度逐渐调整水暖电加热器的功率。而实际上，由于车外温度高于车内温度，启动水暖电加热器的初始功率高于真实需要的水暖电加热器初始功率，这就造成水暖电加热器功率的浪费。

因此，如何对水暖电加热器的功率进行优化控制，从而降低水暖电加热器功率的消耗，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种电加热器的功率控制方法，该方法可以降低水暖电加热器功率的消耗。本发明的另一目的是提供一种电加热器的功率控制装置。本发明的再一目的是提供一种具有上述电加热器的功率控制装置的采暖***；本发明的又一目的是提供一种具有该采暖***的电动车辆。

为实现上述目的，本发明提供一种电加热器的功率控制方法，包括：

获取预设的风量值、实际进风温度值以及电加热器的实际出水温度值；

根据所述风量值、所述实际进风温度值以及所述实际出水温度值、并通过公式风量值×实际出水温度值＝风量值×实际进风温度值+电加热器的初始最高功率，计算得到电加热器的初始最高功率；

根据所述实际出水温度值以及所述风量值所对应的目标出水温度值对所述初始最高功率进行变频控制。

优选地，所述根据所述实际出水温度值以及所述风量值所对应的目标出水温度值对所述初始最高功率进行变频控制的步骤包括：

S100、将所述初始最高功率设定为当前功率；

S200、判断在所述当前功率下的所述实际出水温度值与所述目标出水温度值的大小；若所述实际出水温度值等于所述目标出水温度值，或所述实际出水温度值在预设阈值范围内大于所述目标出水温度值时，进入步骤S300；若所述实际出水温度值小于所述目标出水温度值，保持当前功率；

S300、将所述当前功率降低至预设功率；

S400、将所述预设功率设置为所述当前功率后进入步骤S200。

优选地，所述获取预设的风量值、实际进风温度值以及电加热器的实际出水温度值的步骤之后，还包括：

判断用以获取所述实际进风温度值的进风温度传感器以及用以获取所述实际出水温度值的出水温度传感器是否发生故障；

若否，则进入所述根据所述风量值、所述实际进风温度值以及所述实际出水温度值、并通过公式风量值×实际出水温度值＝风量值×实际进风温度值+电加热器的初始最高功率，计算得到电加热器的初始最高功率的步骤；

若是，则关闭电加热器。

本发明还提供一种电加热器的功率控制装置，包括：

获取模块：用于获取预设的风量值、实际进风温度值以及电加热器的实际出水温度值；

计算模块：用于根据所述风量值、所述实际进风温度值以及所述实际出水温度值、并通过公式风量值×实际出水温度值＝风量值×实际进风温度值+电加热器的初始最高功率，计算得到电加热器的初始最高功率；

变频控制模块：用于根据所述实际出水温度值以及所述风量值所对应的目标出水温度值对所述初始最高功率进行变频控制。

优选地，所述变频控制模块包括：

第一确定单元：用于将所述初始最高功率设定为当前功率；

判断单元：用于判断在所述当前功率下的所述实际出水温度值与所述目标出水温度值的大小；

第一控制单元：用于当所述当前功率下的所述实际出水温度值小于所述目标出水温度值时，保持当前功率；

第二控制单元：用于当所述当前功率下的所述实际出水温度值与所述目标出水温度值相等，或所述实际出水温度值在预设阈值范围内大于所述目标出水温度值时，将所述当前功率降低至预设功率；

第二确定单元：将所述预设功率设置为所述当前功率后触发所述判断单元。

优选地，还包括：

故障检测模块：用于判断用以获取所述实际进风温度值的进风温度传感器以及用以获取所述实际出水温度值的出水温度传感器是否发生故障；

关闭模块：用以当进风温度传感器与出水温度传感器发生故障时，关闭电加热器。

本发明还提供一种用于电动车辆的采暖***，包括如上述任意一项所述的电加热器的功率控制装置，还包括进风温度传感器、出水温度传感器与电加热器。

优选地，所述功率控制装置与所述电加热器之间通过LIN总线连接，所述功率控制装置通过硬线与所述进风温度传感器和所述出水温度传感器连接。

本发明还提供一种电动车辆，包括上述任意一项所述的采暖***。

相对于上述背景技术，本发明提供的电加热器的功率控制方法，获取预设的风量值、实际进风温度值以及电加热器的实际出水温度值之后，根据公式风量值×实际出水温度值＝风量值×实际进风温度值+电加热器的初始最高功率，计算得到电加热器的初始最高功率；而后根据所述实际出水温度值以及所述风量值所对应的目标出水温度值对所述初始最高功率进行变频控制。也即，当电加热器开始工作后，通过其工作之后所获取的实际进风温度值以及电加热器的实际出水温度值，和预设的风量值，利用公式计算得到电加热器的初始最高功率；以电加热器的初始最高功率作为调节的对象，通过实际出水温度值以及风量值所对应的目标出水温度值对计算得到的初始最高功率进行变频控制，也即时刻调节初始最高功率，确保其时刻依据电加热器的当前工况进行调节，从而对初始最高功率进行优化，减小功率的消耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的电加热器的功率控制方法的流程图；

图2为图1中变频控制的流程图；

图3为本发明实施例所提供的电加热器的功率控制装置的结构框图；

图4为图1中变频控制模块的结构框图；

图5为本发明实施例所提供的采暖***的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图5，图1为本发明实施例所提供的电加热器的功率控制方法的流程图；图2为图1中变频控制的流程图；图3为本发明实施例所提供的电加热器的功率控制装置的结构框图；图4为图1中变频控制模块的结构框图；图5为本发明实施例所提供的采暖***的结构框图。

本发明提供的一种电加热器的功率控制方法，如说明书附1所示，主要包括：

S1、获取预设的风量值、实际进风温度值以及电加热器的实际出水温度值；

S2、根据所述风量值、所述实际进风温度值以及所述实际出水温度值、并通过公式风量值×实际出水温度值＝风量值×实际进风温度值+电加热器的初始最高功率，计算得到电加热器的初始最高功率；

S3、根据所述实际出水温度值以及所述风量值所对应的目标出水温度值对所述初始最高功率进行变频控制。

步骤S1中，当位于车内的人员开启电加热器时，通常为开启电加热器的旋钮时，此时电加热器开始工作；通过旋钮的档位确定风量值的大小；举例来说，当旋钮处于1档时，则风量值较小；当旋钮处于2档时，则风量值较大；当旋钮处于3档时，则风量值最大；可以看出，只有当电加热器开始工作时，才会出现预设的风量值，且风量值的大小与旋钮所处的档位有关。

当电加热器开始工作后，应具有实际进风温度值以及电加热器的实际出水温度值；也即，只要电加热器能够正常运行，其开始工作后，应能够检测到实际进风温度值以及电加热器的实际出水温度值。

在步骤S2中，在电加热器开始工作后，风量值能够确定，实际进风温度值以及电加热器的实际出水温度值能够获取到，通过公式：风量值×实际出水温度值＝风量值×实际进风温度值+电加热器的初始最高功率计算得到电加热器的初始最高功率；通过上述公式可以看出，当旋钮处于某一档位时，则风量值能够唯一确定，且电加热器开始工作后，实际进风温度值与电加热器的实际出水温度值能够获取，由此可以计算得到电加热器的初始最高功率。其中，利用上述公式在计算过程中，应进行数值计算，无需考虑各个参数的单位。

在步骤S3中，针对计算得到电加热器的初始最高功率进行变频控制，从而实时调节初始最高功率，以便对初始最高功率进行优化，时刻优化后的初始最高功率控制电加热器运行，进而减小功率的消耗。

其中，针对初始最高功率的变频控制，其依据实际出水温度值以及所述风量值所对应的目标出水温度值之间的差值调节初始最高功率；具体来说，当旋钮处于某一档位时，加热器开始工作，此时风量值唯一确定，该风量值所对应的目标出水温度值也唯一确定；然而由于当加热器刚刚开始工作时，实际出水温度值往往不能达到目标出水温度值，因此根据两者之间的大小关系实时调节初始最高功率。

针对上述步骤S3，如说明书附图2所示，可以采取如下方式进行变频调节，

S100、将所述初始最高功率设定为当前功率；

S200、判断在所述当前功率下的所述实际出水温度值与所述目标出水温度值的大小；若所述实际出水温度值等于所述目标出水温度值，或所述实际出水温度值在预设阈值范围内大于所述目标出水温度值时，进入步骤S300；若所述实际出水温度值小于所述目标出水温度值，保持当前功率；

S300、将所述当前功率降低至预设功率；

S400、将所述预设功率设置为所述当前功率后进入步骤S200。

其中，在步骤S100中，将计算得到的初始最高功率设定为当前功率；

在步骤S200中，判断在当前功率下，电加热器的实际出水温度值是否与目标出水温度值的大小关系；也即，判断电加热器的实际出水温度值与目标出水温度值之间是否存在差值，如附图2中所示；如上文所述，目标出水温度值在旋钮处于某一档位时已经确定。

在刚刚开启电加热器时，倘若电加热器的实际出水温度值小于目标出水温度值时，由于电加热器开启运行的时间较短，电加热器的实际出水温度尚未达到目标出水温度，需要电加热器继续运行，也即电加热器应保持当前功率，如附图2中的步骤S201。其中，步骤S201中仅仅为电加热器的实际出水温度值小于目标出水温度值时的情形。

倘若电加热器的实际出水温度值等于目标出水温度值时，说明此时电加热器已经达到所需的车内温度时，为了避免电加热器停止运行，可以将电加热器的当前功率降低至预设功率，也即步骤S300；在这里，如果不对电加热器的当前功率进行降低，则电加热器会停止工作(因为此时车内已经达到所需温度)，当一段时间过后，电加热器会再次开启，如此反复，会增加电加热器的开启与关闭次数，降低其使用寿命。

倘若电加热器的实际出水温度值在预设阈值范围内大于目标出水温度值时，说明此时电加热器也已经达到所需的车内温度时，如果不对电加热器的当前功率进行降低，则电加热器会停止工作，与上述类似地，会增加电加热器的开启与关闭次数。因此，可以根据电加热器以及车辆等的类型，设置不同数值的预设阈值范围；举例来说，预设阈值范围可以为2℃～5℃，当电加热器的实际出水温度值与目标出水温度值的差值处于预设阈值范围内(也即差值在2℃～5℃)时，则将电加热器的当前功率进行降低，避免其停止运行。其中，预设阈值范围还可以为目标出水温度值的某一比例，也即根据目标出水温度值的大小而定，本文不再赘述。与此同时，在步骤S300中，预设功率也可以根据电加热器的实际类型而定，本文不再赘述。在附图2中，当电加热器的实际出水温度值与目标出水温度值之间的差值为零时，也即包括了上述“电加热器的实际出水温度值等于目标出水温度值”和“电加热器的实际出水温度值在预设阈值范围内大于目标出水温度值”这两种情形，从而进行附图2所示的步骤S300。

而后进行步骤S400，将降低后的预设功率设置为所述当前功率后进入步骤S200，如此循环，直至电加热器的实际出水温度值小于目标出水温度值。

除此之外，在步骤S1之后，还包括：

判断用以获取所述实际进风温度值的进风温度传感器以及用以获取所述实际出水温度值的出水温度传感器是否发生故障；

若否，则进入所述根据所述风量值、所述实际进风温度值以及所述实际出水温度值、并通过公式风量值×实际出水温度值＝风量值×实际进风温度值+电加热器的初始最高功率，计算得到电加热器的初始最高功率的步骤；

若是，则关闭电加热器。

也就是说，当开启电加热器的旋钮时，此时电加热器开始工作；可以进风温度传感器用于获取实际进风温度值，出水温度传感器用于获取实际出水温度值，由于进风温度传感器和出水温度传感器与车内的硬件相连；举例来说，倘若旋钮所处的某一档位，其对应的进风温度值为25℃，此时进风温度传感器应对应25Ω的电阻，然而通过车内的硬件检测到的进风温度传感器的电阻与25Ω相差较大(例如为1Ω或50Ω)，则说明进风温度传感器发生故障，此时自动关闭电加热器；若车内的硬件检测到的进风温度传感器的电阻处于25Ω左右的区间内(该区间的具体数值可以根据进风温度传感器的实际参数规格而定)，则认为进风温度传感器无故障；出水温度传感器的故障判断与上述进风温度传感器的故障判断相类似；只有当出水温度传感器与进风温度传感器均无故障时，则可以进行上述步骤S2。

本发明还提供一种电加热器的功率控制装置100，如说明书附图3所示，包括：

获取模块101：用于获取预设的风量值、实际进风温度值以及电加热器的实际出水温度值；

计算模块102：用于根据所述风量值、所述实际进风温度值以及所述实际出水温度值、并通过公式风量值×实际出水温度值＝风量值×实际进风温度值+电加热器的初始最高功率，计算得到电加热器的初始最高功率；

变频控制模块103：用于根据所述实际出水温度值以及所述风量值所对应的目标出水温度值对所述初始最高功率进行变频控制。

优选地，如说明书附图4所示，所述变频控制模块103包括：

第一确定单元1030：用于将所述初始最高功率设定为当前功率；

判断单元1031：用于判断在所述当前功率下的所述实际出水温度值与所述目标出水温度值的大小；

第一控制单元1032：用于当所述当前功率下的所述实际出水温度值小于所述目标出水温度值时，保持当前功率；

第二控制单元1033：用于当所述当前功率下的所述实际出水温度值与所述目标出水温度值相等，或所述实际出水温度值在预设阈值范围内大于所述目标出水温度值时，将所述当前功率降低至预设功率；

第二确定单元1034：将所述预设功率设置为所述当前功率后触发所述判断单元1031。

优选地，还包括：

故障检测模块：用于判断用以获取所述实际进风温度值的进风温度传感器以及用以获取所述实际出水温度值的出水温度传感器是否发生故障；

关闭模块：用以当进风温度传感器与出水温度传感器发生故障时，关闭电加热器。

本发明还提供一种用于电动车辆的采暖***，如说明书附图5所示，包括上述电加热器的功率控制装置100，还包括进风温度传感器200、出水温度传感器300与电加热器400。

优选地，所述功率控制装置100与所述电加热器400之间通过LIN总线连接，所述功率控制装置100通过硬线与所述进风温度传感器200和所述出水温度传感器300连接。

本发明还提供一种电动车辆，包括上述任意一项所述的采暖***。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述较为简单，相关之处参见方法部分说明即可。

以上对本发明所提供的电动车辆、采暖***及电加热器的功率控制装置和方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种电加热器的功率控制方法，其特征在于，包括：

获取预设的风量值、实际进风温度值以及电加热器的实际出水温度值；

根据所述风量值、所述实际进风温度值以及所述实际出水温度值、并通过公式风量值×实际出水温度值＝风量值×实际进风温度值+电加热器的初始最高功率，计算得到电加热器的初始最高功率；

根据所述实际出水温度值以及所述风量值所对应的目标出水温度值对所述初始最高功率进行变频控制。

2.根据权利要求1所述的电加热器的功率控制方法，其特征在于，所述根据所述实际出水温度值以及所述风量值所对应的目标出水温度值对所述初始最高功率进行变频控制的步骤包括：

S100、将所述初始最高功率设定为当前功率；

S200、判断在所述当前功率下的所述实际出水温度值与所述目标出水温度值的大小；若所述实际出水温度值等于所述目标出水温度值，或所述实际出水温度值在预设阈值范围内大于所述目标出水温度值时，进入步骤S300；若所述实际出水温度值小于所述目标出水温度值，保持当前功率；

S300、将所述当前功率降低至预设功率；

S400、将所述预设功率设置为所述当前功率后进入步骤S200。

3.根据权利要求1或2所述的电加热器的功率控制方法，其特征在于，所述获取预设的风量值、实际进风温度值以及电加热器的实际出水温度值的步骤之后，还包括：

判断用以获取所述实际进风温度值的进风温度传感器以及用以获取所述实际出水温度值的出水温度传感器是否发生故障；

若否，则进入所述根据所述风量值、所述实际进风温度值以及所述实际出水温度值、并通过公式风量值×实际出水温度值＝风量值×实际进风温度值+电加热器的初始最高功率，计算得到电加热器的初始最高功率的步骤；

若是，则关闭电加热器。

4.一种电加热器的功率控制装置，其特征在于，包括：

获取模块：用于获取预设的风量值、实际进风温度值以及电加热器的实际出水温度值；

计算模块：用于根据所述风量值、所述实际进风温度值以及所述实际出水温度值、并通过公式风量值×实际出水温度值＝风量值×实际进风温度值+电加热器的初始最高功率，计算得到电加热器的初始最高功率；

变频控制模块：用于根据所述实际出水温度值以及所述风量值所对应的目标出水温度值对所述初始最高功率进行变频控制。

5.根据权利要求4所述的电加热器的功率控制装置，其特征在于，所述变频控制模块包括：

第一确定单元：用于将所述初始最高功率设定为当前功率；

判断单元：用于判断在所述当前功率下的所述实际出水温度值与所述目标出水温度值的大小；

第一控制单元：用于当所述当前功率下的所述实际出水温度值小于所述目标出水温度值时，保持当前功率；

第二控制单元：用于当所述当前功率下的所述实际出水温度值与所述目标出水温度值相等，或所述实际出水温度值在预设阈值范围内大于所述目标出水温度值时，将所述当前功率降低至预设功率；

第二确定单元：将所述预设功率设置为所述当前功率后触发所述判断单元。

6.根据权利要求4或5所述的电加热器的功率控制装置，其特征在于，还包括：

故障检测模块：用于判断用以获取所述实际进风温度值的进风温度传感器以及用以获取所述实际出水温度值的出水温度传感器是否发生故障；

关闭模块：用以当进风温度传感器与出水温度传感器发生故障时，关闭电加热器。

7.一种用于电动车辆的采暖***，其特征在于，包括如上述权利要求4至6任意一项所述的电加热器的功率控制装置，还包括进风温度传感器、出水温度传感器与电加热器。

8.根据权利要求7所述的采暖***，其特征在于，所述功率控制装置与所述电加热器之间通过LIN总线连接，所述功率控制装置通过硬线与所述进风温度传感器和所述出水温度传感器连接。

9.一种电动车辆，其特征在于，包括如上述权利要求7或8任意一项所述的采暖***。