CN203084530U - 一种用于纯电动汽车的ptc电加热器控制*** - Google Patents
一种用于纯电动汽车的ptc电加热器控制*** Download PDFInfo
- Publication number
- CN203084530U CN203084530U CN2013200527059U CN201320052705U CN203084530U CN 203084530 U CN203084530 U CN 203084530U CN 2013200527059 U CN2013200527059 U CN 2013200527059U CN 201320052705 U CN201320052705 U CN 201320052705U CN 203084530 U CN203084530 U CN 203084530U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electric heater
- circuit
- ptc electric
- ptc
- voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 6
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 5
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 3
- 238000010257 thawing Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 2
- 230000036760 body temperature Effects 0.000 description 1
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
Landscapes
- Control Of Resistance Heating (AREA)
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
Abstract
本实用新型属于汽车控制技术领域，本实用新型提出的用于纯电动汽车的PTC电加热器控制***，包括：一个CPU模块、一路低压供电电路、一路高压供电电路、两路IGBT驱动电路、一路CAN总线通讯接口电路、三路温度检测电路、一路高压电流检测电路、三路PWM信号输出电路、一路输入捕捉通道电路和两路模式开关。所述PTC电加热器控制***具备PTC电加热芯本体温度检测、IGBT温度检测、高压电流监控功能，可以根据所述PTC电加热器控制***的状态自动切断IGBT输出，有效保证纯电动汽车利用PTC进行加热的可靠性和安全性。
Description
技术领域
本实用新型属于汽车控制技术领域，特别涉及一种用于纯电动汽车空调暖风***的PTC电加热器控制***。
背景技术
在当前全球汽车工业面临金融危机和能源环境问题的巨大挑战下，发展电动汽车，实现汽车能源动力***的电气化，推动传统汽车产业的战略转型，在国际上已经形成了广泛共识。在传统的汽油机汽车上，正常行驶工况下，发动机冷却液温度通常在90至110℃，此热量即被用于空调***产生车厢暖风和进行除霜。在纯电动汽车上，由于去除了发动机，没有发动机的余热可以利用，而电动机冷却液的温度通常不超过60℃，无法满足车厢暖风及除霜功能。利用发动机冷却液余热实现暖风有一个明显缺点，即必须等发动机冷却液温度升高后才能产生暖风，因此在冬季天气寒冷时需要10分钟左右才能实现除霜功能。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本实用新型提出了一种用于纯电动汽车的PTC电加热器控制***，可以有效控制纯电动汽车利用PTC电加热器进行加热的可靠性和安全性。
本实用新型提出了一种用于纯电动汽车的PTC电加热器控制***，包括：一个CPU模块、一路低压供电电路、一路高压供电电路、两路IGBT驱动电路、一路CAN总线通讯接口电路、三路温度检测电路、一路高压电流检测电路、三路PWM信号输出电路、一路输入捕捉通道电路和两路模式开关；其中，
所述CPU模块，用于进行***运算、逻辑分析及控制***的工作；
所述低压供电电路，用于提供CPU模块的单片机及***的电路中其他芯片的工作电压；
所述高压供电电路，用于为IGBT驱动电路提供直流高压；
IGBT驱动电路，通过控制IGBT的接通及断开来实现控制PTC电加热芯本体是否进行加热；
CAN总线通讯接口电路，用于实现所述***与上级控制器间CAN通讯，接收上级控制器发送的车内温度、车外温度及目标设定温度信息，同时将PTC电加热器具体的工作参数发送给上级控制器；
温度检测电路，用于检测***温度、IGBT驱动芯片温度和PTC电加热芯本体温度；
高压电流检测电路，用于测量PTC电加热器工作时的高压电流；
PWM信号输出电路，用于控制IGBT驱动电路是否工作，用于在PWM控制模式下通过改变占空比表征PTC电加热器工作时的功率；
输入捕捉通道电路，用于在PWM控制模式下获取上级控制器发送的PWM信号；
模式开关，用于切换PTC电加热器获取上级控制器发送的目标功率信息的方式。
所述PTC电加热器获取上级控制器发送的目标功率信息的方式包括CAN总线控制模式和PWM控制模式。在所述CAN总线控制模式下，所述PTC电加热器接收上级控制器通过CAN总线发送的目标功率指令；在所述PWM控制模式，所述PTC电加热器读取上级控制器发送的PWM信号的占空比以控制所述PTC电加热器的输出功率。
所述高压供电电路和低压供电电路是相互隔离的。
所述***硬件能承受高压电压等级为直流600V，所述高压供电电路能将直流600V转为13.5V。
所述CAN总线通讯接口硬件上采用光电耦合器进行隔离，将CAN控制器收发的单线信号转换成差分信号。
本实用新型的有益效果是：提出了一种适用于纯电动汽车的空调暖风***解决方案，所述PTC电加热器输出功率可调，可快速达到预期设定目标，舒适性好，且输出稳定后功耗低，可有效降低纯电动汽车空调暖风***的电力消耗；所述PTC电加热器控制***具备电压、电流、温度等子监控能力，可有效保证***的安全可靠；所述PTC电加热器控制***具备两种控制模式，可适应多种纯电动汽车方案。
附图说明
图1是实施例1提出的控制***的硬件组成结构图。
图2是实施例2提出的***实现的对PTC电加热器本体加热控制的原理图。
具体实施方式
为更好的对一种用于纯电动汽车的PTC电加热器控制***的设计目的、特征和优点的理解，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
实施例1
本实用新型提出的一种用于纯电动汽车的PTC电加热器控制***，其硬件组成如图1所示，包括：一个CPU模块1、一路低压供电电路2、一路高压供电电路3、两路IGBT（绝缘栅双极型晶体管）驱动电路4、一路CAN总线通讯接口电路5、三路温度检测电路6、一路高压电流检测电路7、三路PWM信号输出电路8、一路输入捕捉通道电路9和两路模式开关10。其中：
CPU模块1,优选采用一个低功耗的8位微控制器，用于进行***运算、逻辑分析、通过输入输出通道控制***的工作。
低压供电电路2,用于提供CPU模块的单片机及其他芯片的上电电压，也为***提供逻辑参考电平。本实施例中，单片机及其他芯片的上电电压一般为5V，低压供电电路2可以实现将低压12V转为5V。
高压供电电路3,用于为IGBT驱动电路4提供直流高压，还可以实现将直流高压（70V至600V）转为13.5V。
在本实施例中，所述高压供电电路3和低压供电电路2是隔离设计的，可以有效增强***的抗干扰能力。
IGBT驱动电路4，通过控制IGBT的接通及断开来实现控制PTC电加热芯本体是否进行加热。
CAN总线通讯接口电路5，用于实现所述PTC电加热器控制***与上级控制器间CAN通讯，接收上级控制器发送的车内温度、车外温度及目标设定温度信息，同时将PTC电加热器具体的工作参数发送给上级控制器。所述CAN总线通讯接口电路5硬件上采用光电耦合器进行隔离，将CAN控制器收发的单线信号转换成差分信号，可有效提高CAN总线通讯的抗干扰能力。
温度检测电路6，用于检测***温度、IGBT驱动芯片温度和PTC电加热芯本体温度。
高压电流检测电路7，用于测量PTC电加热器工作时的高压电流。
PWM信号输出电路8，共三路，其中两路用于控制IGBT驱动电路是否工作，第三路用于在PWM控制模式下通过改变占空比表征PTC电加热器工作时的功率。
输入捕捉通道电路9，用于在PWM控制模式下获取上级控制器发送的PWM信号。
模式开关10，用于切换PTC电加热器获取上级控制器发送的目标功率信息的方式，PTC电加热器可以通过CAN总线控制模式或PWM控制模式获取上级控制器发送的功率信息。具体的，CAN总线控制模式，可接收上级控制器通过CAN总线发送的开启关闭、目标功率等指令；PWM控制模式，可读取上级控制器发送的PWM信号的占空比以控制所述PTC电加热器的输出功率。
实施例2
本实用新型提出的一种用于纯电动汽车的PTC电加热器控制***的硬件包含一个低功耗的CPU，低压供电电路，直流高压供电电路，两路IGBT驱动电路，一路CAN总线通讯接口电路，一路电流检测电路，三路温度检测电路，三路PWM信号输出电路，一路输入捕捉通道，两路模式开关。所述PTC电加热器控制***的主要功能是接收来自上一级控制器的空调***暖风加热需求指令，控制IGBT输出以驱动PTC电加热器本体进行加热。所述PTC电加热器控制***具备两种指令接收模式，CAN总线控制模式和PWM控制模式，两种模式可通过模式开关进行切换。所述PTC电加热器控制***高压电路和低压电路在物理上是相互隔离的。所述PTC电加热器控制***硬件最高可承受高压电压等级为直流600V。所述PTC电加热器控制***具备PTC电加热器本体温度检测、IGBT温度检测、高压电流监控功能，可以根据所述PTC电加热器控制***的状态自动切断IGBT输出，有效保证纯电动汽车利用PTC进行加热的可靠性和安全性。
所述PTC电加热器控制***实现的对PTC电加热器本体加热控制的原理如图2所示，
所述PTC电加热器通过GPIO模块接收PTC控制模式信号，以确定***将进入PWM控制模式还是CAN总线控制模式；通过模拟量输入模块采集PTC温度传感器、IGBT温度传感器以及***温度传感器的值，以实时监测所述PTC电加热器加热芯本体、IGBT本体以及所述***CPU的温度；通过GPIO通道，获取空调***鼓风机的工作状态，并获取上级控制器PTC电加热器控制使能信号；通过输入捕捉通道，获得上级控制器的PTC电加热器目标输出功率指令。所述PTC电加热器根据所述***设定的模式、温度、鼓风机工作状态等信息，判定所述***状态是否正常，并根据PTC使能指令，将所述***的输出功率调整至目标输出功率。所述PTC电加热器可通过PWM模块控制IGBT驱动电路工作来调整PTC电加热器的输出功率，并通过调整PWM信号的占空比输出所述PTC电加热器的功率。在所述PTC电加热器发生故障时，可通过GPIO模块输出所述***故障状态，并点亮PTC故障指示灯。在CAN总线控制模式下，所述PTC电加热器还可以通过CAN总线获得车内温度、车外温度及上级控制器发送的目标设定温度信息，进行辅助控制，并可以通过CAN总线输出PTC具体的工作状态。
所述PTC电加热器包括的晶振，用于为单片机提供***时钟，是单片机进行任何读写运算的基础，也为CAN总线、PWM模块、模拟量输入模块提供参考时钟。
所述PTC电加热器包括的复位电路用于调试及程序下载时产生***复位，使单片机程序计数器回到初始位置。
所述PTC电加热器包括的8路GPIO，是指数字量输入输出接口，可接收模式开关、PTC控制使能、鼓风机工作状态信号，输出故障状态、控制PTC故障指示灯。
结合实施例1和2，本实用新型提出的一种用于纯电动汽车的PTC电加热器控制***，其工作过程描述如下：
1、所述PTC电加热器控制***低压12V上电，初始化***时钟；
2、所述PTC电加热器控制***初始化***输入输出模块、CAN总线通讯接口电路模块、PWM信号输出电路模块、输入捕捉通道电路模块；
3、所述PTC电加热器控制***高压输入端上电，初始化IGBT驱动电路模块；
4、周期性检测所述PTC电加热器控制***IGBT驱动电路工作状态；
5、周期性检测所述PTC电加热器控制***PTC电加热器本体的工作电流；
6、周期性检测所述PTC电加热器控制***的温度、IGBT驱动芯片温度；
7、周期性检测所述PTC电加热器控制***的PTC电加热芯本体的温度；
8、所述PTC电加热器控制***定时检测所述PTC电加热器开启关闭使能控制信号；
9、所述PTC电加热器控制***定时检测所述PTC电加热器所装配的纯电动汽车空调***鼓风机开启关闭状态；
10、定时检测所述PTC电加热器控制***的工作状态，包括IGBT驱动芯片工作状态、所述PTC电加热器控制***的温度是否处于正常范围、所述PTC电加热器控制***的PTC电加热芯本体温度是否处于正常范围；
11、定时检测所述PTC电加热器控制***的PTC电加热器控制模式。
12、定时检测所述PTC电加热器控制***在CAN总线控制模式或PWM控制模式下的PTC电加热器目标功率信息，计算所需电流大小，通过调节IGBT驱动电路模块的输出电流调节所述PTC电加热器输出功率。
Claims (6)
1.一种用于纯电动汽车的PTC电加热器控制***，其特征在于，包括：一个CPU模块、一路低压供电电路、一路高压供电电路、两路IGBT驱动电路、一路CAN总线通讯接口电路、三路温度检测电路、一路高压电流检测电路、三路PWM信号输出电路、一路输入捕捉通道电路和两路模式开关；其中，
所述CPU模块，用于进行***运算、逻辑分析及控制***的工作；
所述低压供电电路，用于提供CPU模块的单片机及***的电路中其他芯片的工作电压；
所述高压供电电路，用于为IGBT驱动电路提供直流高压；
IGBT驱动电路，通过控制IGBT的接通及断开来实现控制PTC电加热芯本体是否进行加热；
CAN总线通讯接口电路，用于实现所述***与上级控制器间CAN通讯，接收上级控制器发送的车内温度、车外温度及目标设定温度信息，同时将PTC电加热器具体的工作参数发送给上级控制器；
温度检测电路，用于检测***温度、IGBT驱动芯片温度和PTC电加热芯本体温度；
高压电流检测电路，用于测量PTC电加热器工作时的高压电流；
PWM信号输出电路，用于控制IGBT驱动电路是否工作，用于在PWM控制模式下通过改变占空比表征PTC电加热器工作时的功率；
输入捕捉通道电路，用于在PWM控制模式下获取上级控制器发送的PWM信号；
模式开关，用于切换PTC电加热器获取上级控制器发送的目标功率信息的方式。
2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述PTC电加热器获取上级控制器发送的目标功率信息的方式包括CAN总线控制模式和PWM控制模式。
3.根据权利要求2所述的***，其特征在于，在所述CAN总线控制模式下，所述PTC电加热器接收上级控制器通过CAN总线发送的目标功率指令；在所述PWM控制模式，所述PTC电加热器读取上级控制器发送的PWM信号的占空比以控制所述PTC电加热器的输出功率。
4.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述***的高压供电电路和低压供电电路是相互隔离的。
5.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述***硬件能承受高压电压等级为直流600V，所述高压供电电路能将直流600V转为13.5V。
6.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述CAN总线通讯接口硬件上采用光电耦合器进行隔离，将CAN控制器收发的单线信号转换成差分信号。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2013200527059U CN203084530U (zh) | 2013-01-30 | 2013-01-30 | 一种用于纯电动汽车的ptc电加热器控制*** |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2013200527059U CN203084530U (zh) | 2013-01-30 | 2013-01-30 | 一种用于纯电动汽车的ptc电加热器控制*** |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN203084530U true CN203084530U (zh) | 2013-07-24 |
Family
ID=48830354
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2013200527059U Expired - Fee Related CN203084530U (zh) | 2013-01-30 | 2013-01-30 | 一种用于纯电动汽车的ptc电加热器控制*** |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN203084530U (zh) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106042834A (zh) * | 2016-06-24 | 2016-10-26 | 北京新能源汽车股份有限公司 | 电动汽车空调器暖风的控制方法和*** |
| CN106144031A (zh) * | 2016-08-23 | 2016-11-23 | 淄博爱而生机械智能化科技有限公司 | 一种包装机取纸片手指及取纸片装置 |
| CN108663959A (zh) * | 2018-06-07 | 2018-10-16 | 南京协和电子科技有限公司 | 一种通过pwm口实现软件在线更新的ptc控制器 |
| CN108883705A (zh) * | 2015-12-04 | 2018-11-23 | 赛博斯维智解决方案公司 | 电动车辆充电*** |
| CN109693515A (zh) * | 2018-12-21 | 2019-04-30 | 浙江睿星新能源有限公司 | 一种新能源汽车ptc液体电加热器 |
| CN112015211A (zh) * | 2020-08-31 | 2020-12-01 | 芜湖云雀电子科技有限公司 | 一种电动汽车高压ptc加热器的控制***及其控制方法 |
| CN112406550A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-02-26 | 苏州富町根电子科技有限公司 | 一种用于电动汽车电加热器的安全保护控制方法 |
| CN112406547A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-02-26 | 苏州富町根电子科技有限公司 | 一种用于电动汽车电加热器的安全保护控制*** |
| US11180034B2 (en) | 2015-12-04 | 2021-11-23 | Cyberswitchingpatents, Llc | Electric vehicle charging system with priority charging |
-
2013
- 2013-01-30 CN CN2013200527059U patent/CN203084530U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11180034B2 (en) | 2015-12-04 | 2021-11-23 | Cyberswitchingpatents, Llc | Electric vehicle charging system with priority charging |
| CN108883705A (zh) * | 2015-12-04 | 2018-11-23 | 赛博斯维智解决方案公司 | 电动车辆充电*** |
| US11590851B2 (en) | 2015-12-04 | 2023-02-28 | Cyberswitchingpatents, LLC. | Electric vehicle charging system |
| CN106042834B (zh) * | 2016-06-24 | 2019-07-09 | 北京新能源汽车股份有限公司 | 电动汽车空调器暖风的控制方法和*** |
| CN106042834A (zh) * | 2016-06-24 | 2016-10-26 | 北京新能源汽车股份有限公司 | 电动汽车空调器暖风的控制方法和*** |
| CN106144031A (zh) * | 2016-08-23 | 2016-11-23 | 淄博爱而生机械智能化科技有限公司 | 一种包装机取纸片手指及取纸片装置 |
| CN108663959A (zh) * | 2018-06-07 | 2018-10-16 | 南京协和电子科技有限公司 | 一种通过pwm口实现软件在线更新的ptc控制器 |
| CN109693515A (zh) * | 2018-12-21 | 2019-04-30 | 浙江睿星新能源有限公司 | 一种新能源汽车ptc液体电加热器 |
| CN112015211A (zh) * | 2020-08-31 | 2020-12-01 | 芜湖云雀电子科技有限公司 | 一种电动汽车高压ptc加热器的控制***及其控制方法 |
| CN112406550A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-02-26 | 苏州富町根电子科技有限公司 | 一种用于电动汽车电加热器的安全保护控制方法 |
| CN112406547A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-02-26 | 苏州富町根电子科技有限公司 | 一种用于电动汽车电加热器的安全保护控制*** |
| CN112406547B (zh) * | 2020-12-01 | 2022-04-08 | 苏州富町根电子科技有限公司 | 一种用于电动汽车电加热器的安全保护控制*** |
| CN112406550B (zh) * | 2020-12-01 | 2022-04-08 | 苏州富町根电子科技有限公司 | 一种用于电动汽车电加热器的安全保护控制方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN203084530U (zh) | 一种用于纯电动汽车的ptc电加热器控制*** | |
| CN204821036U (zh) | 一种电动汽车空调*** | |
| CN103213473A (zh) | 一种混合动力车的水电两用加热***和控制方法 | |
| CN102013533B (zh) | 电动汽车电池温度控制方法及*** | |
| CN104070960A (zh) | 一种混合动力汽车空调***及其控制方法 | |
| CN102673345A (zh) | 电动汽车智能空调控制*** | |
| CN104260616A (zh) | 一种电动汽车加热***及方法 | |
| CN203739580U (zh) | 一种电动车暖风加热*** | |
| CN103883545B (zh) | 发动机冷却风扇的控制方法及装置 | |
| CN106532191B (zh) | 混合动力汽车的电池温度控制***、控制方法及控制装置 | |
| CN102729767A (zh) | 一种电动汽车空调及暖风集成控制*** | |
| CN105416005A (zh) | 一种纯电动汽车空调加热器 | |
| CN204845432U (zh) | 一种汽车空调控制器用供电延时关闭及唤醒控制装置 | |
| CN202641309U (zh) | 一种汽车暖风装置 | |
| CN202613677U (zh) | 用于电动汽车的空调压缩机和加热器控制器 | |
| CN202581684U (zh) | 一种电动汽车空调及暖风集成控制装置 | |
| CN106956563B (zh) | 一种暖风***控制方法、控制装置、暖风***及汽车 | |
| CN104999885A (zh) | 功率的控制方法及装置 | |
| CN201779812U (zh) | 汽车用的变频空调 | |
| CN204704984U (zh) | 一种汽车空调控制器 | |
| CN104295478B (zh) | 一种车载空调电动压缩机的低功耗控制***及方法 | |
| CN204006521U (zh) | 汽车空调*** | |
| CN203605401U (zh) | 电动车用空调*** | |
| CN203511324U (zh) | 电除霜节能控制***和使用该***的电动汽车 | |
| CN108749508B (zh) | 车辆环境智能控制*** |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C56 | Change in the name or address of the patentee | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 102606 Beijing City Economic Development Zone, Daxing District Caiyu mining and Road No. 1 Patentee after: BAIC BJEV Address before: 102606 Beijing City Economic Development Zone, Daxing District Caiyu mining and Road No. 1 Patentee before: Beijing Automobile New Energy Automobile Co.,Ltd. |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130724 Termination date: 20210130 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |