CN106042834A - 电动汽车空调器暖风的控制方法和系统 - Google Patents

电动汽车空调器暖风的控制方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车空调器暖风的控制方法和系统，其中，空调器包括热芯和热芯控制器，控制方法包括：以预设周期检测流过热芯的电流；根据流过热芯的电流判断热芯所在回路是否存在故障；如果热芯所在回路存在故障，则控制热芯控制器动作，以控制热芯所在回路断开，使热芯停止加热，由此，能够预防热芯温度过高带来的安全隐患，增加空调器暖风运行的安全性，且该方法没有增加其他硬件，成本低。

Description

电动汽车空调器暖风的控制方法和系统
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，具体涉及一种电动汽车空调器暖风的控制方法和系统。
背景技术
不同于传统汽车，电动汽车空调器进行暖风运行时，工作能量来源于高压电池。即空调器在进行暖风运行时，将高压电池中的电能转化成热能，以提高驾驶室内温度，实现车内供暖。
在电动汽车空调器进行暖风运行时，热芯由于其热效应明显，在通入高压后升温迅速，此时，鼓风机要及时对其进行散热，否则，其温度很快升至200℃甚至更高，很容易造成散热舱内热量聚集，引发失火的危险。特别是如果当前鼓风机通道、散热通道等出现异常，如堵塞，空调器仍正在加热热芯，此时，驾驶员很难发现该情况，一旦舱内失火，对人身和财产都会造成极大的损失。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种电动汽车空调器暖风的控制方法，该方法能够预防热芯温度过高带来的安全隐患，增加空调器暖风运行的安全性，且该方法没有增加其他硬件，成本低。
本发明的第二个目的在于提出一种电动汽车空调器暖风的控制系统。
为实现上述目的，本发明第一方面的实施例提出了一种电动汽车空调器暖风的控制方法，所述空调器包括热芯和热芯控制器，所述控制方法包括以下步骤：以预设周期检测流过所述热芯的电流；根据流过所述热芯的电流判断所述热芯所在回路是否存在故障；如果所述热芯所在回路存在故障，则控制所述热芯控制器动作，以控制所述热芯所在回路断开，使所述热芯停止加热。
本发明实施例的电动汽车空调器暖风的控制方法，通过以预设周期检测流过热芯的电流，并根据流过热芯的电流判断热芯所在回路是否存在故障，在热芯所在回路存在故障时，控制热芯控制器动作，以控制热芯所在回路断开，使热芯停止加热，由此，能够预防热芯温度过高带来的安全隐患，增加空调器暖风运行的安全性，且该方法没有增加其他硬件，成本低。
另外，根据本发明上述实施例的电动汽车空调器暖风的控制方法还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一个实施例，所述根据流过所述热芯的电流判断所述热芯所在回路是否存在故障包括：判断流过所述热芯的电流是否小于或等于预设电流阈值；如果流过所述热芯的电流小于或等于所述预设电流阈值，则检测连续预设时间内流过所述热芯的电流；判断连续预设时间内流过所述热芯的电流是否均小于或等于所述预设电流阈值；如果连续预设时间内流过所述热芯的电流均小于或等于所述预设电流阈值，则确定所述热芯所在回路存在故障。
根据本发明的一个实施例，所述控制方法还包括：在控制所述热芯控制器动作，控制热芯所在回路断开后，上报所述故障。
根据本发明的一个实施例，所述预设周期的取值范围为80～120ms，所述预设时间的取值范围为5～7s。
为达到上述目的，本发明第二方面的实施例提出了一种电动汽车空调器暖风的控制系统，所述空调器包括热芯控制器和热芯，所述控制系统包括：检测模块，用于以预设周期检测流过所述热芯的电流；判断模块，用于根据流过所述热芯的电流判断所述热芯所在回路是否存在故障；控制模块，用于在所述热芯所在回路存在故障时，控制所述热芯控制器动作，以控制所述热芯所在回路断开，使所述热芯停止加热。
本发明实施例的电动汽车空调器暖风的控制系统，通过检测模块以预设周期检测流过热芯的电流，并通过判断模块根据流过热芯的电流判断热芯所在回路是否存在故障，在热芯所在回路存在故障时，通过控制模块控制热芯控制器动作，以控制热芯所在回路断开，使热芯停止加热，由此，能够预防热芯温度过高带来的安全隐患，增加空调器暖风运行的安全性，且该系统没有增加其他硬件，成本低。
另外，本发明上述实施例的电动汽车空调器暖风的控制系统还可以包括如下附加的技术特征：
根据本发明的一个实施例，所述判断模块，包括：第一判断模块，用于判断流过所述热芯的电流是否小于或等于预设电流阈值。
根据本发明的一个实施例，在流过所述热芯的电流小于或等于所述预设电流阈值时，所述检测模块，还用于检测连续预设时间内流过所述热芯的电流。
根据本发明的一个实施例，所述判断模块，还包括：第二判断模块，用于判断连续预设时间内流过所述热芯的电流是否均小于或等于所述预设电流阈值；确定模块，用于在连续预设时间内流过所述热芯的电流均小于或等于所述预设电流阈值时，确定所述热芯所在回路存在故障。根据本发明的一个实施例，所述控制系统，还包括：上报模块，用于在所述热芯控制器动作，控制热芯所在回路断开后，将所述故障上报给所述控制模块。
根据本发明的一个实施例，所述预设周期的取值范围为80～120ms，所述预设时间的取值范围为5～7s。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明实施例的电动汽车空调器暖风的控制方法的流程图；
图2是根据本发明一个实施例的热芯的阻值-温度的关系示意图；
图3是根据本发明实施例的热芯、热芯控制器和鼓风机的关系示意图；
图4是根据本发明一个实施例的步骤S102的流程图；
图5是根据本发明一个实施例的电动汽车空调器暖风的控制方法的流程图；
图6是本发明一个实施例的热芯的热特性示意图；
图7是本发明另一个实施例的热芯的热特性示意图；
图8是根据本发明实施例的电动汽车空调器暖风的控制系统的结构框图；
图9是根据本发明一个实施例的电动汽车空调器暖风的控制系统的结构框图；
图10是根据本发明另一个实施例的电动汽车空调器暖风的控制系统的结构框图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图描述本发明实施例的电动汽车空调器暖风的控制方法和系统。
图1是本发明实施例的电动汽车空调器暖风的控制方法的流程图。
在本发明的实施例中，空调器包括热芯和热芯控制器。
其中，热芯可以是PTC(Positive Temperature Coefficient，正温度系数)热芯。
具体地，在电动汽车中将PTC热芯接入高压回路，由于其本质是阻性负载，通过电流的热效应，本体会迅速升温，并通过鼓风机风道将热量均匀散到驾驶室。且如图2所示，当温度大于一定温度阈值(约为275℃)时，随着温度的升高，PTC热芯的阻值明显增大。
其中，鼓风机是提供气体压力的设备，常用在汽车中增强空气流动、增加散热通风。在电动汽车空调器中，鼓风机用于将PTC热芯产生的热量吹散至驾驶室，实现热量输出。
在本发明的实施例中，热芯控制器是根据用户操作和整车需求，对热芯加热进行控制的控制器。
在本发明的一个实施例中，热芯、热芯控制器和鼓风机之间的关系如图3所示。
如图1所示，该电动汽车空调器暖风的控制方法包括：
S101，以预设周期检测流过热芯的电流。
在本发明的一个实施例中，预设周期的取值范围为80～120ms，例如可以是100ms。
S102，根据流过热芯的电流判断热芯所在回路是否存在故障。
具体地，如图4所示，步骤S102进一步包括：
S1021，判断流过热芯的电流是否小于或等于预设电流阈值。
S1022，如果流过热芯的电流小于或等于预设电流阈值，则检测连续预设时间内流过热芯的电流。
S1023，判断连续预设时间内流过热芯的电流是否均小于或等于预设电流阈值。
在本发明的一个实施例中，预设时间的取值范围为5～7s，例如可以是6s。
S1024，如果连续预设时间内流过热芯的电流均小于或等于预设电流阈值，则确定热芯所在回路存在故障。
S103，如果热芯所在回路存在故障，则控制热芯控制器动作，以控制热芯所在回路断开，使热芯停止加热。
进一步地，在本发明的一个实施例中，如图5所示，该电动汽车空调器暖风的控制方法还可以包括：
S104，在控制热芯控制器动作，控制热芯所在回路断开后，上报故障。
可以理解的是，如果热芯所在回路不存在故障，即流过热芯的电流大于预设电流阈值，或连续预设时间内流过热芯的电流不是都小于或等于预设电流阈值，则热芯工作正常，不做处理。
为方便理解本发明实施例的电动汽车空调器暖风的控制方法，可以通过标定热芯负载的热特性、采集试验数据进行说明：
具体而言，加热中的热芯输入高压恒定，其功率为P＝U*I，电流I＝U/R，由于电阻R是与热芯的当前温度是正相关的，随着温度的升高，R增加，I减小，由此，可以认为，热芯的当前电流I的大小直接反应了当前热芯的温度及加热舱温度。
在本发明的一个实施例中，如图6所示，鼓风机正常工作，散热条件正常的情况下，在热芯加热过程中，热芯工作时的电流由刚刚启动时的很大，逐渐趋于平稳，稳定时电流为3A左右。
在本发明的另一个实施例中，如图7所示，在18℃环境温度下，模拟散热不良工况，即不对热芯进行散热，鼓风机不工作情况下，电流迅速降至1A左右，热芯温度已经超过200℃。
通过以上分析，可以设定一个安全电流阈值，即预设电流阈值,当高压回路电流小于安全电流阈值时，则表明热芯温度及加热舱温度过高，存在安全隐患，需要停止对热芯进行加热。
举例而言，在热芯控制器运行过程中，以100ms为周期检测当前高压回路(即热芯所在回路)电流，当连续6s检测到流过热芯的电流小于安全电流阈值时，则控制热芯控制器动作，以关断高压回路，使热芯停止加热工作，并上报故障。
需要说明的是，该控制方法中的各个步骤均可以通过软件实现，即没有增加其他硬件，成本低。
本发明实施例的电动汽车空调器暖风的控制方法，通过以预设周期检测流过热芯的电流，并根据流过热芯的电流判断热芯所在回路是否存在故障，在热芯所在回路存在故障时，控制热芯控制器动作，以控制热芯所在回路断开，使热芯停止加热，并上报故障，由此，能够预防热芯温度过高带来的安全隐患，增加空调器暖风运行的安全性，且该方法没有增加其他硬件，成本低。
图8是本发明一个实施例的电动汽车空调器暖风的控制系统的结构框图。
在本发明的实施例中，空调器包括热芯和热芯控制器。
其中，热芯可以是PTC热芯。
具体地，在电动汽车中将PTC热芯接入高压回路，由于其本质是阻性负载，通过电流的热效应，本体会迅速升温，并通过鼓风机风道将热量均匀散到驾驶室。且如图2所示，当温度大于一定温度阈值(约为275℃)时，随着温度的升高，PTC热芯的阻值明显增大。
其中，鼓风机是提供气体压力的设备，常用在汽车中增强空气流动、增加散热通风。在电动汽车空调器中，鼓风机用于将PTC热芯产生的热量吹散至驾驶室，实现热量输出。
在本发明的实施例中，热芯控制器是根据用户操作和整车需求，对热芯加热进行控制的控制器。
在本发明的一个实施例中，热芯、热芯控制器和鼓风机之间的关系如图3所示。
如图8所示，该电动汽车空调器暖风的控制系统包括：检测模块10、判断模块20和控制模块30。
其中，检测模块10用于以预设周期检测流过热芯的电流。
在本发明的一个实施例中，预设周期的取值范围为80～120ms，例如可以是100ms。
判断模块20用于根据流过热芯的电流判断热芯所在回路是否存在故障。
在本发明的一个实施例中，如图9所示，判断模块20进一步包括：第一判断模块21、第二判断模块22和确定模块23。
其中，第一判断模块21用于判断流过热芯的电流是否小于或等于预设电流阈值。
在本发明的一个实施例中，在流过热芯的电流小于或等于预设电流阈值时，检测模块10还用于检测连续预设时间内流过热芯的电流。
进一步地，第二判断模块22用于判断连续预设时间内流过热芯的电流是否均小于或等于预设电流阈值。
在本发明的一个实施例中，预设时间的取值范围为5～7s，例如可以是6s。
确定模块23用于在连续预设时间内流过热芯的电流均小于或等于预设电流阈值时，确定热芯所在回路存在故障。
控制模块30用于在热芯所在回路存在故障时，控制热芯控制器动作，以控制热芯所在回路断开，使热芯停止加热。
在本发明的一个实施例中，如图10所示，该控制系统还可以包括：上报模块40。上报模块40用于在热芯控制器动作，控制热芯所在回路断开后，将故障上报给控制模块30。
可以理解的是，如果热芯所在回路不存在故障，即流过热芯的电流大于预设电流阈值，或连续预设时间内流过热芯的电流不是都小于或等于预设电流阈值，则热芯工作正常，不做处理。
为方便理解本发明实施例的电动汽车空调器暖风的控制系统，可以通过标定热芯负载的热特性、采集试验数据进行说明：
具体而言，加热中的热芯输入高压恒定，其功率为P＝U*I，电流I＝U/R，由于电阻R是与热芯的当前温度是正相关的，随着温度的升高，R增加，I减小，由此，可以认为，热芯的当前电流I的大小直接反应了当前热芯的温度及加热舱温度。
在本发明的一个实施例中，如图6所示，鼓风机正常工作，散热条件正常的情况下，在热芯加热过程中，热芯工作时的电流由刚刚启动时的很大，逐渐趋于平稳，稳定时电流为3A左右。
在本发明的另一个实施例中，如图7所示，在18℃环境温度下，模拟散热不良工况，即不对热芯进行散热，鼓风机不工作情况下，电流迅速降至1A左右，热芯温度已经超过200℃。
通过以上分析，可以设定一个安全电流阈值，即预设电流阈值,当高压回路电流小于安全电流阈值时，则表明热芯温度及加热舱温度过高，存在安全隐患，需要停止对热芯进行加热。
举例而言，在热芯控制器运行过程中，以100ms为周期检测当前高压回路(即热芯所在回路)电流，当连续6s检测到流过热芯的电流小于安全电流阈值时，则控制热芯控制器动作，以关断高压回路，使热芯停止加热工作，并上报故障。
需要说明的是，该控制系统中的各个模块的功能均可以通过软件实现，即没有增加其他硬件，成本低。
本发明实施例的电动汽车空调器暖风的控制系统，通过检测模块以预设周期检测流过热芯的电流，并通过判断模块根据流过热芯的电流判断热芯所在回路是否存在故障，在热芯所在回路存在故障时，通过控制模块控制热芯控制器动作，以控制热芯所在回路断开，使热芯停止加热，并通过上报模块上报故障，由此，能够预防热芯温度过高带来的安全隐患，增加空调器暖风运行的安全性，且该系统没有增加其他硬件，成本低。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种电动汽车空调器暖风的控制方法，其特征在于，所述空调器包括热芯和热芯控制器，所述控制方法包括以下步骤：
以预设周期检测流过所述热芯的电流；
根据流过所述热芯的电流判断所述热芯所在回路是否存在故障；
如果所述热芯所在回路存在故障，则控制所述热芯控制器动作，以控制所述热芯所在回路断开，使所述热芯停止加热。
2.如权利要求1所述的电动汽车空调器暖风的控制方法，其特征在于，所述根据流过所述热芯的电流判断所述热芯所在回路是否存在故障包括：
判断流过所述热芯的电流是否小于或等于预设电流阈值；
如果流过所述热芯的电流小于或等于所述预设电流阈值，则检测连续预设时间内流过所述热芯的电流；
判断连续预设时间内流过所述热芯的电流是否均小于或等于所述预设电流阈值；
如果连续预设时间内流过所述热芯的电流均小于或等于所述预设电流阈值，则确定所述热芯所在回路存在故障。
3.如权利要求1所述的电动汽车空调器暖风的控制方法，其特征在于，还包括：
在控制所述热芯控制器动作，控制热芯所在回路断开后，上报所述故障。
4.如权利要求2所述的电动汽车空调器暖风的控制方法，所述预设周期的取值范围为80～120ms，所述预设时间的取值范围为5～7s。
5.一种电动汽车空调器暖风的控制系统，其特征在于，所述空调器包括热芯控制器和热芯，所述控制系统包括：
检测模块，用于以预设周期检测流过所述热芯的电流；
判断模块，用于根据流过所述热芯的电流判断所述热芯所在回路是否存在故障；
控制模块，用于在所述热芯所在回路存在故障时，控制所述热芯控制器动作，以控制所述热芯所在回路断开，使所述热芯停止加热。
6.如权利要求5所述的电动汽车空调器暖风的控制系统，其特征在于，所述判断模块，包括：
第一判断模块，用于判断流过所述热芯的电流是否小于或等于预设电流阈值。
7.如权利要求6所述的电动汽车空调器暖风的控制系统，其特征在于，在流过所述热芯的电流小于或等于所述预设电流阈值时，所述检测模块，还用于检测连续预设时间内流过所述热芯的电流。
8.如权利要求7所述的电动汽车空调器暖风的控制系统，其特征在于，所述判断模块，还包括：
第二判断模块，用于判断连续预设时间内流过所述热芯的电流是否均小于或等于所述预设电流阈值；
确定模块，用于在连续预设时间内流过所述热芯的电流均小于或等于所述预设电流阈值时，确定所述热芯所在回路存在故障。
9.如权利要求5所述的电动汽车空调器暖风的控制方法，其特征在于，还包括：
上报模块，用于在所述热芯控制器动作，控制热芯所在回路断开后，将所述故障上报给所述控制模块。
10.如权利要求8所述的电动汽车空调器暖风的控制系统，所述预设周期的取值范围为80～120ms，所述预设时间的取值范围为5～7s。
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