CN108954797A - 一种等电阻串联加热控制系统 - Google Patents

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赵长彬
郭晓康
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Abstract

本发明公开了一种等电阻串联加热控制系统，壳体内设有加热仓，多个加热管位于加热仓内，每个加热管的加热丝依次串联形成串联线路，所述串联线路上设有开关，电压传感器检测所述串联线路上的电压，温度传感器检测加热丝的温度，电流传感器检测所述串联线路的电流，控制器根据检测电压、检测温度、测电流控制开关通断。通过上述优化设计的等电阻串联加热控制系统，通过多个加热管串联分担串联线路上的高压，防止单个加热管过载，并且提高加热效率，同时通过监控串联线路上的电压、电流、温度对串联线路的工作情况进行实时监控，从而保证串联线路工作安全可靠。

Description

一种等电阻串联加热控制系统
技术领域
本发明涉及加热器技术领域，尤其涉及一种等电阻串联加热控制系统。
背景技术
近年来电动汽车快速发展，电动汽车普及过程中安全性、效率、续航能力、以及智能化尤为重要，车企针对动力电池设计了电池热管理系统，针对采暖除霜设计了空调热管理系统。而液体加热器则是电池热管理系统和空调热管理系统中的重要组成部分，目前现有的液体加热器技术如下：
一种PTC电热管及电动汽车水暖加热器，其特征是它包括发热体、电极板、固体绝缘层、隔离片和金属管，其中发热体包括多个PTC发热片，每个PTC发热片置于固体绝缘层中，且PTC发热片的上、下表面各设有一个电极板，两电极板将多个装有PTC发热片的固体绝缘层及没相邻绝缘层之间设置的隔离片串在一起并且置于加热管内，特征在于固体绝缘层为绝缘陶瓷空心瓷柱，通过拉拔工艺使PTC发热片与电极板贴紧，陶瓷柱内留有一定变形空间。
上述专利只是一种PTC加热管本体的方案形式，但是在新能源汽车上应用的关键点是安全性、效率、智能性，需要多重安全防护设计，与汽车形成智能化的信息交互，产品需要根据实车的温度需求、电池信息信号做出最高效、安全的加热输出；故此本专利没有控制方式、没有高效的总成设计体现，没有安全防护措施等；另外通过拉拔工艺使PTC发热片与电极板贴紧这种技术存在一定缺点，原因是原有波浪形的电极板拉拔形变之后无法保证高精度的平面度，导致其与PTC发热片无法有效面接触，热胀冷缩老化后极易出现接触面小打火拉弧的问题，给汽车造成重大损失。
发明内容
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种等电阻串联加热控制系统。
本发明提出的一种等电阻串联加热控制系统，包括：壳体、多个加热管、电压传感器、温度传感器、电流传感器、控制器；
壳体内设有加热仓，多个加热管位于加热仓内，每个加热管内设有加热丝，多个加热丝依次串联，多个加热丝形成串联线路，所述串联线路上设有开关；
电压传感器位于所述串联线路上用于检测所述串联线路上的电压，温度传感器与加热丝连接用于检测加热丝的温度，电流传感器与所述串联线路连接用于检测所述串联线路的电流；
控制器分别与电压传感器、温度传感器、电流传感器、开关连接，控制器根据电压传感器的检测电压、和/或温度传感器的检测温度、和/或电流传感器的检测电流控制开关通断。
优选地，控制器内设有工作电流阈值和瞬时电流阈值，电流传感器检测所述串联线路的启动瞬时电流和实时工作电流；
当控制器判断启动瞬时电流大于所述瞬时电流阈值时，控制器控制开关断开；当控制器判断实时工作电流大于所述工作电流阈值时，控制器控制开关断开。
优选地，所述加热仓由第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁、第四侧壁首尾依次连接围成，第一侧壁和第三侧壁相对布置，第二侧壁和第四侧壁相对布置，第二侧壁与第一侧壁之间成第一锐角且第四侧壁与第三侧壁之间成第二锐角，第二侧壁上设有第一液口，第四侧壁上设有第二液口，所述第二液口位于所述第一液口远离第一侧壁的一侧。
优选地，每个加热管上设有从第二侧壁向第四侧壁方向水平延伸的加热段，多个加热管在从第一侧壁向第三侧壁的方向上依次错开布置。
优选地，所述第一侧壁与所述第四侧壁内壁弧形过渡，所述第二侧壁与所述第三侧壁内壁弧形过渡。
优选地，第一液口位于第一侧壁与第二侧壁连接处，第二液口位于第三侧壁与第四侧壁连接处。
优选地，第一侧壁与第二侧壁连接处弧形过渡，第三侧壁与第四侧壁连接处弧形过渡。
优选地，多个加热丝的电阻相等。
本发明中，所提出的等电阻串联加热控制系统，壳体内设有加热仓，多个加热管位于加热仓内，每个加热管的加热丝依次串联形成串联线路，所述串联线路上设有开关，电压传感器检测所述串联线路上的电压，温度传感器检测加热丝的温度，电流传感器检测所述串联线路的电流，控制器根据检测电压、检测温度、测电流控制开关通断。通过上述优化设计的等电阻串联加热控制系统，通过多个加热管串联分担串联线路上的高压，防止单个加热管过载，并且提高加热效率，同时通过监控串联线路上的电压、电流、温度对串联线路的工作情况进行实时监控，从而保证串联线路工作安全可靠。
附图说明
图1为本发明提出的一种等电阻串联加热控制系统的结构示意图。
图2为本发明提出的一种等电阻串联加热控制系统的加热仓的结构示意图。
图3为本发明提出的一种等电阻串联加热控制系统的加热管的结构示意图。
具体实施方式
如图1至3所示，图1为本发明提出的一种等电阻串联加热控制系统的结构示意图，图2为本发明提出的一种等电阻串联加热控制系统的加热仓的结构示意图，图3为本发明提出的一种等电阻串联加热控制系统的加热管的结构示意图。
参照图1至3，本发明提出的一种等电阻串联加热控制系统，包括：壳体1、多个加热管2、电压传感器、温度传感器、电流传感器、控制器；
壳体1内设有加热仓，多个加热管2位于加热仓内，每个加热管2内设有加热丝，多个加热丝依次串联，多个加热丝形成串联线路，所述串联线路上设有开关；
电压传感器位于所述串联线路上用于检测所述串联线路上的电压，温度传感器与加热丝连接用于检测加热丝的温度，电流传感器与所述串联线路连接用于检测所述串联线路的电流；
控制器分别与电压传感器、温度传感器、电流传感器、开关连接，控制器根据电压传感器的检测电压、和/或温度传感器的检测温度、和/或电流传感器的检测电流控制开关通断。
本实施例的等电阻串联加热控制系统的具体工作过程中，加热介质从一个液口流入加热仓内，加热介质沿着侧壁流动，最终从另一个液口流出，在加热过程中，多个加热管串联分担线路上的高压，一方面保护单个加热管不受高压击穿，另一方面大大提高加热效率；在控制过程中，首先电压传感器对串联线路两端的电压进行检测，当电压超出预设范围时，控制器控制开关断开，工作时，温度传感器对串联电路的工作温度进行检测，同时电流传感器检测工作电流，当工作温度或工作电流超过预设范围时，控制器控制开关断开，从而实现对加热丝的保护。
在本实施例中，所提出的等电阻串联加热控制系统，壳体内设有加热仓，多个加热管位于加热仓内，每个加热管的加热丝依次串联形成串联线路，所述串联线路上设有开关，电压传感器检测所述串联线路上的电压，温度传感器检测加热丝的温度，电流传感器检测所述串联线路的电流，控制器根据检测电压、检测温度、测电流控制开关通断。通过上述优化设计的等电阻串联加热控制系统，通过多个加热管串联分担串联线路上的高压，防止单个加热管过载，并且提高加热效率，同时通过监控串联线路上的电压、电流、温度对串联线路的工作情况进行实时监控，从而保证串联线路工作安全可靠。
在串联线路的电流具体控制方式中，控制器内设有工作电流阈值和瞬时电流阈值，电流传感器检测所述串联线路的启动瞬时电流和实时工作电流；当控制器判断启动瞬时电流大于所述瞬时电流阈值时，控制器控制开关断开；当控制器判断实时工作电流大于所述工作电流阈值时，控制器控制开关断开；通过监控工作电流，保证串联线路工作安全；串联线路初始接通时，瞬时电流冲击高，通过监控瞬时冲击电流，从而实现对线路的保护。
在加热仓的具体设计方式中，所述加热仓由第一侧壁11、第二侧壁12、第三侧壁13、第四侧壁14首尾依次连接围成，第一侧壁11和第三侧壁13相对布置，第二侧壁12和第四侧壁14相对布置，第二侧壁12与第一侧壁11之间成第一锐角且第四侧壁14与第三侧壁13之间成第二锐角，第二侧壁12上设有第一液口31，第四侧壁14上设有第二液口32，所述第二液口32位于所述第一液口31远离第一侧壁11的一侧，将加热仓设计为偏斜扁平形状，对加热介质流动进行导向，使得加热介质流动无死角，减小流动阻力。
在加热管的具体设计方式中，每个加热管2上设有从第二侧壁12向第四侧壁14方向水平延伸的加热段，多个加热管2在从第一侧壁11向第三侧壁13的方向上依次错开布置，通过加热管的优化布置，进一步提高加热均匀性。
在加热仓的进一步具体实施方式中，所述第一侧壁11与所述第四侧壁14内壁弧形过渡，所述第二侧壁12与所述第三侧壁13内壁弧形过渡，消除涡流和死角。
在进出液口的具体设计方式中，第一液口31位于第一侧壁11与第二侧壁12连接处，第二液口32位于第三侧壁13与第四侧壁14连接处，出液端高度高于进液端，便于加热仓内的气体排出，从而提高加热效率。
在进一步具体实施方式中，第一侧壁11与第二侧壁12连接处弧形过渡，第三侧壁13与第四侧壁14连接处弧形过渡，在加热介质。
为了实现多加热管串联均匀分压，多个加热管2内的加热丝电阻相等，使得多个加热管分压均匀，保证多个加热管加热效果均衡。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种等电阻串联加热控制系统，其特征在于，包括：壳体(1)、多个加热管(2)、电压传感器、温度传感器、电流传感器、控制器；
壳体(1)内设有加热仓，多个加热管(2)位于加热仓内，每个加热管(2)内设有加热丝，多个加热丝依次串联，多个加热丝形成串联线路，所述串联线路上设有开关；
电压传感器位于所述串联线路上用于检测所述串联线路上的电压，温度传感器与加热丝连接用于检测加热丝的温度，电流传感器与所述串联线路连接用于检测所述串联线路的电流；
控制器分别与电压传感器、温度传感器、电流传感器、开关连接，控制器根据电压传感器的检测电压、和/或温度传感器的检测温度、和/或电流传感器的检测电流控制开关通断。
2.根据权利要求1所述的等电阻串联加热控制系统，其特征在于，控制器内设有工作电流阈值和瞬时电流阈值，电流传感器检测所述串联线路的启动瞬时电流和实时工作电流；
当控制器判断启动瞬时电流大于所述瞬时电流阈值时，控制器控制开关断开；当控制器判断实时工作电流大于所述工作电流阈值时，控制器控制开关断开。
3.根据权利要求1所述的等电阻串联加热控制系统，其特征在于，所述加热仓由第一侧壁(11)、第二侧壁(12)、第三侧壁(13)、第四侧壁(14)首尾依次连接围成，第一侧壁(11)和第三侧壁(13)相对布置，第二侧壁(12)和第四侧壁(14)相对布置，第二侧壁(12)与第一侧壁(11)之间成第一锐角且第四侧壁(14)与第三侧壁(13)之间成第二锐角，第二侧壁(12)上设有第一液口(31)，第四侧壁(14)上设有第二液口(32)，所述第二液口(32)位于所述第一液口(31)远离第一侧壁(11)的一侧。
4.根据权利要求3所述的等电阻串联加热控制系统，其特征在于，每个加热管(2)上设有从第二侧壁(12)向第四侧壁(14)方向水平延伸的加热段，多个加热管(2)在从第一侧壁(11)向第三侧壁(13)的方向上依次错开布置。
5.根据权利要求3所述的等电阻串联加热控制系统，其特征在于，所述第一侧壁(11)与所述第四侧壁(14)内壁弧形过渡，所述第二侧壁(12)与所述第三侧壁(13)内壁弧形过渡。
6.根据权利要求3所述的等电阻串联加热控制系统，其特征在于，第一液口(31)位于第一侧壁(11)与第二侧壁(12)连接处，第二液口(32)位于第三侧壁(13)与第四侧壁(14)连接处。
7.根据权利要求3或6所述的等电阻串联加热控制系统，其特征在于，第一侧壁(11)与第二侧壁(12)连接处弧形过渡，第三侧壁(13)与第四侧壁(14)连接处弧形过渡。
8.根据权利要求1所述的等电阻串联加热控制系统，其特征在于，多个加热丝的电阻相等。
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