CN111251834A - 一种智能汽车空调的加热系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能汽车空调的加热系统。为了克服现有技术汽车空调系统电能利用率低、安全性能低、输出度差的问题；本发明包括加热检测控制电路、加热执行部件和为系统供电的蓄电池，加热执行部件为石墨烯电热膜；加热检测控制电路包括主控模块以及功率调节模块，控制端与主控模块的功率调节端连接，功率调节模块的输出端与石墨烯电热膜连接；监测模块，监测汽车的点火状态和电压状态，将状态信号反馈给主控模块；温度采集模块，包括若干温度采集回路，采集石墨烯电热膜的温度，分别将温度信号反馈给主控模块的温度反馈端；按键模块，设置车内目标温度的档次。采用石墨烯电热膜能提高电能利用效率，节约电能，提高用户体验的舒适度。

Description

一种智能汽车空调的加热系统
技术领域
本发明涉及一种汽车空调采暖领域，尤其涉及一种智能汽车空调的加热系统。
背景技术
现有新能源汽车空调系统使用电热丝方式加热空气，之后使用鼓风机把热气吹入车内，这个过程热量有损失，而且鼓风机工作也需要消耗电能，对于电动汽车来说每一点电力都是弥足珍贵的，所以这个过程会有大量的能量损失。而且长时间处于热空气加热环境内，会使人口感舌燥，烦躁不安。
目前新能源汽车取暖方式为电热丝加热，电热丝加热局部温度会很高，电热丝加热效果受距离的影响十分严重，距离越近越热，长时间处在电热丝加热方式取暖的环境会使人感到干燥，体验较差；电热丝一般是一整根，一但某一处出现问题，整个系统都会受到影响；电热丝是纯电阻的，发热效率十分有限，电能得不到高效率的使用。
例如，一种在中国专利文献上公开的“一种汽车空调采暖辅助加热系统”，其公告号“CN 203957785U”，包括汽车空调采暖散热器本体、作为车载电源的蓄电池，所述的加热系统还包括与蓄电池、开关连接构成回路的电热丝，所述的电热丝设置在所述汽车空调采暖散热器本体中。该系统使用电热丝加热，电热丝电能利用率低，安全性能低，舒适度低。
发明内容
本发明主要解决现有技术汽车空调系统电能利用率低、安全性能低、舒适度差的问题；提供一种智能汽车空调的加热系统，提高电能利用效率，节约电能，提高用户体验的舒适度。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
本发明包括加热检测控制电路、加热执行部件和为系统供电的蓄电池，所述的加热执行部件为石墨烯电热膜；加热检测控制电路包括主控模块以及
功率调节模块，功率控制模块的控制端与主控模块的功率调节端连接，功率调节模块的输出端与石墨烯电热膜连接；
监测模块，监测汽车的点火状态和电压状态，将状态信号反馈给主控模块；
温度采集模块，包括若干温度采集回路，采集石墨烯电热膜的温度，分别将温度信号反馈给主控模块的温度反馈端；
按键模块，与主控模块连接，设置车内目标温度的档次。
石墨烯电热膜为加热执行部件，使用蓄电池提供电力，以及温度采集模块、控制模块和功率调节模块组成完整系统，能够实现汽车车内温度的加热及控制。通过按键模块调节温度档次，有高中低三档。温度采集模块会监控石墨烯电热膜温度，防止温度过高而发生意外。监测模块使加热系统在汽车点火后加热工作，且电池电压处于健康范围，防止过放，损伤蓄电池，使得系统得到优质的电能。石墨烯电热膜安装在车内，通过热辐射的方式加热车内环境，不需鼓风机工作，减少鼓风机工作消耗的电力，热辐射加热方式比鼓风机吹动热空气给人体验更佳。即提高电能利用效率，节约电能，又提高用户体验的舒适度。
作为优选，所述的功率调节模块包括功率控制回路、基准电压回路和电压比较回路；功率控制回路的控制端连接主控模块的功率调节端，功率控制回路的输出端连接石墨烯电热膜，功率控制回路的输出端连接主控模块的输出反馈端；基准电压回路的输入端连接直流电源，基准电压回路的输出端连接电压比较回路的正输入端；电压比较回路的负输入端连接功率控制回路的输出端，电压比较回路的输出端连接功率控制回路的截止保护端。功率控制回路根据主控模块输出的PWM控制信号，改变输出的占空比，从而达到控制石墨烯电热膜温度的目的。基准电压回路为比较器U2提供基准电压。电压比较回路在功率控制回路输出电压正常时，输出高电平，在功率控制回路输出电压异常时，比较器U2输出低电平，反馈给功率控制回路，关闭功率控制回路的输出。为功率调节模块和石墨烯电热膜提供保护，提高安全性。
作为优选，所述的功率控制回路包括电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R29、电阻R46、电阻R47、开关管Q1、电容C27、电容C48、稳压二极管D1和运放U1；电阻R2的第一端作为功率控制回路的控制端，电阻R2的第二端连接电阻R3的第一端，电阻R3的第二端接地；二极管D1的阴极作为功率控制回路的截止保护端，二极管D1的阳极连接电阻R47的第一端，电阻R47的第二端连接电阻R2的第二端,电容C28的第一端连接电阻R47的第二端，电容C28的第二端接地；开关管Q1的控制端连接电阻R2的第二端，开关管Q1的输入端连接直流电源，开关管Q1的输出端连接电阻R4的第一端；电阻R4的第一端连接电阻R6的第一端，电阻R4的第二端连接电阻R6的第二端，电阻R4的第二端接地；电阻R7的第一端连接电阻R4的第一端，电阻R7的第二端连接运放U1的负输入端；电阻R46的第一端连接运放U1的正输入端，电阻R46的第二端接地；运放U1的输出端作为功率控制回路的输出端；电阻R5的第一端连接电阻R7的第二端，电阻R5的第二端连接电阻R29的第一端，电阻R29的第二端连接运放U1的输出端；电容C27的第一端连接电阻R5的第一端，电容C27的第二端连接电阻R29的第二端。开关管Q1为带保护二极管的N沟道MOS管。功率控制回路的控制端接收主控模块输出的控制信号，控制MOS管Q1的开关；通过MOS管Q1的开关来控制石墨烯电热膜的工作，开关的速度决定输出功率的大小，比如每秒开关10次和每秒开关1000次对应功率不相同，实际响应速率是毫秒级的。因为单片机接收的都是电压信号，所以通过运放U1周围连接的电阻，把电流转换为电压，再通过运放U1将电压放大到主控芯片能接收的电压范围。
作为优选，所述的基准电压回路包括电阻R40、电阻R41、电阻R42、电容C13和电压基准芯片U4；电阻R42的第一端作为基准电压回路的输入端，电阻R42的第二端连接电阻R40的第一端，电阻R40的第二端连接电阻R41的第一端，电阻R41的第二端接地；电容C13的第一端连接电阻R40的第一端，电容C13的第二端接地；电压基准芯片U4的基准端连接电阻R40的第二端，电压基准芯片U4的输入端接地，电压基准芯片U4的输出端连接电阻R40的第一端，电压基准芯片U4的输出端作为基准电压回路的输出端。通过电压基准芯片U4为电压比较回路的正输入端提供2.5V基准电压。电压基准芯片U4的型号为TL431CDBZR。
作为优选，所述的电压比较回路包括比较器U2、电阻R1、电阻R18和电阻R19；电阻R19的第一端连接功率控制回路的输出端，电阻R19的第二端连接比较器U2的负输入端；电阻R18的第一端连接基准电压回路的输出端，电阻R18的第二端连接比较器U 2的正输入端；电阻R1的第一端连接比较器U2的输出端，电阻R1的第二端连接直流电源；比较器U2的输出端作为电压比较回路的输出端。比较器U2的正输入端输入2.5V基准电压，比较器U2的负输入端输入功率控制回路的输出电压。在正常工作情况下，功率控制回路输出的电压小于2.5V，比较器U2输出高电平；在功率控制回路输出异常的情况下，比较器U2的输出翻转，输出低电平，关闭MOS管Q1，保护MOS管Q1和功率调节模块以及保护石墨烯电热膜。
作为优选，所述的温度采集模块还包括接口P2和NTC；所述的温度采集回路包括第一温度采集回路、第二温度采集回路和第三温度采集回路，温度采集回路具有相同的电路结构；温度采集回路的输入端分别连接接口P2，温度采集回路的输出端作为温度采集模块的输出端分别连接主控模块的温度反馈端；NTC作为外接传感器连接在接口P2处。NTC是指随温度上升电阻呈指数关系减小的，具有负温度系数的热敏电阻现象材料，负责检测石墨烯电热膜的加热效果。设置三路温度采集回路，提高检测精度。
作为优选，所述的第一温度采集回路包括电阻R8、电阻R9、电容C1和电容C9；电容C9的第一端连接电容C1的第一端，电容C1的第一端接地；电容C9的第二端连接电阻R9的第一端，电容C1的第二端连接电阻R9的第二端；电阻R8的第一端连接直流电源，电阻R8的第二端连接电阻R9的第二端；电阻R9的第一端作为第一温度采集回路的输出端连接主控模块的第一温度反馈端，电阻R9的第二端作为第一温度采集回路的输入端连接接口P2。温度采集回路将NTC检测到的石墨烯电热膜信号转化为主控芯片能接收的电压信号，发送到控制模块，控制模块根据信号计算出石墨烯电热膜的温度，达到温度反馈的目的，监控石墨烯电热膜温度，防止温度过高而发生意外。
作为优选，所述的监测模块包括电压监测模块和点火监测模块；电压监测模块和点火监测模块具有相同的电路结构；点火监测模块的输入端连接汽车的点火装置，点火监测模块的输出端连接主控模块的点火监测反馈端；电压监测模块的输入端连接蓄电池，电压监测模块的输出端连接主控模块的电压监测反馈端；所述的电压监测模块包括电阻R13、电阻R14、电阻R15、电容C23和电容C24；电阻R13的第一端作为电压监测模块的输入端，电阻R13的第二端连接电阻R14的第一端，电阻R14的第二端接地；电阻R15的第一端连接电阻R13的第二端，电阻R15的第二端作为电压监测模块的输出端；电容C23的第一端连接电阻R15的第一端，电容C23的第二端接地；电容C24的第一端连接电阻R15的第二端，电容C24的第二端接地。电压监测模块对蓄电池电压进行监控，使蓄电池电压处于健康范围，防止过放，损伤蓄电池，使得系统得到优质的电能。点火监测模块用于监测汽车的点火状态，只有在点火之后才可以使石墨烯电热膜工作，保证加热系统使用的安全。
作为优选，所述的按键模块包括升温按键回路和降温按键回路，所述的升温按键回路和降温按键回路具有相同的电路结构；升温按键回路连接主控模块的升温键入端，降温按键回路连接主控模块的降温键入端；所述的升温按键回路包括电阻R16、电阻R45、电容C10和按键SW1；电阻R45的第一端作为升温按键回路的输出端连接主控模块的升温键入端，电阻R45的第二端连接按键SW1的第一端，按键SW1的第二端接地；电阻R16的第一端连接直流电源，电阻R16的第二端连接电阻R45的第二端；电容C10的第一端连接电阻R45的第二端，电容C10的第二端接地。加热系统的温度分为三档，分别为低档、中档和高档。低档对应20℃，中档对应25℃，高档对应30℃。升温按键回路用于控制温度档次上升，每按一次，温度上升一档；同理，降温按键回路用于控制温度档次下降，每按一次，温度下降一档。
作为优选，所述的加热系统还包括档位指示模块，档位指示模块与主控模块相连接；所述的档位指示模块包括低档指示回路、中档指示回路和高档指示回路；所述的三个指示回路具有相同的电路结构；所述的低档指示回路包括发光二极管LED1、电阻R20、电阻R21、电阻R22和NPN三极管Q2；所述的电阻R21的第一端作为低档指示回路的输入端连接主控模块的低档指示端，电阻R21的第二端连接三极管Q2的基极；电阻R22的第一端连接电阻R21的第二端，电阻R22的第二端接地；电阻R20的第一端连接直流电源，电阻R20的第二端连接发光二极管LED1的阳极，发光二极管LED1的阴极连接三极管Q2的集电极，三极管Q2的发射极接地。档位显示模块用于显示加热系统处于低档、中档还是高档，更加直观地判断温度的档次。
本发明的有益效果是：
1.使用石墨烯电热膜作为加热的执行机构，通过热辐射的方式加热车内环境，不需鼓风机工作，即提高电能利用效率，节约电能，又提高用户体验的舒适度。
2. 温度采集模块监控石墨烯电热膜温度，防止温度过高而发生意外。
3.电压监测模块使得电池电压处于健康范围，防止过放，损伤电池，系统能够得到优质的电能。
4.功率调节模块中的电压比较回路，在工作异常时保护功率调节模块和石墨烯电热膜，提高安全性。
附图说明
图1是本发明的一种电路原理连接结构框图。
图2是本发明的一种温度采集模块电路图。
图3是本发明的一种主控模块最小系统及监测模块、按键模块和档位指示模块电路图。
图4是本发明的一种功率调节模块电路图。
图中1.主控模块，2.功率调节模块，21.功率控制回路，22.基准电压回路，23.电压比较回路，3.石墨烯电热膜，4.温度采集模块，5.按键模块，6.档位指示模块，7.蓄电池，8.电压监测模块，9.稳压模块，10.点火监测模块，11.保护模块。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：
一种智能汽车空调的加热系统，如图1所示，包括加热检测控制电路、加热执行部件和为系统供电的蓄电池7。
加热执行部件为石墨烯电热膜3，加热控制电路包括主控模块1和与主控模块1连接的功率调节模块2、温度采集模块4、按键模块5、档位指示模块6、电压监测模块8、稳压模块9、点火监测模块10和保护模块11。电压监测模块8和稳压模块9还与蓄电池7连接。石墨烯电热膜3安装在汽车的内部，主要安装在主、副驾驶位的脚部。
使用石墨烯电热膜作为加热系统的执行机构，电能利用率高，有效电热能总转换率高达99%以上，可以使电能利用率最大化，热能直接辐射加热车内环境，相对于传统加热取暖方式，减少了鼓风机工作这一步骤，节约了电能。
发热均匀，石墨烯电热膜发热性能稳定，温区相差0.1度，不会出现因局部温度过高而出现的各种各样的问题。
发热迅速，石墨烯是世界上导电性最好的材料，电子在其中的运动速度达到了光速的1/300，远远超过了电子在一般导体中的运动速度，而且其也是热的良导体，所以以石墨烯制作的石墨烯电热膜能够实现快速发热。
抗破坏能力强，石墨烯具有超高的强度，同时具有优良的柔韧性，可以弯曲，以石墨烯制成的石墨烯电热膜在一般情况下使用很难破坏其物理结构，即使石墨烯电热膜破了个洞，被剪去一块，只要还留有能让正负极连接起来的部分就能继续发热。
舒适度高，石墨烯电热膜加热方式以远红外辐射的方式传播热量，相对于传统加热方式无论是暖风还是其他方式来说，舒适度得到很大的提升，而且石墨烯电热膜散发出的红外光线光谱和人体光谱很接近，所以会对人体有一定理疗保健作用。
主控模块1包括主控芯片U3及其最小系统，在本实施例中，主控芯片U3的型号为S9KEAZ128AMLH8。
稳压模块9将蓄电池7输出的电压转化为稳定的3.3V直流电输出。
保护模块11包括外接的压力传感器，当石墨烯电热膜3受力时关闭石墨烯电热膜3，具有防冲击变形保护。
如图4所示，功率调节模块2的控制端与主控模块1的功率调节端连接，功率调节模块2的输出端连接石墨烯电热膜3。
功率调节模块2包括功率控制回路21、基准电压回路22和电压比较回路23。
功率控制回路21包括电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R29、电阻R46、电阻R47、开关管Q1、电容C27、电容C48、稳压二极管D1和运放U1。开关管Q1为带保护二极管的N沟道MOS管Q1，开关管Q1的输入端为MOS管Q1的漏极，开关管Q1的输出端为MOS管的源极，开关管Q1的控制端为MOS管Q1的栅极。
电阻R2的第一端作为功率控制回路21的控制端，电阻R2的第二端连接电阻R3的第一端，电阻R3的第二端接地。
二极管D1的阴极作为功率控制回路21的截止保护端，二极管D1的阳极连接电阻R47的第一端，电阻R47的第二端连接电阻R2的第二端,电容C28的第一端连接电阻R47的第二端，电容C28的第二端接地。
MOS管Q1的栅极连接电阻R2的第二端，MOS管Q1的漏极连接PTC接口P4的负端，PTC接口P4正端连接12V直流电源；MOS管Q1的源极连接电阻R4的第一端。
电阻R4的第一端连接电阻R6的第一端，电阻R4的第二端连接电阻R6的第二端，电阻R4的第二端接地。电阻R7的第一端连接电阻R4的第一端，电阻R7的第二端连接运放U1的负输入端。电阻R46的第一端连接运放U1的正输入端，电阻R46的第二端接地。电阻R5的第一端连接电阻R7的第二端，电阻R5的第二端连接电阻R29的第一端，电阻R29的第二端连接运放U1的输出端。电容C27的第一端连接电阻R5的第一端，电容C27的第二端连接电阻R29的第二端。运放U1的输出端作为功率控制回路21的输出端。
功率控制回路21的控制端，即电阻R2的第一端连接主控模块1的功率调节端，功率控制回路21的输出端，即运放U1的输出端连接石墨烯电热膜3。功率控制回路21的输出端连接主控模块1的输出反馈端。
功率控制回路21的控制端接收主控模块输出的控制信号，控制MOS管Q1的开关；通过MOS管Q1的开关来控制石墨烯电热膜3的工作，开启和关闭时间不同，功率不同。比如，2秒内进行一次开关，开启时间1.5秒，关闭时间0.5秒所对应的功率与开启时间1秒，关闭时间1秒所对应的功率是不同的。
因为主控芯片U3接收的都是电压信号，所以通过运放U1周围连接的电阻，把电流转换为电压，再通过运放U1将电压放大到主控芯片U3能接收的电压范围。
基准电压回路22包括电阻R40、电阻R41、电阻R42、电容C13和电压基准芯片U4。
电阻R42的第一端作为基准电压回路22的输入端，电阻R42的第二端连接电阻R40的第一端，电阻R40的第二端连接电阻R41的第一端，电阻R41的第二端接地。电容C13的第一端连接电阻R40的第一端，电容C13的第二端接地。电压基准芯片U4的基准端REF连接电阻R40的第二端，电压基准芯片U4的输入端AN接地，电压基准芯片U4的输出端CAT连接电阻R40的第一端，电压基准芯片U4的输出端CAT作为基准电压回路22的输出端。
基准电压回路22的输入端，即电阻R42的第一端连接3V直流电源，基准电压回路22的输出端，即电压基准芯片U4的输出端CAT连接电压比较回路23的正输入端，即电阻R18的第一端。
电压基准芯片U4的型号为TL431CDBZR。通过电压基准芯片U4为电压比较回路23的正输入端提供2.5V基准电压。
电压比较回路23包括比较器U2、电阻R1、电阻R18和电阻R19。
电阻R19的第一端连接功率控制回路21的输出端，即运放U1的输出端，电阻R19的第二端连接比较器U2的负输入端；电阻R18的第一端连接基准电压回路22的输出端CAT，电阻R18的第二端连接比较器U 2的正输入端；电阻R1的第一端连接比较器U2的输出端，电阻R1的第二端连接3.3V直流电源；比较器U2的输出端作为电压比较回路23的输出端连接二极管D1的阴极。
在正常工作情况下，功率控制回路21输出的电压小于2.5V，比较器U2输出高电平；在功率控制回路21输出异常的情况下，比较器U2的输出翻转，输出低电平，关闭MOS管Q1，保护MOS管Q1和功率调节模块2以及保护石墨烯电热膜3。
如图2所示，温度采集模块4包括若干温度采集回路，在本实施例中包括三个温度采集回路分别为第一温度采集回路、第二温度采集回路和第三温度采集回路。温度采集模块4采集石墨烯电热膜3的温度，将温度信号分别反馈给主控模块1的温度反馈端。
温度采集模块4包括三个温度采集回路、接口P2和NTC。三个温度采集回路具有相同的电路结构。
NTC是指随温度上升电阻呈指数关系减小的，具有负温度系数的热敏电阻现象材料，负责检测石墨烯电热膜的加热效果。设置三路温度采集回路，提高检测精度。
NTC作为外接传感器连接在接口P2处。接口P2的型号为175973-2，接口P2的2脚、4脚、6脚和8脚接地，接口P2的1脚连点火监测模块10。
第一温度采集回路包括电阻R8、电阻R9、电容C1和电容C9。
电容C9的第一端连接电容C1的第一端，电容C1的第一端接地；电容C9的第二端连接电阻R9的第一端，电容C1的第二端连接电阻R9的第二端。电阻R8的第一端连接3.3V直流电源，电阻R8的第二端连接电阻R9的第二端；电阻R9的第一端作为第一温度采集回路的输出端连接主控模块1的第一温度反馈端，电阻R9的第二端作为第一温度采集回路的输入端连接接口P2的3脚。
第二温度采集回路包括电阻R50、电阻R59、电容C14和电容C31。第二温度采集回路的连接同第一温度采集回路，电阻R59的第一端作为第二温度采集回路的输出端连接主控模块1的第二温度反馈端，电阻R59的第二端作为第二温度采集回路的输入端连接接口P2的5脚。
第三温度采集回路包括电阻R55、电阻R54、电容C15和电容C32。第二温度采集回路的连接同第一温度采集回路，电阻R54的第一端作为第三温度采集回路的输出端连接主控模块1的第三温度反馈端，电阻R54的第二端作为第三温度采集回路的输入端连接接口P2的7脚。
温度采集回路将NTC检测到的石墨烯电热膜信号转化为主控芯片能接收的电压信号，发送到控制模块，控制模块根据信号计算出石墨烯电热膜的温度，达到温度反馈的目的，监控石墨烯电热膜温度，防止温度过高而发生意外。
如图3所示，主控模块1包括主控芯片U3及其最小系统，主控芯片U3的型号为S9KEAZ128AMLH。
主控芯片U3的25脚连接有电阻R57的一端，电阻R57的另一端作为主控模块1的第一温度反馈端，连接电阻R9的第一端；主控芯片U3的26脚连接有电阻R56的一端，电阻R56的另一端作为主控模块1的第二温度反馈端，连接电阻R49的第一端；主控芯片U3的27脚连接有电阻R34的一端，电阻R34的另一端作为主控模块1的第三温度反馈端，连接电阻R54的第一端。
主控芯片U3的58脚连接有电阻R30的一端，电阻R30的另一端作为主控模块1的功率调节端，连接电阻R2的第一端。主控芯片U3的28脚连接有电阻R35的一端，电阻R35的另一端作为主控模块1的输出反馈端，连接运放U1的输出端。
监测模块包括电压监测模块8和点火监测模块10。电压监测模块8和点火监测模块10具有相同的电路结构。
点火监测模块10的输入端连接汽车的点火装置，点火监测模块10的输出端连接主控模块1的点火监测反馈端。点火监测模块8包括电阻R10、电阻R11、电阻R12、电容C25和电容C26。
电阻R10的第一端作为点火监测模块10的输入端，电阻R10的第二端连接电阻R11的第一端，电阻R11的第二端接地。电阻R12的第一端连接电阻R10的第二端，电阻R12的第二端作为点火监测模块10的输出端。电容C25的第一端连接电阻R12的第一端，电容C25的第二端接地。电容C26的第一端连接电阻R12的第二端，电容C26的第二端接地。
点火监测模块10用于监测汽车的点火状态，只有在点火之后才可以使石墨烯电热膜3工作，保证加热系统使用的安全。
电压监测模块8的输入端连接蓄电池7，电压监测模块8的输出端连接主控模块1的电压监测反馈端。电压监测模块8包括电阻R13、电阻R14、电阻R15、电容C23和电容C24。
电阻R13的第一端作为电压监测模块8的输入端，电阻R13的第二端连接电阻R14的第一端，电阻R14的第二端接地。电阻R15的第一端连接电阻R13的第二端，电阻R15的第二端作为电压监测模块8的输出端；电容C23的第一端连接电阻R15的第一端，电容C23的第二端接地。电容C24的第一端连接电阻R15的第二端，电容C24的第二端接地。
主控芯片U3的4脚连接有电阻R39的一端，电阻R39的另一端作为主控模块1的点火监测反馈端，连接点火监测模块10的输出端，即电阻R12的第二端；主控芯片U3的32脚作为主控模块1的电压监测反馈端，连接电压监测反馈模块8的输出端，即电阻R15的第二端。
电压监测模块8对蓄电池7电压进行监控，使蓄电池7电压处于健康范围，防止过放，损伤蓄电池7，使得系统得到优质的电能。
按键模块5设置车内目标温度的档次，对温度的档次进行升温和降温。在本实施例中，目标温度档次分为三档，分别为低档、中档和高档。低档的温度设置在20℃，中档的温度设置在25℃，高档的温度设置在30℃。
按键模块5包括升温按键回路和降温按键回路，升温按键回路和降温按键回路具有相同的电路结构。升温按键回路连接主控模块1的升温键入端，降温按键回路连接主控模块1的降温键入端。
升温按键回路包括电阻R16、电阻R45、电容C10和按键SW1。
电阻R45的第一端作为升温按键回路的输出端连接主控模块1的升温键入端，电阻R45的第二端连接按键SW1的第一端，按键SW1的第二端接地；电阻R16的第一端连接3.3V直流电源，电阻R16的第二端连接电阻R45的第二端；电容C10的第一端连接电阻R45的第二端，电容C10的第二端接地。
降温按键回路包括电阻R17、电阻R44、电容C11和按键SW2。
电阻R44的第一端作为降温按键回路的输出端连接主控模块1的降温键入端，电阻R44的第二端连接按键SW2的第一端，按键SW2的第二端接地；电阻R17的第一端连接3.3V直流电源，电阻R17的第二端连接电阻R44的第二端；电容C11的第一端连接电阻R45的第二端，电容C11的第二端接地。
主控芯片U3的29脚连接有电阻R36的一端，电阻R36的另一端作为主控模块1的升温键入端，连接电阻R45的第一端；主控芯片U3的30脚连接有电阻R37的一端，电阻R35的另一端作为主控模块1的降温键入端，连接电阻R44的第一端。
加热系统的温度分为三档，分别为低档、中档和高档。
低档对应20℃，中档对应25℃，高档对应30℃。升温按键回路用于控制温度档次上升，每按一次，温度上升一档；同理，降温按键回路用于控制温度档次下降，每按一次，温度下降一档。
档位指示模块6显示车内温度的档次。档位指示模块6包括低档指示回路、中档指示回路和高档指示回路。三个指示回路具有相同的电路结构。
低档指示回路包括发光二极管LED1、电阻R20、电阻R21、电阻R22和NPN三极管Q2。
电阻R21的第一端作为低档指示回路的输入端连接主控模块1的低档指示端，电阻R21的第二端连接三极管Q2的基极；电阻R22的第一端连接电阻R21的第二端，电阻R22的第二端接地；电阻R20的第一端连接3.3V直流电源，电阻R20的第二端连接发光二极管LED1的阳极，发光二极管LED1的阴极连接三极管Q2的集电极，三极管Q2的发射极接地。
中档指示回路包括发光二极管LED2、电阻R23、电阻R24、电阻R25和NPN三极管Q3。
电阻R24的第一端作为中档指示回路的输入端连接主控模块1的中档指示端，电阻R24的第二端连接三极管Q3的基极；电阻R25的第一端连接电阻R24的第二端，电阻R25的第二端接地；电阻R23的第一端连接3.3V直流电源，电阻R23的第二端连接发光二极管LED2的阳极，发光二极管LED2的阴极连接三极管Q3的集电极，三极管Q3的发射极接地。
高档指示回路包括发光二极管LED3、电阻R26、电阻R27、电阻R28和NPN三极管Q4。
电阻R27的第一端作为高档指示回路的输入端连接主控模块1的高档指示端，电阻R27的第二端连接三极管Q4的基极；电阻R28的第一端连接电阻R27的第二端，电阻R28的第二端接地；电阻R26的第一端连接3.3V直流电源，电阻R26的第二端连接发光二极管LED3的阳极，发光二极管LED3的阴极连接三极管Q4的集电极，三极管Q4的发射极接地。
主控芯片U3的57脚连接有电阻R31的一端，电阻R31的另一端作为主控模块1的低档指示端，连接低档指示模块的输入端，即电阻R21的第一端；主控芯片U3的56脚连接有电阻R32的一端，电阻R32的另一端作为主控模块1的中档指示端，连接中档指示模块的输入端，即电阻R24的第一端；主控芯片U3的55脚连接有电阻R33的一端，电阻R33的另一端作为主控模块1的高档指示端，连接高档指示模块的输入端，即电阻R27的第一端。
档位显示模块用于显示加热系统处于低档、中档还是高档，更加直观地判断温度的档次。
本发明使用石墨烯电热膜作为加热的执行机构，通过热辐射的方式加热车内环境，不需鼓风机工作，即提高电能利用效率，节约电能，又提高用户体验的舒适度。采用温度采集模块监控石墨烯电热膜温度，防止温度过高而发生意外。采用电压监测模块使得电池电压处于健康范围，防止过放，损伤电池，系统能够得到优质的电能。功率调节模块中的电压比较回路，在工作异常时保护功率调节模块和石墨烯电热膜，提高安全性。

Claims (10)

1.一种智能汽车空调的加热系统，包括加热检测控制电路、加热执行部件和为系统供电的蓄电池（7），其特征在于，所述的加热执行部件为石墨烯电热膜（3）；加热检测控制电路包括主控模块（1）以及
功率调节模块（2），功率控制模块的控制端与主控模块（1）的功率调节端连接，功率调节模块（2）的输出端与石墨烯电热膜（3）连接；
监测模块，监测汽车的点火状态和电压状态，将状态信号反馈给主控模块（1）；
温度采集模块（4），包括若干温度采集回路，采集石墨烯电热膜（3）的温度，分别将温度信号反馈给主控模块（1）的温度反馈端；
按键模块（5），与主控模块（1）连接，设置车内目标温度的档次。
2.根据权利要求1所述的一种智能汽车空调的加热系统，其特征在于，所述的功率调节模块（2）包括功率控制回路（21）、基准电压回路（22）和电压比较回路（23）；功率控制回路（21）的控制端连接主控模块（1）的功率调节端，功率控制回路（21）的输出端连接石墨烯电热膜（3），功率控制回路（21）的输出端连接主控模块（1）的输出反馈端；基准电压回路（22）的输入端连接直流电源，基准电压回路（22）的输出端连接电压比较回路（23）的正输入端；电压比较回路（23）的负输入端连接功率控制回路（21）的输出端，电压比较回路（23）的输出端连接功率控制回路（21）的截止保护端。
3.根据权利要求2所述的一种智能汽车空调的加热系统，其特征在于，所述的功率控制回路（21）包括电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R29、电阻R46、电阻R47、开关管Q1、电容C27、电容C48、稳压二极管D1和运放U1；电阻R2的第一端作为功率控制回路（21）的控制端，电阻R2的第二端连接电阻R3的第一端，电阻R3的第二端接地；二极管D1的阴极作为功率控制回路（21）的截止保护端，二极管D1的阳极连接电阻R47的第一端，电阻R47的第二端连接电阻R2的第二端,电容C28的第一端连接电阻R47的第二端，电容C28的第二端接地；开关管Q1的控制端连接电阻R2的第二端，开关管Q1的输入端连接直流电源，开关管Q1的输出端连接电阻R4的第一端；电阻R4的第一端连接电阻R6的第一端，电阻R4的第二端连接电阻R6的第二端，电阻R4的第二端接地；电阻R7的第一端连接电阻R4的第一端，电阻R7的第二端连接运放U1的负输入端；电阻R46的第一端连接运放U1的正输入端，电阻R46的第二端接地；运放U1的输出端作为功率控制回路（21）的输出端；电阻R5的第一端连接电阻R7的第二端，电阻R5的第二端连接电阻R29的第一端，电阻R29的第二端连接运放U1的输出端；电容C27的第一端连接电阻R5的第一端，电容C27的第二端连接电阻R29的第二端。
4.根据权利要求2或3所述的一种智能汽车空调的加热系统，其特征在于，所述的基准电压回路（22）包括电阻R40、电阻R41、电阻R42、电容C13和电压基准芯片U4；电阻R42的第一端作为基准电压回路（22）的输入端，电阻R42的第二端连接电阻R40的第一端，电阻R40的第二端连接电阻R41的第一端，电阻R41的第二端接地；电容C13的第一端连接电阻R40的第一端，电容C13的第二端接地；电压基准芯片U4的基准端连接电阻R40的第二端，电压基准芯片U4的输入端接地，电压基准芯片U4的输出端连接电阻R40的第一端，电压基准芯片U4的输出端作为基准电压回路（22）的输出端。
5.根据权利要求4所述的一种智能汽车空调的加热系统，其特征在于，所述的电压比较回路（23）包括比较器U2、电阻R1、电阻R18和电阻R19；电阻R19的第一端连接功率控制回路（21）的输出端，电阻R19的第二端连接比较器U2的负输入端；电阻R18的第一端连接基准电压回路（22）的输出端，电阻R18的第二端连接比较器U 2的正输入端；电阻R1的第一端连接比较器U2的输出端，电阻R1的第二端连接直流电源；比较器U2的输出端作为电压比较回路（23）的输出端。
6.根据权利要求1所述的一种智能汽车空调的加热系统，其特征在于，所述的温度采集模块（4）还包括接口P2和NTC；所述的温度采集回路包括第一温度采集回路、第二温度采集回路和第三温度采集回路，温度采集回路具有相同的电路结构；温度采集回路的输入端分别连接接口P2，温度采集回路的输出端作为温度采集模块（4）的输出端分别连接主控模块（1）的温度反馈端；NTC作为外接传感器连接在接口P2处。
7.根据权利要求6所述的一种智能汽车空调的加热系统，其特征在于，所述的第一温度采集回路包括电阻R8、电阻R9、电容C1和电容C9；电容C9的第一端连接电容C1的第一端，电容C1的第一端接地；电容C9的第二端连接电阻R9的第一端，电容C1的第二端连接电阻R9的第二端；电阻R8的第一端连接直流电源，电阻R8的第二端连接电阻R9的第二端；电阻R9的第一端作为第一温度采集回路的输出端连接主控模块（1）的第一温度反馈端，电阻R9的第二端作为第一温度采集回路的输入端连接接口P2。
8.根据权利要求6所述的一种智能汽车空调的加热系统，其特征在于，所述的监测模块包括电压监测模块（8）和点火监测模块（10）；电压监测模块（8）和点火监测模块（10）具有相同的电路结构；点火监测模块（10）的输入端连接汽车的点火装置，点火监测模块（10）的输出端连接主控模块（1）的点火监测反馈端；电压监测模块（8）的输入端连接蓄电池（7），电压监测模块（8）的输出端连接主控模块（1）的电压监测反馈端；所述的电压监测模块（8）包括电阻R13、电阻R14、电阻R15、电容C23和电容C24；电阻R13的第一端作为电压监测模块（8）的输入端，电阻R13的第二端连接电阻R14的第一端，电阻R14的第二端接地；电阻R15的第一端连接电阻R13的第二端，电阻R15的第二端作为电压监测模块（8）的输出端；电容C23的第一端连接电阻R15的第一端，电容C23的第二端接地；电容C24的第一端连接电阻R15的第二端，电容C24的第二端接地。
9.根据权利要求1所述的一种智能汽车空调的加热系统，其特征在于，所述的按键模块（5）包括升温按键回路和降温按键回路，所述的升温按键回路和降温按键回路具有相同的电路结构；升温按键回路连接主控模块（1）的升温键入端，降温按键回路连接主控模块（1）的降温键入端；所述的升温按键回路包括电阻R16、电阻R45、电容C10和按键SW1；电阻R45的第一端作为升温按键回路的输出端连接主控模块（1）的升温键入端，电阻R45的第二端连接按键SW1的第一端，按键SW1的第二端接地；电阻R16的第一端连接直流电源，电阻R16的第二端连接电阻R45的第二端；电容C10的第一端连接电阻R45的第二端，电容C10的第二端接地。
10.根据权利要求9所述的一种智能汽车空调的加热系统，其特征在于，所述的加热系统还包括档位指示模块（6），档位指示模块（6）与主控模块（1）相连接；所述的档位指示模块（6）包括低档指示回路、中档指示回路和高档指示回路；所述的三个指示回路具有相同的电路结构；所述的低档指示回路包括发光二极管LED1、电阻R20、电阻R21、电阻R22和NPN三极管Q2；所述的电阻R21的第一端作为低档指示回路的输入端连接主控模块（1）的低档指示端，电阻R21的第二端连接三极管Q2的基极；电阻R22的第一端连接电阻R21的第二端，电阻R22的第二端接地；电阻R20的第一端连接直流电源，电阻R20的第二端连接发光二极管LED1的阳极，发光二极管LED1的阴极连接三极管Q2的集电极，三极管Q2的发射极接地。
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