CN113059983B - 电动汽车的加热电路及电动汽车 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种电动汽车的加热电路及电动汽车，其中，电路包括：加热电路；第一驱动电路；第二驱动电路；比较电路；控制电路的第一输出端与第一驱动电路的第二输入端相连，控制电路的第二输出端与第二驱动电路的第二输入端相连，控制电路的输入端与比较电路的输出端相连，以在第一驱动电路导通时，根据比较电路的输出端信号生成第一控制信号，以使加热电路的寄生电容充电，并在第一预设时间后，根据比较电路的输出端信号生成第二控制信号，为加热电路供电。由此，解决了相关技术中在功率开关器件开通瞬间，需要对寄生电容进行充电，瞬态冲击电流很高，容易造成器件的损坏的问题，提高了电路的安全性和可靠性。

Description

电动汽车的加热电路及电动汽车
技术领域
本申请涉及车辆技术领域，特别涉及一种电动汽车的加热电路及电动汽车。
背景技术
电动汽车空调系统制热一般采用加热正温度系数(Positive TemperatureCoefficient，PTC)加热器的方式，将PTC加热器产生的热量通过风道送至驾驶室。
相关技术中，控制PTC加热器通电主要是使用控制器，采用PWM(Pulse widthmodulation，脉冲宽度调制)方式控制功率半导体器件工作，通过控制PWM信号的占空比来控制PTC的输出功率，可以实现制热功率的线性调节。
燃热，由于PTC加热器本身的结构决定其存在较大的等效并联电容，在功率开关器件开通瞬间，需要对寄生电容进行充电，瞬态冲击电流很高，容易造成器件的损坏，亟待解决。
申请内容
本申请提供一种电动汽车的加热电路及电动汽车，以解决相关技术中在功率开关器件开通瞬间，需要对寄生电容进行充电，瞬态冲击电流很高，容易造成器件的损坏的问题，提高了电路的安全性和可靠性。
本申请一方面实施例提供一种电动汽车的加热电路，包括：
加热电路，所述加热电路的第一端与高压母线的低压端相连；
第一驱动电路，所述第一驱动电路的输出端与所述加热电路的第二端相连，所述所述第一驱动电路的第一输入端与所述高压母线的高压端相连；
第二驱动电路，所述第二驱动电路的输出与所述加热电路的第二端相连，所述所述第二驱动电路的第一输入端与所述高压母线的高压端相连；
比较电路，所述比较电路的第一输入端与所述加热电路的第三端相连；以及
控制电路，所述控制电路的第一输出端与所述第一驱动电路的第二输入端相连，所述控制电路的第二输出端与所述第二驱动电路的第二输入端相连，所述控制电路的输入端与所述比较电路的输出端相连，以在所述第一驱动电路导通时，根据所述比较电路的输出端信号生成第一控制信号，以使所述加热电路的寄生电容充电，并在第一预设时间后，根据所述比较电路的输出端信号生成第二控制信号，为所述加热电路供电。
可选地，所述第一驱动电路，包括：
第一信号发生器，所述第一信号发生器的输入端与所述控制电路相连，所述第一信号发生器的第一输出端与所述加热电路的第二端相连；
第一三极管，所述第一三极管的基极与所述第一信号发生器的第二输出端相连，所述第一三极管的发射极与所述第一信号发生器的第一输出端相连；
第一电阻，所述第一电阻的一端与所述高压母线的高压端相连，所述第一电阻的另一端与所述第一三极管的集电极相连。
可选地，所述第二驱动电路，包括：
第二信号发生器，所述第二信号发生器的输入端与所述控制电路相连，所述第二信号发生器的第一输出端与所述加热电路的第二端相连；
第二三极管，所述第二三极管的基极与所述第一信号发生器的第二输出端相连，所述第二三极管的集电极与高压母线的高压端相连，所述第二三极管的发射极与所述第二信号发生器的第一输出端相连。
可选地，在根据所述第二控制信号控制所述第二三极管导通，且经过第二预设时间后，所述控制电路还用于：
控制所述第一驱动电路关闭，并在所述第二三极管的导通时间达到第三预设时间时，控制所述第二驱动电路关闭。
可选地，所述加热电路，包括：
热敏电阻，所述热敏电阻的一端与所述第一信号发生器的第一输出端相连，所述热敏电阻的另一端与所述高压母线的低压端相连；
第二电阻，所述第二电阻的一端与所述热敏电阻的另一端相连；
第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第二电阻的另一端相连，所述第三电阻的另一端与所述热敏电阻的一端相连。
可选地，还包括：
第四电阻，所述第四电阻的一端与所述比较电路的第一输入端相连，所述第四电阻的另一端与所述第三电阻的一端相连；
电容，所述电容的一端与所述第四电阻的一端相连，所述电容的另一端与所述高压母线的低压端相连。
可选地，还包括：
熔断器，所述熔断器的一端与高压母线的高压端相连，所述熔断器的另一端与所述第二三极管的集电极相连，用于在加热电路出现短路时，根据控制电路发出的控制信号，执行熔断动作。
本申请另一方面实施例提供一种车辆，其包括上述的电动汽车的加热电路。
由此，可以在第二驱动电路导通之前，通过第一驱动电路对热敏电阻的寄生并联电容充电，可以避免冲击电流，产生的热量也用于空调系统制热；当热敏电阻两端电压高于设定阈值时，再开通第二驱动电路供电，关闭第一驱动电路，从而解决了相关技术中在功率开关器件开通瞬间，需要对寄生电容进行充电，瞬态冲击电流很高，容易造成器件的损坏的问题，提高了电路的安全性和可靠性。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本申请实施例提供的一种电动汽车的加热电路的电路示意图；
图2为根据本申请一个实施例的驱动信号时序的示例图；
图3为根据本申请实施例的车辆的方框示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，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，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
下面参考附图描述本申请实施例的电动汽车的加热电路及电动汽车。针对上述背景技术中心提到的在功率开关器件开通瞬间，需要对寄生电容进行充电，瞬态冲击电流很高，容易造成器件的损坏的问题，本申请提供了一种电动汽车的加热电路，可以在第二驱动电路导通之前，通过第一驱动电路对热敏电阻的寄生并联电容充电，可以避免冲击电流，产生的热量也用于空调系统制热；当热敏电阻两端电压高于设定阈值时，再开通第二驱动电路供电，关闭第一驱动电路，从而解决了相关技术中在功率开关器件开通瞬间，需要对寄生电容进行充电，瞬态冲击电流很高，容易造成器件的损坏的问题，提高了电路的安全性和可靠性。
具体而言，图1为本申请实施例所提供的一种电动汽车的加热电路的电路示意图。
如图1所示，该电动汽车的加热电路10包括：加热电路100、第一驱动电路200、第二驱动电路300、比较电路U1和控制电路400。
其中，加热电路100的第一端与高压母线的低压端HV-相连；
可选地，在一些实施例中，加热电路100包括：热敏电阻PTC、第二电阻R2和第三电阻R3。其中，热敏电阻PTC的一端与第一信号发生器201的第一输出端相连，热敏电阻PTC的另一端与高压母线的低压端HV-相连；第二电阻R2的一端与热敏电阻PTC的另一端相连；第三电阻R3的一端与第二电阻R2的另一端相连，第三电阻R3的另一端与热敏电阻PTC的一端相连。
第一驱动电路200的输出端与加热电路100的第二端相连，第一驱动电路200的第一输入端与高压母线的高压端HV+相连；
可选地，在一些实施例中，第一驱动电路200，包括：第一信号发生器201，第一信号发生器201的输入端与控制电路400相连，第一信号发生器201的第一输出端与加热电路100的第二端相连；第一三极管Q1，第一三极管Q1的基极与第一信号发生器201的第二输出端相连，第一三极管Q1的发射极与第一信号发生器201的第一输出端相连；第一电阻R1，第一电阻R1的一端与高压母线的高压端HV+相连，第一电阻R1的另一端与第一三极管Q1的集电极相连。
第二驱动电路300的输出与加热电路100的第二端相连，第二驱动电路300的第一输入端与高压母线的高压端HV+相连；
可选地，在一些实施例中，第二驱动电路300，包括：第二信号发生器301和第二三极管Q2(主功率开关器件)，第二信号发生器301的输入端与控制电路400相连，第二信号发生器301的第一输出端与加热电路100的第二端相连；第二三极管Q2的基极与第一信号发生器201的第二输出端相连，第二三极管Q2的集电极与高压母线的高压端HV+相连，第二三极管Q2的发射极与第二信号发生器301的第一输出端相连。
比较电路U1的第一输入端与加热电路100的第三端相连；以及
控制电路400的第一输出端与第一驱动电路200的第二输入端相连，控制电路400的第二输出端与第二驱动电路300的第二输入端相连，控制电路400的输入端与比较电路U1的输出端相连，以在第一驱动电路200导通时，根据比较电路U1的输出端信号生成第一控制信号，以使加热电路100的寄生电容充电，并在第一预设时间后，根据比较电路U1的输出端信号生成第二控制信号，为加热电路100供电。
可选地，在一些实施例中，还包括：第四电阻R4和电容C1。其中，第四电阻R4的一端与比较电路U1的第一输入端相连，第四电阻R4的另一端与第三电阻R3的一端相连；电容C1的一端与第四电阻R4的一端相连，电容C1的另一端与高压母线的低压端HV-相连。
具体而言，当空调系统接收到制热需求，控制电路400发送高电平控制信号给第一驱动电路200，第一信号发生器201输出高电平，第一三极管Q1导通，高压母线的高压端HV+的高压VIN通过第一电阻R1、第一三极管Q1为热敏电阻本体寄生并联电容充电，充电电流I1＜VIN/R1，热敏电阻两端电压逐渐上升。热敏电阻两端电压VPTC经过由第二电阻R2和第三电阻R3组成的分压器分压得到VSEN。VSEN经过第四电阻R4和电容C1组成的RC滤波电路输入到比较电路U1的反相端，即电压VS。Vref为参考电压，直接加到比较电路U1的同相端(第二输入端)。
当VS＜Vref，比较电路U1的输出端Vo为高电平，控制电路400根据比较电路U1的输出端信号生成第一控制信号，以使加热电路100的寄生电容充电，随着寄生电容电压逐步升高，经过第一预设时间(如图2中Δt1)后，Vs＞Vref，比较电路U1输出Vo为低电平，此时控制电路400检测到Vo为低电平，发送高电平控制信号给第二驱动电路300，第二驱动电路300输出高电平，第二三极管Q2导通，为加热电路100供电。
进一步地，在一些实施例中，在根据第二控制信号控制第二三极管导通，且经过第二预设时间后，控制电路400还用于：控制第一驱动电路200关闭，并在第二三极管的导通时间达到第三预设时间时，控制第二驱动电路300关闭。
具体而言，当第二三极管Q2完全导通后，因第一驱动电路200阻抗远大于功率电路阻抗，第一驱动电路200基本无电流流过，经第二预设时间(如图2中Δt2)，控制第一驱动电路200关闭，第一驱动电路200输出低电平，第一三极管Q1可以实现零电流关断，完全由第二三极管Q2对热敏电阻进行供电。第二三极管Q2导通时间达到第三预设时间(即PWM占空比)后关断，进入下一个工作周期，并重复执行上述控制动作。
可选地，在一些实施例中，还包括：熔断器F1。其中，熔断器F1的一端与高压母线的高压端HV+相连，熔断器F1的另一端与第二三极管Q2的集电极相连，用于在加热电路100出现短路时，根据控制电路400发出的控制信号，执行熔断动作。由此，实现对电动汽车的加热电路的保护，大大提高电路的安全性。
根据本申请实施例提出的电动汽车的加热电路，可以在第二驱动电路导通之前，通过第一驱动电路对热敏电阻的寄生并联电容充电，可以避免冲击电流，产生的热量也用于空调系统制热；当热敏电阻两端电压高于设定阈值时，再开通第二驱动电路供电，关闭第一驱动电路，从而解决了相关技术中在功率开关器件开通瞬间，需要对寄生电容进行充电，瞬态冲击电流很高，容易造成器件的损坏的问题，提高了电路的安全性和可靠性。
此外，如图3所示，本实施例还提供一种车辆20，该车辆20包括上述的电动汽车的加热电路10。
根据本申请实施例提出的车辆，通过上述的电动汽车的加热电路，解决了相关技术中在功率开关器件开通瞬间，需要对寄生电容进行充电，瞬态冲击电流很高，容易造成器件的损坏的问题，提高了电路的安全性和可靠性。
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”、“具体示例”、或“一些示例”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申请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N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。
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。在本申请的描述中，“N个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

Claims (4)

1.一种电动汽车的加热电路，其特征在于，包括：
加热电路，所述加热电路的第一端与高压母线的低压端相连；
第一驱动电路，所述第一驱动电路的输出端与所述加热电路的第二端相连，所述第一驱动电路的第一输入端与所述高压母线的高压端相连；
第二驱动电路，所述第二驱动电路的输出端与所述加热电路的第二端相连，所述第二驱动电路的第一输入端与所述高压母线的高压端相连；
比较电路，所述比较电路的第一输入端与所述加热电路的第三端相连；
控制电路，所述控制电路的第一输出端与所述第一驱动电路的第二输入端相连，所述控制电路的第二输出端与所述第二驱动电路的第二输入端相连，所述控制电路的输入端与所述比较电路的输出端相连，以在所述第一驱动电路导通时，根据所述比较电路的输出端信号生成第一控制信号，以使所述加热电路的寄生电容充电，并在第一预设时间后，根据所述比较电路的输出端信号生成第二控制信号，为所述加热电路供电；
所述第一驱动电路，包括：第一信号发生器，所述第一信号发生器的输入端与所述控制电路相连，所述第一信号发生器的第一输出端与所述加热电路的第二端相连；第一三极管，所述第一三极管的基极与所述第一信号发生器的第二输出端相连，所述第一三极管的发射极与所述第一信号发生器的第一输出端相连；第一电阻，所述第一电阻的一端与所述高压母线的高压端相连，所述第一电阻的另一端与所述第一三极管的集电极相连；
所述第二驱动电路，包括：第二信号发生器，所述第二信号发生器的输入端与所述控制电路相连，所述第二信号发生器的第一输出端与所述加热电路的第二端相连；第二三极管，所述第二三极管的基极与所述第一信号发生器的第二输出端相连，所述第二三极管的集电极与高压母线的高压端相连，所述第二三极管的发射极与所述第二信号发生器的第一输出端相连；
所述加热电路，包括：热敏电阻，所述热敏电阻的一端与所述第一信号发生器的第一输出端相连，所述热敏电阻的另一端与所述高压母线的低压端相连；第二电阻，所述第二电阻的一端与所述热敏电阻的另一端相连；第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第二电阻的另一端相连，所述第三电阻的另一端与所述热敏电阻的一端相连；
第四电阻，所述第四电阻的一端与所述比较电路的第一输入端相连，所述第四电阻的另一端与所述第三电阻的一端相连；
电容，所述电容的一端与所述第四电阻的一端相连，所述电容的另一端与所述高压母线的低压端相连。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，在根据所述第二控制信号控制所述第二三极管导通，且经过第二预设时间后，所述控制电路还用于：
控制所述第一驱动电路关闭，并在所述第二三极管的导通时间达到第三预设时间时，控制所述第二驱动电路关闭。
3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，还包括：
熔断器，所述熔断器的一端与高压母线的高压端相连，所述熔断器的另一端与所述第二三极管的集电极相连，用于在加热电路出现短路时，根据控制电路发出的控制信号，执行熔断动作。
4.一种车辆，其特征在于，包括：如权利要求1-3任一项所述的电动汽车的加热电路。
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