CN117183644A - Ptc加热器、控制ptc加热器的方法和执行该方法的控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在车辆空调中使用的PTC加热器，其中，该车辆空调包括安装在车辆的车顶上的顶置单元，该PTC加热器设置在该顶置单元中，其特征在于，所述PTC加热器包括多个可独立电控制的PTC模块，使得可以选择：直接同时启动所有PTC模块以开启整个PTC加热器，或者在同时启动所有PTC模块以开启整个PTC加热器之前，启动其中一个或其中一部分PTC模块的运行。此外，本发明还涉及一种用于控制该PTC加热器的方法以及运行该控制方法的控制系统。

Description

PTC加热器、控制PTC加热器的方法和执行该方法的控制系统

技术领域

本发明涉及空调技术领域，尤其涉及车顶安装式空调，更具体而言涉及一种在车顶安装式空调中使用的PTC加热器、用于控制该PTC加热器的方法和执行该方法的控制系统。

背景技术

对于例如呈厢式货车、旅宿车、商用车、房车或拖车等形式的休闲旅游车的车辆而言，通常会在其车顶上安装空调以向车辆内部提供经加热或经冷却的调节后的空气以使环境令乘员更为舒适。其中，PTC加热器以其结构简单、使用寿命长、热效率较高等优点而被应用于这样的车顶安装式空调中以向车辆内部提供经加热的空气。

然而，PTC加热器的工作会严重受到环境温度的影响，即环境温度越低，PTC加热器的电阻值也就越低。当在相对较低环境温度下启动PTC加热器时，由于低环境温度造成的低电阻值，PTC加热器的启动电流会显著升高，这可能会触发PTC加热器的保护(由于启动电流超过了设定的PTC加热器的保护电流)而无法正常开启空调加热功能，甚至可能会出现熔断车辆保险丝的情况。

在现有技术中，为了降低启动电流，其中一种方式是引入若干boost电路，然而这会显著增加电控成本；另外一种方式则是设置PTC电流保护器，当电流超过PTC电流保护器的限值时，关断PTC加热器，反复重复多次开启和关断以使得PTC自身温度升高，从而使得能够正常启动PTC加热器，然而这种重复的多次开启和关断会导致较差的使用体验。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷提出一种能够降低启动电流以避免触发保护的、结构和控制逻辑简单又更具成本效益且使用体验更佳的PTC加热器及其控制方法和控制系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

根据本发明第一方面，构造一种在车辆空调中使用的PTC加热器，其中，该车辆空调包括安装在车辆的车顶上的顶置单元，该PTC加热器设置在该顶置单元中，其中，所述PTC加热器包括多个可独立电控制的PTC模块，使得可以选择：

直接同时启动所有PTC模块以开启整个PTC加热器，或者

在同时启动所有PTC模块以开启整个PTC加热器之前，启动其中一个或其中一部分PTC模块的运行。

根据本发明第一方面的PTC加热器通过包括多个可独立电控制的PTC模块部分，使得可以根据具体情况来对于PTC加热器的启动进行选择性控制。例如在环境温度较低的情况下，不直接同时启动所有PTC模块以开启整个PTC加热器，而是先选择启动PTC加热器的其中一个或其中一部分PTC模块，然后同时启动所有PTC模块以开启整个PTC加热器。先选择启动其中一个或其中一部分PTC模块可以避免冷启动时电流过高而引起PTC加热器的保护关断且同时也能在一定程度上保证车内的制热和舒适需求，并且启动的PTC模块的自身温度也会随着运行而升高(其电阻值升高)以使得电流逐渐降低从而实现对于PTC加热器的预热，然后在同时启动所有PTC模块时可以避免触发过流保护而开启整个PTC加热器。根据本发明第一方面的PTC加热器通过划分多个可独立电控制的PTC模块部分，以简单且更具成本效益的PTC加热器结构实现了启动电流的降低以保证PTC加热器的正常开启同时又能够提供良好的使用体验。

根据本发明第一方面的一个实施方式，所述PTC加热器的模块数量取决于PTC加热器的总功率，而每个PTC模块的分功率可以是基本上相同的或不同的。

根据本发明第一方面的一个实施方式，每个PTC模块的启动运行由对应的开关单元控制。

根据本发明第一方面的一个实施方式，在车辆空调运行制热功能时，可以仅该PTC加热器单独工作或者该PTC加热器与该车辆空调中的换热器共同工作。

根据本发明第一方面的一个实施方式，多个PTC模块的组合方式包括但不限于：PTC模块以基本上呈块状的形式沿横向方向依次排布的组合方式、PTC模块以基本上呈块状的形式沿竖直方向依次排布的组合方式、PTC模块以基本上呈块状的形式沿纵向方向依次排布的组合方式、或PTC模块以基本上呈螺旋状的形式沿横向方向延伸。其中，应理解的是，横向方向可以被认为是大体上顶置单元的宽度方向(即基本上在顶置单元左右两侧之间延伸的方向)，竖直方向可以被认为是大体上顶置单元的高度方向(即基本上在顶置单元顶盖与底盘之间延伸的方向)，纵向方向可以被认为是大体上从顶置单元的前侧/后侧至后侧/前侧的方向。

根据本发明第二方面，提出一种用于控制根据本发明第一方面的PTC加热器的方法，包括：

对车内温度值Ti进行探测；

将探测的车内温度值Ti与设定的温度阈值T0进行比较；

如果确定该探测的车内温度值Ti在该设定的温度阈值T0之下时，则在同时启动所有PTC模块以开启整个PTC加热器之前，启动其中一个或其中一部分PTC模块的运行。

根据本发明第二方面的用于控制PTC加热器的方法通过判断车内温度在阈值之下，确定PTC加热器所处环境温度位于较低水平的情况下，控制不直接同时启动所有PTC模块以开启整个PTC加热器，而是先选择启动PTC加热器的其中一个或其中一部分PTC模块，然后同时启动所有PTC模块以开启整个PTC加热器。先选择启动其中一个或其中一部分PTC模块可以避免冷启动时电流过高而引起PTC加热器的保护关断且同时也能在一定程度上保证车内的制热和舒适需求，并且启动的PTC模块的自身温度也会随着运行而升高(其电阻值升高)以使得电流逐渐降低从而实现对于PTC加热器的预热，然后在同时启动所有PTC模块时可以避免触发过流保护而开启整个PTC加热器。根据本发明第二方面的PTC加热器控制方法基于温度比较确认较低环境温度条件来控制不同PTC模块的启动运行，以简单且更具成本效益的控制逻辑实现了启动电流的降低以保证PTC加热器的正常开启同时又能够提供良好的使用体验。

根据本发明第二方面的一个实施方式，所述温度阈值为具有下边界限值T1和上边界限值T2的温度范围。

根据本发明第二方面的一个实施方式，如果确定Ti在T1以下时：在具有两个PTC模块的情况下，先启动其中一个PTC模块并运行一定时间段，然后基于该PTC模块的运行电流判断是否可以启动另一PTC模块，如果为是，则可以启动另一PTC模块来同时启动所有PTC模块以开启整个PTC加热器，如果为否，则使得该PTC模块进一步运行一定时间段之后，再启动另一PTC模块来同时启动所有PTC模块以开启整个PTC加热器；在具有至少三个PTC模块的情况下，在这些PTC模块中的每一个PTC模块被依次单独启动并运行一定时间段之后，同时启动所有PTC模块以开启整个PTC加热器。

根据本发明第二方面的一个实施方式，如果确定Ti小于T2而大于T1时：在具有两个PTC模块的情况下，先启动其中一个PTC模块并运行一定时间段，然后启动另一PTC模块来同时启动所有PTC模块以开启整个PTC加热器；在具有至少三个PTC模块的情况下，先启动其中一部分PTC模块并运行一定时间段，然后基于该部分PTC模块的运行电流判断是否可以启动另一个或另外其他部分PTC模块，如果为是，则可以启动另一个或其他另外部分PTC模块，之后可以同时启动所有PTC模块以开启整个PTC加热器，如果为否，则先关闭运行的PTC模块部分的其中一子部分，然后启动另一个或另外其他部分PTC模块，之后可以同时启动所有PTC模块以开启整个PTC加热器。

根据本发明第二方面的一个实施方式，如果确定Ti在T2以上时，直接同时启动所有PTC模块以开启整个PTC加热器。

根据本发明第二方面的一个实施方式，所述温度阈值T0的温度范围在0-15度的范围内。

根据本发明第二方面的一个实施方式，所述PTC模块的运行时间在2-180秒的范围内。

根据本发明第三方面，一种用于执行根据本发明第二方面的方法的控制系统，其中，该控制系统包括控制单元、车内温度探测单元、温度比较单元、和与多个可独立电控制的PTC模块对应的多个开关单元，其中，该多个开关单元中的每一个开关单元用于控制该多个可独立电控制的PTC模块中的每一个PTC模块；其中，

该车内温度探测单元被配置为对车内温度值进行探测；

该温度比较单元被配置为将探测的车内温度值与设定的温度阈值进行比较并生成温度比较结果；

该控制单元被配置为根据生成的温度比较结果来控制相应开关单元的导通或断开以启动或关闭对应的PTC模块。

根据本发明第三方面的控制系统通过车内温度探测单元和温度比较单元得出的温度比较结果并且基于该比较结果经由控制单元控制相应的开关单元实现不同PTC模块的启动或关闭，以简单且更具成本效益的控制系统保证了PTC加热器的正常开启同时又能够提供良好的使用体验。

根据本发明第三方面的一个实施方式，所述控制系统还包括电流检测单元，该电流检测单元被配置为，当生成的温度比较结果确定该探测的车内温度值在该设定的温度阈值之下时，根据PTC模块的总数量，对于正在运行的PTC模块的运行电流进行检测并将检测的运行电流与设定的电流阈值进行比较以生成电流比较结果；

该控制单元还被配置为根据生成的电流比较结果来控制相应开关单元的导通或断开以启动或关闭对应的PTC模块。

根据本发明第三方面的一个实施方式，所述开关单元可以是继电器或开关电路。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

附图1A和1B是具有PTC加热器的车顶安装式空调的一部分的结构示意图和剖面示意图；

附图2A-2D是根据本发明第一方面的PTC加热器的第一实施方式；

附图3是根据本发明第二方面的用于控制第一实施方式的PTC加热器的方法的流程图；

附图4是根据本发明第三方面的用于执行控制第一实施方式的PTC加热器的方法的控制系统；

附图5A-5D是根据本发明第一方面的PTC加热器的第二实施方式；

附图6是根据本发明第二方面的用于控制第二实施方式的PTC加热器的方法的流程图；

附图7是根据本发明第三方面的用于执行控制第二实施方式的PTC加热器的方法的控制系统。

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。

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图对本发明进一步详细说明。

参见附图1A和1B，车顶安装式空调包括顶置单元30，该顶置单元包括底盘31，其中，该底盘包括进风口32和出风口33，PTC加热器1设置在底盘31上并位于进风口32和出风口33之间。该顶置单元30还包括风扇34，在开启制热功能时，在该风扇的作用下，车辆内部的空气从进风口进入顶置单元并穿过PTC加热器且随后从出风口排出返回至车辆内部(即风扇形成了空气通道)。而在运行制热功能时，可能存在两种不同的制热操作：其中一种为仅PTC加热器工作而顶置单元中的其他部分(例如换热器35等)并不参与该制热过程；另一种为PTC加热器与位于其后方的换热器35一起工作来共同配合参与到制热过程(热泵空调形式)。另外，由于是车辆内部的空气被引导穿过PTC加热器且在加热功能开启之前车内温度与车外温度大体上也是相近的，因此车内环境温度在一定程度上可以被认为是PTC加热器所处的环境温度。

下面参见附图2A-2D、附图3和附图4示出的第一实施方式来描述根据本发明的PTC加热器及其控制方法和控制系统。PTC模块的数量划分与PTC加热器1的总加热功率是相关联的，而在第一实施方式中，以总加热功率为1500W而由此划分为每个具有基本上约500W的三个PTC模块11、12和13和约220V的供电电压为例。在该实施方式中，整个PTC加热器正常运行电流例如大约可以在6-7A的范围内，而保护电流例如可以设定约为8A。当开启该实施方式的PTC加热器的制热功能时，控制系统20可以通过其车内温度探测单元21对车内温度值Ti进行探测，然后通过控制系统的温度比较单元22对探测的车内温度值Ti与设定的温度阈值T0(例如T0可以是具有下边界限值T1和上边界限值T2的温度范围，比如在0℃-15℃的范围内)进行比较并生成温度比较结果：

如果确定车内温度Ti在温度阈值下边界限值T1(例如0℃)以下，控制系统的控制单元23根据该温度比较结果Ti≤T1来首先控制开关单元24(例如可以是继电器或开关电路)导通以启动第一PTC模块11，在该第一PTC模块11运行一定时间段t0(例如可以选择为约60秒左右)之后，控制单元23控制该开关单元24断开以关闭该第一PTC模块11，然后控制开关单元25导通以启动第二PTC模块12，在该第二PTC模块12运行一定时间段t0之后，控制单元23控制该开关单元25断开以关闭该第一PTC模块12，接着控制开关单元26导通以启动第三PTC模块13，在该第三PTC模块13运行一定时间段t0之后，控制单元23控制开关单元24和25导通以启动第一PTC模块和第二PTC模块，从而实现所有PTC模块11-13的同时启动以开启整个PTC加热器；在这种环境温度相对而言极低(例如在0℃以下的严苛恶劣条件)的情况，总加热功率为1500W的PTC加热器的总冷启动电流可能会增加到大约10-12A、甚至可能比常规运行电流高出一倍(也就是说，如若直接启动便会导致产品保护关断而无法正常开启)，而本实施方式在启动过程中通过先分别单独启动第一PTC模块、第二PTC模块和第三PTC模块(使得电流降低以避免冷启动时电流过高而引起PTC加热器的保护关断又同时也能在一定程度上保证车内的制热和舒适需求并且每个PTC模块自身都进行了预热)，然后再同时启动所有PTC模块(由于每个模块的预热使得电流降低而不超过设定保护电流)以在温度相对而言极低的情况下保证PTC加热器的正常开启；因此，本实施方式以简单且更具成本效益的PTC结构及其控制方法和系统实现了启动电流的降低以保证PTC加热器的正常开启同时又能够提供良好的使用体验；

如果确定车内温度Ti小于温度阈值上边界限值T2(例如15℃)而大于下边界限值T1(例如0℃)时，控制系统的控制单元23根据该温度比较结果T1＜Ti＜T2来首先控制开关单元24和开关单元25导通以启动第一PTC模块11和第二PTC模块12，在第一和第二PTC模块运行一时间段t0(例如可以选择为约60秒左右)之后，控制系统的电流检测单元27对于第一和第二PTC模块的运行电流Ir进行检测并将检测的运行电流Ir与设定的电流阈值I1(例如大体上可以在4.5A至5.5A的范围选取)进行比较，如果确定Ir＜I1，则控制单元23根据该电流比较结果Ir＜I1控制开关单元26导通以启动第三PTC模块13，从而实现所有PTC模块11-13的同时启动以开启整个PTC加热器，如果确定Ir≥I1，则控制单元23根据电流比较结果Ir≥I1控制开关单元25断开以关闭第二PTC模块12而后控制开关单元26导通以启动第三PTC模块13，在该第一和第三PTC模块运行一时间段t0(例如可以选择为约60秒左右)之后，控制单元23控制开关单元25导通以再次启动第二PTC模块12，从而实现所有PTC模块11-13的同时启动以开启整个PTC加热器；在这种环境温度相对而言较低但又较为缓和(例如在0℃至15℃之间)的情况，虽然总加热功率为1500W的PTC加热器的总冷启动电流相对于前述情况会有所减小，但直接启动仍可能会导致产品保护关断而无法正常开启或存在这样的风险，而本实施方式在启动过程中，通过先启动其中一部分模块，例如第一和第二模块(使得电流降低以避免冷启动时可能引起的PTC加热器的保护关断又同时也能保证车内的制热和舒适需求并且对相应PTC模块自身进行了预热)，然后根据对于当前运行电流的判断来确定同时启动所有PTC模块(一定程度上缩短了启动过程)或关闭其中一个模块并打开第三模块而后启动所有PTC模块(由于其中至少部分模块的预热使得电流降低而不超过设定保护电流)以在温度相对而言较低的情况下保证PTC加热器的正常开启；因此，本实施方式以简单且更具成本效益的PTC结构及其控制方法和系统实现了启动电流的降低以保证PTC加热器的正常开启同时又能够提供良好的使用体验；

如果确定车内温度Ti在温度阈值上边界限值T2(例如15℃)以上，控制系统的控制单元23根据该温度比较结果Ti≥T2控制开关单元24、25和26一起导通以同时启动第一、第二和第三PTC模块来直接开启整个PTC加热器；在这种环境温度相对而言较高(例如在15℃以上)的情况，PTC加热器的电阻值较为理想，而本实施方式可以选择跳过预热过程直接启动总加热功率1500W的PTC加热器。

附图2A-2D具体示出了根据本发明第一实施方式的三个PTC模块的可选排布/组合方式。例如，如附图2A所示，第一PTC模块11、第二PTC模块12和第三PTC模块13可以以基本上呈块状的形式沿横向方向W依次排布；如附图2B所示，第一PTC模块11、第二PTC模块12和第三PTC模块13可以以基本上呈块状的形式沿竖直方向H依次排布；如附图2C所示，第一PTC模块11、第二PTC模块12和第三PTC模块13可以以基本上呈块状的形式沿纵向方向L依次排布；或者，如附图2D所示，第一PTC模块11、第二PTC模块12和第三PTC模块13可以以基本上呈螺旋状的形式沿横向方向W延伸。其中，如附图2C所示的结构，各个PTC模块相对于彼此前后排布，由此各个模块之间的接触面积是相对大/增加的，当根据温度比较结果选择先启动其中一个或两个PTC模块时，除了由于运行使其自身温度升高并由此减小运行电流之外，运行的PTC模块部分所产生的热量(由于彼此接触面积的增加)还可以给未运行的PTC模块部分进行额外的预热(即热交换)，从而在启动该之前未运行的PTC模块部分时电流会下降甚至可能接近于常规运行值，使得在一定程度上减少了启动过程所需的时间使其更为高效。如附图2D所示的结构，各个PTC模块基本上呈螺旋状，使得各个PTC模块之间由于各自的螺旋延伸在宽度方向W上存在多个接触区域，由此增加了PTC模块11-13之间的接触面积以能够在相互之间起到热交换的作用，使得在一定程度上减少了启动过程所需的时间使其更为高效。

下面参见附图5A-5D、附图6和附图7示出的第二实施方式来描述根据本发明的PTC加热器及其控制方法和控制系统。PTC模块的数量划分与PTC加热器1的总加热功率是相关联的，而在第二实施方式中，以总加热功率为1000W而由此以不同分功率划分为其中一个具有约700W而另一个具有约300W和约220V的供电电压为例。在该实施方式中，整个PTC加热器正常运行电流例如大约可以为5A，而保护电流例如可以在约6-7A的范围。当开启该实施方式的PTC加热器的制热功能时，控制系统20可以通过其车内温度探测单元21对车内温度值Ti进行探测，然后通过控制系统的温度比较单元22对探测的车内温度值Ti与设定的温度阈值T0(例如T0可以是具有下边界限值T1和上边界限值T2的温度范围，比如在0℃-15℃的范围内)进行比较并生成温度比较结果：

如果确定车内温度Ti在温度阈值下边界限值T1(例如0℃)以下，控制系统的控制单元23根据该温度比较结果Ti≤T1来首先控制开关单元28(例如可以是继电器或开关电路)导通以启动具有约700W加热功率的主PTC模块14(例如可以是第一PTC模块)，在该主PTC模块运行一时间段t0(例如可以选择为约60秒左右)之后，控制系统的电流检测单元27对于该主PTC模块的运行电流Ir进行检测并将检测的运行电流Ir与设定的电流阈值I1(例如大体上可以约为4A)进行比较，如果确定Ir＜I1，则控制单元23根据该电流比较结果Ir＜I1控制开关单元29导通以启动副PTC模块15(例如可以是第二PTC模块)，从而实现所有PTC模块14和15的同时启动以开启整个PTC加热器，如果确定Ir≥I1，则控制单元23根据电流比较结果Ir≥I1控制开关单元28延长导通时间以使得主PTC模块进一步运行一定时间段t1(例如可以在60-120秒的范围内)，然后控制单元23控制开关单元29导通以启动副PTC模块以开启整个PTC加热器；在这种环境温度相对而言极低(例如在0℃以下)的情况，总加热功率为1000W的PTC加热器的总冷启动电流可能会增加到大约8-10A(也就是说，如若直接启动便会导致产品保护关断而无法正常开启)，而本实施方式在启动过程中通过先启动主PTC模块(使得电流降低以避免冷启动时电流过高而引起PTC加热器的保护关断又同时也能在一定程度上保证车内的制热和舒适需求)，并且在根据运行电流确定该主PTC加热器已充分预热后，再启动副PTC模块以开启所有PTC模块(由于主模块的充分预热使得电流降低而不超过设定保护电流)以在温度相对而言较低的情况下保证PTC加热器的正常开启；因此，本实施方式以简单且更具成本效益的PTC结构及其控制方法和系统实现了启动电流的降低以保证PTC加热器的正常开启同时又能够提供良好的使用体验；

如果确定车内温度Ti小于温度阈值上边界限值T2(例如15℃)而大于下边界限值T1(例如0℃)时，控制系统的控制单元23根据该温度比较结果T1＜Ti＜T2来首先控制开关单元28导通以启动具有约700W加热功率的主PTC模块14(例如可以是第一PTC模块)，在该主PTC模块运行一时间段t0(例如可以选择为约60秒左右)之后，控制单元23控制开关单元29导通以启动副PTC模块15来开启整个PTC加热器；在这种环境温度相对而言较低但又较为缓和(例如在0℃至15℃之间)的情况，虽然总加热功率为1000W的PTC加热器的总冷启动电流相对于前述情况会有所减小，但直接启动仍可能会导致产品保护关断而无法正常开启或存在这样的风险，而本实施方式在启动过程中，通过先启动约700W的主PTC模块(使得电流降低以避免冷启动时可能引起的PTC加热器的保护关断又同时也能保证车内的制热和舒适需求并且对相应PTC模块自身进行了预热)，然后再启动副PTC模块以同时启动所有PTC模块(一定程度上缩短了启动过程)，以在温度相对而言较低的情况下保证PTC加热器的正常开启；因此，本实施方式以简单且更具成本效益的PTC结构及其控制方法和系统实现了启动电流的降低以保证PTC加热器的正常开启同时又能够提供良好的使用体验；

如果确定车内温度Ti在温度阈值上边界限值T2(例如15℃)以上，控制系统的控制单元23根据该温度比较结果Ti≥T2控制开关单元28和29一起导通以同时启动主和副PTC模块来直接开启整个PTC加热器；在这种环境温度相对而言较高(例如在15℃以上)的情况，PTC加热器的电阻值较为理想，而本实施方式可以选择跳过预热过程直接启动总加热功率1000W的PTC加热器。

在本发明的上述第二实施方式中，主功率和副功率7：3的比例划分既保证了在严苛恶劣的低温环境下主PTC模块仍能启动运行又保证了启动时制热量损失较小，提升启动效率。而应理解的是，在具有两个模块的实施方式中，也可以采用与第一实施方式相类似的划分方式(即各500W分功率)。

附图5A-5D具体示出了根据本发明第二实施方式的两个PTC模块的可选排布/组合方式。其中，附图5A-5D中示出的各PTC模块之间的具体排布方式与附图2A-2D所示的排布方式大体相同，在此不再赘述。而也应理解的是，附图5C和5D所示的结构同样增加了PTC模块14和15之间的接触面积以能够在相互之间起到热交换的作用，使得在一定程度上减少了启动过程所需的时间使其更为高效。

根据本发明的PTC加热器及其控制方法和系统通过分段/分模块启动控制和预热控制实现了降低启动电流的目的(在整个启动过程中，分模块启动控制使得冷启动电流降低并且预热控制之后使得所有模块同时启动时的启动电流降低)，从而使得PTC加热器在不保护的前提下能够高效启动。本发明中的分段/分模块启动控制和预热控制甚至于与直接低温冷启动整个PTC加热器相比能够将启动电流减少至一半。

虽然以上述具有三个模块和两个模块的实施方式对于本发明进行了描述，但应理解的是，本发明还可以使用四个甚至更多个模块部分，而相应的控制方法和系统与使用三个模块的相类似，例如依次单独启动每一个模块或者交替启动其中一部分模块等，并且也可以采用大体上具有彼此相同的分功率或不同的分功率。

此外，还应理解的是，上述关于功率、电流、温度、时间和供电电压等参数仅仅是示例性的，其旨在对于本发明进行说明性描述。而这些参数还可以根据不同的实际情况而选择不同的数值范围。例如，在不同使用环境下，供电电压可能是110V，而其他参数则可以根据实际供电电压进行相应调整。另外，如果在探测到环境温度较高(例如较为接近上边界限值)和/或PTC模块之间具有增加的热交换面积时，也可以选择相应减小分模块运行时间/预热时间，例如可以选择为约30秒，甚至可以选择为约2秒。

在发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”和“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性和/或顺序。例如，可以先选择启动第二或/和第三PTC模块，或者主PTC模块可以被标为第二PTC模块等。

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组合、变化、修改、替换和变型。

Claims (15)

1.一种在车辆空调中使用的PTC加热器，其中，该车辆空调包括安装在车辆的车顶上的顶置单元，该PTC加热器设置在该顶置单元中，其特征在于，所述PTC加热器包括多个可独立电控制的PTC模块，使得可以选择：

直接同时启动所有PTC模块以开启整个PTC加热器，或者

在同时启动所有PTC模块以开启整个PTC加热器之前，启动其中一个或其中一部分PTC模块的运行。

2.根据权利要求1所述的PTC加热器，其特征在于，所述PTC加热器的模块数量取决于PTC加热器的总功率，而每个PTC模块的分功率可以是基本上相同的或不同的。

3.根据权利要求1或2所述的PTC加热器，其特征在于，每个PTC模块的启动运行由对应的开关单元控制。

4.根据权利要求1或2所述的PTC加热器，其特征在于，多个PTC模块的组合方式包括：PTC模块以基本上呈块状的形式沿横向方向依次排布的组合方式、PTC模块以基本上呈块状的形式沿竖直方向依次排布的组合方式、PTC模块以基本上呈块状的形式沿纵向方向依次排布的组合方式、或PTC模块以基本上呈螺旋状的形式沿横向方向延伸。

5.根据权利要求1或2所述的PTC加热器，其特征在于，在车辆空调运行制热功能时，可以仅该PTC加热器单独工作或者该PTC加热器与该车辆空调中的换热器共同工作。

6.一种用于控制权利要求1至5中任一项所述的PTC加热器的方法，包括：

对车内温度值Ti进行探测；

将探测的车内温度值Ti与设定的温度阈值T0进行比较；

如果确定该探测的车内温度值Ti在该设定的温度阈值T0之下时，则在同时启动所有PTC模块以开启整个PTC加热器之前，启动其中一个或其中一部分PTC模块的运行。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述温度阈值为具有下边界限值T1和上边界限值T2的温度范围。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，如果确定Ti在T1以下时：

在具有两个PTC模块的情况下，先启动其中一个PTC模块并运行一定时间段，然后基于该PTC模块的运行电流判断是否可以启动另一PTC模块，如果为是，则可以启动另一PTC模块来同时启动所有PTC模块以开启整个PTC加热器，如果为否，则使得该PTC模块进一步运行一定时间段之后，再启动另一PTC模块来同时启动所有PTC模块以开启整个PTC加热器；

在具有至少三个PTC模块的情况下，在这些PTC模块中的每一个PTC模块被依次单独启动并运行一定时间段之后，同时启动所有PTC模块以开启整个PTC加热器。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，如果确定Ti小于T2而大于T1时：

在具有两个PTC模块的情况下，先启动其中一个PTC模块并运行一定时间段，然后启动另一PTC模块来同时启动所有PTC模块以开启整个PTC加热器；

在具有至少三个PTC模块的情况下，先启动其中一部分PTC模块并运行一定时间段，然后基于该部分PTC模块的运行电流判断是否可以启动另一个或另外其他部分PTC模块，如果为是，则可以启动另一个或其他另外部分PTC模块，之后可以同时启动所有PTC模块以开启整个PTC加热器，如果为否，则先关闭运行的PTC模块部分的其中一子部分，然后启动另一个或另外其他部分PTC模块，之后可以同时启动所有PTC模块以开启整个PTC加热器。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，如果确定Ti在T2以上时，直接同时启动所有PTC模块以开启整个PTC加热器。

11.根据前述权利要求6-10中任一项所述的方法，其特征在于，所述温度阈值的温度范围在0-15度的范围内。

12.根据前述权利要求6-10中任一项所述的方法，其特征在于，所述PTC模块的运行时间在2-180秒的范围内。

13.一种用于执行根据权利要求6-12中任一项所述的方法的控制系统，其特征在于，该控制系统包括控制单元、车内温度探测单元、温度比较单元、和与多个可独立电控制的PTC模块对应的多个开关单元，其中，该多个开关单元中的每一个开关单元用于控制该多个可独立电控制的PTC模块中的每一个PTC模块；其中，

该车内温度探测单元被配置为对车内温度值进行探测；

该温度比较单元被配置为将探测的车内温度值与设定的温度阈值进行比较并生成温度比较结果；

该控制单元被配置为根据生成的温度比较结果来控制相应开关单元的导通或断开以启动或关闭对应的PTC模块。

14.根据权利要求13所述的控制装置，其特征在于，所述控制系统还包括电流检测单元，该电流检测单元被配置为，当生成的温度比较结果确定该探测的车内温度值在该设定的温度阈值之下时，根据PTC模块的总数量，对于正在运行的PTC模块的运行电流进行检测并将检测的运行电流与设定的电流阈值进行比较以生成电流比较结果；

该控制单元还被配置为根据生成的电流比较结果来控制相应开关单元的导通或断开以启动或关闭对应的PTC模块。

15.根据权利要求13或14所述的控制装置，其特征在于，所述开关单元可以是继电器或开关电路。