CN202574142U - 高压电热式除霜器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种纯电动车辆用高压电热式除霜器，包括发热体、风机、直流接触器、温控开关和直流高压电路及直流低压电路，所述发热体采用纳米碳素发热材料，发热体两端电极与直流接触器的两组主触点一端相连，直流接触器两组主触点另一端连接于500V～750V直流高压电路；24V低压电路包括控制高压电路导通、风机启闭和温度过热报警的三条并联回路。本实用新型因采用纳米碳素发热体，具有多重连锁安全防护，从而比传统电热式除霜器出风口温度更高、更节能，也更安全。

Description

高压电热式除霜器

(一)技术领域：

本实用新型涉及车辆用除霜器，具体是一种纯电动汽车用高压电热式除霜器。

(二)背景技术：

目前，我国纯电动汽车(主要是纯电动客车)采用传统车辆使用的电热式除霜器，其内部发热材料为PTC或电热合金丝。PTC材料为正的温度系数，居里温度的存在使其在高温及一定面积下的发热量受限；电热合金丝材料的热转换效率低。特别是传统电热式除霜器使用低压电源，单位体积发热量更低。

(三)实用新型内容：

针对传统电热式除霜器的不足之处，本实用新型的目的是提出一种提高制热效率且节约电能的高压电热式除霜器。

能够实现上述目的的高压电热式除霜器，包括发热体、风机、电器元件及相关电路，所不同的是所述发热体采用纳米碳素发热材料，所述电器元件包括直流接触器和温控开关，所述电路为直流高压电路和直流低压电路，发热体两端电极与直流接触器的两组主触点一端相连，两组主触点另一端连接于所述直流高压电路；所述低压电路至少包括控制高压电路导通和风机启闭的两条并联回路，高压电路导通回路中串联直流接触器内的吸引线圈和常闭接触器温控开关，风机启闭回路中串联风机和常开风机温控开关，所述常开风机温控开关的感应温度小于常闭接触器温控开关。

本实用新型工作原理：接通高压电路导通回路的开关，直流接触器将发热体两端的直流高压电路接通，发热体发热。当温度达到常开风机温控开关的感应温度时，风机自动启动，将热风从出风口送出给玻璃除霜；随后发热体继续升温达到热平衡。如果温度达到常闭接触器温控开关感应的高温时，直流接触器将断开发热体高压回路，发热体断电得以保护。

如果常闭接触器温控开关或直流接触器出现故障而使发热体未断电，还有必要在所述的低压电路中设置温度过热报警的第三条并联回路，温度过热报警回路中串联报警蜂鸣器和常开报警温控开关，所述常开报警温控开关感应的温度大于常闭接触器温控开关感应的温度，当温度达到超高温时，报警蜂鸣器响起进行告警，此时可人工切断直流高压回路的开关或整车电路，排除故障。

所述常开风机温控开关感应温度设定为45℃，所述常闭接触器温控开关的感应温度设定为85℃，所述常开报警温控开关的感应温度设定为100℃。

所述发热体的电热转换效率≥99％。

所述发热体为间隔叠加的板体，每块发热板的功率范围为500W～1000W。

所述直流高压电路的电压为500V～750V。

所述直流低压电路的电压为24V的安全电压。

本实用新型的优点：

1、本实用新型高压电热式除霜器采用的发热体为纳米碳素发热材料，电热转换效率比PTC及电热合金丝等材料高很多，达到了99％以上；纳米碳素发热体使用的电压范围宽，为3V～850V，最高温度能达到300℃，使用寿命50000小时以上。

2、所述纳米碳素发热体工作电压设定为500V～750V，高电压能增加单位体积发热量和温度，同时减小电流，减小电线线径。

3、本实用新型高压电热式除霜器的直流高、低压电路中采用多道连锁安全设置，安全性能得到确保。

4、本实用新型除霜器采用人性化设计，除霜器内部温度低于45℃将不会启动风机，避免将冷风吹出造成人体的不适。

(四)附图说明：

图1是实施本实用新型而采用的电气控制原理图。

图号标识：1、发热体；2、风机；3、直流接触器；4、常闭接触器温控开关；5、常开风机温控开关；6、报警蜂鸣器；7、常开报警温控开关；8、翘板开关；9、20A低压熔断器；10、小型汽车继电器；11、20A高压熔断器。

(五)具体实施方式：

以在GL6120BEV纯电动公交客车上的运用、并结合附图来说明本实用新型的技术方案。

本实用新型高压电热式除霜器由纳米碳素发热体1(工作电压500V～750V、电热转换效率≥99％)、风机2(功率为130W的轴流风机)、直流接触器3(电磁式)、常闭接触器温控开关4、常开风机温控开关5、报警蜂鸣器6、常开报警温控开关7、翘板开关8、20A高压熔断器11和20A低压熔断器9等电器元件构成，发热体1、风机2及各电器元件连接在车辆的550V直流高压电路和24V直流低压电路中。

所述纳米碳素发热体1采用板体结构，每块发热板的功率范围在500W～1000W之间，各发热板上、下间隔叠加组装，发热体1的两端电极与所述直流接触器3的两组主触点一端相连，两组主触点的另一端连接于所述直流高压电路中，直流高压电路中还串联有一个20A高压熔断器11，如图1所示。

所述直流低压电路由三条并联回路构成，分别为高压电路导通回路、风机启闭回路和温度过热报警回路，直流低压电路总线路上串联20A低压熔断器9和翘板开关8，如图1所示。

所述高压电路导通回路中串联直流接触器3内的吸引线圈和常闭接触器温控开关4，常闭接触器温控开关4感应的温度设定为85℃。

所述风机启闭回路中串联风机2、小型汽车继电器10(低压)和常开风机温控开关5，常开风机温控开关5感应的温度设定为45℃。

所述温度过热报警回路串联报警蜂鸣器6和常开报警温控开关7，常开报警温控开关7感应的温度设定为100℃。

所述发热体1、风机2、小型汽车继电器10和三个温控开关组装成为一个整体(即高压电热式除霜器的主体)安装于仪表台内部，主体的多个出风口通过波纹管风道与仪表台除霜出风口相连；翘板开关8安装于仪表台司机操作区；直流接触器3安装于车辆后部高压控制柜内。

如图1所示，接通(除霜)翘板开关8，24V直流电从正极，依次经过20A低压熔断器9、直流接触器3的吸引线圈、常闭接触器温控开关4到达负极，直流接触器3的两组主触点同时闭合，发热体1两端的550V直流高压电正、负极同时接通，发热体1开始发热，此时风机2不工作。

当温度达到45℃，常开风机温控开关5闭合，24V直流电从正极，依次经过20A低压熔断器9、常开风机温控开关5、小型汽车继电器10的吸引线圈到达负极，小型汽车继电器10继电器常开触点闭合，风机2的正极接通开始工作，将热风通过风道吹到前挡玻璃上除霜。此时，冷风将发热体的热量带走，在55℃～70℃间形成热平衡，此为除霜器正常工作状态。

如果进气温度很高，或者风道阻塞等原因造成发热体持续升温，达到85℃时，常闭接触器温控开关4断开，直流接触器3的吸引线圈断电，直流接触器3的两组主触点同时断开，发热体1两端的直流高压电断路，发热体1不再产生热量而得到保护。

如果常闭接触器温控开关4失效或直流接触器3触点粘连等故障，温度超过85℃发热体1仍未断电，则当温度达到100℃时，常开报警温控开关7接通，24V直流电从正极，依次经过20A低压熔断器9、报警蜂鸣器6、常开报警温控开关7到达负极，报警蜂鸣器6响起进行告警，此时可手动切断除霜翘板开关8或整车电源。

排除故障后才能重启除霜系统。

本实用新型在GL6120BEV纯电动公交客车上的运用效果良好，经测算：

1、因电热转换效率高，本实用新型比电热合金丝等材料的除霜器节能30％以上。

2、因发热体1最高温度能达到300℃，比PTC等材料的除霜器的出风口温度高10℃以上，除霜效果更好。

3、安全性高。经过1年多的测试，没出现任何安全事故。

Claims (7)

1.高压电热式除霜器，包括发热体(1)、风机(2)、电器元件及电路，其特征在于：所述发热体(1)采用纳米碳素发热材料，所述电器元件包括直流接触器(3)和温控开关，所述电路为直流高压电路和直流低压电路，发热体(1)两端电极与直流接触器(3)的两组主触点一端相连，所述两组主触点的另一端连接于所述高压电路；所述低压电路至少包括控制高压电路导通和风机(2)启闭的两条并联回路，高压电路导通回路中串联直流接触器(3)内的吸引线圈和常闭接触器温控开关(4)，风机启闭回路中串联风机(2)和常开风机温控开关(5)；所述常开风机温控开关(5)的感应温度小于常闭接触器温控开关(4)。

2.根据权利要求1所述的高压电热式除霜器，其特征在于：所述低压电路还包括温度过热报警的第三条并联回路，温度过热报警回路中串联报警蜂鸣器(6)和常开报警温控开关(7)，所述常开报警温控开关(7)感应的温度大于常闭接触器温控开关(4)感应的温度。

3.根据权利要求2所述的高压电热式除霜器，其特征在于：所述常开风机温控开关(5)的感应温度为45℃，所述常闭接触器温控开关(4)的感应温度为85℃，所述常开报警温控开关(7)的感应温度为100℃。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的高压电热式除霜器，其特征在于：所述发热体(1)的电热转换效率≥99％。

5.根据权利要求4所述的高压电热式除霜器，其特征在于：所述发热体(1)为间隔叠加的板体，每块发热板的功率范围为500W～1000W。

6.根据权利要求1～3中任意一项所述的高压电热式除霜器，其特征在于：所述直流高压电路的电压为500V～750V。

7.根据权利要求1～3中任意一项所述的高压电热式除霜器，其特征在于：所述直流低压电路的电压为24V。

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