本發(fā)明涉及電動汽車技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于電動汽車的PTC電加熱器的控制方法、一種用于電動汽車的PTC電加熱器的控制系統(tǒng)以及一種電動汽車。

背景技術(shù)：

相關(guān)技術(shù)中，常見的PTC電加熱器產(chǎn)品多采用兩種控制驅(qū)動方式。其中一種為開關(guān)控制，功率開關(guān)管或繼電器長時間保持閉合或斷開，通過多個功率開關(guān)管或繼電器組合來實現(xiàn)功率分級，如圖1所示。但是這種控制方式，雖然開關(guān)損耗小，但功率級別分配不夠精細(xì)，并且系統(tǒng)成本高。另外一種為PWM(Pulse Width Modulation，脈寬調(diào)制)控制，如圖2所示，通過控制功率開關(guān)管(例如IGBT)的開關(guān)頻率來實現(xiàn)對電流的控制，以調(diào)節(jié)PTC電加熱器的發(fā)熱功率，其中，功率開關(guān)管的開關(guān)控制頻率一般在100～2k Hz左右，開關(guān)頻率較高，因此對外電磁干擾嚴(yán)重，并且開關(guān)損耗較大，功率開關(guān)管需要充分的散熱設(shè)計。

并且，由于PTC電加熱器由半導(dǎo)體陶瓷材料構(gòu)成，其電阻特性隨溫度變化而變化。當(dāng)溫度達(dá)到居里溫度點后，電阻將急劇增大，故溫度不會一直升高，起到保護(hù)作用。但這種特性導(dǎo)致PTC電加熱器輸出的熱量不穩(wěn)定。在散熱條件不同、環(huán)境溫度不同的條件下，相同的PTC材料通電后輸出的熱量并不相同，從而會出現(xiàn)無法調(diào)節(jié)到舒適的目標(biāo)功率(制熱量)的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的第一個目的在于提出一種用于電動汽車的PTC電加熱器的控制方法，采用電流積分算法來對功率開關(guān)管進(jìn)行控制，從而使得PTC電加熱器在每個開關(guān)周期內(nèi)的發(fā)熱量與目標(biāo)功率對應(yīng)的發(fā)熱量保持一致，實現(xiàn)整體輸出熱量均等，大大提高了舒適性，并且還可以降低電磁干擾和開關(guān)損耗，對PTC電加熱器的發(fā)熱功率控制更為準(zhǔn)確。

本發(fā)明的第二個目的在于提出一種用于電動汽車的PTC電加熱器的控制系統(tǒng)。本發(fā)明的第三個目的在于提出一種電動汽車。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明第一方面實施例提出了一種用于電動汽車的PTC電加熱器的控制方法，其中，所述PTC電加熱器的發(fā)熱功率由功率開關(guān)管控制，所述方法包括以下步驟：檢測所述PTC電加熱器的工作電流；對所述工作電流進(jìn)行采樣以獲得電流采樣值，并對每個采樣周期的所述電流采樣值進(jìn)行積分計算以獲得所述PTC電加熱器的計算功率；在所述功率開關(guān)管的每個開關(guān)周期內(nèi)，判斷所述計算功率是否達(dá)到所述PTC電加熱器的目標(biāo)功率；如果所述計算功率達(dá)到所述PTC電加熱器的目標(biāo)功率，則通過控制所述功率開關(guān)管以控制所述PTC電加熱器停止加熱，以使所述PTC電加熱器在每個開關(guān)周期內(nèi)的發(fā)熱量與所述目標(biāo)功率對應(yīng)的發(fā)熱量保持一致。

根據(jù)本發(fā)明實施例的用于電動汽車的PTC電加熱器的控制方法，首先檢測PTC電加熱器的工作電流，并對工作電流進(jìn)行采樣以獲得電流采樣值，然后對每個采樣周期的電流采樣值進(jìn)行積分計算以獲得PTC電加熱器的計算功率，最后在功率開關(guān)管的每個開關(guān)周期內(nèi)判斷計算功率達(dá)到PTC電加熱器的目標(biāo)功率時通過控制功率開關(guān)管以控制PTC電加熱器停止加熱，從而采用電流積分算法來對功率開關(guān)管進(jìn)行控制，使得PTC電加熱器在每個開關(guān)周期內(nèi)的發(fā)熱量與目標(biāo)功率對應(yīng)的發(fā)熱量保持一致，實現(xiàn)整體輸出熱量均等，大大提高了舒適性，并且還可以降低電磁干擾和開關(guān)損耗，對PTC電加熱器的發(fā)熱功率控制更為準(zhǔn)確。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，對每個采樣周期的所述電流采樣值進(jìn)行積分計算以獲得所述PTC電加熱器的計算功率，包括：對每個采樣周期的所述電流采樣值進(jìn)行積分計算以獲得多個積分值，并將所述多個積分值累加以獲得第一計算值；根據(jù)所述第一計算值和所述PTC電加熱器的額定工作電壓計算所述PTC電加熱器的發(fā)熱量，并根據(jù)所述PTC電加熱器的發(fā)熱量和進(jìn)行積分計算的累計時間計算所述PTC電加熱器的計算功率。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述功率開關(guān)管的開關(guān)周期大于所述采樣周期。

具體地，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述功率開關(guān)管的開關(guān)周期為10-30秒。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述的用于電動汽車的PTC電加熱器的控制方法，還包括：獲取當(dāng)前車內(nèi)冷熱程度等級參數(shù)、當(dāng)前風(fēng)速等級參數(shù)和當(dāng)前室外環(huán)境溫度；根據(jù)所述當(dāng)前車內(nèi)冷熱程度等級參數(shù)和當(dāng)前風(fēng)速等級參數(shù)獲取出風(fēng)溫度，并根據(jù)所述當(dāng)前室外環(huán)境溫度對所述出風(fēng)溫度進(jìn)行補償；根據(jù)補償后的出風(fēng)溫度對所述功率開關(guān)管進(jìn)行控制以調(diào)節(jié)所述PTC電加熱器的發(fā)熱量。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明第二方面實施例提出的一種用于電動汽車的PTC電加熱器的控制系統(tǒng)，包括：功率開關(guān)管，用于控制所述PTC電加熱器的發(fā)熱功率；電流檢測單元，用于檢測所述PTC電加熱器的工作電流；電流采樣單元，用于對所述工作電流進(jìn)行采樣以獲得電流采樣值；計算單元，用于對每個采樣周期的所述電流采樣值進(jìn)行積分計算以獲得所述PTC電加熱器的計算功率；判斷單元，用于在所述功率開關(guān)管的每個開關(guān)周期內(nèi)判斷所述計算功率是否達(dá)到所述PTC電加熱器的目標(biāo)功率；第一控制單元，用于在所述計算功率達(dá)到所述PTC電加熱器的目標(biāo)功率時通過控制所述功率開關(guān)管以控制所述PTC電加熱器停止加熱，以使所述PTC電加熱器在每個開關(guān)周期內(nèi)的發(fā)熱量與所述目標(biāo)功率對應(yīng)的發(fā)熱量保持一致。

根據(jù)本發(fā)明實施例的用于電動汽車的PTC電加熱器的控制系統(tǒng)，通過電流檢測單元檢測PTC電加熱器的工作電流，并通過電流采樣單元對工作電流進(jìn)行采樣以獲得電流采樣值，接著計算單元對每個采樣周期的電流采樣值進(jìn)行積分計算以獲得PTC電加熱器的計算功率，第一控制單元在功率開關(guān)管的每個開關(guān)周期內(nèi)計算功率達(dá)到PTC電加熱器的目標(biāo)功率時通過控制功率開關(guān)管以控制PTC電加熱器停止加熱，從而本發(fā)明采用電流積分算法來對功率開關(guān)管進(jìn)行控制，使得PTC電加熱器在每個開關(guān)周期內(nèi)的發(fā)熱量與目標(biāo)功率對應(yīng)的發(fā)熱量保持一致，實現(xiàn)整體輸出熱量均等，大大提高了舒適性，并且還可以降低電磁干擾和開關(guān)損耗，對PTC電加熱器的發(fā)熱功率控制更為準(zhǔn)確。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述計算單元進(jìn)一步用于，對每個采樣周期的所述電流采樣值進(jìn)行積分計算以獲得多個積分值，并將所述多個積分值累加以獲得第一計算值，以及根據(jù)所述第一計算值和所述PTC電加熱器的額定工作電壓計算所述PTC電加熱器的發(fā)熱量，并根據(jù)所述PTC電加熱器的發(fā)熱量和進(jìn)行積分計算的累計時間計算所述PTC電加熱器的計算功率。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述功率開關(guān)管的開關(guān)周期大于所述采樣周期。

具體地，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述功率開關(guān)管的開關(guān)周期為10-30秒。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述的用于電動汽車的PTC電加熱器的控制系統(tǒng)，還包括：獲取單元，用于獲取當(dāng)前車內(nèi)冷熱程度等級參數(shù)、當(dāng)前風(fēng)速等級參數(shù)和當(dāng)前室外環(huán)境溫度；第二控制單元，用于根據(jù)所述當(dāng)前車內(nèi)冷熱程度等級參數(shù)和當(dāng)前風(fēng)速等級參數(shù)獲取出風(fēng)溫度，并根據(jù)所述當(dāng)前室外環(huán)境溫度對所述出風(fēng)溫度進(jìn)行補償，以使所述第一控制單元根據(jù)補償后的出風(fēng)溫度對所述功率開關(guān)管進(jìn)行控制以調(diào)節(jié)所述PTC電加熱器的發(fā)熱量。

此外，本發(fā)明的實施例還提出了一種電動汽車，其包括上述的用于電動汽車的PTC電加熱器的控制系統(tǒng)。

本發(fā)明實施例的電動汽車，通過上述的PTC電加熱器的控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對PTC電加熱器的發(fā)熱功率進(jìn)行更為準(zhǔn)確地控制，使得PTC電加熱器在每個開關(guān)周期內(nèi)的發(fā)熱量與目標(biāo)功率對應(yīng)的發(fā)熱量保持一致，實現(xiàn)整體輸出熱量均等，大大提高了舒適性，并且還可以降低電磁干擾和開關(guān)損耗。

附圖說明

圖1為相關(guān)技術(shù)中采用多個功率開關(guān)管組合來實現(xiàn)PTC電加熱器功率分級的示意圖；

圖2為相關(guān)技術(shù)中采用PWM控制來實現(xiàn)PTC電加熱器功率分級的示意圖；

圖3為根據(jù)本發(fā)明實施例的用于電動汽車的PTC電加熱器的控制方法的流程圖；

圖4為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的通過電流示波器觀測到的PTC電加熱器的工作電流曲線示意圖；

圖5為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的基于PTC電加熱器的工作電流曲線進(jìn)行積分計算得到計算功率的示意圖；

圖6為根據(jù)本發(fā)明實施例的用于電動汽車的PTC電加熱器的控制系統(tǒng)的方框示意圖；

圖7為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于電動汽車的PTC電加熱器的控制系統(tǒng)的方框示意圖。

具體實施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

下面參考附圖來描述根據(jù)本發(fā)明實施例提出的用于電動汽車的PTC電加熱器的控制方法、用于電動汽車的PTC電加熱器的控制系統(tǒng)以及電動汽車。

圖3為根據(jù)本發(fā)明實施例的用于電動汽車的PTC電加熱器的控制方法的流程圖。其中，PTC電加熱器的發(fā)熱功率由功率開關(guān)管控制，如圖3所示，該用于電動汽車的PTC電加熱器的控制方法包括以下步驟：

S1，檢測PTC電加熱器的工作電流，例如可通過電流互感器、檢流電阻等方式來對電加熱器的工作電流進(jìn)行檢測。

S2，對工作電流進(jìn)行采樣以獲得電流采樣值，并對每個采樣周期的電流采樣值進(jìn)行積分計算以獲得PTC電加熱器的計算功率。

其中，可對工作電流進(jìn)行AD采樣來獲得電流采樣值。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，對每個采樣周期的所述電流采樣值進(jìn)行積分計算以獲得所述PTC電加熱器的計算功率，包括：對每個采樣周期的所述電流采樣值進(jìn)行積分計算以獲得多個積分值，并將所述多個積分值累加以獲得第一計算值；根據(jù)所述第一計算值和所述PTC電加熱器的額定工作電壓計算所述PTC電加熱器的發(fā)熱量，并根據(jù)所述PTC電加熱器的發(fā)熱量和進(jìn)行積分計算的累計時間計算所述PTC電加熱器的計算功率。

具體而言，在本發(fā)明的一個示例中，結(jié)合圖4和圖5所示，可通過電流示波器來觀測PTC電加熱器的工作電流采集情況，例如針對1.2KW的PTC電加熱器而言，在該PTC電加熱器工作時，如果散熱風(fēng)變化或環(huán)境溫度變化，電流示波器觀測到電流曲線也會隨之變化。

S3，在功率開關(guān)管的每個開關(guān)周期內(nèi)，判斷計算功率是否達(dá)到PTC電加熱器的目標(biāo)功率。

S4，如果計算功率達(dá)到PTC電加熱器的目標(biāo)功率，則通過控制功率開關(guān)管以控制PTC電加熱器停止加熱，以使PTC電加熱器在每個開關(guān)周期內(nèi)的發(fā)熱量與目標(biāo)功率對應(yīng)的發(fā)熱量保持一致。

具體地，假設(shè)PTC電加熱器設(shè)定的目標(biāo)功率為400W，那么對于1.2KW的PTC電加熱器而言，其并不需要一直保持加熱工作，例如在功率開關(guān)管的30秒開關(guān)周期內(nèi)僅需要通電一定時間即可。從而，在本發(fā)明的實施例中，采用電流積分算法，即可周期性地(每個采樣周期)采樣PTC電加熱器的工作電流，然后對每個采樣周期的電流采樣值進(jìn)行積分計算，并不斷進(jìn)行積分累加，接著通過計算PTC電加熱器的發(fā)熱量，以及根據(jù)PTC電加熱器的發(fā)熱量和進(jìn)行積分計算的累計時間來計算PTC電加熱器的計算功率。最后當(dāng)計算功率達(dá)到400W時，控制功率開關(guān)管例如IGBT關(guān)斷，這樣可以使得一個開關(guān)周期例如30秒內(nèi)PTC電加熱器的發(fā)熱量總保持不變。即言，本發(fā)明實施例的用于電動汽車的PTC電加熱器的控制方法，采用電流積分算法來對功率開關(guān)管進(jìn)行控制，能夠保證每個開關(guān)周期中PTC電加熱器的發(fā)熱量均為設(shè)定值，而不會隨著啟動時的溫度、環(huán)境溫度、散熱風(fēng)量的因素而發(fā)生變化，從而實現(xiàn)整體輸出熱量均等，舒適性好。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，功率開關(guān)管例如IGBT的開關(guān)周期大于采樣周期。例如，功率開關(guān)管的開關(guān)周期可以為10-30秒，而采樣周期通常為幾毫秒。

也就是說，在本發(fā)明實施例中，對功率開關(guān)管例如IGBT的控制是采用的一種長周期(極低頻率)的開關(guān)控制方式，功率開關(guān)管的開關(guān)周期在10～30秒之間(頻率0.03～0.1Hz)。這樣的開關(guān)頻率可以使PTC電加熱器的發(fā)熱功率控制更為準(zhǔn)確，且熱風(fēng)吹出后不會影響對人的主觀感受，提高了舒適性，同時極大第降低了對外電磁干擾和功率開關(guān)管的開關(guān)損耗。

例如，以30秒開關(guān)周期為例，通過一個開關(guān)周期內(nèi)閉合與斷開的占空比控制，調(diào)節(jié)PTC電加熱器輸出的功率(發(fā)熱量)。當(dāng)需要較小輸出功率時，功率開關(guān)管可以閉合5秒，斷開25秒實現(xiàn)；當(dāng)需要較大輸出功率時，功率開關(guān)管可以一直保持閉合狀態(tài)。其中，長周期對于溫度影響不大，但能夠較大程度地降低電磁干擾，降低開關(guān)損耗，使得IGBT散熱設(shè)計更為容易。

根據(jù)本發(fā)明實施例的用于電動汽車的PTC電加熱器的控制方法，首先檢測PTC電加熱器的工作電流，并對工作電流進(jìn)行采樣以獲得電流采樣值，然后對每個采樣周期的電流采樣值進(jìn)行積分計算以獲得PTC電加熱器的計算功率，最后在功率開關(guān)管的每個開關(guān)周期內(nèi)判斷計算功率達(dá)到PTC電加熱器的目標(biāo)功率時通過控制功率開關(guān)管以控制PTC電加熱器停止加熱，從而采用電流積分算法來對功率開關(guān)管進(jìn)行控制，使得PTC電加熱器在每個開關(guān)周期內(nèi)的發(fā)熱量與目標(biāo)功率對應(yīng)的發(fā)熱量保持一致，實現(xiàn)整體輸出熱量均等，大大提高了舒適性，并且還可以降低電磁干擾和開關(guān)損耗，對PTC電加熱器的發(fā)熱功率控制更為準(zhǔn)確。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，上述的用于電動汽車的PTC電加熱器的控制方法還包括：獲取當(dāng)前車內(nèi)冷熱程度等級參數(shù)、當(dāng)前風(fēng)速等級參數(shù)和當(dāng)前室外環(huán)境溫度；根據(jù)所述當(dāng)前車內(nèi)冷熱程度等級參數(shù)和當(dāng)前風(fēng)速等級參數(shù)獲取出風(fēng)溫度，并根據(jù)所述當(dāng)前室外環(huán)境溫度對所述出風(fēng)溫度進(jìn)行補償；根據(jù)補償后的出風(fēng)溫度對所述功率開關(guān)管進(jìn)行控制以調(diào)節(jié)所述PTC電加熱器的發(fā)熱量。

也就是說，PTC電加熱器可均分為多個發(fā)熱級別，這樣通過當(dāng)前風(fēng)量、用戶冷熱需求、室外環(huán)境溫度三個參數(shù)來計算或標(biāo)定得到需要的PTC電加熱器的發(fā)熱級別。

具體地說，為解決當(dāng)前電動汽車通過調(diào)節(jié)混合風(fēng)門混入冷空氣來調(diào)節(jié)吹出的空氣溫度而使得PTC電加熱器一直保持高功率恒定高溫加熱狀態(tài)導(dǎo)致的能量浪費的問題。在本發(fā)明的實施例中，保持混合風(fēng)門在全熱狀態(tài)不變，并通過調(diào)節(jié)PTC電加熱器的發(fā)熱量來滿足用戶的制熱采暖需求。其中，對PTC電加熱器的發(fā)熱量進(jìn)行調(diào)節(jié)時需至少參考三個變量，即冷熱程度等級參數(shù)、風(fēng)速等級參數(shù)和室外環(huán)境溫度。

對于冷熱程度等級參數(shù)而言，此變量表示用戶對于出風(fēng)溫度的需求。制熱級別越大，出風(fēng)溫度應(yīng)越高；對應(yīng)風(fēng)速等級參數(shù)而言，此變量表示用戶對于單位時間制熱量的需求，在相同冷熱程度等級時，風(fēng)速越高，PTC電加熱器的制熱功率應(yīng)更大，以保證出風(fēng)溫度不變；對于室外環(huán)境溫度而言，此變量表示PTC電加熱器入口端吸入自然風(fēng)的溫度，在較為寒冷的冬季，PTC電加熱器的制熱功率應(yīng)適當(dāng)加以補充，以保證出風(fēng)溫度能夠達(dá)到制熱需求。

因此，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，可采用查表法來獲取出風(fēng)溫度，然后再通過查表來補償溫度，再根據(jù)補償溫度來對獲取的出風(fēng)溫度進(jìn)行補償，最終達(dá)到在不同工況下，滿足用戶對制熱的舒適性要求。其中，冷熱程度等級參數(shù)-風(fēng)速等級參數(shù)-出風(fēng)溫度表如下表1所示，室外環(huán)境溫度-補償溫度表如下表2所示。

表1

其中，出風(fēng)溫度的單位為攝氏度。

表2

其中，室外環(huán)境溫度和補償溫度的單位均為攝氏度。

并且，從表1和表2可知，可以將PTC電加熱器的功率細(xì)分為20個發(fā)熱級別。

因此，在本發(fā)明的實施例中，保持混合風(fēng)門在全熱狀態(tài)不變的前提下，通過調(diào)節(jié)PTC電加熱器的發(fā)熱量來滿足用戶的制熱采暖需求，從而可以減少能量浪費，充分滿足用戶的需求。

圖6為根據(jù)本發(fā)明實施例的用于電動汽車的PTC電加熱器的控制系統(tǒng)的方框示意圖。如圖6所示，該用于電動汽車的PTC電加熱器的控制系統(tǒng)包括功率開關(guān)管10例如IGBT、電流檢測單元20、電流采樣單元30、計算單元40、判斷單元50和第一控制單元60。

其中，功率開關(guān)管10例如IGBT用于控制PTC電加熱器的發(fā)熱功率，電流檢測單元20例如可采用電流互感器、檢流電阻等方式來檢測PTC電加熱器的工作電流，電流采樣單元30用于對所述工作電流進(jìn)行采樣以獲得電流采樣值，計算單元40用于對每個采樣周期的所述電流采樣值進(jìn)行積分計算以獲得所述PTC電加熱器的計算功率，判斷單元50用于在所述功率開關(guān)管的每個開關(guān)周期內(nèi)判斷所述計算功率是否達(dá)到所述PTC電加熱器的目標(biāo)功率，第一控制單元60用于在所述計算功率達(dá)到所述PTC電加熱器的目標(biāo)功率時通過控制所述功率開關(guān)管以控制所述PTC電加熱器停止加熱，以使所述PTC電加熱器在每個開關(guān)周期內(nèi)的發(fā)熱量與所述目標(biāo)功率對應(yīng)的發(fā)熱量保持一致。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，計算單元40進(jìn)一步用于，對每個采樣周期的所述電流采樣值進(jìn)行積分計算以獲得多個積分值，并將所述多個積分值累加以獲得第一計算值，以及根據(jù)所述第一計算值和所述PTC電加熱器的額定工作電壓計算所述PTC電加熱器的發(fā)熱量，并根據(jù)所述PTC電加熱器的發(fā)熱量和進(jìn)行積分計算的累計時間計算所述PTC電加熱器的計算功率。

具體而言，在本發(fā)明的一個示例中，結(jié)合圖4和圖5所示，可通過電流示波器來觀測PTC電加熱器的工作電流采集情況，例如針對1.2KW的PTC電加熱器而言，在該PTC電加熱器工作時，如果散熱風(fēng)變化或環(huán)境溫度變化，電流示波器觀測到電流曲線也會隨之變化。假設(shè)PTC電加熱器設(shè)定的目標(biāo)功率為400W，那么對于1.2KW的PTC電加熱器而言，其并不需要一直保持加熱工作，例如在功率開關(guān)管的30秒開關(guān)周期內(nèi)僅需要通電一定時間即可。從而，在本發(fā)明的實施例中，電流采樣單元30可周期性地(每個采樣周期)采樣PTC電加熱器的工作電流，然后計算單元40對每個采樣周期的電流采樣值進(jìn)行積分計算，并不斷進(jìn)行積分累加，接著通過計算PTC電加熱器的發(fā)熱量，以及根據(jù)PTC電加熱器的發(fā)熱量和進(jìn)行積分計算的累計時間來計算PTC電加熱器的計算功率。最后當(dāng)計算功率達(dá)到400W時，第一控制單元60控制功率開關(guān)管例如IGBT關(guān)斷，這樣可以使得一個開關(guān)周期例如30秒內(nèi)PTC電加熱器的發(fā)熱量總保持不變。即言，本發(fā)明實施例的用于電動汽車的PTC電加熱器的控制系統(tǒng)，采用電流積分算法來對功率開關(guān)管進(jìn)行控制，能夠保證每個開關(guān)周期中PTC電加熱器的發(fā)熱量均為設(shè)定值，而不會隨著啟動時的溫度、環(huán)境溫度、散熱風(fēng)量的因素而發(fā)生變化，從而實現(xiàn)整體輸出熱量均等，舒適性好。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，功率開關(guān)管例如IGBT的開關(guān)周期大于采樣周期。例如，功率開關(guān)管的開關(guān)周期可以為10-30秒，而采樣周期通常為幾毫秒。

也就是說，在本發(fā)明實施例中，第一控制單元60對功率開關(guān)管例如IGBT的控制是采用的一種長周期(極低頻率)的開關(guān)控制方式，功率開關(guān)管的開關(guān)周期在10～30秒之間(頻率0.03～0.1Hz)。這樣的開關(guān)頻率可以使PTC電加熱器的發(fā)熱功率控制更為準(zhǔn)確，且熱風(fēng)吹出后不會影響對人的主觀感受，提高了舒適性，同時極大第降低了對外電磁干擾和功率開關(guān)管的開關(guān)損耗。

例如，以30秒開關(guān)周期為例，通過一個開關(guān)周期內(nèi)閉合與斷開的占空比控制，調(diào)節(jié)PTC電加熱器輸出的功率(發(fā)熱量)。當(dāng)需要較小輸出功率時，功率開關(guān)管可以閉合5秒，斷開25秒實現(xiàn)；當(dāng)需要較大輸出功率時，功率開關(guān)管可以一直保持閉合狀態(tài)。其中，長周期對于溫度影響不大，但能夠較大程度地降低電磁干擾，降低開關(guān)損耗，使得IGBT散熱設(shè)計更為容易。

根據(jù)本發(fā)明實施例的用于電動汽車的PTC電加熱器的控制系統(tǒng)，通過電流檢測單元檢測PTC電加熱器的工作電流，并通過電流采樣單元對工作電流進(jìn)行采樣以獲得電流采樣值，接著計算單元對每個采樣周期的電流采樣值進(jìn)行積分計算以獲得PTC電加熱器的計算功率，第一控制單元在功率開關(guān)管的每個開關(guān)周期內(nèi)計算功率達(dá)到PTC電加熱器的目標(biāo)功率時通過控制功率開關(guān)管以控制PTC電加熱器停止加熱，從而本發(fā)明采用電流積分算法來對功率開關(guān)管進(jìn)行控制，使得PTC電加熱器在每個開關(guān)周期內(nèi)的發(fā)熱量與目標(biāo)功率對應(yīng)的發(fā)熱量保持一致，實現(xiàn)整體輸出熱量均等，大大提高了舒適性，并且還可以降低電磁干擾和開關(guān)損耗，對PTC電加熱器的發(fā)熱功率控制更為準(zhǔn)確。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，如圖7所示，上述的用于電動汽車的PTC電加熱器的控制系統(tǒng)還包括獲取單元70和第二控制單元80。獲取單元70用于獲取當(dāng)前車內(nèi)冷熱程度等級參數(shù)、當(dāng)前風(fēng)速等級參數(shù)和當(dāng)前室外環(huán)境溫度，第二控制單元80用于根據(jù)所述當(dāng)前車內(nèi)冷熱程度等級參數(shù)和當(dāng)前風(fēng)速等級參數(shù)獲取出風(fēng)溫度，并根據(jù)所述當(dāng)前室外環(huán)境溫度對所述出風(fēng)溫度進(jìn)行補償，以使所述第一控制單元根據(jù)補償后的出風(fēng)溫度對所述功率開關(guān)管進(jìn)行控制以調(diào)節(jié)所述PTC電加熱器的發(fā)熱量。

也就是說，PTC電加熱器可均分為多個發(fā)熱級別，這樣通過當(dāng)前風(fēng)量、用戶冷熱需求、室外環(huán)境溫度三個參數(shù)來計算或標(biāo)定得到需要的PTC電加熱器的發(fā)熱級別。

具體地說，為解決當(dāng)前電動汽車通過調(diào)節(jié)混合風(fēng)門混入冷空氣來調(diào)節(jié)吹出的空氣溫度而使得PTC電加熱器一直保持高功率恒定高溫加熱狀態(tài)導(dǎo)致的能量浪費的問題。在本發(fā)明的實施例中，保持混合風(fēng)門在全熱狀態(tài)不變，并通過調(diào)節(jié)PTC電加熱器的發(fā)熱量來滿足用戶的制熱采暖需求。其中，對PTC電加熱器的發(fā)熱量進(jìn)行調(diào)節(jié)時需至少參考三個變量，即冷熱程度等級參數(shù)、風(fēng)速等級參數(shù)和室外環(huán)境溫度。

對于冷熱程度等級參數(shù)而言，此變量表示用戶對于出風(fēng)溫度的需求。制熱級別越大，出風(fēng)溫度應(yīng)越高；對應(yīng)風(fēng)速等級參數(shù)而言，此變量表示用戶對于單位時間制熱量的需求，在相同冷熱程度等級時，風(fēng)速越高，PTC電加熱器的制熱功率應(yīng)更大，以保證出風(fēng)溫度不變；對于室外環(huán)境溫度而言，此變量表示PTC電加熱器入口端吸入自然風(fēng)的溫度，在較為寒冷的冬季，PTC電加熱器的制熱功率應(yīng)適當(dāng)加以補充，以保證出風(fēng)溫度能夠達(dá)到制熱需求。

因此，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，第二控制單元80可采用查表法來獲取出風(fēng)溫度，然后再通過查表來補償溫度，再根據(jù)補償溫度來對獲取的出風(fēng)溫度進(jìn)行補償，最終達(dá)到在不同工況下，滿足用戶對制熱的舒適性要求。其中，冷熱程度等級參數(shù)-風(fēng)速等級參數(shù)-出風(fēng)溫度表如上表1所示，室外環(huán)境溫度-補償溫度表如上表2所示。

此外，本發(fā)明的實施例還提出了一種電動汽車，其包括上述的用于電動汽車的PTC電加熱器的控制系統(tǒng)。

本發(fā)明實施例的電動汽車，通過上述的PTC電加熱器的控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對PTC電加熱器的發(fā)熱功率進(jìn)行更為準(zhǔn)確地控制，使得PTC電加熱器在每個開關(guān)周期內(nèi)的發(fā)熱量與目標(biāo)功率對應(yīng)的發(fā)熱量保持一致，實現(xiàn)整體輸出熱量均等，大大提高了舒適性，并且還可以降低電磁干擾和開關(guān)損耗。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”、“順時針”、“逆時針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個”的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。