專利名稱：電加熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于機(jī)動(dòng)車的電加熱裝置。具體地，本發(fā)明涉及一種以液體介質(zhì)作為傳熱介質(zhì)的適合于電動(dòng)車和混合機(jī)動(dòng)車的電加熱裝置。
背景技術(shù)：
關(guān)于加熱，對(duì)于以電驅(qū)動(dòng)或混合驅(qū)動(dòng)的機(jī)動(dòng)車存在的問(wèn)題在于，機(jī)動(dòng)車的驅(qū)動(dòng)單元不消耗充足的廢熱來(lái)用于加熱或空氣調(diào)節(jié)。因此，合適的機(jī)動(dòng)車加熱裝置必須適合于為機(jī)動(dòng)車內(nèi)部提供用于加熱所需的熱量，以及提供用于機(jī)動(dòng)車的各個(gè)系統(tǒng)部件中運(yùn)行過(guò)程 (例如以預(yù)熱機(jī)動(dòng)車的可充電電池為例)或至少支持機(jī)動(dòng)車的各個(gè)系統(tǒng)部件中運(yùn)行過(guò)程所需的熱量。一種明顯的方法是通過(guò)電氣裝置提供所需熱量。在現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)下，已知的是可使用所謂的電阻加熱元件或者PTC(正溫度系數(shù))加熱元件來(lái)達(dá)到該目的。他們是自動(dòng)調(diào)節(jié)的，這是因?yàn)殡S著持續(xù)加熱他們表現(xiàn)出越高的電阻，從而通過(guò)的電流量減少。因此，PTC 加熱元件的自動(dòng)調(diào)節(jié)特性能夠防止過(guò)度加熱。因此，PTC加熱元件常常用在加熱裝置中，特別是用于加熱機(jī)動(dòng)車中的機(jī)動(dòng)車乘客室，其中機(jī)動(dòng)車的驅(qū)動(dòng)不會(huì)產(chǎn)生用于機(jī)動(dòng)車乘客室的空氣調(diào)節(jié)或加熱系統(tǒng)的足夠多的過(guò)程熱。在混合機(jī)動(dòng)車中，PTC加熱裝置還可以在內(nèi)燃機(jī)不運(yùn)行期間(例如在交通信號(hào)燈或交通堵塞時(shí))用作備用加熱器。當(dāng)在具有電推力的機(jī)動(dòng)車中利用電加熱元件時(shí)，存在的另一個(gè)問(wèn)題是，機(jī)動(dòng)車的電池(蓄電池)作為既用于提供牽引力的機(jī)動(dòng)車驅(qū)動(dòng)也用于加熱的能量源。這樣，機(jī)動(dòng)車驅(qū)動(dòng)和加熱就會(huì)在電池的兩個(gè)充電過(guò)程間爭(zhēng)奪可利用的有限量的能量。換言之，在兩個(gè)電池充電器間，隨著電能用于電加熱，機(jī)動(dòng)車的運(yùn)行范圍就會(huì)減小。因此，在電動(dòng)車或混合機(jī)動(dòng)車中，考慮到驅(qū)動(dòng)、加熱以及其他部分(如，照明)消耗電力，一個(gè)健全的深思熟慮的能量管理思想起著重要的作用。能量管理的一個(gè)重要方面是使用機(jī)動(dòng)車內(nèi)不是基于電池電能的附加能源。機(jī)動(dòng)車內(nèi)可利用的這種性質(zhì)的資源具體表現(xiàn)為來(lái)自機(jī)動(dòng)車的一些組件的廢熱的形式。產(chǎn)生以廢熱形式可利用的附加能量的組件包括混合機(jī)動(dòng)車的附加內(nèi)燃機(jī)(增程器)、制動(dòng)器以及機(jī)動(dòng)車電池本身或者內(nèi)置電池充電器(車載充電器)。因此，期望在能量管理系統(tǒng)的范圍內(nèi)盡可能地利用機(jī)動(dòng)車內(nèi)產(chǎn)生的廢熱來(lái)用于加熱，以延長(zhǎng)運(yùn)行范圍。利用PTC加熱，機(jī)動(dòng)車乘客室中的空氣借助于PTC電阻加熱元件(空氣加熱器)直接或通過(guò)其中熱的液體流過(guò)散熱器的回路間接地被加熱。優(yōu)選地，使用水作為該液體(熱水加熱)。對(duì)于能量管理系統(tǒng)，熱水加熱具有的優(yōu)勢(shì)在于，由機(jī)動(dòng)車的一個(gè)區(qū)域(冷卻回路)中的水吸收的廢熱可通過(guò)冷卻和加熱回路來(lái)用于另一位置的加熱。然而，應(yīng)當(dāng)注意，來(lái)自機(jī)動(dòng)車組件的廢熱通常只是暫時(shí)可用的。因而，混合機(jī)動(dòng)車上的附加內(nèi)燃機(jī)只在其運(yùn)行時(shí)提供廢熱。制動(dòng)提供大量的廢熱，尤其是在很長(zhǎng)的下坡路段期間。至于機(jī)動(dòng)車電池，它必須是首先通過(guò)預(yù)熱達(dá)到要求的運(yùn)行溫度，然后在運(yùn)行操作期間冷卻的這樣的情形。因此，加熱與冷卻回路的組合尤其存在的劣勢(shì)在于，如果缺少?gòu)U熱，循環(huán)中大量冷的冷卻劑的存在阻止了有效加熱，從而給電能消耗和運(yùn)行范圍帶來(lái)負(fù)面影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種有利于有效能量管理的機(jī)動(dòng)車加熱裝置，具體為具有電推力的機(jī)動(dòng)車的加熱裝置。通過(guò)具有權(quán)利要求1所述特征的加熱裝置實(shí)現(xiàn)了該目標(biāo)。根據(jù)本發(fā)明，提供一種機(jī)動(dòng)車的加熱裝置，具有為具有電推力的機(jī)動(dòng)車的電加熱裝置。使用液體介質(zhì)作為該加熱裝置的傳熱介質(zhì)。該加熱裝置包括具有液體介質(zhì)作為傳熱介質(zhì)的加熱回路。此外，該加熱裝置包括配置在加熱回路中用于加熱液體介質(zhì)的電PTC加熱元件。此外，該加熱裝置包括具有獨(dú)立熱源的輔助回路，該輔助回路能夠被選擇性地接入加熱回路。本發(fā)明的特別方法是，加熱裝置配置有電PTC加熱元件，使得可利用的附加熱源能夠用于有效的能源管理。能夠被選擇性地接入的輔助回路實(shí)現(xiàn)了這一點(diǎn)，它使得來(lái)自電加熱元件的熱量可獨(dú)立地使用。根據(jù)加熱要求和運(yùn)行條件，通過(guò)控制輔助回路的接入和斷開(kāi)，輔助回路可用于能量管理。該加熱裝置還可以包括用以控制PTC加熱元件的控制裝置。這使得PTC加熱元件能夠被控制為其承擔(dān)著總加熱功率(heating power)中借助于輔助回路不能提供的部分。 這樣便實(shí)現(xiàn)了盡可能地從非電能源提供加熱，特別是從廢熱提供加熱。當(dāng)來(lái)自其他熱源的熱量不夠時(shí)使用電加熱。輔助回路的選擇性接入可被控制為首先通過(guò)接入輔助回路來(lái)滿足加熱裝置的熱量需求。輔助回路被控制為當(dāng)加熱裝置具有的熱量需求可由輔助回路滿足時(shí)將輔助回路接入。根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方式，借助于閥門來(lái)進(jìn)行輔助回路的選擇性接入。此外，該加熱裝置另外可包括用以使加熱回路里的液體介質(zhì)循環(huán)的泵。加熱回路中液體介質(zhì)的循環(huán)用于傳遞由電加熱元件及適用情況下其他熱源提供的熱量。根據(jù)要求可只開(kāi)啟或關(guān)閉泵或者通過(guò)另外地控制泵的功率可以實(shí)現(xiàn)這一情況。通常適用以下情況加熱功率越高，回路的流速一定越快。加熱功率要求越高時(shí)，更多的熱量就能夠以更高的旋轉(zhuǎn)速度被傳遞。輔助回路的獨(dú)立加熱源可以是機(jī)動(dòng)車某一組件的廢熱。以此方式，可以有效地利用現(xiàn)有熱量，要不然就會(huì)被無(wú)用的浪費(fèi)。因此，機(jī)動(dòng)車的某一組件或區(qū)域的冷卻可以與機(jī)動(dòng)車的另一組件或區(qū)域的加熱相連。利用此來(lái)節(jié)約電動(dòng)車的能量從而增加機(jī)動(dòng)車的運(yùn)行范圍。熱量可由混合機(jī)動(dòng)車的內(nèi)燃機(jī)提供。這種性質(zhì)的內(nèi)燃機(jī)具體是所謂的“增程器(range extender) ”，特別是在比較長(zhǎng)的行程時(shí)將其接入以增加運(yùn)行范圍。這種性質(zhì)的增程器具體用于串行混合設(shè)計(jì)，其中，內(nèi)燃機(jī)(增程器)產(chǎn)生電能，通過(guò)發(fā)電機(jī)可直接用于機(jī)動(dòng)車驅(qū)動(dòng)， 也可間接用于電池充電。通過(guò)選擇性地接入可實(shí)現(xiàn)組合。另外，增程器還可以通過(guò)離合器接入而作為用于機(jī)動(dòng)車推動(dòng)的直接驅(qū)動(dòng)(并行混合設(shè)計(jì))。供給輔助回路的另一可想到的熱源是來(lái)自制動(dòng)器的廢熱，尤其是在很長(zhǎng)的下坡路段，以及來(lái)自機(jī)動(dòng)車電池的廢熱。利用用于電動(dòng)車和混合機(jī)動(dòng)車的機(jī)動(dòng)車電池，在幾百伏特 (例如300V、380V或500V)的機(jī)動(dòng)車高壓范圍下，運(yùn)行過(guò)程中電池的持續(xù)冷卻起著重要作用。另一方面，機(jī)動(dòng)車運(yùn)行時(shí)，首要的是將冷卻的電池預(yù)熱到一定的運(yùn)行溫度。例如，在本發(fā)明范圍內(nèi)，首先可通過(guò)使用閥門控制輔助回路來(lái)預(yù)熱電池，而當(dāng)它達(dá)到運(yùn)行溫度時(shí)，電池廢熱將用于加熱機(jī)動(dòng)車乘客室。在根據(jù)本發(fā)明的加熱裝置的機(jī)動(dòng)車構(gòu)造中，包括能夠被選擇性地接入的另一輔助回路。該加熱裝置還包括配置在加熱回路中的溫度探測(cè)器(溫度傳感器)，其中將該加熱裝置控制為由溫度探測(cè)器測(cè)定的溫度被調(diào)節(jié)到特定的溫度目標(biāo)值。另外，控制裝置包括比較器，用以比較由溫度探測(cè)器測(cè)定的溫度和溫度目標(biāo)值。在根據(jù)本發(fā)明的能量管理系統(tǒng)的框架內(nèi)，如果要提高溫度，首先要對(duì)輔助回路是否能夠提供足夠的熱水進(jìn)行狀態(tài)檢查。僅當(dāng)它不夠時(shí)，才會(huì)增加PTC的功率。至于要降低溫度的情形，首先要降低PTC的加熱功率， 然后根據(jù)需要從輔助回路供應(yīng)冷水以用于快速冷卻。此外，當(dāng)輔助回路不能產(chǎn)生可用于加熱的熱量時(shí)可將其斷開(kāi)。在必須要求電加熱進(jìn)行加熱時(shí)這一點(diǎn)尤其重要。在機(jī)動(dòng)車處于冷卻狀態(tài)時(shí)，例如在一段行程開(kāi)始之前，循環(huán)中初始要被加熱的冷水越少，加熱越快。在根據(jù)本發(fā)明的加熱裝置中，根據(jù)預(yù)定的加熱功率控制PTC加熱元件。另外，這里預(yù)定的加熱功率等于需要的總加熱功率與輔助回路能夠滿足的加熱功率間的差值。根據(jù)實(shí)施方式，一個(gè)或多個(gè)PTC加熱元件、控制裝置、用于將一個(gè)或多個(gè)輔助回路接入或斷開(kāi)的閥門以及用于使液體介質(zhì)循環(huán)的泵配置在共同的殼體內(nèi)。這種性質(zhì)的構(gòu)造形式有利于特定的小型加熱裝置，具體來(lái)說(shuō)，其中控制所需要的元件結(jié)合在加熱裝置內(nèi)，使得它們可利用的處理器能力被選擇性地利用并且單獨(dú)的控制單元就成為多余的。這有利高度集成并降低了控制的整體復(fù)雜性。優(yōu)選地，使用水作為液體介質(zhì)(傳熱介質(zhì))。本發(fā)明的其他具有優(yōu)勢(shì)的實(shí)施方式是所附權(quán)利要求書的主題。


下文將基于附圖描述本發(fā)明，附圖中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的具有輔助回路的加熱裝置的加熱回路，其中，圖IA示出了輔助回路與加熱回路斷開(kāi)的狀態(tài)，以及圖IB示出了開(kāi)啟的輔助回路(包含在加熱回路中)的狀態(tài)；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的具有另一輔助回路的加熱回路的表示；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的加熱裝置的控制思想的示意性表示；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的加熱裝置的控制的實(shí)施方式的流程圖；以及圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的加熱裝置的控制示例的另一流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明涉及一種機(jī)動(dòng)車加熱器，該機(jī)動(dòng)車加熱器可形成為熱水加熱器并包括一個(gè)或多個(gè)PTC加熱元件。如果存在多個(gè)加熱元件，則他們可被組合而形成一個(gè)或多個(gè)加熱臺(tái)， 這樣加熱臺(tái)的多個(gè)加熱元件就被共同控制。例如，可通過(guò)脈沖寬度調(diào)制(PWM)來(lái)進(jìn)行控制。 此外，可以進(jìn)行多個(gè)二元加熱臺(tái)的組合，其中使用PWM能夠準(zhǔn)連續(xù)地或以微小的間隙對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。因而，利用微小的間隙調(diào)整能夠?qū)崿F(xiàn)將自動(dòng)高壓范圍內(nèi)出現(xiàn)的諸如EMC(電磁兼容性)干擾的非期望側(cè)邊影響最小化。
根據(jù)本發(fā)明的加熱裝置有利于機(jī)動(dòng)車乘客室的加熱，在適用情況下，還可以使用電能(通過(guò)PTC加熱元件)之外的其他熱源(優(yōu)選為非電力的)。此外，后者可以包括來(lái)自需要冷卻的機(jī)動(dòng)車組件的廢熱以及以其他方式要丟掉或無(wú)用的廢熱。為了實(shí)現(xiàn)此，根據(jù)本發(fā)明的加熱裝置除了包括主回路(加熱回路)之外，還包括一個(gè)或多個(gè)能夠被選擇性接入的輔助回路。借助于合適的控制裝置，可實(shí)現(xiàn)選擇性接入或斷開(kāi)，使得加熱裝置支持機(jī)動(dòng)車的有效能量管理。在這方面，實(shí)現(xiàn)了在從其他資源不能獲得足夠的熱量時(shí)才利用電發(fā)熱能量。這有助于電能的有效利用以及盡可能地增大機(jī)動(dòng)車的范圍(運(yùn)行范圍)。為了減少用于控制的通常費(fèi)用，可以為在任何情況下用于控制電加熱裝置都是必要的處理器能力分配向輔助回路提供控制的附加任務(wù)。圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的具有加熱回路(主回路)2和輔助回路3的加熱裝置的構(gòu)造實(shí)例。圖IA示出了輔助回路處于與主回路斷開(kāi)的狀態(tài)，及圖IB示出了開(kāi)啟的輔助回路，使得液體傳熱介質(zhì)(下文指定水作為示例)流過(guò)輔助回路3。加熱裝置1包括通過(guò)3/2路閥門40a和40b相連的主回路2和輔助回路3?；芈分械募^表示水在回路中流動(dòng)。為機(jī)動(dòng)車的安全起見(jiàn)，最高水溫優(yōu)選為60°C。在主回路中，還包括PTC加熱元件20、散熱器(熱交換器)30和泵60。在此處所示出的優(yōu)選實(shí)施方式中，閥門40a和40b配置在加熱回路2中相對(duì)于PTC加熱器20位于流動(dòng)的相反方向的一部分中。然而，另一配置也是可行的。在優(yōu)選實(shí)施方式中，配置在輔助回路中的附加熱源50是混合機(jī)動(dòng)車的附加內(nèi)燃機(jī)(增程器)。PTC加熱元件20的電力供應(yīng)由機(jī)動(dòng)車電池10提供，機(jī)動(dòng)車電池10還負(fù)責(zé)機(jī)動(dòng)車的牽引(推進(jìn))。在熱交換器(散熱器)30中，熱量從水分散到周圍空氣中。散熱器30可以配置成將例如機(jī)動(dòng)車的乘客室內(nèi)的空氣直接加熱?？商鎿Q地，例如通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)吹入機(jī)動(dòng)車乘客室中的空氣可被加熱。此外，可以借助于多個(gè)散熱器來(lái)實(shí)現(xiàn)內(nèi)部空氣直接加熱和間接加熱的結(jié)合。優(yōu)選以電方式驅(qū)動(dòng)的泵6維持回路中水的循環(huán)。根據(jù)對(duì)閥門40a和40b的控制，回路中水的流動(dòng)要么直接流過(guò)閥門40a和40b之間的主回路的短部分，要么另一方面通過(guò)所包含的輔助回路3 (圖1B)。如圖IB所示，水從在輔助回路3方向打開(kāi)的閥門40a開(kāi)始流動(dòng)，首先經(jīng)過(guò)輔助回路到達(dá)增程器50。這里，水可以吸收來(lái)自增程器的廢熱，優(yōu)選地借助于其他增程器(圖中未示出)。然后水經(jīng)由被適宜地啟動(dòng)的閥門40b流過(guò)輔助回路3而回到主回路。在輔助回路中還可以配置一另一熱源來(lái)取代增程器50，并與電PTC加熱分開(kāi)。例如，借助于合適的熱交換裝置，來(lái)自制動(dòng)器的廢熱例如可通過(guò)流過(guò)輔助回路的水帶走。為了將加熱裝置1包含在電動(dòng)車或混合機(jī)動(dòng)車的整個(gè)能量管理系統(tǒng)中，至少需要適當(dāng)?shù)乜刂芇TC加熱元件20和閥門40a和40b。參照?qǐng)D3和圖5進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明該控制思想和相應(yīng)的控制裝置(圖1中未示出)。泵60也可以由該控制裝置控制，其中只能控制泵的開(kāi)啟/關(guān)閉或者還有泵的功率(取決于旋轉(zhuǎn)速度)。從機(jī)械構(gòu)造的觀點(diǎn)來(lái)看，如果PTC 加熱器與閥門、泵及控制裝置結(jié)合到一個(gè)單個(gè)殼體內(nèi)，這是具有優(yōu)勢(shì)的。這樣節(jié)省空間并且尤其是有成本效益的。此外，在本發(fā)明的思想范圍內(nèi)，通過(guò)能夠被選擇性地接入的其他輔助回路來(lái)向機(jī)動(dòng)車的一些區(qū)域提供熱量(可選地，包括在加熱回路中的)是可行的。用于連接這種性質(zhì)的可選輔助回路的閥門優(yōu)選配置在從電PTC加熱裝置看為水流的方向。
在圖2中，隨同通過(guò)對(duì)閥門40a和40b的控制能夠被選擇性接入的輔助回路3 — 起，示出了借助于3/2-路閥門40c和40d能夠被選擇性接入的第二輔助回路3a。在圖2中所示的示例中，輔助回路3a在機(jī)動(dòng)車電池10的附近運(yùn)行。這種性質(zhì)的輔助回路能夠?qū)崿F(xiàn)兩個(gè)作用一方面，輔助回路3a可用于將電池預(yù)熱到電池達(dá)到其運(yùn)行溫度。為此目的，通過(guò)對(duì)閥門40c和40d的適當(dāng)?shù)目刂贫馆o助回路3a包含在加熱回路中，并且其中流過(guò)被PTC 加熱元件20加熱的水。在預(yù)熱電池階段，優(yōu)選將閥門40a和40b控制為增程器的輔助回路 3處于斷開(kāi)狀態(tài)。由于在機(jī)動(dòng)車運(yùn)行之前輔助回路3不能提供任何熱量，所以為了快速有效地將加熱回路中的水加熱，有利的是斷開(kāi)輔助回路3，以減少循環(huán)水量。此外，可替換地，還可以提供散熱器30以加熱位于回路中一部分的機(jī)動(dòng)車乘客室，該回路通過(guò)合適的閥門(圖2中未示出)也能夠被選擇性地接入。利用這種性質(zhì)的實(shí)施方式，特別是為了快速加熱電池，首先可以將散熱器30從加熱回路移除，然后優(yōu)選一旦電池達(dá)到其運(yùn)行溫度，再將散熱器接入。同時(shí)可以斷開(kāi)輔助回路3a。另一方面，回路3a還可以以與圖2中左邊所示的輔助回路3相同的方式用作附加的熱源。這里，電池10的運(yùn)行期間所產(chǎn)生的電池廢熱可以被用作單獨(dú)的熱源。為此目的， 一旦電池達(dá)到其運(yùn)行溫度，輔助回路3a就不與回路的其他部分分開(kāi)，或者根據(jù)要求在運(yùn)行操作期間一段時(shí)間后再次接入。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的加熱裝置的控制思想的概述。本發(fā)明的重要優(yōu)勢(shì)在于，用于控制閥門和泵的控制裝置可以結(jié)合到在任何情況下都存在于高壓(HV)PTC加熱器20中的控制電子器件中。換句話說(shuō)，已存在于PTC加熱器中的控制電子器件的處理器能力被分配有附加任務(wù)，例如控制泵60和閥門(圖3中由3/2路閥門40a和40b表示)。 為此目的，除了高壓連接(由HV插頭22表示)之外，HV PTC加熱器還具有機(jī)動(dòng)車低壓范圍(LV-低壓-由LV插頭M表示)的連接。一方面，這些連接用于向HV PTC 20外部的元件(泵和閥門)傳輸控制數(shù)據(jù)。另一方面，控制數(shù)據(jù)通過(guò)這些連接被傳輸?shù)娇刂蒲b置。在所示的圖中，將機(jī)動(dòng)車的空氣調(diào)節(jié)操作面板70示為示例性數(shù)據(jù)源。以此方式，例如，使用者就可以輸入對(duì)期望溫度的要求或者功率要求。優(yōu)選經(jīng)由機(jī)動(dòng)車總線(圖3中由LIN總線表示)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。然而，本發(fā)明并不局限于某些接口格式。也可以使用其他總線系統(tǒng)，諸如以CAN總線系統(tǒng)為例。經(jīng)由低壓范圍下的控制連接(優(yōu)選經(jīng)由機(jī)動(dòng)車總線系統(tǒng))，用于控制加熱裝置的其他相關(guān)數(shù)據(jù)可通信至結(jié)合于HV PTC 20中的控制裝置。例如，這涉及到由加熱回路或機(jī)動(dòng)車其他位置處的溫度測(cè)定裝置(溫度傳感器)所確定的數(shù)據(jù)的提供。可替換地或另外，關(guān)于能夠被選擇性接入的某些輔助回路中的熱能(例如，來(lái)自廢熱)的可利用率，數(shù)據(jù)可以通過(guò)機(jī)動(dòng)車總線和LV插頭M通信到控制裝置。以下將基于圖4和圖5中的流程圖描述作為示例的根據(jù)本發(fā)明的加熱裝置的控制的實(shí)施方式。圖4示出了測(cè)定溫度被調(diào)整到特定溫度目標(biāo)值的處理示例。在這方面，測(cè)定溫度可以是由加熱回路某位置處的溫度探測(cè)器獲得的溫度。這里，從流程方向看，溫度探測(cè)器優(yōu)選配置在PTC加熱裝置后面。然而，其他配置也是可行的。可替換地，可以包括由加熱裝置加熱的并在機(jī)動(dòng)車某區(qū)域測(cè)得的溫度。例如，這可以是機(jī)動(dòng)車乘客室。然而，也可以是在機(jī)動(dòng)車的另一區(qū)域(諸如以在機(jī)動(dòng)車電池(蓄電池)的區(qū)域?yàn)槔?處的溫度。在方法的第一步驟(SlO)中，定義溫度目標(biāo)值Tset。這可以借助于空氣調(diào)節(jié)操作面板70由操作者(駕駛員或車主)來(lái)完成。在方法的第二步驟(S20)中，結(jié)合到HV PTC加熱裝置20中的控制電子器件檢查由溫度探測(cè)器當(dāng)前測(cè)定的溫度Tact■是否低于溫度目標(biāo)值。如果測(cè)定的溫度值低于特定的溫度目標(biāo)值(S20:是)，則該方法移動(dòng)到步驟S30。在步驟S30中，控制電子器件執(zhí)行斷開(kāi)的輔助回路是否能夠提供附加的熱量的評(píng)估。通過(guò)機(jī)動(dòng)車總線，這種性質(zhì)的信息可被控制裝置所利用。例如，通過(guò)增程器的溫度，控制裝置具有關(guān)于增程器(混合機(jī)動(dòng)車的附加內(nèi)燃機(jī))的可利用預(yù)熱的可利用信息。類似地， 關(guān)于用于提供熱量的其他熱源(諸如以制動(dòng)器或機(jī)動(dòng)車電池為例)的合適的信息基于他們的溫度是可被利用的。在斷開(kāi)的輔助回路能夠提供熱量(S30 是)的情況下，在接下來(lái)的步驟(S40)中， 通過(guò)適當(dāng)?shù)乜刂崎y門來(lái)將相關(guān)輔助回路接入。然后該方法進(jìn)行到步驟S60。在步驟S60中， 控制電子器件評(píng)估輔助回路是否能夠提供足夠的熱量來(lái)使溫度達(dá)到溫度目標(biāo)值TSET。如果評(píng)估是肯定的(S60 是)，則根據(jù)圖4該方法結(jié)束。如由箭頭(S60 是-> S20)所示，處理循環(huán)然后從起點(diǎn)開(kāi)始。在另一情況(S60 否)下，在下一步驟(S50)中，增加PTC加熱裝置的加熱功率?？蛇x地，如果步驟S30中的評(píng)估表示當(dāng)前的斷開(kāi)輔助回路不能夠提供附加熱量 (S30 否)，于是該方法直接移動(dòng)到步驟S50。在步驟S50中，通過(guò)控制裝置增加PTC加熱功率。此外，如果在評(píng)估步驟S20中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前測(cè)定的溫度不低于溫度目標(biāo)值(S20 否)， 則該方法首先繼續(xù)到評(píng)估步驟S70。在步驟S70中，評(píng)估當(dāng)前溫度是否高于溫度目標(biāo)值。如果不是這種情況(S70:否)，即當(dāng)前溫度(在適當(dāng)?shù)奶囟ㄕ`差范圍內(nèi))等于溫度目標(biāo)值，則根據(jù)圖4的流程圖該方法終止，然后循環(huán)重新從步驟S20開(kāi)始。在另一種情況(S70 是)下，即當(dāng)測(cè)定的溫度高于溫度目標(biāo)值時(shí)，該方法進(jìn)行到步驟S75。在步驟S75中，控制裝置評(píng)估PTC加熱裝置當(dāng)前是否在提供熱量。如果PTC加熱裝置當(dāng)前正在提供熱量(S75 是)，則方法進(jìn)行到步驟S90。在步驟S90中，控制裝置評(píng)估當(dāng)前斷開(kāi)的輔助回路(其可向加熱回路提供冷水)是否存在。如果不是這種情況(S90 否)，則根據(jù)圖4中的流程圖該方法終止。在另一種情況(S90 是)下，首先將所有可提供冷水的輔助回路接入(步驟S100)。這樣便實(shí)現(xiàn)了快速冷卻(使溫度實(shí)際值與溫度目標(biāo)值相等)。如果在評(píng)估步驟S75中，評(píng)估當(dāng)前的熱量是由PTC加熱裝置提供的(S75 否)，則在接下來(lái)的步驟S80中首先將PTC加熱功率降低。然后該方法返回到判定步驟S20，并進(jìn)一步檢查獲得的PTC加熱功率的降低量是否足以使測(cè)定溫度等于溫度目標(biāo)值。相應(yīng)地，該方法沿著圖4中所示的循環(huán)繼續(xù)重復(fù)，起始于評(píng)估步驟S20?？商鎿Q地， 還可以以特定的有規(guī)律的間隔根據(jù)步驟S20以及在可應(yīng)用的情況下根據(jù)步驟70執(zhí)行評(píng)估。 這就產(chǎn)生了在通過(guò)該循環(huán)一段的結(jié)束與通過(guò)循環(huán)S20的下一段的開(kāi)始之間的相應(yīng)等待期。 根據(jù)圖4，該方法以步驟SlO重新開(kāi)始，并重新定義特定的目標(biāo)溫度TSET。在本發(fā)明范圍內(nèi)，圖4中所示的順序的其他修改作為示例是可行的。例如，可首先執(zhí)行步驟S70來(lái)評(píng)估是否TACT· > Tset，然后在否定情況下，該方法繼續(xù)到步驟20。代替溫度(Tset)，另一選擇是指定要獲得的加熱功率。首先評(píng)估哪個(gè)加熱功率部分的要求可以通過(guò)輔助回路從非電力熱源提供，然后對(duì)包括PTC加熱裝置20的加熱裝置和輔助回路3，3a進(jìn)行控制。在能量管理范圍內(nèi)，PTC加熱的使用僅限于從其他熱源不能提供的剩余部分。最后，功率指標(biāo)(power specification)也可能源于由控制電子器件轉(zhuǎn)換成功率指標(biāo)的溫度指標(biāo)。下文將參考圖5中的流程圖描述按照根據(jù)本發(fā)明加熱裝置的控制的另一實(shí)施方式的方法。在使機(jī)動(dòng)車在長(zhǎng)期停止后運(yùn)行時(shí)，根據(jù)圖5的方法以步驟S200開(kāi)始，在該步驟中， 開(kāi)啟PTC加熱裝置20，并然后通過(guò)適當(dāng)?shù)乜刂崎y門40c和40d(參考圖2、接入電池輔助回路3a，以對(duì)機(jī)動(dòng)車電池10進(jìn)行預(yù)熱。由于機(jī)動(dòng)車處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，不能從附加的熱源(例如廢熱)獲得熱能，所以用于連接其他輔助回路(例如以增程器50的輔助回路3為例)的閥門的狀態(tài)優(yōu)選處于關(guān)閉狀態(tài)。這樣，可以實(shí)現(xiàn)水的快速循環(huán)以及因此實(shí)現(xiàn)電池的快速預(yù)熱。然后，在評(píng)估步驟S210中，評(píng)估是否達(dá)到機(jī)動(dòng)車電池10的運(yùn)行溫度。只要尚未達(dá)到電池10的運(yùn)行溫度(S210 否)，加熱裝置的狀態(tài)就保持不變(循環(huán)S210 否-> S210)。當(dāng)已達(dá)到電池運(yùn)行溫度時(shí)(S210 是)，該方法繼續(xù)到步驟S220。在步驟S220中， 由于閥門40c和40d的狀態(tài)被適當(dāng)?shù)馗淖?，所以最初電池輔助回路3a是斷開(kāi)的。然后在步驟S230中，控制裝置評(píng)估循環(huán)中是否需要附加的熱量以及電池的輔助回路3a是否能夠提供廢熱。例如，如圖4中所示，作為示例，這種性質(zhì)的評(píng)估可發(fā)生在能量管理范圍內(nèi)。可替換地，該評(píng)估還可以根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施，例如，基于某一加熱功率規(guī)范。只要沒(méi)有電池廢熱是可利用的或沒(méi)有加熱所需要的電池廢熱(S230 否)，加熱裝置的狀態(tài)就保持不變。否則(S230 是)，在步驟S240中，通過(guò)適宜地控制閥門40c和40d， 控制裝置再將電池輔助回路3a接入。如所附權(quán)利要求書中所限定的，本發(fā)明并不局限于以上詳述的實(shí)施方式。具體來(lái)說(shuō)，只要不導(dǎo)致沖突，可將一些實(shí)施方式的各個(gè)特征組合?？傊景l(fā)明涉及一種基于PTC的機(jī)動(dòng)車加熱裝置，優(yōu)選地是具有電推力的機(jī)動(dòng)車的加熱裝置，其中一個(gè)或多個(gè)輔助回路以選擇性接入的方式連接至加熱回路。以這種方式，存在多種可能性來(lái)進(jìn)行對(duì)電動(dòng)車是重要的能量管理的溫度控制。
權(quán)利要求
1.一種用于機(jī)動(dòng)車的加熱裝置，特別是用于具有電推力的機(jī)動(dòng)車的加熱裝置，其中液體介質(zhì)用作傳熱介質(zhì)，所述加熱裝置包括加熱回路O)，使用液體介質(zhì)作為傳熱介質(zhì)，電PTC加熱元件(20)，配置在加熱回路O)中用以加熱所述液體介質(zhì)，以及輔助回路(3，3a)，具有獨(dú)立的熱源(10，50)，所述熱源能夠被選擇性地接入所述加熱回路中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱裝置，還包括用于控制所述PTC加熱元件00)的控制裝置(25)，其中所述PTC加熱元件00)被控制為貢獻(xiàn)總加熱功率中所述輔助回路(3，3a)不能提供的部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱裝置，利用用于控制所述輔助回路(3，3a)的選擇性接入的控制裝置，使得首先通過(guò)接入所述輔助回路(3，3a)來(lái)滿足所述加熱裝置的加熱需求。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱裝置，其中，所述輔助回路(3，3a)的選擇性接入借助于閥門(40a，40b，40c，40d)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱裝置，還包括用以使所述加熱回路O)中的所述液體介質(zhì)循環(huán)的泵(60)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱裝置，其中，所述輔助回路(3，3a)的所述獨(dú)立的熱源 (10,50)是由機(jī)動(dòng)車組件的廢熱提供的。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的加熱裝置，其中，所述廢熱能夠從混合機(jī)動(dòng)車的增程器內(nèi)燃機(jī)(50)來(lái)獲得。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱裝置，還包括配置在所述加熱回路( 中的溫度探測(cè)器， 其中，所述加熱裝置被控制為由所述溫度探測(cè)器測(cè)定的溫度被調(diào)整為特定溫度目標(biāo)值。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱裝置，其中，在所述輔助回路(3，3a)不能為加熱提供熱量時(shí)，所述輔助回路(3，3a)被斷開(kāi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱裝置，還包括至少一個(gè)能夠被選擇性地接入的輔助回路(3，3a)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱裝置，其中，在所述加熱回路( 中的溫度要降低時(shí)，接入輔助回路(3，3a)，并且所接入的所述輔助回路(3，3a)中的液體介質(zhì)比所述加熱回路(2) 中的溫度低。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱裝置，其中，根據(jù)預(yù)定的加熱功率控制所述PTC加熱元件 00)。
13.根據(jù)權(quán)利要求2所述的加熱裝置，其中，根據(jù)預(yù)定的加熱功率控制所述PTC加熱元件 00)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的加熱裝置，其中，所述預(yù)定加熱功率等于需要的總加熱功率與由輔助回路(3，3a)能夠滿足的加熱功率之間的差值。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的加熱裝置，其中，所述預(yù)定加熱功率等于需要的總加熱功率與由輔助回路(3，3a)能夠滿足的加熱功率之間的差值。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的加熱裝置，其中，能夠被選擇性地接入的輔助回路(3，3a) 被形成為特別用于加熱所述機(jī)動(dòng)車的某一區(qū)域或某一組件。
17.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的加熱裝置，其中，所述PTC加熱元件(20)、控制裝置(25)、用于使所述輔助回路(3，3a)接入和斷開(kāi)的閥門G0a，40b，40c，40d)以及用于使液體介質(zhì)循環(huán)的泵(60)配置在共同的殼體內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于PTC的機(jī)動(dòng)車加熱裝置，優(yōu)選為具有電推力的機(jī)動(dòng)車的加熱裝置，其中一個(gè)或多個(gè)輔助回路以被選擇性地接入的方式連接至加熱回路。以這種方式，存在多種可能性來(lái)進(jìn)行對(duì)電動(dòng)車是重要的能量管理的溫度控制。
文檔編號(hào)B60H1/22GK102371871SQ20111020084
公開(kāi)日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2011年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月16日
發(fā)明者埃馬努埃爾·迪特爾, 霍爾格·雷斯 申請(qǐng)人:埃貝赫卡騰有限兩合公司