[发明专利]控制环保车辆的加热器的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种控制环保车辆的加热器的系统和方法，本发明更具体涉及一种可通过应用脉宽调制(PWM)方法，更稳定地控制正温度系数(PTC)加热器，并使功率损耗降至最小的控制环保车辆的加热器的系统和方法。

背景技术

人们已经根据提高燃料效率和增强废气调节的需求，开发出各种类型的环保车辆，包括混合动力车、纯电动车、燃料电池车和插电式混合动力车等。

环保车辆包括存储高电压的电池，并利用存储在电池中的高电压驱动电动机以行驶。

为了向乘客提供舒适的车内环境并确保稳定的可见性，对环保车辆应用一种通过利用存储在电池中的大约250～300V或者更高的高电压来操作正温度系数(PTC)加热器以加热车内的技术。

通常，通过利用图4所示的脉宽调制(PWM)信号直接控制高电压的方法，来控制PTC加热器的热量。

为了控制PTC加热器的热量，微型计算机(未示出)根据设定的频率条件，输出图4中所示的PWM信号，打开/关闭半导体器件开关装置，比如场效应晶体管(FET)、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)和绝缘栅双极型晶体管(IGBT)，从而控制提供给PTC加热器的电池的高电压。

因此，存在半导体开关装置的反复开/关操作产生热量，从而烧毁半导体开关装置的问题。

此外，由于半导体开关装置的反复开/关操作，因此在通过调节供给PTC加热器的电压而加热PTC加热器时，提供了不必要的电压，因此产生功率损耗，从而降低利用高压电池的行驶距离。

此外，根据PWM频率的设定会产生噪声，因此存在需要使用具有设定值或更大值的频率的缺陷。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

本发明提供一种控制环保车辆的加热器的系统和方法，其通过在高压输电线路中额外包括充电电路，而使提供给PTC加热器的功率稳定，并且使功率损耗最小。

根据本发明一个示例性实施例，一种用于控制环保车辆的加热器的系统包括：信号输入端，被配置成输入驾驶者的加热需求和温度设定信号；正温度系数(PTC)加热器，作为加热用热源；控制器，被配置成根据加热需求确定目标温度，确定提供给PTC加热器的功率的量，并且根据目标温度确定脉宽调制(PWM)信号的占空比；开关，根据控制器的PWM信号进行控制，以操作PTC加热器；以及充电器，在根据控制器的PWM信号接通/断开开关时，充电器被充电/放电，以保护PTC加热器。

PTC加热器和充电器可以并联连接到高压输电线路。

控制器可以根据提供给PTC加热器的功率的量，确定充电器的充电量，并且控制充电器充电。

控制器可以根据目标温度和PTC加热器的热量，以及提供给PTC加热器的功率的量，变化地设定充电器的充电量。

当根据控制器的控制信号接通开关时，可以利用提供给PTC加热器的电池的高压电源对充电器充电；当开关被断开，从而提供给PTC加热器的电池的高压电源被阻断时，充电器将充电电压提供给PTC加热器。

当开关被接通时，充电器可以阻断向PTC加热器提供过电压，以防止热量损失。

根据本发明的另一个示例性实施例，一种控制环保车辆的加热器的方法，包括以下步骤：当检测到驾驶者的加热需求时，确定PTC加热器的目标温度，并且根据目标温度计算提供给PTC加热器的功率的量；根据提供给PTC加热器的功率的量，确定PWM信号的占空比；根据提供给PTC加热器的功率的量，确定充入并联连接到PTC加热器的充电器的充电量；以及通过响应PWM信号的输出来控制开关的接通/断开，以及控制并联连接到PTC加热器的充电器的充电/放电，来操作PTC加热器。

当利用PWM信号的输出接通开关时，可以利用提供给PTC加热器的电源对充电器充电，以防止向PTC加热器提供过电压。

当利用PWM信号的输出断开开关时，被充入充电器中的电压被提供给PTC加热器，以便即使在高压电源被阻断的状态下，PTC加热器也保持工作。

根据本发明的示例性实施例，可以控制PWM信号的平均电压，其控制开关以加热PTC加热器，从而使其高于相关现有技术中PWM信号的平均电压，从而即使在低频率下，也能够提供相同或者更高的效果。

本发明利用低频率控制开关，使得所产生的噪声最小，从而提供稳定的开关。