一种电动汽车低压PTC加热控制系统的制作方法

一种电动汽车低压ptc加热控制系统
技术领域
1.本实用新型属于汽车空调加热技术领域，具体涉及一种电动汽车低压ptc 加热控制系统。

背景技术：

2.随着社会的进步，新能源已经成为一种话题，而新能源汽车已经成为当下汽车市场的一个主要话题，它的范畴也逐渐广泛起来，纯电动汽车由于国家补贴政策的扶持以及一系列的利好因素，促使新能源汽车逐步“火”了起来。面对这个火热的市场，部分车企已经明确了要发展新能源汽车，并斥巨资建设新能源产业链，以便达到排放等方面的要求，并把新能源视为未来的发展重点。
3.在华车企也在加速新能源产品的布局，纷纷发布规划新规划应对未来新能源汽车的发展趋势。
4.传统汽车空调的加热功能是以发动机冷却液为热源实现的。纯电动汽车没有发动机之后，申请人想到了依靠低压ptc实现玻璃除霜、座椅加热等功能，因此一种新能源电动汽车低压ptc加热控制系统亟待开发。

技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于克服现有技术中的至少一种缺陷，提供了一种电动汽车低压ptc加热控制系统。
6.本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型公开了一种电动汽车低压ptc加热控制系统，包括单片机、电平转换电路、ptc负载，所述ptc负载的一端与第一车载低压电源的第一输出端连接，所述ptc负载的另一端经开关电路与第一车载低压电源的第二输出端连接，所述开关电路的控制端与单片机的第一输出端连接，所述单片机的第一输入端与电平转换电路的输出端连接，所述电平转换电路的输入端与外部信号输入端口连接。
7.进一步地，当第一车载低压电源的第一输出端为正极时，第一车载低压电源的第二输出端为负极，当第一车载低压电源的第一输出端为负极时，第一车载低压电源的第二输出端为正极；
8.进一步地，所述外部信号输入端口与汽车控制器的输出端连接，所述汽车控制器的输入端与指令输入装置连接。
9.进一步地，所述电平转换电路包括第一比较器u1b，第一比较器u1b的第一输入端连接基准电压，第一比较器u1b的第二输入端分别与电阻r21的一端、电阻r23的一端、电阻r28的一端连接，电阻r21的另一端连接第二电压，电阻r23的另一端接地，电阻r28的另一端连接外部信号输入端口，所述第一比较器u1b的输出端分别与电阻r20的一端、电阻r22的一端连接，电阻r20的另一端连接第三电压，电阻r22的另一端与单片机的第一输入端连接。
10.进一步地，第一比较器u1b的第一输入端经电阻与第一比较器u1b的输出端连接。
11.进一步地，第一比较器u1b的第一输入端与第二输入端之间串联有电容c19；第一
比较器u1b的第二输入端与二极管zd1的负极连接，二极管zd1的正极接地。
12.进一步地，第一比较器u1b的第二输入端与电容c20的一端连接，电容c20 的另一端接地；外部信号输入端口与tvs管的一端连接，tvs管的另一端接地。
13.进一步地，所述电平转换电路还包括第二比较器u1a，第二比较器u1a的第一输入端连接基准电压，第二比较器u1a的第二输入端经电阻与单片机的第二输出端连接，所述第二比较器u1a的输出端与第一比较器u1b的第二输入端连接。
14.进一步地，所述电平转换电路还包括用于输出基准电压的基准电路，所述基准电路包括电阻r9和电阻26，所述电阻r9的一端与第二电压连接，电阻r9 的另一端与电阻26的一端连接，电阻26的另一端接地，电阻r9与电阻26之间为基准电压输出端，用于输出基准电压。
15.进一步地，所述开关电路包括开关管和开关管驱动电路，所述开关管串联在ptc负载的供电回路中，所述开关管的控制端与开关管驱动电路的输出端连接，所述开关管驱动电路的输入端与单片机的输出端连接。
16.进一步地，本实用新型的电动汽车低压ptc加热控制系统还包括电流检测电路，所述电流检测电路用于采集ptc负载消耗的电流，并传递给单片机。
17.进一步地，本实用新型的电动汽车低压ptc加热控制系统还包括第一电压检测电路，第一电压检测电路用于采集第一车载低压电源输出的第一电压，并传递给单片机。
18.进一步地，本实用新型的电动汽车低压ptc加热控制系统还包括第二车载低压电源和稳压电源电路，所述第二车载低压电源用于输出第二电压至少给电平转换电路和稳压电源电路供电，所述稳压电源电路用于接收第二车载低压电源输出的第二电压，并转换成第三电压输出，至少给电平转换电路供电。
19.所述第二车载低压电源的输出端连接有电源保护电路。
20.进一步地，第一车载低压电源输出的第一电压为48v；第二车载低压电源输出的第二电压为12v；稳压电源电路输出的第三电压为5v。
21.进一步地，本实用新型的电动汽车低压ptc加热控制系统还包括第二电压检测电路，所述第二电压检测电路用于采集第二车载低压电源输出的第二电压，并传递给单片机。
22.进一步地，所述第一车载低压电源的输出端连接有第一低压滤波电路，所述第一低压滤波电路用于将第一车载低压电源输出的第一电压进行滤波后输出给ptc负载供电。
23.进一步地，第二车载低压电源的输出端连接有第二低压滤波电路，所述电源保护电路位于第二车载低压电源的输出端与第二低压滤波电路的输入端之间，所述第二低压滤波电路用于将第二车载低压电源输出的第二电压进行滤波后至少输出给电平转换电路和稳压电源电路。
24.进一步地，所述稳压电源电路的输出端连接有数字电源滤波电路，所述数字电源滤波电路用于将稳压电源电路输出的第三电压进行滤波后输出，至少给电平转换电路供电。
25.进一步地，当所述第二车载低压电源的输出端连接有第二低压滤波电路和电源保护电路时，所述电源保护电路位于第二车载低压电源的输出端与第二低压滤波电路的输入端之间。
26.进一步地，本实用新型的电动汽车低压ptc加热控制系统还包括温度检测电路，所
述温度检测电路的输出端与单片机的第五输入端连接。
27.本实用新型至少具有如下有益效果：
28.本实用新型通过采集汽车控制器发出的pwm控制信号，在加热器内部通过pwm电平转换电路，将转换后的信号给到单片机，再通过单片机将驱动信号给到开关管驱动电路，驱动电路去控制开关管如mosfet开关进一步去控制ptc加热的功能。
29.本实用新型设置低压12v电源保护电路可以实现保护低压电的稳定可靠，具有防反接、抗静电功能。
30.本实用新型的集成线性稳压电源电路能够将车载低压电源电压从12v转换成5v，供其他各电路使用。
31.本实用新型的采用数字电源滤波电路能够滤除5v电压上的干扰信号。
32.本实用新型的采用温度检测电路能够通过单片机实时采集mosfet、ptc负载,pcb的实际温度，当产生过温时，关闭加热功能，保证系统稳定可靠运行。
33.本实用新型采用电流检测电路能够通过mosfet实时采集ptc负载消耗的电流，当产生的电流过大或过小时，关闭加热功能，保证系统稳定可靠地运行。
34.本实用新型采用电压检测电路能够实时采集低压12v电源和低压48v电源的电压，当电压过高或者过低时，及时关闭加热功能，在保证系统稳定可靠运行的同时也可以避免电池过放而损坏。
附图说明
35.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
36.图1为本实用新型实施例提供的电动汽车低压ptc加热控制系统的原理框图；
37.图2为本实用新型实施例提供的电平转换电路的电路图；
38.图3为本实用新型实施例提供的单片机的电路图。
39.附图标记中：1为第二车载低压电源；2为电源保护电路；3为第二低压滤波电路；4为稳压电源电路；5为数字电源滤波电路；6为电平转换电路；7为程序下载接口电路；8为单片机；9为单片机复位电路；10为温度检测电路；11 为第二电压检测电路；12为电流检测电路；13为开关管驱动电路；14为开关管；15为ptc负载；16为第一低压滤波电路；17为第一电压检测电路；18为第一车载低压电源，19为外部信号输入端口。
具体实施方式
40.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
41.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含
地包括一个或者更多个该特征；在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上。
42.实施例一
43.参见图1至图3，本实用新型实施例提供一种电动汽车低压ptc加热控制系统，包括单片机8、电平转换电路6、ptc负载15，所述ptc负载15的一端与第一车载低压电源18的正极输出端连接，所述ptc负载15的另一端经开关电路与第一车载低压电源18的负极输出端连接，形成ptc负载15的供电回路，所述开关电路的控制端与单片机8的第一输出端连接，所述单片机8的第一输入端与电平转换电路6的输出端连接，所述电平转换电路6的输入端与外部信号输入端口19连接，通过外部信号输入端口19接收外部的控制信号。
44.进一步地，所述电平转换电路6包括第一比较器u1b，第一比较器u1b的第一输入端连接基准电压，第一比较器u1b的第二输入端分别与电阻r21的一端、电阻r23的一端、电阻r28的一端连接，电阻r21的另一端连接第二电压，电阻r23的另一端接地，电阻r28的另一端连接外部信号输入端口19，所述第一比较器u1b的输出端分别与电阻r20的一端、电阻r22的一端连接，电阻r20 的另一端连接第三电压，电阻r22的另一端与单片机8的第一输入端连接；第一比较器u1b的第一输入端经电阻与第一比较器u1b的输出端连接。
45.进一步地，第一比较器u1b的第一输入端与第二输入端之间串联有电容c19；第一比较器u1b的第二输入端与二极管zd1的负极连接，二极管zd1的正极接地；第一比较器u1b的第二输入端与电容c20的一端连接，电容c20的另一端接地；外部信号输入端口19与tvs管的一端连接，tvs管的另一端接地；
46.所述电平转换电路6还包括第二比较器u1a，第二比较器u1a的第一输入端连接基准电压，第二比较器u1a的第二输入端经电阻与单片机8的第二输出端连接，所述第二比较器u1a的输出端与第一比较器u1b的第二输入端连接；
47.所述电平转换电路6还包括用于输出基准电压的基准电路，所述基准电路包括电阻r9和电阻26，所述电阻r9的一端与第二电压连接，电阻r9的另一端与电阻26的一端连接，电阻26的另一端接地，电阻r9与电阻26之间为基准电压输出端，用于输出基准电压。
48.单片机8的第二输出端用于输出对应信号给第二比较器u1a，用于对电路进行诊断，当电路发生故障时，单片机8的第二输出端输出高电平，则此时外部信号输入端口19输入的信号无效。第一比较器u1b的第一输入端经电阻与第一比较器u1b的输出端连接，可以防止输出信号发生振荡。二极管zd1为稳压二极管，起稳压作用。
49.本实用新型的pwm电平转换电路的作用为：将汽车控制器发出的pwm控制信号转换成单片机8可以识别的信号后输出给到单片机8，即将12v的高低变化的电平信号转换成5v高低变化的电平信号。
50.进一步地，所述开关电路包括开关管14和开关管驱动电路13，所述开关管14串联在ptc负载15的供电回路中，所述开关管14的控制端与开关管驱动电路13的输出端连接，所述开关管驱动电路13的输入端与单片机8的输出端连接。
51.在其中一个实施例中，开关管14采用mosfet。
52.在其中一个实施例中，参见图3，单片机的型号为stm8af6268tc，其pb3、 pb4、pb5为温度采集口，其pb0、pb1、pb2为电流采集口，其pd4为pwm采集口，其pd1和nrst为下载口等等。本实用新型的单片机不仅仅限于 stm8af6268tc的型号，还可以是现有的nxp芯片等等。
53.单片机8的型号不同，可能需要的供电电压也不同，因此，本实用新型可以根据需要采用第二电压(12v)给单片机8供电，也可以采用第三电压(5v) 给单片机8供电。
54.在其中一个实施例中，使用本实用新型时，可以将本实用新型的外部信号输入端口19与汽车控制器的输出端连接，所述汽车控制器的输入端与指令输入装置连接，所述指令输入装置用于接收用户需要调节温度的指令，并传递给汽车控制器，所述汽车控制器用于输出对应的调温指令通过外部信号输入端口19 给电平转换电路6。
55.在其中一个实施例中，本实用新型的电动汽车低压ptc加热控制系统还包括电流检测电路12，所述电流检测电路12用于采集ptc负载15消耗的电流，并传递给单片机8。所述电流检测电路12的输入端与开关管的输出端电连接，所述电流检测电路12的输出端与单片机8的第三输入端连接。
56.电流检测电路12用于实时采集ptc芯体消耗的电流，当产生电流过大或电流过小时，关闭加热功能，保证系统稳定可靠运行。
57.在其中一个实施例中，本实用新型的电动汽车低压ptc加热控制系统还包括第一电压检测电路17，第一电压检测电路17用于采集第一车载低压电源18 输出的第一电压，并传递给单片机8。
58.所述第一电压检测电路17的输入端与第一车载低压电源18的输出端连接，所述第一电压检测电路17的输出端与单片机8的第二输入端连接。
59.在其中一个实施例中，本实用新型的电动汽车低压ptc加热控制系统还包括第二车载低压电源1和稳压电源电路4，所述第二车载低压电源1用于输出第二电压至少给电平转换电路6和稳压电源电路4供电，所述稳压电源电路4用于接收第二车载低压电源1输出的第二电压，并转换成第三电压输出，至少给电平转换电路6供电。
60.进一步地，稳压电源电路4采用集成线性稳压电源电路4，用于实现12v转 5v的功能，使得接入电平转换电路6为5v，便于再适配单片机8的驱动电压。
61.在其中一个实施例中，本实用新型的电动汽车低压ptc加热控制系统还包括第二电压检测电路11，所述第二电压检测电路11用于采集第二车载低压电源 1输出的第二电压，并传递给单片机8。
62.所述第二电压检测电路11的输入端与第二车载低压电源1的输出端连接，所述第二电压检测电路11的输出端与单片机8的第四输入端连接。
63.在其中一个实施例中，所述第一车载低压电源18的输出端连接有第一低压滤波电路16，所述第一低压滤波电路16用于将第一车载低压电源18输出的第一电压进行滤波后输出给ptc负载15供电。车载低压48v电源输出的电压通过第一低压滤波电路16即低压48v滤波电路过滤掉干扰信号后可更加稳定。
64.在其中一个实施例中，所述第二车载低压电源1的输出端连接有电源保护电路2。
65.第二车载低压电源的输出端连接有第二低压滤波电路，所述第二低压滤波电路3用于将第二车载低压电源1输出的第二电压进行滤波后至少输出给电平转换电路6和稳压电源电路4。
66.所述电源保护电路2位于第二车载低压电源1的输出端与第二低压滤波电路3的输入端之间。
67.进一步地，所述稳压电源电路4的输出端连接有数字电源滤波电路5，所述数字电
源滤波电路5用于将稳压电源电路4输出的第三电压进行滤波后输出，至少给电平转换电路6供电。
68.本实施例的第一电压为48v。本实施例的第二电压为12v。本实施例的第三电压为5v。
69.在其中一个实施例中，本实用新型的电动汽车低压ptc加热控制系统还包括温度检测电路10，所述温度检测电路10的输出端与单片机8的第五输入端连接。温度检测电路10实时采集mosfet、ptc芯体的实际温度、pcba的实际温度，当产生过温时，关闭加热功能，保证系统稳定可靠运行。
70.在其中一个实施例中，所述单片机8还连接有程序下载接口电路7和单片机复位电路9。单片机8能够通过程序下载接口进行程序烧写；采用单片机复位电路9能够保证单片机8稳定运行，发生异常情况时，单片机复位电路9自动产生复位的时序信号。程序下载接口电路7可实现单片机8通过其进行程序烧写。
71.单片机复位电路9能够保证单片机8稳定运行，发生异常情况时，单片机复位电路9自动产生单片机8复位的时序信号。
72.本实施例的电平转换电路6、程序下载接口电路7、单片机复位电路9、温度检测电路10、电流检测电路12以及单片机8均与数字电源滤波电路5的输出端电连接，通过数字电源滤波电路5提供过滤后的5v电压。数字电源滤波电路5能够滤除5v电压上的干扰信号，然后分别给单片机8及电平转换电路6供电。
73.在实际工作中，参见图1，第二车载低压电源1(即车载低压12v电源)给整个车载低压信号模块供电，第一车载低压电源18(即车载低压48v电源)给整个车载低压功率模块供电。当汽车控制器得到人们给出的需要调节温度的指令后，它会向电平转换电路6发出调温指令，电平转换电路6收到指令后再传递给单片机8，单片机8得到加热指令后将信号传递给mosfet驱动电路，mosfet 驱动电路控制mosfet的开启和关断，最后将电压传到ptc负载15，ptc负载 15发热，从而实现汽车座椅供热以及玻璃除霜等功能。
74.采用低压12v电源保护电路2能够保护低压电的稳定可靠，具有防反接、抗静电的功能，采用的低压12v滤波电路能够滤除低压电上的干扰信号，再接入电平转换电路6后可使电平转换电路6得到的信号更加稳定。
75.在本系统中，第二车载低压电源1、低压电源保护电路2、第二低压滤波电路3、集成线性稳压电源电路4、数字电源滤波电路5、程序下载接口电路7、单片机复位电路9、温度检测电路10、第二电压检测电路11、电流检测电路12、开关管驱动电路13、第一车载低压电源18、第一低压滤波电路16、第一电压检测电路17等均可以采用现有技术，其组成元件及其连接管脚均可以采用现有技术。
76.实施例二
77.本实施例将所述ptc负载15的一端与第一车载低压电源18的负极输出端连接，所述ptc负载15的另一端经开关电路与第一车载低压电源18的正极输出端连接，形成ptc负载15的供电回路。本实施例的其他技术特征与实施例一相同。
78.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种电动汽车低压ptc加热控制系统，其特征在于：包括单片机、电平转换电路、ptc负载，所述ptc负载的一端与第一车载低压电源的第一输出端连接，所述ptc负载的另一端经开关电路与第一车载低压电源的第二输出端连接，所述开关电路的控制端与单片机的第一输出端连接，所述单片机的第一输入端与电平转换电路的输出端连接，所述电平转换电路的输入端与外部信号输入端口连接。2.如权利要求1所述的电动汽车低压ptc加热控制系统，其特征在于：所述外部信号输入端口与汽车控制器的输出端连接，所述汽车控制器的输入端与指令输入装置连接。3.如权利要求1所述的电动汽车低压ptc加热控制系统，其特征在于：所述电平转换电路包括第一比较器u1b，第一比较器u1b的第一输入端连接基准电压，第一比较器u1b的第二输入端分别与电阻r21的一端、电阻r23的一端、电阻r28的一端连接，电阻r21的另一端连接第二电压，电阻r23的另一端接地，电阻r28的另一端连接外部信号输入端口，所述第一比较器u1b的输出端分别与电阻r20的一端、电阻r22的一端连接，电阻r20的另一端连接第三电压，电阻r22的另一端与单片机的第一输入端连接；第一比较器u1b的第一输入端经电阻与第一比较器u1b的输出端连接。4.如权利要求3所述的电动汽车低压ptc加热控制系统，其特征在于：第一比较器u1b的第一输入端与第二输入端之间串联有电容c19；第一比较器u1b的第二输入端与二极管zd1的负极连接，二极管zd1的正极接地；第一比较器u1b的第二输入端与电容c20的一端连接，电容c20的另一端接地；外部信号输入端口与tvs管的一端连接，tvs管的另一端接地；所述电平转换电路还包括第二比较器u1a，第二比较器u1a的第一输入端连接基准电压，第二比较器u1a的第二输入端经电阻与单片机的第二输出端连接，所述第二比较器u1a的输出端与第一比较器u1b的第二输入端连接；所述电平转换电路还包括用于输出基准电压的基准电路，所述基准电路包括电阻r9和电阻26，所述电阻r9的一端与第二电压连接，电阻r9的另一端与电阻26的一端连接，电阻26的另一端接地，电阻r9与电阻26之间为基准电压输出端，用于输出基准电压。5.如权利要求1所述的电动汽车低压ptc加热控制系统，其特征在于：所述开关电路包括开关管和开关管驱动电路，所述开关管串联在ptc负载的供电回路中，所述开关管的控制端与开关管驱动电路的输出端连接，所述开关管驱动电路的输入端与单片机的输出端连接；当第一车载低压电源的第一输出端为正极时，第一车载低压电源的第二输出端为负极，当第一车载低压电源的第一输出端为负极时，第一车载低压电源的第二输出端为正极；还包括电流检测电路，所述电流检测电路用于采集ptc负载消耗的电流，并传递给单片机。6.如权利要求1所述的电动汽车低压ptc加热控制系统，其特征在于：还包括第一电压检测电路，第一电压检测电路用于采集第一车载低压电源输出的第一电压，并传递给单片机。7.如权利要求1所述的电动汽车低压ptc加热控制系统，其特征在于：还包括第二车载低压电源和稳压电源电路，所述第二车载低压电源用于输出第二电压至少给电平转换电路和稳压电源电路供电，所述稳压电源电路用于接收第二车载低压电源输出的第二电压，并转换成第三电压输出，至少给电平转换电路供电；
所述第二车载低压电源的输出端连接有电源保护电路。8.如权利要求7所述的电动汽车低压ptc加热控制系统，其特征在于：还包括第二电压检测电路，所述第二电压检测电路用于采集第二车载低压电源输出的第二电压，并传递给单片机。9.如权利要求7所述的电动汽车低压ptc加热控制系统，其特征在于：所述第一车载低压电源的输出端连接有第一低压滤波电路，所述第一低压滤波电路用于将第一车载低压电源输出的第一电压进行滤波后输出给ptc负载供电；第二车载低压电源的输出端连接有第二低压滤波电路，所述电源保护电路位于第二车载低压电源的输出端与第二低压滤波电路的输入端之间，所述第二低压滤波电路用于将第二车载低压电源输出的第二电压进行滤波后至少输出给电平转换电路和稳压电源电路；所述稳压电源电路的输出端连接有数字电源滤波电路，所述数字电源滤波电路用于将稳压电源电路输出的第三电压进行滤波后输出，至少给电平转换电路供电。10.如权利要求1所述的电动汽车低压ptc加热控制系统，其特征在于：还包括温度检测电路，所述温度检测电路的输出端与单片机的第五输入端连接。

技术总结

本实用新型公开了一种电动汽车低压PTC加热控制系统，包括单片机、电平转换电路、PTC负载，所述PTC负载的一端与第一车载低压电源的正极输出端连接，所述PTC负载的另一端经开关电路与第一车载低压电源的负极输出端连接，所述开关电路的控制端与单片机的第一输出端连接，所述单片机的第一输入端与电平转换电路的输出端连接，所述电平转换电路的输入端与外部信号输入端口连接，通过外部信号输入端口接收外部的控制信号。通过采集汽车空调控制器发出的PWM控制信号，在加热器内部通过电平转换电路，将转换后的信号给到单片机，再通过单片机将驱动信号给到MOS驱动电路，驱动电路去控制MOSFET开关进一步去控制PTC加热的功能。MOSFET开关进一步去控制PTC加热的功能。MOSFET开关进一步去控制PTC加热的功能。