本發(fā)明屬于新能源汽車熱管理系統(tǒng)，具體的，涉及一種基于智能功率管理的ptc液體加熱器及其控制方法。
背景技術(shù)：
1、隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，高效、安全、可靠的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)已成為整車性能與壽命的重要保障。在低溫環(huán)境下，需要通過ptc液體加熱器對電池冷卻液進(jìn)行加熱。然而，現(xiàn)有技術(shù)存在明顯不足：
2、首先，結(jié)構(gòu)可靠性差：ptc發(fā)熱片在冷熱沖擊下易因機(jī)械疲勞而開裂。
3、其次，干燒監(jiān)測機(jī)制粗糙且不可靠：一方面，傳統(tǒng)溫度傳感器多布置于水箱頂部，易受聚集空氣或蒸汽的干擾，導(dǎo)致測量的水溫失真；另一方面，現(xiàn)有的保護(hù)邏輯通常僅為簡單的溫差閾值（如δt>20℃）或絕對溫度閾值判斷，無法有效區(qū)分“寒冷環(huán)境正常大溫差加熱”與“危險半水干燒”工況，誤判率高。
4、再者，保護(hù)策略單一：遭遇潛在風(fēng)險時，多數(shù)方案采用“一刀切”的直接斷電方式，中斷加熱影響用戶體驗，且無法在保證安全的前提下盡力維持車輛運行。
5、最后，集成度與耐久性不足：防水、絕緣、抗振設(shè)計有待加強(qiáng)，難以滿足商用車惡劣工況下對小型化、高可靠性的迫切需求。
6、因此，迫切需要一種集先進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計、精準(zhǔn)感知與智能控制于一體的高性能ptc加熱器解決方案。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于智能功率管理的ptc液體加熱器及其控制方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中ptc液體加熱器干燒監(jiān)測機(jī)制不可靠，保護(hù)策略單一，結(jié)構(gòu)可靠性差的問題。
2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：
3、基于智能功率管理的ptc液體加熱器控制方法，所述加熱器包括進(jìn)水溫度傳感器、出水溫度傳感器、igbt溫度傳感器及電子控制器，該控制方法包括如下步驟：
4、s1：實時采集進(jìn)水溫度t_in、出水溫度t_out及各igbt的溫度t_igbt_i，i表示igbt的序號；
5、s2：計算進(jìn)出水溫差δt?=?t_out?-?t_in，并計算各igbt的溫升速率v_igbt_i；
6、s3：若滿足第一判定條件和/或第二判定條件，則識別加熱器進(jìn)入風(fēng)險工況；
7、第一判定條件：(t_out?>?t_high_thresh)?或(δt<δt_low_thresh)，其中t_high_thresh為預(yù)設(shè)的最大溫度值，δt_low_thresh為預(yù)設(shè)的最小溫差值；
8、第二判定條件：max(v_igbt_i)?>?v_thresh，其中v_thresh為預(yù)設(shè)的最大溫升速率；
9、s4：若進(jìn)入風(fēng)險工況，則采用自適應(yīng)pid控制器，該控制器的輸入誤差e(t)定義為min((t_igbt_max?-?t_igbt(t))，(δt_safe?-?δt(t))?)，并根據(jù)pid算法輸出安全功率限值p_safe；
10、其中t_igbt_max為預(yù)設(shè)的igbt安全限值，為預(yù)設(shè)的安全溫差限值，t_igbt(t)為當(dāng)前時刻三個igbt中的最高溫度；
11、s5：根據(jù)安全功率限值p_safe，通過動態(tài)調(diào)整各igbt器件的工作時間片t_on_i與冷卻時間片t_off_i，以功率輪巡方式分配總功率輸出。
12、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述第一判定條件中，t_high_thresh的取值范圍為60℃~70℃，δt_low_thresh的取值范圍為2℃~5℃。
13、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，v_thresh的取值范圍為5℃/s~10℃/s，所述溫升速率v_igbt_i的采樣周期小于等于50ms。
14、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，單個igbt器件的工作時間片t_on_i與其實時溫度t_igbt_i負(fù)相關(guān)，冷卻時間片t_off_i與其實時溫度t_igbt_i正相關(guān)。
15、本發(fā)明還公開了一種基于智能功率管理的ptc液體加熱器，用于執(zhí)行上述控制方法，該加熱器包括發(fā)熱體、進(jìn)水箱、出水箱、電子控制器及接線排組件，所述上殼體與下殼體密封形成腔體，發(fā)熱體與電子控制器置于腔內(nèi)，發(fā)熱體設(shè)于進(jìn)水箱與出水箱之間；
16、所述進(jìn)水溫度傳感器和出水溫度傳感器的感溫元件分別設(shè)置在進(jìn)水箱和出水箱的底部區(qū)域；
17、所述發(fā)熱體包括ptc發(fā)熱模塊，ptc發(fā)熱模塊的發(fā)熱面通過導(dǎo)熱硅脂與一塊高導(dǎo)熱陶瓷基板的一面緊密貼合，高導(dǎo)熱陶瓷基板的另一面同樣通過導(dǎo)熱硅脂與扁管的寬面相貼合；
18、扁管內(nèi)部具有多個供冷卻液流動的微通道；
19、所述ptc發(fā)熱模塊、高導(dǎo)熱陶瓷基板與扁管的組裝體被一個由不銹鋼制成的加固鈑金組件整體包覆。
20、本發(fā)明的有益效果：
21、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下顯著優(yōu)點：
22、本申請通過底部傳感器布局結(jié)合量化判定公式，實現(xiàn)了對“半水干燒”等高危工況的精準(zhǔn)、早期識別，大幅降低誤報和漏報；
23、本申請能夠?qū)崿F(xiàn)變被動關(guān)斷為主動、平滑的功率管理，在確保安全的前提下最大限度維持加熱功能，提升用戶體驗與車輛可用性；
24、本申請通過負(fù)載均衡策略與全面的密封防護(hù)相結(jié)合，共同保障了加熱器在嚴(yán)苛環(huán)境下的長壽命、高可靠運行。
25、本申請的一體化設(shè)計滿足了商用車對熱管理部件小型化、模塊化的需求。
1.基于智能功率管理的ptc液體加熱器控制方法，所述加熱器包括進(jìn)水溫度傳感器（21）、出水溫度傳感器（22）、igbt溫度傳感器及電子控制器（4），其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一判定條件中，t_high_thresh的取值范圍為60℃~70℃，δt_low_thresh的取值范圍為2℃~5℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二判定條件中，v_thresh的取值范圍為5℃/s~10℃/s，所述溫升速率v_igbt_i的采樣周期小于等于50ms。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟s5中，單個igbt器件的工作時間片t_on_i與其實時溫度t_igbt_i負(fù)相關(guān)，冷卻時間片t_off_i與其實時溫度t_igbt_i正相關(guān)。
5.基于智能功率管理的ptc液體加熱器，用于執(zhí)行權(quán)利要求1-4任一所述控制方法，該加熱器包括發(fā)熱體（3）、進(jìn)水箱（7）、出水箱（8）、電子控制器（4）及接線排組件（5），所述上殼體（1）與下殼體（2）密封形成腔體，發(fā)熱體（3）與電子控制器（4）置于腔內(nèi)，發(fā)熱體（3）設(shè)于進(jìn)水箱（7）與出水箱（8）之間，其特征在于：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的ptc液體加熱器，其特征在于，所述加固鈑金組件（18）由鈑金主體（19）和鈑金蓋板（20）構(gòu)成u形夾持結(jié)構(gòu)，所述鈑金主體（19）上設(shè)有限位板（23），所述鈑金蓋板（20）上設(shè)有與限位板（23）配合的條形孔，通過錯位連接實現(xiàn)限位。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的ptc液體加熱器，其特征在于，所述腔體內(nèi)部灌注有密封膠，灌注高度為腔體高度的2/3~3/4。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的ptc液體加熱器，其特征在于，所述上殼體（1）與下殼體（2）之間設(shè)有雙道防水密封膠條（16）。