劉冬梅，楊杭旭，方誼茂

（金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 金華 321017）

新型電動(dòng)汽車暖風(fēng)系統(tǒng)專用PTCR的設(shè)計(jì)

劉冬梅，楊杭旭，方誼茂

（金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 金華 321017）

文章通過對(duì)市場(chǎng)上常用PTCR出現(xiàn)的暖風(fēng)故障進(jìn)行分析，總結(jié)出三個(gè)方面的主要原因，并對(duì)每個(gè)問題逐一解決，從而設(shè)計(jì)出一種新型電動(dòng)汽車暖風(fēng)系統(tǒng)專用PTCR。經(jīng)過對(duì)老款及新型PTCR進(jìn)行性能對(duì)比及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)新型PTCR啟動(dòng)電流小，對(duì)接觸器沖擊損傷較小，加熱效果明顯好于老款，且可有效防水防潮、抗氧化，同時(shí)大幅度降低了價(jià)格，更能滿足使用要求。

暖風(fēng)系統(tǒng)；專用PTCR；實(shí)驗(yàn)

CLC NO.: U463.6 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2014)10-37-03

引言

根據(jù)筆者所在企業(yè)的新能源售后服務(wù)部的調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2012年當(dāng)中，電動(dòng)汽車的暖風(fēng)故障居高不下，主要反映在性能老化、內(nèi)部短路、暖風(fēng)繼電器損壞等方面，如圖1所示。究其原因主要是老型PTCR產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案不合理，造成其使用壽命短、故障率高、不能有效防水防潮、工作一段時(shí)間容易因受潮氧化損壞且價(jià)格較高。為提高PTCR質(zhì)量和安全性、延長(zhǎng)其使用壽命、改善其工藝性能，需重新開發(fā)新型PTCR，以更大的滿足使用要求。

1、新型電動(dòng)汽車暖風(fēng)系統(tǒng)專用PTCR設(shè)計(jì)分析

根據(jù)分析暖風(fēng)故障的原因，發(fā)現(xiàn)主要有3個(gè)方面的原因，一是PTCR表面進(jìn)水引起內(nèi)部短路；二是PTCR接觸器失效，不工作；三是PTCR溫控故障。解決了上述三個(gè)問題，則新型PTCR理論上就設(shè)計(jì)出來。根據(jù)不斷的實(shí)驗(yàn)，最后對(duì)上述3個(gè)方面的問題作如下改進(jìn)設(shè)計(jì)：對(duì)于問題一需改善工藝性能，將原金屬框架更改為耐高溫的PPS塑料件，降低車身塑

料與PTC的溫度接觸。將原先直接固定密封材料膠改為用鋁條壓緊密封；對(duì)于問題二需更改溫控開關(guān)的安裝位置，優(yōu)化其結(jié)構(gòu)性能，具體設(shè)計(jì)上就是原PTC溫控直接裝在PTCR本體上，導(dǎo)致其頻繁的啟動(dòng)，從而導(dǎo)致暖風(fēng)繼電器間接的損壞，現(xiàn)改為安裝在側(cè)面耐高溫、耐絕緣PPS上，改善安裝結(jié)構(gòu)，防止其脫落；對(duì)于問題三則要提高溫控開關(guān)質(zhì)量。

為進(jìn)行試驗(yàn)對(duì)比，制造出一批新型PTCR，如下圖2、圖3所示。

2、老款及新型電動(dòng)汽車暖風(fēng)系統(tǒng)專用PTCR性能分析

傳統(tǒng)3500WPTCR的試驗(yàn)參數(shù)如表1、表2、表3、表4所示：

表1 1檔（風(fēng)速4.5m/s）工作時(shí)間

表2 2檔（風(fēng)速6m/s）工作時(shí)間

表3 3檔（風(fēng)速9m/s）工作時(shí)間

表4 4檔（風(fēng)速12m/s）工作時(shí)間

可用占空比表示為下圖4所示。

實(shí)驗(yàn)記錄表明在一檔時(shí)，穩(wěn)定后平均工作周期是54s,二檔時(shí)平均工作周期是44s,三檔時(shí)平均工作周期是43s,四檔時(shí)平均工作周期是45s?？傮w而算，一天工作16個(gè)小時(shí)，也就是說整個(gè)暖風(fēng)系統(tǒng)（包括暖風(fēng)繼電器、溫控開關(guān)和PTCR本身）平均一天得工作1300次左右，而暖風(fēng)繼電器、溫控開關(guān)和PTCR自身的壽命均在10萬次左右，基本上壽命已到期限，現(xiàn)都已超期服役，有很大的風(fēng)險(xiǎn)存在，存在后期安全隱患。

在同等條件（室內(nèi)環(huán)境溫度18℃，室外環(huán)境溫度13℃）下，對(duì)于原3500W的PTCR和新型2000W的PTCR進(jìn)行對(duì)比如下表5、表6所示。

表5 原3500W的PTCR溫度調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)

表6 新型2000W的PTCR溫度調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)

由表中對(duì)比分析可知：

（1）現(xiàn)2000W的PTCR所表現(xiàn)出來的車內(nèi)溫度比3500W 的PTCR所表現(xiàn)出來的車內(nèi)溫度高，暖風(fēng)效果更佳，可以更好的達(dá)到客戶所需要求。由于3500W的PTCR不停的開停，實(shí)際的輸出功率只有一半左右，明顯低于連續(xù)工作狀態(tài)下2000W的PTC。

（2） 原3500W的PTCR在正常工作時(shí)，啟動(dòng)電流過大，最大可達(dá)到18A，甚至20A以上,頻繁啟動(dòng)時(shí)會(huì)對(duì)加熱器進(jìn)行壽命衰減，影響其正常工作。

（3）性價(jià)比較高，新型PTCR單價(jià)230元/套，原來3500W 的PTCR價(jià)格385元/套，降低成本155元/套。

3、新型電動(dòng)汽車暖風(fēng)系統(tǒng)專用PTCR效果驗(yàn)證

對(duì)樣品PTCR進(jìn)行裝車試驗(yàn)，試驗(yàn)其對(duì)整車造成的影響以及可靠性。對(duì)市場(chǎng)上出現(xiàn)有PTC故障的車輛進(jìn)行新款PTCR更換，小批量試裝，并對(duì)試裝新款PTCR的車輛進(jìn)行跟蹤報(bào)告。

表7 可靠性耐久性第一階段數(shù)據(jù)

表7是可靠性耐久試驗(yàn)第一階段：常溫常濕，無風(fēng)條件下，連續(xù)工作100±2h。

根據(jù)試制部的試驗(yàn)記錄，充分驗(yàn)證了其耐久可靠性試驗(yàn)，試驗(yàn)如下：

(a)常溫常濕，無風(fēng)條件下，連續(xù)工作100±2h；

(b)常溫常濕，風(fēng)速5.5M/s（車輛二檔6M/s）下，連續(xù)工作1000±24h；

(c)通電1min，斷電1min為一個(gè)循環(huán)，持續(xù)10000次循環(huán)。

表8 可靠性耐久性第二階段數(shù)據(jù)

表8是可靠性耐久試驗(yàn)第二階段：風(fēng)速5.5M/s（車輛二檔6M/s）下，連續(xù)工作1000±24h，以上數(shù)據(jù)進(jìn)一步驗(yàn)證了新型PTCR的可靠性及耐久性。

4、結(jié)論

設(shè)計(jì)的新型PTCR啟動(dòng)電流8A，遠(yuǎn)低于原3500WPTCR 的21A的啟動(dòng)電流，對(duì)接觸器沖擊損傷較小，加熱效果明顯好于老款3500W的PTCR。由此可見，新型PTCR使產(chǎn)品壽命顯著提高，并可有效防水防潮、抗氧化，同時(shí)大幅度降低了價(jià)格、提高了其安全使用性和性價(jià)比，極大的滿足了使用要求。

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Design of a New Type Electric Car Heater System Dedicated PTCR

Liu Dongmei, Yang Hangxu, Fang Yimao
(Jinhua College of Profession & Technology, Zhejiang Jinhua 321017)

By analyzing the heater fault appeared on market commonly used PTCR, summed up the main three reasons, and for each of the problems one by one to solve, in order to design a new electric car heater system PTCR. Through the old and new PTCR performance comparison and experimental validation, found that the new PTCR small starting current, contactor less damage on impact, the heating effect is better than the old section, and can effectively waterproofing and moisture-proof, anti-oxidation, also reduce the price, more can satisfy the use requirement.

Heater System; Dedicated PTCR; Experiment

U463.6

A

1671-7988(2014)10-37-03

劉冬梅，工學(xué)碩士，就職于金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電學(xué)院，從事機(jī)械設(shè)計(jì)方面教學(xué)和科研工作。