[發(fā)明專利]車輛前窗玻璃電加熱裝置及利用電加熱裝置除冰的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410185165.0
• 申請日: 2014-05-04
• 公開（公告）號: CN104144534A
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊愛蓮;宋培元;李宏;張方濤;程建峰;丁叁叁;吳冬華;王軍;陶桂東;王姣;白璐
• 申請（專利權(quán)）人: 南車青島四方機車車輛股份有限公司
• 主分類號: H05B3/84
• 分類號: H05B3/84
• 代理公司: 北京元中知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11223
• 代理人: 曲艷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種車輛前窗玻璃，特別涉及在高速動車組等軌道車輛上應(yīng)用的前窗玻璃電加熱裝置及利用電加熱裝置除冰的方法，屬于軌道車輛制造技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

高速動車組等軌道車輛在冬季或是在極寒地區(qū)運營時，都會在前窗玻璃表面形成一層霧、或者霜、甚至是一層冰，嚴重影響駕駛員以及乘客的視線，而駕駛員在行駛過程中無法去擦拭玻璃，從而造成行駛不便，嚴重時可能造成交通事故。

通常的做法是在前窗玻璃上布置一層金屬電熱絲，然后接入12V或是24V電壓，利用電熱絲產(chǎn)生的熱量加熱前窗玻璃，以除霜除冰。目前，前窗玻璃電加熱普遍采用單一功率，設(shè)定為500～700w/m2，這一加熱功率在環(huán)境最低溫度為-25℃的地區(qū)適用。但在環(huán)境最低溫度為-40℃甚至更低的極寒地區(qū)，上述加熱功率根本達到不除霜除冰的要求，前窗玻璃的電加熱功率應(yīng)進一步增大。

根據(jù)除冰試驗得知，環(huán)境最低溫度為-40℃時，前窗玻璃的加熱功率須達到2100w以上，如仍然采用單一功率，當(dāng)環(huán)境溫度較高時，過大的加熱功率會影響玻璃的光學(xué)性能，發(fā)生光學(xué)變形現(xiàn)象。

因此，需要設(shè)計一種既滿足-40℃的極寒環(huán)境，又適應(yīng)正常低溫的前窗玻璃電加熱方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要目的在于解決上述問題和不足，提供一種在極低溫環(huán)境和正常環(huán)境低溫條件下均可以加熱玻璃且結(jié)構(gòu)簡單的車輛前窗玻璃電加熱裝置。

本發(fā)明的另一個主要目的在于，提供一種利用上述電加熱裝置除冰的方法，控制方式簡單，可以實現(xiàn)在極低溫環(huán)境下極速加熱玻璃。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種車輛前窗玻璃電加熱裝置，包括單層玻璃或多層玻璃，在玻璃表面或玻璃夾層內(nèi)部安裝有電加熱絲，將所述前窗玻璃的電加熱絲分成電阻值相同的多個加熱區(qū)域，每個加熱區(qū)域的電加熱絲由母線引出與外部電源連接，該裝置還設(shè)置有用于感應(yīng)前窗玻璃溫度的溫度控制器和極寒模式啟動開關(guān)，所述溫度控制器和極寒模式啟動開關(guān)通過串并聯(lián)轉(zhuǎn)換控制電路與多個加熱區(qū)域的母線連接實現(xiàn)多個加熱區(qū)域的電加熱絲的串并聯(lián)轉(zhuǎn)換，所述溫度控制器與極寒模式啟動開關(guān)分別與控制電源連接。

進一步，所述前窗玻璃的電加熱絲平均分成電阻值相同的兩個加熱區(qū)域，分別為第一加熱區(qū)域和第二加熱區(qū)域。

進一步，所述串并聯(lián)轉(zhuǎn)換控制電路包括接觸器K1、接觸器K2和控制繼電器R1，接觸器K1和接觸器K2的線圈并聯(lián)后接入控制電源的輸入端與溫度控制器之間，控制繼電器R1的常開觸頭R1’與接觸器K2串聯(lián)，控制繼電器R1的常閉觸頭R1”與接觸器K1串聯(lián)，控制繼電器R1的線圈與極寒模式啟動開關(guān)串聯(lián)，外部電源經(jīng)接觸器K1的常開觸點將第一加熱區(qū)域和第二加熱區(qū)域的電加熱絲串聯(lián)，在接觸器K1常開觸點的輸入端和輸出端與第二加熱區(qū)域的電加熱絲的輸入母線和輸出母線之間同時接入接觸器K2的常開觸點。

進一步，在所述外部電源及控制電源的正極輸入端均串接一斷路器。

進一步，所述極寒模式啟動開關(guān)連接一用于超時保護的延時繼電器KTD，延時繼電器KTD的常開觸點與控制繼電器R1的線圈串聯(lián)接入回路中。

進一步，所述溫度控制器粘貼固定于所述前窗玻璃的內(nèi)表面。

進一步，所述極寒模式啟動開關(guān)為手動開關(guān)或為感應(yīng)室外溫度的溫控開關(guān)。

進一步，所述極寒模式啟動開關(guān)為自復(fù)位開關(guān)。

進一步，所述外部電源為車輛提供的220V交流電源。

本發(fā)明的另一個技術(shù)方案是：

一種利用上述電加熱裝置除冰的方法，包括如下步驟：

測量前窗玻璃溫度，當(dāng)前窗玻璃溫度處于設(shè)定下限值或以下時，啟動正常加熱模式，控制多個加熱區(qū)域的電加熱絲串聯(lián)連接，按較小功率值加熱前窗玻璃；

如果達到極寒模式啟動條件，啟動極寒加熱模式，控制多個加熱區(qū)域的電加熱絲切換為并聯(lián)連接，按較大功率值加熱前窗玻璃；

如果前窗玻璃溫度達到設(shè)定上限值時，停止為前窗玻璃加熱。

進一步，極寒模式啟動條件為人為判斷前窗玻璃需要除冰并按下極寒模式啟動開關(guān)，或感應(yīng)室外環(huán)境溫度達到設(shè)定值自動觸發(fā)極寒模式啟動開關(guān)。

進一步，啟動極寒加熱模式后，通過延時繼電器KTD控制加熱時間，達到時間設(shè)定值時自動轉(zhuǎn)為正常加熱模式。

進一步，所述時間設(shè)定值為10分鐘。

進一步，前窗玻璃溫度設(shè)定下限值為15℃，前窗玻璃溫度設(shè)定上限值為28℃。