[發明專利]控制帕爾貼元件的方法

在審

• 申請號: 201880054621.4
• 申請日: 2018-07-10
• 公開（公告）號: CN111094873A
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 于爾根·格林瓦爾德;克里斯蒂安·舒爾茨
• 申請（專利權）人: 馬勒國際有限公司
• 主分類號: F25B21/02
• 分類號: F25B21/02
• 代理公司: 北京柏杉松知識產權代理事務所(普通合伙) 11413
• 代理人: 邰鳳珠;劉繼富

本發明涉及一種控制用于使表面冷卻的帕爾貼元件的方法(1)。在起始步驟(2)中，將起動電流施加到帕爾貼元件，然后在冷卻步驟(3)中，使導熱地連接到帕爾貼元件的表面冷卻。根據本發明，在冷卻步驟(3)中，使所述表面冷卻到目標溫度，并且在冷卻步驟(3)之后，在調整步驟(5)中將維持電流施加到帕爾貼元件。這里維持電流低于起動電流。

本發明涉及根據權利要求1的前序部分的控制用于使表面冷卻的帕爾貼元件的方法。

帕爾貼元件在電流流過時產生溫差，所述溫差能夠用于例如冷卻汽車表面。待冷卻表面能夠是例如座椅表面、門內表面或控制臺表面。帕爾貼元件的冷卻功率能夠通過流過帕爾貼元件的電流控制，其中與流過帕爾貼元件的電流相關的冷卻功率的曲線相當于倒拋物線。所述拋物線的頂點對應于在相應最優電流下帕爾貼元件的最大可達到的冷卻功率。一旦所述電流進一步增加，帕爾貼元件的冷卻功率就會減少，并且多余的電能就會轉化為熱能。

當冷卻表面時，帕爾貼元件通常以最大的冷卻功率來運行，以便快速并高效地冷卻表面。一旦表面被冷卻，帕爾貼元件就會關閉。帕爾貼元件的關閉和打開能夠通過例如在US4,920,759中所描述的熱傳感器控制。在此，帕爾貼元件依賴于在待冷卻表面和車輛乘員之間的熱交換來控制。因此，表面的冷卻基本上取代傳統的冷卻系統。

然而，當表面具有恒定溫度時，會實現車輛乘員的特別的乘坐舒適性。然而利用現有技術中已知的方法是不可實現的。

因此，本發明的目標是提供一種控制用于使表面冷卻的帕爾貼元件的方法，通過所述方法可以使表面冷卻到恒定溫度。

根據本發明，所述目標通過獨立權利要求1的主題得到解決。有利的實施方式是從屬權利要求的主題。

在控制帕爾貼元件的方法中，本發明基于將表面冷卻到目標溫度并且隨后保持所達到的目標溫度的總體構思。在此，在起始步驟中將起動電流施加到帕爾貼元件，并且隨后在冷卻步驟中使導熱地連接到帕爾貼元件的表面冷卻。根據本發明，首先在冷卻步驟中將表面冷卻到目標溫度。在冷卻步驟之后，在調整步驟中將維持電流施加到帕爾貼元件，其中維持電流低于起動電流。

在根據本發明的方法中，在冷卻步驟中達到表面(例如汽車的座椅表面、門內表面或控制臺表面)的目標溫度。在此，目標溫度能夠由車輛乘員手動地或者通過控制裝置根據環境溫度或汽車中的內部溫度來預設。一旦達到待冷卻表面的目標溫度，冷卻步驟就會終止，并且在調整步驟中將維持電流施加到帕爾貼元件。目標溫度能夠通過例如傳感器來監控。維持電流低于起動電流，使得表面在降低的冷卻功率下冷卻。選擇冷卻功率和維持電流使得有利地維持表面的目標溫度。根據本發明，冷卻步驟在起始步驟之后執行，其中起始步驟能夠通過控制裝置自動啟動(例如在電機的啟動之后)或者由車輛乘員手動地啟動。

在根據本發明的方法中，待冷卻表面被冷卻到目標溫度，并且被施加以維持電流來維持表面的目標溫度，因此實現車輛乘員的最大乘坐舒適性。此外，在調整步驟中將比起動電流低的維持電流施加到帕爾貼元件，降低了帕爾貼元件的冷卻功率。用這種方法，帕爾貼元件的能量消耗也降低了。此外，為了執行所述方法，不需要傳統的根據類型在快速調節時響應緩慢并且表現超調行為的調節器。因此，能夠避免由于傳統調節器的超調行為造成的帕爾貼元件的額外的電力消耗，并且根據本發明的方法也更快地執行。

有利的是，在起始步驟中施加對應帕爾貼元件的最大冷卻功率的起動電流。冷卻功率P取決于塞貝克系數S_E、歐姆電阻R、帕爾貼元件的傳熱系數K_A、電流I以及帕爾貼元件上的溫差ΔT。所述關系能夠通過一般公式描述：

在最大冷卻功率下，帕爾貼元件快速并高效地達到目標溫度，使得即使在短的冷卻時間之后也能夠實現車輛乘員的最大乘坐舒適性。由于最大冷卻功率不取決于帕爾貼元件上的溫差并且始終等于相應的起動電流，在冷卻步驟中不需要對起動電流進行麻煩的重新調整。盡管汽車中的待冷卻表面優選地由具有低導熱系數的軟彈性材料，例如織物、皮革或塑料生產，由于所述材料的低熱容，待冷卻表面仍然能夠快速并高效地達到目標溫度。