具体实施方式

图1示出了根据本发明的一个实施例的玻璃水防冻系统，其例如可用于车辆中，该玻璃水防冻系统可包括：用于储存玻璃水的玻璃水储存容器1如玻璃水壶；加热和保温机构(如设置在该玻璃水储存容器外的加热和保温层)，其用于对所述玻璃水储存容器1进行加热和保温；和气温获取系统，其用于确定所述玻璃水储存容器所处位置在下一天将会经历的气温。优选地，所述气温获取系统可包括能经由车辆的网络接收天气预报的接收装置和用于确定所述玻璃水储存容器1或车辆所处位置的全球定位系统GPS，从而，该气温获取系统能将从车辆网络获得的下一天的天气预报和从全球定位系统确定的车辆所处的地理位置相结合来获得该地理位置下一天将经历的气温。

该玻璃水防冻系统还包括控制器如整车控制器，所述控制器可配置成：

记录玻璃水储存容器中的防冻剂如乙二醇的含量，并基于所述玻璃水储存容器1中现有防冻剂的含量计算所述玻璃水储存容器1中的玻璃水的冰点；

将所计算出的冰点与所述下一天将会经历的气温进行比较；和

在所述下一天将会经历的气温在所述冰点以下的情况下，控制所述加热和保温机构将所述玻璃水加热并保持到高于所述冰点的温度。

进而，本发明能通过气温获取系统自动获取车辆或玻璃水储存容器1所处位置在下一天将会经历的气温，并且能通过控制器来基于所述冰点并基于所述下一天将会经历的气温来自动地控制所述加热和保温机构将所述玻璃水加热并保持到高于所述冰点的温度，并且当玻璃水的温度高于冰点时才允许系统工作，并且从而实现玻璃水温度的自动控制。这样，能防止玻璃水的温度降低到冰点以下，从而防止玻璃水储存容器的胀裂，进一步地保证了驾驶员的行车安全。

在本实施例中，优选地，该玻璃水防冻系统还可包括：用于储存防冻剂的防冻剂储存容器2或称为辅助壶；可选的将该防冻剂储存容器与该玻璃水储存容器连接的管道3；和设置在管道3上的阀门，该阀门可开闭，从而将该玻璃水储存容器与该防冻剂储存容器可开闭地连通。

采用本实施例，当无法通过加热和保温机构来将玻璃水储存容器1中的玻璃水的温度加热并保持到高于冰点的温度的情况下，驾驶员还可通过打开阀门以将防冻剂加入到玻璃水中来降低玻璃水的冰点，从而防止玻璃水结冻。

当然，可以想到，该玻璃水储存容器1与该防冻剂储存容器2之间可不通过管道3连接，而是可以直接连接的，例如该防冻剂储存容器2可置于该玻璃水储存容器1的顶部或侧壁上，且阀门可设置在玻璃水储存容器1与该防冻剂储存容器2之间，从而当需要加入防冻剂时，可打开阀门，以使防冻剂例如通过重力而从防冻剂储存容器2直接进入该玻璃水储存容器1中。

还可以想到的是，设置温度传感器来对玻璃水的温度进行实时检测，从而当检测到的玻璃水的温度即将低到所述冰点时，所述控制器控制所述加热和保温机构对玻璃水进行加热和保温和/或通过加热防冻剂来降低玻璃水的冰点，从而防止玻璃水结冻。

优选地，该阀门是流量控制阀4，从而该防冻剂储存容器2经由该流量控制阀4与该玻璃水储存容器1可开闭地连通。这样，所述控制器还配置成：在无法经由所述加热和保温机构将所述玻璃水加热并保持到高于所述冰点的温度时，控制所述流量控制阀4打开，以将一定量的防冻剂从所述防冻剂储存容器2进给到所述玻璃水储存容器1中，从而使所述玻璃水的冰点降低到低于所述下一天将会经历的气温。这样，驾驶员可无需手动进行任何操作，并且玻璃水防冻系统可自动操作以调节玻璃水中防冻剂如乙二醇的浓度，这进一步确保了系统的玻璃水的自动防结冻功能。

当然，该控制器还可根据需求而控制该流量控制阀4的开度，以控制防冻剂进入该玻璃水储存容器1中的速度。

优选地，所述控制器还配置成基于以下公式计算要从所述防冻剂储存容器进给到所述玻璃水储存容器1中的防冻剂的量：

△T＝Tf*－Tf＝Kf×bB

其中，Tf*为纯溶剂水的凝固点，Tf为玻璃水溶液的凝固点，bB为玻璃水溶液中的溶质B即防冻剂的质量摩尔浓度，Kf为水的凝固点降低常数或溶剂常数(其数值仅与溶剂的性质有关)，即Kf＝1.86。

例如，在以乙二醇作为防冻剂且当预将玻璃水的冰点降低到-20℃的情况下，通过该公式计算出的要加入到玻璃水中的乙二醇的量如下：

0-(-20)＝20＝Kf×bB＝1.86×bB

bB＝20/1.86＝10.75mol/kg

因此，在一千克水中加入10.75mol的乙二醇可以将冰点降低到-20℃。

这样，本发明通过对需加入的防冻剂的量进行精确计算和控制，不仅能防止因加入的防冻剂的量过少而导致的玻璃水的结冻的问题，而且能防止因加入的防冻剂的量过多而导致的防冻剂过早耗尽的问题，而防冻剂在驾驶员不知情的情况下过早耗尽也会导致玻璃水的冰点无法进一步下降，从而导致玻璃水结冻和可能的玻璃水储存容器1的胀裂的情况。

在本实施例中，优选地，加热和保温机构如加热和保温层可构造成能获取所述车辆的内燃机和/或电动车电池的工作余热和/或构造成能经由所述电动车电池供电加热。

采用这种方案，不仅能降低内燃机或电池的温度，而且能对内燃机和/或所述电池的工作余热进行回收，节约了能量。此外，本发明通过车辆现有的设备对玻璃水储存容器进行加热，避免了增加新的加热装置，并且节省了空间和成本。

尽管上述描述均是仅针对该玻璃水防冻系统在车辆中的应用，但应当理解，该玻璃水防冻系统也可以应用于其他设备如其它交通工具如飞机中。

此外，尽管在上述实施例中，仅当无法通过加热和保温机构来将玻璃水储存容器1的温度加热并保持到高于冰点的温度的情况下，才通过打开阀门来将防冻剂加入到玻璃水中，从而降低玻璃水的冰点，但可以理解的是，也可首先选择将防冻剂加入玻璃水中来降低玻璃水的冰点，且当防冻剂含量过低或耗尽时才通过加热和保温机构来将玻璃水的温度加热并保持到高于冰点的温度。当然，加热和保温机构的加热和保温可与防冻剂的添加同时进行，这均落入本发明的保护范围之内。

当然，还可以想到的是，尽管上述实施例中均包括加热和保温机构，但可以想到的是，该玻璃水防冻系统可不包括该加热和保温机构，从而该玻璃水防冻系统可仅通过向玻璃水中加入防冻剂来降低玻璃水的冰点。

此外，尽管上述实施例均是针对车辆所处的地理位置的下一天将经历的气温实施的，但可以想到，气温获取系统也可以获取未来任何时间段的气温，例如未来72小时、未来48小时、未来24小时、未来12小时等，并且控制器基于在所确定的未来的时间段将会经历的气温来控制加热和保温机构进行加热和保温和/或控制防冻剂的添加。

此外，应当理解，本发明中的防冻剂可以是任何合适的防冻剂，其并不限于是乙二醇。

将清楚的是，在不背离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下可针对上述的本发明的多种不同实施例作出对于本领域技术人员来说显而易见的各种不同的变体和/或改进和/或组合。