[发明专利]一种车辆冷却风扇镇流电阻电路的热保护系统和方法

说明书

本发明公开了一种车辆冷却风扇镇流电阻电路的热保护系统，其包括：供电电源；车辆的保护电路，其至少包括第一支路，所述第一支路上设有第一车辆电路保护元件；冷却风扇电压调节电路，其至少包括镇流电阻电路，所述镇流电阻电路上设有镇流电阻，所述镇流电阻电路与所述第一支路对应连接；冷却风扇电机；热保护电路，其一端于镇流电阻前端的位置与镇流电阻电路连接，其另一端接地，所述热保护电路上设有热保护元件。相应地，本发明还公开了一种车辆冷却风扇镇流电阻电路的热保护方法。基于该热保护系统和方法能在镇流电阻过热时触发电路故障，以防止电路过热损坏、避免引发事故。此外，基于该热保护系统可以简单地诊断所述电路故障。

技术领域

本发明涉及一种热保护系统和方法，尤其涉及一种镇流电阻电路的热保护系统和方法。

背景技术

汽车应用中，强力冷却风扇用于向需要被冷却的设备提供冷却空气，例如车内冷却或者发动机冷却。然而冷却过程中，尤其是发动机冷却过程中，冷却空气的流量需要随着环境温度和冷却液温度的变化而大幅变化，因此需要为冷却风扇配置转速控制系统。为避免采用复杂且昂贵的冷却风扇转速控制系统(例如基于PWM的控制系统)，很多情况下采用两级或三级变速的转速控制方案。

现有的一种两级或三级变速的转速控制方案中，冷却风扇电机通过包含与其串联的不同的镇流电阻的电路供电。为了防止在镇流电阻过热时电路过热损坏、避免引发事故，通常设置热保护系统。

图1显示了现有的一种基于上述两级变速转速控制方案的热保护系统，其中，冷却风扇电机以两级变速方式供电。该热保护系统包括12V蓄电池B，第一支路C₁，第二支路C₂，对应连接第一支路C₁的镇流电阻电路C₃’，对应连接第二支路C₂的与镇流电阻电路C₃’并联的另一支路C₄，其中，第一支路C₁包括20A的第一保险丝F₁，第二支路C₂包括30A的第二保险丝F₂，镇流电阻电路C₃’包括串联的镇流电阻R和热保护元件TF’(图1中为热保险丝)，该热保护系统具体电路连接如图1所示。在第一级速度模式下，冷却风扇电机M通过第一支路C₁供电，此时冷却风扇电机经与其串联的镇流电阻R(图1中为陶瓷电阻)从12V蓄电池B取电，由于镇流电阻R的降压镇流作用，冷却风扇电机M上的电压和电流减少，以低功率以及低转速运行；在第二级速度模式下，冷却风扇电机M通过第二支路C₂供电，此时冷却风扇电机M直接从12V蓄电池B取电，在满电动势下以高功率以及高转速运行。冷却风扇电机M运行时，产生冷却风CA，低转速时冷却风CA风速小，冷却能力弱，高转速时冷却风CA风速大，冷却能力强。当镇流电阻R位于冷却风CA路径上时，也能被冷却。

图2显示了图1所示热保护系统的热保护原理。由于镇流电阻R在电流经过时会产生热损耗而发热，而电路通常具有良好的导热性能，镇流电阻R发热产生的热量会通过电路传递至热保护元件TF’。当由于某些原因(例如冷却风扇电机过载/堵转)，镇流电阻R过热时，热保护元件TF’在镇流电阻R传递的热量Q’的作用下持续升温，直至温度达到其动作温度，热保护元件TF’断开，导致电路故障。根据不同的设计需求，该热保护元件TF’可以是可复位的或者是不可复位的。

上述热保护系统的缺点在于当镇流电阻R过热触发电路故障时，在断开的热保护元件TF’之前电路电压始终显示正常，而镇流电阻电路C₃’并联的另一支路C₄通常被固化在冷却风扇接头中，因此车辆上常规的电路电压监测无法诊断该电路故障，同时也没有给出针对所述电路故障的其它简单的诊断方法。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种车辆冷却风扇镇流电阻电路的热保护系统，基于该热保护系统不仅能在镇流电阻R过热时触发电路故障，以防止电路过热损坏、避免引发事故，而且可以简单地诊断该电路故障。