[发明专利]一种制动电阻回路及其过热保护方法

说明书

本发明公开了一种制动电阻回路及其过热保护方法，其中，该制动电阻回路包括电源；接触器，其与所述电源串联；第一开关器件，其与所述接触器和电源串联；制动电阻，其与所述第一开关器件并联；以及第二开关器件，其与所述制动电阻串联，其中，所述制动电阻正常工作时最大电流与第一开关器件无法关断时电流之间的差值大于2倍以上，且第二开关器件的动作电流值在上述两电流之和的设定百分比的计算值以及第一开关器件无法关断时的电流值之间选取。本发明实施例的制动电阻回路的器件种类未变，没有增加成本，主要通过改善硬件选型实现，改善了现有制动电阻的过热保护机制。

技术领域

本发明涉及一种新能源车辆制动领域，尤其涉及一种制动电阻回路及其过热保护方法。

背景技术

制动电阻作为新能源车辆制动的重要解决方案，主要在电池充满电，无法再接受回馈制动能量时切入到电池两端开始工作，用来消耗电制动回馈的能量，从而保护电池、维持整车电制动。

制动电阻回路主要包括电源Bat、制动电阻R_B、接触器K、熔断器F和IGBT模块，几者之间的关系如图1所示(其中，电阻、电源和IGBT模块内部检测温度的传感器未在图中画出)：在接触器K接通后，IGBT模块通过PWM斩波形式连通和切断电阻与电源，从而控制电阻上的电流，进而吸收电制动回馈的能量，最终达到保护电池、维持电制动的目的。

过热保护主要通过电阻、电源和IGBT模块内部检测温度的传感器检测得知。

现有过热保护主要来自三个方面：

1)一般情况下，熔断器是为了防止电阻两端短路，造成回路中其他部件过流而损坏或报故障影响电路工作。

2)接触器可以在系统过热时切断整个回路。

3)IGBT模块可以在系统过热时断开系统。

上述三种设计方法都无法保护下述情况：当IGBT模块发生擎住效应或因其他故障导致IGBT无法关断时，制动电阻上的电流将会持续存在(该电流小于IGBT模块额定电流，故IGBT模块不会烧断)，此时由于电流较大，主接触器可能无法切断(拉弧粘连)，造成制动电阻周围热量累计，温度持续上升，造成火灾风险。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是改善现有过热保护方法，使IGBT模块发生持续误导通情况下，现有过热保护机制能够起到保护作用。

为了解决上述技术问题，本申请的实施例首先提供了一种制动电阻回路，所述制动电阻回路包括：电源；接触器，其与所述电源串联；第一开关器件，其与所述接触器和电源串联；制动电阻，其与所述第一开关器件并联；以及第二开关器件，其与所述制动电阻串联，其中，所述制动电阻正常工作时最大电流与第一开关器件无法关断时电流之间的差值大于2倍以上，且第二开关器件的动作电流值在上述两电流之和的设定百分比的计算值以及第一开关器件无法关断时的电流值之间选取。

优选地，所述制动电阻的阻值R按照如下表达式计算选型：

式中，U为充满电后电池电压，P为制动功率。

优选地，若所述制动电阻回路应用在长度12米以下且重量18吨以下通用车辆上时，所述制动电阻R的阻值按照如下表达式计算选型：

式中，P_max为长度12米以下且重量18吨以下通用车辆在7％坡度6公里的长坡上以30km/h匀速下坡时的最大制动功率，U_min为车辆的最低电池电压满值。

优选地，与所述制动电阻串联的第二开关器件的动作电流I按照如下表达式选型：

式中，P为制动功率，R为制动电阻阻值，U为充满电后电池电压。