[发明专利]一种带有大电流和保险丝熔断预警功能的新型保险丝盒

说明书

描述了一种保险丝盒。该保险丝盒包括温度采样电路和微控制器。其中，温度采样电路用于提供和环境温度对应的第一采样值，以及和保险丝金属电极温度对应的第二采样值。其中，微控制器与温度采样电路耦合，并且被配置成：基于从温度采样电路获得的第一采样值和第二采样值，获得环境温度Ta和金属电极温度Ts；以及基于Ta和Ts来实时地计算出流过保险丝的平均电流I。

技术领域

本发明涉及一种保险丝盒，尤其涉及一种在车辆上使用的，带有大电流和保险丝熔断预警功能的新型保险丝盒。

背景技术

随着智能驾驶技术和新能源汽车的快速发展，越来越多的电子设备被应用到汽车上，所以保护所有车载电子设备的安全工作至关重要。

针对线路或负载中出现大电流故障的情况，为保证负载寿命和线束安全，当前电气设计通常采取的方法是在回路中串保险丝，当故障电流大于保险丝熔断值时，保险丝熔化断开，防止电流的持续增大，从而保护负载和线束。汽车保险丝一般统一安装在一个保险丝盒中以便于排查和检修。但当前车载保险盒设计存在以下两个问题：

1.当大电流故障发生但保险丝尚未熔断时，保险丝盒没有反馈给到驾驶员，这在车辆行驶过程中将变得非常危险，因为驾驶员无法得知保险丝即将熔断，车辆某些功能将会丧失。

2.因保险丝的工作原理是电流增大，保险丝温度升高，温度升高到熔断温度后保险丝才熔断保护，故在低温环境下，保险丝需要比常温更大的电流才能熔断，假如故障电流I满足以下条件：

I常温熔断电流I故障电流I低温熔断电流

保险丝在短时间不会立即熔断，但此时故障电流可能已经大到足以损坏设备或者缩短设备寿命。当前保险丝盒设计针对这种故障情况，无对应保护机制。

发明内容

本发明提供一种保险丝盒。该保险丝盒包括温度采样电路和微控制器。其中，温度采样电路用于提供和环境温度对应的第一采样值，以及和保险丝金属电极温度对应的第二采样值。其中，微控制器与温度采样电路耦合，并且被配置成：基于从温度采样电路获得的第一采样值和第二采样值，获得环境温度Ta和金属电极温度Ts；以及基于Ta和Ts来实时地计算出流过保险丝的平均电流I。

温度采样电路进一步被设计成基于热敏电阻来提供温度采样。更具体地，温度采样电路包括具有远离热源放置的第一热敏电阻的第一分压采样电路，以及具有放置于保险丝金属电极附近的第二热敏电阻的第二分压采样电路，其中微控制器读取第一热敏电阻上的分压值作为第一采样值，读取第二热敏电阻上的分压值作为第二采样值，并基于分压原理计算出第一热敏电阻的电阻值Rt1，和第二热敏电阻的电阻值Rt2。

微控制器进一步被设计成通过AD端口对采样电路采样，通过CAN总线电路对外发送信息。进一步地，微控制器基于预存的热敏电阻R-T关系，基于所述Rt1得到环境温度值Ta，基于Rt2得到金属电极温度Ts。此后，微控制器通过以下公式来计算流过保险丝的平均电流I：

Ta+I²*R*K＝Ts

其中，R是保险丝金属电极的内阻，K是保险丝热阻

微控制器进一步基于以下方式计算出熔断时间T：

Q＝I²*T

其中Q是和温度Ts对应的保险丝的熔化热能值。

进一步地，微控制器可被配置成：当实时计算出的熔断时间T小于特定阈值时，发送预警消息。

为了能够在低温条件下仍能有效地发挥作用，微控制器可进一步被配置成：识别环境低温状态，环境低温状态被定义为环境温度值Ta低于预定温度阈值；响应于识别出环境低温状态，检测低温故障电流状况(保险丝常温熔断电流流过保险丝的平均电流I保险丝低温熔断电流)；以及响应于检测到低温故障电流状况，发送报警信息。