用于运行电动制冷压缩机的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于运行机动车辆(2)的电动制冷压缩机(12)的方法(76)。测量功率半导体(66)的第一温度(80)，并且借助电动制冷压缩机(12)的理论模型(86)来确定功率半导体(66)的第二温度(84)。确定第一温度(80)与第二温度(84)之间的差(96)。如果差(96)大于第一边界值(100)，则识别出故障(104)。此外，本发明专利技术还涉及机动车辆(2)的电动制冷压缩机(12)、电动制冷压缩机(12)的用途以及具有制冷剂循环回路(8)的机动车辆(2)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于运行电动制冷压缩机的方法
本专利技术涉及用于运行机动车辆的电动制冷压缩机的方法以及包括功率半导体的机动车辆的电动制冷压缩机。在本文中，功率半导体是指能够承载至少1A电流的半导体，尤其是半导体开关。本专利技术还涉及一种电动制冷压缩机的用途以及一种具有包括该电动制冷压缩机的制冷剂循环回路的机动车辆。
技术介绍
机动车辆通常具有空调系统，借助该空调系统来调节机动车辆内室的温度。在借助电动马达驱动的机动车辆中，还要冷却必要的蓄能器，例如高压蓄电池。空调系统具有制冷剂循环回路，该制冷剂循环回路包括制冷压缩机、接在制冷压缩机下游的冷凝器以及在流体技术上接在冷凝器下游的蒸发器。在蒸发器下游在流体技术上接有另外的热交换器，另外的热交换器与通向机动车辆内室中的鼓风线路热接触或者与高压蓄能器的任意能量单元热接触。制冷剂循环回路填充有制冷剂，例如R134a、R1234yf或CO2。在运行期间，借助制冷压缩机增强制冷剂的压力，这会导致制冷剂的温度升高。这种温升传导到冷凝器，而冷凝器与机动车辆的周围环境热接触。在此情形下，制冷剂的温度降低，而制冷剂在下游的蒸发器中又降到原始压力，因此制冷剂的温度进一步下降。在下游的热交换器中，来自与热交换器热接触的部件的热能转移到制冷剂，这会导致部件冷却而制冷剂升温。升温的制冷剂再度被供送到制冷压缩机，以使制冷剂循环回路闭合。制冷压缩机通常借助机动车辆的内燃机中的皮带传动装置驱动并且具有压缩机头，该压缩机头例如是涡旋式压缩机头。如果空调系统是机动车辆的不包括内燃机的那一部分，则制冷压缩机具有电动马达，借助该电动马达来驱动压缩机头。在此情形下，根据机动车辆的用户设定温度或者高压蓄电池的实际温度，设定驱动装置的转速并因此调节空调系统的冷却能力。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：提供尤其适用于运行机动车辆的电动制冷压缩机的方法、机动车辆的电动制冷压缩机以及特别适用的具有电动制冷压缩机的机动车辆，其中，尤其提高安全性并且优选降低制造成本。根据本专利技术，该任务在方法方面通过权利要求1的特征来解决，在电动制冷压缩机方面通过权利要求7的特征来解决以及在机动车辆方面通过权利要求10的特征来解决。有利的改进方案和实施方案是各项从属权利要求的主题。该方法用于运行电动制冷压缩机，因此该方法包括利用电动马达进行电动驱动。电动制冷压缩机尤其是机动车辆的制冷剂循环回路的组成部分，借助其例如能够调节机动车辆内室的温度和/或冷却机动车辆的蓄能器。特别地，电动制冷压缩机包括压缩机头，例如涡旋式压缩机。特别优选地，借助电动制冷压缩机来压缩制冷剂，尤其是化学制冷剂，例如R134a或R1234yf。替代地，使用CO2作为制冷剂。特别优选地，电动马达是无刷式电动马达，优选无刷式直流马达(BLDC)。电动制冷压缩机包括功率半导体，尤其是功率半导体开关。在此情形下，功率半导体被设置并配置成承载，优选切换至少1A、2A、5A或10A的电流强度。特别地，借助功率半导体向电动马达馈电，尤其借助功率半导体开关实现脉宽调制。换言之，借助功率半导体开关输出PWM信号，该PWM信号优选馈送到电动马达的线圈绕组，尤其是电动马达的定子的线圈绕组。适宜地，功率半导体加载有驱动电路的PWM驱控，依赖于PWM驱控，功率半导体开关从导电状态转换成不导电状态。电动制冷压缩机尤其包括电子变流器，该电子变流器例如由直流电压网来供电。变流器优选具有功率输出级，其包括功率半导体开关，尤其是若干功率半导体开关。功率半导体开关能够切换所用的电动马达必要的功率给出所需的电流强度。换言之，功率半导体开关被设置并配置成能够切换如下电流强度，其对应于所用的电动马达的相绕组所需的电流强度。特别地，在运行时，如果其处于不导电状态，则在功率半导体开关上施加被认为是为了供应压缩机而设置的电压范围的电压。这样的电压可以是几伏到约1000V的电压。例如，电压为12V、24V或48V。特别地，电动制冷压缩机与机动车辆的车载电网电接触，该车载电网例如产生12V、24V或48V的电压。替代地，施加到功率半导体开关或者车载电网具有的电压为288V、450V、650V或830V。该方法规定，在第一工作步骤中，测量功率半导体的第一温度，尤其为此使用温度传感器。换言之，直接确定功率半导体的温度，为此例如使用温度计、热敏电阻或诸如此类。替代地，检测功率半导体的热辐射。第二工作步骤例如可以与第一工作步骤同时进行，但也可以在第一工作步骤之前或之后进行，其中，确定功率半导体的第二温度。特别地，第一工作步骤与第二工作步骤之间时间上错开小于或等于30秒、20秒、10秒或1秒。根据电动制冷压缩机(尤其是电动马达)的理论模型来确定第二温度，为此，例如使用向功率半导体施加的电压、功率半导体的运行时间和/或借助功率半导体承载的电流来进行确定。作为替代或优选与之组合，使用机电结构的热模型和/或通过控制电动制冷压缩机获得的关于预期转速的信息来进行确定。该信息允许尤其结合电流和/或电压的检测到的，尤其是测得的特性参数，获得关于预期功率给出的基于模型的结论以及因此是预期的第二温度的基于模型的结论。特别地，使用借助功率半导体开关执行的切换过程的数量。适当地，使用功率半导体的功率损耗来确定第二温度。适宜地，使用借助PWM驱控产生的驱控信号来确定第二温度(如果存在的话)。例如，根据特性曲线或公式获知第二温度。在随后的另外的工作步骤中，确定第一温度与第二温度之间的差。换言之，确定第二温度与第一温度的偏差，为此从第一温度减去第二温度。特别地，在此情形下，确定带符号的差，如果第二温度小于第一温度，则差大于零(0)。采用这种方式，确定功率半导体中的温度记录，其由于电动马达运行而无法借助理论模型来说明。因此，由于电动马达的另外的组成部分发生故障，例如制冷压缩机的压缩机头发生机械故障，会引起这种温度升高。对此，在替代方案中，不带符号地获知差，即获知两个温度之间的偏差的绝对值，从而尤其确定第一温度的预期值的目标区间。采用这种方式，还能够检测制冷剂循环回路内的可能的故障。在另外的工作步骤中，如果差大于第一边界值，则识别出故障。该方法因此能够在电动制冷压缩机完全停止运转之前识别出机械部件的故障。而且，能够避免过载，进而提高安全性。特别地，该运行方法也用于机动车辆的其他辅助机组，例如电动座椅调节装置或散热器风扇，为此相应调整理论模型。换言之，本专利技术不依赖于制冷压缩机内的具体用途。特别地，根据当前计算的模型来确定第一边界值。例如，使用0℃作为第一边界值。换言之，如果第二温度未完全对应于第一温度，则识别出故障。适宜地，第一边界值始终为正。换言之，例如因能量转移到借助电动制冷压缩机输送的制冷剂，由于以其他方式耗散热能因此不考虑功率半导体的冷却。特别优选地，第一边界值大于或等于2℃、5℃或10℃。有鉴于此，借助第一边界值，考虑暂时的温度波动和/或电动制冷压缩机的组成部分的减小/延迟的热传导。特别地，第一边界值小于或等于20℃，因此排除电机因故障而过度升温，否则这可能导致例如功率半导体或温度传感器的热失效。优选地，在不同于第一温度的时间点获知第二温度。采用这种方式，考虑到电动制冷压缩机的组成部分的减小/延迟的热传导。总之，以时延方式进行比较。例如，进行比较不仅是借助添加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于运行机动车辆(2)的电动制冷压缩机(12)的方法(76)，其中，‑测量功率半导体(66)的第一温度(80)，‑借助所述电动制冷压缩机(12)的理论模型(86)来确定所述功率半导体(66)的第二温度(84)，‑确定所述第一温度(80)与所述第二温度(84)之间的差(96)，以及‑如果所述差(96)大于第一边界值(100)，则识别出故障(104)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.23 DE 102015226719.9;2016.04.27 DE 10201621.用于运行机动车辆(2)的电动制冷压缩机(12)的方法(76)，其中，-测量功率半导体(66)的第一温度(80)，-借助所述电动制冷压缩机(12)的理论模型(86)来确定所述功率半导体(66)的第二温度(84)，-确定所述第一温度(80)与所述第二温度(84)之间的差(96)，以及-如果所述差(96)大于第一边界值(100)，则识别出故障(104)。2.根据权利要求1所述的方法(76)，其中，将所述第一边界值(100)选择为大于2℃、5℃或10℃且小于20℃。3.根据权利要求1或2所述的方法(76)，其中，如果所述第一温度(80)大于第二边界值(90)，则降低电动马达(30)的功率。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法(76)，其中，借助所述第一温度(80)和所述第二温度(84)来确定借助电动马达(30)输送的...

【专利技术属性】
技术研发人员：汉斯约阿希姆·施罗德，
申请(专利权)人：博泽沃尔兹堡汽车零部件有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE