一种用于对功率逆变器的热电路(100)进行建模的方法(300)包括：将热电路(100)的第一输入节点(102)设置(302)为第一测得的温度。该方法(300)还包括：将热电路(100)的第二输入节点(104)设置(304)为第二测得的温度。该方法(300)还包括：使用至少第一测得的温度和第二测得的温度确定热电路(100)的至少一个热特性(306)。该方法(300)还包括：基于该至少一个热特性确定(308)热电路(100)的操作温度。特性确定(308)热电路(100)的操作温度。特性确定(308)热电路(100)的操作温度。
【技术实现步骤摘要】
用于对热电路进行建模的系统和方法
[0001]本公开涉及热电路，并且具体地涉及用于对热电路特性进行建模的系统和方法。
技术介绍
[0002]功率电子器件，诸如功率逆变器，通常包括在各种应用中使用以用于控制该应用中的功率特性的固态电子器件。例如，与车辆相关联的功率逆变器可被用于通过使用直流功率生成交流功率来驱动该车辆的电力推进系统。
[0003]典型地，功率逆变器的操作温度(例如，电压)被建模，以降低操作中与功率逆变器相关联的半导体过热的风险。为了对功率逆变器的操作温度进行建模，在功率逆变器的台架测试期间和/或功率逆变器的实时操作(例如，功率逆变器的生产使用)期间针对各种操作场景计算各种热特性，诸如与功率逆变器相关联的热电路的一个或多个节点处的温度(例如，电压值)和/或功率损耗(例如，电流)值。所计算的热特性随后可被用于估计功率逆变器在各种操作场景期间的操作温度。可调整功率逆变器的热电路的热特性和/或其他特性，使得功率逆变器在各种操作场景期间的估计的操作温度在操作温度阈值内(例如，以避免与功率逆变器相关联的半导体过热)。然而，对功率逆变器的操作温度进行建模的典型系统可能引入按Luenberger因子缩放的误差估计量，这可能影响估计的操作温度的准确性。
技术实现思路
[0004]本公开大体上涉及热电路建模系统和方法。
[0005]公开的实施例的一个方面是一种用于对功率逆变器的热电路进行建模的方法。该方法包括将热电路的第一输入节点设置为第一测得的温度。该方法还包括将热电路的第二输入节点设置为第二测得的温度。该方法还包括使用至少第一测得的温度和第二测得的温度来确定热电路的至少一个热特性。该方法还包括基于该至少一个热特性确定热电路的操作温度。
[0006]所公开的实施例的另一方面是热电路建模系统。该系统包括热电路和控制器该热电路与具有一个或多个输入功率(电流)源的功率逆变器相关联。该控制器被配置成用于：将热电路的第一输入节点设置为第一测得的温度；将热电路的第二输入节点设置为第二测得的温度；使用至少第一测得的温度和第二测得的温度来确定热电路的至少一个热特性；并且基于该至少一个热特性确定热电路的操作温度。
[0007]所公开的实施例的另一方面是一种用于确定功率逆变器的建模的热电路的冷却剂流速的方法。该方法包括将与该功率逆变器相关联的热电路的第一输入节点设置为第一测得的温度。该方法还包括将热电路的第二输入节点设置为第二测得的温度。该方法还包括使用至少第一测得的温度和第二测得的温度来确定热电路的至少一个热特性。该方法还包括基于该至少一个热特性确定功率逆变器的冷却剂流速。该方法还包括确定第一输入节点处的第一功率损耗值。该方法还包括基于第一功率损耗值选择性地调整建模的热电路的冷却剂流速。
[0008]本公开的这些和其他方面在下列实施例的详细描述、所附权利要求以及附图中被提供。
附图说明
[0009]当与所附附图结合来阅读时，从下列具体实施方式最佳地理解本公开。所强调的是，根据惯例，附图的各种特征不是按比例的。相反，为了清楚起见，各种特征的尺寸被任意扩大或缩小。
[0010]图1大体上图示出根据本公开的原理的热电路。
[0011]图2大体上示出了根据本公开的原理的针对流速的控制环路。
[0012]图3是大体上示出根据本公开的原理的热电路建模方法的流程图。
[0013]图4是大体上示出根据本公开的原理的冷却剂流速控制方法的流程图。
具体实施方式
[0014]下列讨论涉及本专利技术的各实施例。虽然这些实施例中的一个或多个可能是优选的，但是所公开的实施例不应当被解释为或以其他方式被用作对包括权利要求书在内的本公开的范围的限制。另外，本领域技术人员将会理解，下列描述具有广泛的应用，并且对任何实施例的讨论仅旨在成为该实施例的例示，并且不旨在暗示包括权利要求书在内的本公开的范围被限制于该实施例。
[0015]如所描述的，功率电子器件，诸如功率逆变器，通常包括固态电子器件，该固态电子器件在各种应用中被使用，以在一个应用中用于控制功率特性、在一个应用中用于转换功率特性等等。例如，与车辆相关联的功率逆变器可被用于驱动该车辆的电力推进电机。
[0016]典型地，功率逆变器包括冷却机制，诸如液冷散热器(heatsink)，该液冷散热器将来自逆变器的废热(例如，操作中生成的废热)传递至与液冷散热器相关联的冷却剂然后传递至冷却器(radiator)。功率逆变器的操作温度被建模，以降低操作中与功率逆变器相关联的半导体过热的风险。为了对功率逆变器的操作参数(例如，电压)进行建模，在功率逆变器的台架测试(bench testing)期间对电路中的各节点之间的热电阻与电容进行测量。根据功率设备的功率损耗数学方程来计算功率损耗(例如，电流)。
[0017]所计算的热特性随后可被用于估计功率逆变器在各种操作场景期间的操作温度。可调整功率逆变器的热电路的热特性和/或其他特性，使得功率逆变器在各种操作场景期间的估计操作温度接近在物理传感器上测得的温度。该目的在于监测包括没有放置温度传感器的那些连结点的所有连结点处的温度，由此将设备维持在操作温度限值内(例如，以避免与功率逆变器相关联的半导体过热)。
[0018]对热电路的操作温度进行建模的典型系统(例如，状态观测器系统，其可被称为热观测器系统)监测与热电路的绝缘栅双极晶体管(IGBT)相关联的温度传感器测量。例如，用于估计热电路(例如，和/或与热电路相关联的半导体)的操作温度的典型实时热管理系统可包括：分析具有针对各种操作场景的线性参数变化标量因子的多变量模型。此类系统可使用特定操作场景期间与热电路的多个节点相关联的温度来计算多个状态空间方程。该系统可随后使用状态空间方程的结果来估计热电路的操作温度(例如，在特定操作场景期间的操作温度)。
[0019]然而，此类系统通常将输入温度(例如，IGBT输入温度和冷却剂输入温度，如将要描述的)当作未知值。因此，此类系统通常引入按Luenberger因子缩放的误差估计量(estimator)，它可能影响估计操作温度的准确性。
[0020]因为此类系统将输入温度当作未知值，因此类似地针对状态空间方程而言该输入温度是被近似估计的(approximate)。因此，典型系统通过引入Luenberger缩放因子而将参考输入温度集成到状态空间方程中。例如，针对每一个状态空间方程，来自热电路的实际输出与热电路的计算的输出之间的差异可乘以Luenberger增益值。额外地或替代地，用于特定操作场景的Luenberger增益值可被再次使用(reiterate)并且在台架测试期间(例如，在功率逆变器的生产使用之前)用于测试热电路。下述方程示出了使用此类Luenberger因子的典型状态空间方程：其中，对应于热电路在特定时刻的温度的预期变化速率(change of rate)；A对应于热电路的电阻(其可被称为热电阻)乘以热电路的电容(其可被称为热质量)的逆(inverse)，对应于热电本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于对功率逆变器的热电路(100)进行建模的方法(300)，其特征在于，所述方法(300)包括：将所述热电路(100)的第一输入节点(102)设置(302)为第一测得的温度；将所述热电路(100)的第二输入节点(104)设置(304)为第二测得的温度；使用至少所述第一测得的温度确定(306)所述热电路(100)的至少一个热特性；以及基于所述至少一个热特性确定(308)所述热电路(100)的操作温度。2.根据权利要求1所述的方法(300)，其特征在于，所述功率逆变器被配置成用于驱动相关联的车辆的电力推进电机。3.根据权利要求1所述的方法(300)，其特征在于，所述热电路(100)包括至少一个功率源。4.根据权利要求1所述的方法(300)，其特征在于，所述至少一个热特性包括所述热电路(100)的节点处的温度。5.根据权利要求1所述的方法(300)，其特征在于，进一步包括：使用至少所述第一测得的温度和所述第二测得的温度确定所述热电路(100)的多个其他热特性。6.根据权利要求1所述的方法(300)，其特征在于，进一步包括：确定与所述第一输入节点(102)相关联的第一功率损耗值。7.根据权利要求6所述的方法(300)，其特征在于，进一步包括：使用所述第一功率损耗值确定冷却剂流速。8.根据权利要求1所述的方法(300)，其特征在于，所述第一输入节点(102)和所述第二输入节点(104)中的一个包括绝缘栅双极晶体管温度输入节点，并且所述第一输入节点(102)和所述第二输入节点(104)中的另一个包括冷却剂温度输入节点。9.一种热电路(100)建模系统，其特征在于，所述热电路(100)建模系统包括：热电路(100)，所述热电路(100)与功率逆变器相关联并且具有至少第一输入节点(102)和第二输入节点(104)；以及控制器(110)，所述控制器(110)被配置成用于：将所述热电路(100)的所述第一输入节点(102)设置(302)为第一测得的温度；将所述热电路(100)的所述第二输入节点(104)设置(304)为第二测得的温度；使用至少所述第一测得的温度确定(306)所述热电路(100)的至少一个热特性；并且基于所述至少一个热特性确定(308)所述热电路(100)的操作温度。10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述功率逆变器被配置成用于驱动相关联的车辆的电力推进电机。11.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑力浚，R，
申请(专利权)人：德尔福技术知识产权有限公司，
类型：发明
国别省市：
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