车辆、控制器及其功率器件结温估计方法和装置制造方法及图纸

本申请公开了一种车辆、控制器及其功率器件结温估计方法和装置，其中，该方法包括：获取功率器件在前一采样周期内的结温及吸热功率，其中，前一采样周期为与当前采样周期相邻的采样周期；以及根据所述功率器件在前一采样周期内的结温、所述功率器件在前一采样周期内的吸热功率、及当前采样周期时长，确定功率器件在当前采样周期内的结温。由此，能够实时准确地估计功率器件的结温，提高控制器的可靠性和工作寿命。作寿命。作寿命。

【技术实现步骤摘要】
车辆、控制器及其功率器件结温估计方法和装置


[0001]本申请涉及功率器件结温检测
，特别涉及一种控制器功率器件结温估计方法、一种控制器功率器件结温估计装置、一种控制器和一种车辆。

技术介绍

[0002]功率器件，例如IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)作为控制器中电流逆变单元的核心元件，其高温失效及工作寿命直接决定了控制器在整个寿命周期的可靠性与成本。因此，对功率器件结温的监控与保护是提高高功率密度的控制器系统的稳定性和工作寿命的关键措施。
[0003]相关技术中，常用的IGBT结温估算方法为：以模块内置的NTC(Negative Temperature CoeffiCient，负温度系数)温度传感器获得的温度作为基准温度，根据功率器件的损耗、功率器件与传感器的标定热阻，估算功率器件的结温。然而，由于被测物热容的不同，会导致NTC温度传感器检测到的基准信号的变化远滞后于功率器件结温的变化，因此，在控制器产生瞬时大电流或者发生堵转等危险工况时，无法实时准确地检测到功率器件的结温，从而影响控制器的可靠性和工作寿命。

技术实现思路

[0004]本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本申请的第一个目的在于提出一种控制器功率器件结温估计方法，能够实时准确地估计功率器件的结温，提高控制器的可靠性和工作寿命。
[0005]本申请的第二个目的在于提出一种控制器功率器件结温估计装置。
[0006]本申请的第三个目的在于提出一种控制器。
[0007]本申请的第四个目的在于提出一种车辆。
[0008]本申请的第五个目的在于提出一种计算机可读存储介质。
[0009]为实现上述目的，本申请第一方面实施例提出了一种控制器功率器件结温估计方法，包括：获取功率器件在前一采样周期内的结温及吸热功率，其中，所述前一采样周期为与当前采样周期相邻的采样周期；以及根据所述功率器件在前一采样周期内的结温、所述功率器件在前一采样周期内的吸热功率、及所述当前采样周期时长，确定所述功率器件在所述当前采样周期内的结温。
[0010]根据本申请实施例的控制器功率器件结温估计方法，获取功率器件在前一采样周期内的结温及吸热功率，并根据功率器件在前一采样周期内的结温、功率器件在前一采样周期内的吸热功率、及当前采样周期时长，确定功率器件在当前采样周期内的结温。由此，能够实时准确地估计功率器件的结温，提高控制器的可靠性和工作寿命。
[0011]另外，根据本申请实施例的控制器功率器件结温估计方法还可以具有如下附加的技术特征：
[0012]根据本申请的一个实施例，在确定所述功率器件在所述当前采样周期内的结温之
后，还包括：获取所述当前采样周期内，所述功率器件的工作参数、控制器内冷媒的温度值及所述功率器件与冷媒间的热阻；根据所述功率器件的工作参数及所述功率器件在前一采样周期内的结温，计算所述功率器件在所述当前采样周期内的损耗；以及根据所述功率器件在所述当前采样周期内的损耗、所述冷媒的温度值、所述功率器件与冷媒间的热阻及所述功率器件在所述当前采样周期内的结温，计算所述功率器件在所述当前采样周期内的吸热功率。
[0013]根据本申请的一个实施例，所述根据所述功率器件的工作参数及所述功率器件在前一采样周期内的结温，计算所述功率器件在所述当前采样周期内的损耗，包括：根据所述功率器件在前一采样周期内的结温，对所述功率器件的基准参数进行修正，以获取所述当前采样周期内的修正参数；根据所述当前采样周期内的修正参数及所述工作参数，计算所述功率器件在所述当前采样周期内的损耗。
[0014]根据本申请的一个实施例，所述功率器件的工作参数包括：集电极电流、导通占空比、工作频率，所述基准参数包括：基准导通压降、基准开通损耗和基准关断损耗，其中，所述根据所述功率器件的工作参数及所述功率器件在前一采样周期内的结温，计算所述功率器件在所述当前采样周期内的损耗，包括：根据V
ce
＝V
ce_ref
*(1+K1*(T
j
(i)-T
_ref
))，确定所述功率器件在所述当前采样周期内的修正导通压降；根据E
on
＝E
on_ref
*(1+K2*(T
j
(i)-T
_ref
))，确定所述功率器件在所述当前采样周期内的修正开通损耗；根据E
off
＝E
off_ref
*(1+K3*(T
j
(i)-T
_ref
))，确定所述功率器件在所述当前采样周期内的修正关断损耗；根据P
cond
＝I
c
*V
ce
*D，确定所述功率器件在所述当前采样周期内的导通损耗；根据P
cond
＝I
c
*V
ce
*D，确定所述功率器件在所述当前采样周期内的导通损耗；根据P
tot
＝P
cond
+P
sw
，确定所述功率器件在所述当前采样周期内的损耗，其中，V
ce
为修正导通压降，E
on
为修正开通损耗，E
off
为修正关断损耗，T
j
(i)为所述功率器件在前一采样周期内的结温，V
ce_ref
为基准导通压降，E
on_ref
为基准开通损耗，E
off_ref
为基准关断损耗，T
_ref
为基准温度，K1、K2和K3均为根据厂商测试曲线拟合的温度修正系数，P
cond
为所述功率器件的导通损耗，P
sw
为所述功率器件的关断损耗，P
tot
为所述功率器件的损耗，I
c
为所述功率器件的集电极电流，D为所述功率器件的导通占空比，f
sw
为所述功率器件的工作频率。
[0015]根据本申请的一个实施例，所述根据所述功率器件在所述当前采样周期内的损耗、所述冷媒的温度值、所述功率器件与冷媒间的热阻及所述功率器件在当前采样周期内的结温，计算所述功率器件在所述当前采样周期内的吸热功率，包括：根据e(i+1)＝P
tot
(i)-(T
j
(i+1)-T
a
)/R，计算所述功率器件在所述当前采样周期内的吸热功率，其中，e(i+1)为所述功率器件在当前采样周期内的吸热功率，T
j
(i+1)为所述功率器件在所述当前采样周期内的结温，P
tot
(i)为所述功率器件在所述当前采样周期内的损耗,T
a
为冷媒的温度值，R为所述功率器件与冷媒间的热阻。
[0016]根据本申请的一个实施例，在所述确定所述功率器件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种控制器功率器件结温估计方法，其特征在于，包括：获取功率器件在前一采样周期内的结温及吸热功率，其中，所述前一采样周期为与当前采样周期相邻的采样周期；以及根据所述功率器件在前一采样周期内的结温、所述功率器件在前一采样周期内的吸热功率、及所述当前采样周期时长，确定所述功率器件在所述当前采样周期内的结温。2.如权利要求1所述的控制器功率器件结温估计方法，其特征在于，在确定所述功率器件在所述当前采样周期内的结温之后，还包括：获取所述当前采样周期内，所述功率器件的工作参数、控制器内冷媒的温度值及所述功率器件与冷媒间的热阻；根据所述功率器件的工作参数及所述功率器件在前一采样周期内的结温，计算所述功率器件在所述当前采样周期内的损耗；以及根据所述功率器件在所述当前采样周期内的损耗、所述冷媒的温度值、所述功率器件与冷媒间的热阻及所述功率器件在所述当前采样周期内的结温，计算所述功率器件在所述当前采样周期内的吸热功率。3.如权利要求2所述的控制器功率器件结温估计方法，其特征在于，所述根据所述功率器件的工作参数及所述功率器件在前一采样周期内的结温，计算所述功率器件在所述当前采样周期内的损耗，包括：根据所述功率器件在前一采样周期内的结温，对所述功率器件的基准参数进行修正，以获取所述当前采样周期内的修正参数；根据所述当前采样周期内的修正参数及所述工作参数，计算所述功率器件在所述当前采样周期内的损耗。4.如权利要求3所述的控制器功率器件结温估计方法，其特征在于，所述功率器件的工作参数包括：集电极电流、导通占空比、工作频率，所述基准参数包括：基准导通压降、基准开通损耗和基准关断损耗，其中，所述根据所述功率器件的工作参数及所述功率器件在前一采样周期内的结温，计算所述功率器件在所述当前采样周期内的损耗，包括：根据V
ce
＝V
ce_ref
*(1+K1*(T
j
(i)-T
_ref
))，确定所述功率器件在所述当前采样周期内的修正导通压降；根据E
on
＝E
on_ref
*(1+K2*(T
j
(i)-T
_ref
))，确定所述功率器件在所述当前采样周期内的修正开通损耗；根据E
off
＝E
off_ref
*(1+K3*(T
j
(i)-T
_ref
))，确定所述功率器件在所述当前采样周期内的修正关断损耗；根据P
cond
＝I
c
*V
ce
*D，确定所述功率器件在所述当前采样周期内的导通损耗；根据P
sw
＝f
sw
*(E
on
+E
off
)，确定所述功率器件在所述当前采样周期内的关断损耗；根据P
tot
＝P
cond
+P
sw
，确定所述功率器件在所述当前采样周期内的损耗，其中，V
ce
为修正导通压降，E
on
为修正开通损耗，E
off
为修正关断损耗，T
j
(i)为所述功率器件在前一采样周期内的结温，V
ce_ref
为基准导通压降，E
on_ref
为基准开通损耗，E
off_ref
为基准关断损耗，T
_ref
为基准温度，K1、K2和K3均为根据厂商测试曲线拟合的温度修正系数，P
cond
为所述功率器件的导通损耗，P
sw
为所述功率器件的关断损耗，P
tot
为所述功率器件的损耗，I
c
为所述功率器件的集电极电流，D为所述功率器件的导通占空比，f
sw
为所述功率器件的工
作频率。5.如权利要求2所述的控制器功率器件结温估计方法，其特征在于，所述根据所述功率器件在所述当前采样周期内的损耗、所述冷媒的温度值、所述功率器件与冷媒间的热阻及所述功率器件在所述当前采样周期内的结温，计算所述功率器件在所述当前采样周期内的吸热功率，包括：根据e(i+1)＝P
tot
(i)-(T
j
(i+1)-T
a
)/R，计算所述功率器件在所述当前采样周期内的吸热功率，其中，e(i+1)为所述功率器件在所述当前采样周期内的吸热功率，T
j
(i+1)为所述功率器件在所述当前采样周期内的结温，P
tot
(i)为所述功率器件在所述当前采样周期内的损耗,T
a
为冷媒的温度值，R为所述功率器件与冷媒间的热阻。6.如权利要求1所述的控制器功率器件结温估计方法，其特征在于，在所述确定所述功率器件在所述当前采样周期内的结温之前，还包括：获取所述功率器件的热容C
m
；所述确定所述功率器件在所述当前采样周期内的结温，包括：根据T
j
(i+1)＝e(i)*t
_step
/C
m
+T
j
(i)，确定所述功率器件在所述当前采样周期内的结温，其中，T
j
(i+1)为所述功率器件在所述当前采样周期内的结温，e(i)为所述功率器件在前一采样周期内的吸热功率,T
j
(i)为所述功率器件在前一采样周期内的结温,t
_step
为当前采样周期时长，C
m
为所述功率器件的热容。7.如权利要求5所述的控制器功率器件结温估计方法，其特征在于，在所述计算所述功率器件在所述当前采样周期内...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐呈泽，
申请(专利权)人：广东威灵汽车部件有限公司，
类型：发明
国别省市：