用于确定流过开关元件的电流的方法、电路组件和机动车技术

本发明专利技术涉及一种用于确定流过电路组件(2)的至少一个开关元件(S1‑

【技术实现步骤摘要】
用于确定流过开关元件的电流的方法、电路组件和机动车


[0001]本专利技术涉及一种用于确定流过电路组件的至少一个开关元件的电流的方法，其中，电流在开关元件接通时流过开关元件的可导通区间/可导通区段。此外，本专利技术涉及一种电路组件以及一种机动车。

技术介绍

[0002]具有电的牵引驱动装置的机动车通常包括牵引变流器或驱动逆变器，其将由机动车的牵引蓄能器，例如高压电池提供的直流电流转换成用于运行牵引电机的交变电流。在牵引变流器运行时，交变电流的相电流有重要作用，因为该相电流直接负责在电机中形成扭矩。通常，相电流作为调节参数直接输入电机的调节部中。在此需要的是，精确检测相电流以防止出现扭矩偏差，因为扭矩偏差可能损害电机的运行并且尤其是也损害机动车的行驶运行。
[0003]为了尤其是在牵引变流器中测量相电流，已知的是，设置用于相电流测量的电流传感器。例如，一种已知的方案是使用霍尔效应传感器，借助于该霍尔效应传感器可通过在引导相电流的导体的周围环境中的磁场变化检测相电流。此外已知的是，借助于测得的相电流也可确定变流器的开关元件的温度，以监控开关元件的升温。
[0004]在专利文献US 2020/0112245 A1中描述了一种三相变流器，其运行通过控制单元来调节。由过热保护设备评估控制装置调节所用的相电流的电流强度以及通过过热保护设备测得的开关元件的漏源电压，以确定开关元件的与温度相关的电阻。将从电阻求得的温度与限值比较，以确定是否出现开关元件的过热。
[0005]专利文献JP 2020072569 A描述了一种用于在不使用温度传感器的情况下根据半导体开关元件的门电压的随时间的变化来测量该开关元件的温度的方法。在此，通过电流传感器获得开关元件的负载电流。接着，从测得且记录的开关元件的门电压的值以及测得的电流值计算该半导体元件的温度。
[0006]在专利文献US 2019/0250046 A1中描述了一种三相的逆变器，其中，所产生的相电流分别通过霍尔传感器测量。接着，从测得的负载电流以及所获得的开关元件的输出侧电压的电压变化求得半导体结构元件的温度。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是，给出一种更好的用于确定流过开关元件的电流的方法，该方法尤其是可在不使用电流传感器的情况下实现。
[0008]在开头所述类型的方法中，为了实现该目的，根据本专利技术规定，给开关元件分配温度测量器件和电压测量器件，其中，温度测量器件测量开关元件的温度，电压测量器件测量在开关元件的可导通区间上的电压降，其中，温度测量器件和电压测量器件与计算装置相连接，计算装置从描述开关元件的温度的、温度测量器件的温度测量值和描述可导通区间上的电压的、电压测量器件的电压测量值确定电流的电流值。
[0009]根据本专利技术的方法具有的优点是，不需要电流传感器以用于测量在开关元件接通的状态中流过的电流、即流过开关元件的负载电流的电流值。从借助于温度测量器件确定的开关元件的温度，例如可借助于存储在计算装置中的分配规则、例如表格或计算规则，求得在接通的状态中开关元件的可导通区间的电阻。从可导通区间的所测得的温度和电阻以及由电压测量器件测得的在可导通区间上的电压降，可求得流过开关元件的电流。视开关元件的实施方案而定，可导通区间例如可为开关元件的集电极
‑
发射极区间或者漏极
‑
源极区间。
[0010]在电路组件运行时，开关元件可尤其是周期性地在接通的状态和断开的状态之间切换，其中，通过该方法确定在接通的状态中流过可导通区间的负载电流。在此，温度测量用于确定可导通区间的电阻的值，即开关元件的通道电阻的值。
[0011]在此，可导通区间的电阻可视为分流器并且用于测量通过结构元件的电流。由于该电阻与温度相关，因此通过温度测量以及必要时通过考虑所存储的分配规则可确定开关元件的可导通区间的当前电阻值。从该当前电阻值，可借助于在该电阻上的电压降的电压测量值(该电压测量值尤其是在与温度测量值相同的时刻被记录)求得流过开关元件的可导通区间的电流。
[0012]根据本专利技术的方法具有的优点是，在制造电路组件时可避免高的制造成本，因为不必设置高成本的电流传感器。由此，有利地可省去使用霍尔传感器和/或分流测量电路以及其它分析处理和滤波电路。尤其是在构造成多相的逆变器的电路组件中，原本需要多个这些用于检测相电流的电流传感器，从而该方法可尤其有利地使用在多相的逆变器中。也可简化电路组件的结构，因为可省去电流传感器之间高成本的且高结构空间的连接部如汇流排，并且也省去了连接件以及电流传感器的整合。
[0013]此外，省去这些部件还能够改善开关元件在冷却装置上的连结，因为不再需要为在至少一个开关元件与散热部之间的尽可能大面积的接触提供结构空间。此外，简化了电路组件的装配和固定。尤其是相对于使用霍尔传感器，在借助于温度测量的情况下进行电流确定提供了在电子机械的兼容性(EMV)方面重要的环境中更高的稳定性和更低的易干扰性。这尤其是在至少一个开关元件节拍式地运行的电路组件中可能出现。通过省去用于测量相电流的电流传感器，也可避免由归因于开关元件的节拍式的切换运行的干扰引起的对电流测量的不期望的损害，而为此不必安装附加的滤波电路。
[0014]有利地，通过使用根据本专利技术的方法也可降低研发电路组件的成本，因为不必将电流传感器的连结集成到电路组件的装配中。此外，可省去对不同类型的电流传感器的测试以及在完成电路组件之后对电流传感器的校准。
[0015]根据本专利技术可规定，由温度测量器件和电压测量器件持续地测量温度测量值和电压测量值，计算装置从这些温度测量值和电压测量值持续地求得电流值。这具有的优点是，电流的确定例如也可用在电路组件的调节或控制中。
[0016]在节拍式的开关元件中，尤其是可如此获得温度测量值和电压测量值，即，为开关元件的每个接通的状态获得至少一个温度测量值和至少一个电压测量值。在开关元件被接通的单个开关状态中获得多个温度测量值和多个电压测量值也是可行的。
[0017]在本专利技术的一种优选的设计方案中可规定，使用如下的电路组件，即：该电路组件具有多个分别分配有各一个温度测量器件和各一个电压测量器件的开关元件，其中，计算
装置为开关元件分别确定分别流过可导通区间的电流的电流值。
[0018]在包括多个开关元件尤其是用以产生多相的输出电流的电路组件中，开关元件可分别分配有一个自己的温度测量器件以及一个自己的电压测量器件，从而可为开关元件中的每一个单个地获得温度以及在可导通区间上的电压降。通过计算装置，可为相应的开关元件分别确定流过可导通区间的电流的电流值。
[0019]根据本专利技术可规定，使用构造成三相的脉冲逆变器的电路组件，其中，计算装置从为开关元件中的至少两个开关元件确定的电流值中确定三个相电流。
[0020]在三相的脉冲逆变器中，原则上，为三个相中的两个相确定相电流就足够了，因为通常第三相电流尤其是在电机通电时可通过计算而获得。然而也可行的是，三个相电流分别例如在相应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于确定流过电路组件(2)的至少一个开关元件(S1‑
S6)的电流(I
S1
‑
I
S6
)的方法，其中，电流在开关元件(I
S1
‑
I
S6
)接通时流过开关元件(S1‑
S6)的可导通区间，给开关元件(S1‑
S6)分配温度测量器件(9)和电压测量器件(10)，温度测量器件(9)测量开关元件(S1‑
S6)的温度，而电压测量器件(10)测量在开关元件(S1‑
S6)的可导通区间上的电压降，温度测量器件(9)和电压测量器件(10)与计算装置相连接，计算装置从对开关元件的温度进行描述的温度测量器件(9)的温度测量值和对可导通区间上的电压进行描述的电压测量器件(10)的电压测量值确定电流的电流值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，由温度测量器件(9)和电压测量器件(10)持续地测量温度测量值和电压测量值，计算装置(7)从这些测量温度测量值和电压测量值持续地确定电流值。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，使用如下的电路组件(2)，即：该电路组件具有多个分别分配有各一个温度测量器件(9)和各一个电压测量器件(10)的开关元件(S1‑
S6)，其中，计算装置(7)为这些开关元件(S1‑
S6)分别确定分别流过可导通区间的电流的电流值。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，使用被构造成三相的脉冲逆变器的电路组件(2)，其中，计算装置(7)从为开关元件(S1‑
S6)中的至少两个开关元件确定的电流值中确定三个相电流(I
U
、I
V
、I
W
)。5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，根据在接通的状态中施加在开关元件(...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：奥迪股份公司，
类型：发明
国别省市：