电机控制器的功率半导体器件芯片寿命评估方法、装置、汽车、介质及设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种电机控制器的功率半导体器件芯片寿命评估方法，包括：根据流经电机控制器的冷却液流量Q和冷却液温度T以及电机控制器的三相电流I

【技术实现步骤摘要】
电机控制器的功率半导体器件芯片寿命评估方法、装置、汽车、介质及设备


[0001]本专利技术涉及电机控制器领域，具体涉及一种电机控制器的功率半导体器件 芯片寿命评估方法、装置、汽车、介质及设备。

技术介绍

[0002]对于电动汽车而言，由于外部环境的多样性和运行工况的丰富性，电机 控制器的应用场景也较为复杂。电机控制器不仅是一个功率输出部件，也是一 个高电压交直流转换部件。功率半导体器件则是电机控制器的关键核心，功率 半导体器件长期工作在高电压高电流下，还伴随着频繁的开通、关断动作。这 就对电机控制器功率半导体器件的可靠性提出了越来越高的要求。
[0003]功率半导体器件的功率半导体器件芯片结温是反映功率半导体器件运行状 态的重要参数。在使用过程中，半导体功率半导体器件芯片结温不能超过最大 允许结温。否则功率半导体功率半导体器件芯片将发生可靠性蜕化、输出性能 衰减，更严重的会导致半导体器件的击穿、烧毁。
[0004]因此，只有准确监控到功率半导体器件芯片结温，才能对功率半导体器件 进行主动热管理，进而对电动汽车电机控制器的健康状态进行评估和管理。但 是功率半导体器件被封装在电机控制器中，其功率半导体器件芯片温度无法被 直接测量。
[0005]如图1所示，由于功率半导体器件芯片结温无法直接测量，一般来说会在 靠近半导体功率半导体器件芯片的位置安装一个或多个负温度系数(NTC)温 度传感器。这些负温度系数(NTC)温度传感器所采集到的温度用作指示功率 半导体器件芯片温度。
[0006]NTC温度传感器的作用是间接测量半导体功率半导体器件芯片温度。从位 置上看，NTC温度传感器与半导体功率半导体器件芯片之间存在一定距离，无 法反映半导体功率半导体器件芯片的真实温升，导致无法用于精确进行功率半 导体器件芯片寿命预测。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种电机控制器的功率半导体器件芯片寿命评估方 法、装置、汽车、介质及设备，其主要的保护权利要求在于利用半导体功率半 导体器件芯片估算的结温，来对电动汽车电机控制器进行健康度监控，并且通 过整车控制策略进行健康管理。
[0008]本专利技术的技术方案为：
[0009]本专利技术提供了一种电机控制器的功率半导体器件芯片寿命评估方法，包 括：
[0010]根据流经电机控制器的冷却液流量Q和冷却液温度T以及电机控制器的三 相电流I
A
、I
B
、I
C
、电机转子位置信号θ、功率因数调制比M、母线电 压V
dc
和开关频率f
s
，获得功率半导体器件芯片的第一估算温度T
j
‑
估算1
；
[0011]根据在功率半导体器件芯片旁设置的温度传感器检测到的NTC温度T
ntc
， 获得功
率半导体器件芯片的第二估算温度T
j
‑
估算2
；
[0012]根据功率半导体器件芯片的第一估算温度T
j
‑
估算1
和第二估算温度T
j
‑
估算2
，得 到功率半导体器件芯片的结温偏差值T
j
‑
偏差
；
[0013]根据功率半导体器件芯片的结温偏差值T
j
‑
偏差
，确定当前功率循环数N
循环
；
[0014]根据当前功率循环数N
循环
，得到功率半导体器件芯片的寿命健康度。
[0015]优选地，根据电机控制器的冷却液流量Q和冷却液温度T以及电机控制器 的三相电流I
A
、I
B
、I
C
、电机转子位置信号、功率因数调制比M、母线 电压V
dc
和开关频率f
s
，获得功率半导体器件芯片的第一估算温度T
j
‑
估算1
的步骤 包括：
[0016]通过公式：
[0017][0018]计算功率半导体器件芯片的第一估算温度T
j
‑
估算1
，其中，K1至K5均为在预 先实验时基于在测试功率半导体器件芯片上布置的温度传感器采集到的真实温 度所拟合得到的系数。
[0019]优选地，根据在功率半导体器件芯片旁设置的温度传感器检测到的NTC温 度T
ntc
，获得第二估算温度T
j
‑
估算2
的步骤包括：
[0020]通过第二公式：
[0021][0022]计算功率半导体器件芯片的第二估算温度T
j
‑
估算2
，其中，K6至K8均为在预 先实验时基于在测试功率半导体器件芯片上布置的温度传感器采集到的真实温 度所拟合得到的预设系数。
[0023]优选地，通过公式：
[0024][0025]计算当前功率循环数N
循环
，其中，K9和K
10
均为预先试验得到的预设系数。
[0026]优选地，通过公式：
[0027][0028]计算功率半导体器件芯片的寿命健康度，其中，N
寿命
为功率半导体器件芯 片的最大预设寿命。
[0029]优选地，所述方法还包括：
[0030]若功率半导体器件芯片的寿命健康度大于预设衰减阀值，则按照第一预设 限制斜率对电机控制器的最大输出扭矩进行线性限制；
[0031]若功率半导体器件芯片的寿命健康度小于或等于预设衰减阀值，则基于功 率半导体器件芯片的寿命健康度所处的寿命健康度区间确定对应的第二预设限 制斜率，并按照第二预设限制斜率对电机控制器的最大输出扭矩进行线性限 制；一个寿命健康度区间对应于一个第二预设限制斜率。
[0032]本专利技术还提供了一种电机控制器的功率半导体器件芯片寿命评估装置，包 括：
[0033]第一估算模块，用于根据流经电机控制器的冷却液流量Q和冷却液温度T 以及电
机控制器的三相电流I
A
、I
B
、I
C
、电机转子位置信号θ、功率因数 调制比M、母线电压V
dc
和开关频率f
s
，获得功率半导体器件芯片的第 一估算温度T
j
‑
估算1
；
[0034]第二估算模块，用于根据在功率半导体器件芯片旁设置的温度传感器检测 到的NTC温度T
ntc
，获得功率半导体器件芯片的第二估算温度T
j
‑
估算2
；
[0035]偏差计算模块，用于根据功率半导体器件芯片的第一估算温度T
j
‑
估算1
和第 二估算温度T
j
‑
估算2
，得到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电机控制器的功率半导体器件芯片寿命评估方法，其特征在于，包括：根据流经电机控制器的冷却液流量Q和冷却液温度T以及电机控制器的三相电流I
A
、I
B
、I
C
、电机转子位置信号θ、功率因数调制比M、母线电压V
dc
和开关频率f
s
，获得功率半导体器件芯片的第一估算温度T
j
‑
估算1
；根据在功率半导体器件芯片旁设置的温度传感器检测到的NTC温度T
ntc
，获得功率半导体器件芯片的第二估算温度T
j
‑
估算2
；根据功率半导体器件芯片的第一估算温度T
j
‑
估算1
和第二估算温度T
j
‑
估算2
，得到功率半导体器件芯片的结温偏差值T
j
‑
偏差
；根据功率半导体器件芯片的结温偏差值T
j
‑
偏差
，确定当前功率循环数N
循环
；根据当前功率循环数N
循环
，得到功率半导体器件芯片的寿命健康度。2.根据权利要求1所述电机控制器的功率半导体器件芯片寿命评估方法，其特征在于，根据电机控制器的冷却液流量Q和冷却液温度T以及电机控制器的三相电流I
A
、I
B
、I
C
、电机转子位置信号θ、功率因数调制比M、母线电压V
dc
和开关频率f
s
，获得功率半导体器件芯片的第一估算温度T
j
‑
估算1
的步骤包括：通过公式：计算功率半导体器件芯片的第一估算温度T
j
‑
估算1
，其中，K1至K5均为在预先实验时基于在测试功率半导体器件芯片上布置的温度传感器采集到的真实温度所拟合得到的系数。3.根据权利要求1所述的电机控制器的功率半导体器件芯片寿命评估方法，其特征在于，根据在功率半导体器件芯片旁设置的温度传感器检测到的NTC温度T
ntc
，获得第二估算温度T
j
‑
估算2
的步骤包括：通过第二公式：计算功率半导体器件芯片的第二估算温度T
j
‑
估算2
，其中，K6至K8均为在预先实验时基于在测试功率半导体器件芯片上布置的温度传感器采集到的真实温度所拟合得到的预设系数。4.根据权利要求1所述的电机控制器的功率半导体器件芯片寿命评估方法，其特征在于，通过公式：计算当前功率循环数N
循环<...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘立，陈健，陈扬，汪扬，陈鹏，张正，
申请(专利权)人：重庆长安新能源汽车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：