一种电机控制器寿命评估方法技术

本发明专利技术公开了一种电机控制器寿命评估方法，其包括如下步骤：S1，估算IGBT功率模块的结温；S2，将估算得到的结温上传新能源汽车大数据平台；S3，分类统计处理得到功率循环次数；S4，代入Arrhenius寿命模型公式得到失效功率循环次数；S5，基于Miner疲劳损伤累计法计算得到电机控制器的当前寿命D；S6，判断电机控制器的当前寿命D与上一个计算周期寿命D

【技术实现步骤摘要】
一种电机控制器寿命评估方法


[0001]本专利技术涉及新能源汽车的电机控制器，具体涉及电机控制器寿命评估方法。

技术介绍

[0002]新能源汽车在近年来取得了快速的发展。电机控制器作为电驱动系统的核心零部件，其可靠性对于新能源汽车的安全运行至关重要。因此必须准确地对电机控制器进行寿命评估，对于接近寿命终点的电机控制器进行更换或者维护，以确保新能源汽车的安全运行和动力输出。IGBT功率模块则是电机控制器的关键核心，参见图1，IGBT功率模块内部主要组成有：IGBT芯片、焊料层、覆铜陶瓷基板、底板。IGBT芯片主要成分为SiO2，覆铜陶瓷基板通常由Al2O3或AIN制成，具有高导热、高电绝缘等特性，底板一般由铜板制成。当IGBT功率模块工作时，半导体芯片发出的热量通过模块内部各层向下传递。由于各层材料的膨胀系数不同，各层受热的热膨胀程度将不同，从而在各层之间产生热机械应力，导致封装各层材料发生形变。如果温度持续波动，在各层之间便会持续的产生形变，累积的热疲劳损伤最终导致IGBT模块失效。总之，电机控制器的寿命评估即是对IGBT功率模块的寿命评估。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电机控制器寿命评估方法，其特征在于，包括如下步骤：S1，根据IGBT的损耗和热阻进行结温估算，得到电机控制器工作时IGBT功率模块的结温T
估算
；S2，将S1得到的结温T
估算
上传新能源汽车大数据平台；S3，采用雨流计数法，按照平均结温T
m
和结温波动量ΔT对新能源汽车大数据平台上的多个结温数据进行分类统计处理，得到各个平均结温T
m
和结温波动量ΔT下的功率循环次数N
cyc
(ΔT,T
m
)；S4，将S3统计的各个平均结温T
m
和结温波动量ΔT代入Arrhenius寿命模型公式，得到各个平均结温T
m
和结温波动量ΔT下的失效功率循环次数N
f
(ΔT,T
m
)；S5，基于Miner疲劳损伤累计法计算得到电机控制器的当前寿命D；S6，判断电机控制器的当前寿命D与上一个计算周期寿命D
’
的差值是否大于更新频次D0，若D－D
’
≥D0，则根据公式T
修正
＝T
估算
·
h对结温值进行更新修正，式中h为寿命衰减因子，并返回S1进行新一轮的电机控制器寿命评估，以下一个计算周期里S5得到的电机控制器的当前寿命D作为电机控制器寿命评估值；若D－D
’
＜D0，则以S5得到的电机控制器的当前寿命D作为电机控制器寿命评估值。2.根据权利要求1所述的电机控制器寿命评估方法，其特征在于：S1中结温T
估算
的计算公式为：T
估算
＝P
loss
Z
th
+T
c
；式中，P
loss
为IGBT损耗，Z
th
为热阻，由IGBT数据手册查表获得，T
c
为IGBT壳温，通过内置热电偶传感器的方式实时获取；IGBT损耗的计算式为P
loss
＝P
cond
+P
sw
，P
cond
为导通损耗，V
ce
为导通压降，I
c
为集电极电流，m为调制比，cosφ为功率因数，R
T
为IGBT内阻；P
sw
为开关损耗，f
sw
为开关频率，V
dc
为母线电压，I
m
为负载电流，E...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘立，蒋华平，冉立，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：