一种IGBT模块温度检测方法以及装置与流程

文档序号:13110220阅读:来源:国知局
技术特征:
1.一种IGBT模块温度检测方法,应用于电机系统,其特征在于,方法包括:S1、获取电机系统的冷却水的当前水流量和当前水温;S2、基于所述当前水流量获取IGBT模块内所有的IGBT及反并联二极管的热阻值;S3、基于母线当前的输入电压、输出电流、调制系数和开关频率计算IGBT模块内所有的IGBT及反并联二极管的瞬态损耗;S4、基于步骤S2中的所述热阻值与步骤S3中的所述瞬态损耗计算IGBT模块的温度变化量;S5、基于步骤S1中的所述当前水温以及步骤S4中的所述温度变化量计算得到IGBT模块的最高温度值。2.根据权利要求1所述的IGBT模块温度检测方法,其特征在于,步骤S2中,根据IGBT模块的器件规格参数表并通过查表法获取当前水流量对应的IGBT模块内所有的IGBT及反并联二极管的热阻值。3.根据权利要求1所述的IGBT模块温度检测方法,其特征在于,步骤S3包括:S31、基于以下公式获取每个IGBT的瞬态损耗:Pigbt=Pigbt_switch+Pigbt_conPigbt_con=12π*∫0πVce_Ice_cond_igbt*(Iline_rms*2*sin(θ))2*D_inv(θ)dθ]]>Pigbt_switch=fsw*(Eon-nom+Eoff-nom)*(2*Irms-igbtInom)*(UbusUnom)]]>Irms_igbt=12π*∫0π(Iline_rms*2*sin(θ))2*D_inv(θ)dθ]]>D_inv(θ)=(|Uline_rms*2*sin(θ)+0.15*Uline_rms*2*sin(3θ)|)Ubus]]>Uline_rms=Ubus*m2]]>其中,Pigbt为IGBT的瞬态损耗,Pigbt_con为IGBT芯片的导通损耗,Pigbt_switch为IGBT芯片的开关损耗,Ubus为母线当前的输入电压,Iline_rms为输出电流,m为调制系数,fsw为开关频率,Vce_Ice_cond_igbt为IGBT等效导通内阻,Eon-nom为IGBT芯片开通能量手册值,Eoff-nom为IGBT芯片关断能量手册值,Inom为IGBT芯片测试电流手册值,Unom为IGBT芯片测试电压手册值,Irms_igbt为流过IGBT芯片的电流值,D_inv(θ)为占空比,Uline_rms为输出线电压有效值;S32、基于以下公式获取每个反并联二极管的瞬态损耗:Pdiode=Pdiode_swich+Pdiode_conPdiode_con=12π*∫0πVce_Ice_cond_diode*(Iline_rms*2*sin(θ))2*(1-D_inv(θ))dθ]]>Pdiode_swich=fsw*Erec-nom*(2*Irms-diodeInom)*(UbusUnom)]]>Irms_diode=12π*∫0π(Iline_rms*2*sin(θ))2*(1-D_inv(θ))dθ]]>其中,Pdiode二极管的瞬态损耗,Pdiode_con为二极管导通损耗,Pdiode_swich为二极管的反向恢复损耗,Vce_Ice_cond_diode为二极管的等效导通内阻;Erec-nom为二极管的单次测试电流下的反向恢复能量;Irms_diode为二极管的反向恢复电流;S33、基于以下公式获取IGBT模块内所有的IGBT及反并联二极管的瞬态损耗:Ptotal=N*(Pigbt+Pdiode),其中,N为正整数,代表IGBT模块内的IGBT及反并联二极管的个数。4.根据权利要求1所述的IGBT模块温度检测方法,其特征在于,步骤S4中基于以下公式计算IGBT模块的温度变化量:ΔT=Ptotal*Rjw,其中,Ptotal代表IGBT模块内所有的IGBT及反并联二极管的瞬态损耗,Rjw代表IGBT模块内所有的IGBT及反并联二极管的热阻值。5.根据权利要求1所述的IGBT模块温度检测方法,其特征在于,步骤S5中基于以下公式计算IGBT模块的最高温度值:Tj=Tw+ΔT,其中,Tj代表所述最高温度值,Tw代表所述当前水温,ΔT代表所述温度变化量。6.一种IGBT模块温度测量装置,应用于电机系统,其特征在于,包括整车控制器以及与整车控制器通信连接的:冷却水系统和具有所述IGBT模块的电机控制器,所述电机控制器包括:冷却水数据读取单元,用于从整车控制器获取冷却水系统所采集的冷却水的当前水流量和当前水温;热阻值计算单元,用于基于所述当前水流量获取IGBT模块内所有的IGBT及反并联二极管的热阻值;瞬态损耗计算单元,基于母线当前的输入电压、输出电流、调制系数、开关频率计算IGBT模块内所有的IGBT及反并联二极管的瞬态损耗;温度变化量计算单元,基于所述热阻值与所述瞬态损耗计算IGBT模块的温度变化量;温度计算单元,用于基于所述当前水温以及所述温度变化量计算得到IGBT模块的最高温度值。7.根据权利要求6所述的IGBT模块温度测量装置,其特征在于,所述热阻值计算单元根据IGBT模块的器件规格参数表并通过查表法获取当前水流量对应的IGBT模块内所有的IGBT及反并联二极管的热阻值。8.根据权利要求6所述的IGBT模块温度测量装置,其特征在于,瞬态损耗计算单元包括:IGBT瞬态损耗计算子单元,用于基于以下公式获取每个IGBT的瞬态损耗:Pigbt=Pigbt_switch+Pigbt_conPigbt_con=12π*∫0πVce_Ice_cond_igbt*(Iline_rms*2*sin(θ))2*D_inv(θ)dθ]]>Pigbt_switch=fsw*(Eon-nom+Eoff-nom)*(2*Irms-igbtInom)*(UbusUnom)]]>Irms_igbt=12π*∫0π(Iline_rms*2*sin(θ))2*D_inv(θ)dθ]]>D_inv(θ)=(|Uline_rms*2*sin(θ)+0.15*Uline_rms*2*sin(3θ)|)Ubus]]>Uline_rms=Ubus*m2]]>其中,Pigbt为IGBT的瞬态损耗,Pigbt_con为IGBT芯片的导通损耗,Pigbt_switch为IGBT芯片的开关损耗,Ubus为母线当前的输入电压,Iline_rms为输出电流,m为调制系数,fsw为开关频率,Vce_Ice_cond_igbt为IGBT等效导通内阻,Eon-nom为IGBT芯片开通能量手册值,Eoff-nom为IGBT芯片关断能量手册值,Inom为IGBT芯片测试电流手册值,Unom为IGBT芯片测试电压手册值,Irms_igbt为流过IGBT芯片的电流值,D_inv(θ)为占空比,Uline_rms为输出线电压有效值;二极管瞬态损耗计算子单元,用于基于以下公式获取每个反并联二极管的瞬态损耗:Pdiode=Pdiode_swich+Pdiode_conPdiode_con=12π*∫0πVce_Ice_cond_diode*(Iline_rms*2*sin(θ))2*(1-D_inv(θ))dθ]]>Pdiode_swich=fsw*Erec-nom*(2*Irms-diodeInom)*(UbusUnom)]]>Irms_diode=12π*∫0π(Iline_rms*2*sin(θ))2*(1-D_inv(θ))dθ]]>其中,Pdiode二极管的瞬态损耗,Pdiode_con为二极管导通损耗,Pdiode_swich为二极管的反向恢复损耗,Vce_Ice_cond_diode为二极管的等效导通内阻;Erec-nom为二极管的单次测试电流下的反向恢复能量;Irms_diode为二极管的反向恢复电流;IGBT模块瞬态损耗计算子单元,用于基于以下公式获取IGBT模块内所有的IGBT及反并联二极管的瞬态损耗:Ptotal=N*(Pigbt+Pdiode),其中,N为正整数,代表IGBT模块内的IGBT及反并联二极管的个数。9.根据权利要求6所述的IGBT模块温度测量装置,其特征在于,温度变化量计算单元是基于以下公式计算IGBT模块的温度变化量:ΔT=Ptotal*Rjw,其中,Ptotal代表IGBT模块内所有的IGBT及反并联二极管的瞬态损耗,Rjw代表IGBT模块内所有的IGBT及反并联二极管的热阻值。10.根据权利要求6所述的IGBT模块温度测量装置,其特征在于,温度计算单元是基于以下公式计算IGBT模块的最高温度值:Tj=Tw+ΔT,其中,Tj代表所述最高温度值,Tw代表所述当前水温,ΔT代表所述温度变化量。
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