一种估算车用电机控制器冷却液温度的方法、电机控制器和车辆与流程

文档序号:30583421发布日期:2022-06-29 13:45阅读:168来源:国知局
1.本发明涉及车辆控制
技术领域
:,特别是涉及一种估算车用电机控制器冷却液温度的方法、电机控制器和车辆。
背景技术
::2.电驱三合一系统(电机控制器、减速器、电机)作为电动汽车的核心设备,虽然能够高效率的将电池的直流电转换为电工作所需要的三相交流电,但在其工作的过程中依旧会产生较大的热能,包括控制器的损耗,电机的各种铜损、铁损等,因而需要额外的冷却液对部件进行散热控制。3.然而,在计算冷却液温度时,现有技术是根据功率模块的损耗和热阻信息进行计算,所以,冷却液温度的计算依赖于准确的结温计算、模块的热损耗计算以及功率模块结到冷却液的热阻信息,所需要的信息较多,而且计算较大。技术实现要素:4.本发明的目的是提供一种估算车用电机控制器冷却液温度的方法、电机控制器和车辆,可以通过简单的计算得到冷却液的温度,计算量小,实现简单。5.本发明提供一种估算车用电机控制器冷却液温度的方法,包括:通过igbt功率模块内部的温度传感器检测得到最大采样温度;根据电机控制器的当前的工作状态信息,计算所述igbt功率模块的损耗;根据所述最大采样温度、所述igbt功率模块的损耗和所述igbt功率模块内部的温度传感器的热阻参数,确定冷却液温度。6.其中一实施例中,所述根据所述最大采样温度、所述igbt功率模块的损耗和所述igbt功率模块内部的温度传感器的热阻参数,确定冷却液温度的方法,包括:根据所述igbt功率模块的损耗和所述igbt功率模块内部的温度传感器的热阻参数的乘积值,确定所述igbt功率模块损耗导致的所述igbt功率模块的内部的温度传感器的温升;根据所述最大采样温度与所述igbt功率模块的内部的温度传感器的温升的差值,确定所述冷却液温度。7.其中一实施例中,所述通过igbt功率模块内部的温度传感器检测得到最大采样温度的方法包括:电机相连的六个支路中,获取处于相位上桥臂的三个支路的igbt功率模块的内部的温度传感器检测到的采样温度;将所述处于相位上桥臂的三个支路的igbt功率模块的内部的温度传感器检测到的三个采样温度中的最大采样温度,作为所述通过igbt功率模块内部的温度传感器检测得到最大采样温度。8.其中一实施例中,所述根据电机控制器的当前的工作状态信息,计算所述igbt功率模块的损耗的方法包括:获取所述工作状态信息,所述工作状态信息包括输出电流、输出频率、输出调制比、结温、开关频率和母线电压;根据所述输出电流、所述输出频率、所述输出调制比、所述结温、所述开关频率和所述母线电压,确定igbt功率模块的损耗。9.其中一实施例中,所述根据所述最大采样温度、所述igbt功率模块的损耗和所述igbt功率模块内部的温度传感器的热阻参数,确定冷却液温度的方法包括:进行阶跃负载热测试;获取igbt功率模块内部的温度传感器的热阻参数。10.其中一实施例中,过温保护的方法包括:降低所述电机的开关频率或者电流输出值。11.本发明还公开一种电机控制器,存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时,实现上述任一项所述的估算车用电机控制器冷却液温度的方法的步骤。12.其中一实施例中,所述电机控制器包括寄存器,所述寄存器包括输出电流与功率模块损耗表。13.本发明还公开一种车辆,包括:存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时,实现上述任一项所述的估算车用电机控制器冷却液温度的方法的步骤。14.上述估算车用电机控制器冷却液温度的方法、电机控制器和车辆,可以通过简单的计算得到冷却液的温度,计算量小,实现简单。附图说明15.下面将结合附图,对本发明的具体实施方式进行详细的说明。16.图1为本发明一实施例的估算车用电机控制器冷却液温度的方法的示意图。17.图2为本发明一实施例的igbt功率模块的结构示意图。18.图3为本发明一实施例的根据估算车用电机控制器冷却液温度的方法得到的冷却液温度曲线。19.图4为本发明一实施例的igbt功率模块的内部的温度传感器的热网络参数曲线。具体实施方式20.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。21.图1为本发明第一实施例的估算车用电机控制器冷却液温度的方法的示意图。如图1所示,该估算车用电机控制器冷却液温度的方法包括:22.步骤s1:通过igbt功率模块内部的温度传感器检测得到最大采样温度。23.具体地,电机相连的六个支路中,每个支路都设置有igbt功率模块,用于控制开关元件以得到需要的电流。通过在igbt功率模块内部设置温度传感器,可以实时检测igbt功率模块的温度,并用于防止igbt功率模块的温度高于预设温度时电机产生损害。则在六个支路上,可通过多个igbt功率模块内部设置温度传感器,检测得到多个检测温度,从而,通过igbt功率模块内部的温度传感器检测得到最大采样温度,以用于防止任一igbt功率模块的温度高于预设温度时电机产生损害。其中,igbt功率模块内部设置的温度传感器,可以为ntc温度传感器。24.在一实施例中,图2为本发明一实施例的igbt功率模块的结构示意图,如图2所示,通过igbt功率模块内部的温度传感器检测得到最大采样温度的方法包括:电机相连的六个支路中,获取处于相位上桥臂的三个支路的igbt功率模块的内部的温度传感器检测到的采样温度;将处于相位上桥臂的三个支路的igbt功率模块的内部的温度传感器检测到的三个采样温度中的最大采样温度,作为通过igbt功率模块内部的温度传感器检测得到最大采样温度。并在一实施例中,如图2所示,电机相连的每个支路可以设置多个igbt功率模块,从而,通过处于一相位上桥臂的一个igbt功率模块的内部的温度传感器检测得到的采样温度,可以作为该相位的上下桥臂上的多个igbt功率模块的温度,例如,u相位上桥臂的igbt功率模块的内部设置有一个温度传感器,该温度传感器检测得到的采样温度,可以作为u相位的上下桥臂上的多个igbt功率模块的温度。25.当然,本实施例并不限制处于相位上桥臂的三个支路的igbt功率模块内部设置温度传感器,例如可以将处于相位下桥臂的三个支路的igbt功率模块内部设置温度传感器;相应地,本实施例并不限制将处于相位上桥臂的三个支路的igbt功率模块的内部的温度传感器,检测到的三个采样温度中的最大采样温度,作为通过igbt功率模块内部的温度传感器检测得到最大采样温度,例如可以将处于相位下桥臂的三个支路的igbt功率模块内部设置的温度传感器,检测到的三个采样温度中的最大采样温度,作为通过igbt功率模块内部的温度传感器检测得到最大采样温度。26.步骤s2、根据电机控制器的当前的工作状态信息,计算igbt功率模块的损耗。27.在一实施例中,根据电机控制器的当前的工作状态信息,计算igbt功率模块的损耗的方法包括:获取工作状态信息,工作状态信息包括输出电流、输出频率、输出调制比、结温、开关频率和母线电压;根据输出电流、输出频率、输出调制比、结温、开关频率和母线电压,确定igbt功率模块的损耗。并在一实施例,igbt功率模块的损耗plassigb7的计算公式可以为:28.ploss-iobt=ptable[t]·kf_p(f)·km_p(m)·ktj_f(tj)·kfsw_p(fsw)·kvde_p(vdc)[0029]其中:[0030]ptable[i]为存储的输出电流与功率模块损耗的表格;kf_p(f)为输出频率与损耗的关系函数;km_p(m)为输出调制比与损耗的的关系函数;ktmp_p(tj)为结温与损耗的关系函数;kfsw_p(fsw)为开关频率与损耗的关系函数;kvdc_p(vdc)为母线电压与损耗的关系函数。[0031]步骤s3、根据最大采样温度、igbt功率模块的损耗和igbt功率模块内部的温度传感器的热阻参数,确定冷却液温度。[0032]在一实施例中,根据最大采样温度、igbt功率模块的损耗和igbt功率模块内部的温度传感器的热阻参数,确定冷却液温度的方法,包括:根据igbt功率模块的损耗和igbt功率模块内部的温度传感器的热阻参数的乘积值,即ploss_fgbt*zth_j_nte,确定igbt功率模块损耗导致的igbt功率模块的内部的温度传感器的温升;根据最大采样温度与igbt功率模块的内部的温度传感器的温升的差值,确定冷却液温度,即冷却液温度tthe-est的计算公式为:ttha-est=tntc-ploss_jobt*zth_i_nte。[0033]图3为本发明一实施例的根据估算车用电机控制器冷却液温度的方法得到的冷却液温度曲线。如图3所示,根据本实施例的估算车用电机控制器冷却液温度的方法,可得到在30℃,340v母线电压,电机运行在6000rpm,三相电流由0加载至400a情况下的冷却液温度估算结果。即使在动态负载变化过程中,冷却液温度估算的精度结果亦可保证在±4℃以内,可以满足系统应用的需求。[0034]本发明实施例的估算车用电机控制器冷却液温度的方法,可以通过简单的计算得到冷却液的温度,计算量小,实现简单。[0035]在一实施例中,根据最大采样温度、igbt功率模块的损耗和igbt功率模块内部的温度传感器的热阻参数,确定冷却液温度的方法包括:进行阶跃负载热测试;获取igbt功率模块内部的温度传感器的热阻参数。具体地,igbt功率模块内部的温度传感器的热阻参数若通过计算方式获得将较为复杂,而通过阶跃负载热测试,能较容易地得到igbt功率模块内部的温度传感器的热阻参数,节省了计算的时间,提高了过温保护的反应速度。[0036]在一实施例中,根据igbt功率模块内部的温度传感器的热网络参数,建立冷却液温度的热网络模型。从而,通过冷却液温度的热网络模型,可较快速地知道冷却液温度,同时,冷却液温度可用于计算其他器件的参数例如电机转子的温度等,避免因过温而导致发生危险事故。图4为本发明一实施例的igbt功率模块的内部的温度传感器的热网络参数曲线。在一实施例中,获取如图2所示的三个温度传感器的热网络参数可使用专用测试设备离线获取,一般可用2-4阶热阻参数表示。其中,igbt功率模块内部的温度传感器的热网络参数的计算表达式为:[0037][0038]其中,fi=hthictht,rthi为igbt功率模块的热阻,cthi为igbt功率模块的热容。[0039]在一实施例中,估算车用电机控制器冷却液温度的方法,还包括:根据冷却液温度,确定电机转子的温度或igbt功率模块的结温;判断电机转子的温度是否超过预设温度,若判定是,则进行过温保护。[0040]在一实施例中,过温保护的方法包括:降低电机的开关频率或者电流输出值。本实施例不作过温保护的具体限定,过温保护可以包括降低电机的开关频率或者电流输出值,还可以包括用其他方式来限制电机的扭矩、停机等。[0041]基于同一发明构思,本发明实施例还提供了一种电机控制器,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,处理器执行计算机程序时,实现上述任一实施例的估算车用电机控制器冷却液温度的方法。[0042]在一实施例中,电机控制器包括寄存器,寄存器包括输出电流与功率模块损耗表,以用于计算igbt功率模块的损耗plossigb7。[0043]该电机控制器的实施可以参见上述估算车用电机控制器冷却液温度的方法的实施例,重复之处不再赘述。[0044]基于同一发明构思,本发明实施例还提供了一种车辆,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,处理器执行计算机程序时,实现上述任一实施例的估算车用电机控制器冷却液温度的方法,该车辆的实施可以参见上述估算车用电机控制器冷却液温度的方法的实施例,重复之处不再赘述。[0045]本发明实施例的估算车用电机控制器冷却液温度的方法、电机控制器和车辆,可以通过简单的计算得到冷却液的温度,计算量小,实现简单。[0046]本文中应用了具体个例对本发明的估算车用电机控制器冷却液温度的方法的原理及实施方式进行了阐述,以上实施方式的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上,本说明书内容不应理解为对本发明的限制,本发明的保护范围应以所附的权利要求为准。当前第1页12当前第1页12
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