CN104956231B - 带有温度异常检测功能的电压测量设备和电力转换设备 - Google Patents

Abstract

一种电压测量设备，其被构造成用于对装置的正极端子和负极端子之间的电压进行测量，该电压测量设备包括：PTC热敏电阻器，其连接到装置的端子中的一个；测量电路，其测量经过PTC热敏电阻器的端子中的一个相对于指定的基准电位的电压和端子中的另一个相对于基准电位的电压。电压测量设备检测所述装置或者与所述装置关联的组件的温度异常。

Description

带有温度异常检测功能的电压测量设备和电力转换设备

技术领域

本发明涉及电压测量设备和使用电压测量设备的电动车辆的电力转换设备。

背景技术

包括产生大量热的元件的电子设备常常经受元件的温度测量。当温度超过指定的阈值时，在电子设备中频繁执行诸如产生警报或者限制流向电子设备的电力的某种处理。下文中，其中元件的温度超过指定的阈值的检测被称为“温度异常检测”。

产生大量热的装置中的一种是设置在电动车辆中的电力转换设备。电动车辆中的电力转换设备将电池的电力转换成用于驱动驱动电动机的交流(AC)电力。电力转换设备中的这种元件操纵大量电力并因此产生大量热。特别地，电压转换器或逆变器中的开关元件和用于平滑电池或电压转换器的输出电流的电容器产生大量的热，并且其耐热温度低。然后，当电容器的温度超过指定的阈值(也就是说，检测到电容器的温度异常)时，执行某种处理。

经常使用热敏电阻器进行电容器的温度异常检测。热敏电阻器是当其温度超过预定温度时电阻突变的电阻器。也就是说，基于热敏电阻器的电阻，可检测热敏电阻器的相邻区域中的温度异常。例如，在日本专利申请公开No.2009-111370(JP 2009-111370A)和日本实用新型申请公开No.03-4272(JP 03-4274U)中公开了通过热敏电阻器进行温度异常检测的技术。

发明内容

当通过热敏电阻器检测温度异常时，需要将热敏电阻器安装在温度异常的检测位置上并且用两条电缆将热敏电阻器连接到检测电路。因此，需要铺设两条专用电缆进行温度异常检测，需要提供专用温度异常检测电路。本发明的目的是提供电压测量设备和使用电压测量设备的电力转换设备，其通过将用于温度异常检测的电缆与用于其它目的的其它电缆合用，可提高在电子设备中铺设电缆的效率，并且还可将用于温度异常检测的电路与用于其它目的的其它电路合用。

在通过热敏电阻器进行的温度异常检测中，通过将热敏电阻器的电压与指定的阈值进行比较，检测异常。另一方面，某个电子设备可测量特定装置的端子之间的电压。换句话讲，电压测量设备可被合并到电子设备中。本文中公开的技术将温度异常检测功能并入测量电子设备中的特定装置的电压的设备中。也就是说，本发明为电压测量设备提供温度异常检测功能。根据本发明的第一方面的电压测量设备被构造成用于测量装置的正极端子和负极端子之间的电压，电压测量设备包括：正温度系数(PTC)热敏电阻器，其连接到装置的端子中的一个；测量电路，其测量经过PTC热敏电阻器的端子中的一个相对于指定的基准电位的电压和端子中的另一个相对于基准电位的电压。所述电压测量设备检测装置或者与装置关联的组件的温度异常。PTC热敏电阻器可被安装在被检测温度异常的位置。PTC热敏电阻器是在被称为居里点温度的指定的温度或更高温度下其电阻突增的热敏电阻器。居里点温度或更低温度下的电阻比温度升高期间的最大电阻小得多。因此，在居里点温度或更低温度下，对电压测量精确度的影响小。下文中，在一些情况下，PTC热敏电阻器可被简称为“热敏电阻器”。

通过两条电缆将通用电压测量设备连接到装置的两个端子。然而，在本文中公开的电压测量设备中，热敏电阻器串联连接在装置的端子中的一个和电压测量设备的输入端口中的一个之间。热敏电阻器安装在被检测温度异常的位置。可用两条电缆将这个设备连接到装置并且这个设备可测量装置的端子之间的电压并且检测温度异常。换句话讲，不需要铺设专用于温度异常检测的两条电缆。

当热敏电阻器简单地串联连接到装置和传统电压测量设备之间的电缆时，无法确定测得电压是指示装置的真实输出电压还是由于温度异常而意外地指示热敏电阻器的电阻增大的结果。因此，本文中公开的技术采用独特的测量电路。测量电路测量通过所述热敏电阻器的端子中的一个相对于指定的基准电位的电压和端子中的另一个相对于基准电位的电压。下文中，参照特定示例，描述基于测得的两个电压值检测温度异常的过程。

在上述方面，装置可以是电压转换器，转换电池的输出电压并且将正极输出端口保持在比基准电位高的电位并且将负极输出端口保持在比基准电位低的电位。这种电压转换器被合并到电动车辆的电力转换设备中，将电池的输出电力转换成用于驱动驱动电动机的交流电力。驱动电动机在交流电力上进行操作，该交流电力拥有作为零电位的基准电位并且在具有指定的电压宽度的正电位和负电位之间交替。因此，在电压转换器设置在逆变器前级的情况下，电池的电力被转换成相对于为零的基准电位具有正电位和负电位的电压。基准电位通常被称为地电位。在电动车辆的情况下，基准电位对应于车体接地的电位。

在上述方面，电压测量设备可基于端子中的一个的电压和端子中的另一个的电压，检测装置或与装置关联的组件的温度异常。此外，当该经过PTC热敏电阻器的端子中的一个的电压的绝对值不同于端子中的另一个的电压的绝对值时，测量电路可输出指示温度异常检测的信号。上述电动车辆的电压转换器将正极输出端口保持在比基准电位高目标电压(目标输出电压)的一半的电位并且将负极输出端口保持在比基准电位低目标电压的剩余一半的电位。随后，电压转换器输出的电压(也就是说，正极输出端口的电位和负极输出端口的电位之差)变成目标电压。因此，电压转换器具有这样的关系，使得相对于基准电位的正极输出端口的电压的绝对值等于相对于基准电位的负极输出端口的电压的绝对值。即使电压转换器的输出电压没有达到目标电压，也保持上述关系。因此，当没有建立上述关系时，热敏电阻器的电阻增大，因此，可确定出现了温度异常。在这种情况下，输出指示出现了温度异常的信号。相比之下，当建立了上述关系时，热敏电阻器的电阻预期是小的，也就是说，没有出现温度异常，因此，测得的两个电压之差被输出作为装置的输出端子之间的电压(也就是说，电压转换器的输出电压)。因此，可执行输出端口之间的常规电压测量，可检测热敏电阻器所处位置的温度异常。测得的温度具有一些变化，因此，当相对于基准电位的正电极的电压的绝对值和相对于基准电位的负电极的电压的绝对值之差超过对应于这些变化的指定的范围时，电压转换器实际上输出指示出现了温度异常的信号。当检测到温度异常时，即使电压转换器正常在第一地点操作，也需要向出现温度异常的装置提供某种处理，因此，可不测量电压转换器的真实输出电压。

即使当正极输出端口或负极输出端口变得与地短接时，也没有建立相对于基准电位的正极输出端口的电压的绝对值等于相对于基准电位的负极输出端口的电压的绝对值的关系。然而，电动车辆通常配备有短路检测器，因此当由于短路而没有建立上述关系时，可用短路检测器检测短路。当没有建立上述关系并且短路检测器没有检测到短路时，电动车辆的控制器确定热敏电阻器的电阻增大(也就是说，出现温度异常)。

在上述方面，装置可以是逆变器，将交流电力供应到电动车辆的驱动电动机，电压测量设备可连接到逆变器的直流输入端口，逆变器的直流输入端口中的一个端子可保持在比基准电位高的电位，直流输入端口中的另一个端子可保持在比基准电位低的电位。因此，逆变器的输入端口具有上述关系，也就是说，相对于基准电位的输入端口中的一个的电压的绝对值等于相对于基准电位的输入端口中的另一个的电压的绝对值。因此，可实现检测上述热敏电阻器的电阻的增大。

在上述方面，PTC热敏电阻器可安装在连接在装置的端子之间的电容器上。换句话讲，温度异常检测的主题通常可以是连接在装置(电压转换器或逆变器)的端子之间的电容器。电压测量设备可被合并到电动车辆的电力转换设备，以将电池的输出电力转换成交流电力以驱动驱动电动机。使用对电动车辆的电力转换设备独特的结构(该结构使得逆变器的输入端口或设置在逆变器前级的电压转换器的输出端口保持在拥有作为零的基准电位的正或负电位)，从而不需要专用于进行温度异常检测的电缆。电压测量设备用作检测温度异常的电路。

根据本发明的第二方面的电力转换设备被构造成将电池的电力升高并接着将它转换成交流电力以驱动驱动电动机，所述电力转换设备包括：电压转换器，其将所述电池的输出电压升高并且将正极输出端口保持在比与所述交流电力的零电位对应的基准电位高的电位并且将负极输出端口保持在比基准电位低的电位；电容器，其连接在所述电压转换器的输出端口之间；PTC热敏电阻器，其安装在所述电容器上并且连接到所述电压转换器的输出端口中的一个；测量电路，其测量经过PTC热敏电阻器的输出端口中的一个相对于基准电位的电压和输出端口中的另一个相对于基准电位的电压。在上述方面，当经过PTC热敏电阻器的输出端口中的一个的电压的绝对值不同于输出端口中的另一个的电压的绝对值时，所述测量电路可输出指示温度异常的信号。根据上述方面，可提供与上述第一方面相同的效果。

将在下面的“具体实施方式”中描述本文中公开的技术和其它修改形式的细节。

附图说明

以下，参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点和技术和工业重要性，在附图中，相同标号代表相同元件，其中：

图1是示出电动车辆的电力系统的框图；

图2是电压测量设备的电路图；

图3是示出用于电压测量设备的温度异常检测和/或转换器异常检测的过程的流程图；

图4是示出在出现异常状态、转换器异常和温度异常的情况下电压测量值的一个示例的表；

图5是示出热敏电阻器安装的一个示例的图示。

具体实施方式

将参照附图描述实施例的电压测量设备。实施例的电压测量设备被合并到电动车辆的电力转换设备中。首先，参照图1描述电动车辆的电系统(驱动系统)。

电力转换设备2将电池91的输出电压升高，然后将它转换成交流电压。因此，电力转换设备2包括电压转换器6和逆变器7。电压转换器6设置有用于构成图1中示出的电路的两个晶体管、两个二极管和电抗器。图1中示出的电压转换器6的电路结构是本领域中熟知的，因此不进行详细描述。

电容器3连接到电压转换器6的输入侧，用于平滑电池91的输出电流。电容器4连接到电压转换器6的输出侧，即，逆变器7的输入侧，用于平滑电压转换器6的输出电流。电力转换设备2驱动驱动电动机，因此操纵大电流。因此，大电流经过电容器3和4，电容器中产生的热量因此变大。

逆变器7的输出被供应到电动机93。电动机93的输出扭矩通过差速齿轮被传输到驱动轮94。电动机93的输出(电力输出)对应于电力转换设备2的输出并且取决于车辆速度或加速器操作量。用于电力转换设备2的主机控制器92按照车辆速度或加速器操作量确定电动机93的目标输出。电动机93的目标输出被发送到电力转换设备2内部的控制电路8。控制电路8确定得到电动机93的目标输出所需的电池电压的升压比或逆变器的输出频率并且响应于升压比或频率来产生开关元件控制信号，即，脉宽调制(PWM)信号。产生的PWM信号被供应到电压转换器6或逆变器7。应该注意，用图1(和图2)中示出的带箭头的小虚线指示信号流。

下文中描述电压转换器6的输出电压。驱动电动机93对AC电力进行操作，AC电力拥有基准电位(地电位)作为零电位并且在具有本领域中熟知的指定的电压宽度的正电位和负电位之间交替。换句话讲，逆变器7的输出是AC电力，AC电力被转换成具有零电位的基准电位并且具有在正方向和负方向上的指定的电压宽度。因此，高电位侧的电源线和低电位侧的电源线之间的中间电位被设置为输入逆变器7的直流级的基准电位。更具体地，具有电力线上的高电位和低电位之间的中间电位的端子连接到逆变器7前一级的车辆的车体(也就是说，接地)。

在实施例的电力转换设备2中，逆变器7的输入端口和电压转换器6的输入端口和输出端口拥有在基准电位为零的情况下的正电位和负电位。换句话讲，相对于按照电动机93的目标输出确定的电压转换器6的目标电压，电压转换器6(逆变器7的输入端口)将正极输出端口保持在比基准电位高目标电压一半的电位并且将负极输出端口保持在比基准电位低目标电压的剩余一半的电位。当目标电压变化时，正极输出端口和负极输出端口相对于基准电位的电位均变化。换句话讲，正极输出端口相对于基准电位的电压的绝对值等于负极输出端口相对于基准电位的电压的绝对值。即使当无法得到目标电压时，例如，在电池的低充电状态(SOC)的情况下，正极输出端口相对于基准电位的电压的绝对值等于负极输出端口相对于基准电位的电压的绝对值。然而，应该注意，例如，正极输出端口相对于基准电位的电压的绝对值和负极输出端口相对于基准电位的电压的绝对值之间的不一致可源自与因电路元件的差异造成的电压波动或错误关联的错误的范围。在可接受指定的差异的范围内，正极输出端口相对于基准电位的电压的绝对值和负极输出端口相对于基准电位的电压的绝对值是相同的。

主题现在返回到对电力转换设备2进行描述。电压测量设备10测量电压转换器6的输出电压并且检测电容器4的温度异常。也就是说，电压测量设备10输出当电容器4的温度高于指定的阈值电压时指示温度异常的信号。电压测量设备10包括测量电路12和热敏电阻器5。热敏电阻器5属于其电阻在指定的温度或更高温度下突增的正温度系数(PTC)类型。热敏电阻器5安装在预测温度变成最大的位置(诸如，电容器4的元件的横向侧)。更具体地，如随后参照图5描述的，电容器3和4被封装在一个模块上，热敏电阻器5安装在处于封装中温度往往会增高的位置。热敏电阻器5选自具有与电容器4的正常温度范围内的上限温度大致相等的居里点温度的热敏电阻器。居里点温度是电阻在此时或更高温度下突增的温度。当电容器4的温度超过居里点温度并且电阻增大时，电压测量设备10输出指示电容器出现温度异常的信号。

电容器4连接在电压转换器6的正极输出端口P1和电压转换器6的负极输出端口P2之间。电压转换器6的正极输出端口P1连接到测量电路12的正极输入端口P3。电压转换器6的负极输出端口P2连接到热敏电阻器5的一端。热敏电阻器5的另一端连接到测量电路12的负极输入端口P4。换句话讲，热敏电阻器5连接在电压转换器6的负极输出端口P2和测量电路12的负极输入端口P4之间。在电力转换设备2中，只用两条电缆18连接电压转换器6和电压测量设备10(测量电路12)，电压测量设备10测量电压转换器6的输出电压并且检测电容器的温度异常。接下来，描述测量电路12的电路结构。

图2示出测量电路12的电路框图。正极输入端口P3与电阻器R1和R2串联连接。电阻器R2的一个端子连接到地(基准电位)。电阻器R1和R2的串联连接电路是对施加到正极输入端口P3的电压进行分压并且将电压转换成低电压的电路。例如，将9.95MΩ的电阻器用于电阻器R1，将0.05MΩ的电阻器用于电阻器R2。然后，电阻器R1和R2串联连接中的中点Pa处的电压变成等于施加到正极输入端口P3的电压乘以R2/(R1+R2)(＝0.005)的值。例如，当向正极输入端口P3施加100伏时，中点Pa处的电压变成0.5伏。类似地，负极输入端口P4与电阻器R1和R2串联连接。电阻器R2的另一个端子连接到地。施加到负极输入端口的电压的分压被施加到电阻器R1和R2之间的中点Pb。

中点Pa和Pb处的电压分别与电压转换器6的正极输出端口和负极输出端口的电压成比例关系。如图2中所示，中点Pa和Pb处的电压指示电压转换器6的输出端口相对于地(基准电位)的电压。测量电路12测量电压转换器6的正极输出端口和负极输出端口相对于地(基准电位)的电压。

中点Pa通过电压稳定电路13连接到微计算机芯片16的第一模-数(A/D)输入端口15a。也就是说，施加到中点Pa的电压转换器6的正极输出端口P1的电压被馈送到微计算机芯片16的第一A/D输入端口15a。电压稳定电路13包括电阻器R4和R5、电容器C2和C3和二极管D1和D2并且具有图2中示出的结构。电压稳定电路13是本领域中熟知的，因此不再对其进行详细描述。附图中的参考符号VE代表测量电路12的电源线，例如，其电压是5伏。

类似地，中点Pb通过电压稳定电路13连接到微计算机芯片16的第三A/D输入端口15c。也就是说，施加到中点Pb的电压转换器6的负极输出端口P2的电压被馈送到微计算机芯片16的第三A/D输入端口15c。然而，应该注意，馈送到微计算机芯片16的第三A/D输入端口15c的电压是经由热敏电阻器5的负极输出端口P2的电压。

中点Pa和Pb连接到差分放大器14的两个输入端口Pc和Pd。差分放大器14放大并且输出中点Pa处的电压和中点Pb处的电压之差。也就是说，差分放大器14的输出对应于电压转换器6的正极输出端口和负极输出端口之间的电压的测量值。差分放大器14的输出通过电压稳定电路13馈送到微计算机芯片16的第二A/D输入端口15b。附图中的参考符号VF代表差分放大器14的驱动电压源，例如，其电压是15伏。

A/D输入端口15a、15b和15c对应于将施加的模拟电压数字化并且将它们输入作为数字控制器的微计算机芯片16中的输入端口。

结果，微计算机芯片16的三个输入端口Pe、Pf和Pg分别被馈送有电压转换器6的正极输出端口相对于地(基准电位)的电压、电压转换器6的正极输出端口和负极输出端口之间的电压差、电压转换器6的负极输出端口相对于地的电压。显而易见，精确地说，输入端口Pe的电压是对应于“电压转换器6的正极输出端口相对于地的电压”的电压；然而，输入端口Pe的电压可基本上被视为“电压转换器6的正极输出端口相对于地的电压”。下文中，电压转换器6的正极输出端口P1相对于地的电压的测量值被称为“正电极测量电压”，电压转换器6的正极输出端口P1和负极输出端口P2之间的电压差的测量值被称为“转换器输出测量电压”，电压转换器6的负极输出端口P2相对于地的电压的测量值被称为“负电极测量电压”。热敏电阻器5对转换器输出测量电压和负电极测量电压施加影响。然而，当没有出现温度异常时，热敏电阻器5的电阻小，转换器输出测量电压可被视为电压转换器6的实际输出电压。

接下来，描述由微计算机芯片16执行的处理。微计算机芯片16与电压转换器6和控制电路8协作，控制电路8控制逆变器7，以监测电压转换器6的输出是否大致等于目标电压并且电容器4的温度是否超过正常温度范围。电容器4的温度超过正常温度范围的情况对应于温度异常。另外，电压转换器6的输出不等于目标电压的情况被称为系统电压异常(系统电压错误)。

在描述微计算机芯片16的处理之前，再次描述电压转换器6的输出端口的电位。如上所述，相对于由控制电路8确定的电压转换器6的目标电压，正极输出端口P1相对于地(基准电位)的电位(电压)是[+目标电压/2]，负极输出端口P2相对于地的电位(电压)是[-目标电压/2]。换句话讲，当电压转换器6正常操作时，它将正极输出端口P1保持在比地高目标电压的一半的电位并且将负极输出端口P2保持在比地低目标电压的剩余一半的电位。即使电压转换器6的输出没有达到目标电压，正极输出端口P1相对于地的电位(电压)的绝对值大致等于负极输出端口P2相对于地的电位(电压)的绝对值。例如，当正极输出端口P1相对于地的电位是+A时，负极输出端口P2相对于地的电位变成-A。

参照图3，描述由微计算机芯片16(测量电路12)执行的处理。在每个控制时间段内执行图3中的流程图的处理。微计算机芯片16首先获取在第一至第三A/D输入端口15a至15c得到的电压，即，正电极测量电压、转换器输出测量电压和负电极测量电压(S2)。微计算机芯片16接着确定正电极测量电压的绝对值是否等于目标电压(S3)。微计算机芯片16与控制电压转换器6和逆变器7的控制电路8通信并且从控制电路8获取目标电压。

当正电极测量电压的绝对值等于目标电压(S3：是)时，微计算机芯片16接着确定负电极测量电压的绝对值是否等于目标电压(S4)。当负电极测量电压的绝对值也等于目标电压时，由于微计算机芯片16确定电压转换器6输出目标电压并且电容器4没有出现温度异常，微计算机芯片16将指示没有检测到异常的信号输出到控制电路8(S6)。下文中，“正电极测量电压的绝对值”可被简称为“正电极测量电压”，另外，“负电极测量电压的绝对值”可被简称为“负电极测量电压”。应该注意，在图3的流程图中提供表达绝对值的符号。

另一方面，当正电极测量电压等于目标电压/2(S3：是)而负电极测量电压不等于目标电压/2(S4：否)时，这意味着，正极输出端口P1或负极输出端口P2短路或者PTC热敏电阻器5的电阻大。电动车辆通常配备有用于检测短路的电路，当步骤S4被确定为“否”时，检测电路首先验证系统是否短路(S14)。当没有检测到短路(S14：否)时，这意味着，PTC热敏电阻器5的温度(即，电容器4的温度)超过指定的阈值(PTC热敏电阻器5的居里点温度)。在这种情况下，微计算机芯片16将指示在电容器4上出现温度异常的信号(温度错误信号)输出到控制电路8(S7)。当在步骤S14中检测到短路时，控制从图3中的温度异常检测例程转变成短路操纵例程(S16)。这里，不对短路操纵例程进行描述。

同时，在步骤S3中，当正电极测量电压不等于目标电压/2(S3：否)时，微计算机芯片16验证是否检测到短路(S12)，接着评价正电极测量电压(的绝对值)是否等于负电极测量电压(的绝对值)(步骤S5)。当绝对值都不相同(步骤S5：否)时，微计算机芯片16确定不相等的起因是PTC热敏电阻器5的大电阻，接着将指示出现温度异常的信号(温度错误信号)输出到控制电路8(步骤S7)。另一方面，当在步骤S5中绝对值都相同时，这意味着，没有出现温度异常，但电压转换器6的输出电压没有达到目标电压，因此，微计算机芯片16将指示在电压转换器6上出现某种异常的信号(系统电压错误信号)发送到控制电路8(步骤S8)。在这种情况下，例如，假设电压转换器6的输出电压因电池的低充电状态而没有达到目标电压的起因。或者，在这种情况下，例如，可假设其中由于电动机的超速导致电压突然波动的系统错误。

温度错误信号被从控制电路8发送到主机控制器92(参见图1)。例如，接收温度错误信号的主机控制器92显示表明车辆的仪表板上的错误的警报或者对电动机93的目标输出施加限制。当转换器出现异常时，系统电压错误信号被从控制电路8发送到主机控制器92。例如，接收系统电压错误信号的主机控制器92执行预编程操纵过程(诸如，显示表明车辆仪表板上的错误的警报)。

以下，用数个示例描述其中在电压转换器上出现温度异常的情况、出现转换器异常的情况和没有出现异常的情况的特定示例。图4示出数个示例。在这个示例中，目标电压被设置成500伏，假设图2中的电阻器R1和R2分别是9.95MΩ和0.05MΩ。

当电压转换器6正常操作(也就是说，输出等于目标电压)并且没有出现温度异常时(情况1)，电压转换器6的正极输出端口P1和负极输出端口P2相对于地的电位分别是+250伏和-250伏。此时，测量电路中的测量电压分别是+1.25伏和-1.25伏。换句话讲，正电极测量电压的绝对值和负电极测量电压的绝对值二者等于目标电压的一半。在这种情况下，执行图3的流程图中的步骤S3、S4和S6的处理。

当没有出现温度异常但在电压转换器6上出现某种异常并因此输出电压没有达到目标电压(500伏)而是300伏时，正极输出端口P1和负极输出端口P2相对于地的电位分别是+150伏和-150伏。此时，测量电路中的测量电压分别是+0.75伏和-0.75伏。换句话讲，正电极测量电压的绝对值和负电极测量电压的绝对值相同，但不等于目标电压的一半。在这种情况下，执行图3的流程图中的步骤S3、S5和S8的处理。

当电压转换器正常操作但出现温度异常时，正极输出端口P1和负极输出端口P2相对于地的电位(电压)分别是+250伏和-250伏。然而，测量电路中的测量电压分别是+12.5伏和-0.01伏。换句话讲，正电极测量电压的绝对值等于目标电压的一半，但正电极测量电压的绝对值不等于负电极测量电压的绝对值。在这种情况下，执行图3的流程图中的步骤S3、S4和S7的处理。

如上所述，该实施例的电压测量设备10可只用连接到电压转换器6的两条电缆18测量输出端口之间的电压并且检测温度异常。该设备的优点是，不需要专用于温度异常检测的电缆。如图2中所示，测量电压转换器6的输出电压的测量电路12检测温度异常。换句话讲，该实施例的电压测量设备10的优点是，不需要专用于检测温度异常的电路，因为用于电压测量的电路还可检测温度异常。

接下来，描述热敏电阻器5的安装示例。图5示出电容器模块30的分解透视图。图1或图2中示出的电路图上的电容器4的实际装置是并联连接的多个电容器元件31。通过将多个电容器元件31并联连接，增大电容。多个电容器元件31并联布置，汇流条33被安装成接触所有负极端子31a。在图5中未示出，正极端子被暴露于电容器元件31的底表面，汇流条32被安装成接触所有正极端子。汇流条32是将电容器元件31(图1和图2中的电容器4)的正极端子连接到电压转换器6的正极输出端口的导电构件，汇流条33是将电容器元件31(图1和图2中的电容器4)的负极端子连接到电压转换器6的负极输出端口的导电构件。汇流条32和33分别对应于电压转换器6的正极输出端口和负极输出端口。

汇流条33用于负电极的部分延伸到电容器元件31中的一个的横向侧，通过螺钉热敏电阻器5被安装在端部中。电容器与安装位置对应的表面区域HS是预期温度变得在多个电容器元件31集合中最高的区域。用螺钉将热敏电阻器5固定到负电极的汇流条33并且热敏电阻器5导电。与电压测量设备10的测量电路12连接的电缆从热敏电阻器5的端部延伸。与测量电路12连接的电缆延伸到正电极的汇流条32。图5中示出的两条电缆18是将电压转换器6的正极输出端口和负极输出端口连接到电压测量设备10的测量电路12的电缆。电压测量设备10可通过使用施加在两条电缆18中的每条中的电压值，执行测量电压和检测电容器的温度异常这两种功能。

将捆束整齐的多个电容器元件31容纳在内部壳体35中。然后，将内部壳体35容纳在外部壳体36中。应该注意，图5中示出的热敏电阻器的安装位置是一个示例。热敏电阻器5安装在预期温度变得最高的位置。当需要检测大面积内的温度异常时，优选地，用具有高导热率的片材覆盖目标区域并且将热敏电阻器安装在片材上。

将描述关于在该实施例中描述的技术的考虑。该实施例的电压测量设备10被合并到电力转换设备2中，测量电压转换器6的输出端口之间的电压并且监测与输出端口并联连接的电容器4的温度异常。如在图1和图2中清楚看到的，电压转换器6的输出端口对应于逆变器7的输入端口。因此，可如下地描述该实施例的电压测量设备10。也就是说，电压测量设备10测量逆变器7的直流输入端口P1和P2之间的电压并且检测与直流输入端口并联连接的电容器4上的异常。

本文中公开的电压测量设备10还可实际上被用作测量电池91的输出端口之间的电压并且检测与输出端口并联连接的电容器3的异常。当被用作此设备时，电压测量设备10可连接于电容器3的端子两端。

温度异常检测的主题不限于电容器。例如，温度异常检测的主题可以是电压转换器和逆变器中的开关元件。以上描述的实施例是其中本文中公开的技术应用于电动车辆的电力转换设备2的实施例。更具体地讲，实施例是测量电力转换设备中的电力转换器的输出端口的电压并且检测与输出端口连接的电流平滑电容器的温度异常。电力转换设备的结构可被如下地总结。电力转换设备2是将电池91的电力升高并接着将它转换成用于驱动驱动电动机(电动机93)的交流电力。电力转换设备2包括将电池91的输出电压升高的电压转换器6、电容器4、PTC热敏电阻器5和控制电路8。电压转换器6将正极输出端口P1保持在比基准电位高的电位并且将负极输出端口P2保持在比基准电位低的电位。如上所述，基准电位对应于供应到电动机的交流电力的零电位。电容器4连接在电压转换器6的输出端口之间(正极输出端口P1和负极输出端口P2之间)。PTC热敏电阻器5被安装在电容器4上并且连接到电压转换器6的输出端口中的一个(例如，负极输出端口P2)。测量电路12测量经过PTC热敏电阻器相对于基准电位的输出端口中的一个(负极输出端口P2)的电压和相对于基准电位的输出端口中的另一个(例如，正极输出端口P1)的电压。当经过PTC热敏电阻器的输出端口中的一个(负极输出端口P2)的电压的绝对值不同于输出端口中的另一个(正极输出端口P1)的电压的绝对值时，测量电路12输出指示温度异常检测的信号。应该注意，在以上描述中，正极输出端口P1和负极输出端口P2的位置可相反。

虽然已经参照本发明的示例实施例详细描述了本发明，但要理解，这些示例只是例证性的并且本发明的权利要求不限于这些示例。本发明的权利要求书中公开的技术旨在涵盖上述的示例实施例的各种修改和变化。另外，说明书和附图中公开的技术元素单独地或者以各种组合和构造表现出技术可用性，这些技术元素不限于在提交本申请时在权利要求书中公开的组合和构造。说明书和附图中示出的技术可同时实现多个目的，其本身一个目的的实现具有技术可用性。

Claims (6)

1.一种电压测量设备(10)，所述电压测量设备(10)用于测量在装置的正极端子和负极端子之间的电压，所述电压测量设备(10)的特征在于包括：

PTC热敏电阻器(5)，其被安装在所述装置的预测温度将变为最大值的位置上或者与所述装置关联的组件的预测温度将变为最大值的位置上；以及

测量电路(12)，其包括第一端子和第二端子，所述第一端子被连接到所述正极端子和所述负极端子中的一个，并且所述第二端子被连接到所述正极端子和所述负极端子中的另一个，所述PTC热敏电阻器(5)被串联连接在所述正极端子和所述负极端子中的所述一个和所述第一端子之间，并且所述测量电路(12)被构造为用于测量相对于指定的基准电位的所述第一端子的电压以及相对于所述基准电位的所述第二端子的电压，

其中，所述电压测量设备(10)被构造为用于当所述第一端子的电压的绝对值不同于所述第二端子的电压的绝对值时输出指示温度异常的信号。

2.根据权利要求1所述的电压测量设备(10)，其中，

所述装置是电压转换器(6)，所述电压转换器(6)被构造为用于将所述正极端子保持在比所述基准电位高的电位，并且将所述负极端子保持在比所述基准电位低的电位。

3.根据权利要求1所述的电压测量设备(10)，其中，

所述装置是逆变器(7)，所述逆变器(7)被构造为用于将电力供应到电动车辆的驱动电动机(93)，所述电压测量设备(10)被连接到所述逆变器(7)的直流输入端口，所述逆变器(7)的所述直流输入端口中的作为所述正极端子的正电极的电位被保持在比所述基准电位高的电位，并且所述直流输入端口中的作为所述负极端子的负电极的电位被保持在比所述基准电位低的电位。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的电压测量设备(10)，其中，

所述PTC热敏电阻器(5)被安装在电容器(4，3)上，该电容器(4，3)被连接在所述装置的所述正极端子和所述负极端子之间。

5.根据权利要求4所述的电压测量设备(10)，其中，

所述电压测量设备(10)被合并到电动车辆的电力转换设备(2)中，该电力转换设备(2)用于将电池(91)的输出电力转换成用于对驱动电动机进行驱动的交流电力。

6.一种电力转换设备，所述电力转换设备用于将电池(91)的电力升高并且然后将所述电力转换成用于对驱动电动机进行驱动的交流电力，所述电力转换设备的特征在于包括：

电压转换器(6)，其用于将所述电池(91)的输出电压升高，并且所述电压转换器(6)被构造为用于将正极输出端口保持在比与所述交流电力的零电位对应的基准电位高的电位，以及将负极输出端口保持在比所述基准电位低的电位；

电容器(4)，其被连接在所述电压转换器(6)的所述正极输出端口和所述负极输出端口之间；

PTC热敏电阻器(5)，其被安装在所述电容器(4)上；以及

测量电路(12)，其包括分别连接到所述电压转换器(6)的第一端子和第二端子，所述PTC热敏电阻器(5)被串联连接在所述正极端子和所述负极端子中的所述一个和所述第一端子之间，所述测量电路(12)被构造为用于测量相对于所述基准电位的所述第一端子的电压以及相对于所述基准电位的所述第二端子的电压，所述第一端子被连接到所述正极输出端口和所述负极输出端口中的一个，并且所述第二端子被连接到所述正极输出端口和所述负极输出端口中的另一个，

其中，所述测量电路(12)被构造为用于当所述第一端子的电压的绝对值不同于所述第二端子的电压的绝对值时输出指示温度异常的信号。