CN105329105B - 电机控制器及用于其的igbt的过温保护方法、装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于电机控制器的IGBT的过温保护方法、装置及电机控制器，其中该方法包括：检测电机控制器的当前输出电流信号和输入到电机控制器的当前整车输入信号；根据当前输出电流信号和预建的IGBT温升模型计算当前时刻的IGBT的温升，并根据该温升计算对应的温度；根据当前输出电流信号和当前整车信号计算下一时刻的电机控制器的输出电流信号，并根据该信号和上述模型计算下一时刻的IGBT的温升；根据下一时刻的温升和当前时刻的温度计算下一时刻的IGBT的温度；当下一时刻的温度大于预设温度时，输出过温保护信号以使IGBT过温保护电路进行工作。本发明实施例的方法降低了IGBT过温损坏的风险，提升了可靠性。

Description

电机控制器及用于其的IGBT的过温保护方法、装置

技术领域

本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种用于电机控制器的IGBT(InsulatedGate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)的过温保护方法、装置及电机控制器。

背景技术

逆变器主要依靠IGBT的变流作用，实现直流电与交流电之间的转换。而IGBT的损耗是影响IGBT寿命及工作可靠性的重要因素之一，主要原因是与其开关频率以及运行工况有关，如直流侧电压、交流输出电流等都会直接导致IGBT损耗增大。

电动汽车在运行过程中，特定工况下(如刹车、加速等)，电动汽车电机控制器中IGBT晶圆将快速升温，甚至会产生温度突变，极易造成IGBT过温损坏的后果。为此设计中需要增加一系列的IGBT保护措施，例如过温保护、过流保护等。

目前，在电动汽车领域中常用的IGBT过温保护方法主要有以下两种：

第一种是从硬件方面入手，将IGBT温度采样电路与外界电路构成特定的温度控制电路(如分压电路)。当IGBT温度过热，触发控制电路工作或输出状态改变，从而控制驱动电路停止运行，起到IGBT保护作用。但是，此方案对IGBT温度采样电阻的精度及电路本身精度要求较高，可能会引起误保护，同时温度采样会存在延时，实时性较差。

第二种是依靠温度传感器和温度传感电路，通过IGBT温度采样电路及DSP软件策略，在检测温度超过限值后保护IGBT。当温度采样值大于设定值时，触发软件保护，系统停止工作或降额运行，起到保护IGBT的作用。但是，此方案对采样电路实时性要求较高，IGBT温度采样电阻本身存在延时，当电路延时较大时，会存在保护滞后，在温度剧烈变化及温度突变时，IGBT过温损坏的风险较高。

发明内容

本发明的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题之一。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种用于电机控制器的IGBT的过温保护方法。该方法实现了IGBT晶圆温度提前预估、提前控制，具有成本低、风险系数小，保护作用明显、适用性强等优点，大大降低了IGBT过温损坏的风险，提升了电机控制器的可靠性。

本发明的第二个目的在于提出一种用于电机控制器的IGBT的过温保护装置。

本发明的第三个目的在于提出一种电机控制器。

为了实现上述目的，本发明第一方面实施例的用于电机控制器的IGBT的过温保护方法，包括：检测所述电机控制器的当前输出电流信号和输入到所述电机控制器的当前整车输入信号；根据所述当前输出电流信号和预先建立的IGBT温升模型计算当前时刻的IGBT晶圆的温升，并根据所述当前时刻的IGBT晶圆的温升计算所述当前时刻的IGBT晶圆的温度；根据所述当前输出电流信号和输入到所述电机控制器的当前整车输入信号计算下一时刻的所述电机控制器的输出电流信号，并根据所述下一时刻的所述电机控制器的输出电流信号和所述IGBT温升模型计算所述下一时刻的IGBT晶圆的温升；根据所述下一时刻的IGBT晶圆的温升和所述当前时刻的IGBT晶圆的温度计算所述下一时刻的IGBT晶圆的温度；当所述下一时刻的IGBT晶圆的温度大于预设温度时，输出过温保护信号以使IGBT过温保护电路进行工作。

根据本发明实施例的用于电机控制器的IGBT的过温保护方法，通过采集电机控制器的当前输出电流信号、IGBT温度信号、油门踏板信号、制动踏板信号等，之后根据上述这些信号和预先建立的IGBT温升模型推算出下一时刻的IGBT晶圆的温度，并在该下一时刻的IGBT晶圆的温度大于预设温度时，提前做出过温保护动作(如提前关断IGBT模块的电气连接)，实现了IGBT晶圆温度提前预估、提前控制，解决了目前IGBT过温保护领域普遍存在的滞后性的问题，并且具有成本低、风险系数小，保护作用明显、适用性强等优点，大大降低了IGBT过温损坏的风险，提升了电机控制器的可靠性。

为了实现上述目的，本发明第二方面实施例的用于电机控制器的IGBT的过温保护装置，包括：电流检测模块，所述电流检测模块用于检测所述电机控制器的当前输出电流信号；采集模块，所述采集模块用于采集输入到所述电机控制器的当前整车输入信号；IGBT过温保护电路；控制芯片，所述控制芯片根据所述当前输出电流信号和预先建立的IGBT温升模型计算当前时刻的IGBT晶圆的温升，并根据所述当前时刻的IGBT晶圆的温升计算所述当前时刻的IGBT晶圆的温度，同时所述控制芯片根据所述当前输出电流信号和输入到所述电机控制器的当前整车输入信号计算下一时刻的所述电机控制器的输出电流信号，并根据所述下一时刻的所述电机控制器的输出电流信号和所述IGBT温升模型计算所述下一时刻的IGBT晶圆的温升，以及所述控制芯片根据所述下一时刻的IGBT晶圆的温升和所述当前时刻的IGBT晶圆的温度计算所述下一时刻的IGBT晶圆的温度，并在所述下一时刻的IGBT晶圆的温度大于预设温度时，所述控制芯片输出过温保护信号至所述IGBT过温保护电路，以使所述IGBT过温保护电路进行工作。

根据本发明实施例的用于电机控制器的IGBT的过温保护装置，通过采集电机控制器的当前输出电流信号、IGBT温度信号、油门踏板信号、制动踏板信号等，之后根据上述这些信号和预先建立的IGBT温升模型推算出下一时刻的IGBT晶圆的温度，并在该下一时刻的IGBT晶圆的温度大于预设温度时，提前做出过温保护动作(如提前关断IGBT模块的电气连接)，实现了IGBT晶圆温度提前预估、提前控制，解决了目前IGBT过温保护领域普遍存在的滞后性的问题，并且具有成本低、风险系数小，保护作用明显、适用性强等优点，大大降低了IGBT过温损坏的风险，提升了电机控制器的可靠性。

为了实现上述目的，本发明第三方面实施例的电机控制器，包括本发明第二方面实施例的IGBT的过温保护装置。

根据本发明实施例的电机控制器，通过采集电机控制器的当前输出电流信号、IGBT温度信号、油门踏板信号、制动踏板信号等，之后根据上述这些信号和预先建立的IGBT温升模型推算出下一时刻的IGBT晶圆的温度，并在该下一时刻的IGBT晶圆的温度大于预设温度时，提前做出过温保护动作(如提前关断IGBT模块的电气连接)，实现了IGBT晶圆温度提前预估、提前控制，解决了目前IGBT过温保护领域普遍存在的滞后性的问题，并且具有成本低、风险系数小，保护作用明显、适用性强等优点，大大降低了IGBT过温损坏的风险，提升了电机控制器的可靠性。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中，

图1是根据本发明一个实施例的用于电机控制器的IGBT的过温保护方法的流程图；

图2是根据本发明一个实施例的用于电机控制器的IGBT的过温保护装置的结构示意图；

图3是根据本发明又一个实施例的用于电机控制器的IGBT的过温保护装置的结构示意图；以及

图4是根据本发明实施例的IGBT过温检测系统硬件电路的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

目前电动汽车市场上所用的IGBT过温保护方案，主要存在的问题为滞后性，即不能实现IGBT温度的实时监控、实时保护。其次，对于硬件电路要求较高，误保护风险高。

然而，导致滞后性的根本原因在于温度传感装置存在较大延时，使得保护滞后，灵敏度低，反应迟缓；对于硬件电路的较高要求，是因为现有IGBT过温保护技术中，没有找到更快速的以软件为主的保护方法。

为此，本发明提出了一种用于电机控制器的IGBT的过温保护方法、装置及电机控制器。具体地，下面参考附图描述根据本发明实施例的用于电机控制器的IGBT的过温保护方法、装置及电机控制器。

图1是根据本发明一个实施例的用于电机控制器的IGBT的过温保护方法的流程图。如图1所示，该用于电机控制器的IGBT的过温保护方法可以包括：

S101，检测电机控制器的当前输出电流信号和输入到电机控制器的当前整车输入信号。

其中，在本发明的实施例中，当前整车输入信号可包括但不限于油门踏板信号、制动踏板信号和电机转速信号等。该输入到电机控制器的当前整车输入信号可理解为当前的刹车信号、油门信号、电机转速信号等多个信号。

举例而言，以车辆稳定运行至某一时刻发生工况变化(如刹车或加速等)为一般情况为例，可先通过电流采样电路采集当前工况下电机控制器的当前输出电流信号，同时可通过采样模块采集当前输入到电机控制器的油门踏板信号、制动踏板信号、电机转速信号等整车输入信号。

S102，根据当前输出电流信号和预先建立的IGBT温升模型计算当前时刻的IGBT晶圆的温升，并根据当前时刻的IGBT晶圆的温升计算当前时刻的IGBT晶圆的温度。

其中，在本发明的实施例中，IGBT温升模型可根据以下公式进行表达：

ΔT＝f(I)＝R_j·[(r₀·I²+u₀·I)+(E_on+E_off)·f+E_onD·f] (1)

其中，ΔT为IGBT晶圆的温升，R_j为IGBT的总热阻，r₀为IGBT的总内阻，u₀为IGBT的工作电压，I为电机控制器的输出电流，E_on、E_off分别为IGBT的开通损耗、关断损耗，f为开关损耗系数，E_onD为IGBT的内部二极管的开通损耗。

需要说明的是，在本发明的实施例中，IGBT温升模型可包括损耗模型和温升模型两个组成部分，其中IGBT损耗模型可通过以下公式获得：

P_con＝r₀·I²+u₀·I (2)

P_S＝(E_on+E_off)·f+E_onD·f (3)

ΔP＝P_con+P_S (4)

其中，I为电机控制器的输出电流值，为输入变量；ΔP为IGBT的损耗值，为输出变量。

这样，可通过上述式(4)即可得到IGBT温升模型：

ΔT＝R_j·ΔP (5)

将上述式(2)、式(3)、式(4)代入式(5)即可得到上述式(1)。

进一步地，在本发明的一个实施例中，在计算当前时刻的IGBT晶圆的温度之前，该IGBT的过温保护方法还可包括：检测IGBT散热器的温度，以通过将IGBT散热器的温度与当前时刻的IGBT晶圆的温升叠加计算当前时刻的IGBT晶圆的温度。

具体地，可先将当前输出电流信号代入IGBT损耗模型计算出当前时刻的IGBT晶圆的损耗。之后，可将IGBT晶圆的损耗代入IGBT温升模型，计算出当前时刻的IGBT晶圆的温升。然后，可先检测IGBT散热器的温度，之后通过将IGBT散热器的温度值与上述计算出的当前时刻的IGBT晶圆的温升值相加后，得到当前时刻的IGBT晶圆的内部温度。

可选的，在本发明的一个实施例中，在根据当前时刻的IGBT晶圆的温升计算当前时刻的IGBT晶圆的温度，还可将该当前时刻的IGBT晶圆的温度与IGBT晶圆的采样温度进行校核，以判断计算出来的当前时刻的IGBT晶圆的温度是否正确。其中，IGBT晶圆的采样温度可理解为通过IGBT温度传感器采集的当前时刻的IGBT晶圆的实际温度。由此，可确保计算出的数据的正确性，提高了可用性。

S103，根据当前输出电流信号和输入到电机控制器的当前整车输入信号计算下一时刻的电机控制器的输出电流信号，并根据下一时刻的电机控制器的输出电流信号和IGBT温升模型计算下一时刻的IGBT晶圆的温升。

具体而言，可先根据当前输出电流信号和输入到电机控制器的当前整车输入信号，包括油门、刹车、车速(电机转速)等，计算出电机的目标扭矩，即下一时刻电机将要达到的扭矩，也是电机控制器将要输出的扭矩，然后根据扭矩与输出电流的标定数据，推算出下一时刻的电机控制器的输出电流信号。之后，可将先下一时刻的输出电流信号代入IGBT损耗模型，计算出下一时刻的IGBT晶圆的损耗值，然后可将该下一时刻的IGBT晶圆的损耗值代入IGBT温升模型，计算出下一时刻的IGBT晶圆的温升。

需要说明的是，在本发明的实施例中，电机控制器扭矩与输出电流的大小存在对应关系(输入电压默认不变的情况下)，即通过运行不同工况，可以对扭矩和输出电流进行标定，从而在实际工况下，根据扭矩的值和标定数据，可以对应地推算出输出电流的大小。

S104，根据下一时刻的IGBT晶圆的温升和当前时刻的IGBT晶圆的温度计算下一时刻的IGBT晶圆的温度。

S105，当下一时刻的IGBT晶圆的温度大于预设温度时，输出过温保护信号以使IGBT过温保护电路进行工作。

其中，在本发明的实施例中，预设温度可由系统设定的，可根据实际情况进行设定，例如，一般设定在90～95度之间。

具体地，在根据下一时刻的IGBT晶圆的温升和当前时刻的IGBT晶圆的温度计算出下一时刻的IGBT晶圆的温度之后，可将下一时刻的IGBT晶圆的温度与预设温度进行比较，判断该下一时刻的IGBT晶圆的温度是否大于预设温度，当大于预设温度时，可输出过温保护信号，驱动IGBT过温保护电路关断IGBT或降额运行。其中，降额运行可理解为降低电机控制器的输出功率，这样就可减少IGBT损耗，使得IGBT温度在其他散热机制的作用下降低。

应当理解，如图1所示，计算当前时刻的IGBT晶圆的温度和计算下一时刻的IGBT晶圆的温升是同时进行的，即上述S102和S103可不分执行的先后顺序。

根据本发明实施例的用于电机控制器的IGBT的过温保护方法，通过采集电机控制器的当前输出电流信号、IGBT温度信号、油门踏板信号、制动踏板信号等，之后根据上述这些信号和预先建立的IGBT温升模型推算出下一时刻的IGBT晶圆的温度，并在该下一时刻的IGBT晶圆的温度大于预设温度时，提前做出过温保护动作(如提前关断IGBT模块的电气连接)，实现了IGBT晶圆温度提前预估、提前控制，解决了目前IGBT过温保护领域普遍存在的滞后性的问题，并且具有成本低、风险系数小，保护作用明显、适用性强等优点，大大降低了IGBT过温损坏的风险，提升了电机控制器的可靠性。

另外，本发明还提出了一种用于电机控制器的IGBT的过温保护装置。

图2是根据本发明一个实施例的用于电机控制器的IGBT的过温保护装置的结构示意图。如图2所示，该用于电机控制器的IGBT的过温保护装置可以包括：电流检测模块10、采集模块20、IGBT过温保护电路30和控制芯片40。

具体地，电流检测模块10可用于检测电机控制器的当前输出电流信号。其中，在本发明的实施例中，当前整车输入信号可包括但不限于油门踏板信号、制动踏板信号和电机转速信号等。该输入到电机控制器的当前整车输入信号可理解为当前的刹车信号、油门信号、电机转速信号等多个信号。

举例而言，以车辆稳定运行至某一时刻发生工况变化(如刹车、或加速等)为一般情况为例，电流检测模块10可通过电流采样电路采集当前工况下电机控制器的当前输出电流信号。

采集模块20可用于采集输入到电机控制器的当前整车输入信号。也就是说，采集模块20可采集当前输入到电机控制器的油门踏板信号、制动踏板信号、电机转速信号等整车输入信号。

控制芯片40可根据当前输出电流信号和预先建立的IGBT温升模型计算当前时刻的IGBT晶圆的温升，并根据当前时刻的IGBT晶圆的温升计算当前时刻的IGBT晶圆的温度，同时控制芯片40可根据当前输出电流信号和输入到电机控制器的当前整车输入信号计算下一时刻的电机控制器的输出电流信号，并根据下一时刻的电机控制器的输出电流信号和IGBT温升模型计算下一时刻的IGBT晶圆的温升，以及控制芯片40可根据下一时刻的IGBT晶圆的温升和当前时刻的IGBT晶圆的温度计算下一时刻的IGBT晶圆的温度，并在下一时刻的IGBT晶圆的温度大于预设温度时，控制芯片40输出过温保护信号至IGBT过温保护电路30，以使IGBT过温保护电路30进行工作。

其中，在本发明的实施例中，IGBT温升模型与上述实施例的IGBT的过温保护方法中提到的IGBT温升模型相同，具体的实现方式可参考上述描述，在此不再赘述。

具体而言，控制芯片40可先将当前输出电流信号代入IGBT损耗模型计算出当前时刻的IGBT晶圆的损耗，并将将IGBT晶圆的损耗代入IGBT温升模型，计算出当前时刻的IGBT晶圆的温升，并根据当前时刻的IGBT晶圆的温升计算当前时刻的IGBT晶圆的温度。同时，控制芯片40可先根据当前输出电流信号和输入到电机控制器的油门踏板信号、制动踏板信号等当前整车输入信号，计算出电机的目标扭矩，即下一时刻电机将要达到的扭矩，也是电机控制器将要输出的扭矩，然后根据扭矩与输出电流的标定数据，推算出下一时刻的电机控制器的输出电流信号，并将下一时刻的输出电流信号代入IGBT损耗模型，计算出下一时刻的IGBT晶圆的损耗值，之后可将该下一时刻的IGBT晶圆的损耗值代入IGBT温升模型，计算出下一时刻的IGBT晶圆的温升。然后，控制芯片40可根据下一时刻的IGBT晶圆的温升和当前时刻的IGBT晶圆的温度计算下一时刻的IGBT晶圆的温度。最后，控制芯片40可将下一时刻的IGBT晶圆的温度与预设温度进行比较，判断该下一时刻的IGBT晶圆的温度是否大于预设温度，当大于预设温度时，可输出过温保护信号，驱动IGBT过温保护电路30关断IGBT或降额运行。其中，降额运行可理解为降低电机控制器的输出功率，这样就可减少IGBT损耗，使得IGBT温度在其他散热机制的作用下降低。此外，在本发明的实施例中，预设温度可由系统设定的，可根据实际情况进行设定，例如，一般设定在90～95度之间。

需要说明的是，在本发明的实施例中，电机控制器扭矩与输出电流的大小存在对应关系(输入电压默认不变的情况下)，即通过运行不同工况，可以对扭矩和输出电流进行标定，从而在实际工况下，根据扭矩的值和标定数据，可以对应地推算出输出电流的大小。

进一步地，在本发明的一个实施例中，如图3所示，该IGBT的过温保护装置还可包括温度检测模块50。具体地，温度检测模块50可用于检测IGBT散热器的温度，其中，控制芯片40可通过IGBT散热器的温度与当前时刻的IGBT晶圆的温升进行叠加以计算当前时刻的IGBT晶圆的温度。具体地，温度检测模块50可在控制芯片40计算当前时刻的IGBT晶圆的温度之前，检测IGBT散热器的温度。控制芯片40可通过IGBT散热器的温度与当前时刻的IGBT晶圆的温升进行叠加以计算当前时刻的IGBT晶圆的温度。

可选的，在本发明的一个实施例中，控制芯片40在根据当前时刻的IGBT晶圆的温升计算当前时刻的IGBT晶圆的温度，还可将该当前时刻的IGBT晶圆的温度与IGBT晶圆的采样温度进行校核，以判断计算出来的当前时刻的IGBT晶圆的温度是否正确。其中，IGBT晶圆的采样温度可理解为通过IGBT温度传感器采集的当前时刻的IGBT晶圆的实际温度。由此，可确保计算出的数据的正确性，提高了可用性。

根据本发明实施例的用于电机控制器的IGBT的过温保护装置，通过采集电机控制器的当前输出电流信号、IGBT温度信号、油门踏板信号、制动踏板信号等，之后根据上述这些信号和预先建立的IGBT温升模型推算出下一时刻的IGBT晶圆的温度，并在该下一时刻的IGBT晶圆的温度大于预设温度时，提前做出过温保护动作(如提前关断IGBT模块的电气连接)，实现了IGBT晶圆温度提前预估、提前控制，解决了目前IGBT过温保护领域普遍存在的滞后性的问题，并且具有成本低、风险系数小，保护作用明显、适用性强等优点，大大降低了IGBT过温损坏的风险，提升了电机控制器的可靠性。

需要说明的是，本发明采用了预测和预处理的思维，即时判断出下一时刻的IGBT晶圆的工作温度，从而做出相应的处理；同时，本发明的核心在于软件策略，及软件策略存在于控制芯片中，外围电路包括电流采样电路、IGBT温度采样电路、其他整车信号采样电路(其中包括制动、油门信号等)，这些电路的作用分别为采集电机控制器的输出电流信号、采集IGBT温度信号、采集制动、油门等其他信号，控制芯片根据这些信号，通过软件策略计算下一时刻的IGBT晶圆的温度；此外，外围电路还有IGBT保护电路，接收控制芯片输出的保护信号，做出保护动作，例如关断IGBT模块。由此，可以看出，对于硬件电路的要求降低，从而具有较高的可行性。

下面结合附图4对本发明的用于电机控制器的IGBT的过温保护装置作进一步的描述。

具体地，以控制芯片为核心组成的IGBT过温保护系统电路。如图4所示，控制芯片40以输入输出端口作为信号采集和输出的途径，采集电机控制器C的当前输出电流信号、IGBT温度信号以及其他整车输入信号，如制动信号、油门信号等；控制芯片40可利用上述软件策略，经过分析计算之后，发出控制信号，进行降额运行或保护动作。其中，电流检测模块10中的电流采样电路、IGBT温度传感器T中的温度传感采样电路以及其他整车信号采集电路B，均为控制芯片40的信号输入通道；IGBT过温保护电路30是控制芯片40的信号输出通道。

综上所述，控制芯片采集并整合各路信号，软件策略分析计算，输出控制信号保护IGBT，构成了IGBT过温保护系统。该系统可以实现IGBT工作温度的提前预测、提前保护，防止IGBT过温损坏。

此外，本发明还提出了一种电机控制器，该电机控制器可包括上述任一个实施例所述的IGBT的过温保护装置。

根据本发明实施例的电机控制器，通过采集电机控制器的当前输出电流信号、IGBT温度信号、油门踏板信号、制动踏板信号等，之后根据上述这些信号和预先建立的IGBT温升模型推算出下一时刻的IGBT晶圆的温度，并在该下一时刻的IGBT晶圆的温度大于预设温度时，提前做出过温保护动作(如提前关断IGBT模块的电气连接)，实现了IGBT晶圆温度提前预估、提前控制，解决了目前IGBT过温保护领域普遍存在的滞后性的问题，并且具有成本低、风险系数小，保护作用明显、适用性强等优点，大大降低了IGBT过温损坏的风险，提升了电机控制器的可靠性。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种用于电机控制器的IGBT的过温保护方法，其特征在于，包括以下步骤：

检测所述电机控制器的当前输出电流信号和输入到所述电机控制器的当前整车输入信号；

根据所述当前输出电流信号和预先建立的IGBT温升模型计算当前时刻的IGBT晶圆的温升，并根据所述当前时刻的IGBT晶圆的温升计算所述当前时刻的IGBT晶圆的温度；

根据所述当前输出电流信号和输入到所述电机控制器的当前整车输入信号计算下一时刻的所述电机控制器的输出电流信号，并根据所述下一时刻的所述电机控制器的输出电流信号和所述IGBT温升模型计算所述下一时刻的IGBT晶圆的温升；

根据所述下一时刻的IGBT晶圆的温升和所述当前时刻的IGBT晶圆的温度计算所述下一时刻的IGBT晶圆的温度；

当所述下一时刻的IGBT晶圆的温度大于预设温度时，输出过温保护信号以使IGBT过温保护电路进行工作。

2.如权利要求1所述的IGBT的过温保护方法，其特征在于，输入到所述电机控制器的当前整车输入信号包括油门踏板信号、制动踏板信号和电机转速信号。

3.如权利要求1所述的IGBT的过温保护方法，其特征在于，在计算所述当前时刻的IGBT晶圆的温度之前，还包括：

检测IGBT散热器的温度，以通过将所述IGBT散热器的温度与所述当前时刻的IGBT晶圆的温升叠加计算所述当前时刻的IGBT晶圆的温度。

4.如权利要求1-3中任一项所述的IGBT的过温保护方法，其特征在于，所述IGBT温升模型根据以下公式进行表达：

ΔT＝f(I)＝R_j·[(r₀·I²+u₀·I)+(E_on+E_off)·f+E_onD·f]

其中，ΔT为所述IGBT晶圆的温升，R_j为所述IGBT的总热阻，r₀为所述IGBT的总内阻，u₀为所述IGBT的工作电压，I为所述电机控制器的输出电流，E_on、E_off分别为所述IGBT的开通损耗、关断损耗，f为开关损耗系数，E_onD为所述IGBT的内部二极管的开通损耗。

5.一种用于电机控制器的IGBT的过温保护装置，包括：电流检测模块、IGBT过温保护电路，所述电流检测模块用于检测所述电机控制器的当前输出电流信号，其特征在于，所述装置还包括：

采集模块，所述采集模块用于采集输入到所述电机控制器的当前整车输入信号；

控制芯片，所述控制芯片根据所述当前输出电流信号和预先建立的IGBT温升模型计算当前时刻的IGBT晶圆的温升，并根据所述当前时刻的IGBT晶圆的温升计算所述当前时刻的IGBT晶圆的温度，同时所述控制芯片根据所述当前输出电流信号和输入到所述电机控制器的当前整车输入信号计算下一时刻的所述电机控制器的输出电流信号，并根据所述下一时刻的所述电机控制器的输出电流信号和所述IGBT温升模型计算所述下一时刻的IGBT晶圆的温升，以及所述控制芯片根据所述下一时刻的IGBT晶圆的温升和所述当前时刻的IGBT晶圆的温度计算所述下一时刻的IGBT晶圆的温度，并在所述下一时刻的IGBT晶圆的温度大于预设温度时，所述控制芯片输出过温保护信号至所述IGBT过温保护电路，以使所述IGBT过温保护电路进行工作。

6.如权利要求5所述的IGBT的过温保护装置，其特征在于，输入到所述电机控制器的当前整车输入信号包括油门踏板信号、制动踏板信号和电机转速信号。

7.如权利要求5所述的IGBT的过温保护装置，其特征在于，还包括：

温度检测模块，所述温度检测模块用于检测IGBT散热器的温度，其中，所述控制芯片通过将所述IGBT散热器的温度与所述当前时刻的IGBT晶圆的温升进行叠加以计算所述当前时刻的IGBT晶圆的温度。

8.如权利要求5-7中任一项所述的IGBT的过温保护装置，其特征在于，所述IGBT温升模型根据以下公式进行表达：

ΔT＝f(I)＝R_j·[(r₀·I²+u₀·I)+(E_on+E_off)·f+E_onD·f]

其中，ΔT为所述IGBT晶圆的温升，R_j为所述IGBT的总热阻，r₀为所述IGBT的总内阻，u₀为所述IGBT的工作电压，I为所述电机控制器的输出电流，E_on、E_off分别为所述IGBT的开通损耗、关断损耗，f为开关损耗系数，E_onD为所述IGBT的内部二极管的开通损耗。

9.一种电机控制器，其特征在于，包括如权利要求5-8中任一项所述的IGBT的过温保护装置。