CN113557162A - 用来核实用于电动车的驱动单元中的至少一个冷却剂温度的方法以及用于电动车的驱动单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用来对用于电动车的驱动单元（10）中的至少一个冷却剂温度（TM1、TM2）进行核实的方法，所述驱动单元（10）包括：带有至少一个内部温度传感器（30）的电容器（16），由所述内部温度传感器（30）来测量所述电容器（16）中的至少一个电容器温度（TK）；带有至少一个温度传感器（31、32、33）的功率电子装置（18），由所述温度传感器（31、32、33）来测量所述功率电子装置（18）中的至少一个电子装置温度（TE1、TE2、TE3）；以及冷却通道（22），该冷却通道由用于对所述电容器（16）和所述功率电子装置（18）进行冷却的冷却剂贯穿流过，其中从所述至少一个电容器温度（TK）中计算至少一个辅助冷却剂温度（TH1、TH2），从所述至少一个电子装置温度（TE1、TE2、TE3）中计算至少一个冷却剂温度（TM1、TM2），并且实施所述至少一个从至少一个电容器温度（TK）中计算的辅助冷却剂温度（TH1、TH2）与所述至少一个从至少一个电子装置温度（TE1、TE2、TE3）中计算的冷却剂温度（TM1、TM2）的比较。本发明涉及一种用于电动车的驱动单元（10），该驱动单元包括：电容器（16），该电容器具有至少一个用于测量该电容器（16）中的至少一个电容器温度（TK）的内部温度传感器（30）；功率电子装置（18），该功率电子装置具有至少一个用于测量该功率电子装置（18）中的至少一个电子装置温度（TE1、TE2、TE3）的温度传感器（31、32、33）；以及冷却通道（22），该冷却通道能够由用于对所述电容器（16）和所述功率电子装置（18）进行冷却的冷却剂贯穿流过。在此，所述驱动单元（10）被设立用于执行所述按本发明的方法。

Description

用来核实用于电动车的驱动单元中的至少一个冷却剂温度的 方法以及用于电动车的驱动单元

技术领域

本发明涉及一种用来对用于电动车的驱动单元中的至少一个冷却剂温度进行核实的方法，所述驱动单元包括：带有至少一个内部温度传感器的电容器，由所述内部温度传感器来测量所述电容器中的至少一个电容器温度；带有至少一个温度传感器的功率电子装置，由所述温度传感器来测量所述功率电子装置中的至少一个电子装置温度；以及冷却通道，该冷却通道由用于对所述电容器和所述功率电子装置进行冷却的冷却剂贯穿流过。本发明也涉及一种用于电动车的驱动单元，该驱动单元包括：电容器，该电容器具有至少一个用于测量该电容器中的至少一个电容器温度的内部温度传感器；功率电子装置，该功率电子装置具有至少一个用于测量该功率电子装置中的至少一个电子装置温度的温度传感器；以及冷却通道，该冷却通道能够由用于对所述电容器和所述功率电子装置进行冷却的冷却剂贯穿流过。

背景技术

电动车具有驱动单元，所述驱动单元包括比如呈用于对电机进行操控的逆变器的形式的功率电子装置。为了稳定所述功率电子装置的输入电压，通常设置了中间电路电容器。为了对所述中间电路电容器和所述功率电子装置进行冷却而设置了冷却通道，该冷却通道由冷却剂贯穿流过。

在驱动单元的运行中计算冷却剂的温度。能够通过所述功率电子装置的半导体中的温度传感器来计算冷却剂温度。所述冷却剂温度比如从由功率电子装置的温度传感器所测量的温度值和流经冷却通道的冷却剂的体积流量中计算。所述体积流量比如以CAN信息的形式由其它控制器来提供。

如果在此所述体积流量的CAN信息有错误，那就错误地计算所述冷却剂温度。由此，可能出现所述驱动单元的部件的热损伤或者毁坏。通过对于所述冷却剂温度的核实，能够避免对于所述冷却剂的错误的计算，由此保护所述驱动单元以防止热损伤或毁坏。

文件DE 10 2013 216 878 A1公开了一种能量转换器，该能量转换器尤其具有中间电路电容器。所述中间电路电容器具有温度传感器，该温度传感器比如是热电偶或者NTC电阻。所述温度传感器比如布置在中间电路电容器的表面上或者被集成到中间电路电容器中。借助于所述温度传感器来检测中间电路电容器的区域中的温度。

文件DE 101 06 944 A1公开了一种用于对电机进行温度调节的方法。在此，所述电机具有温度传感器，所述温度传感器测量关键的构件的温度。所述电机的关键的构件比如是中间电路电容器。借助于由所述温度传感器所检测的温度，通过温度模型来计算无法检测的温度。

文件DE 10 2015 205 892 A1公开了一种驱动系统，该驱动系统尤其具有中间电路电容器。在此检测电驱动系统的多个影响参数并且在这些所检测的影响参数的基础上计算所述中间电路电容器的当前的温度值。尤其冷却水温度属于所述影响参数。

发明内容

提出一种用来对用于电动车的驱动单元中的至少一个冷却剂温度进行核实的方法。所述驱动单元在此包括：带有至少一个内部温度传感器的电容器，由所述内部温度传感器来测量所述电容器中的至少一个电容器温度；带有至少一个温度传感器的功率电子装置，由所述温度传感器来测量所述功率电子装置中的至少一个电子装置温度；以及冷却通道，该冷却通道由用于对所述电容器和所述功率电子装置进行冷却的冷却剂贯穿流过。

在此，从所述至少一个电容器温度中计算至少一个辅助冷却剂温度，并且从所述至少一个电子装置温度中计算至少一个冷却剂温度。随后实施所述至少一个从至少一个电容器温度中计算的辅助冷却剂温度与所述至少一个从至少一个电子装置温度中计算的冷却剂温度的比较。根据这种比较，将从所述至少一个电子装置温度中计算的冷却剂温度视为可信。

按照本发明的一种有利的实施方式，计算由从所述至少一个电容器温度中计算的辅助冷却剂温度和从所述至少一个电子装置温度中计算的冷却剂温度构成的差。如果如此计算的温度差不超过预先给定的极限值，则所计算的辅助冷却剂温度差不多等于所计算的冷却剂温度。在这种情况下，从所述至少一个电子装置温度中计算的冷却剂温度被视为可信。

按照本发明的一种有利的改进方案，所述功率电子装置具有至少一个用于测量第一电子装置温度的第一温度传感器和至少一个用于测量第二电子装置温度的第二温度传感器。所述功率电子装置也还能够具有用于测量第三电子装置温度的第三温度传感器。

按照本发明的另一种有利的实施方式，从所述至少一个电容器温度中计算第一辅助冷却剂温度和第二辅助冷却剂温度。从所述第一电子装置温度中计算第一冷却剂温度，并且从所述第二电子装置温度中计算第二冷却剂温度。

随后实施从所述至少一个电容器温度中计算的第一辅助冷却剂温度及从所述至少一个电容器温度中计算的第二辅助冷却剂温度与从所述第一电子装置温度中计算的第一冷却剂温度及从所述第二电子装置温度中计算的第二冷却剂温度的比较。

在此，优选计算由从所述至少一个电容器温度中计算的第一辅助冷却剂温度和从所述至少一个电容器温度中计算的第二辅助冷却剂温度构成的电容器差。如此计算的电容器差描绘了冷却剂的沿着冷却通道的温度差。

同样计算由从所述第一电子装置温度中计算的第一冷却剂温度和从所述第二电子装置温度中计算的第二冷却剂温度构成的电子装置差。如此计算的电子装置差描绘了冷却剂的沿着冷却通道的温度差。

随后计算由所述电容器差和所述电子装置差构成的通量差。如果所述通量差不超过预先给定的阈值，那么所计算的电容器差就差不多等于所计算的电子装置差。在这种情况下，从所述第一电子装置温度中计算的第一冷却剂温度和从所述第二电子装置温度中计算的第二冷却剂温度就被视为可信。

按照本发明的一种有利的设计方案，从所述至少一个电子装置温度中计算冷却通道的中心区域中的至少一个冷却剂温度。

按照本发明的另一种有利的设计方案，从所述至少一个电容器温度中计算冷却通道的中心区域中的至少一个辅助冷却剂温度。

按照本发明的另一种有利的设计方案，从所述至少一个电容器温度中计算冷却通道的边缘区域中的至少一个辅助冷却剂温度。所述边缘区域优选处于冷却通道与电容器之间的机械的连接位置的附近。

按照本发明的一种优选的设计方案，为了从所述至少一个电子装置温度中计算至少一个冷却剂温度而考虑到流经冷却通道的冷却剂的体积流量。

也提出一种用于电动车的驱动单元。所述驱动单元包括电容器，该电容器具至少一个用于测量该电容器中的至少一个电容器温度的内部温度传感器。所述驱动单元也包括功率电子装置，该功率电子装置具有至少一个用于测量该功率电子装置中的至少一个电子装置温度的温度传感器。此外，所述驱动单元包括冷却通道，该冷却通道能够由用于对电容器和功率电子装置进行冷却的冷却剂贯穿流过。

在此，所述驱动单元被设立用于执行上面所描述的按本发明的方法。所述驱动单元为此比如包括控制器和计算单元，其中所述控制器具有用于对由所述温度传感器所测量的温度值进行检测的检测单元，并且其中所述计算单元具有用于实施按本发明的方法的软件。

按照本发明的一种有利的改进方案，所述功率电子装置具有至少一个用于测量第一电子装置温度的第一温度传感器和至少一个用于测量第二电子装置温度的第二温度传感器。所述功率电子装置也还能够具有用于测量第三电子装置温度的第三温度传感器。

本发明的优点

所述按本发明的方法以比较简单的方式允许对用于电动车的驱动单元中的冷却剂温度进行核实。尤其通过所述按本发明的方法来识别对于冷却剂温度的错误的计算，所述错误的计算由CAN信息中的错误的体积流量所引起。如果所计算的冷却剂温度被视为不可信，那就能够采取相应的措施。比如能够向驾驶员输出报警信号，所述报警信号指出所述驱动单元的可能的过热。作为替代方案，能够降低用于驱动所述电动车的电功率。

所述按本发明的方法在此能够用在已知的用于电动车的驱动单元中。在此，尤其在用于不同的客户的CAN接口上不需要由于不可靠的信息“冷却剂的体积流量”而产生的项目所特有的软件变化。同样，不需要额外的、用于直接测量冷却通道中的冷却剂温度的温度传感器。也不需要额外的、用于直接测量体积流量的体积流量传感器。

附图说明

借助于附图和以下描述对本发明的实施方式进行详细解释。

其中：

图1示出了用于电动车的驱动单元的示意性的电路图；

图2示出了图1的驱动单元的剖面图，以用于描绘用来按照第一种实施方式对冷却剂温度进行核实的方法；并且

图3示出了图1的驱动单元的剖面图，以用于描绘用来按照第二种实施方式对冷却剂温度进行核实的方法。

具体实施方式

在以下对本发明的实施方式所作的描述中，相同的或者类似的元件用相同的附图标记来表示，其中在单个情况中放弃对于这些元件的重复描述。附图仅仅示意性地示出了本发明的主题。

图1示出了用于电动车的驱动单元10的示意性的电路图。所述驱动单元10包括用于储存电能的牵引电池14，该牵引电池具有多个并联地和/或串联地连接的电池单池。所述牵引电池14提供直流电压。

此外，所述驱动单元10包括电容器16。所述电容器16与牵引电池14并联连接并且具有中间电路电容器的功能。在所述驱动单元10的运行中，在所述电容器16上电容器电压下降，所述电容器电压相应于由牵引电池14提供的直流电压。

所述驱动单元10包括电机20。所述电机20在此被构造为三相结构并且具有三个在这里未示出的相绕组。所述电机20用于驱动所述电动车。

此外，所述驱动单元10包括功率电子装置18。所述功率电子装置18用于操控电机20并且提供用于驱动所述电机20的电流。所述功率电子装置18为此借助于三个相导体与电机10电连接。

所述功率电子装置18借助于两个导体与牵引电池14电连接。所述牵引电池14尤其提供用于驱动电动车的电能。所述功率电子装置18包括三相的逆整流器或者逆变器，其从由所述牵引电池14提供的直流电压中生成用于对三相的电机20进行操控的三相的交流电压。

图2示出了图1的驱动单元10的剖面图，以用于描绘用来按照第一种实施方式对冷却剂温度TM1、TM2进行核实的方法。所述功率电子装置18尤其包括第一半桥41、第二半桥42和第三半桥43。所述半桥41、42、43分别具有多个能操控的半导体开关。

所述驱动单元10包括用于对电容器16和功率电子装置18进行冷却的冷却通道22。所述冷却通道22由用于对电容器16和功率电子装置18进行冷却的冷却剂贯穿流过。在此检测通过所述冷却通道22来流动的冷却剂的体积流量V。所述冷却通道22与电容器16并且与功率电子装置18的半桥41、42、43处于热接触之中。

所述电容器16具有用于测量该电容器16中的电容器温度TK的内部温度传感器30。所述功率电子装置18具有用于测量第一半桥41中的第一电子装置温度TE1的第一温度传感器31、用于测量第二半桥42中的第二电子装置温度TE2的第二温度传感器32以及用于测量第三半桥43中的第三电子装置温度TE3的第三温度传感器33。

由所述内部温度传感器30来测量电容器16中的电容器温度TK。从所述电容器温度TK和另外的参量中计算在所述电容器16的靠近冷却通道22的边缘区域中的第一边缘温度TR1和第二边缘温度TR2。可选计算所述电容器16的最大温度TMAX。从所述第一边缘温度TR1和另外的参量中计算在所述冷却通道22的上方的中心区域中的第一辅助冷却剂温度TH1。从所述第二边缘温度TR2和另外的参量中计算在所述冷却通道22的下方的中心区域中的第二辅助冷却剂温度TH2。

所述上方的中心区域在此沿着流经冷却通道22的冷却剂的流动方向处于上游。所述下方的中心区域沿着流经冷却通道22的冷却剂的流动方向处于下游。

由所述第一温度传感器31测量所述第一半桥41中的第一电子装置温度TE1。从所述第一电子装置温度TE1和另外的参量中计算所述冷却通道22的上方的中心区域中的第一冷却剂温度TM1。由所述第二温度传感器32测量所述第二半桥42中的第二电子装置温度TE2。从所述第二电子装置温度TE2和另外的参量中计算所述冷却通道22的下方的中心区域中的第二冷却剂温度TM2。在计算所述冷却剂温度TM1、TM2时，尤其考虑到流经所述冷却通道22的冷却剂的体积流量V。

随后计算由所述第一辅助冷却剂温度TH1和所述第一冷却剂温度TM1构成的温度差。也计算由所述第二辅助冷却剂温度TH2和所述第二冷却剂温度TM2构成的温度差。如果如此计算的温度差分别不超过预先给定的极限值，则将所计算的冷却剂温度TM1、TM2视为可信。如果如此计算的温度差之一超过预先给定的极限值，则将所计算的冷却剂温度TM1、TM2视为不可信。

图3示出了图1的驱动单元10的剖面图，以用于描绘用来按照第二种实施方式对冷却剂温度TM1、TM2进行核实的方法。所述功率电子装置18尤其包括第一半桥41、第二半桥42和第三半桥43。所述半桥41、42、43分别具有多个能操控的半导体开关。

所述驱动单元10包括用于对电容器16和功率电子装置18进行冷却的冷却通道22。所述冷却通道22由用于对电容器16和功率电子装置18进行冷却的冷却剂贯穿流过。在此检测通过所述冷却通道22来流动的冷却剂的体积流量V。所述冷却通道22与电容器16并且与功率电子装置18的半桥41、42、43处于热接触之中。

所述电容器16具有用于测量该电容器16中的电容器温度TK的内部温度传感器30。所述功率电子装置18具有用于测量第一半桥41中的第一电子装置温度TE1的第一温度传感器31、用于测量第二半桥42中的第二电子装置温度TE2的第二温度传感器32以及用于测量第三半桥43中的第三电子装置温度TE3的第三温度传感器33。

由所述内部温度传感器30来测量电容器16中的电容器温度TK。从所述电容器温度TK和另外的参量中计算在所述电容器16的靠近冷却通道22的边缘区域中的第一边缘温度TR1和第二边缘温度TR2。可选计算所述电容器16的最大温度TMAX。从所述第一边缘温度TR1和另外的参量中计算在所述冷却通道22的、靠近电容器16的上方的边缘区域中的第一辅助冷却剂温度TH1。从所述第二边缘温度TR2和另外的参量中计算在所述冷却通道22的、靠近电容器16的下方的边缘区域中的第二辅助冷却剂温度TH2。

所述上方的边缘区域在此沿着流经冷却通道22的冷却剂的流动方向处于上游。所述下方的边缘区域沿着流经冷却通道22的冷却剂的流动方向处于下游。

由所述第一温度传感器31来测量第一半桥41中的第一电子装置温度TE1。从所述第一电子装置温度TE1和另外的参量中计算所述冷却通道22的上方的中心区域中的第一冷却剂温度TM1。由所述第二温度传感器32测量第二半桥42中的第二电子装置温度TE2。从所述第二电子装置温度TE2和另外的参量中计算所述冷却通道22的下方的中心区域中的第二冷却剂温度TM2。在计算所述冷却剂温度TM1、TM2时，尤其考虑到流经所述冷却通道22的冷却剂的体积流量V。

所述上方的中心区域在此沿着流经冷却通道22的冷却剂的流动方向处于上游并且处于所述上方的边缘区域的附近。所述下方的中心区域沿着流经冷却通道22的冷却剂的流动方向处于下游并且处于所述下方的边缘区域的附近。

计算由所述第一辅助冷却剂温度TH1和所述第二辅助冷却剂温度TH2构成的电容器差。所述电容器差相应于沿着流经冷却通道22的冷却剂的流动方向在所述上方的边缘区域与所述下方的边缘区域之间的温度差别。

也计算由所述第一冷却剂温度TM1和所述第二冷却剂温度TM2构成的电子装置差。所述电子装置差相应于沿着流经冷却通道22的冷却剂的流动方向在所述上方的中心区域与所述下方的中心区域之间的温度差别。

随后计算由所述电容器差和所述电子装置差构成的通量差。如果如此计算的通量差不超过预先给定的阈值，则将所计算的冷却剂温度TM1、TM2视为可信。如果如此计算的通量差超过预先给定的阈值，则将所计算的冷却剂温度TM1、TM2视为不可信。

本发明不局限于这里所描述的实施例和在其中所强调的方面。更确切地说，在通过所述权利要求所表明的范围之内能够产生大量处于本领域的技术人员的处理范围内的改动方案。

Claims (11)

1.用来对用于电动车的驱动单元（10）中的至少一个冷却剂温度（TM1、TM2）进行核实的方法，所述驱动单元（10）包括：

带有至少一个内部温度传感器（30）的电容器（16），由所述内部温度传感器（30）来测量所述电容器（16）中的至少一个电容器温度（TK）；

带有至少一个温度传感器（31、32、33）的功率电子装置（18），由所述温度传感器（31、32、33）来测量所述功率电子装置（18）中的至少一个电子装置温度（TE1、TE2、TE3）；以及

冷却通道（22），该冷却通道由用于对所述电容器（16）和所述功率电子装置（18）进行冷却的冷却剂贯穿流过，其中

从所述至少一个电容器温度（TK）中计算至少一个辅助冷却剂温度（TH1、TH2）；

从所述至少一个电子装置温度（TE1、TE2、TE3）中计算至少一个冷却剂温度（TM1、TM2）；并且

实施从所述至少一个电容器温度（TK）中计算的至少一个辅助冷却剂温度（TH1、TH2）与从所述至少一个电子装置温度（TE1、TE2、TE3）中计算的至少一个冷却剂温度（TM1、TM2）的比较。

2. 根据权利要求1所述的方法，

其中计算由从所述至少一个电容器温度（TK）中计算的辅助冷却剂温度（TH1、TH2）和从所述至少一个电子装置温度（TE1、TE2、TE3）中计算的冷却剂温度（TM1、TM2）构成的温度差，并且

如果所述温度差不超过预先给定的极限值，则将从所述至少一个电子装置温度（TE1、TE2、TE3）中计算的冷却剂温度（TM1、TM2）视为可信。

3.根据权利要求2所述的方法，其中

所述功率电子装置（18）具有至少一个用于测量第一电子装置温度（TE1）的第一温度传感器（31）和至少一个用于测量第二电子装置温度（TE2）的第二温度传感器（32）。

4.根据权利要求3所述的方法，其中

从所述至少一个电容器温度（TK）中计算第一辅助冷却剂温度（TH1）和第二辅助冷却剂温度（TH2），

从所述第一电子装置温度（TE1）中计算第一冷却剂温度（TM1），

从所述第二电子装置温度（TE2）中计算第二冷却剂温度（TM2），并且

实施从所述至少一个电容器温度（TK）中计算的第一辅助冷却剂温度（TH1）及从所述至少一个电容器温度（TK）中计算的第二辅助冷却剂温度（TH2）与从所述第一电子装置温度（TE1）中计算的第一冷却剂温度（TM1）及从所述第二电子装置温度（TE2）中计算的第二冷却剂温度（TM2）的比较。

5.根据权利要求4所述的方法，其中

计算由从所述至少一个电容器温度（TK）中计算的第一辅助冷却剂温度（TH1）和从所述至少一个电容器温度（TK）中计算的第二辅助冷却剂温度（TH2）构成的电容器差，

计算由从所述第一电子装置温度（TE1）中计算的第一冷却剂温度（TM1）和从所述第二电子装置温度（TE2）中计算的第二冷却剂温度（TM2）构成的电子装置差，

计算由所述电容器差和所述电子装置差构成的通量差，并且

如果所述通量差不超过预先给定的阈值，则将从所述第一电子装置温度（TE1）中计算的第一冷却剂温度（TM1）和从所述第二电子装置温度（TE2）中计算的第二冷却剂温度（TM2）视为可信。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中从所述至少一个电子装置温度（TE1、TE2、TE3）中计算所述冷却通道（22）的中心区域中的至少一个冷却剂温度（TM1、TM2）。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中从所述至少一个电容器温度（TK）中计算所述冷却通道（22）的中心区域中的至少一个辅助冷却剂温度（TH1、TH2）。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中从所述至少一个电容器温度（TK）中计算所述冷却通道（22）的边缘区域中的至少一个辅助冷却剂温度（TH1、TH2）。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中为了从所述至少一个电子装置温度（TE1、TE2、TE3）中计算所述至少一个冷却剂温度（TM1、TM2）而考虑到流经所述冷却通道（22）的冷却剂的体积流量（V）。

10.用于电动车的驱动单元（10），包括：

电容器（16），该电容器具有至少一个用于测量该电容器（16）中的至少一个电容器温度（TK）的内部温度传感器（30）；

功率电子装置（18），该功率电子装置具有至少一个用于测量该功率电子装置（18）中的至少一个电子装置温度（TE1、TE2、TE3）的温度传感器（31、32、33）；以及

冷却通道（22），该冷却通道能够由用于对所述电容器（16）和功率电子装置（18）进行冷却的冷却剂贯穿流过；

其中

所述驱动单元（10）被设立用于执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。

11.根据权利要求10所述的驱动单元，其中

所述功率电子装置（18）具有至少一个用于测量第一电子装置温度（TE1）的第一温度传感器（31）和至少一个用于测量第二电子装置温度（TE2）的第二温度传感器（32）。

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