CN113759226B - 车辆、控制器及其功率器件结温估计方法和装置 - Google Patents
车辆、控制器及其功率器件结温估计方法和装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113759226B CN113759226B CN202010484278.6A CN202010484278A CN113759226B CN 113759226 B CN113759226 B CN 113759226B CN 202010484278 A CN202010484278 A CN 202010484278A CN 113759226 B CN113759226 B CN 113759226B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- power device
- sampling period
- current sampling
- junction temperature
- current
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 61
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 355
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 38
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 claims description 78
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 70
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 20
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 14
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 3
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 238000003491 array Methods 0.000 description 2
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- NAWXUBYGYWOOIX-SFHVURJKSA-N (2s)-2-[[4-[2-(2,4-diaminoquinazolin-6-yl)ethyl]benzoyl]amino]-4-methylidenepentanedioic acid Chemical compound C1=CC2=NC(N)=NC(N)=C2C=C1CCC1=CC=C(C(=O)N[C@@H](CC(=C)C(O)=O)C(O)=O)C=C1 NAWXUBYGYWOOIX-SFHVURJKSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/26—Testing of individual semiconductor devices
- G01R31/2607—Circuits therefor
- G01R31/2608—Circuits therefor for testing bipolar transistors
- G01R31/2619—Circuits therefor for testing bipolar transistors for measuring thermal properties thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
- B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/16—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
- G01K7/22—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a non-linear resistance, e.g. thermistor
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/26—Testing of individual semiconductor devices
- G01R31/2601—Apparatus or methods therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
Abstract
本申请公开了一种车辆、控制器及其功率器件结温估计方法和装置，其中，该方法包括：获取功率器件在前一采样周期内的结温及吸热功率，其中，前一采样周期为与当前采样周期相邻的采样周期；以及根据所述功率器件在前一采样周期内的结温、所述功率器件在前一采样周期内的吸热功率、及当前采样周期时长，确定功率器件在当前采样周期内的结温。由此，能够实时准确地估计功率器件的结温，提高控制器的可靠性和工作寿命。
Description
技术领域
本申请涉及功率器件结温检测技术领域，特别涉及一种控制器功率器件结温估计方法、一种控制器功率器件结温估计装置、一种控制器和一种车辆。
背景技术
功率器件，例如IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)作为控制器中电流逆变单元的核心元件，其高温失效及工作寿命直接决定了控制器在整个寿命周期的可靠性与成本。因此，对功率器件结温的监控与保护是提高高功率密度的控制器系统的稳定性和工作寿命的关键措施。
相关技术中，常用的IGBT结温估算方法为：以模块内置的NTC(NegativeTemperature CoeffiCient，负温度系数)温度传感器获得的温度作为基准温度，根据功率器件的损耗、功率器件与传感器的标定热阻，估算功率器件的结温。然而，由于被测物热容的不同，会导致NTC温度传感器检测到的基准信号的变化远滞后于功率器件结温的变化，因此，在控制器产生瞬时大电流或者发生堵转等危险工况时，无法实时准确地检测到功率器件的结温，从而影响控制器的可靠性和工作寿命。
发明内容
本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本申请的第一个目的在于提出一种控制器功率器件结温估计方法，能够实时准确地估计功率器件的结温，提高控制器的可靠性和工作寿命。
本申请的第二个目的在于提出一种控制器功率器件结温估计装置。
本申请的第三个目的在于提出一种控制器。
本申请的第四个目的在于提出一种车辆。
本申请的第五个目的在于提出一种计算机可读存储介质。
为实现上述目的，本申请第一方面实施例提出了一种控制器功率器件结温估计方法，包括：获取功率器件在前一采样周期内的结温及吸热功率，其中，所述前一采样周期为与当前采样周期相邻的采样周期；以及根据所述功率器件在前一采样周期内的结温、所述功率器件在前一采样周期内的吸热功率、及所述当前采样周期时长，确定所述功率器件在所述当前采样周期内的结温。
根据本申请实施例的控制器功率器件结温估计方法，获取功率器件在前一采样周期内的结温及吸热功率，并根据功率器件在前一采样周期内的结温、功率器件在前一采样周期内的吸热功率、及当前采样周期时长，确定功率器件在当前采样周期内的结温。由此，能够实时准确地估计功率器件的结温，提高控制器的可靠性和工作寿命。
另外，根据本申请实施例的控制器功率器件结温估计方法还可以具有如下附加的技术特征：
根据本申请的一个实施例，在确定所述功率器件在所述当前采样周期内的结温之后，还包括：获取所述当前采样周期内，所述功率器件的工作参数、控制器内冷媒的温度值及所述功率器件与冷媒间的热阻；根据所述功率器件的工作参数及所述功率器件在前一采样周期内的结温，计算所述功率器件在所述当前采样周期内的损耗；以及根据所述功率器件在所述当前采样周期内的损耗、所述冷媒的温度值、所述功率器件与冷媒间的热阻及所述功率器件在所述当前采样周期内的结温，计算所述功率器件在所述当前采样周期内的吸热功率。
根据本申请的一个实施例，所述根据所述功率器件的工作参数及所述功率器件在前一采样周期内的结温，计算所述功率器件在所述当前采样周期内的损耗，包括：根据所述功率器件在前一采样周期内的结温，对所述功率器件的基准参数进行修正，以获取所述当前采样周期内的修正参数；根据所述当前采样周期内的修正参数及所述工作参数，计算所述功率器件在所述当前采样周期内的损耗。
根据本申请的一个实施例，所述功率器件的工作参数包括：集电极电流、导通占空比、工作频率，所述基准参数包括：基准导通压降、基准开通损耗和基准关断损耗，其中，所述根据所述功率器件的工作参数及所述功率器件在前一采样周期内的结温，计算所述功率器件在所述当前采样周期内的损耗，包括：根据Vce＝Vce_ref*(1+K1*(Tj(i)-T_ref))，确定所述功率器件在所述当前采样周期内的修正导通压降；根据Eon＝Eon_ref*(1+K2*(Tj(i)-T_ref))，确定所述功率器件在所述当前采样周期内的修正开通损耗；根据Eoff＝Eoff_ref*(1+K3*(Tj(i)-T_ref))，确定所述功率器件在所述当前采样周期内的修正关断损耗；根据Pcond＝Ic*Vce*D，确定所述功率器件在所述当前采样周期内的导通损耗；根据Pcond＝Ic*Vce*D，确定所述功率器件在所述当前采样周期内的导通损耗；根据Ptot＝Pcond+Psw，确定所述功率器件在所述当前采样周期内的损耗，其中，Vce为修正导通压降，Eon为修正开通损耗，Eoff为修正关断损耗，Tj(i)为所述功率器件在前一采样周期内的结温，Vce_ref为基准导通压降，Eon_ref为基准开通损耗，Eoff_ref为基准关断损耗，T_ref为基准温度，K1、K2和K3均为根据厂商测试曲线拟合的温度修正系数，Pcond为所述功率器件的导通损耗，Psw为所述功率器件的关断损耗，Ptot为所述功率器件的损耗，Ic为所述功率器件的集电极电流，D为所述功率器件的导通占空比，fsw为所述功率器件的工作频率。
根据本申请的一个实施例，所述根据所述功率器件在所述当前采样周期内的损耗、所述冷媒的温度值、所述功率器件与冷媒间的热阻及所述功率器件在当前采样周期内的结温，计算所述功率器件在所述当前采样周期内的吸热功率，包括：根据e(i+1)＝Ptot(i)-(Tj(i+1)-Ta)/R，计算所述功率器件在所述当前采样周期内的吸热功率，其中，e(i+1)为所述功率器件在当前采样周期内的吸热功率，Tj(i+1)为所述功率器件在所述当前采样周期内的结温，Ptot(i)为所述功率器件在所述当前采样周期内的损耗,Ta为冷媒的温度值，R为所述功率器件与冷媒间的热阻。
根据本申请的一个实施例，在所述确定所述功率器件在所述当前采样周期内的结温之前，还包括：获取所述功率器件的热容Cm；所述确定所述功率器件在所述当前采样周期内的结温，包括：根据Tj(i+1)＝e(i)*t_step/Cm+Tj(i)，确定所述功率器件在所述当前采样周期内的结温，其中，Tj(i+1)为所述功率器件在所述当前采样周期内的结温，e(i)为所述功率器件在前一采样周期内的吸热功率,Tj(i)为所述功率器件在前一采样周期内的结温,t_step为当前采样周期时长，Cm为所述功率器件的热容。
根据本申请的一个实施例，在所述计算所述功率器件在所述当前采样周期内的吸热功率之前，还包括：获取所述当前采样周期内所述冷媒的流量；根据所述当前采样周期内所述冷媒的流量，确定所述当前采样周期内所述功率器件与冷媒间的热阻。
根据本申请的一个实施例，在所述获取功率器件在前一采样周期内的结温及吸热功率之前，还包括：对所述功率器件进行标定测试，确定所述功率器件的热容、及与各冷媒流量对应的热阻。
根据本申请的一个实施例，在所述确定所述功率器件在所述当前采样周期内的结温之后，还包括：获取所述当前采样周期内所述控制器输出的基波电流及基波电流频率；根据所述基波电流、基波电流频率及预设的基准脉动值，确定所述当前采样周期内的温度脉动值；利用所述当前采样周期内的温度脉动值对所述功率器件在所述当前采样周期内的结温进行更新，确定所述功率器件在所述当前采样周期内的温度值；以及如果所述功率器件在所述当前采样周期内的温度值，大于预设的工作温度限值，则输出降载荷指令。
根据本申请的一个实施例，在所述根据所述基波电流、基波电流频率及预设的基准脉动值，确定所述当前采样周期内的温度脉动值之前，还包括：利用测温仪，测试所述控制器输出参考电流及参考电流频率时，所述功率器件的结温脉动峰峰值；根据所述结温脉动峰峰值，确定参考脉动值；根据所述参考脉动值、参考电流及参考电流频率，确定所述预设的基准脉动值。
根据本申请的一个实施例，所述根据所述基波电流、基波电流频率及预设的基准脉动值，确定所述当前采样周期内的温度脉动值，包括：根据T_ripple＝K4*(I/I_ref)/(fout/fout_ref)，确定所述当前采样周期内的温度脉动值，其中，T_ripple为当前采样周期内的温度脉动值，K4为参考脉动值，I为基波电流，fout为基波电流频率，I_ref为所述参考电流，fout_ref为所述参考电流频率。
为实现上述目的，本申请第二方面实施例提出了一种控制器功率器件结温估计装置，包括：获取模块，所述获取模块用于获取功率器件在前一采样周期内的结温及吸热功率，其中，所述前一采样周期为与当前采样周期相邻的采样周期；确定模块，所述确定模块用于根据所述功率器件在前一采样周期内的结温、所述功率器件在前一采样周期内的吸热功率、及所述当前采样周期时长，确定所述功率器件在所述当前采样周期内的结温。
根据本申请实施例的控制器功率器件结温估计装置，通过获取模块获取功率器件在前一采样周期内的结温及吸热功率，并通过确定模块根据功率器件在前一采样周期内的结温、功率器件在前一采样周期内的吸热功率、及当前采样周期时长，确定功率器件在当前采样周期内的结温。由此，能够实时准确地估计功率器件的结温，提高控制器的可靠性和工作寿命。
另外，根据本申请实施例的控制器功率器件结温估计装置还可以具有如下附加的技术特征：
根据本申请的一个实施例，所述确定模块在确定所述功率器件在所述当前采样周期内的结温之后，还用于：获取所述当前采样周期内，所述功率器件的工作参数、控制器内冷媒的温度值及所述功率器件与冷媒间的热阻；根据所述功率器件的工作参数及所述功率器件在前一采样周期内的结温，计算所述功率器件在所述当前采样周期内的损耗；以及根据所述功率器件在所述当前采样周期内的损耗、所述冷媒的温度值、所述功率器件与冷媒间的热阻及所述功率器件在当前采样周期内的结温，计算所述功率器件在所述当前采样周期内的吸热功率。
根据本申请的一个实施例，所述确定模块在确定所述功率器件在所述当前采样周期内的结温之前，还用于：获取所述功率器件的热容Cm；其中，所述确定模块具体用于：根据Tj(i+1)＝e(i)*t_step/Cm+Tj(i)，确定所述功率器件在所述当前采样周期内的结温，其中，Tj(i+1)为所述功率器件在所述当前采样周期内的结温，e(i)为所述功率器件在前一采样周期内的吸热功率,Tj(i)为所述功率器件在前一采样周期内的结温,t_step为当前采样周期时长，Cm为所述功率器件的热容。
根据本申请的一个实施例，所述确定模块在计算所述功率器件在所述当前采样周期内的吸热功率之前，还用于：获取所述当前采样周期内所述冷媒的流量；根据所述当前采样周期内所述冷媒的流量，确定所述当前采样周期内所述功率器件与冷媒间的热阻。
根据本申请的一个实施例，所述获取模块在获取功率器件在前一采样周期内的结温及吸热功率之前，还用于：对所述功率器件进行标定测试，确定所述功率器件的热容、及与各冷媒流量对应的热阻。
根据本申请的一个实施例，所述确定模块在确定所述功率器件在所述当前采样周期内的结温之后，还用于：获取所述当前采样周期内所述控制器输出的基波电流及基波电流频率；根据所述基波电流、基波电流频率及预设的基准脉动值，确定所述当前采样周期内的温度脉动值；利用所述当前采样周期内的温度脉动值对所述功率器件在当前采样周期内的结温进行更新，确定所述功率器件在所述当前采样周期内的温度值；以及如果所述功率器件在所述当前采样周期内的温度值，大于预设的工作温度限值，则输出降载荷指令。
根据本申请的一个实施例，所述确定模块在根据所述基波电流、基波电流频率及预设的基准脉动值，确定所述当前采样周期内的温度脉动值之前，还用于：利用测温仪，测试所述控制器输出参考电流及参考电流频率时，所述功率器件的结温脉动峰峰值；根据所述结温脉动峰峰值，确定参考脉动值；根据所述参考脉动值、参考电流及参考电流频率，确定所述预设的基准脉动值。
为实现上述目的，本申请第三方面实施例提出的一种控制器，包括本申请第二方面实施例提出的控制器功率器件结温估计装置。
根据本申请实施例的控制器，能够实时准确地估计功率器件的结温，提高控制器的可靠性和工作寿命。
为实现上述目的，本申请第四方面实施例提出了一种车辆，包括本申请第三方面实施例提出的控制器。
根据本申请实施例的控制器，能够实时准确地估计功率器件的结温，提高控制器的可靠性和工作寿命。
为实现上述目的，本申请第五方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本申请第一方面实施例提出的控制器功率器件结温估计方法。
根据本申请实施例的计算机可读存储介质，通过上述的控制器功率器件结温估计方法，能够实时准确地估计功率器件的结温，提高控制器的可靠性和工作寿命。
附图说明
图1是根据本申请实施例的控制器功率器件结温估计方法的流程图；
图2是根据本申请一个实施例的控制器功率器件结温估计方法的流程图；
图3是根据本申请另一个实施例的控制器功率器件结温估计方法的流程图；
图4是根据本申请一个具体实施例的未考虑控制器输出的基波电流频率对峰值温度进行补偿时功率器件结温变化曲线图；
图5是根据本申请一个具体实施例的考虑控制器输出的基波电流频率(基波电流频率为50Hz)对峰值温度进行补偿时功率器件结温变化曲线图；
图6是根据本申请另一个具体实施例的考虑控制器输出的基波电流频率(基波电流频率为500Hz)对峰值温度进行补偿时功率器件结温变化曲线图；
图7是根据本申请一个具体实施例的控制器功率器件结温估计方法的流程图；
图8是根据本申请实施例的控制器功率器件结温估计装置的方框示意图；
图9是根据本申请实施例的控制器的方框示意图；
图10是根据本申请实施例的车辆的方框示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，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，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
下面参考附图来描述根据本申请实施例提出的控制器功率器件结温估计方法、控制器功率器件结温估计装置、控制器、车辆和计算机可读存储介质。
图1是根据本申请实施例的控制器功率器件结温估计方法的流程图。如图1所示，本申请实施例的控制器功率器件结温估计方法包括以下步骤：
S101，获取功率器件在前一采样周期内的结温及吸热功率。
其中，功率器件可为IGBT、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor，金属-氧化层半导体场效晶体管)、GTO(Gate Turn-off Thyristor，门极可关断晶闸管)等，前一采样周期为与当前采样周期相邻的采样周期。
具体而言，前一采样周期内的结温及吸热功率，是在前一采样周期采用本申请提供的结温估计方法计算得到的，因此，在当前采样周期内，可直接调用功率器件在前一采样周期内的结温及吸热功率。
需要说明的是，在控制器刚开始工作时(即，在初始时刻)，可将模块内置的NTC温度传感器在初始时刻检测到的温度T0作为功率器件的结温。因此，当控制器运行至第二采样周期时，可将模块内置的NTC温度传感器在初始时刻检测到的温度T0作为功率器件在前一采样周期内的结温，并将初始时刻的吸热功率作为功率器件在前一采样周期内的吸热功率。
进一步需要说明的是，采样周期过大会影响功率器件温升过程中的计算精度，因此，采样周期应小于功率器件的温升时间常数，且采样周期过小则会导致计算量增大，因此，采样周期应选取在一个适当的范围内。具体实现时，采样周期的取值可通过对比测试来验证，比如，通过对某型号电机控制器测试后，确定其采样周期可在0.1s～0.5s内取值。
S102，根据功率器件在前一采样周期内的结温、功率器件在前一采样周期内的吸热功率、及当前采样周期时长，确定功率器件在当前采样周期内的结温。
具体的，由于功率器件的温升，与其吸收功率、时长有关，因此，本申请实施例中，可以根据功率器件在前一周期的吸热功率及时长，估算其与前一周期相比的温升，进而根据前一周期的结温，确定当前周期的结温。
进一步的，由于相同吸热功率下，不同热容的物体的温升不同，因此，为了更加准确的确定功率器件的温升，本申请的一个实施例中，在确定功率器件在当前采样周期内的结温之前，还包括：
获取功率器件的热容Cm；
相应的，上述步骤S102具体为：
根据以下公式：
Tj(i+1)＝e(i)*t_step/Cm+Tj(i) (1)，
确定功率器件在当前采样周期内的结温。
其中，Tj(i+1)为功率器件在当前采样周期内的结温，e(i)为功率器件在前一采样周期内的吸热功率,Tj(i)为功率器件在前一采样周期内的结温,t_step为当前采样周期时长，Cm为功率器件的热容。
进一步而言，在计算出功率器件在当前采样周期内的结温后，将该功率器件在当前采样周期内的结温和功率器件在当前采样周期内的吸热功率，作为功率器件在后一采样周期时所对应的前一采样周期内的结温和吸热功率，并重复执行上述步骤S101和S102，以计算出功率器件在后一采样周期内的结温。由此循环，从而存储并输出功率器件在每个采样周期(或时刻)的结温。
由此，通过将功率器件在前一采样周期(或时刻)的结温和吸热功率作为功率器件在当前采样周期(或时刻)的结温的估计参数，实现了对功率器件在每个采样周期(或时刻)的结温实时准确估计，为提高控制器的可靠性和稳定性提供了条件。
需要说明的是，由于器件的温度高低，会对其工作性能产生影响，进而会影响其在工作时产生的热量，因此，本申请实施例中在通过上述方式确定功率器件在当前采样周期内的结温之后，还可对功率器件在当前采样周期内的吸热功率进行修正，以得到功率器件在当前采样周期内的吸热功率，并将修正后的功率器件在当前采样周期内的吸热功率，作为功率器件在后一采样周期时所对应的前一采样周期内的吸热功率，从而能够更加准确地估计出功率器件在后一采样周期内的结温。
下面结合具体实施例来详细说明，如何获取功率器件在当前采样周期内的吸热功率。
具体而言，在本申请的一个实施例中，如图2所示，在上述步骤S102之后，还包括以下步骤：
S201，获取当前采样周期内，功率器件的工作参数、控制器内冷媒的温度值及功率器件与冷媒间的热阻。
S202，根据功率器件的工作参数及功率器件在前一采样周期内的结温，计算功率器件在当前采样周期内的损耗。
具体的，通过上述分析可知，器件在不同温度时的性能不同，因此，本申请实施例中，在计算功率器件的损耗时，可以首先根据功率器件当前的结温，对功率器件的参数进行修正。
即上述步骤S202，包括：根据功率器件在前一采样周期内的结温，对功率器件的基准参数进行修正，以获取当前采样周期内的修正参数；根据当前采样周期内的修正参数及工作参数，计算功率器件在当前采样周期内的损耗。
在本申请的一个实施例中，功率器件的工作参数包括：集电极电流、导通占空比、工作频率，基准参数包括：基准导通压降、基准开通损耗和基准关断损耗，相应的，上述步骤S202，具体为：
根据以下公式：
Vce＝Vce_ref*(1+K1*(Tj(i)-T_ref)) (2)，
确定功率器件在当前采样周期内的修正导通压降；
根据以下公式：
Eon＝Eon_ref*(1+K2*(Tj(i)-T_ref)) (3)，
确定功率器件在当前采样周期内的修正开通损耗；
根据以下公式：
Eoff＝Eoff_ref*(1+K3*(Tj(i)-T_ref)) (4)，
确定功率器件在当前采样周期内的修正关断损耗；
根据以下公式：
Pcond＝Ic*Vce*D (5)，
确定功率器件在当前采样周期内的导通损耗；
根据以下公式：
Psw＝fsw*(Eon+Eoff) (6)，
确定功率器件在当前采样周期内的关断损耗；
根据以下公式：
Ptot＝Pcond+Psw (7)，
确定功率器件在当前采样周期内的损耗。
其中，Vce为修正导通压降，Eon为修正开通损耗，Eoff为修正关断损耗，Tj(i)为功率器件在前一采样周期内的结温，Vce_ref为基准导通压降，Eon_ref为基准开通损耗，Eoff_ref为基准关断损耗，T_ref为基准温度，K1、K2和K3均为根据厂商测试曲线拟合的温度修正系数，Pcond为功率器件的导通损耗，Psw为功率器件的关断损耗，Ptot为功率器件的损耗，Ic为所述功率器件的集电极电流，D为所述功率器件的导通占空比，fsw为所述功率器件的工作频率。
需要说明的是，在上述实施例中，可基于基准温度T_ref进行测试以得到基准导通压降Vce_ref、基准开通损耗Eon_ref和基准关断损耗Eoff_ref，基准温度T_ref、基准导通压降Vce_ref、基准开通损耗Eon_ref和基准关断损耗Eoff_ref可直接由厂商产品手册提供。
由此，利用前一采样周期内(或前一时刻)的结温作为当前采样周期(或者当前时刻)中功率器件损耗计算的温度参考参数，依据损耗的温度修正公式修正产品手册上提供的基准参数(包括：基准导通压降Vce_ref、基准开通损耗Eon_ref和基准关断损耗Eoff_ref)，得到实际运行中的修正参数(包括：修正导通压降Vce、修正开通损耗Eon、修正关断损耗Eoff)，最后根据实际运行中的修正参数计算功率器件在当前采样周期内的损耗,从而进一步提高了对功率器件的结温进行估计的准确度。
S203,根据功率器件在当前采样周期内的损耗、冷媒的温度值、功率器件与冷媒间的热阻及功率器件在当前采样周期内的结温，计算功率器件在当前采样周期内的吸热功率。
具体的，功率器件的吸热功率，与功率器件的损耗、冷媒的温度值、功率器件与冷媒间的热阻及功率器件在当前采样周期内的结温存在着一定的关系，因此，本申请实施例中，可以根据功率器件在当前采样周期内的损耗、冷媒的温度值、功率器件与冷媒间的热阻及功率器件在当前采样周期内的结温，计算功率器件在当前采样周期内的吸热功率。在本申请的一个实施例中，上述步骤S203具体为：
根据以下公式：
e(i+1)＝Ptot(i)-(Tj(i+1)-Ta)/R， (8)
计算功率器件在当前采样周期内的吸热功率。
其中，e(i+1)为功率器件在当前采样周期内的吸热功率，Ta为冷媒的温度值，Tj(i+1)为功率器件在当前采样周期内的结温，Ptot(i)为功率器件在当前采样周期内的损耗,R为功率器件与冷媒间的热阻。
需要说明的是，公式(1)中的功率器件的热容Cm和公式(8)中的功率器件与冷媒间的热阻R均为系统参数，可通过前期试验标定校准。下面结合具体实施例来详细说明如何获取功率器件的热容Cm和功率器件与冷媒间的热阻R。
在本申请的一个实施例中，在计算功率器件在当前采样周期内的吸热功率之前，还包括：获取当前采样周期内冷媒的流量；根据当前采样周期内冷媒的流量，确定当前采样周期内功率器件与冷媒间的热阻。
在本申请的一个实施例中，在获取功率器件在前一采样周期内的结温及吸热功率之前，还包括：对功率器件进行标定测试，确定功率器件的热容、及与各冷媒流量对应的热阻。
具体而言，在获取功率器件在前一采样周期内的结温及吸热功率之前，可将开放式的功率器件模块(黑模块)安装于用于标定的控制器样机中，并保持恒定入口水温及流量。当控制器样机在设定的多个运行工况下运行时，采用红外测温仪拍摄并记录各运行工况下功率器件的温升数据曲线，根据测试得到的温升数据曲线，采用最小二乘法等常用的参数估计方法标定模型中功率器件的实际热容(功率器件的热容Cm)及功率器件与各冷媒流量对应的热阻。
进一步地，在计算功率器件在当前采样周期内的吸热功率之前，在当前采样周期内，可通过控制器实时获取冷媒的流量，根据获取到的当前采样周期内冷媒的流量，再结合上述各冷媒流量与热阻之间的对应关系，可确定出当前采样周期内功率器件与冷媒间的热阻R。
需要说明的是，在功率器件实际运行的过程中，其输出的基波电流频率会对其最高结温造成一定的影响，从而影响估算出的功率器件的结温的准确度，因此，如图3所示，本申请实施例中在上述步骤S102之后，即在确定所述功率器件在所述当前采样周期内的结温之后，还包括以下步骤：
S301，获取当前采样周期内控制器输出的基波电流及基波电流频率。
其中，在当前采样周期内，可通过控制器实时采样控制器输出的基波电流I以及基波电流频率fout。
S302，根据基波电流、基波电流频率及预设的基准脉动值，确定当前采样周期内的温度脉动值。
在本申请的一个实施例中，在S302之前，还包括：利用测温仪，测试控制器输出参考电流及参考电流频率时，功率器件的结温脉动峰峰值；根据结温脉动峰峰值，确定参考脉动值；根据参考脉动值、参考电流及参考电流频率，确定预设的基准脉动值。
具体而言，可预先通过前期温度测试获取参考脉动值K4，其中，可利用测温仪(例如，红外测温仪)拍摄测量控制器在任一参考电流I_ref以及参考电流频率fout_ref下的结温脉动峰峰值，再将结温脉动峰峰值除以2以确定参考脉动值K4。举例而言，当控制器输出参考电流I_ref为500Arms，参考电流频率fout_ref为25Hz，并且通过红外测温仪测试得到的结温脉动峰峰值为40时，参考脉动值K4为40/2＝20。
在获取到参考脉动值K4后，可根据参考脉动值、参考电流及参考电流频率通过以下公式确定预设的基准脉动值：
F＝K4*(I_ref/fout_ref)， (9)
其中，F为预设的基准脉动值。
本申请的一个实施例中，上述步骤S302具体为：根据以下公式：
T_ripple＝K4*(I/I_ref)/(fout/fout_ref)， (10)
确定当前采样周期内的温度脉动值。
其中，T_ripple为当前采样周期内的温度脉动值，K4为参考脉动值，I为基波电流，fout为基波电流频率，I_ref为参考电流，fout_ref为参考电流频率。
当控制器输出的基波电流频率fout增大(基波电流I不变)时，根据上述公式(10)可知，温度脉动值T_ripple将自适应地减小并逐渐趋于零。举例而言，参见图4-6，其中，图4为未考虑控制器输出的基波电流频率对峰值温度进行补偿时功率器件结温变化曲线图，图5和6为考虑控制器输出的基波电流频率对峰值温度进行补偿时功率器件结温变化曲线图，其中，图5中控制器输出的基波电流频率fout为50Hz，图6中控制器输出的基波电流频率fout为500Hz，并且，基波电流I均为450Arms，显然，图6中显示出的温度脉动值远小于图5中显示出的温度脉动值。
S303，利用当前采样周期内的温度脉动值对功率器件在当前采样周期内的结温进行更新，确定功率器件在当前采样周期内的温度值。
其中，将当前采样周期内的温度脉动值T_ripple与功率器件在当前采样周期内的结温Tj(i+1)进行求和运算，以对功率器件在当前采样周期内的结温进行更新，从而确定出功率器件在当前采样周期内的温度值，也就是说，功率器件在当前采样周期内的温度值为T_ripple+Tj(i+1)。
S304，如果功率器件在当前采样周期内的温度值，大于预设的工作温度限值，则输出降载荷指令。
具体而言，在通过上述实施例计算出功率器件在当前采样周期内的温度值后，将功率器件在当前采样周期内的温度值与预设的工作温度限值进行比较，如果功率器件在当前采样周期内的温度值大于预设的工作温度限值，则说明功率器件此时的温度过高，因此，需要输出降载荷指令以降低功率器件的温度，从而避免功率器件被高温烧毁。
由此，在温度保护中，考虑由于基波电流频率导致的功率器件结温脉动量的计算，以补偿电流频率(尤其是低电流频率)对最高结温的影响，从而进一步地提高对功率器件的结温进行估计的准确度。
为了更清楚地说明本申请，如图7所示，控制器功率器件结温估计方法包括以下步骤：
S701，实时采样控制器运行参数及冷媒温度、流量。
S702，根据上一时刻功率器件结温(初值＝模块NTC温度传感器的温度)、控制器运行参数计算当下功率器件损耗的有效值。
S703，根据功率器件损耗的有效值、功率器件的热容、功率器件至冷媒的实际热阻、冷媒温度计算瞬时功率器件结温的有效值。
S704，输出并记录此刻瞬时结温。在执行完步骤S704后，可执行步骤S705，同时，在下一时刻可返回执行步骤S701。
S705，判断瞬时结温加上电流频率引起的温度脉动值是否超过预设的功率器件工作温度限值。如果是，则执行步骤S706。
S706，输出降载荷指令。
综上所述，由于本方法采用直接基于冷媒温度至功率器件结温的瞬态能量微分方程的计算，通过功率器件的热容、损耗计算每一时刻的瞬时功率器件结温，并将上一时刻功率器件结温计入下一时刻的功率器件的损耗计算中，可以高效地实现功率器件温度的实时准确计算。由此，本申请可以克服传统方法基于模块内置NTC温度传感器的温度计算功率器件稳态温度的缺陷，从而实现对瞬时大电流及堵转工况的实时结温的快速计算与保护，同时，该方法还可以反映冷媒流量变化对系统热阻的影响，以及考虑输出的基波电流频率对最终温度脉动量的计算补偿。
根据本申请实施例的控制器功率器件结温估计方法，获取功率器件在前一采样周期内的结温及吸热功率，并根据功率器件在前一采样周期内的结温、功率器件在前一采样周期内的吸热功率、及当前采样周期时长，确定功率器件在当前采样周期内的结温。由此，能够实时准确地估计功率器件的结温，提高控制器的可靠性和工作寿命。
图8是根据本申请实施例的控制器功率器件结温估计装置的方框示意图。如图8所示，本申请实施例的控制器功率器件结温估计装置100可包括获取模块1000和确定模块2000。
其中，获取模块1000用于获取功率器件在前一采样周期内的结温及吸热功率，其中，前一采样周期为与当前采样周期相邻的采样周期；确定模块2000用于根据功率器件在前一采样周期内的结温、功率器件在前一采样周期内的吸热功率、及当前采样周期时长，确定功率器件在当前采样周期内的结温。
在本申请的一个实施例中，确定模块2000在确定功率器件在当前采样周期内的结温之前，还用于：获取功率器件的热容Cm；其中，确定模块2000具体用于：根据Tj(i+1)＝e(i)*t_step/Cm+Tj(i)，确定功率器件在当前采样周期内的结温，其中，Tj(i+1)为功率器件在当前采样周期内的结温，e(i)为功率器件在前一采样周期内的吸热功率,Tj(i)为功率器件在前一采样周期内的结温,t_step为当前采样周期时长，Cm为功率器件的热容。
在本申请的一个实施例中，确定模块2000在确定功率器件在当前采样周期内的结温之后，还用于：获取当前采样周期内，功率器件的工作参数、控制器内冷媒的温度值及功率器件与冷媒间的热阻；根据功率器件的工作参数及功率器件在前一采样周期内的结温，计算功率器件在当前采样周期内的损耗；以及根据功率器件在当前采样周期内的损耗、冷媒的温度值、功率器件与冷媒间的热阻及功率器件在当前采样周期内的结温，计算功率器件在当前采样周期内的吸热功率。
在本申请的一个实施例中，确定模块2000在计算功率器件在当前采样周期内的吸热功率之前，还用于：获取当前采样周期内冷媒的流量；根据当前采样周期内冷媒的流量，确定当前采样周期内功率器件与冷媒间的热阻。
在本申请的一个实施例中获取模块1000在获取功率器件在前一采样周期内的结温及吸热功率之前，还用于：对功率器件进行标定测试，确定功率器件的热容、及与各冷媒流量对应的热阻。
在本申请的一个实施例中，确定模块2000在确定功率器件在当前采样周期内的结温之后，还用于：获取当前采样周期内控制器输出的基波电流及基波电流频率；获取当前采样周期内控制器输出的基波电流及基波电流频率；利用当前采样周期内的温度脉动值对功率器件在当前采样周期内的结温进行更新，确定功率器件在当前采样周期内的温度值；以及如果功率器件在当前采样周期内的温度值，大于预设的工作温度限值，则输出降载荷指令。
在本申请的一个实施例中，确定模块2000在根据基波电流、基波电流频率及预设的基准脉动值，确定当前采样周期内的温度脉动值之前，还用于：利用测温仪，测试控制器输出参考电流及参考电流频率时，功率器件的结温脉动峰峰值；根据结温脉动峰峰值，确定参考脉动值；根据参考脉动值、参考电流及参考电流频率，确定预设的基准脉动值。
需要说明的是，本申请实施例的控制器功率器件结温估计装置中未披露的细节，请参照本申请实施例的控制器功率器件结温估计方法中所披露的细节，具体这里不再详述。
根据本申请实施例的控制器功率器件结温估计装置，通过获取模块获取功率器件在前一采样周期内的结温及吸热功率，并通过确定模块根据功率器件在前一采样周期内的结温、功率器件在前一采样周期内的吸热功率、及当前采样周期时长，确定功率器件在当前采样周期内的结温。由此，能够实时准确地估计功率器件的结温，提高控制器的可靠性和工作寿命。
另外，本申请的实施例还提出了一种控制器。图9是根据本申请实施例的控制器的方框示意图，如图9所示，本申请实施例的控制器10可包括控制器功率器件结温估计装置100。
根据本申请实施例的控制器，能够实时准确地估计功率器件的结温，提高控制器的可靠性和工作寿命。
另外，本申请的实施例还提出了一种车辆。其中，车辆可为混合动力汽车、纯电动汽车、纯燃油汽车等。
图10是根据本申请实施例的车辆的方框示意图，如图10所示，本申请实施例的车辆1可包括控制器10。
根据本申请实施例的车辆，能够实时准确地估计功率器件的结温，提高控制器的可靠性和工作寿命。
此外，本申请的实施例还提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的控制器功率器件结温估计方法。
根据本申请实施例的计算机可读存储介质，通过上述的控制器功率器件结温估计方法，能够实时准确地估计功率器件的结温，提高控制器的可靠性和工作寿命。
应当理解，本申请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。
另外，在本申请的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
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申请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申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (20)
1.一种控制器功率器件结温估计方法，其特征在于，包括：
获取功率器件在前一采样周期内的结温及吸热功率，其中，所述前一采样周期为与当前采样周期相邻的采样周期；以及
根据所述功率器件在前一采样周期内的结温、所述功率器件在前一采样周期内的吸热功率、及所述当前采样周期时长，确定所述功率器件在所述当前采样周期内的结温，其中，确定所述功率器件在所述当前采样周期内的结温的公式为：
Tj(i+1)＝e(i)*t_step/Cm+Tj(i)
其中，Tj(i+1)为所述功率器件在所述当前采样周期内的结温，e(i)为所述功率器件在前一采样周期内的吸热功率,Tj(i)为所述功率器件在前一采样周期内的结温,t_step为当前采样周期时长，Cm为所述功率器件的热容。
2.如权利要求1所述的控制器功率器件结温估计方法，其特征在于，在确定所述功率器件在所述当前采样周期内的结温之后，还包括：
获取所述当前采样周期内，所述功率器件的工作参数、控制器内冷媒的温度值及所述功率器件与冷媒间的热阻；
根据所述功率器件的工作参数及所述功率器件在前一采样周期内的结温，计算所述功率器件在所述当前采样周期内的损耗；以及
根据所述功率器件在所述当前采样周期内的损耗、所述冷媒的温度值、所述功率器件与冷媒间的热阻及所述功率器件在所述当前采样周期内的结温，计算所述功率器件在所述当前采样周期内的吸热功率。
3.如权利要求2所述的控制器功率器件结温估计方法，其特征在于，所述根据所述功率器件的工作参数及所述功率器件在前一采样周期内的结温，计算所述功率器件在所述当前采样周期内的损耗，包括：
根据所述功率器件在前一采样周期内的结温，对所述功率器件的基准参数进行修正，以获取所述当前采样周期内的修正参数；
根据所述当前采样周期内的修正参数及所述工作参数，计算所述功率器件在所述当前采样周期内的损耗。
4.如权利要求3所述的控制器功率器件结温估计方法，其特征在于，所述功率器件的工作参数包括：集电极电流、导通占空比、工作频率，所述基准参数包括：基准导通压降、基准开通损耗和基准关断损耗，其中，所述根据所述功率器件的工作参数及所述功率器件在前一采样周期内的结温，计算所述功率器件在所述当前采样周期内的损耗，包括：
根据Vce＝Vce_ref*(1+K1*(Tj(i)-T_ref))，确定所述功率器件在所述当前采样周期内的修正导通压降；
根据Eon＝Eon_ref*(1+K2*(Tj(i)-T_ref))，确定所述功率器件在所述当前采样周期内的修正开通损耗；
根据Eoff＝Eoff_ref*(1+K3*(Tj(i)-T_ref))，确定所述功率器件在所述当前采样周期内的修正关断损耗；
根据Pcond＝Ic*Vce*D，确定所述功率器件在所述当前采样周期内的导通损耗；
根据Psw＝fsw*(Eon+Eoff)，确定所述功率器件在所述当前采样周期内的关断损耗；
根据Ptot＝Pcond+Psw，确定所述功率器件在所述当前采样周期内的损耗，
其中，Vce为修正导通压降，Eon为修正开通损耗，Eoff为修正关断损耗，Tj(i)为所述功率器件在前一采样周期内的结温，Vce_ref为基准导通压降，Eon_ref为基准开通损耗，Eoff_ref为基准关断损耗，T_ref为基准温度，K1、K2和K3均为根据厂商测试曲线拟合的温度修正系数，Pcond为所述功率器件的导通损耗，Psw为所述功率器件的关断损耗，Ptot为所述功率器件的损耗，Ic为所述功率器件的集电极电流，D为所述功率器件的导通占空比，fsw为所述功率器件的工作频率。
5.如权利要求2所述的控制器功率器件结温估计方法，其特征在于，所述根据所述功率器件在所述当前采样周期内的损耗、所述冷媒的温度值、所述功率器件与冷媒间的热阻及所述功率器件在所述当前采样周期内的结温，计算所述功率器件在所述当前采样周期内的吸热功率，包括：
根据e(i+1)＝Ptot(i)-(Tj(i+1)-Ta)/R，计算所述功率器件在所述当前采样周期内的吸热功率，
其中，e(i+1)为所述功率器件在所述当前采样周期内的吸热功率，Tj(i+1)为所述功率器件在所述当前采样周期内的结温，Ptot(i)为所述功率器件在所述当前采样周期内的损耗,Ta为冷媒的温度值，R为所述功率器件与冷媒间的热阻。
6.如权利要求5所述的控制器功率器件结温估计方法，其特征在于，在所述计算所述功率器件在所述当前采样周期内的吸热功率之前，还包括：
获取所述当前采样周期内所述冷媒的流量；
根据所述当前采样周期内所述冷媒的流量，确定所述当前采样周期内所述功率器件与冷媒间的热阻。
7.如权利要求5所述的控制器功率器件结温估计方法，其特征在于，在所述获取功率器件在前一采样周期内的结温及吸热功率之前，还包括：
对所述功率器件进行标定测试，确定所述功率器件的热容、及与各冷媒流量对应的热阻。
8.如权利要求1-7任一所述的控制器功率器件结温估计方法，其特征在于，在所述确定所述功率器件在所述当前采样周期内的结温之后，还包括：
获取所述当前采样周期内所述控制器输出的基波电流及基波电流频率；
根据所述基波电流、基波电流频率及预设的基准脉动值，确定所述当前采样周期内的温度脉动值；
利用所述当前采样周期内的温度脉动值对所述功率器件在所述当前采样周期内的结温进行更新，确定所述功率器件在所述当前采样周期内的温度值；以及
如果所述功率器件在所述当前采样周期内的温度值，大于预设的工作温度限值，则输出降载荷指令。
9.如权利要求8所述的控制器功率器件结温估计方法，其特征在于，在所述根据所述基波电流、基波电流频率及预设的基准脉动值，确定所述当前采样周期内的温度脉动值之前，还包括：
利用测温仪，测试所述控制器输出参考电流及参考电流频率时，所述功率器件的结温脉动峰峰值；
根据所述结温脉动峰峰值，确定参考脉动值；
根据所述参考脉动值、参考电流及参考电流频率，确定所述预设的基准脉动值。
10.如权利要求9所述的控制器功率器件结温估计方法，其特征在于，所述根据所述基波电流、基波电流频率及预设的基准脉动值，确定所述当前采样周期内的温度脉动值，包括：
根据T_ripple＝K4*(I/I_ref)/(fout/fout_ref)，确定所述当前采样周期内的温度脉动值，
其中，T_ripple为当前采样周期内的温度脉动值，K4为参考脉动值，I为基波电流，fout为基波电流频率，I_ref为所述参考电流，fout_ref为所述参考电流频率。
11.一种控制器功率器件结温估计装置，其特征在于，包括：
获取模块，所述获取模块用于获取功率器件在前一采样周期内的结温及吸热功率，其中，所述前一采样周期为与当前采样周期相邻的采样周期；
确定模块，所述确定模块用于根据所述功率器件在前一采样周期内的结温、所述功率器件在前一采样周期内的吸热功率、及所述当前采样周期时长，确定所述功率器件在所述当前采样周期内的结温，其中，确定所述功率器件在所述当前采样周期内的结温的公式为：
Tj(i+1)＝e(i)*t_step/Cm+Tj(i)
其中，Tj(i+1)为所述功率器件在所述当前采样周期内的结温，e(i)为所述功率器件在前一采样周期内的吸热功率,Tj(i)为所述功率器件在前一采样周期内的结温,t_step为当前采样周期时长，Cm为所述功率器件的热容。
12.如权利要求11所述的控制器功率器件结温估计装置，其特征在于，所述确定模块在确定所述功率器件在所述当前采样周期内的结温之后，还用于：
获取所述当前采样周期内，所述功率器件的工作参数、控制器内冷媒的温度值及所述功率器件与冷媒间的热阻；
根据所述功率器件的工作参数及所述功率器件在前一采样周期内的结温，计算所述功率器件在所述当前采样周期内的损耗；以及
根据所述功率器件在所述当前采样周期内的损耗、所述冷媒的温度值、所述功率器件与冷媒间的热阻及所述功率器件在当前采样周期内的结温，计算所述功率器件在所述当前采样周期内的吸热功率。
13.如权利要求11所述的控制器功率器件结温估计装置，其特征在于，所述确定模块在确定所述功率器件在所述当前采样周期内的结温之前，还用于：
获取所述功率器件的热容Cm；其中，
所述确定模块具体用于：
根据Tj(i+1)＝e(i)*t_step/Cm+Tj(i)，确定所述功率器件在所述当前采样周期内的结温，
其中，Tj(i+1)为所述功率器件在当前采样周期内的结温，e(i)为所述功率器件在前一采样周期内的吸热功率,Tj(i)为所述功率器件在前一采样周期内的结温,t_step为当前采样周期时长，Cm为所述功率器件的热容。
14.如权利要求12所述的控制器功率器件结温估计装置，其特征在于，所述确定模块在计算所述功率器件在所述当前采样周期内的吸热功率之前，还用于：
获取所述当前采样周期内所述冷媒的流量；
根据所述当前采样周期内所述冷媒的流量，确定所述当前采样周期内所述功率器件与冷媒间的热阻。
15.如权利要求14所述的控制器功率器件结温估计装置，其特征在于，所述获取模块在获取功率器件在前一采样周期内的结温及吸热功率之前，还用于：
对所述功率器件进行标定测试，确定所述功率器件的热容、及与各冷媒流量对应的热阻。
16.如权利要求11-15任一所述的控制器功率器件结温估计装置，其特征在于，所述确定模块在确定所述功率器件在所述当前采样周期内的结温之后，还用于：
获取所述当前采样周期内所述控制器输出的基波电流及基波电流频率；
根据所述基波电流、基波电流频率及预设的基准脉动值，确定所述当前采样周期内的温度脉动值；
利用所述当前采样周期内的温度脉动值对所述功率器件在当前采样周期内的结温进行更新，确定所述功率器件在所述当前采样周期内的温度值；以及
如果所述功率器件在所述当前采样周期内的温度值，大于预设的工作温度限值，则输出降载荷指令。
17.如权利要求16所述的控制器功率器件结温估计装置，其特征在于，所述确定模块在根据所述基波电流、基波电流频率及预设的基准脉动值，确定所述当前采样周期内的温度脉动值之前，还用于：
利用测温仪，测试所述控制器输出参考电流及参考电流频率时，所述功率器件的结温脉动峰峰值；
根据所述结温脉动峰峰值，确定参考脉动值；
根据所述参考脉动值、参考电流及参考电流频率，确定所述预设的基准脉动值。
18.一种控制器，其特征在于，包括如权利要求11-17中任一项所述的控制器功率器件结温估计装置。
19.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求18所述的控制器。
20.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-10中任一项所述的控制器功率器件结温估计方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010484278.6A CN113759226B (zh) | 2020-06-01 | 2020-06-01 | 车辆、控制器及其功率器件结温估计方法和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010484278.6A CN113759226B (zh) | 2020-06-01 | 2020-06-01 | 车辆、控制器及其功率器件结温估计方法和装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113759226A CN113759226A (zh) | 2021-12-07 |
| CN113759226B true CN113759226B (zh) | 2024-04-12 |
Family
ID=78782492
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010484278.6A Active CN113759226B (zh) | 2020-06-01 | 2020-06-01 | 车辆、控制器及其功率器件结温估计方法和装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113759226B (zh) |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1120718A (ja) * | 1997-06-27 | 1999-01-26 | Komatsu Ltd | 電気式パワーステアリング制御装置及びそのモータ電流制御方法 |
| CN106443400A (zh) * | 2016-09-14 | 2017-02-22 | 河北工业大学 | 一种igbt模块的电‑热‑老化结温计算模型建立方法 |
| CN108649807A (zh) * | 2018-05-21 | 2018-10-12 | 中南大学 | 一种牵引变流器器件结温在线计算方法及系统 |
| CN109918700A (zh) * | 2018-12-04 | 2019-06-21 | 中国人民解放军海军工程大学 | Igbt多时间尺度结温预测模型建模方法 |
| CN110133465A (zh) * | 2019-05-16 | 2019-08-16 | 上海金脉电子科技有限公司 | Igbt模块结温的计算方法及系统 |
| CN110502720A (zh) * | 2019-08-26 | 2019-11-26 | 阳光电源股份有限公司 | 功率半导体模块的损耗在线计算方法及其应用方法和装置 |
| CN110502842A (zh) * | 2019-08-26 | 2019-11-26 | 阳光电源股份有限公司 | 功率半导体模块的热模型建模方法及其应用方法和装置 |
| CN110875710A (zh) * | 2018-08-29 | 2020-03-10 | 比亚迪股份有限公司 | 逆变器中功率模块的过温保护方法、装置及车辆 |
| CN111079067A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-04-28 | 广东电网有限责任公司 | 一种igbt模块结温的迭代计算方法和相关装置 |
| CN111211719A (zh) * | 2018-11-06 | 2020-05-29 | 株洲中车时代电气股份有限公司 | 一种永磁同步电机转子磁钢温度估算方法及系统 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB201506183D0 (en) * | 2015-04-23 | 2015-05-27 | Rolls Royce Plc | Inverter control method |
-
2020
- 2020-06-01 CN CN202010484278.6A patent/CN113759226B/zh active Active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1120718A (ja) * | 1997-06-27 | 1999-01-26 | Komatsu Ltd | 電気式パワーステアリング制御装置及びそのモータ電流制御方法 |
| CN106443400A (zh) * | 2016-09-14 | 2017-02-22 | 河北工业大学 | 一种igbt模块的电‑热‑老化结温计算模型建立方法 |
| CN108649807A (zh) * | 2018-05-21 | 2018-10-12 | 中南大学 | 一种牵引变流器器件结温在线计算方法及系统 |
| CN110875710A (zh) * | 2018-08-29 | 2020-03-10 | 比亚迪股份有限公司 | 逆变器中功率模块的过温保护方法、装置及车辆 |
| CN111211719A (zh) * | 2018-11-06 | 2020-05-29 | 株洲中车时代电气股份有限公司 | 一种永磁同步电机转子磁钢温度估算方法及系统 |
| CN109918700A (zh) * | 2018-12-04 | 2019-06-21 | 中国人民解放军海军工程大学 | Igbt多时间尺度结温预测模型建模方法 |
| CN110133465A (zh) * | 2019-05-16 | 2019-08-16 | 上海金脉电子科技有限公司 | Igbt模块结温的计算方法及系统 |
| CN110502720A (zh) * | 2019-08-26 | 2019-11-26 | 阳光电源股份有限公司 | 功率半导体模块的损耗在线计算方法及其应用方法和装置 |
| CN110502842A (zh) * | 2019-08-26 | 2019-11-26 | 阳光电源股份有限公司 | 功率半导体模块的热模型建模方法及其应用方法和装置 |
| CN111079067A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-04-28 | 广东电网有限责任公司 | 一种igbt模块结温的迭代计算方法和相关装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113759226A (zh) | 2021-12-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8664960B2 (en) | Charged state estimating device and charged state estimating method of secondary battery | |
| KR102080632B1 (ko) | 배터리관리시스템 및 그 운용방법 | |
| JP5842421B2 (ja) | 電池状態推定装置 | |
| US20080162059A1 (en) | Secondary Battery Charge/Discharge Electricity Amount Estimation Method and Device, Secondary Battery Polarization Voltage Estimation Method and Device and Secondary Battery Remaining Capacity Estimation Method and Device | |
| US8847427B2 (en) | Prediction of transistor temperature in an inverter power module of a vehicle, and related operating methods | |
| JP5091067B2 (ja) | 組電池の残量推定方法及び装置 | |
| EP1883556A1 (en) | Method and apparatus for estimating maximum power of battery by using internal resistance of the battery | |
| KR101691211B1 (ko) | 하이브리드/전기자동차의 온도센서 고장진단 장치 및 그 방법 | |
| CN111413604B (zh) | 结温估算方法、装置、电机控制器和车辆 | |
| CN111505475B (zh) | 一种功率半导体模块电热模型参数的标定方法及装置 | |
| WO2023125378A1 (zh) | 充电装置的过温保护方法和装置、电动车辆 | |
| CN104933308B (zh) | 面向国产军用igbt模块的可靠性评估方法 | |
| CN115828699B (zh) | 功率半导体模块全生命周期结温预测方法、系统及终端 | |
| CN108548570B (zh) | 冷却液流量估计方法、温度估计方法、装置、系统及车辆 | |
| JP5174968B2 (ja) | バッテリの充電状態を求める方法および制御装置 | |
| CN109599905B (zh) | 充电电流调节方法和装置 | |
| CN113759226B (zh) | 车辆、控制器及其功率器件结温估计方法和装置 | |
| JP5549449B2 (ja) | 電池状態推定装置 | |
| WO2019131740A1 (ja) | 充電可能電池温度推定装置および充電可能電池温度推定方法 | |
| JP2010203935A (ja) | 二次電池の入出力可能電力推定装置 | |
| CN115468671A (zh) | 一种功率半导体器件的芯片结温估算方法、装置、设备及介质 | |
| EP3015835B1 (en) | A method and a system for determining the operating temperature of a cell of an electric charge accumulator assembly without physical temperature sensors, particularly for electric or hybrid motor vehicles | |
| KR101543000B1 (ko) | 친환경 차량의 수온센서 관리 시스템 및 그 방법 | |
| CN115575787A (zh) | 一种igbt模块健康状态监测方法及装置 | |
| CN111198314A (zh) | 一种功率器件热阻测试方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |