CN115408847A - 一种载荷谱构建方法、装置、设备及介质 - Google Patents

一种载荷谱构建方法、装置、设备及介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种载荷谱构建方法、装置、设备及介质。该方法包括：根据各备选车辆各运行片段的绝缘栅双极型晶体管IGBT温度时域信息，确定各备选车辆在各运行片段的累加损伤值；根据各备选车辆在各运行片段的累加损伤值和各备选车辆的行驶里程，从各备选车辆中筛选出目标车辆，并根据目标车辆的IGBT单位里程损伤和预设寿命里程，确定载荷谱的全寿命里程IGBT损伤总量；根据各备选车辆各运行片段的累加损伤值，从各备选车辆各运行片段中确定出载荷谱的目标运行片段；根据全寿命里程IGBT损伤总量，以及目标运行片段的累加损伤值，确定载荷谱的循环次数，并基于循环次数和所述目标运行片段，构建载荷谱。本发明的技术方案，可以构建出更准确的载荷谱。

Description

一种载荷谱构建方法、装置、设备及介质
技术领域
本发明涉及车辆领域，尤其涉及一种载荷谱构建方法、装置、设备及介质。
背景技术
绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)作为电动汽车的核心零部件，对能量转换起着至关重要的作用。随着汽车电动化脚步的不断加快，新能源行业的竞争越加激烈，各整车厂对IGBT的可靠性也提出了更高的要求。
如何考虑到不同用户车辆的IGBT温度时域信息，构建出更贴近用户的载荷谱，便于后续基于用户大数据的电驱动系统IGBT可靠性试验，是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明提供了一种载荷谱构建方法、装置、设备及介质，可以构建出更准确的载荷谱。
根据本发明的一方面，提供了一种载荷谱构建方法，包括：
根据各备选车辆在各运行片段的绝缘栅双极型晶体管IGBT温度时域信息，确定各备选车辆在各运行片段的累加损伤值；所述运行片段表征车辆在预设单次运行时间段中IGBT温度随时间的变化情况；
根据各备选车辆在各运行片段的累加损伤值和各备选车辆的行驶里程，从各备选车辆中筛选出目标车辆，并根据目标车辆的IGBT单位里程损伤和预设寿命里程，确定载荷谱的全寿命里程IGBT损伤总量；
根据各备选车辆在各运行片段的累加损伤值，从各备选车辆各运行片段中确定出载荷谱的目标运行片段；
根据所述全寿命里程IGBT损伤总量，以及所述目标运行片段的累加损伤值，确定载荷谱的循环次数，并基于所述循环次数和所述目标运行片段，构建载荷谱。
根据本发明的另一方面，提供了一种载荷谱构建装置，包括：
第一确定模块，用于根据各备选车辆在各运行片段的绝缘栅双极型晶体管IGBT温度时域信息，确定各备选车辆在各运行片段的累加损伤值；所述运行片段表征车辆在预设单次运行时间段中IGBT温度随时间的变化情况；
第二确定模块，用于根据各备选车辆在各运行片段的累加损伤值和各备选车辆的行驶里程，从各备选车辆中筛选出目标车辆，并根据目标车辆的IGBT单位里程损伤和预设寿命里程，确定载荷谱的全寿命里程IGBT损伤总量；
第三确定模块，用于根据各备选车辆在各运行片段的累加损伤值，从各备选车辆各运行片段中确定出载荷谱的目标运行片段；
构建模块，用于根据所述全寿命里程IGBT损伤总量，以及所述目标运行片段的累加损伤值，确定载荷谱的循环次数，并基于所述循环次数和所述目标运行片段，构建载荷谱。
根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例所述的载荷谱构建方法。
根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例所述的载荷谱构建方法。
本发明实施例的技术方案，根据各备选车辆在各运行片段的绝缘栅双极型晶体管IGBT温度时域信息，确定各备选车辆在各运行片段的累加损伤值，根据各备选车辆在各运行片段的累加损伤值和各备选车辆的行驶里程，从各备选车辆中筛选出目标车辆，并根据目标车辆的IGBT单位里程损伤和预设寿命里程，确定载荷谱的全寿命里程IGBT损伤总量，根据各备选车辆在各运行片段的累加损伤值，从各备选车辆各运行片段中确定出载荷谱的目标运行片段，根据全寿命里程IGBT损伤总量，以及目标运行片段的累加损伤值，确定载荷谱的循环次数，并基于循环次数和所述目标运行片段，构建载荷谱。通过基于各备选车辆的信息来构建载荷谱，可以确定出更准确的IGBT载荷谱，更精准地描述对象全生命周期的载荷里程。
应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1A是本发明实施例一提供的一种载荷谱构建方法流程图；
图1B是本发明实施例一提供的运行片段的示意图；
图2是本发明实施例二提供的一种载荷谱构建方法流程图；
图3A是本发明实施例三提供的一种载荷谱构建方法流程图；
图3B是本发明实施例三提供的载荷谱构建的流程示意图；
图4是本发明实施例四提供的载荷谱构建装置的结构图；
图5是本发明实施例五提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”“备选”“目标”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例一
图1A是本发明实施例一提供的一种载荷谱构建方法流程图，图1B是本发明实施例一提供的运行片段的示意图。本实施例适用于对电动汽车的绝缘栅双极型晶体管IGBT的载荷谱进行构建的情况，该方法可以由载荷谱构建装置来执行，该装置可以采用软件和/或硬件的方式实现，并可集成于具有载荷谱构建功能的电子设备中。如图1A所示，该方法包括：
S101、根据各备选车辆在各运行片段的绝缘栅双极型晶体管IGBT温度时域信息，确定各备选车辆在各运行片段的累加损伤值。
其中，备选车辆是指由可支持批量运算的用户埋点大数据平台管理的备选用户车辆。备选车辆的数量为至少两个。每个备选车辆的可以包含至少两个运行片段。每个运行片段为备选车辆单次运行时间段内的相关信息片段。
运行片段表征车辆在预设单次运行时间段中IGBT温度随时间的变化情况。预设单次运行时间段是指备选车辆单次启动(如车速为0)至停止(如车速再次为0)的运行时间段。示例性的，从车辆车速为0到再次为0的一个运行片段中，IGBT温度以及车速，与时间的关系如图1B所示。
IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)是电动汽车的电驱动系统中的核心零部件。IGBT温度时域信息是指IGBT的温度随时间的变化的信息。累加损伤值是指各备选车辆对应各运行片段中由于IGBT的温度变化而造成的累加损伤值。
可选的，可以基于可支持批量运算的用户埋点大数据平台，获取不同用户车辆的运行片段，每个运行片段都包含车辆运行时的大数据埋点信息，如本实施例中的IGBT温度信息，大数据埋点信息还可以包括车速、电机转速、电机转矩、电机温度等，本实施例对此不做限制。
可选的，基于可支持批量运算的用户埋点大数据平台，获取不同用户车辆的运行片段之后，可以从埋点数据中提取出IGBT温度时域信息，即获取各备选车辆在各运行片段的IGBT温度时域信息。
可选的，可以基于预设的IGBT损伤评价算法，针对各备选车辆的各运行片段，对每个运行片段的IGBT温度时域信息进行计算，确定该运行片段的累加损伤值，即确定各备选车辆在各运行片段的累加损伤值；还可以将各备选车辆在各运行片段的IGBT温度时域信息，输入预先训练好的模型，输出各备选车辆在各运行片段的累加损伤值。
可选的，基于可支持批量运算的用户埋点大数据平台，获取不同用户车辆的运行片段之后，还可以基于预设的筛选规则，将各运行片段中包含异常数据的运行片段剔除，从而获取有效的运行片段。
S102、根据各备选车辆在各运行片段的累加损伤值和各备选车辆的行驶里程，从各备选车辆中筛选出目标车辆，并根据目标车辆的IGBT单位里程损伤和预设寿命里程，确定载荷谱的全寿命里程IGBT损伤总量。
其中，行驶里程是指备选车辆在各运行片段的总行驶里程，具体的，可以在用户埋点大数据平台预先缓存各备选车辆的唯一识别序号以及其关联的总行驶里程。目标车辆是指累加损伤值和行驶里程的关系满足预设筛选条件的备选车辆。IGBT单位里程损伤是指各备选车辆单位里程对应的损伤值。预设寿命里程是指预先设计的寿命里程，如30万公里。载荷谱(load spectrum)是指可以表征载荷(如IGBT温度)的大小变化情况、周期规律、循环次数等信息的载荷集，如IGBT载荷谱。全寿命里程IGBT损伤总量是指目标车辆关于预设寿命里程的IGBT损伤总量。
可选的，可以基于各备选车辆的唯一识别序号，从大数据平台的存储模块获取各备选车辆的行驶里程。
可选的，根据各备选车辆在各运行片段的累加损伤值和各备选车辆的行驶里程，从各备选车辆中筛选出目标车辆，包括：将各备选车辆在各运行片段的累加损伤值的和，作为各备选车辆的总累加损伤值；将各备选车辆的总累加损伤值与各备选车辆的行驶里程的比值，作为各备选车辆的IGBT单位里程损伤；根据各备选车辆的IGBT单位里程损伤，从各备选车辆中筛选出目标车辆。
具体的，可以根据各备选车辆在各运行片段的累加损伤值，针对每个备选车辆，确定其在所有运行片段累加损伤值的总和，作为各备选车辆的总累加损伤值，将各备选车辆的总累加损伤值与行驶里程的比值，作为IGBT单位里程损伤，根据各备选车辆的IGBT单位里程损伤，将IGBT单位里程损伤的值最大的备选车辆，作为目标车辆，即从各备选车辆中筛选出目标车辆。
可选的，确定目标车辆之后，可以将目标车辆的IGBT单位里程损伤与预设寿命里程的乘积，作为全寿命里程IGBT损伤总量，即根据目标车辆的IGBT单位里程损伤和预设寿命里程，确定载荷谱的全寿命里程IGBT损伤总量。
S103、根据各备选车辆在各运行片段的累加损伤值，从各备选车辆各运行片段中确定出载荷谱的目标运行片段。
其中，目标运行片段是指各备选车辆在各运行片段中累加损伤值满足预设条件的运行片段。目标运行片段为所有运行片段中损伤值较大的高损伤运行片段。
可选的，可以基于统计学分布原理，利用最小二乘法或最大似然法，得到各备选车辆所有运行片段的累加损伤值的分布类型，如三参数对数分布、韦布尔分布、正态分布等，并可以从中选取累加损伤值高于预设阈值(如90％)的片段作为载荷谱的目标运行片段，即从各备选车辆各运行片段中确定出载荷谱的目标运行片段；也可以直接对各备选车辆在各运行片段的累加损伤值的进行比较，将累加损伤值最大的运行片段作为目标运行片段，即从各备选车辆各运行片段中确定出载荷谱的目标运行片段。
S104、根据全寿命里程IGBT损伤总量，以及目标运行片段的累加损伤值，确定载荷谱的循环次数，并基于循环次数和目标运行片段，构建载荷谱。
其中，循环次数是指构建的载荷谱中目标运行片段的目标循环次数。
可选的，可以将全寿命里程IGBT损伤总量，以及目标运行片段的累加损伤值输入预先训练好的模型，输出载荷谱的循环次数，进一步基于循环次数和目标运行片段，构建载荷谱；也可以基于预设的规则，计算出载荷谱的循环次数，进一步基于循环次数和目标运行片段，构建载荷谱，具体的，根据全寿命里程IGBT损伤总量，以及目标运行片段的累加损伤值，确定载荷谱的循环次数，并基于循环次数和目标运行片段，构建载荷谱，包括：基于总损伤等效原则，将全寿命里程IGBT损伤总量，与目标运行片段的累加损伤值的比值，作为载荷谱的循环次数；将目标运行片段作为载荷谱的基础片段，使得基础片段基于循环次数循环，构建载荷谱。
其中，总损伤等效原则是指构建的载荷谱的损伤总量与全寿命里程IGBT损伤总量需等效的原则。基础片段是指构建载荷谱时的基础循环片段。
可选的，可以将全寿命里程IGBT损伤总量，以及目标运行片段的累加损伤值的比值，作为载荷谱的循环次数，将目标运行片段作为载荷谱的基础片段，将该基础片段循环运行相应的循环次数，即构建载荷谱。
需要说明的是，在相关技术中，循环次数的确定往往是通过经验指定，而本发明实施例提供的确定载荷谱循环次数的方式，可以确定出更准确的循环次数，从而构建出的载荷谱更加合理。
需要说明的是，本发明实施例是将IGBT温度作为失效载荷，进行IGBT的载荷谱构建，构建基于IGBT温度的载荷谱之后，还据此进行关于电机转速、电机转矩或电机温度的载荷谱构建。
本发明实施例的技术方案，基于用户大数据平台中不同备选车辆的IGBT温度时域信息来构建载荷谱，构建的载荷谱可以更准确地描述对象全生命周期的载荷里程，更加贴近真实用户，因此更加准确。考虑到不同用户车辆的IGBT温度时域信息，构建出更贴近用户的载荷谱，能覆盖全量用户损伤情况，便于后续基于用户大数据的电驱动系统IGBT可靠性试验，可以使得可靠性试验考核强度更加精准。
实施例二
图2是本发明实施例二提供的一种载荷谱构建方法流程图，本实施例在上述实施例的基础上，进一步对“根据各备选车辆在各运行片段的绝缘栅双极型晶体管IGBT温度时域信息，确定各备选车辆在各运行片段的累加损伤值”进行详细的解释说明，如图2所示，该方法包括：
S201、根据各备选车辆在各运行片段的绝缘栅双极型晶体管IGBT温度时域信息，针对每一运行片段，确定运行片段中各目标时刻的IGBT结温波动幅值。
其中，目标时刻包括：波峰时刻和波谷时刻。IGBT结温波动幅值是指目标时刻与上一目标时刻之间的IGBT温度的变化幅值。
可选的，可以基于预设的规则，确定每个运行片段中的波峰和波谷时刻，具体的，若某个时刻的IGBT温度大于上一时刻的IGBT温度，同时大于下一时刻的IGBT温度，则可以确定该时刻为一个波峰时刻。若某个时刻的IGBT温度小于上一时刻的IGBT温度，同时小于下一时刻的IGBT温度，则可以确定该时刻为一个波谷时刻。
可选的，将确定的波峰时刻和波谷时刻按照时间顺序的先后关系进行整合，可以得到新的数据信息，记为Tj，对于波峰时刻，将其相邻的前一波谷时刻与该波峰时刻IGBT温度的偏差，作为该波峰时刻的IGBT结温波动幅值△Tj，对于波谷时刻，将其相邻的前一波峰时刻与该波谷时刻IGBT温度的偏差，作为该波谷时刻的IGBT结温波动幅值△Tj，需要说明的是，第一个目标时刻的IGBT结温波动幅值即为该目标时刻IGBT温度值与IGBT温度为0的偏差。
可选的，确定运行片段中各目标时刻的IGBT结温波动幅值之后，还包括：对各目标时刻的IGBT结温波动幅值进行滤波处理，将各目标时刻的IGBT结温波动幅值中小于或等于预设幅值阈值的IGBT结温波动幅值删除，实现对各目标时刻的IGBT结温波动幅值的更新。
其中，预设幅值阈值是指衡量各目标时刻IGBT结温波动幅值大小的阈值。例如，预设幅值阈值可以是5℃。
示例性的，可以将各目标时刻的IGBT结温波动幅值中小于或等于5℃的IGBT结温波动幅值滤掉，保留大于5℃的IGBT结温波动幅值，实现对各目标时刻的IGBT结温波动幅值的更新。
S202、将各运行片段中各目标时刻的IGBT结温波动幅值划分到其所属的载荷等级，并根据各载荷等级的实际循环次数和失效循环次数，基于IGBT损伤评价算法，确定各备选车辆在各运行片段的累加损伤值。
其中，载荷等级是指预设的基于IGBT结温波动幅值范围划分的等级。一个运行片段的包含的目标时刻可以划分到至少两个载荷等级中。实际循环次数是指实际的各运行片段中不同载荷等级的循环次数。失效循环次数是指表征IGBT在恒幅结温波动下运行到失效的循环次数，也就是IGBT的工作寿命。IGBT损伤评价算法是指基于线型疲劳累积损伤理论(Miner法则)的评价算法。
可选的，可以将IGBT结温波动幅值以5℃为单元划分为至少两个载荷等级，即5℃至10℃划分为一个载荷等级，10℃至15℃划分为一个载荷等级，以此类推；也可以将IGBT结温波动幅值以1℃为单元划分为至少两个载荷等级，即5℃至6℃划分为一个载荷等级，6℃至7℃划分为一个载荷等级，以此类推。
可选的，可以根据各运行片段中各目标时刻的IGBT结温波动幅值与预设的各载荷等级的大小关系，将各运行片段中各目标时刻的IGBT结温波动幅值划分到其所属的载荷等级。
可选的，根据各载荷等级的实际循环次数和失效循环次数，基于IGBT损伤评价算法，确定各备选车辆在各运行片段的累加损伤值，包括：基于雨流计数法的四点法，确定各载荷等级的实际循环次数；根据各载荷等级的IGBT结温波动幅值，以及预设IGBT损伤模型，确定各载荷等级的失效循环次数；根据各备选车辆各运行片段中，各载荷等级的实际循环次数和各载荷等级的失效循环次数，确定各备选车辆在各运行片段的累加损伤值。其中，雨流计数法的四点法是一种常见的对载荷谱进行雨流计数的方法，可以统计出各载荷等级的实际循环次数。预设IGBT损伤模型可以是Coffin-Manson(科芬-曼森)损伤模型。
可选的，将各运行片段中各目标时刻的IGBT结温波动幅值划分到其所属的载荷等级之后，可以基于雨流计数法的四点法，统计不同载荷等级中各目标时刻的IGBT结温波动幅值在对应运行片段中的实际循环次数，将载荷等级中各IGBT结温波动幅值的实际循环次数的和，作为该载荷等级的实际循环次数，例如，△Tj＝9和△Tj＝8所属的载荷等级均为5℃-10℃的载荷等级，若△Tj＝9发生了2次，△Tj＝8发生了3次，则可以确定5℃-10℃载荷等级的实际循环次数为5次。
可选的，可以将各载荷等级的IGBT结温波动幅值分别输入预设IGBT损伤模型，输出各载荷等级的失效循环次数，即确定各载荷等级的失效循环次数。
可选的，确定各备选车辆各运行片段中各载荷等级的实际循环次数和各载荷等级的失效循环次数之后，可以针对每个运行片段，确定该运行片段的每个载荷等级的实际循环次数和失效循环次数的比值，并将所有载荷等级实际循环次数和失效循环次数的比值求和，得到该运行片段的累加损伤值，即确定各备选车辆在各运行片段的累加损伤值。
示例性的，可以基于如下公式，确定各备选车辆在各运行片段的累加损伤值：
Figure BDA0003815766730000111
其中，D为备选车辆在运行片段的累加损伤值。n为运行片段划分的载荷等级的个数。Ni为第i个载荷等级实际循环次数；Nfi为第i个载荷等级的失效循环次数，即第i个载荷等级的结温波动幅值下的工作寿命。
S203、根据各备选车辆在各运行片段的累加损伤值和各备选车辆的行驶里程，从各备选车辆中筛选出目标车辆，并根据目标车辆的IGBT单位里程损伤和预设寿命里程，确定载荷谱的全寿命里程IGBT损伤总量。
S204、根据各备选车辆在各运行片段的累加损伤值，从各备选车辆各运行片段中确定出载荷谱的目标运行片段。
S205、根据全寿命里程IGBT损伤总量，以及目标运行片段的累加损伤值，确定载荷谱的循环次数，并基于循环次数和目标运行片段，构建载荷谱。
本发明实施例的技术方案，根据各备选车辆在各运行片段的绝缘栅双极型晶体管IGBT温度时域信息，针对每一运行片段，确定运行片段中各目标时刻的IGBT结温波动幅值，将各运行片段中各目标时刻的IGBT结温波动幅值划分到其所属的载荷等级，并根据各载荷等级的实际循环次数和失效循环次数，基于IGBT损伤评价算法，确定各备选车辆在各运行片段的累加损伤值。通过这样的方式，给出了确定各备选车辆在各运行片段的累加损伤值的一种可实施方式，可以确定出更准确的累加损伤值，便于后续对IGBT载荷谱的构建。
实施例三
图3A是本发明实施例三提供的一种载荷谱构建方法流程图，图3B是本发明实施例三提供的载荷谱构建的流程示意图。本实施例在上述实施例的基础上，进一步对“根据各载荷等级的IGBT结温波动幅值，以及预设IGBT损伤模型，确定各载荷等级的失效循环次数”进行详细的解释说明，如图3A所示，该方法包括：
S301、根据各备选车辆在各运行片段的绝缘栅双极型晶体管IGBT温度时域信息，针对每一运行片段，确定运行片段中各目标时刻的IGBT结温波动幅值。
S302、将各运行片段中各目标时刻的IGBT结温波动幅值划分到其所属的载荷等级。
S303、基于雨流计数法的四点法，确定各载荷等级的实际循环次数。
S304、根据预设特性常数和拟合幂指数，建立IGBT损伤模型。
其中，预设特性常数是指预设的能够反映材料塑性应变能力和实验中器件周期性疲劳程度的常数，不同器件的预设特性常数不同，一般需要通过试验数据拟合得到。拟合幂指数是指待拟合幂指数，一般为IGBT模块供应商根据产品寿命试验数据拟合得到的一个常数。IGBT损伤模型为Coffin-Manson损伤模型，即Coffin-Manson器件寿命模型。
需要说明的是，可以以Coffin-Manson损伤模型为基础，进行全量用户IGBT损伤评价算法开发，因为Coffin-Manson模型能很好的表征材料在周期性应力作用下发生疲劳及随疲劳程度增加而导致材料变形和断裂的过程，这个过程与IGBT模块键合线的失效过程一致。IGBT模块结构中各层之间热膨胀系数不同，使得IGBT在不同工作状态下受热应力作用，故可根据预设特性常数和拟合幂指数，建立Coffin-Manson器件寿命模型(即IGBT损伤模型)为：
Figure BDA0003815766730000131
其中，Nf是指IGBT模块的工作寿命，即在恒幅结温波动ΔTj下运行到失效的失效循环次数。A1是预设特性常数，α1是拟合幂指数。ΔTj是指结温波动幅值。
S305、根据载荷等级的属性信息，确定各载荷等级的IGBT结温波动幅值。
其中，属性信息是指载荷等级的结温波动幅值范围信息，例如，5℃至10℃载荷等级的属性信息为5℃至10℃。
可选的，可以根据载荷等级的属性信息中，结温波动幅值范围的上限值和下限值，确定载荷等级的IGBT结温波动幅值，例如，可以根据(5+10)/2＝7.5℃，确定5℃至10℃载荷等级的IGBT结温波动幅值为7.5℃。
S306、分别将各载荷等级的IGBT结温波动幅值输入IGBT损伤模型，输出各载荷等级的失效循环次数。
可选的，确定各载荷等级的IGBT结温波动幅值之后，可以分别输入上述的Coffin-Manson损伤模型，输出各载荷等级的失效循环次数。
S307、根据各备选车辆各运行片段中，各载荷等级的实际循环次数和各载荷等级的失效循环次数，确定各备选车辆在各运行片段的累加损伤值。
S308、根据各备选车辆在各运行片段的累加损伤值和各备选车辆的行驶里程，从各备选车辆中筛选出目标车辆，并根据目标车辆的IGBT单位里程损伤和预设寿命里程，确定载荷谱的全寿命里程IGBT损伤总量。
S309、根据各备选车辆在各运行片段的累加损伤值，从各备选车辆各运行片段中确定出载荷谱的目标运行片段。
S310、根据全寿命里程IGBT损伤总量，以及目标运行片段的累加损伤值，确定载荷谱的循环次数，并基于循环次数和目标运行片段，构建载荷谱。
本发明实施例的技术方案，根据预设特性常数和拟合幂指数，建立IGBT损伤模型，根据载荷等级的属性信息，确定各载荷等级的IGBT结温波动幅值，分别将各载荷等级的IGBT结温波动幅值输入IGBT损伤模型，输出各载荷等级的失效循环次数，通过这样的方式，给出了一种确定各载荷等级失效循环次数的一种可实施方式，可以基于构建的损伤模型，确定出更准确的失效循环次数，便于后续构建出更精准的载荷谱。
优选的，参见图3B，可以基于可支持批量运算的用户埋点大数据平台，实现IGBT载荷谱的构建。具体可以包括如下过程：
基于可支持批量运算的用户埋点大数据平台，在数据池缓存至少两个用户车辆的运行片段，在确定IGBT失效主导载荷为IGBT温度的情况下，提取全量用户运行片段及IGBT失效主导载荷，即获取各备选车辆(用户)在各运行片段的IGBT温度时域信息。
进一步的，进行全量用户电驱动系统IGBT载荷计数特征分析，即基于雨流计数法的四点法，确定各载荷等级的实际循环次数。
进一步的，以广泛应用于交变应力材料寿命估计的Coffin-Manson模型为基础，进行全量用户电驱动系统IGBT损伤计算分析，即根据各载荷等级的IGBT结温波动幅值，以及预设IGBT损伤模型，确定各载荷等级的失效循环次数，从而确定各备选车辆在各运行片段的累加损伤值。
进一步的，进行全量用户电驱动系统IGBT单位里程损伤计算及最大值筛选，即将各备选车辆的总累加损伤值与各备选车辆的行驶里程的比值，作为各备选车辆的IGBT单位里程损伤，筛选IGBT单位里程损伤最大值，外推至用户全寿命里程IGBT损伤总和，即确定载荷谱的全寿命里程IGBT损伤总量。
进一步的，结合总损伤等效原则，进行电驱动系统IGBT全寿命损伤目标构建，即确定载荷谱的基础片段的循环次数。
进一步的，结合预设的台架电驱动系统IGBT高损伤工况片段，或从各备选车辆各运行片段中确定出载荷谱的目标运行片段，作为载荷谱的基础片段。
进一步的，使得基础片段运行相应循环次数，最终完成电驱动系统IGBT可靠性试验载荷谱构建。
本发明构建的载荷谱更加贴近真实用户，且能覆盖全量用户损伤情况，可靠性试验考核强度更加准确。
实施例四
图4是本发明实施例四提供的载荷谱构建装置的结构图，本发明实施例所提供的一种载荷谱构建装置可执行本发明任一实施例所提供的载荷谱构建方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
如图4所示，该装置包括：
第一确定模块401，用于根据各备选车辆在各运行片段的绝缘栅双极型晶体管IGBT温度时域信息，确定各备选车辆在各运行片段的累加损伤值；所述运行片段表征车辆在预设单次运行时间段中IGBT温度随时间的变化情况；
第二确定模块402，用于根据各备选车辆在各运行片段的累加损伤值和各备选车辆的行驶里程，从各备选车辆中筛选出目标车辆，并根据目标车辆的IGBT单位里程损伤和预设寿命里程，确定载荷谱的全寿命里程IGBT损伤总量；
第三确定模块403，用于根据各备选车辆在各运行片段的累加损伤值，从各备选车辆各运行片段中确定出载荷谱的目标运行片段；
构建模块404，用于根据所述全寿命里程IGBT损伤总量，以及所述目标运行片段的累加损伤值，确定载荷谱的循环次数，并基于所述循环次数和所述目标运行片段，构建载荷谱。
本发明实施例的技术方案，根据各备选车辆在各运行片段的绝缘栅双极型晶体管IGBT温度时域信息，确定各备选车辆在各运行片段的累加损伤值，根据各备选车辆在各运行片段的累加损伤值和各备选车辆的行驶里程，从各备选车辆中筛选出目标车辆，并根据目标车辆的IGBT单位里程损伤和预设寿命里程，确定载荷谱的全寿命里程IGBT损伤总量，根据各备选车辆在各运行片段的累加损伤值，从各备选车辆各运行片段中确定出载荷谱的目标运行片段，根据全寿命里程IGBT损伤总量，以及目标运行片段的累加损伤值，确定载荷谱的循环次数，并基于循环次数和所述目标运行片段，构建载荷谱。通过基于各备选车辆的信息来构建载荷谱，可以确定出更准确的IGBT载荷谱，更精准地描述对象全生命周期的载荷里程。
进一步的，第一确定模块401可以包括：
幅值确定单元，用于根据各备选车辆在各运行片段的绝缘栅双极型晶体管IGBT温度时域信息，针对每一运行片段，确定运行片段中各目标时刻的IGBT结温波动幅值；所述目标时刻包括：波峰时刻和波谷时刻；
损伤值确定单元，用于将各运行片段中各目标时刻的IGBT结温波动幅值划分到其所属的载荷等级，并根据各载荷等级的实际循环次数和失效循环次数，基于IGBT损伤评价算法，确定各备选车辆在各运行片段的累加损伤值。
进一步的，损伤值确定单元可以包括：
第一确定子单元，用于基于雨流计数法的四点法，确定各载荷等级的实际循环次数；
第二确定子单元，用于根据各载荷等级的IGBT结温波动幅值，以及预设IGBT损伤模型，确定各载荷等级的失效循环次数；
损伤值确定子单元，用于根据各备选车辆各运行片段中，各载荷等级的实际循环次数和各载荷等级的失效循环次数，确定各备选车辆在各运行片段的累加损伤值。
进一步的，第二确定子单元具体用于：
根据预设特性常数和拟合幂指数，建立IGBT损伤模型；所述IGBT损伤模型为Coffin-Manson损伤模型；
根据载荷等级的属性信息，确定各载荷等级的IGBT结温波动幅值；
分别将各载荷等级的IGBT结温波动幅值输入所述IGBT损伤模型，输出各载荷等级的失效循环次数。
进一步的，第一确定模块401还包括：
更新单元，用于确定运行片段中各目标时刻的IGBT结温波动幅值之后，对各目标时刻的IGBT结温波动幅值进行滤波处理，将各目标时刻的IGBT结温波动幅值中小于或等于预设幅值阈值的IGBT结温波动幅值删除，实现对各目标时刻的IGBT结温波动幅值的更新。
进一步的，第二确定模块402具体用于：
将各备选车辆在各运行片段的累加损伤值的和，作为各备选车辆的总累加损伤值；
将各备选车辆的总累加损伤值与各备选车辆的行驶里程的比值，作为各备选车辆的IGBT单位里程损伤；
根据各备选车辆的IGBT单位里程损伤，从各备选车辆中筛选出目标车辆。
进一步的，构建模块404具体用于：
基于总损伤等效原则，将所述全寿命里程IGBT损伤总量，与所述目标运行片段的累加损伤值的比值，作为载荷谱的循环次数；
将所述目标运行片段作为载荷谱的基础片段，使得所述基础片段基于所述循环次数循环，构建载荷谱。
本申请技术方案中对数据的获取、存储、使用、处理等均符合国家法律法规的相关规定。
实施例五
图5是本发明实施例五提供的电子设备的结构示意图。图5示出了可以用来实施本发明的实施例的电子设备10的结构示意图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备(如头盔、眼镜、手表等)和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。
如图5所示，电子设备10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器(ROM)12、随机访问存储器(RAM)13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器(ROM)12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器(RAM)13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 13中，还可存储电子设备10操作所需的各种程序和数据。处理器11、ROM 12以及RAM 13通过总线14彼此相连。输入/输出(I/O)接口15也连接至总线14。
电子设备10中的多个部件连接至I/O接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，例如磁盘、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许电子设备10通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的各个方法和处理，例如载荷谱构建方法。
在一些实施例中，载荷谱构建方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元18。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 12和/或通信单元19而被载入和/或安装到电子设备10上。当计算机程序加载到RAM13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的载荷谱构建方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行载荷谱构建方法。
本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。
用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。
可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、区块链网络和互联网。
计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种载荷谱构建方法，其特征在于，包括：
根据各备选车辆在各运行片段的绝缘栅双极型晶体管IGBT温度时域信息，确定各备选车辆在各运行片段的累加损伤值；所述运行片段表征车辆在预设单次运行时间段中IGBT温度随时间的变化情况；
根据各备选车辆在各运行片段的累加损伤值和各备选车辆的行驶里程，从各备选车辆中筛选出目标车辆，并根据目标车辆的IGBT单位里程损伤和预设寿命里程，确定载荷谱的全寿命里程IGBT损伤总量；
根据各备选车辆各运行片段的累加损伤值，从各备选车辆各运行片段中确定出载荷谱的目标运行片段；
根据所述全寿命里程IGBT损伤总量，以及所述目标运行片段的累加损伤值，确定载荷谱的循环次数，并基于所述循环次数和所述目标运行片段，构建载荷谱。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据各备选车辆在各运行片段的绝缘栅双极型晶体管IGBT温度时域信息，确定各备选车辆在各运行片段的累加损伤值，包括：
根据各备选车辆在各运行片段的绝缘栅双极型晶体管IGBT温度时域信息，针对每一运行片段，确定运行片段中各目标时刻的IGBT结温波动幅值；所述目标时刻包括：波峰时刻和波谷时刻；
将各运行片段中各目标时刻的IGBT结温波动幅值划分到其所属的载荷等级，并根据各载荷等级的实际循环次数和失效循环次数，基于IGBT损伤评价算法，确定各备选车辆在各运行片段的累加损伤值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据各载荷等级的实际循环次数和失效循环次数，基于IGBT损伤评价算法，确定各备选车辆在各运行片段的累加损伤值，包括：
基于雨流计数法的四点法，确定各载荷等级的实际循环次数；
根据各载荷等级的IGBT结温波动幅值，以及预设IGBT损伤模型，确定各载荷等级的失效循环次数；
根据各备选车辆各运行片段中，各载荷等级的实际循环次数和各载荷等级的失效循环次数，确定各备选车辆在各运行片段的累加损伤值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据各载荷等级的IGBT结温波动幅值，以及预设IGBT损伤模型，确定各载荷等级的失效循环次数，包括：
根据预设特性常数和拟合幂指数，建立IGBT损伤模型；所述IGBT损伤模型为Coffin-Manson损伤模型；
根据载荷等级的属性信息，确定各载荷等级的IGBT结温波动幅值；
分别将各载荷等级的IGBT结温波动幅值输入所述IGBT损伤模型，输出各载荷等级的失效循环次数。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，确定运行片段中各目标时刻的IGBT结温波动幅值之后，还包括：
对各目标时刻的IGBT结温波动幅值进行滤波处理，将各目标时刻的IGBT结温波动幅值中小于或等于预设幅值阈值的IGBT结温波动幅值删除，实现对各目标时刻的IGBT结温波动幅值的更新。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据各备选车辆在各运行片段的累加损伤值和各备选车辆的行驶里程，从各备选车辆中筛选出目标车辆，包括：
将各备选车辆在各运行片段的累加损伤值的和，作为各备选车辆的总累加损伤值；
将各备选车辆的总累加损伤值与各备选车辆的行驶里程的比值，作为各备选车辆的IGBT单位里程损伤；
根据各备选车辆的IGBT单位里程损伤，从各备选车辆中筛选出目标车辆。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述全寿命里程IGBT损伤总量，以及所述目标运行片段的累加损伤值，确定载荷谱的循环次数，并基于所述循环次数和所述目标运行片段，构建载荷谱，包括：
基于总损伤等效原则，将所述全寿命里程IGBT损伤总量，与所述目标运行片段的累加损伤值的比值，作为载荷谱的循环次数；
将所述目标运行片段作为载荷谱的基础片段，使得所述基础片段基于所述循环次数循环，构建载荷谱。
8.一种载荷谱构建装置，其特征在于，包括：
第一确定模块，用于根据各备选车辆在各运行片段的绝缘栅双极型晶体管IGBT温度时域信息，确定各备选车辆在各运行片段的累加损伤值；所述运行片段表征车辆在预设单次运行时间段中IGBT温度随时间的变化情况；
第二确定模块，用于根据各备选车辆在各运行片段的累加损伤值和各备选车辆的行驶里程，从各备选车辆中筛选出目标车辆，并根据目标车辆的IGBT单位里程损伤和预设寿命里程，确定载荷谱的全寿命里程IGBT损伤总量；
第三确定模块，用于根据各备选车辆在各运行片段的累加损伤值，从各备选车辆各运行片段中确定出载荷谱的目标运行片段；
构建模块，用于根据所述全寿命里程IGBT损伤总量，以及所述目标运行片段的累加损伤值，确定载荷谱的循环次数，并基于所述循环次数和所述目标运行片段，构建载荷谱。
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-7中任一项所述的载荷谱构建方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的载荷谱构建方法。
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