CN116707389A - 功率转换装置及其温度推算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的功率转换装置包括：基板；设置在所述基板上的至少一个功率元件；设置在所述基板上的至少一个温度检测部；以及温度推算部，该温度推算部利用热网络模型来推算所述功率元件的温度，所述热网络模型包括：第一热网络模型，该第一热网络模型包含从所述功率元件到所述温度检测部为止的第一热量路径上所设置的元器件的热容和热阻；以及第二热网络模型，该第二热网络模型与所述第一热网络模型相连接，且包含所述第一热量路径以外的会引起所述功率元件的温度变化的第二热量路径上的其它元器件的热容和热阻。
Description
技术领域
本发明涉及一种功率转换装置及其温度推算方法，用于推算功率转换装置中的功率元件的温度，尤其涉及在电动机减速或停止时的温度推算方法。
技术背景
在汽车、混合动力汽车、电动车等车辆上通常搭载有逆变器作为功率转换装置，将来自车载电源等的直流电转换为交流电并提供给电动机，进而驱动车轮旋转。逆变器的电路中设有多个IGBT、FET等开关元件进行高频且大功率的功率转换，电动机中的线圈、甚至是构成车载电源的电池组等都会流过大电流而产生大功率，这些开关元件、线圈、电池组等功率元件会随着电动机的工作状态、例如电动机锁定状态而出现温度变动。当功率元件的温度超过规定值时，功率元件就有可能发生故障或受损。
因此，需要检测并监控各功率元件的温度以进行过热保护。例如在监测到的温度超过规定阈值时，降低逆变器的输出功率，或是降低驱动频率，来抑制功率元件的温度上升。
为了检测功率元件的温度，通常是在作为检测对象的功率元件附近设置热敏电阻等温度传感器，从而可以高精度地检测温度。但逆变器电路中具备多个开关元件，若为每一个开关元件设置温度传感器，会造成逆变器体积变大。而且，安装在开关元件的基板上的温度传感器在工作时会变成高电位，因此需要通过绝缘电路将温度信息传输到外部的微机等控制器。多个绝缘电路的设置进一步导致基板面积增大，进而造成逆变器体积进一步变大。此外，考虑到温度传感器的测量延迟，有时候的温度检测值并不能准确反应开关元件当前的实际温度，温度检测的精度有待提高。
为此，提出了一种以功率元件的发热量以及温度传感器检测到的温度信息作为变量来推算功率元件的温度的温度推算技术。该温度推算技术是使用热网络模型(也称为热力学模型、热传递模型、热等效电路)来进行温度推算，例如Foster模型、Cauer模型。
其中，Cauer模型是由多个热阻串联或并联连接，并在它们的连接点处连接至少一个热容的模型，其每一层的热容热阻都对应到实际物理模型的热阻热容。只要获得各层的热容热阻参数以及元件的发热功率(发热量)，就能够计算出发热部位的温度。
Foster模型是将相同阶数和相同频率响应的等效模型，由多个热容-热阻并联电路级联而成，简化了模型的复杂度，但模型中的各节点无法和实际的物理模型进行对应。
以上两种热网络模型都能高精度地推算出功率元件处于过渡状态下的温度变化，例如电动机减速或者停止时功率元件温度下降的过程。
然而，这两种热网络模型多只是将作为温度推算对象的功率元件到温度检测部为止的热量路径模型化，并未考虑在该路径途中有热量从其它元器件传递或散发过来或是有热量传递或散发至其它元器件的情况，即未考虑该路径中有热量汇入和汇出的情况。例如，当电动机减速或者停止运作时，具有功率元件的基板及基板上的各元件的温度开始下降，即进入冷却状态，此时，与基板相接的周边元器件(例如壳体、引线等)会有热量传递至该基板，从而影响其温度下降的速度，按照上述模型推算出的温度下降速度将大于实际的温度下降速度。
专利文献1中公开了一种功率转换装置的温度推算程序，其构建了一种热网络模型，将温度传感器Ta到作为温度推算对象的功率元件T11、T21、 T12、T22为止的热量路径模型化，模型中包含了绝缘基板51、壳体C、散热油脂71、散热器F等，考虑这些部件对于功率元件的温度变化的影响。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP2019-216581A
发明内容
本发明所要解决的技术问题
然而，专利文献1中并没有考虑到当功率转换装置被冷却而从高温变为低温的过程中，未考虑没有包含在模型中的元器件上所积累的热量回到各功率元件的热量路径，从而没有考虑这些返回的热量对功率元件的温度变化造成的影响，导致无法准确地推算功率元件的温度。
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种能够在电动机减速或停止时高精度地推算功率模块中的功率元件的温度的温度推算方法。
解决技术问题所采用的技术手段
本发明的功率转换装置包括：基板；设置在所述基板上的至少一个功率元件；设置在所述基板上的至少一个温度检测部；以及温度推算部，
该温度推算部利用热网络模型来推算所述功率元件的温度，所述热网络模型包括：第一热网络模型，该第一热网络模型包含从所述功率元件到所述温度检测部为止的第一热量路径上所设置的元器件的热容和热阻；以及第二热网络模型，该第二热网络模型与所述第一热网络模型相连接，且包含所述第一热量路径以外的会引起所述功率元件的温度变化的第二热量路径上的其它元器件的热容和热阻。
根据本发明的功率转换装置，由于具有第二热网络模型，当功率转换装置冷却而从高温变为低温时，能够将第一热网络模型中没有包含的元器件上积累的热量返回到功率元件的路径也考虑在内，从而能够高精度地推算温度。
本发明的功率转换装置中，所述第二热量路径上的所述其它元器件与所述第一热量路径上的所述元器件发生热交换，从而间接地与所述功率元件发生热交换。
本发明的功率转换装置中，当所述温度检测部检测到的温度开始下降时，使用由所述第一热网络模型和所述第二热网络模型相连接而组成的热网络模型来推算温度。
本发明的功率转换装置中，还具备计算所述功率元件的发热量的发热量计算部，当所述发热量计算部计算出的所述功率元件的发热量开始减少时，使用由所述第一热网络模型和所述第二热网络模型相连接而组成的热网络模型来推算温度。
本发明的功率转换装置中，所述功率转换装置连接至电动机，当所述电动机的转速开始下降时，使用由所述第一热网络模型和所述第二热网络模型相连接而组成的热网络模型来推算温度。
本发明的功率转换装置中，所述功率转换装置连接至电动机，当所述电动机停止运转时，使用由所述第一热网络模型和所述第二热网络模型相连接而组成的热网络模型来推算温度。本发明的功率转换装置中，还具备用于检测所述功率转换装置的外部环境温度的环境温度传感器，且所述环境温度传感器检测到的所述外部环境温度包含在所述第一热网络模型中。
本发明的功率转换装置中，所述环境温度传感器检测到的所述外部环境温度也包含在所述第二热网络模型中
本发明的温度推算方法用于在功率转换装置中推算至少一个功率元件的温度，利用设置在所述基板上的至少一个温度检测部检测温度，基于从所述功率元件到所述温度检测部为止的第一热量路径上所设置的元器件的热容和热阻，建立第一热网络模型，基于所述第一热量路径以外的会引起所述功率元件的温度变化的第二热量路径上的其它元器件的热容和热阻，建立第二热网络模型，将所述第一热网络模型与所述第二热网络模型相连接，利用由此得到的热网络模型来推算所述功率元件的温度。
根据本发明的温度推算方法，由于具有第二热网络模型，当功率转换装置冷却而从高温变为低温时，能够将第一热网络模型中没有包含的元器件上积累的热量返回到功率元件的路径也考虑在内，从而能够高精度地推算温度。
技术效果
根据本发明提供的温度推算方法，能够提高温度推算的精度，从而将后冷却阶段中电动水泵的工作时间和工作量降至最低限度，能够抑制电动水泵所消耗的功率，减轻对电池的负担。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的逆变器装置100的结构的框图。
图2是实施方式1的逆变器装置100及其冷却系统的结构示意图。
图3是实施方式1的逆变器装置100的温度推算方法的分析对象的示例图。
图4是实施例1中的温度推算方法所涉及的温度推算公式的系数的示例图。
图5表示实施例1的比较例中的作为系数的热阻的计算结果。
图6是表示实施例1及其比较例的温度推算结果的示意图。
图7是表示实施例2的温度推算方法的分析条件的示例图。
图8是表示实施例2及其比较例的温度推算结果的示意图。
图9是说明本发明的实施方式1的温度推算方法的具体流程图。
图10是表示实施例2的温度推算结果的示意图，其中，图10的(a)、 (b)、(c)、(d)分别表示在不同条件下的温度推算结果。
图11是说明本发明的温度推算方法的具体流程图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施方式进行具体说明。这里记载的内容以及附图都仅仅是对本发明的举例说明，并不是对本发明的限定。
<现有技术的热网络模型>
在对本发明进行具体说明之前，先简单描述现有技术中的热网络模型，在本发明中，以Cauer模型为例进行说明。
图1是现有技术中常用的热网络模型之一Cauer模型的示意图。如图1所示，从温度检测部所在的位置到温度推算对象所在的位置，由多个热阻Rth、 Rn、……、R1(n为大于1的正整数)相互连接而构成热量路径，其中，Rth对应于作为温度检测部的热敏电阻的热阻，Rn、……、R1分别对应于该热量路径中存在的会影响温度推算对象的温度变化的各种元器件，在温度推算对象的后级还连接有表示环境温度例如气温的热阻Rair。此外，在各热阻的连接点处示出了相应的温度Tth(温度检测部检测到的温度)、Tn、Tn-1、……、 T1、Tcmp(温度推算对象的温度)、Tair(环境温度例如气温)，且在各连接点连接了相应的热容Cn、Cn-1、……、C1、Ccmp(温度推算对象的热容) 并接地。
根据图1所示的Cauer模型，在已知温度检测部检测到的温度Th、各对热容热阻的参数、以及环境热阻和温度，可以容易地推算出温度推算对象的温度Tcomp。
<本发明的热网络模型>
如前文所述，上述模型未考虑没有包含在模型中的元器件上所积累的热量回到各功率元件的热量路径，从而没有考虑这些返回的热量对功率元件的温度变化造成的影响，导致无法准确地推算功率元件的温度。
因此，本发明的热网络模型是以上述现有技术的模型作为第一热网络模型，在第一热网络模型的基础上增设第二热网络模型来将未考虑到的热量路径也包含在内，以高精度地推算出温度。
图2是本发明的实施方式所采用的热网络模型的示意图。图2下部虚线框内所示的第一热网络模型的结构与图1所示的Cauer模型基本相同，这里不再重复说明。图2上部虚线框内所示的是本发明实施方式所涉及的第二热网络模型。该第二热网络模型经由热阻Rc0连接至第一热网络模型的连接节点Tn处。图中从左至右，由多个热阻Rw、Rcm、……、Rc2、Rc1(m为大于1 的正整数)相互连接而构成热量路径，其中，Rw对应于作为冷却水温检测部的热敏电阻的热阻，Rcm、……、Rc2、Rc1分别对应于未被包含在第一热网络模型中但有可能与第一热网络模型发生热交换从而影响温度推算对象的温度变化的其它元器件(例如与第一热网络模型涉及的基板相接的周边元器件等)，热阻Rc1的后级端同样连接至周围环境的环境温度Tair。此外，在第二热网络模型中的各热阻的连接点处，也与第一热网络模型同样地示出了相应的温度Tw(冷却水温检测部检测到的冷却水温度)、Tcm、Tcm-1、……、 Tc2、Tc1，且在各连接点连接了相应的热容Ccm、Ccm-1、……、Cc2、Cc1并接地。
图2所示的第二热网络模型连接在第一热网络模型的连接点Tn处，但也可以连接在其它连接点处。此外，不限于仅连接在一个连接点Tn，也可以连接在多个连接点上。
即，本发明的热网络模型是在包含温度推算对象的第一热网络模型的基础上连接不包含温度推算对象的第二热网络模型而得到的模型，从而，能够将未被包含在第一热网络模型中但有可能与第一热网络模型发生热交换从而影响温度推算对象的温度变化的其它各种元器件(例如与第一热网络模型涉及的基板相接的周边元器件等)也考虑在内，因此能够高精度地推算出温度推算对象的温度。
下面基于具体的实施例来说明本发明。
<实施例1>
图3是实施例1的功率模块的温度推算方法的示意图，其中，图3(a)是基于功率模块的基板上的温度传感器检测到的温度来进行推算的示例，图3(b) 是基于冷却水温度来进行推算的示例。
图3中示出了功率模块的基本结构，基板10上依次形成有下层图案11和上层图案12，在上层图案12上设有芯片13，该芯片13中包括了省略了图示的开关元件等半导体元件。温度传感器14设置在下层图案11上，如图3(a) 所示，该温度传感器14位于相邻的上层图案12之间。壳体15将上述基板10、下层图案11、上层图案12、芯片13、温度传感器14等收纳在内，在壳体15 的下方还设有冷却机构16，其中流过冷却水来对功率模块及其中的各种元器件进行冷却。另外，图3中还设有省略了图示的用于检测周围环境温度的环境温度传感器。
图3(a)中，用虚线示出了当采用现有技术的热网络模型时考虑的热量路径，即，从作为温度推算对象的芯片13中的半导体元件到温度传感器14为止的热量路径。具体而言，图3(a)中，如虚线所示，现有技术的热网络模型所涉及的热量路径中包括了环境温度、芯片13、上层图案12、下层图案11、温度传感器14这些元素构成的热量路径，但未考虑图中双划线所示的下层图案12与基板11之间发生的热交换、壳体15与基板11之间发生的热交换、基板11与冷却机构16的外壳之间发生的热交换等等。
图3(b)是基于冷却水温度来推算温度的示例，因此图中未设置图3(a) 那样的温度传感器，而是设有用于检测冷却水温度的冷却水温传感器17。图3(b)中，如虚线所示，现有技术的热网络模型所涉及的热量路径中包括了环境温度、芯片13、上层图案12、下层图案11、基板10、冷却水温传感器17这些元素构成的热量路径，但未考虑图中双划线所示的壳体15与基板11之间发生的热交换、基板11与冷却机构16的外壳之间发生的热交换等等。
而在本发明中，通过在上述现有技术的热网络模型即第一热网络模型的基础上连接第二热网络模型，将会影响半导体元件的温度变化的上述图中双划线所示的下层图案12与基板11之间发生的热交换、壳体15与基板11 之间发生的热交换、基板11与冷却机构16的外壳之间发生的热交换等等都考虑在内来推算温度，尤其是在上述功率模块因电动机减速或停止而从高温变为低温的过渡状态下，模块中积累的热量有可能回流到半导体元件而影响其温度变化，通过将这样的情况也包含在所建立的热网络模型中，从而能够提高模型的推算精度。
<实施例2>
本实施例中，利用CAE(Computer Aided Engineering：计算机辅助工程)软件来进行分析和验证本发明的热网络模型。除了CAE分析以外，当然也可以通过实验或测试来进行。
(热网络模型)
图4是表示应用本发明的热网络模型的功率模块的俯视图。图4中的功率模块是搭载有6个IGBT和6个二极管的IGBT模块，并且在该IGBT模块中设有3个温度传感器用来检测温度。另外，省略了图示，该IGBT模块的下方设有冷却机构，冷却水自图中的左向右流过，因此，在这6个IGBT开关元件中，位于图中右上角的IGBT开关元件相对于其它IGBT的温度最高。在本实施例中，使用3个温度传感器检测到的温度的平均值来作为该功率模块的检测温度，以该温度最高的IGBT开关元件作为温度推算对象来推算其温度。
图5是用现有技术的热网络模型来对图4的功率模块进行温度推算的图。图5的结构与图1相似，从温度传感器所在的位置到作为温度推算对象的 IGBT所在的位置，由热阻Rth、R3、R2、R1、Rair相互连接而构成4级热网络，其中，热阻Rth、R3、R2、R1、Rair、C3、C2、C1、Cair、Tair的意义与图1中的相同，这里不再赘述。TIGBT、CIGBT分别对应于作为温度推算对象的IGBT开关元件的温度和热容。在作为温度推算对象的IGBT开关元件于温度传感器之间的热量路径被3个连接节点分成了4段。
针对图5的热网络模型，温度推算对象的温度TIGBT及各个连接节点的温度T1、T2、T3的温度推算公式如下式(1)～(4)所示。
其中，dt：时间刻度(＜R×C)
T：当前温度
T’：dt时间前的温度
R：热阻
C：热容
Q：IGBT开关元件的发热量。
根据图5的热网络模型，在上式(1)～(4)中代入各个连接节点在dt 时间前的温度T’，通过联立4个方程式求解，就能得出IGBT开关元件的当前温度。式中的热阻和热容可进行适当调整以提高推算精度。
图6是用本发明的热网络模型来对图4的功率模块进行温度推算的图。图6中，下部的第一热网络模型与图5中的热网络模型相同，这里省略说明，重点说明图6中虚线框所示的第二热网络模型。这里，为了简化说明，第二热网络模型仅包括由一个热阻Rc和一个热容Cc组成的结构。热阻Rc和热容 Cc例如代表图3中壳体15与基板10之间的热交换对IGBT开关元件的温度变化带来的影响。该第二热网络模型连接在第一热网络模型的连接节点T3处。
当功率模块被冷却而温度下降时，高温时积蓄在壳体15中的热量有可能返回到IGBT开关元件，从而按照图5的热网络模型得到的温度推算结果会比开关元件的实际温度下降更快，因此需要考虑上述壳体15等的影响，才能准确地推算出温度。
根据图6的热网络模型，IGBT开关元件的温度TIGBT、各个连接节点的温度T1、T2、T3以及第二热网络模型中的热阻Rc和热容Cc的连接节点的温度 Tc的温度推算公式如下式(5)～(9)所示。
同样地，根据图6的热网络模型，在上式(5)～(9)中代入各个连接节点在dt时间前的温度T’，通过联立5个方程式求解，就能得出IGBT开关元件的当前温度。式中的热阻和热容可进行适当调整以提高推算精度。
(温度推算结果)
接下来，对图4所示的功率模块反复地发热和冷却的情况下的温度推算结果进行分析和验证。
分析条件如下表1所示。
[表1]
表1中，将冷却水的温度及流量设为固定值，并使IGBT及二极管的发热量以20秒为周期发生变化，并且包括图7所示的2种发热模式。具体而言，图7(a)所示的发热模式1是IGBT开关元件和二极管从时刻0开始反复地发热和冷却的发热模式，图7(b)所示的发热模式2是IGBT开关元件和二极管从时刻0开始反复地冷却和发热的发热模式。图7(a)、图7(b)中，以 IGBT总发热量为2050W、二极管总发热量为820W，且以固定周期20秒为间隔变化的例子进行说明。
图8和图9是分别表示发热模式1和发热模式2下的CAE分析结果的示意图。从图8可知，在发热模式1下，即IGBT和二极管反复地发热再冷却，IGBT 开关元件的温度先升后降再反复的模式下，现有技术的热网络模型和本发明的热网络模型都能准确地推算出IGBT开关元件的温度，两者保持很好的一致性。
而在图9中，在发热模式2下，即IGBT和二极管反复地冷却再发热，IGBT 开关元件的温度先降后升再反复的模式下，现有技术的热网络模型在IGBT 开关元件温度下降的阶段无法准确地推算出其温度。这是因为现有技术的热网络模型并未考虑IGBT开关元件周边的元器件如壳体等中蓄积的热量对其产生的影响。而本发明的由第一热网络模型和第二热网络模型构成的模型充分考虑了上述周边元器件中蓄积的热量在IGBT开关元件温度下降时造成的影响，因此其推算精度要高于现有技术的推算方法。
以上对两种不同发热模式下的温度推算结果进行了分析，接下来，对于发热模式2下的温度推算结果进行进一步分析。
例如，以IGBT总发热量为2050W、二极管总发热量为820W的连续工作状态为初始状态(时刻0的状态)，在发热量降低20％、50％、80％、100％的情况下分别进行温度推算。分析条件与上表1相同。
图10是表示本实施例的温度推算方法在不同条件下的温度推算结果的示意图。图10(a)表示在时刻0发热量降低了20％(其中，IGBT总发热量变为1640W，二极管总发热量变为656W)的情况下的温度推算结果，图10 (b)表示在时刻0发热量降低了50％(其中，IGBT总发热量变为1025W，二极管总发热量变为410W)的情况下的温度推算结果，图10(c)表示在时刻0发热量降低了80％(其中，IGBT总发热量变为410W，二极管总发热量变为164W)的情况下的温度推算结果，图10(d)表示在时刻0发热量降低了100％(其中，IGBT总发热量变为0，二极管总发热量变为0)的情况下的温度推算结果。
通过对这些图进行比较可知，当IGBT和二极管的总发热量在连续工作后从时刻0降低了80％以上时，现有技术的热网络模型所产生的温度推算误差变大，无法准确地推算出IGBT开关元件的温度。而且，总发热量降低得越多，该误差就越大。
而使用本发明的热网络模型，IGBT开关元件和二极管的总发热量无论降得有多大，都能高精度地推算出其温度。
因此，对于电动机在连续运转后减速或停止而导致功率模块中的功率元件的发热量降低的情况下，现有的热网络模型可能无法准确地进行温度推算，而考虑了功率元件与周边元器件之间的热交换所建立的本发明的热网络模型则能准确地进行温度推算。
<温度推算方法>
下面，对本发明的使用上述热网络模型的温度推算方法的具体流程进行说明。图10是说明本发明的上述实施方式的温度推算方法的具体流程图。
首先，在步骤S01中，根据作为温度推算对象的功率元件所在的功率模块的组成和配置，按照现有技术的热网络模型如Cauer模型或Foster模型等，生成第一热网络模型。
然后，在步骤S02中，基于第一热网络模型中未包含的但会影响功率元件的温度变化的要素(例如壳体、冷却机构的外壳等中的热量会返回到功率元件而影响其温度变化)，生成第二热网络模型。
在步骤S03中，将步骤S01中生成的第一热网络模型与步骤S02中生成的第二热网络模型相连接，从而构成本发明的热网络模型。
然后，在步骤S04中，基于步骤S03中生成的热网络模型，确定功率元件的温度推算公式。
在步骤S05中，获取上述热网络模型中涉及的检测值、参数值，例如温度传感器检测到的温度、冷却水的温度、各元器件对应的热阻和热容等。
然后，将这些检测值和参数值等代入步骤S04中确定的温度推算公式，在步骤S06中进行温度推算，得出功率元件当前的温度值。
根据本发明的上述温度推算方法，由于使用了在第一热网络模型的基础上连接有第二热网络模型的模型来确定温度推算公式，从而尤其是在功率元件从高温变为低温的过渡状态下，能够考虑到以往没有包含在热网络模型中的元器件上所积累的热量回到各功率元件的热量路径对功率元件的温度变化造成的影响，能够准确地推算功率元件的温度。
<总结>
在以上的实施方式中，说明了利用由第一热网络模型和第二热网络模型组合而成的模型来推算功率元件的温度的功率转换装置，其包括：基板；设置在基板上的至少一个功率元件；设置在基板上的至少一个温度检测部；以及温度推算部，该温度推算部利用热网络模型来推算所述功率元件的温度，所述热网络模型包括：第一热网络模型，该第一热网络模型包含从所述功率元件到所述温度检测部为止的第一热量路径上所设置的元器件的热容和热阻；以及第二热网络模型，该第二热网络模型与所述第一热网络模型相连接，且包含所述第一热量路径以外的会引起所述功率元件的温度变化的第二热量路径上的其它元器件的热容和热阻。
在上述实施方式中，以IGBT开关元件作为温度推算对象的示例，但也可以是FET等半导体开关元件、电动机线圈等功率元件，只要是在工作过程中需要进行过热保护的元件，都可以作为本发明的温度推算对象。
在上述实施方式中，主要针对功率元件温度开始下降的过渡状态下的温度推算进行了说明，但也可以在功率元件的发热量开始下降、电动机的转速开始下降等的过渡状态下，利用本发明的温度推算方法来提高推算精度。
此外，本发明的温度推算方法也适用于功率元件的温度开始上升、功率元件的发热量开始上升、电动机的转速开始上升等的过渡状态，尤其是对于功率元件的温度发生过渡性变化的状态下，通过使用本发明的温度推算方法，可以提高精度，进而对于冷却中的功耗、元件的影响等都能控制在最低限度。
Claims (16)
1.一种功率转换装置，其特征在于，包括：
基板；
设置在所述基板上的至少一个功率元件；
设置在所述基板上的至少一个温度检测部；以及
温度推算部，
该温度推算部利用热网络模型来推算所述功率元件的温度，
所述热网络模型包括：
第一热网络模型，该第一热网络模型包含从所述功率元件到所述温度检测部为止的第一热量路径上所设置的元器件的热容和热阻；以及
第二热网络模型，该第二热网络模型与所述第一热网络模型相连接，且包含所述第一热量路径以外的会引起所述功率元件的温度变化的第二热量路径上的其它元器件的热容和热阻。
2.如权利要求1所述的功率转换装置，其特征在于，
所述第二热量路径上的所述其它元器件与所述第一热量路径上的所述元器件发生热交换，从而间接地与所述功率元件发生热交换。
3.如权利要求1所述的功率转换装置，其特征在于，
当所述温度检测部检测到的温度开始下降时，使用由所述第一热网络模型和所述第二热网络模型相连接而组成的热网络模型来推算温度。
4.如权利要求1所述的功率转换装置，其特征在于，
还具备计算所述功率元件的发热量的发热量计算部，
当所述发热量计算部计算出的所述功率元件的发热量开始减少时，使用由所述第一热网络模型和所述第二热网络模型相连接而组成的热网络模型来推算温度。
5.如权利要求1所述的功率转换装置，其特征在于，
所述功率转换装置连接至电动机，
当所述电动机的转速开始下降时，使用由所述第一热网络模型和所述第二热网络模型相连接而组成的热网络模型来推算温度。
6.如权利要求1所述的功率转换装置，其特征在于，
所述功率转换装置连接至电动机，
当所述电动机停止运转时，使用由所述第一热网络模型和所述第二热网络模型相连接而组成的热网络模型来推算温度。
7.如权利要求1所述的功率转换装置，其特征在于，
还具备用于检测所述功率转换装置的外部环境温度的环境温度传感器，
且所述环境温度传感器检测到的所述外部环境温度包含在所述第一热网络模型中。
8.如权利要求7所述的功率转换装置，其特征在于，
所述环境温度传感器检测到的所述外部环境温度也包含在所述第二热网络模型中。
9.一种温度推算方法，用于在功率转换装置中推算至少一个功率元件的温度，其特征在于，
利用与所述功率元件设置在同一基板上的至少一个温度检测部检测温度，
基于从所述功率元件到所述温度检测部为止的第一热量路径上所设置的元器件的热容和热阻，建立第一热网络模型，
基于所述第一热量路径以外的会引起所述功率元件的温度变化的第二热量路径上的其它元器件的热容和热阻，建立第二热网络模型，
将所述第一热网络模型与所述第二热网络模型相连接，利用由此得到的热网络模型来推算所述功率元件的温度。
10.如权利要求9所述的温度推算方法，其特征在于，
所述第二热量路径上的所述其它元器件与所述第一热量路径上的所述元器件发生热交换，从而间接地与所述功率元件发生热交换。
11.如权利要求9所述的温度推算方法，其特征在于，
当所述温度检测部检测到的温度开始下降时，使用由所述第一热网络模型和所述第二热网络模型相连接而组成的热网络模型来推算温度。
12.如权利要求9所述的温度推算方法，其特征在于，
利用发热量计算部计算所述功率元件的发热量，
当所述发热量计算部计算出的所述功率元件的发热量开始减少时，使用由所述第一热网络模型和所述第二热网络模型相连接而组成的热网络模型来推算温度。
13.如权利要求9所述的温度推算方法，其特征在于，
所述功率转换装置连接至电动机，
当所述电动机的转速开始下降时，使用由所述第一热网络模型和所述第二热网络模型相连接而组成的热网络模型来推算温度。
14.如权利要求9所述的温度推算方法，其特征在于，
所述功率转换装置连接至电动机，
当所述电动机停止运转时，使用由所述第一热网络模型和所述第二热网络模型相连接而组成的热网络模型来推算温度。
15.如权利要求9所述的温度推算方法，其特征在于，
利用环境温度传感器检测所述功率转换装置的外部环境温度，
且所述环境温度传感器检测到的所述外部环境温度包含在所述第一热网络模型中。
16.如权利要求9所述的温度推算方法，其特征在于，
利用环境温度传感器检测所述功率转换装置的外部环境温度，
所述环境温度传感器检测到的所述外部环境温度也包含在所述第二热网络模型中。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210185617.XA CN116707389A (zh) | 2022-02-28 | 2022-02-28 | 功率转换装置及其温度推算方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116707389A true CN116707389A (zh) | 2023-09-05 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210185617.XA Pending CN116707389A (zh) | 2022-02-28 | 2022-02-28 | 功率转换装置及其温度推算方法 |
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