CN116930714A - 用于检测和隔离功率逆变器内的故障的系统和方法 - Google Patents

用于检测和隔离功率逆变器内的故障的系统和方法 Download PDF

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Abstract

一种用于诊断功率逆变器中的故障的诊断系统，包括功率损耗估计模块，所述功率损耗估计模块配置为计算功率逆变器的一个或多个部件的功率损耗。结温估计模块配置为输出功率逆变器的所述一个或多个部件的估计结温。多个温度传感器配置为分别感测多个逆变器支路的多个温度。健康指标生成模块配置为响应于估计结温和多个逆变器支路的多个感测温度而生成多个健康指标。故障识别模块配置为响应于多个健康指标选择性地识别逆变器故障、温度传感器故障和无故障中的一个。

Description

用于检测和隔离功率逆变器内的故障的系统和方法
技术领域
本公开涉及用于电动车辆的功率逆变器模块，并且更具体地涉及用于检测和隔离功率逆变器模块内的故障的诊断系统和方法。
背景技术
在本部分中提供的信息是为了总体上呈现本公开的背景的目的。在本部分中描述的程度上，当前署名的发明人的工作以及在提交时可能不以其它方式作为现有技术的描述的各方面，既不明示地也不暗示地被认为是针对本公开的现有技术。
电动车辆（EV），例如电池电动车辆（BEV）、混合动力车辆和/或燃料电池车辆，包括一个或多个电机和电池系统。电池系统包括串联和/或并联连接的一个或多个电池单元、模块和/或组。功率控制系统用于在充电和/或行驶期间控制电池系统的充电和/或放电。功率控制系统包括布置在电池系统和电机之间的功率逆变器模块。
发明内容
一种用于诊断功率逆变器中的故障的诊断系统，包括功率损耗估计模块，所述功率损耗估计模块配置为计算功率逆变器的一个或多个部件的功率损耗。结温（junctiontemperature，结温度）估计模块配置为输出功率逆变器的所述一个或多个部件的估计结温。多个温度传感器配置为分别感测多个逆变器支路的多个温度。健康指标（ healthindicator）生成模块配置为响应于估计结温和多个逆变器支路的多个感测温度而生成多个健康指标。故障识别模块配置为响应于多个健康指标选择性地识别逆变器故障、温度传感器故障和无故障中的一个。
在其它特征中，故障识别模块将多个健康指标与多个预定阈值进行比较。故障识别模块响应于所述多个健康指标中的全部分别大于所述多个预定阈值中的对应阈值而识别逆变器故障。故障识别模块响应于所述多个健康指标中的一个或多个大于所述多个预定阈值中的对应阈值并且所述多个健康指标中的至少一个小于所述多个预定阈值中的对应阈值而识别温度传感器故障。
在其它特征中，功率损耗估计模块响应于车辆操作状况估计功率损耗，所述功率损耗包括传导损耗和切换损耗。功率逆变器的一个或多个部件包括二极管和功率开关。功率损耗估计模块包括第一计算模块，所述第一计算模块配置为响应于相电压和滤波后的开关电流来计算电压降、导通电阻、二极管的功率损耗和功率开关的功率损耗中的至少一个、功率因数和调制指数。功率损耗模块配置为响应于电压降、导通电阻、二极管的功率损耗和功率开关的功率损耗中的所述至少一个、功率因数、调制指数和切换策略/频率来计算功率开关和二极管中的至少一个的传导和切换损耗。
在其它特征中，功率逆变器的一个或多个部件包括二极管和功率开关中的至少一个，并且其中，估计结温对应于估计功率开关结温和估计二极管结温中的至少一个。健康指标生成模块响应于多个逆变器支路的估计二极管结温和多个逆变器支路的多个感测温度分别与多个预定常数的乘积之间的差的绝对值来生成多个健康指标。
在其它特征中，健康指标生成模块响应于多个逆变器支路的估计功率开关结温和多个逆变器支路的多个感测温度分别与多个预定常数的乘积之间的差的绝对值来生成多个健康指标。故障识别模块配置为响应于逆变器故障生成第一故障类型以及响应于温度传感器故障生成第二故障类型。
一种用于诊断功率逆变器中的故障的方法，包括：计算功率逆变器的一个或多个部件的功率损耗，所述功率逆变器包括多个逆变器支路；生成功率逆变器的一个或多个部件的估计结温；分别感测多个逆变器相支路的多个温度；响应于估计结温和多个逆变器支路的多个感测温度而生成多个健康指标；以及响应于多个健康指标选择性地识别逆变器故障、温度传感器故障和无故障中的一个。
在其它特征中，将多个健康指标与多个预定阈值进行比较。该方法包括响应于所述多个健康指标中的全部分别大于所述多个预定阈值中的对应阈值而识别逆变器故障。
在其它特征中，该方法包括响应于所述多个健康指标中的一个或多个大于所述多个预定阈值中的对应阈值并且所述多个健康指标中的至少一个小于所述多个预定阈值中的对应阈值而识别温度传感器故障。该方法包括响应于车辆操作状况估计功率损耗，所述功率损耗包括传导损耗和切换损耗。
在其它特征中，功率逆变器的一个或多个部件包括二极管和功率开关，并且该方法还包括响应于相电压和滤波后的开关电流来计算电压降、导通电阻、二极管的功率损耗和功率开关的功率损耗中的至少一个、功率因数和调制指数；以及响应于电压降、导通电阻、二极管的功率损耗和功率开关的功率损耗中的所述至少一个、功率因数、调制指数和切换策略/频率来计算功率开关和二极管中的至少一个的传导和切换损耗。
在其它特征中，功率逆变器的一个或多个部件包括二极管和功率开关中的至少一个。估计结温对应于估计功率开关结温和估计二极管结温中的至少一个。
在其它特征中，该方法包括响应于多个逆变器支路的估计二极管结温和多个逆变器支路的多个感测温度分别与多个预定常数的乘积之间的差的绝对值来生成多个健康指标。该方法包括响应于多个逆变器支路的估计功率开关结温和多个逆变器支路的感测温度分别与多个常数的乘积之间的差的绝对值生成多个健康指标。
该方法包括响应于逆变器故障生成第一故障类型；以及响应于温度传感器故障生成第二故障类型。
方案1. 一种用于诊断功率逆变器中的故障的诊断系统，包括：
功率损耗估计模块，所述功率损耗估计模块配置为计算功率逆变器的一个或多个部件的功率损耗；
结温估计模块，所述结温估计模块配置为输出功率逆变器的所述一个或多个部件的估计结温；
多个温度传感器，配置为分别感测多个逆变器支路的多个温度；以及
健康指标生成模块，所述健康指标生成模块配置为响应于估计结温和多个逆变器支路的多个感测温度而生成多个健康指标；以及
故障识别模块，所述故障识别模块配置为响应于多个健康指标选择性地识别逆变器故障、温度传感器故障和无故障中的一个。
方案2. 根据方案1所述的诊断系统，其中，故障识别模块将多个健康指标与多个预定阈值进行比较。
方案3. 根据方案2所述的诊断系统，其中，故障识别模块响应于所述多个健康指标中的全部分别大于所述多个预定阈值中的对应阈值而识别逆变器故障。
方案4. 根据方案2所述的诊断系统，其中，故障识别模块响应于所述多个健康指标中的一个或多个大于所述多个预定阈值中的对应阈值并且所述多个健康指标中的至少一个小于所述多个预定阈值中的对应阈值而识别温度传感器故障。
方案5. 根据方案1所述的诊断系统，其中，功率损耗估计模块响应于车辆操作状况估计功率损耗，所述功率损耗包括传导损耗和切换损耗。
方案6. 根据方案1所述的诊断系统，其中，功率逆变器的一个或多个部件包括二极管和功率开关，且其中，功率损耗估计模块包括：
第一计算模块，所述第一计算模块配置为响应于相电压和滤波后的开关电流来计算电压降、导通电阻、二极管的功率损耗和功率开关的功率损耗中的至少一个、功率因数和调制指数；以及
功率损耗模块，所述功率损耗模块配置为响应于电压降、导通电阻、二极管的功率损耗和功率开关的功率损耗中的所述至少一个、功率因数、调制指数和切换策略/频率来计算功率开关和二极管中的至少一个的传导和切换损耗。
方案7. 根据方案1所述的诊断系统，其中，功率逆变器的一个或多个部件包括二极管和功率开关中的至少一个，并且其中，估计结温对应于估计功率开关结温和估计二极管结温中的至少一个。
方案8. 根据方案7所述的诊断系统，其中，健康指标生成模块响应于多个逆变器支路的估计二极管结温和多个逆变器支路的多个感测温度分别与多个预定常数的乘积之间的差的绝对值来生成多个健康指标。
方案9. 根据方案8所述的诊断系统，其中，健康指标生成模块响应于多个逆变器支路的估计功率开关结温和多个逆变器支路的多个感测温度分别与多个预定常数的乘积之间的差的绝对值来生成多个健康指标。
方案10. 根据方案1所述的诊断系统，其中，故障识别模块配置为响应于逆变器故障生成第一故障类型以及响应于温度传感器故障生成第二故障类型。
方案11. 一种用于诊断功率逆变器中的故障的方法，包括：
计算功率逆变器的一个或多个部件的功率损耗，所述功率逆变器包括多个逆变器支路；
生成功率逆变器的一个或多个部件的估计结温；
分别感测多个逆变器相支路的多个温度；
响应于估计结温和多个逆变器支路的多个感测温度生成多个健康指标；以及
响应于多个健康指标选择性地识别逆变器故障、温度传感器故障和无故障中的一个。
方案12. 根据方案11所述的方法，还包括：将多个健康指标与多个预定阈值进行比较。
方案13. 根据方案12所述的方法，还包括：响应于所述多个健康指标中的全部分别大于所述多个预定阈值中的对应阈值而识别逆变器故障。
方案14. 根据方案12所述的方法，还包括：响应于所述多个健康指标中的一个或多个大于所述多个预定阈值中的对应阈值并且所述多个健康指标中的至少一个小于所述多个预定阈值中的对应阈值而识别温度传感器故障。
方案15. 根据方案11所述的方法，还包括：响应于车辆操作状况估计功率损耗，所述功率损耗包括传导损耗和切换损耗。
方案16. 根据方案11所述的方法，其中，功率逆变器的一个或多个部件包括二极管和功率开关，并且该方法还包括：
响应于相电压和滤波后的开关电流来计算电压降、导通电阻、二极管的功率损耗和功率开关的功率损耗中的至少一个、功率因数和调制指数；以及
响应于电压降、导通电阻、二极管的功率损耗和功率开关的功率损耗中的所述至少一个、功率因数、调制指数和切换策略/频率来计算功率开关和二极管中的至少一个的传导和切换损耗。
方案17. 根据方案11所述的方法，其中：
功率逆变器的一个或多个部件包括二极管和功率开关中的至少一个；以及
估计结温对应于估计功率开关结温和估计二极管结温中的至少一个。
方案18. 根据方案17所述的方法，还包括：响应于多个逆变器支路的估计二极管结温和多个逆变器支路的多个感测温度分别与多个预定常数的乘积之间的差的绝对值来生成多个健康指标。
方案19. 根据方案18所述的方法，还包括：响应于多个逆变器支路的估计功率开关结温和多个逆变器支路的感测温度分别与多个常数的乘积之间的差的绝对值生成多个健康指标。
方案20. 根据方案11所述的方法，还包括：
响应于逆变器故障生成第一故障类型；以及
响应于温度传感器故障生成第二故障类型。
本公开的其它应用领域将从详细描述、权利要求和附图变得显而易见。详细描述和具体示例仅旨在用于说明的目的，并且不旨在限制本公开的范围。
附图说明
本公开从详细描述和附图将得到更全面的理解，其中：
图1是根据本公开的功率逆变器模块的控制器的示例的功能框图；
图2A是功率变换器的示例的侧视截面图；
图2B是功率逆变器的相支路的示例的电气示意图；
图3是根据本公开的故障诊断模块的示例的功能框图；
图4A和4B是根据本公开的功率损耗估计模块的示例的功能框图；
图5A和5B是根据本公开的结温估计模块的示例的功能框图；
图6A和6B是根据本公开的健康指标生成模块的示例的功能框图；和
图7和图8是根据本公开的用于诊断功率逆变器模块中的故障的方法的示例的流程图。
在附图中，可以重复使用附图标记来标识类似和/或相同的元件。
具体实施方式
尽管前述公开描述了用于诊断电动车辆（EV）的功率逆变器模块中的故障的系统和方法的示例，但是所述系统和方法可以用于诊断其它类型的车辆或非车辆应用中的功率逆变器模块中的故障。
现在参考图1，示出了用于功率逆变器模块11的控制器10。功率逆变器模块11包括功率逆变器12，功率逆变器12包括诸如功率开关（PS）14和二极管15的部件。在一些示例中，功率开关14包括绝缘栅双极晶体管（IGBT），但是可以使用其它类型的功率开关。功率逆变器模块11可选地包括用于感测每个相支路中的电流的相电流传感器16，以及用于感测每个相支路的温度的温度传感器19。在一些示例中，温度传感器19包括热敏电阻。在一些示例中，热敏电阻包括负温度系数（NTC）热敏电阻，但是可以使用其它类型的热敏电阻或温度传感器。
当功率逆变器模块中发生故障时，制造商通常会更换整个功率逆变器模块，而不是诊断各个部件中的故障。在许多情况下，故障可能发生在诸如热敏电阻的温度传感器中。维修可以通过更换有故障的热敏电阻来进行，这比更换整个功率逆变器模块的成本要低得多。
现在参考图2A和2B，虽然示出了功率逆变器12的具体示例，但是可以使用其它类型的功率逆变器。在图2A中，功率逆变器12包括通过焊料22和/或接合线24连接到诸如铜或另一种合适金属材料的金属层32的功率开关集成电路（IC）20。二极管IC 26通过焊料和/或接合线30连接到金属层32。
陶瓷层34布置在金属层32和另一金属层42之间。金属层42通过焊料46连接到铜基板52。导热层或材料54（例如导热膏）布置在铜基板52以及散热器56之间。在操作期间，估计和监测功率开关IC 20和二极管IC 26的结的温度。尽管出于说明的目的示出了特定布局，但是功率逆变器12可以具有其它配置。
在图2B中，功率逆变器12的一个相支路的示例包括功率开关PS1，功率开关PS1包括栅极、第一端子和第二端子。功率开关PS1的第一端子连接到电池的正端子。功率开关PS1的第二端子连接到功率开关PS2的第一端子。功率开关PS2的第二端子连接到电池的负端子。控制器10通过向功率开关PS1和PS2的栅极发送信号来控制功率开关PS1和PS2的切换。二极管D1与功率开关PS1的第一和第二端子反并联连接。二极管D2与功率开关PS2的第一和第二端子反并联连接。相支路的输出连接到相定子绕组。温度传感器（例如热敏电阻T1）被布置成感测相支路的温度（例如，在二极管和功率开关附近）。
现在参考图3，控制器10包括故障检测模块110。故障检测模块110包括功率损耗估计模块124、结温估计模块120、健康指标生成模块134和故障隔离模块140。
功率损耗估计模块124基于车辆操作状况估计功率逆变器中的功率损耗。在一些示例中，控制器10连接到控制器域网（CAN）总线或其它接口以从其它车辆控制器（例如马达控制器、电池监控系统等）接收车辆操作状况数据。
结温估计模块120基于诸如冷却剂温度、功率损耗、热阻抗或其它值的车辆操作参数来估计功率开关和二极管的结温。健康指标生成模块134将来自功率逆变器模块11的感测温度与功率开关和二极管的结温进行比较，并基于比较确定是否存在逆变器故障、热敏电阻故障或无故障。
现在参考图4A和4B，示出了功率损耗估计模块124的示例。在图4A中，功率损耗估计模块124的示例基于车辆操作状况确定功率开关（PG_cond和PDG_sw）和二极管（PD_cond和PD_sw）的传导损耗和切换损耗。在一些示例中，车辆操作状况选自由扭矩、速度、电池电压V DC和/或其它车辆操作状况组成的组。在一些示例中，功率损耗估计模块124被实施为操作查找表（LUT），其由一个或多个车辆操作状况索引并且输出功率开关（PG_cond和PDG_sw）和二极管（PD_cond和PD_sw）的传导损耗和切换损耗。
在图4B中，更详细地示出了功率损耗估计模块124的另一个示例。功率损耗估计模块124包括计算模块210，计算模块210包括功率因数和调制指数计算器214。功率因数和调制指数计算器214响应于相电压v* abc和滤波后的开关电流Is_filt计算功率因数Φ和调制指数（MI）。电压降和能量损耗内插模块218计算电压降Vdrop和功率损耗Esw和Err。
计算模块210将电压降Vdrop和导通电阻RON、由于开关Esw和二极管Err引起的功率损耗、功率因数Φ和调制指数（MI）输出到传导损耗和切换损耗计算器230。传导损耗和切换损耗计算器230基于电压降Vdrop和导通电阻RON、由于开关Esw和二极管Err引起的功率损耗、功率因数Φ和调制指数（MI）计算功率开关（PG_cond和PDG_sw）和二极管（PD_cond和PD_sw）的传导损耗和切换损耗。
现在参考图5A和5B，示出了结温估计模块120的示例。在图5A中，结温估计模块120响应于冷却剂温度Tcool、热阻抗、二极管中的功率损耗（Pdiode）和功率开关中的功率损耗（Pps）生成估计功率开关结温（TJ_PS）和估计二极管结温（TJ_D）。
在图5B中，结温估计模块120的另一个示例被示出，且包括加法器320、322、350和354；乘法器324、326、332和336；以及低通滤波器（LPF）340、342、344和346。PG_cond和PDG_sw被输入到加法器320。加法器320的输出被输入到乘法器324和332，它们分别将功率和（Pps）乘以第一常数Rgg和第二常数Rgd。
PD_cond和PD_sw被输入到加法器322。加法器322的输出被输入到乘法器326和336，它们分别将功率和（Pdiode）乘以第一常数Rdg和第二常数Rdd。
乘法器324和332的输出分别输入到LPF 340和344。乘法器326和336的输出分别输入到LPF 342和346。LPF 340和342的输出以及冷却剂温度被输入到加法器350。加法器350输出估计功率开关结温（TJ_PS）。LPF 344和346的输出以及冷却剂温度被输入到加法器354。加法器354输出估计二极管结温（TJ_D）。
现在参考图6A和6B，示出了健康指标生成模块408和458的示例。在图6A中，健康指标生成模块408包括乘法器430，其将感测温度TT乘以常数λ。健康指标生成模块408包括差模块440，其生成估计功率开关结温TJ_PS和λ* TT之间的差。绝对值模块442生成差的绝对值。在一些示例中，这些计算针对每个相进行。
在图6B中，健康指标生成模块458包括乘法器480，其将感测温度TT乘以常数λ。健康指标生成模块458包括差模块490，其生成估计二极管结温TD_PS和λ* TT_D之间的差。绝对值模块442生成差的绝对值。在一些示例中，这些计算针对每个相支路进行。
现在参考图7和8，示出了用于诊断功率逆变器模块中的故障的方法500和600。在图7中，方法500在510处读取车辆速度和扭矩。在518处，该方法确定车辆是否处于失速状况。如果518为假，则该方法在520处计算相电流传感器和冷却剂传感器的健康状况。在524处，该方法基于计算的健康状况确定电流和冷却剂传感器中的全部是否健康。如果524为真，则在528处读取每个相支路的温度传感器。在532处，读取马达电流、电压命令和切换策略/频率（和/或其它车辆操作参数）。在536处，计算逆变器损耗。在538处，估计逆变器结温。在542处，计算健康指标。在544处，该方法确定是否存在故障。如果 542为真，则该方法在546处生成警报。
在图8中，方法600允许在逆变器故障（例如功率开关和二极管故障）和热敏电阻故障之间进行区分。在610处，该方法计算每个相支路的二极管和功率开关的健康指标的绝对值。在614处，该方法将绝对值与对应阈值进行比较。
在一些示例中，Diff（T_t1, T_j,PS）与Th1进行比较，其中Diff（）是对应于图6A和6B中的不同模块的函数。同样，Diff（T_t2, T_j , PS）与Th2进行比较，Diff（T_t3,T_j,PS）与Th3进行比较，Diff（T_ntc1, T_j,diode）与Th4进行比较，Diff（T_ntc2, T_j ,diode）与Th5进行比较，Diff（T_ntc3,T_j,diode）与Th6进行比较。
在618处，该方法确定健康指标值是否大于所有的对应阈值。如果618为真，则该方法识别功率逆变器（例如，功率开关、二极管或其它部件）的故障。如果618为假，则该方法在626继续并确定是否Diff（T_t1, T_j,PS）>Th1且Diff（T_ntc1, T_j,diode）>Th4以及其它差小于其对应阈值。如果626为真，则该方法在630处声明第一热敏电阻的故障。
如果626为假，该方法在640处继续并确定是否Diff（T_t2, T_j ,PS）>Th2和Diff（T_ntc2, T_j ,diode）>Th5以及其它差小于其对应阈值。如果640为真，则该方法在644处声明第二热敏电阻的故障。
如果626为假，该方法在660处继续并确定是否Diff（T_t3, T_j ,PS）>Th3和Diff（T_ntc3, T_j ,diode）>Th6以及其它差小于其对应阈值。如果660为真，则该方法在664处声明第三热敏电阻的故障。该方法从622、630、644、660（如果为假）和 664以610继续。
可以理解的是，诊断系统可以至少部分地单独基于估计功率开关温度、单独基于估计二极管温度或基于这两个值（如上所述）来在温度传感器故障或功率逆变器故障之间进行区分。在诊断系统部分地单独基于估计功率开关温度来在温度传感器故障或功率逆变器故障之间进行区分的情况下，当所有健康指标（在该情况下为3而不是6）超过对应阈值时，发生功率逆变器故障，当健康指标中的各个指标超过对应阈值时，发生温度传感器故障。当单独基于估计二极管温度诊断时，使用类似的方法。
前述描述本质上仅是说明性的，并且绝不旨在限制本公开、其应用或使用。本公开的宽泛教导可以以各种形式实施。因此，虽然本公开包括特定示例，但是本公开的真实范围不应如此限制，因为在研究附图、说明书和所附权利要求后，其它修改将变得显而易见。应当理解的是，在不改变本公开的原理的情况下，方法内的一个或多个步骤可以以不同的顺序（或同时）执行。此外，虽然上文将实施例中的每一个描述为具有某些特征，但参考本公开的任何实施例描述的那些特征中的任何一个或多个可在其它实施例中的任一个的特征中实施和/或与其它实施例中的任一个的特征组合，即使未明确地描述所述组合也是如此。换句话说，所描述的实施例不是相互排斥的，并且一个或多个实施例彼此的置换仍然在本公开的范围内。
使用各种术语描述元件之间（例如，模块、电路元件、半导体层等之间）的空间和功能关系，包括“连接”、“接合”、“联接”、“相邻”、“紧挨着”、“在顶部上”、“上方”、“下方”和“设置”。除非明确地描述为“直接的”，否则当在以上公开中描述第一和第二元件之间的关系时，该关系可以是在第一和第二元件之间不存在其它中间元件的直接关系，但是也可以是在第一和第二元件之间（在空间上或功能上）存在一个或多个中间元件的间接关系。如本文使用的那样，短语“A、B和C中的至少一个”应当被解释为意指使用非排他性逻辑“或”的逻辑（A或B或C），并且不应当被解释为意指“A中的至少一个、B中的至少一个和C中的至少一个”。
在图中，如箭头所表示的箭头的方向通常表示图示感兴趣的信息流（例如数据或指令）。例如，当元件A和元件B交换各种信息，但是从元件A传输到元件B的信息与图示相关时，箭头可从元件A指向元件B。该单向箭头并非暗示没有其它信息从元件B传输到元件A。此外，对于从元件A发送到元件B的信息，元件B可向元件A发送对信息的请求或对信息的接收确认。
在本申请中，包括下面的定义，术语“模块”或术语“控制器”可用术语“电路”替代。术语“模块”可指代以下各项、作为以下各项的一部分或者包括以下各项：专用集成电路（ASIC）；数字、模拟或混合模拟/数字分立电路；数字、模拟或混合模拟/数字集成电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列（FPGA）；执行代码的处理器电路（共享、专用或组）；存储由处理器电路执行的代码的存储器电路（共享、专用或组）；提供所述功能的其它合适的硬件部件；或者以上的一些或全部的组合，例如在芯片上系统中。
模块可以包括一个或多个接口电路。在一些示例中，接口电路可包括连接到局域网（LAN）、因特网、广域网（WAN）或其组合的有线或无线接口。本公开的任何给定模块的功能可以分布在经由接口电路连接的多个模块中。例如，多个模块可允许负载平衡。在另外的示例中，服务器（也称为远程或云）模块可代表客户端模块完成一些功能。
如上文所使用的那样，术语“代码”可包括软件、固件和/或微代码，并且可指代程序、例程、函数、类、数据结构和/或对象。术语“共享处理器电路”涵盖执行来自多个模块的一些或所有代码的单个处理器电路。术语“组处理器电路”涵盖与附加处理器电路组合执行来自一个或多个模块的一些或所有代码的处理器电路。对多个处理器电路的引用涵盖分立管芯上的多个处理器电路、单个管芯上的多个处理器电路、单个处理器电路的多个核、单个处理器电路的多个线程、或以上的组合。术语“共享存储器电路”涵盖存储来自多个模块的一些或所有代码的单个存储器电路。术语“组存储器电路”涵盖与附加存储器组合存储来自一个或多个模块的一些或所有代码的存储器电路。
术语“存储器电路”是术语“计算机可读介质”的子集。如本文所使用的那样，术语“计算机可读介质”不涵盖通过介质（例如在载波上）传播的暂态性电信号或电磁信号；术语“计算机可读介质”因此可被认为是有形的和非暂态性的。非暂态性有形计算机可读介质的非限制性示例是非易失性存储器电路（例如闪存存储器电路、可擦除可编程只读存储器电路或掩膜只读存储器电路）、易失性存储器电路（例如静态随机存取存储器电路或动态随机存取存储器电路）、磁存储介质（例如模拟或数字磁带或硬盘驱动器）和光存储介质（例如CD、DVD或蓝光光盘）。
本申请中描述的设备和方法可部分地或全部地由通过配置通用计算机以执行计算机程序中实施的一个或多个特定功能而创建的专用计算机来实施。上述功能框、流程图部件和其它元件用作软件规范，其可以通过熟练技术人员或程序员的例行工作转换成计算机程序。
计算机程序包括存储在至少一个非暂态性有形计算机可读介质上的处理器可执行指令。计算机程序还可包括或依赖于所存储的数据。计算机程序可涵盖与专用计算机的硬件交互的基本输入/输出系统（BIOS）、与专用计算机的特定装置交互的装置驱动器、一个或多个操作系统、用户应用、后台服务、后台应用等。
计算机程序可包括：（i）要解析的描述性文本，例如HTML（超文本标记语言）、XML（可扩展标记语言）或JSON（JavaScript对象符号化）（ii）汇编代码，（iii）由编译器从源代码生成的目标代码，（iv）由解释器执行的源代码，（v）由即时编译器编译和执行的源代码，等等。仅作为示例，可以使用来自包括C、C++、C#、Objective-C、Swift、Haskell、Go、SQL、R、Lisp、Java®、Fortran、Perl、Pascal、Curl、OCaml、Javascript®、HTML5（超文本标记语言第5次修订）、Ada、ASP（活动服务器页面）、PHP（PHP：超文本预处理器）、Scala、Eiffel、Smalltalk、Erlang、Ruby、Flash®、Visual Basic®、Lua、MATLAB、SIMULINK和Python®的语言的语法来编写源代码。

Claims (10)

1.一种用于诊断功率逆变器中的故障的诊断系统，包括：
功率损耗估计模块，所述功率损耗估计模块配置为计算功率逆变器的一个或多个部件的功率损耗；
结温估计模块，所述结温估计模块配置为输出功率逆变器的所述一个或多个部件的估计结温；
多个温度传感器，配置为分别感测多个逆变器支路的多个温度；以及
健康指标生成模块，所述健康指标生成模块配置为响应于估计结温和多个逆变器支路的多个感测温度而生成多个健康指标；以及
故障识别模块，所述故障识别模块配置为响应于多个健康指标选择性地识别逆变器故障、温度传感器故障和无故障中的一个。
2.根据权利要求1所述的诊断系统，其中，故障识别模块将多个健康指标与多个预定阈值进行比较。
3.根据权利要求2所述的诊断系统，其中，故障识别模块响应于所述多个健康指标中的全部分别大于所述多个预定阈值中的对应阈值而识别逆变器故障。
4.根据权利要求2所述的诊断系统，其中，故障识别模块响应于所述多个健康指标中的一个或多个大于所述多个预定阈值中的对应阈值并且所述多个健康指标中的至少一个小于所述多个预定阈值中的对应阈值而识别温度传感器故障。
5.根据权利要求1所述的诊断系统，其中，功率损耗估计模块响应于车辆操作状况估计功率损耗，所述功率损耗包括传导损耗和切换损耗。
6.根据权利要求1所述的诊断系统，其中，功率逆变器的一个或多个部件包括二极管和功率开关，且其中，功率损耗估计模块包括：
第一计算模块，所述第一计算模块配置为响应于相电压和滤波后的开关电流来计算电压降、导通电阻、二极管的功率损耗和功率开关的功率损耗中的至少一个、功率因数和调制指数；以及
功率损耗模块，所述功率损耗模块配置为响应于电压降、导通电阻、二极管的功率损耗和功率开关的功率损耗中的所述至少一个、功率因数、调制指数和切换策略/频率来计算功率开关和二极管中的至少一个的传导和切换损耗。
7.根据权利要求1所述的诊断系统，其中，功率逆变器的一个或多个部件包括二极管和功率开关中的至少一个，并且其中，估计结温对应于估计功率开关结温和估计二极管结温中的至少一个。
8.根据权利要求7所述的诊断系统，其中，健康指标生成模块响应于多个逆变器支路的估计二极管结温和多个逆变器支路的多个感测温度分别与多个预定常数的乘积之间的差的绝对值来生成多个健康指标。
9.根据权利要求8所述的诊断系统，其中，健康指标生成模块响应于多个逆变器支路的估计功率开关结温和多个逆变器支路的多个感测温度分别与多个预定常数的乘积之间的差的绝对值来生成多个健康指标。
10.根据权利要求1所述的诊断系统，其中，故障识别模块配置为响应于逆变器故障生成第一故障类型以及响应于温度传感器故障生成第二故障类型。
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