DE102013208326B4

DE102013208326B4 - Method of operating an inverter, inverter

Info

Publication number: DE102013208326B4
Application number: DE102013208326.2A
Authority: DE
Inventors: Michele Hirsch; Markus Kretschmer; Christian Djonga; Manuel Warwel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-05-07
Filing date: 2013-05-07
Publication date: 2021-03-18
Anticipated expiration: 2033-05-08
Also published as: DE102013208326A1

Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Wechselrichters (3), wobei der Wechselrichter (3) drei Phasensysteme (U,V,W) mit jeweils einem Leistungsmodul (7,8,9) und einem eine Temperatur des jeweiligen Leistungsmoduls (7,8,9) erfassenden Temperatursensor (15,16,17) aufweist, und wobei die Leistungsmodule (7,8,9) auf einem flüssigkeitsdurchströmten Kühlkörper (10) einer Kühleinrichtung (18) des Wechselrichters (3) - in Durchströmungsrichtung des Kühlkörpers gesehen - hintereinander liegend angeordnet sind, wobei eine Temperatur wenigstens eines der Leistungsmodule (7,8,9) geschätzt und mit der erfassten Temperatur (T7,T8,T9) dieses Leistungsmoduls (7,8,9) verglichen wird, wobei in Abhängigkeit des Vergleichs bestimmt wird, ob die Kühleinrichtung (18) eine geforderte Kühlleistung erbringt oder ob ein Fehler der Kühleinrichtung (18) vorliegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturen (T7,T8,T9) aller Leistungsmodule (7,8,9) mittels der Temperatursensoren (15,16,17) erfasst und miteinander verglichen werden, wobei nur dann, wenn die erfasste Temperatur (T8) des - in Durchströmungsrichtung des Kühlkörpers (10) gesehen - mittleren Leistungsmoduls (8) am höchsten ist, auf einen Fehler der Kühleinrichtung (18) erkannt wird.Method for operating an inverter (3), the inverter (3) detecting three phase systems (U, V, W) each with a power module (7,8,9) and a temperature of the respective power module (7,8,9) Temperature sensor (15, 16, 17), and wherein the power modules (7, 8, 9) are arranged one behind the other on a heat sink (10) through which liquid flows, of a cooling device (18) of the inverter (3) - viewed in the direction of flow through the heat sink, wherein a temperature of at least one of the power modules (7,8,9) is estimated and compared with the detected temperature (T7, T8, T9) of this power module (7,8,9), it being determined as a function of the comparison whether the cooling device (18) provides a required cooling capacity or whether there is a fault in the cooling device (18), characterized in that the temperatures (T7, T8, T9) of all power modules (7,8,9) by means of the temperature sensors (15,16,17) recorded and compared with each other A fault in the cooling device (18) is detected only when the detected temperature (T8) of the medium power module (8) - viewed in the direction of flow through the heat sink (10) - is highest.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Wechselrichters, insbesondere Pulswechselrichters, wobei der Wechselrichter drei Phasensysteme mit jeweils einem Leistungsmodul und einem eine Temperatur des jeweiligen Leistungsmoduls erfassenden Temperatursensor aufweist, wobei die Leistungsmodule auf einem flüssigkeitsdurchströmten Kühlkörper einer Kühleinrichtung des Wechselrichters - in Durchströmungsrichtung des Kühlkörpers gesehen -hintereinander liegend angeordnet sind.The invention relates to a method for operating an inverter, in particular a pulse-controlled inverter, the inverter having three phase systems, each with a power module and a temperature sensor that detects the temperature of the respective power module, the power modules on a cooling device of the inverter through which liquid flows - viewed in the direction of flow through the heat sink -are arranged one behind the other.

Ferner betrifft die Erfindung einen Wechselrichter, insbesondere Pulswechselrichter, zur Durchführung des Verfahrens, der drei Phasensysteme mit jeweils einem Leistungsmodul, eine Temperaturerfassungseineinrichtung, mit jeweils einem eine Temperatur des jeweiligen Leistungsmoduls erfassenden Temperatursensor, und eine Kühleinrichtung mit einem flüssigkeitsdurchströmten Kühlkörper, auf welchem die Leistungsmodule - in Durchströmungsrichtung gesehen - hintereinander liegend angeordnet sind, aufweist.The invention also relates to an inverter, in particular a pulse-controlled inverter, for carrying out the method, the three phase systems, each with a power module, a temperature detection device, each with a temperature sensor that detects a temperature of the respective power module, and a cooling device with a heat sink through which liquid flows, on which the power modules - seen in the flow direction - are arranged one behind the other, has.

Stand der TechnikState of the art

Verfahren und Wechselrichter der Eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Wechselrichter haben die Aufgabe, einen Gleichstrom in einen Wechselstrom umzuwandeln, beispielsweise um mittels einer Gleichstrom-Energiequelle eine elektrische Maschine anzutreiben. Auch die umgekehrte Richtung kann vorgesehen sein, also die Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom. Der Wechselrichter wird aufgrund seiner Aufgabe häufig auch als Inverter bezeichnet. Er verfügt in der Regel über mehrere Phasensysteme, die jeweils wenigstens ein Leistungsmodul, insbesondere mit einem Halbleiterbauelement, aufweisen. Mittels des Halbleiterbauelements, insbesondere Halbleiterschalter, kann beispielsweise für das Umwandeln des Gleichstroms in Wechselstrom ein Außenleiter des jeweiligen Phasensystems periodisch geschaltet werden, so dass in dem Außenleiter der Wechselstrom anliegt. Ein Ansteuern des Wechselrichters beziehungsweise der Leistungsmodule und insbesondere der Halbleiterbauelemente erfolgt mit einer entsprechenden Steuereinheit beziehungsweise durch ein Steuergerät, auf welchem ein Steuerprogramm ausgeführt wird.Methods and inverters of the type mentioned at the beginning are known from the prior art. Inverters have the task of converting a direct current into an alternating current, for example in order to drive an electrical machine by means of a direct current energy source. The opposite direction can also be provided, i.e. the conversion of alternating current into direct current. The inverter is often referred to as an inverter because of its role. As a rule, it has several phase systems, each of which has at least one power module, in particular with a semiconductor component. By means of the semiconductor component, in particular semiconductor switch, an outer conductor of the respective phase system can be switched periodically for converting the direct current into alternating current, so that the alternating current is present in the outer conductor. The inverter or the power modules and in particular the semiconductor components are controlled with a corresponding control unit or by a control device on which a control program is executed.

Die Halbleiterbauelemente haben einen charakteristischen ohmschen Innenwiderstand, der vorliegend aufgrund eines durch das jeweilige Halbleiterbauelement fließenden Stroms zu einem Wärmeeintrag in diesem und somit zu einem Temperaturanstieg führt. Fließt durch das Halbleiterbauelement dagegen kein Strom, so gibt es Wärme an die Umgebung ab und passt seine Temperatur im Verlauf der Zeit an die Temperatur der Umgebung an.The semiconductor components have a characteristic ohmic internal resistance, which in the present case leads to an input of heat into the respective semiconductor component due to a current flowing through the respective semiconductor component and thus to a temperature increase. If, on the other hand, no current flows through the semiconductor component, it gives off heat to the environment and adapts its temperature to the temperature of the environment over time.

Um den Wechselrichter und insbesondere die Halbleiterbauelemente vor einer Überhitzung zu schützen, bei welcher der Wechselrichter oder zumindest ein Bereich des Wechselrichters eine zulässige Maximaltemperatur überschreitet, werden Temperaturen des Wechselrichters beispielsweise mittels einer Temperaturüberwachungseinrichtung erfasst. Jedem der Leistungsmodule ist dabei ein Temperatursensor zum Erfassen einer Temperatur des jeweiligen Leistungsmoduls zugeordnet. Bedingt durch Wärmeleitungs- und/oder Wärmeübertragungseffekte entspricht die mittels des jeweiligen Temperatursensors erfasste Temperatur üblicherweise nicht der Temperatur des Halbleiterbauelements .In order to protect the inverter and in particular the semiconductor components from overheating at which the inverter or at least one area of the inverter exceeds a permissible maximum temperature, temperatures of the inverter are recorded, for example, by means of a temperature monitoring device. A temperature sensor for detecting a temperature of the respective power module is assigned to each of the power modules. Due to heat conduction and / or heat transfer effects, the temperature detected by means of the respective temperature sensor usually does not correspond to the temperature of the semiconductor component.

Um eine Überhitzung der Leistungsmodule zu vermeiden und um die Leistungsausbeute zu erhöhen, ist es bekannt, die Leistungsmodule auf einem Kühlkörper anzuordnen, über welchen die Wärme der Leistungsmodule abgeführt werden kann. Um eine besonders effiziente Kühlung zu erreichen, ist es darüber hinaus bekannt, als Kühlkörper einen flüssigkeitsdurchströmten Kühlkörper vorzusehen, der von einem Kühlmittel in zumindest eine Richtung durchströmt wird. Dabei können die Leistungsmodule in Durchströmungsrichtung gesehen hintereinander liegend auf dem Kühlkörper angeordnet sein, so dass die Kühlflüssigkeit zuerst an dem vorderen Leistungsmodul, danach an dem mittleren Leistungsmodul und abschließend an dem hinteren Leistungsmodul vorbeiströmt.In order to avoid overheating of the power modules and to increase the power yield, it is known to arrange the power modules on a heat sink via which the heat from the power modules can be dissipated. In order to achieve particularly efficient cooling, it is also known to provide a cooling body through which liquid flows as the cooling body and through which a coolant flows in at least one direction. The power modules can be arranged one behind the other on the heat sink, seen in the flow direction, so that the cooling liquid first flows past the front power module, then the middle power module and finally the rear power module.

Um die elektronischen Bestandteile des Wechselrichters von der thermischen Überhitzung zu schützen, ist es notwendig, dass Fehler der Kühleinrichtung, die beispielsweise durch den Ausfall einer Kühlmittelpumpe hervorgerufen werden können, zweifelsfrei und ausreichend schnell erkannt werden, damit geeignete Schutzfunktionen eingeleitet werden können.In order to protect the electronic components of the inverter from thermal overheating, it is necessary that faults in the cooling device, which can be caused, for example, by the failure of a coolant pump, are identified unequivocally and sufficiently quickly so that suitable protective functions can be initiated.

Das gattungsbildende Dokument EP 2 551 982 A1 offenbart hierzu ein Verfahren zur thermischen Überwachung eines Umrichters.The generic document EP 2 551 982 A1 discloses a method for thermal monitoring of a converter.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das gattungsbildende Dokument erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sieht hierzu vor, dass eine Temperatur wenigstens eines der Leistungsmodule geschätzt und mit der erfassten Temperatur dieses Leistungsmoduls verglichen wird, wobei in Abhängigkeit des Vergleichs bestimmt wird, ob die Kühleinrichtung eine geforderte Kühlleistung erbringt oder ob ein Fehler der Kühleinrichtung vorliegt. Zusätzlich zu der mittels des Temperatursensors erfassten Temperatur des Leistungsmoduls wird also eine Temperatur geschätzt. Hierzu kann ein so genanntes Beobachtermodell verwendet werden, das bevorzugt auf Basis der drei erfassten Temperaturen und einem thermischen Modell des Wechselrichters die Temperaturen kritischer Bauteile der Leistungsmodule, beispielsweise der Halbleiterbauelemente und/oder Dioden, schätzt. Die geschätzten Temperaturen werden dann mit den gemessenen beziehungsweise erfassten Temperaturen des Leistungsmoduls verglichen. Insbesondere wenn als Messgröße außerdem ein durch das jeweilige Leistungsmodul fließender Strom erfasst und berücksichtigt wird, lässt sich somit auf einfache Art und Weise feststellen, ob das reale Temperaturverhalten des jeweiligen Leistungsmoduls dem zu erwartenden Temperaturverhalten entspricht. Weicht die erfasste von der geschätzten Temperatur zu weit ab, wird bevorzugt auf einen Fehler der Kühleinrichtung erkannt. Vorzugsweise wird für jedes der Leistungsmodule dieser Vergleich durchgeführt, wobei bereits wenn eines der Leistungsmodule eine entsprechende Abweichung aufweist, auf einen Fehler im Kühlsystem geschlossen werden kann. Bevorzugt wird jedoch erst dann auf einen Fehler der Kühleinrichtung geschlossen, wenn sich bei allen Leistungsmodulen eine entsprechende Abweichung einstellt.The generic document according to the invention with the features of claim 1 provides that a temperature of at least one of the power modules is estimated and compared with the detected temperature of this power module, it being determined as a function of the comparison whether the cooling device provides a required cooling power or whether there is a fault in the cooling device. In addition to the temperature recorded by the temperature sensor of the power module, a temperature is estimated. For this purpose, a so-called observer model can be used, which preferably estimates the temperatures of critical components of the power modules, for example the semiconductor components and / or diodes, on the basis of the three recorded temperatures and a thermal model of the inverter. The estimated temperatures are then compared with the measured or recorded temperatures of the power module. In particular, if a current flowing through the respective power module is also recorded and taken into account as a measured variable, it can thus be determined in a simple manner whether the real temperature behavior of the respective power module corresponds to the expected temperature behavior. If the detected temperature deviates too far from the estimated temperature, a fault in the cooling device is preferably recognized. This comparison is preferably carried out for each of the power modules, it being possible to infer a fault in the cooling system even if one of the power modules exhibits a corresponding deviation. However, it is preferable to conclude that there is a fault in the cooling device only when a corresponding deviation occurs in all of the power modules.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Abweichung der geschätzten Temperatur von der erfassten Temperatur bestimmt und bei Überschreiten eines vorgebbaren Schwellenwertes durch die Abweichung auf einen Fehler der Kühleinrichtung erkannt wird. Hierdurch wird erreicht, dass erst ab einer vorgegebenen kritischen Abweichung reagiert wird, um beispielsweise Eingriffe zu vermeiden, die nur aufgrund geänderter Umgebungsbedingungen erfolgen könnten.According to a preferred development of the invention, it is provided that a deviation of the estimated temperature from the detected temperature is determined and, when a predefinable threshold value is exceeded, is recognized by the deviation as a result of a fault in the cooling device. This means that there is only a reaction from a predetermined critical deviation in order, for example, to avoid interventions that could only take place as a result of changed environmental conditions.

Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Temperaturen aller Leistungsmodule mittels der Temperatursensoren erfasst und miteinander verglichen werden, wobei nur dann, wenn die erfasste Temperatur des - in Durchströmungsrichtung des Kühlkörpers gesehen - mittleren Leistungsmoduls am höchsten ist, auf einen Fehler der Kühleinrichtung erkannt wird. Fällt die Kühleinrichtung aus, so dass kein Kühlmittel mehr durch den Kühlkörper gefördert wird, ergibt sich eine Temperaturverteilung, die sich von der im Normalbetrieb auftretenden Temperaturverteilung unterscheidet. Während im Normalbetrieb aufgrund der Durchströmungsrichtung des Kühlmittels das vorderste Leistungsmodul die niedrigste Temperatur und das hinterste Leistungsmodul die höchste Temperatur aufweist, erwärmt sich das mittlere Leistungsmodul bei Ausfall der Kühleinrichtung aufgrund seiner Positionierung zwischen den beiden anderen Leistungsmodulen am stärksten. Dadurch ergibt sich, dass bei einem Ausfall der Kühleinrichtung das mittlere Leistungsmodul die höchste Temperatur aufweist. Durch den Vergleich der erfassten Temperaturen miteinander kann somit auf einfache Art und Weise festgestellt werden, ob ein Kühlmittelfluss ausgefallen ist.Furthermore, it is preferably provided that the temperatures of all power modules are recorded by means of the temperature sensors and compared with one another, with a fault in the cooling device being detected only when the recorded temperature of the middle power module - viewed in the direction of flow through the heat sink - is highest. If the cooling device fails, so that no more coolant is conveyed through the heat sink, the result is a temperature distribution that differs from the temperature distribution that occurs during normal operation. While in normal operation the foremost power module has the lowest temperature and the rearmost power module the highest temperature due to the flow direction of the coolant, the middle power module heats up the most if the cooling device fails due to its position between the two other power modules. This means that if the cooling device fails, the average power module has the highest temperature. By comparing the recorded temperatures with one another, it can thus be determined in a simple manner whether a coolant flow has failed.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Vergleich über einen vorgebbaren Zeitraum mehrmals durchgeführt wird, und erst dann, wenn der Vergleich über den Zeitraum stets zu dem gleichen Ergebnis führt, auf einen Fehler der Kühleinrichtung erkannt wird. Hierdurch wird die Sicherheit des Erkennens auf einen Fehler erhöht. Erst wenn über den vorgebbaren Zeitraum hinweg das mittlere Leistungsmodul die größere Temperatur aufweist, wird auf den Fehler erkannt. Dadurch wird vermieden, dass aufgrund einer gewollten Ansteuerung der Leistungsmodule, die zu einer stärkeren Erwärmung des mittleren Leistungsmoduls führt, auf einen Fehler der Kühleinrichtung trotz vorliegendem Kühlmittelstrom geschlossen wird.According to a preferred development of the invention, it is provided that the comparison is carried out several times over a predeterminable period of time, and a fault in the cooling device is recognized only when the comparison over the period always leads to the same result. This increases the reliability of the detection of an error. The error is only recognized when the average power module has the higher temperature over the predeterminable period of time. This avoids a deliberate control of the power modules, which leads to greater heating of the middle power module, from being inferred that there is a fault in the cooling device despite the coolant flow being present.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Temperaturgradient des mittleren und des hinteren Leistungsmoduls - in Durchströmungsrichtung gesehen - insbesondere auf Basis der jeweils erfassten Temperaturen ermittelt und miteinander verglichen werden, wobei nur dann, wenn der Temperaturgradient des mittleren Leistungsmoduls größer ist als der des hinteren Leistungsmoduls, auf einen Fehler der Kühleinrichtung erkannt wird. Das mittlere Modul erwärmt sich auf seiner Position weiterhin auch schneller als das hinterliegende Modul bei einem Ausfall der Kühleinrichtung. Es wurde erkannt, dass das vorne liegende Leistungsmodul sich am langsamsten erwärmt. Daher ist bevorzugt vorgesehen, dass ein Vergleich der Temperaturgradienten nur zwischen dem mittleren und dem hinteren Modul erfolgt, wodurch beispielsweise der Rechenaufwand auf ein Minimum begrenzt wird.According to an advantageous development of the invention, it is provided that a temperature gradient of the middle and rear power module - viewed in the flow direction - is determined and compared with one another, in particular on the basis of the respectively recorded temperatures, only if the temperature gradient of the middle power module is greater than the of the rear power module, a fault in the cooling device is detected. The middle module continues to heat up faster in its position than the module behind if the cooling device fails. It was recognized that the power module in front heats up the slowest. It is therefore preferably provided that a comparison of the temperature gradients only takes place between the middle and the rear module, whereby, for example, the computing effort is limited to a minimum.

Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass bei dem Vergleichen die Differenz von dem Temperaturgradienten des mittleren Leistungsmoduls zu dem Temperaturgradienten des hinteren Leistungsmoduls bestimmt und mit einem vorgebbaren Grenzwert verglichen wird, wobei erst bei Überschreiten des Grenzwertes durch die Differenz auf einen Fehler der Kühleinrichtung geschlossen wird. Hierdurch wird vermieden, dass ein Erkennen auf einen Fehler vermieden wird, wenn sich das Kühlwasser während des Fahrbetriebs aufgrund der Durchflussrichtung systembedingt erwärmt, wodurch sich das mittlere Modul schneller erwärmt als das dahinter liegende Leistungsmodul. Auch wird vermieden, dass wenn eine thermische Belastung der Leistungsmodule reduziert wird oder wegfällt, beispielsweise durch eine Reduzierung des Stroms, auf einen Fehler erkannt wird. Erst wenn die Differenz der Temperaturgradienten den vorgebbaren Grenzwert überschreitet, wird auf einen Fehler der Kühleinrichtung erkannt.Particularly preferably, it is provided that during the comparison the difference between the temperature gradient of the middle power module and the temperature gradient of the rear power module is determined and compared with a predeterminable limit value, a fault in the cooling device only being inferred from the difference when the limit value is exceeded. This avoids the detection of an error if the cooling water heats up during driving due to the flow direction due to the system, whereby the middle module heats up faster than the power module behind it. It is also avoided that when a thermal load on the power modules is reduced or eliminated, for example by reducing the current, an error is detected. A fault in the cooling device is only recognized when the difference in the temperature gradients exceeds the predeterminable limit value.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass auf einen Fehler der Kühleinrichtung nur dann erkannt wird, wenn die Bedingungen der Ansprüche 2, 3 und 6 erfüllt sind, wenn also die Abweichung der geschätzten Temperatur von der erfassten Temperatur den vorgebbaren Schwellenwert überschreitet, wenn die Temperatur des mittleren Leistungsmoduls am höchsten ist und wenn die Differenz der Temperaturgradienten den vorgebbaren Grenzwert überschritten hat. Besonders bevorzugt ist als weitere Bedingung für das Erkennen auf einen Fehler der Kühleinrichtung Voraussetzung, dass der Vergleich der Temperaturen der Leistungsmodule miteinander über einen vorgebbaren Zeitraum mehrmals durchgeführt wird, und erst dann, wenn der Vergleich über den Zeitraum stets zu dem gleichen Ergebnis führt, auf einen Fehler der Kühleinrichtung erkannt wird.According to a preferred development of the invention, it is provided that a fault in the cooling device is only recognized if the conditions of claims 2, 3 and 6 are met, that is, if the deviation of the estimated temperature from the detected temperature exceeds the predeterminable threshold value if the temperature of the middle power module is highest and when the difference in temperature gradients has exceeded the predefinable limit value. As a further condition for detecting a fault in the cooling device, it is particularly preferred that the comparison of the temperatures of the power modules with one another is carried out several times over a predeterminable period of time and only then when the comparison over the period always leads to the same result a fault in the cooling device is detected.

Der erfindungsgemäße Wechselrichter mit den Merkmalen des Anspruchs 9 zeichnet sich dadurch aus, dass die Temperaturüberwachungseinrichtung dazu ausgebildet ist, eine Temperatur wenigstens eines der Leistungsmodule zu schätzen und eine Abweichung der geschätzten Temperatur mit der gemessenen Temperatur dieses Leistungsmoduls zu vergleichen, und in Abhängigkeit des Vergleichs zu bestimmen, ob die Kühleinrichtung eine geforderte Kühlleistung erbringt oder ob ein Fehler der Kühleinrichtung vorliegt. Besonders bevorzugt ist die Temperaturüberwachungseinrichtung weiterhin dazu ausgebildet, einen oder mehreren der weiteren Schritte des oben stehenden Verfahrens durchzuführen.The inverter according to the invention with the features of claim 9 is characterized in that the temperature monitoring device is designed to estimate a temperature of at least one of the power modules and to compare a deviation of the estimated temperature with the measured temperature of this power module, and depending on the comparison determine whether the cooling device provides a required cooling capacity or whether there is a fault in the cooling device. The temperature monitoring device is particularly preferably also designed to carry out one or more of the further steps of the above method.

Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dazu zeigen:

1 eine Antriebseinrichtung eines Fahrzeugs mit einem Wechselrichter,
2 den Wechselrichter in einer schematischen Detailansicht
3A und 3B das Verhalten eines Schätzfehler im Normalfall und im Fehlerfall und
4 Temperaturverläufe des Wechselrichters.

The invention is to be explained in more detail below with reference to the drawing. To do this, show:

1 a drive device of a vehicle with an inverter,
2 the inverter in a schematic detailed view
3A and 3B the behavior of an estimation error in the normal case and in the case of an error and
4th Inverter temperature curves.

1 zeigt in einer vereinfachten Darstellung eine Antriebseinrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug. Die Antriebseinrichtung 1 weist eine elektrische Maschine 2 mit drei Phasen U, V und W auf, die zum Antreiben des Fahrzeugs dient. Die elektrische Maschine 2 ist durch einen Wechselrichter 3, der als Pulswechselrichter ausgebildet ist, mit einem Energiespeicher 4 verbunden, der als Hochvolt-Energiespeicher ausgebildet ist und eine Gleichspannung zur Verfügung stellt. Mit dem Energiespeicher 4 ist außerdem ein Gleichspannungswandler 5 gekoppelt, durch welchen der Hochvolt-Energiespeicher mit einem Energiespeicher 5 verbindbar ist, der einem Niedervoltnetz 6, beispielsweise dem Bordnetz des Kraftfahrzeugs, zugeordnet ist. 1 shows a drive device in a simplified representation 1 for a motor vehicle. The drive device 1 has an electrical machine 2 with three phases U, V and W, which is used to drive the vehicle. The electric machine 2 is through an inverter 3 , which is designed as a pulse-controlled inverter, with an energy store 4th connected, which is designed as a high-voltage energy store and provides a DC voltage. With the energy storage 4th is also a DC / DC converter 5 coupled through which the high-voltage energy store with an energy store 5 can be connected to a low-voltage network 6th , for example, the electrical system of the motor vehicle is assigned.

Der Wechselrichter 3 und der Gleichspannungswandler 5 werden durch eine Steuereinheit 6 betätigt, die beispielsweise als Steuergerät des Kraftfahrzeugs ausgebildet ist. Die Steuereinheit 6 steuert den Wechselrichter 3 derart an, dass die Gleichspannung des Energiespeichers 4 in eine Wechselspannung zum Antreiben der elektrischen Maschine 2 gewandelt wird.The inverter 3 and the DC / DC converter 5 are controlled by a control unit 6th operated, which is designed for example as a control unit of the motor vehicle. The control unit 6th controls the inverter 3 in such a way that the DC voltage of the energy store 4th into an alternating voltage for driving the electrical machine 2 is converted.

2 zeigt in einer vereinfachten Seitenansicht den Wechselrichter 3. Dieser weist für die drei Phasen U, V, W drei Leistungsmodule 7, 8 und 9 auf, die jeweils wenigstens ein Halbleiterbauelement 12, 13, 14 aufweisen, insbesondere einen MOSSFET (Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekt-Transistor) oder einen IGBT (Bipolarer Transistor mit isolierter Gate-Elektrode), der durch pulsweitenmodulierte Signale, die von der Steuereinheit 6 ausgegeben werden, zyklisch ein- und ausgeschaltet wird, wodurch die Gleichspannung des Energiespeichers 4 in die Wechselspannung für jeweils eine der Phasen U, V, W der elektrischen Maschine 2 gewandelt wird. Jedes der Leistungsmodule 7, 8, 9 ist einer Phase U, V, W der elektrischen Maschine 2 zugeordnet. Während des Betriebs des Wechselrichters 3 fließen über die Bauteile der drei Leistungsmodule 7, 8, 9 zum Teil sehr große Ströme. Der Stromfluss sowie die Schaltvorgänge des pulsweitenmodulierten Stroms führen zu merklichen Verlustleistungen, die lokal in dem jeweiligen Leistungsmodul 7, 8, 9, beispielsweise in den Halbleiterbauelementen 12, 13, 14 oder in zugeordneten Dioden, entstehen. 2 shows the inverter in a simplified side view 3 . This has three power modules for the three phases U, V, W. 7th , 8th and 9 each at least one semiconductor component 12th , 13th , 14th have, in particular a MOSSFET (metal-oxide-semiconductor field-effect transistor) or an IGBT (bipolar transistor with insulated gate electrode), which is triggered by pulse-width-modulated signals from the control unit 6th are output, is cyclically switched on and off, whereby the DC voltage of the energy storage 4th into the alternating voltage for one of the phases U, V, W of the electrical machine 2 is converted. Each of the power modules 7th , 8th , 9 is a phase U, V, W of the electrical machine 2 assigned. During the operation of the inverter 3 flow over the components of the three power modules 7th , 8th , 9 sometimes very large currents. The current flow and the switching processes of the pulse-width modulated current lead to noticeable power losses that are localized in the respective power module 7th , 8th , 9 , for example in the semiconductor components 12th , 13th , 14th or in associated diodes.

Wie in 2 dargestellt, sind die Leistungsmodule 7 bis 9 auf einem Kühlkörper 10 angeordnet, um die genannte Verlustleistung schnell und effizient abzuführen. Der Kühlkörper 10 ist als flüssigkeitsdurchströmter Kühlkörper 10 ausgebildet, wozu in dem Kühlkörper 10 ein oder mehrere ein Kühlmittel führende Kanäle ausgebildet sind. Es ist vorgesehen, dass das Kühlmittel von einer Seite des Kühlkörpers 10 zur anderen Seite des Kühlkörpers 10 gefördert wird, so dass sich eine eindeutige Durchströmungsrichtung durch den Kühlkörper 20 ergibt, wie durch Pfeile 11 angedeutet. Die Leistungsmodule 7, 8, 9 liegen in Durchströmungsrichtung gesehen hintereinander auf dem Kühlkörper 10 auf, so dass die Kühlflüssigkeit zunächst an dem Leistungsmodul 7, dann an dem Leistungsmodul 8 und zuletzt an dem Leistungsmodul 9 vorbeiströmt, um jeweils die Wärme der Leistungsmodule aufzunehmen und abzuführen. In Durchströmungsrichtung gesehen bildet somit das Leistungsmodul 7 ein vorderes Leistungsmodul, das Leistungsmodul 8 ein mittleres Leistungsmodul und das Leistungsmodul 9 ein hinteres Leistungsmodul.As in 2 shown are the power modules 7th to 9 on a heat sink 10 arranged in order to dissipate the mentioned power loss quickly and efficiently. The heat sink 10 is as a heat sink through which liquid flows 10 formed, including in the heat sink 10 one or more channels carrying a coolant are formed. It is provided that the coolant from one side of the heat sink 10 to the other side of the heat sink 10 is promoted, so that there is a clear flow direction through the heat sink 20th results as shown by arrows 11 indicated. The power modules 7th , 8th , 9 lie one behind the other on the heat sink when viewed in the direction of flow 10 on, so that the cooling liquid is first applied to the power module 7th , then on the power module 8th and finally on the power module 9 flows past to absorb and dissipate the heat from the power modules. Seen in the direction of flow, the power module thus forms 7th a front power module, the power module 8th a middle power module and the power module 9 a rear power module.

Jedes der Leistungsmodule 7, 8, 9 weist außerdem einen Temperatursensor 15, 16, 17 auf. Der jeweilige Temperatursensor 15, 16, 17 erfasst die Temperatur T₇, T₈, beziehungsweise T₉ des jeweiligen Leistungsmoduls 7, 8, 9, an einer Stelle, die in der Regel beabstandet zu dem jeweiligen Halbleiterbauelement 12, 13, 14 ist, so dass der Temperatursensor nicht direkt die lokale Temperatur des sich am stärksten erwärmenden Elements des Leistungsmoduls 7, 8, 9 erfasst. Mittels eines Beobachtermodells werden basierend auf den von den Temperatursensoren 15, 16, 17 erfassten Temperaturen und/oder basierend auf erfassten Strömen und/oder Spannungen des jeweiligen Leistungsmoduls 7, 8, 9 mittels eines thermischen Modells des Pulswechselrichters die Temperaturen der Halbleiterbauelemente 12, 13, 14 und gegebenenfalls zugehöriger Dioden geschätzt. Die Abweichung zwischen der gemessenen Temperatur und dem dazugehörigen modellierten Schätzwert des jeweiligen Temperatursensors 15, 16, 17 wird als Schätzfehler oder sogenannte Beobachterfehler ΔTError bezeichnet.Each of the power modules 7th , 8th , 9 also has a temperature sensor 15th , 16 , 17th on. The respective temperature sensor 15th , 16 , 17th detects the temperature T ₇ , T ₈ or T _{9 of} the respective power module 7th , 8th , 9 , at a point that is usually spaced apart from the respective semiconductor component 12th , 13th , 14th so that the temperature sensor does not directly measure the local temperature of the element of the power module that is heating up the most 7th , 8th , 9 detected. Using an observer model, based on the temperature sensors 15th , 16 , 17th recorded temperatures and / or based on recorded currents and / or voltages of the respective power module 7th , 8th , 9 the temperatures of the semiconductor components using a thermal model of the pulse-controlled inverter 12th , 13th , 14th and, if necessary, associated diodes are estimated. The deviation between the measured temperature and the associated modeled estimated value of the respective temperature sensor 15th , 16 , 17th is called the estimation error or so-called observer error ΔTError.

Im Normalbetrieb des Wechselrichters 3 ergibt sich aufgrund der Durchströmungsrichtung des Kühlkörpers 10, dass das vordere Leistungsmodul 7 am stärksten, das mittlere Leistungsmodul 8 weniger stark und das hintere Leistungsmodul 9 am wenigsten erwärmt wird, da die Wärmeaufnahmefähigkeit des Kühlmediums nach hinten hin abnimmt. Somit ergibt sich, dass der Temperatursensor 15 die niedrigste und der Temperatursensor 17 die höchste Temperatur des Wechselrichters erfasst, während der Temperatursensor 16 eine Temperatur erfasst, die zwischen diesen Temperaturen liegt. Es ergibt sich dadurch im fehlerfreien Betriebfolgender Zusammenhang: $T_{7} < T_{8} < T_{9}$

During normal operation of the inverter 3 results from the direction of flow through the heat sink 10 that the front power module 7th strongest, the middle power module 8th less powerful and the rear power module 9 is heated the least, since the heat absorption capacity of the cooling medium decreases towards the rear. It follows that the temperature sensor 15th the lowest and the temperature sensor 17th the highest temperature of the inverter is recorded while the temperature sensor 16 detects a temperature that lies between these temperatures. This results in the following relationship in error-free operation:

T_{7th} < T_{8th} < T_{9}

Um die elektronischen Bauteile der Leistungsmodule 7 bis 9 vor einer thermischen Überhitzung zu schützen, ist es notwendig, dass Fehler einer Kühleinrichtung 18, die neben dem Kühlkörper 10 zumindest noch eine Kühlmittelpumpe 19 zum Fördern des Kühlmittels aufweist, zweifelsfrei und ausreichend schnell erkannt werden, damit geeignete Schutzfunktionen eingeleitet werden können. Insbesondere bei einem Ausfall der Kühlmittelpumpe ist es notwendig, schnell reagieren zu können, um Beschädigungen der Leistungsmodule 7, 8, 9 zu vermeiden.To the electronic components of the power modules 7th to 9 To protect against thermal overheating, it is necessary that failure of a cooling device 18th that is next to the heat sink 10 at least one more coolant pump 19th for pumping the coolant, can be recognized without a doubt and sufficiently quickly so that suitable protective functions can be initiated. In particular, if the coolant pump fails, it is necessary to be able to react quickly to avoid damage to the power modules 7th , 8th , 9 to avoid.

Es wurde erkannt, dass der zuvor genannte Schätzfehler ein guter Indikator dafür ist, ob das Kühlsystem des Wechselrichters 3 eine geeignete Kühlleistung erbringt. 3A und 3B zeigen Signalverläufe, die die Abweichung beziehungsweise den Schätzfehler ΔTError von der gemessen Temperatur T₇, T₈ oder T₉ über die Zeit t darstellen. 3A zeigt dabei den Normalfall, wenn das Kühlmittel durch den Kühlkörper 10 gefördert wird, während in 3B der Fall dargestellt ist, wenn die Kühleinrichtung 18 ausgefallen ist. Dabei wird der Schätzfehler ΔTError jeweils zu dem Zeitpunkt erfasst, zu dem das jeweilige Halbleiterbauelement 12, 13, 14 geschaltet wird, so dass ein Strom i fließt.It was found that the aforementioned estimation error is a good indicator of whether the inverter's cooling system is 3 provides a suitable cooling capacity. 3A and 3B show signal curves that represent the deviation or the estimation error ΔTError from the measured temperature T ₇ , T ₈ or T ₉ over time t. 3A shows the normal case when the coolant passes through the heat sink 10 promoted while in 3B the case is shown when the cooling device 18th has failed. In this case, the estimation error ΔTError is recorded at the point in time at which the respective semiconductor component 12th , 13th , 14th is switched so that a current i flows.

Bei fließender Kühlflüssigkeit und einer thermischen Belastung der Leistungsmodule 7, 8, 9 zeigt der gefilterte Schätzfehler ΔϑError lediglich bei plötzlichen, sprungförmigen thermischen Belastungen ein sanftes Schwingen um 0°C, welches schnell gegen einen Fehler von 0°C strebt (3A).With flowing coolant and a thermal load on the power modules 7th , 8th , 9 The filtered estimation error ΔϑError only shows a gentle oscillation around 0 ° C in the case of sudden, sudden thermal loads, which quickly tends towards an error of 0 ° C ( 3A) .

Liegt jedoch ein Fehler der Kühleinrichtung 18 vor, wenn beispielsweise kein Kühlwasser vorhanden ist oder die Kühlmittelpumpe 19 kein Kühlmittel mehr fördert, stimmt das reale thermische Verhalten nicht mehr mit dem modellierten und erwarteten thermischen Verhalten überein und es ergibt sich für den gleichen Anwendungsfall wie in 3A ein deutlich anderer Verlauf des gefilterten Schätzfehlers ΔϑError. Statt gegen 0°C zu gehen, stagniert der Schätzfehler auf einem Wert, der deutlich oberhalb 0°C liegt (3B).However, if there is a fault in the cooling device 18th before, for example, if there is no cooling water or the coolant pump 19th no longer pumps coolant, the real thermal behavior no longer corresponds to the modeled and expected thermal behavior and it results for the same application as in 3A a clearly different course of the filtered estimation error ΔϑError. Instead of going towards 0 ° C, the estimation error stagnates at a value that is well above 0 ° C ( 3B) .

Vorzugsweise wird, wenn der Schätzfehler ΔϑError einen vorgebbaren Schwellenwert T_lim, überschreitet, ein erstes Diagnosesignal auf „true“ gesetzt (flg ΔϑError).Preferably, if the estimation error ΔϑError exceeds a predeterminable threshold value T _lim , a first diagnostic signal is set to “true” (flg ΔϑError).

Solange das Kühlmittel den Kühlkörper 10 durchströmt, wird ein Wärmeabfluss über das Kühlmittel von Leistungsmodul 7, zu 8 und 9 realisiert. Aus diesem Grund stellt sich eine Temperaturverteilung zwischen den Leistungsmodulen 7, 8, 9 ein, wie sie in Gleichung 1 beschrieben wurde. Sobald dieser Wärmeabfluss zum Kühlmittel nicht mehr in ausreichendem Maß gegeben ist, kommt es zu thermischen Verschiebungen zwischen den Leistungsmodulen 7, 8, 9, die bewirken, dass nach einiger Zeit das mittlere Leistungsmodul 8 die höchste Temperatur aufweist. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn das Kühlmittel in dem Kühlkörper 10 steht oder nicht mehr vorhanden ist. Bevorzugt wird daher die Temperaturverteilung zwischen den Leistungsmodulen geprüft: $T_{7} < T_{9} < T_{8} .$

As long as the coolant is the heat sink 10 flows through, there is a heat dissipation via the coolant of the power module 7th , to 8th and 9 realized. For this reason, there is a temperature distribution between the power modules 7th , 8th , 9 as described in Equation 1. As soon as this heat flow to the coolant is no longer sufficient, thermal shifts occur between the power modules 7th , 8th , 9 that cause after some time the middle power module 8th has the highest temperature. This is the case, for example, when the coolant is in the heat sink 10 stands or no longer exists. The temperature distribution between the power modules is therefore preferably checked:

T_{7th} < T_{9} < T_{8th} .

Um etwaige Messfehler zwischen den drei Temperatursensoren 15, 16, 17, zu vermeiden, wird das oben beschriebene Verhalten, insbesondere ob die Gleichung 2 erfüllt ist, bevorzugt über einen vorgebbaren Zeitraum geprüft. Erst wenn über den vorgegebenen Zeitraum erfasst wird, dass die Gleichung 2 erfüllt ist, wird ein entsprechendes Fehlersignal (flgT_9hottest) aktiviert.About any measurement errors between the three temperature sensors 15th , 16 , 17th To avoid, the behavior described above, in particular whether equation 2 is fulfilled, is preferably checked over a predeterminable period of time. _{A corresponding error signal (flgT 9hottest} ) is only activated when it is detected over the predetermined period of time that equation 2 is fulfilled.

4 zeigt hierzu die Temperaturverteilung zwischen den Leistungsmodulen 7, 8, 9 bei fehlendem Kühlwasser in Abhängigkeit von einer sprungförmigen thermischen Belastung der Leistungsmodule 7, 8, 9 und bei einem Kühlfehler in der Kühleinrichtung 18 zu einem Zeitpunk t₀. Es ist zu erkennen, dass die Temperaturen T₇, T₈, T₉ sich im Normalfall über eine Zeitdauer gemäß Gleichung 1 verhalten. Bei einem Fehler steigt jedoch die von dem Temperatursensor 16 erfasste Temperatur T_8F des Leistungsmoduls 8 stärker an als sonst, so dass die Gleichung 2 erfüllt ist. 4th shows the temperature distribution between the power modules 7th , 8th , 9 in the event of a lack of cooling water, depending on a sudden thermal load on the power modules 7th , 8th , 9 and in the event of a cooling fault in the cooling device 18th at a time t ₀ . It can be seen that the temperatures T ₇ , T ₈ , T ₉ behave in the normal case over a period of time according to equation 1. In the event of an error, however, that of the temperature sensor increases 16 recorded temperature T _{8F of} the power module 8th stronger than usual, so that equation 2 is fulfilled.

Das Leistungsmodul 8 erwärmt sich dabei schneller als das Leistungsmodul 9. Bei einem Ausfall der Kühleinrichtung 18 kommt es zu einer Verschiebung der Temperaturverteilung zwischen den Leistungsmodulen, wie mit Gleichungen 1 und 2 bereist gezeigt. Der Grund für diese Änderung der Temperaturverteilung liegt darin begründet, dass sich das mittlere Leistungsmodul 8 schneller erwärmt als die außen liegenden Leistungsmodule 7 und 9. Dabei ist zu sehen, dass sich das Leistungsmodul 7 am langsamsten erwärmt. Daher liegt für die hier beschriebene Diagnoseteilfunktion der Fokus auf den Leistungsmodulen 8 und 9. Dabei wird bevorzugt der Temperaturgradient der Temperaturdifferenzen zwischen den Leistungsmodulen 8 und 9 ermittelt: $\frac{d (T_{8} - T_{9})}{d t} \geq 0$

The power module 8th heats up faster than the power module 9 . In the event of a failure of the cooling device 18th there is a shift in the temperature distribution between the power modules, as already shown with

equations

1 and 2. The reason for this change in the temperature distribution is due to the fact that the average power module 8th heated faster than the external power modules 7th and 9 . It can be seen that the power module 7th warmed up the slowest. Therefore, for the diagnostic sub-function described here, the focus is on the power modules 8th and 9 . The temperature gradient of the temperature differences between the power modules is preferred 8th and 9 determined:

\frac{d (T_{8th} - T_{9})}{d t} \geq 0

Allerdings ist die durch Gleichung 3 vorgegebene Bedingung nicht ausreichend genau. Erwärmt sich das Kühlmittel während des Fahrbetriebs, so kann es aufgrund der Durchflussrichtung des Kühlmittels systembedingt zu einer schnelleren Erwärmung des Leistungsmoduls 8 als des Leistungsmoduls 9 kommen. Gleichung 3 ist ebenfalls erfüllt, wenn die thermische Belastung der Leistungsmodule 7, 8, 9 reduziert wird oder gänzlich wegfällt, beispielsweise durch eine Reduzierung des Stromes beziehungsweise des Drehmoments der elektrischen Maschine 2. Daher wird für die Detektion eines Fehlers der Kühleinrichtung 18 die Gleichung3 bevorzugt wie folgt geändert: $\frac{d (T_{8} - T_{9})}{d t} \geq d T_{L i m}$

However, the condition given by equation 3 is not sufficiently precise. If the coolant heats up during driving, the system can cause the power module to heat up more quickly due to the flow direction of the coolant 8th than the power module 9 come. Equation 3 is also met when the thermal load on the power modules 7th , 8th , 9 is reduced or completely eliminated, for example by reducing the current or the torque of the electrical machine 2 . Therefore, for the detection of a failure of the cooling device 18th the equation 3 preferably changed as follows:

\frac{d (T_{8th} - T_{9})}{d t} \geq d T_{L. i m}

Erst wenn sich die Temperaturdifferenz der Leistungsmodule 8 und 9 schneller verändert als ein vordefinierter Grenzwert dT_limwird ein Fehlerbit flgdT_lim gesetzt.Only when the temperature difference between the power modules 8th and 9 changed faster than a predefined limit value dT _lim , an error bit flgdT _{lim is} set.

Erst wenn alle Gleichungen erfüllt beziehungsweise „true“ sind, wird ein Fehler der Kühleinrichtung 18 des Wechselrichters 3 erkannt und ein entsprechendes Signal flgThermOvId gesetzt und eine Schutzfunktion aktiviert: $flgThermOvld = flg Δ {TError & flgT}_{8} {Hottest & flgdT}_{Lim}$

Only when all equations are fulfilled or “true” does the cooling device fail 18th of the inverter 3 recognized and a corresponding signal flgThermOvId set and a protective function activated:

flgThermOvld = flg Δ {TError & flgT}_{8th} {Hottest & flgdT}_{Lim}

Mithilfe des Fehlerbilds flgThermOvld kann auf einen Durchflussmesser im Kühlkreislauf der Kühleinrichtung 18 verzichtet werden.With the help of the error pattern flgThermOvld, a flow meter in the cooling circuit of the cooling device 18th be waived.

Claims

Method for operating an inverter (3), the inverter (3) detecting three phase systems (U, V, W) each with a power module (7,8,9) and a temperature of the respective power module (7,8,9) Temperature sensor (15, 16, 17), and wherein the power modules (7, 8, 9) are arranged one behind the other on a heat sink (10) through which liquid flows, of a cooling device (18) of the inverter (3) - viewed in the direction of flow through the heat sink, wherein a temperature of at least one of the power modules (7,8,9) is estimated and compared with the detected temperature (T ₇ , T ₈ , T ₉ ) of this power module (7,8,9), it being determined as a function of the comparison, whether the cooling device (18) provides a required cooling capacity or whether there is a fault in the cooling device (18), characterized in that the temperatures (T ₇ , T ₈ , T ₉ ) of all power modules (7,8,9) by means of the temperature sensors ( 15,16,17) recorded and miteina A fault in the cooling device (18) is detected only when the detected temperature (T ₈ ) of the medium power module (8) - viewed in the direction of flow through the heat sink (10) - is highest.

Procedure according to Claim 1 , characterized in that a deviation of the estimated temperature from the recorded temperature (T ₇ , T ₈ , T ₉ ) is determined and when a predeterminable threshold value (T _lim ) is exceeded by the deviation ΔT _Error , an error in the cooling device (18) is recognized .

Procedure according to Claim 1 , characterized in that the comparison is carried out several times over a predeterminable period of time, and a fault in the cooling device (18) is recognized only when the comparison over the period always leads to the same result.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a temperature gradient of the middle and the rear line module - seen in the flow direction - is determined and compared with each other, only if the temperature gradient of the middle power module (8) is greater than that of the rear power module (9), a fault in the cooling device (18) is detected.

Procedure according to Claim 4 , characterized in that during the comparison a difference between the temperature gradient of the middle power module and the temperature gradient of the rear power module is determined and compared with a predeterminable limit value (dT _lim ), only when the limit value (dT _lim ) is exceeded by the difference value to a Error in the cooling device (18) is closed.

Method according to at least the Claims 1 , 2 and 5 , characterized in that a fault in the cooling device (18) is detected when the conditions of the Claims 1 , 2 , and 5, preferably also 3, are fulfilled.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the inverter (3) is deactivated when a fault in the cooling device (18) is detected or continues to be operated with reduced power.

Inverter (3), the inverter (3) having three phase systems (U, V, W) each with a power module, a temperature monitoring device, each with a temperature (T ₇ , T ₈ , T ₉ ) of the respective power module (7,8 , 9) detecting temperature sensor (15,16,17), and a cooling device (18) with a cooling body (10) through which liquid flows, on which the power modules (7,8,9) are arranged one behind the other as seen in the flow direction, the temperature monitoring device is designed to estimate a temperature of at least one of the power modules (7,8,9) and to compare a deviation of the estimated temperature with the measured temperature (T ₇ , T ₈ , T ₉ ) of this power module (7,8,9) , and depending on the comparison to determine whether the cooling device (18) provides a required cooling capacity or whether there is a fault in the cooling device (18), characterized in that the temperatures (T ₇ , T ₈ , T ₉ ) of all power modules (7,8,9) are detected by means of the temperature sensors (15,16,17) and compared with each other, only if the detected temperature (T ₈ ) of the average power module - viewed in the direction of flow through the heat sink (10) (8) is highest, a fault in the cooling device (18) is detected.