DE102020208167A1 - Leistungsmodul zum Betreiben eines Elektrofahrzeugantriebs mit einer verbesserten Temperaturbestimmung der Leistungshalbleiter - Google Patents

Leistungsmodul zum Betreiben eines Elektrofahrzeugantriebs mit einer verbesserten Temperaturbestimmung der Leistungshalbleiter Download PDF

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Abstract

Leistungsmodul (10) zum Betreiben eines Elektrofahrzeugantriebs, umfassend mehrere Leistungsschalter (12, 14, 16), die jeweils einen Leistungshalbleiter aufweisen; eine Ansteuerelektronik (18) zur Ansteuerung der mehreren Leistungsschalter (12, 14, 16), um basierend auf einem Eingangsstrom einen Ausgangsstrom zu erzeugen; wobei die Ansteuerelektronik (18) ferner eine Temperatureinheit (24) umfasst, die dazu ausgelegt ist, eine Betriebsspannung und einen Betriebsstrom des Leistungshalbleiters zu erhalten und basierend auf der Betriebsspannung und dem Betriebsstrom eine Temperatur des Leistungshalbleiters zu bestimmen.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Elektromobilität, insbesondere der Leistungsmodule zum Betreiben eines Elektroantriebs für ein Fahrzeug.
  • TECHNISCHER HINTERGRUND
  • Leistungsmodule, insbesondere integrierte Leistungsmodule, finden bei Kraftfahrzeugen zunehmend Anwendungen. Derartige Leistungsmodule werden bspw. in DC/AC-Wechselrichtern (Invertern) eingesetzt, die dazu dienen, elektrische Maschinen wie Elektromotoren mit einem mehrphasigen Wechselstrom zu bestromen. Dabei wird ein aus einem mittels einer DC-Energiequelle, etwa einer Batterie, erzeugter Gleichstrom in einen mehrphasigen Wechselstrom umgewandelt. Die Leistungsmodule basieren auf Leistungshalbleitern, insbesondere Transistoren wie IGBTs, MOSFETs und HEMTs. Weitere Einsatzfelder sind DC/DC-Wandler und AC/DC-Gleichrichter (Converter) und Transformatoren.
  • Aus den Leistungshalbleitern werden in der Regel Leistungsschalter gebildet, die in einer Brückenschaltung verwendet werden. Ein häufiges Beispiel ist die sogenannte Halbbrücke, die eine Highside-Komponente und eine Lowside-Komponente umfasst. Die Highside- und Lowside-Komponenten umfassen jeweils einen oder mehreren Leistungsschalter, nämlich Highside-Leistungsschalter bzw. Lowside-Leistungsschalter. Durch gezieltes Schalten der Highside- und Lowside-Leistungsschalter kann die Richtung des am Ausgang des Leistungsmoduls erzeugten Stroms (Ausgangsstroms) mit einem sehr kurzen Takt zwischen einer positiven Stromrichtung und einer negativen Stromrichtung verändert werden. Dies ermöglicht eine sogenannte Pulsbreitenmodulation, um im Falle eines DC/AC-Wechselrichters einen Wechselstrom basierend auf einem eingangsseitig des Leistungsmoduls eingespeisten Gleichstroms zu erzeugen.
  • Bei all diesen Anwendungen ist es vorteilhaft, dass die Schaltzeit der verwendeten Leistungsschalter hinreichend klein ist. Dank der Fortschritte auf dem Gebiet der Leistungshalbleiter lassen sich kurze Schaltzeiten mit sogenannten Wide Bandgap Semiconductors (Halbleitern mit großen Bandlücken) wie SiC und GaN realisieren.
  • Alle Leistungshalbleiter besitzen eine maximale Temperatur, welche im Betrieb nicht überschritten werden darf, ohne die Leistungshalbleiter zu beeinträchtigen. Bei der Auslegung von leistungselektronischen Antrieben ist daher darauf zu achten, dass diese maximale Temperatur in jedem Betriebszustand eingehalten wird. Zu diesem Zweck werden Temperatursensoren eingesetzt, um die Betriebstemperatur der Leistungsschalter zu erfassen. Aus dem Stand der Technik sind Negative Temperature Coefficient (NTC)-Sensoren und Positive Temperature Coefficient (PTC)-Sensoren bekannt. Bei den NTC- und PTC-Sensoren handelt es sich um elektrische Widerstände, deren Widerstandswert sich in Abhängigkeit von Temperatur mit einem negativen bzw. positiven thermischen Koeffizienten ändert. Durch eine Messung des elektrischen Widerstandswertes kann demnach auf die im Leistungshalbleiter herrschende Temperatur geschlossen werden.
  • Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Leistungsmodulen besteht jedoch der Nachteil, dass die Temperaturmessung nicht hinreichend genau ist. Diese Ungenauigkeit ist darauf zurückzuführen, dass die Temperatursensoren in der Regel von den zu Leistungshalbleitern beabstandet sind. Die gemessene Temperatur weicht oft stark von der tatsächlich in den Leistungshalbleitern herrschenden Betriebstemperatur ab und ist somit kein zuverlässiger Indikator für die Funktionalitätsbeurteilung der Leistungshalbleiter. Es ist zwar denkbar, Berechnungsmodelle zur Korrektur dieser Temperaturabweichungen einzusetzen. Solche Berechnungsmodelle sind jedoch nur bedingt in der Lage, eine zuverlässige Temperaturerfassung zu ermöglichen. Beispielsweise können dynamische Temperatursprünge mit derartigen Modellen nicht erfasst werden.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Leistungsmodul zu ermöglichen, bei dem die Betriebstemperatur der Leistungshalbleiter mit höherer Genauigkeit erfasst wird.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Leistungsmodul und ein Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen.
  • Das Leistungsmodul im Rahmen dieser Erfindung dient zum Betreiben eines Elektroantriebs eines Fahrzeugs, insbesondere eines Elektrofahrzeugs und/oder eines Hybridfahrzeugs. Das Leistungsmodul wird vorzugsweise in einem DC/AC-Wechselrichter (Engl.: Inverter) eingesetzt. Insbesondere dient das Leistungsmodul zum Bestromen einer E-Maschine, beispielsweise eines Elektromotors und/oder eines Generators. Ein DC/AC-Wechselrichter wird dazu verwendet, aus einem mittels einer DC-Spannung einer Energiequelle, etwa einer Batterie, erzeugten Gleichstrom einen mehrphasigen Wechselstrom zu generieren.
  • Das Leistungsmodul weist eine Mehrzahl von Leistungsschaltern auf. Diese halbleiterbasierten Leistungsschalter dienen dazu, um basierend auf dem eingespeisten Eingangsstrom einen Ausgangsstrom mittels Ansteuerung der einzelnen Leistungsschalter zu erzeugen. Die Ansteuerung der Leistungsschalter erfolgt mittels einer Ansteuerelektronik, die eine oder mehrere Leiterplatten aufweist, auf der eine Vielzahl von elektronischen Bauteilen angebracht sind. Die Ansteuerelektronik umfasst vorzugsweise eine Controllerkomponente zur Erzeugung eines Steuersignals basierend auf einem Betriebszustand des Leistungsmoduls und eine Treiberkomponente zur Ansteuerung der Leistungsschalter basierend auf dem Steuersignal. Die Ansteuerung kann auf einer sogenannten Pulsbreitenmodulation beruhen. Im Fall eines Wechselrichters handelt es sich beim Eingangsstrom um einen Gleichstrom, wobei es sich beim Ausgangsstrom um einen Wechselstrom handelt.
  • Die mehreren Leistungsschalter bilden vorzugsweise eine Brückenschaltungsanordnung, die eine oder mehrere Brückenschaltungen (etwa Halbbrücken) umfassen kann. Jede Brückenschaltung bzw. Halbbrücke umfasst einen oder mehrere zueinander parallelgeschaltete Highside-Schalter (HS-Schalter), und einen oder mehrere zueinander parallelgeschaltete Lowside-Schalter (LS-Schalter). Der/die HS-Schalter ist/sind zu dem/den LS-Schalter/LS-Schaltern reihengeschaltet. Im Fall eines Wechselrichters ist jede Halbbrücke einer Stromphase des mehrphasigen Wechselstroms (Ausgangsstrom) zugeordnet. Die HS-Schalter und LS-Schalter umfassen jeweils einen oder mehrere Leistungshalbleiterbauteile wie IGBT, MOSFET oder HEMT. Das dem jeweiligen Leistungshalbleiterbauteil zugrunde liegende Halbleitermaterial umfasst vorzugsweise ein sogenanntes Wide-Bandgap-Semiconductor (Halbleiter mit einer großen Bandlücke) wie Siliziumcarbid (SiC) oder Galliumnitrid (GaN), kann alternativ oder zusätzlich Silizium umfassen.
  • Zwecks Kühlung der Leistungsschalter und weiterer elektronischer Bauteile im Leistungsmodul ist möglich, einen Kühlkörper vorzusehen, mit dem die Leistungsschalter in thermischer Kopplung stehen.
  • Erfindungsgemäß umfasst die Ansteuerelektronik eine Temperatureinheit, die dazu ausgelegt ist, eine Betriebsspannung und einen Betriebsstrom des Leistungshalbleiters zu erhalten und basierend auf der Betriebsspannung und dem Betriebsstrom eine Temperatur des Leistungshalbleiters zu bestimmen. Der Betriebsstrom des Leistungshalbleiters kann beispielsweise durch einen oder mehrere Phasenstromsensoren, die im Leistungsmodul angeordnet sind oder mit diesem zusammenwirken, erhalten werden. Die Betriebsspannung des Leistungshalbleiters kann direkt am Leistungshalbleiter abgegriffen und dadurch gemessen werden. Alternativ kann die Betriebsspannung des Leistungshalbleiters näherungsweise, etwa durch Abgreifen einer zum am Leistungshalbleiter anliegenden Spannungsabfall proportionalen Spannung, erhalten werden. Alternativ oder zusätzlich kann es sich bei der Betriebsspannung und/oder dem Betriebsstrom jeweils um einen mit Hilfe eines Rechenmodells oder einer Simulation berechneten Wert handeln.
  • Vorzugsweise ist eine Diode dem als Transistor fungierenden Leistungshalbleiter vorgeschaltet. Weiter vorzugsweise ist die Diode auf einer von einer Source-Elektrode des Transistors abgewandten Seite einer Drain-Elektrode des Transistors geschaltet. In diesem Fall ist die Temperatureinheit vorzugsweise dazu ausgelegt, als die Betriebsspannung des Leistungshalbleiters eine an der Diode anliegende Diodenspannung zu erhalten. Im Rahmen dieser Erfindung versteht sich, dass die Diodenspannung eine spezifische Form der Betriebsspannung des Leistungshalbleiters darstellt.
  • Basierend auf der erhaltenen Betriebsspannung und dem erhaltenen Betriebsstrom des Leistungshalbleiters kann die Temperatur auf verschiedenen Wegen bestimmt werden. Gemäß einer Ausführungsform ist die Temperatureinheit dazu ausgelegt, auf eine Kalibrierungsdatenbank, die mittels Vorcharakterisierung des Leistungshalbleiters gewonnen ist, zuzugreifen. Vorzugsweise ist die Kalibrierungsdatenbank eine Tabelle, in der Werte der Betriebsspannung und des Betriebsstroms des Leistungshalbleiter, die bei einer Vielzahl von Temperaturen des Leistungshalbleiters aufgenommen wurden, sowie Werte der zugehörigen Temperaturen des Leistungshalbleiters enthalten sind.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Temperatureinheit dazu ausgelegt, auf eine oder mehrere Kalibrierungskennlinien zuzugreifen, die durch Auftragen der Betriebsspannung in Abhängigkeit des Betriebsstroms bei einer Vielzahl von Temperaturen des Leistungshalbleiters, und/oder durch Auftragen des Betriebsstroms in Abhängigkeit der Betriebsspannung bei einer Vielzahl von Temperaturen des Leistungshalbleiters, gewonnen sind. In diesem Fall enthält die Kalibrierungskennlinie bzw. enthalten die Kalibrierungskennlinien eine bzw. mehrere I-V-Kennlinien. Das erhaltene Wertepaar der Betriebsspannung und des Betriebsstroms kann mit der/den I-V-Kennlinien abgeglichen werden, um diejenige I-V-Kennlinie zu identifizieren, die das Wertepaar beinhaltet.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Temperatureinheit dazu ausgelegt, mittels einer mathematischen Funktion, die das Verhalten der Temperatur in Abhängigkeit der Betriebsspannung und des Betriebsstroms des Leistungshalbleiters beschreibt, die Temperatur des Leistungshalbleiters anhand des Spannung-Stroms-Wertepaars zu bestimmen.
  • Dadurch, dass kein zusätzlicher Temperatursensor zur Bestimmung der Temperatur des Leistungshalbleiters erforderlich ist, ist das Leistungsmodul mit reduziertem Aufwand besonders kostengünstig und kompakt herstellbar. Außerdem wird der Nachteil der auf die Abstände zwischen den Temperatursensoren und den Leistungshalbleitern zurückzuführende Messungenauigkeit erfindungsgemäß vollständig überwunden. Die Genauigkeit der erfindungsgemäß bestimmten Temperatur des Leistungshalbleiters ist besonders hoch, da die Temperaturbestimmung auf der Betriebsspannung und dem Betriebsstrom des Leistungshalbleiters basiert, die im Betrieb des Leistungshalbleiters laufend ausgelesen werden. Somit ist eine laufende Temperaturmessung des Leistungshalbleiters im Betrieb ermöglicht.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Ausführungsformen werden nun beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung eines Leistungsmoduls gemäß einer Ausführungsform;
    • 2 eine schematische Darstellung eines Schaltungskreises des Leistungsmoduls aus 1; und
    • 3 eine schematische Darstellung eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform.
  • In der Figur beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder funktionsähnliche Bezugsteile.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Leistungsmoduls 10 gemäß einer Ausführungsform. Das Leistungsmodul 10 umfasst mehrere Leistungsschalter 12, 14, 16, die jeweils einen Leistungshalbleiter aufweisen. Beim Leistungshalbleiter kann es sich um Silizium, oder einen sogenannten Wide-Bandgap-Semiconductor (Halbleiter mit einer großen Bandlücke) wie Siliziumcarbid (SiC) oder Galliumnitrid (GaN) handein. Das Leistungsmodul 10 umfasst eine Ansteuerelektronik 18 zur Ansteuerung der Leistungsschalter 12, 14, 16. Die Ansteuerelektronik 18 weist eine Controllerkomponente 20 und eine Treiberkomponente 22 auf. Die Controllerkomponente 20 dient dazu, einen Betriebszustand des Leistungsmoduls und/oder des Elektrofahrzeugantriebs zu erhalten und darauf basierend ein Steuersignal zu erzeugen. Die Treiberkomponente 22 dient dazu, basierend auf dem Steuersignal die Leistungsschalter anzusteuern, etwa eine Gate-Spannung, eine Drain-Spannung, eine Source-Spannung, einen Drain-Source-Strom und/oder einen Source-Drain-Strom des anzusteuernden Leistungsschalters festzulegen.
  • Das Leistungsmodul 10 ist in 1 vereinfacht dargestellt. Im Allgemeinen umfasst das Leistungsmodul 10 vorzugsweise einen Stromeingang zum Einspeisen eines Eingangsstroms basierend auf einer eingangsseitigen Energiequelle (z. B. Leistungsbatterie), einen Stromausgang zum Ausgeben eines basierend auf dem Eingangsstrom mittels der Leistungsschalter 12, 14, 16 unter Ansteuerung durch die Ansteuerelektronik 18 erzeugten Ausgangsstroms. Im Fall, wenn das Leistungsmodul 10 für einen Inverter verwendet wird, wird basierend auf einem DC-Eingangsstrom ein ACmehrphasiger Ausgangsstrom, vorzugsweise mittels einer Pulsbreitenmodulation der Leistungsschalter 12, 14, 16, erzeugt.
  • Ferner kann das Leistungsmodul 10 einen Zwischenkreiskondensator zum Glätten der eingangsseitigen Spannungen und einen Kühlkörper zur Abfuhr von Wärme aufweisen, die im Betrieb der Leistungsschalter 12, 14, 16 entsteht. Die Leistungsschalter 12, 14, 16 können über eine Isolationsschicht, etwa eine Direct-Bonded-Copper (DBC)-Schicht mit zwei Kupferlagen und einer dazwischen angeordneten Isolationslage, an den Kühlkörper angebunden sein.
  • In der Ansteuerelektronik 180, insbesondere in der Controllerkomponente 20 ist ferner eine Temperatureinheit 24 angeordnet. Die Temperatureinheit 24 dient dazu, eine Betriebsspannung und einen Betriebsstrom des Leistungshalbleiters eines oder mehrerer bzw. aller Leistungsschalter 12, 14, 16 zu erhalten. Basierend auf der Betriebsspannung und dem Betriebsstrom kann die Temperatureinheit 24 eine Temperatur des Leistungshalbleiters bestimmen.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Schaltungskreises des Leistungsmoduls 10 aus 1. Hier ist vereinfacht nur ein Leistungsschalter 12, 14, 16 gezeigt, welcher als Transistor (etwa IGBT, MOSFET, HEMT) ausgebildet ist. Der Transistor umfasst eine Drain-Elektrode 13, eine Source-Elektrode 15 und eine Gate-Elektrode 17. Diese drei Elektroden sind über eine Signalleitung jeweils mit einem Anschluss 38, 40, 42 der Treiberkomponente 22 verbunden. Die Treiberkomponente 22 ist mit der Controllerkomponente 20 verbunden, mit der die Treiberkomponente 22 die Ansteuerelektronik 18 bildet.
  • Eine Spannungsmesseinheit 26 ist im Leistungsmodul 10 vorgesehen, um die Betriebsspannung des Leistungshalbleiters zu bestimmen. Die Betriebsspannung des Leistungshalbleiters kann eine Drain-Source-Spannung Uds sein, die als am Leistungshalbleiter anliegenden Spannungsabfall direkt abgegriffen werden kann. In der in 2 gezeigten Ausführungsform ist als Betriebsspannung jedoch eine Diodenspannung Ud mittels der Spannungsmesseinheit 26, wobei der abgegriffene elektrische Potential in einem von einer Anode einer Diode 32 abgewandten Punkt 28 einer Kathode der Diode 32 liegt, die dem Leistungsschalter 12, 14, 16 vorgeschaltet ist. Insbesondere ist die Diode 32 auf einer von der Source-Elektrode 15 abgewandten Seite der Drain-Elektrode 13 angeordnet. Die Diodenspannung Ud ist proportional zur Drain-Source-Spannung Uds. Die Diode 32 ist vorzugsweise eine Abkoppeldiode zur Abkopplung einer am Leistungshalbleiter anliegenden Hochspannung. Wenn der Transistor in seiner leitenden Phase betrieben ist, liegt eine Hochspannung am Leistungshalbleiter an. Um die Treiberkomponente 22 bzw. die Ansteuerelektronik 18 nicht mit der Hochspannung zu beeinträchtigen, wird mittels der Diode 32 die Hochspannung abgekoppelt.
  • Die Abkoppeldiode 32 kann, wie in 2 beispielhaft gezeigt, in einer Kurzschlussdetektionseinrichtung 30 umfassend zusätzlich ein RC-Glied aus einem elektrischen Widerstand 34 und einem Kondensator 36 angeordnet sein. Alternativ kann die Abkoppeldiode 32 in einer Active-Damping-Einheit, vorzugsweise als ZenerDiode, integriert sein.
  • Die Drain-Source-Spannung Uds hängt vom Betriebsstrom I, insbesondere Drain-Source-Strom Ids und der Betriebstemperatur Tj des Leistungshalbleiters ab. Basierend auf der erhaltenen Betriebsspannung und dem erhaltenen Betriebsstrom des Leistungshalbleiters kann die Temperatur des Leistungshalbleiters im Betrieb auf verschiedenen Wegen bestimmt werden. Gemäß einer Ausführungsform ist die Temperatureinheit 24 dazu ausgelegt, auf eine Kalibrierungsdatenbank, die mittels Vorcharakterisierung des Leistungshalbleiters gewonnen ist, zuzugreifen. Vorzugsweise ist die Kalibrierungsdatenbank eine Tabelle, in der Werte der Betriebsspannung und des Betriebsstroms des Leistungshalbleiter, die bei einer Vielzahl von Temperaturen des Leistungshalbleiters aufgenommen wurden, sowie Werte der zugehörigen Temperaturen des Leistungshalbleiters enthalten sind.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Temperatureinheit 24 dazu ausgelegt, auf eine oder mehrere Kalibrierungskennlinien zuzugreifen, die durch Auftragen der Betriebsspannung in Abhängigkeit des Betriebsstroms bei einer Vielzahl von Temperaturen des Leistungshalbleiters, und/oder durch Auftragen des Betriebsstroms in Abhängigkeit der Betriebsspannung bei einer Vielzahl von Temperaturen des Leistungshalbleiters, gewonnen sind. In diesem Fall enthält die Kalibrierungskennlinie bzw. enthalten die Kalibrierungskennlinien eine bzw. mehrere I-V-Kennlinien. Das erhaltene Wertepaar der Betriebsspannung und des Betriebsstroms kann mit der/den I-V-Kennlinien abgeglichen werden, um diejenige I-V-Kennlinie zu identifizieren, die das Wertepaar beinhaltet.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Temperatureinheit 24 dazu ausgelegt, mittels einer mathematischen Funktion, die das Verhalten der Temperatur in Abhängigkeit der Betriebsspannung und des Betriebsstroms des Leistungshalbleiters beschreibt, die Temperatur des Leistungshalbleiters anhand des Spannung-Stroms-Wertepaars zu bestimmen.
  • 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens 100 zur Bestimmung einer Temperatur im Leistungsmodul 10. In einem ersten Schritt 101 des Verfahrens 100 wird durch die Temperatureinheit 24 der Ansteuerelektronik 18 einer Betriebsspannung und ein Betriebsstrom des Leistungshalbleiters erhalten. In einem zweiten Schritt 102 des Verfahrens 100 wird die Temperatur des Leistungshalbleiters basierend auf der Betriebsspannung und dem Betriebsstrom bestimmt.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Leistungsmodul
    12, 14, 16
    Leistungsschalter
    13
    Drain-Elektrode
    15
    Source-Elektrode
    17
    Gate-Elektrode
    18
    Ansteuerelektronik
    20
    Controllerkomponente
    22
    Treiberkomponente
    24
    Temperatureinheit
    26
    Spannungsmesseinheit
    28
    Punkt
    30
    Kurzschlussdetektionseinrichtung
    32
    Diode
    34
    Widerstand
    36
    Kondensator
    38, 40, 32
    Anschluss
    100
    Verfahren
    101-103
    Schritt

Claims (10)

  1. Leistungsmodul (10) zum Betreiben eines Elektrofahrzeugantriebs, umfassend: - mehrere Leistungsschalter (12, 14, 16), die jeweils einen Leistungshalbleiter aufweisen; - eine Ansteuerelektronik (18) zur Ansteuerung der mehreren Leistungsschalter (12, 14, 16), um basierend auf einem Eingangsstrom einen Ausgangsstrom zu erzeugen; wobei die Ansteuerelektronik (18) ferner eine Temperatureinheit (24) umfasst, die dazu ausgelegt ist, eine Betriebsspannung und einen Betriebsstrom des Leistungshalbleiters zu erhalten und basierend auf der Betriebsspannung und dem Betriebsstrom eine Temperatur des Leistungshalbleiters zu bestimmen.
  2. Leistungsmodul (10) nach Anspruch 1, wobei der Leistungshalbleiter als Transistor fungiert, wobei die Betriebsspannung eine Drain-Source-Spannung (Uds) des Leistungshalbleiters umfasst.
  3. Leistungsmodul nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Diode auf einer von einer Source-Elektrode (15) des Leistungshalbleiters abgewandten Seite einer Drain-Elektrode (13) des Leistungshalbleiters geschaltet ist, wobei die Temperatureinheit (24) dazu ausgelegt ist, als die Betriebsspannung des Leistungshalbleiters eine an der Diode (32) anliegende Diodenspannung (Ud) zu erhalten.
  4. Leistungsmodul nach Anspruch 3, wobei die Diodenspannung (Ud) auf einer von einer Kathode der Diode (32) abgewandten Seite einer Anode der Diode (32) abgegriffen ist.
  5. Leistungsmodul nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Diode (32) als Abkoppeldiode zur Abkopplung einer am Leistungshalbleiter anliegenden Hochspannung ausgebildet ist.
  6. Leistungsmodul (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die Diode (32) in einer Kurzschlussdetektionseinheit (30) und/oder einer Active-Clamping-Einheit des Leistungsmoduls (10) angeordnet ist.
  7. Leistungsmodul (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei die Temperatureinheit (24) dazu ausgelegt ist, die Temperatur des Leistungshalbleiters mittels einer Kalibrierungsdatenbank zu bestimmen.
  8. Leistungsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Leistungshalbleiter als Transistor fungiert, wobei der Betriebsstrom einen positiven Drain-Source-Strom (Ids) des Leistungshalbleiters umfasst.
  9. Leistungsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Ansteuerelektronik (18) eine Controllerkomponente (20) zur Erzeugung eines Steuersignals basierend auf einem Betriebszustand des Leistungsmoduls (10) und/oder des Elektrofahrzeugantriebs und eine Treiberkomponente (22) zur Ansteuerung der Leistungsschalter (12, 14, 16) basierend auf dem Steuersignal aufweist, wobei die Temperatureinheit (24) in der Controllerkomponente (20) der Ansteuerelektronik (18) angeordnet ist.
  10. Verfahren (100) zur Bestimmung einer Temperatur im Leistungsmodul umfassend mehrere Leistungsschalter (12, 14, 16), die jeweils einen Leistungshalbleiter aufweisen, und eine Ansteuerelektronik (18) zur Ansteuerung der mehreren Leistungsschalter (12, 14, 16), um basierend auf einem Eingangsstrom einen Ausgangsstrom zu erzeugen, das Verfahren umfassend: - einen ersten Schritt (101), in dem durch eine Temperatureinheit (24) der Ansteuerelektronik (18) eine Betriebsspannung und ein Betriebsstrom des Leistungshalbleiters erhalten werden; - einen zweiten Schritt (102), in dem eine Temperatur des Leistungshalbleiters basierend auf der Betriebsspannung und dem Betriebsstrom bestimmt wird.
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