CN111413604B - 结温估算方法、装置、电机控制器和车辆 - Google Patents

结温估算方法、装置、电机控制器和车辆 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种结温估算方法、装置、电机控制器和车辆。其中该方法包括：在检测到电机发生堵转时，判断电机是否处于无水堵转工况；如果判断电机处于无水堵转工况，则获取IGBT的当前采样温度；确定无水堵转工况下的IGBT的等效热阻参数，并确定IGBT的损耗参数；根据当前采样温度、损耗参数和无水堵转工况下的IGBT的等效热阻参数，估算IGBT的结温。该方法能够解决相关技术中，电机无水堵转工况下，电机控制器温升较快，常规结温估算方法无法估算出准确的结温，从而导致常规结温保护无法准确有效地保护控制器的问题。

Description

结温估算方法、装置、电机控制器和车辆
技术领域
本发明涉及车辆控制领域，尤其涉及一种结温估算方法、装置、电机控制器和车辆。
背景技术
现有的纯电动车辆一般采用过温限功率保护，即当保护对象达到某一温度时，采取相应的保护措施，例如，过温关波、电机过温限功率、功率器件过温关波停机、三相短路保护等，一般都是对硬件***采样的某种信号进行判断处理，之后再对电机及控制器进行限制保护。
常规温度采样来自于传感器采样，为了保证对三相IGBT(Insulated GateBipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)均能正常保护，一般会选择在每个IGBT上都加上第一温度传感器。温度保护的时候选取最大的IGBT采样进行温度保护。
常规传感器采样的温度，本身需要做滤波，再加上软件处理时间，因此温度保护一般会有一定的延迟。常规工况下，IGBT的温度不会变化很快，因此温度保护的延迟可以忽略不计，但极限工况下(如电机堵转、短路等)，温度变化的很快，常规的温度保护就不能快速的进行保护。鉴于这种情形，在常规温度保护基础上，一些电机控制器软件中会加入IGBT结温进行保护。
常规的温度采样传感器都贴在IGBT的表层，与实际IGBT结晶温度仍有一定差距。量产IGBT晶圆里是无法装传感器的，因此实际IGBT结温是无法测量的，都是估算出来的。
相关技术中，IGBT结温估算方法通常是利用供应商提供的IGBT模块的热阻参数和损耗参数，并结合温度传感器采集的IGBT表层的采样温度，估算出该IGBT的结温。在IGBT正常散热的情况下，使用这种方法估算出的结温是可靠的，然而，当IGBT的散热水***失效，导致电机处于无水堵转工况下时，会使得IGBT在该无水堵转工况下的热阻发生变化，此时再使用这种方法估算结温，会导致估算结果不准确，从而影响IGBT的结温保护。
发明内容
本发明实施例提出了一种结温估算方法、装置、电机控制器和车辆，能够解决相关技术中，电机无水堵转工况下，电机控制器温升较快，常规结温估算方法无法估算出准确的结温，从而导致常规结温保护无法准确有效地保护控制器的问题。
本发明第一方面实施例提出了一种结温估算方法，包括：在检测到电机发生堵转时，判断所述电机是否处于无水堵转工况；如果判断所述电机处于无水堵转工况，则获取IGBT的当前采样温度；确定所述无水堵转工况下的所述IGBT的等效热阻参数，并确定所述IGBT的损耗参数；根据所述当前采样温度、所述损耗参数和所述无水堵转工况下的所述IGBT的等效热阻参数，估算所述IGBT的结温。
根据本发明实施例的结温估算方法，在检测到电机发生堵转时，判断电机是否处于无水堵转工况，若是，则获取IGBT的当前采样温度，并确定无水堵转工况下的IGBT的等效热阻参数，并确定IGBT的损耗参数，之后，根据该当前采样温度、损耗参数和无水堵转工况下的IGBT的等效热阻参数，估算出该IGBT的结温。即在电机处于无水堵转工况下，通过采用该无水堵转工况下IGBT的等效热阻参数来做结温估算，可以保证电机处于无水堵转工况下也能够准确估算出该IGBT的结温，从而可以对IGBT进行快速有效的结温保护，从而准确有效地保护电机控制器。
本发明第二方面实施例提出了一种结温估算装置，包括：工况判断模块，用于在检测到电机发生堵转时，判断所述电机是否处于无水堵转工况；采样温度获取模块，用于在判断所述电机处于无水堵转工况时，获取IGBT的当前采样温度；参数确定模块，用于确定所述无水堵转工况下的所述IGBT的等效热阻参数，并确定所述IGBT的损耗参数；结温估算模块，用于根据所述当前采样温度、所述损耗参数和所述无水堵转工况下的所述IGBT的等效热阻参数，估算所述IGBT的结温。
根据本发明实施例的结温估算装置，可通过工况判断模块在检测到电机发生堵转时，判断电机是否处于无水堵转工况，若是，采样温度获取模块则获取IGBT的当前采样温度，参数确定模块确定无水堵转工况下的IGBT的等效热阻参数，并确定IGBT的损耗参数，结温估算模块根据该当前采样温度、损耗参数和无水堵转工况下的IGBT的等效热阻参数，估算出该IGBT的结温。即在电机处于无水堵转工况下，通过采用该无水堵转工况下IGBT的等效热阻参数来做结温估算，可以保证电机处于无水堵转工况下也能够准确估算出该IGBT的结温，从而可以对IGBT进行快速有效的结温保护，从而准确有效地保护电机控制器。
本发明第三方面实施例提出了一种电机控制器，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现本发明第一方面实施例所述的结温估算方法。
本发明第四方面实施例提出了一种车辆，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现本发明第一方面实施例所述的结温估算方法。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的结温估算方法的流程图；
图2是根据本发明实施例的IGBT的散热原理框图；
图3是根据本发明实施例的判断电机是否处于无水堵转工况的流程图；
图4是根据本发明一个具体实施例的结温估算方法的流程图；
图5是根据本发明一个实施例的结温估算装置的结构示意图；
图6是根据本发明一个实施例的电机控制器的结构示意图；
图7是根据本发明一个实施例的车辆的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图描述本发明实施例的结温估算方法、装置、电机控制器和车辆。
图1是根据本发明一个实施例的结温估算方法的流程图。需要说明的是，本发明实施例的结温估算方法可应用于本发明实施例的结温估算装置，该装置可被配置于电机控制器上或者车辆上。
如图1所示，该结温估算方法可以包括：
S110，在检测到电机发生堵转时，判断电机是否处于无水堵转工况。
具体地，可获取电机的转速，当检测到电机的转速为0时，电机仍然输出扭矩，且电机持续输出一定扭矩并维持一段时间时，可判定该电机发生堵转，此时可进一步判断该电机是处于无水堵转工况还是处于常规堵转工况。也就是说，转速为0、电机持续输出一定扭矩并维持一段时间是堵转工况的判断条件。其中，维持时间主要考虑电机堵转工况下的温升能力，同时不影响车辆的爬坡能力。维持时间上限取决于电机温升能力，维持时间下限用以保证车辆的爬坡能力。其中温升能力由电机供应商提供，而爬坡能力由用户需求和车重等因素决定。
举例而言，如图2所示，为IGBT的散热原理框图，该IGBT可包括IGBT芯片、焊料及导热层、外壳、散热器和散热水***。其中，在本发明的实施例中，该无水堵转工况可以包括电机在IGBT中的散热水***失效的情况下进行堵转的工况，也就是说，此时IGBT无法正常散热；该常规堵转工况可以包括电机在IGBT中的散热水***正常的情况下进行堵转的工况，也就是说，此时IGBT能够正常散热。
需要说明的是，上述散热水***失效包括两种：一种是指散热水***不循环；另一种是指散热水没有了，这种情况很少见，但更为严苛。作为一种示例，本发明实施例所提及的散热水***失效均为后者。可以理解在电机发生堵转的情况下，如果此时IGBT中的散热水***失效，则说明此时电机处于无水堵转工况，否则说明电机处于常规堵转工况。
还需要说明的是，因结温是估算温度，贴在IGBT表层的温度传感器采集的温度是唯一能用的采样温度，所以可以通过该贴在IGBT表层的温度传感器采集的采样温度的变化斜率来判断该散热水***是否失效，即判断该电机是处于无水堵转工况还是处于常规堵转工况。作为一种示例，如图3所示，所述判断电机是否处于无水堵转工况的具体实现过程可包括以下步骤：
S310，实时获取IGBT的采样温度，其中，采样温度为通过贴在IGBT表层的第一温度传感器采集的温度。
也就是说，可在IGBT表层设置温度传感器，通过该温度传感器实时采集该IGBT的采样温度，从而可以获取温度传感器实时采集到的IGBT的温度。
S320，计算第一温度传感器在预设时间内采集到的温度的变化率。
可选地，获取第一温度传感器在预设时间内采集到的该IGBT的所有温度，并根据该在预设时间内采集到的该IGBT的所有温度，计算出该IGBT的温度变化率。其中，该预设时间可以是根据实际应用预先设定的，例如，500毫秒。
S330，根据该变化率判断电机是否处于无水堵转工况。
可选地，将该变化率与预先设定的阈值进行大小比对，并根据该比对结果来判断该电机是否处于无水堵转工况。作为一种示例，可判断所述变化率是否大于预设阈值，如果所述变化率大于所述预设阈值，则判定所述电机处于无水堵转工况。可选地，在本发明的一个实施例中，如果所述变化率小于所述预设阈值，则判定所述电机处于常规堵转工况。
需要说明的是，在本发明的实施例中，上述预设阈值是通过对比实验得出的标定值。例如，在实验状态下，控制电机处于常规堵转工况，测量第一温度传感器在所述预设时间内采集到的温度的变化率，方便后续描述现将该温度变化率称为常规堵转工况中的温度变化率样本。在实验状态下，控制电机处于无水堵转工况，测量第一温度传感器在所述预设时间内采集到的温度的变化率，方便后续描述现将该温度变化率称为无水堵转工况中的温度变化率样本。然后，通过对该常规堵转工况中的温度变化率样本和该无水堵转工况中的温度变化率样本进行对比，选定一个阈值Kt作为该预设阈值，该预设阈值可作为电机堵转工况时，散热水***是否失效的判断依据，即可作为电机是处于无水堵转工况还是常规堵转工况的判断依据。
由此，在电机堵转工况下，可通过贴在IGBT表层的温度传感器测量该IGBT的温度变化率，并根据该温度变化率来判断该电机是处于无水堵转工况还是常规堵转工况，保证了电机工况判断结果的准确性。
S120，如果判断电机处于无水堵转工况，则获取IGBT的当前采样温度。
可选地，在判断该电机处于无水堵转工况，即该IGBT中的散热水***失效时，可获取贴在该IGBT表层的温度传感器当前采集到的温度，即该当前采集到的温度即为该IGBT的当前采样温度。
S130，确定无水堵转工况下的IGBT的等效热阻参数，并确定IGBT的损耗参数。
可选地，IGBT处于正常状态时，该IGBT的热阻参数指的是从该IGBT芯片到散热水***之间的总体热阻，如图2所示，其包括导热层热阻、外壳与散热器热阻、散热***热阻。由于IGBT中的散热水***失效时，该IGBT的热阻参数会发生变化，即该散热层的水变成了空气，散热层的热阻大幅增加，如果此时仍用该IGBT的正常热阻参数估算的结温会偏小。因此，在本步骤中，在判断该电机处于无水堵转工况，即该IGBT中的散热水***失效时，可确定出该无水堵转工况下的所述IGBT的等效热阻参数，并确定该IGBT的损耗参数，以便后续用该IGBT的等效热阻参数来做结温估算，以保证电机处于无水堵转工况下也能够准确估算出该IGBT的结温，从而可以准确有效地对IGBT进行结温保护。
需要说明的是，在本发明的一个实施例中，所述无水堵转工况下的所述IGBT的等效热阻参数可以是预先通过实验测试而标定的。其中，在本发明的实施例中，可通过以下方式实现对所述IGBT的等效热阻参数的标定：
1301)在实验状态下，在IGBT的晶圆内设置第二温度传感器；
需要说明的是，虽然量产状态的IGBT无法在晶圆里面埋温度传感器，但在实验状态下，可以将温度传感器埋进该IGBT晶圆中。
1302)在检测到电机处于无水堵转工况时，获取所述第二温度传感器采集到的所述IGBT的结温样本，并获取所述IGBT的当前采样温度；
也就是说，第二温度传感器可采集IGBT的结温，第一温度传感器可采集该IGBT的采样温度，这样，在检测到电机处于无水堵转工况时，可获取该第二温度传感器采集到的IGBT的结温样本，并获取该第一温度传感器采集的该IGBT的当前采样温度。
1303)根据所述IGBT的结温样本、当前采样温度和损耗参数，计算出对应的热阻值；
在本步骤中，可根据IGBT的结温样本、当前采样温度和损耗参数，利用IGBT结温估算公式，计算出该IGBT在当前情况下的热阻值。其中，该IGBT结温估算公式可如下：
Tj＝TNTC+ΔT (1)
ΔT＝P*R
其中，Tj为结温，j为结温英文junction temperature的首字母，TNTC为温度传感器采集的IGBT的采样温度，P为IGBT的损耗参数，R为IGBT的热阻参数。从上述公式(1)可以看出，结温估算温度基于采样温度TNTC，对于同样的TNTC，IGBT损耗功率越大，结温越高，而不同温度及电流下的IGBT损耗，一般IGBT规格书里面是有提供的。因此，将所述IGBT的结温样本、当前采样温度和损耗参数代入上述公式，即可计算出当前情况下IGBT的热阻值。
1304)将计算得到的热阻值标定为所述无水堵转工况下的所述IGBT的等效热阻参数。
由此，在实验状态下，将温度传感器埋进样本IGBT晶圆中，并通过一系列无水堵转工况下的实验数据，找到该无水堵转工况下该IGBT的等效电阻参数，以便后续用该IGBT的等效热阻参数来做结温估算。
S140，根据当前采样温度、损耗参数和无水堵转工况下的IGBT的等效热阻参数，估算IGBT的结温。
作为一种示例，可计算所述损耗参数与所述等效热阻参数的乘积值，并计算所述乘积值与所述当前采样温度之间的和值，将所述和值确定所述IGBT的结温。也就是说，可将该无水堵转工况下的IGBT的等效热阻参数作为上述公式(1)的R值，然后，利用该公式(1)，根据该IGBT的当前采样温度、损耗参数和该等效热阻参数，即可计算出该IGBT的结温。由此，通过利用该无水堵转工况下的IGBT的等效热阻参数来估算该IGBT的结温，可以保证该估算结果的准确性。
需要说明的是，在IGBT正常散热的情况，即IGBT中的散热水***正常，电机处于常规堵转工况时，可以使用常规结温估算方法来估算该IGBT的结温，即采用该IGBT的常规热阻做结温估算。举例而言，如果所述电机处于所述常规堵转工况，则确定所述常规堵转工况下的所述IGBT的热阻参数，并根据所述IGBT的当前采样温度、损耗参数和所述常规堵转工况下的所述IGBT的热阻参数，估算所述IGBT的结温。其中，该常规堵转工况下的IGBT的热阻参数，可理解是供应商提供的常规热阻参数。由此，在IGBT中的散热水***没有失效，电机处于常规堵转工况时，可通过使用IGBT的常规热阻做结温估算，从而保证了常规堵转工况下结温估算的准确性。
为了保证电机无水堵转工况下也能够对IGBT进行快速有效的结温保护，从而准确有效地保护电机控制器，可选地，在本发明的一个实施例中，可判断IGBT的结温是否满足预设的温度限制条件，若是，则限制所述电机的扭矩以对所述IGBT进行结温保护。
作为一种示例，可利用本发明实施例的结温估算方法计算出每一相IGBT的结温，采用最大结温进行保护。例如，以三相IGBT为例，可利用本发明实施例的结温估算方法计算出每一相IGBT的结温，并从这三个结温中选出最大结温，并判断该最大结温是否满足预设的温度限制条件，例如，该最大结温是否大于预设温度，若是，则判定满足该温度限制条件，此时，可限制所述电机的扭矩以对所述IGBT进行结温保护。可选地，还可通过关波停机的方式实现对IGBT进行结温保护。可以理解，上述给出的两种结温保护策略仅是方便理解而给出的示例，不能作为本发明的具体限定。
根据本发明实施例的结温估算方法，在检测到电机发生堵转时，判断电机是否处于无水堵转工况，若是，则获取IGBT的当前采样温度，并确定无水堵转工况下的IGBT的等效热阻参数，并确定IGBT的损耗参数，之后，根据该当前采样温度、损耗参数和无水堵转工况下的IGBT的等效热阻参数，估算出该IGBT的结温。即在电机处于无水堵转工况下，通过采用该无水堵转工况下IGBT的等效热阻参数来做结温估算，可以保证电机处于无水堵转工况下也能够准确估算出该IGBT的结温，从而可以对IGBT进行快速有效的结温保护，从而准确有效地保护电机控制器。
图4是根据本发明一个具体实施例的结温估算方法的流程图。
如图4所示，该结温估算方法可以包括：
S410，在检测到电机发生堵转时，判断电机是处于无水堵转工况还是常规堵转工况。
具体地，可获取电机的转速，当检测到电机的转速为0时，电机仍然输出扭矩，且电机持续输出一定扭矩并维持一段时间时，可判定该电机发生堵转，此时可进一步判断该电机是处于无水堵转工况还是处于常规堵转工况。也就是说，转速为0、电机持续输出一定扭矩并维持一段时间是堵转工况的判断条件。其中，维持时间主要考虑电机堵转工况下的温升能力，同时不影响车辆的爬坡能力。维持时间上限取决于电机温升能力，维持时间下限用以保证车辆的爬坡能力。其中温升能力由电机供应商提供，而爬坡能力由用户需求和车重等因素决定。
作为一种示例，可实时获取IGBT的采样温度，其中，采样温度为通过贴在IGBT表层的第一温度传感器采集的温度，并计算第一温度传感器在预设时间内采集到的温度的变化率，并根据该变化率判断电机是否处于无水堵转工况，例如，可判断所述变化率是否大于预设阈值，如果所述变化率大于所述预设阈值，则判定所述电机处于无水堵转工况；如果所述变化率小于所述预设阈值，则判定所述电机处于常规堵转工况。
S420，如果判断电机处于无水堵转工况，则获取IGBT的当前采样温度。
S430，确定所述无水堵转工况下的所述IGBT的等效热阻参数，并确定所述IGBT的损耗参数。
S440，根据所述当前采样温度、所述损耗参数和所述无水堵转工况下的所述IGBT的等效热阻参数，估算所述IGBT的结温。
S450，如果判断电机处于常规堵转工况，则获取IGBT的当前采样温度。
S460，确定所述常规堵转工况下的所述IGBT的热阻参数，并确定所述IGBT的损耗参数。
S470，根据所述IGBT的当前采样温度、损耗参数和所述常规堵转工况下的所述IGBT的热阻参数，估算所述IGBT的结温。
也就是说，可通过常规堵转工况与无水堵转工况中TNTC温度变化率不同来判断散热水***是否失效。如果判断散热水***失效，则用等效热阻参数来做结温估算；若判断散热水***没有失效，则用常规热阻参数做结温估算。
S480，判断所述IGBT的结温是否满足预设的温度限制条件。
S490，若是，则限制所述电机的扭矩以对所述IGBT进行结温保护。
根据本发明实施例的结温估算方法，在检测到电机发生堵转时，判断电机是处于无水堵转工况还是处于常规堵转工况，如果电机处于无水堵转工况，则采用该无水堵转工况下IGBT的等效电阻参数来做结温估算，若电机处于常规堵转工况，则采用该常规堵转工况IGBT的常规电阻参数来做结温估算，即在不添加任何硬件传感器和电路结构的情况下，可以通过软件方法检测出堵转工况下散热水***是否失效，并准确计算结温，在极限工况下对IGBT进行快速有效的保护。
与上述几种实施例提供的结温估算方法相对应，本发明的一种实施例还提供一种结温估算装置，由于本发明实施例提供的结温估算装置与上述几种实施例提供的结温估算方法相对应，因此在前述结温估算方法的实施方式也适用于本实施例提供的结温估算装置，在本实施例中不再详细描述。图5是根据本发明一个实施例的结温估算装置的结构示意图。如图5所示，该结温估算装置500可以包括：工况判断模块510、采样温度获取模块520、参数确定模块530和结温估算模块540。
具体地，工况判断模块510用于在检测到电机发生堵转时，判断电机是否处于无水堵转工况。举例而言，工况判断模块510可实时获取IGBT的采样温度，其中，所述采样温度为通过贴在IGBT表层的第一温度传感器采集的温度，并计算所述第一温度传感器在预设时间内采集到的温度的变化率，并根据所述变化率判断所述电机是否处于无水堵转工况。
在本发明的一个实施例中，工况判断模块510可判断所述变化率是否大于预设阈值，如果所述变化率大于所述预设阈值，则判定所述电机处于无水堵转工况。
采样温度获取模块520用于在判断电机处于无水堵转工况时，获取IGBT的当前采样温度。
参数确定模块530用于确定无水堵转工况下的IGBT的等效热阻参数，并确定IGBT的损耗参数。作为一种示例，所述无水堵转工况下的所述IGBT的等效热阻参数是预先通过实验测试而标定的。其中，在本示例中，可通过以下方式实现对所述IGBT的等效热阻参数的标定：在实验状态下，在所述IGBT的晶圆内设置第二温度传感器；在检测到所述电机处于无水堵转工况时，获取所述第二温度传感器采集到的所述IGBT的结温样本，并获取所述IGBT的当前采样温度；根据所述IGBT的结温样本、当前采样温度和损耗参数，计算出对应的热阻值；将计算得到的热阻值标定为所述无水堵转工况下的所述IGBT的等效热阻参数。
结温估算模块540用于根据当前采样温度、损耗参数和无水堵转工况下的IGBT的等效热阻参数，估算IGBT的结温。作为一种示例，结温估算模块540可计算所述损耗参数与所述等效热阻参数的乘积值，并计算所述乘积值与所述当前采样温度之间的和值，将所述和值确定所述IGBT的结温。
需要说明的是，在本发明的一个实施例中，工况判断模块510还用于在判断所述变化率小于所述预设阈值时，可判定所述电机处于常规堵转工况。其中，在本发明的实施例中，参数确定模块530还可用于在所述电机处于所述常规堵转工况时，确定所述常规堵转工况下的所述IGBT的热阻参数；结温估算模块540还用于根据所述IGBT的当前采样温度、损耗参数和所述常规堵转工况下的所述IGBT的热阻参数，估算所述IGBT的结温。
为了保证电机无水堵转工况下也能够对IGBT进行快速有效的结温保护，从而准确有效地保护电机控制器，可选地，在本发明的一个实施例中，该结温估算装置还可包括：结温保护模块。其中，该结温保护模块用于判断所述IGBT的结温是否满足预设的温度限制条件，若是，则限制所述电机的扭矩以对所述IGBT进行结温保护。
根据本发明实施例的结温估算装置，可通过工况判断模块在检测到电机发生堵转时，判断电机是否处于无水堵转工况，若是，采样温度获取模块则获取IGBT的当前采样温度，参数确定模块确定无水堵转工况下的IGBT的等效热阻参数，并确定IGBT的损耗参数，结温估算模块根据该当前采样温度、损耗参数和无水堵转工况下的IGBT的等效热阻参数，估算出该IGBT的结温。即在电机处于无水堵转工况下，通过采用该无水堵转工况下IGBT的等效热阻参数来做结温估算，可以保证电机处于无水堵转工况下也能够准确估算出该IGBT的结温，从而可以对IGBT进行快速有效的结温保护，从而准确有效地保护电机控制器。
为了实现上述实施例，本发明还提出了一种电机控制器。
图6是根据本发明一个实施例的电机控制器的结构示意图。如图6所示，该电机控制器600可以包括：存储器610、处理器620及存储在存储器610上并可在处理器620上运行的计算机程序630，处理器620执行计算机程序630时，实现本发明上述任一实施例所述的结温估算方法。
为了实现上述实施例，本发明还提出了一种车辆。
图7是根据本发明一个实施例的车辆的结构示意图。如图7所示，该车辆700可以包括：存储器710、处理器720及存储在存储器710上并可在处理器720上运行的计算机程序730，处理器720执行计算机程序730时，实现本发明上述任一实施例所述的结温估算方法。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行***、装置或设备(如基于计算机的***、包括处理器的***或其他可以从指令执行***、装置或设备取指令并执行指令的***)使用，或结合这些指令执行***、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行***、装置或设备或结合这些指令执行***、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行***执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种结温估算方法，其特征在于，包括：
在检测到电机发生堵转时，判断所述电机是否处于无水堵转工况；
如果判断所述电机处于无水堵转工况，则获取IGBT的当前采样温度；
确定所述无水堵转工况下的所述IGBT的等效热阻参数，并确定所述IGBT的损耗参数；
根据所述当前采样温度、所述损耗参数和所述无水堵转工况下的所述IGBT的等效热阻参数，估算所述IGBT的结温；
其中，所述判断所述电机是否处于无水堵转工况，包括：实时获取IGBT的采样温度，其中，所述采样温度为通过贴在IGBT表层的第一温度传感器采集的温度；计算所述第一温度传感器在预设时间内采集到的温度的变化率；根据所述变化率判断所述电机是否处于无水堵转工况。
2.根据权利要求1所述的结温估算方法，其特征在于，所述根据所述变化率判断所述电机是否处于无水堵转工况，包括：
判断所述变化率是否大于预设阈值；
如果所述变化率大于所述预设阈值，则判定所述电机处于无水堵转工况。
3.根据权利要求2所述的结温估算方法，其特征在于，还包括：
如果所述变化率小于所述预设阈值，则判定所述电机处于常规堵转工况。
4.根据权利要求3所述的结温估算方法，其特征在于，还包括：
如果所述电机处于所述常规堵转工况，则确定所述常规堵转工况下的所述IGBT的热阻参数；
根据所述IGBT的当前采样温度、损耗参数和所述常规堵转工况下的所述IGBT的热阻参数，估算所述IGBT的结温。
5.根据权利要求1所述的结温估算方法，其特征在于，所述无水堵转工况下的所述IGBT的等效热阻参数是预先通过实验测试而标定的；通过以下方式实现对所述IGBT的等效热阻参数的标定：
在实验状态下，在所述IGBT的晶圆内设置第二温度传感器；
在检测到所述电机处于无水堵转工况时，获取所述第二温度传感器采集到的所述IGBT的结温样本，并获取所述IGBT的当前采样温度；
根据所述IGBT的结温样本、当前采样温度和损耗参数，计算出对应的热阻值；
将计算得到的热阻值标定为所述无水堵转工况下的所述IGBT的等效热阻参数。
6.根据权利要求1所述的结温估算方法，其特征在于，所述根据所述当前采样温度、所述损耗参数和所述无水堵转工况下的所述IGBT的等效热阻参数，估算所述IGBT的结温，包括：
计算所述损耗参数与所述等效热阻参数的乘积值；
计算所述乘积值与所述当前采样温度之间的和值，将所述和值确定所述IGBT的结温。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的结温估算方法，其特征在于，还包括：
判断所述IGBT的结温是否满足预设的温度限制条件；
若是，则限制所述电机的扭矩以对所述IGBT进行结温保护。
8.一种结温估算装置，其特征在于，包括：
工况判断模块，用于在检测到电机发生堵转时，判断所述电机是否处于无水堵转工况；
采样温度获取模块，用于在判断所述电机处于无水堵转工况时，获取IGBT的当前采样温度；
参数确定模块，用于确定所述无水堵转工况下的所述IGBT的等效热阻参数，并确定所述IGBT的损耗参数；
结温估算模块，用于根据所述当前采样温度、所述损耗参数和所述无水堵转工况下的所述IGBT的等效热阻参数，估算所述IGBT的结温；
其中，所述工况判断模块，具体用于：实时获取IGBT的采样温度，其中，所述采样温度为通过贴在IGBT表层的第一温度传感器采集的温度；计算所述第一温度传感器在预设时间内采集到的温度的变化率；根据所述变化率判断所述电机是否处于无水堵转工况。
9.一种电机控制器，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现根据权利要求1至7中任一项所述的结温估算方法。
10.一种车辆，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现根据权利要求1至7中任一项所述的结温估算方法。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112218509B (zh) * 2020-12-09 2021-02-23 苏州汇川联合动力***有限公司 结温估算方法及电机控制器
CN113358995B (zh) * 2021-05-24 2022-05-17 丽水方德智驱应用技术研究院有限公司 一种功率元器件在线结温估算方法
CN113776693A (zh) * 2021-09-16 2021-12-10 浙江吉利控股集团有限公司 一种车辆电机的控制器温度估算方法、***及汽车

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5923135A (en) * 1996-11-27 1999-07-13 Nissan Motor Co., Ltd Control apparatus and method for motor to prevent motor drive circuit from being overloaded
JP2005124387A (ja) * 2003-09-26 2005-05-12 Fuji Electric Systems Co Ltd 同期電動機駆動装置の制御方法
CN101741359A (zh) * 2008-11-25 2010-06-16 比亚迪股份有限公司 动力车用igbt控制方法和装置
CN102636291A (zh) * 2011-02-15 2012-08-15 三一电气有限责任公司 一种igbt结温检测装置及其方法
FR2944876B1 (fr) * 2009-04-27 2012-12-28 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede et systeme pour quantifier une temperature de jonction de composant.
CN103699152A (zh) * 2013-11-28 2014-04-02 中冶南方（武汉）自动化有限公司 一种基于温度曲线斜率控制的功率器件过温保护方法
EP2933618A1 (en) * 2012-12-12 2015-10-21 Fuji Electric Co., Ltd. Semiconductor chip temperature estimation device and overheat protection device
CN105098730A (zh) * 2014-04-18 2015-11-25 南京南瑞继保电气有限公司 一种igbt过流检测装置及方法
CN106153208A (zh) * 2015-05-12 2016-11-23 通用汽车环球科技运作有限责任公司 无需使用专用温度估计或测量装置的在线igbt结的温度估计
CN107219016A (zh) * 2017-05-24 2017-09-29 湖南大学 计算igbt模块瞬态结温的方法和***
CN206975169U (zh) * 2017-04-28 2018-02-06 青岛青铜剑电子技术有限公司 一种igbt温度检测电路
CN108226734A (zh) * 2016-12-15 2018-06-29 现代自动车株式会社 用于测量功率模块的结温的***和方法
CN108896200A (zh) * 2018-07-27 2018-11-27 北京金风科创风电设备有限公司 变流器的功率模块温度的检测方法、装置、设备及介质

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6888469B2 (en) * 2003-01-02 2005-05-03 Copley Controls Corporation Method and apparatus for estimating semiconductor junction temperature
US9575113B2 (en) * 2014-02-07 2017-02-21 Infineon Technologies Ag Insulated-gate bipolar transistor collector-emitter saturation voltage measurement

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5923135A (en) * 1996-11-27 1999-07-13 Nissan Motor Co., Ltd Control apparatus and method for motor to prevent motor drive circuit from being overloaded
JP2005124387A (ja) * 2003-09-26 2005-05-12 Fuji Electric Systems Co Ltd 同期電動機駆動装置の制御方法
CN101741359A (zh) * 2008-11-25 2010-06-16 比亚迪股份有限公司 动力车用igbt控制方法和装置
FR2944876B1 (fr) * 2009-04-27 2012-12-28 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede et systeme pour quantifier une temperature de jonction de composant.
CN102636291A (zh) * 2011-02-15 2012-08-15 三一电气有限责任公司 一种igbt结温检测装置及其方法
EP2933618A1 (en) * 2012-12-12 2015-10-21 Fuji Electric Co., Ltd. Semiconductor chip temperature estimation device and overheat protection device
CN103699152A (zh) * 2013-11-28 2014-04-02 中冶南方（武汉）自动化有限公司 一种基于温度曲线斜率控制的功率器件过温保护方法
CN105098730A (zh) * 2014-04-18 2015-11-25 南京南瑞继保电气有限公司 一种igbt过流检测装置及方法
CN106153208A (zh) * 2015-05-12 2016-11-23 通用汽车环球科技运作有限责任公司 无需使用专用温度估计或测量装置的在线igbt结的温度估计
CN108226734A (zh) * 2016-12-15 2018-06-29 现代自动车株式会社 用于测量功率模块的结温的***和方法
CN206975169U (zh) * 2017-04-28 2018-02-06 青岛青铜剑电子技术有限公司 一种igbt温度检测电路
CN107219016A (zh) * 2017-05-24 2017-09-29 湖南大学 计算igbt模块瞬态结温的方法和***
CN108896200A (zh) * 2018-07-27 2018-11-27 北京金风科创风电设备有限公司 变流器的功率模块温度的检测方法、装置、设备及介质

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Thermal management during stalled rotor by conduction loss redistribution;Syed Q. Ali et.al;《2015 IEEE Transportation Electrification Conference and Expo》;20150727;正文第1-6页 *
智能功率模块在电动汽车中的应用;龚熙国 等;《电力电子技术》;20101130;第44卷(第11期);第122-124页 *

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