估算車(chē)輛的轉(zhuǎn)換器的結(jié)溫的方法技術(shù)

一種估算車(chē)輛的轉(zhuǎn)換器的結(jié)溫的方法，其包括：通過(guò)車(chē)輛控制器，使用電池和轉(zhuǎn)換器之間的輸入電流和輸入電壓、從轉(zhuǎn)換器輸出至逆變器的輸出電壓、以及轉(zhuǎn)換器的占空比和IGBT特征值計(jì)算轉(zhuǎn)換器的IGBT功率損耗值。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專(zhuān)利技術(shù)涉及一種通過(guò)依轉(zhuǎn)換器的負(fù)載區(qū)以不同的方式施加占空比從而估算車(chē)輛的轉(zhuǎn)換器(converter)的結(jié)溫(junction temperature)的方法。
技術(shù)介紹
一般地，在環(huán)境友好型車(chē)輛中，轉(zhuǎn)換器(converter)用來(lái)將從高電壓電池供應(yīng)的電壓轉(zhuǎn)換成低電壓。因此，轉(zhuǎn)換器被施以高電壓，并且負(fù)載連接至各種裝置，因而產(chǎn)生相當(dāng)大量的熱。然而，電子設(shè)備，例如構(gòu)成轉(zhuǎn)換器的二極管和電容，容易受到高溫的損害，因此轉(zhuǎn)換器的溫度對(duì)轉(zhuǎn)換器的耐久性和效率具有重大影響。因此，為了提高轉(zhuǎn)換器的操作效率并且提高轉(zhuǎn)換器的耐久性，適當(dāng)?shù)鼐S持轉(zhuǎn)換器的溫度是很重要的。為此，需要一種確定轉(zhuǎn)換器的溫度、并基于所確定的溫度降低轉(zhuǎn)換器的溫度的方法。與此相關(guān)，已提出了多種測(cè)量轉(zhuǎn)換器溫度、并基于所測(cè)量的溫度冷卻轉(zhuǎn)換器的控制技術(shù)。在這些技術(shù)中，一種現(xiàn)有技術(shù)提出通過(guò)測(cè)量進(jìn)入電源模塊中的空氣的溫度來(lái)計(jì)算轉(zhuǎn)換器的溫度、并基于所計(jì)算的溫度使用冷卻風(fēng)扇控制轉(zhuǎn)換器的溫度的方法。然而，基于現(xiàn)有技術(shù)的測(cè)量進(jìn)入電源模塊的空氣的方法間接地估算轉(zhuǎn)換器的溫度，因此其難以準(zhǔn)確地計(jì)算轉(zhuǎn)換器的溫度。此外，當(dāng)已有的冷卻方法使用水冷式而非空氣冷卻式時(shí)，現(xiàn)有的測(cè)量方法可能無(wú)法應(yīng)用。在使用水冷式的情況下，現(xiàn)有的方法會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)換器的溫度可能無(wú)法估算的問(wèn)題。以上所提供的作為現(xiàn)有技術(shù)描述的事項(xiàng)僅用于幫助理解本專(zhuān)利技術(shù)的背景，其不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為對(duì)應(yīng)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)的目的是提供一種估算轉(zhuǎn)換器結(jié)溫(junction temperature)的方法，其能夠準(zhǔn)確估算結(jié)溫，用于改善轉(zhuǎn)換器的過(guò)溫保護(hù)以及故障診斷功能。根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的示例性實(shí)施例，提供一種估算車(chē)輛的轉(zhuǎn)換器的結(jié)溫的方法，其包括：通過(guò)車(chē)輛控制器，使用電池和轉(zhuǎn)換器之間的輸入電流和輸入電壓、從轉(zhuǎn)換器輸出至逆變器的輸出電壓、以及轉(zhuǎn)換器的占空比和IGBT特征值計(jì)算轉(zhuǎn)換器的IGBT功率損耗值。當(dāng)輸入電流從電池正向流向轉(zhuǎn)換器時(shí)，轉(zhuǎn)換器的占空比可設(shè)置成第一占空比，并且當(dāng)輸入電流從轉(zhuǎn)換器反向流向電池時(shí)，轉(zhuǎn)換器的占空比設(shè)置成第二占空比。當(dāng)輸入電流交替地從電池正向流向轉(zhuǎn)換器以及從轉(zhuǎn)換器反向流向電池時(shí)，轉(zhuǎn)換器的占空比可設(shè)置成第三占空比。第一占空比的值可大于第二占空比。第一占空比的值可大于第二占空比，并且第二占空比的值大于第三占空比。所述方法還可以包括，通過(guò)車(chē)輛控制器，通過(guò)將轉(zhuǎn)換器的熱阻系數(shù)和轉(zhuǎn)換系數(shù)乘以由車(chē)輛控制器獲得的IGBT功率損耗值、并且將所得乘積值與轉(zhuǎn)換器的冷卻水的溫度值相加，來(lái)估算車(chē)輛的轉(zhuǎn)換結(jié)溫。所述轉(zhuǎn)換器的冷卻水的溫度值可通過(guò)安裝在轉(zhuǎn)換器冷卻通道中的溫度傳感器獲得。轉(zhuǎn)換系數(shù)值可通過(guò)使用安裝在轉(zhuǎn)換器內(nèi)的RC濾波器的熱時(shí)間常數(shù)值以及由安裝在轉(zhuǎn)換器的冷卻通道中的流量傳感器測(cè)量的轉(zhuǎn)換器的冷卻通道的流量計(jì)算得到。根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的另一示例性實(shí)施例，提供一種估算車(chē)輛的轉(zhuǎn)換器的結(jié)溫的系統(tǒng)，其包括：輸入值獲取器，其被配置成獲取電池和轉(zhuǎn)換器之間的輸入電流和輸入電壓；輸出值獲取器，其被配置成獲取從轉(zhuǎn)換器輸出至逆變器的輸出電壓；輸入電流傳感器，其被配置成感測(cè)輸入電流的方向；溫度傳感器，其被配置成感測(cè)轉(zhuǎn)換器的冷卻水溫度；流量傳感器，其被配置成感測(cè)轉(zhuǎn)換器的冷卻通道的流量；以及控制器，其被配置成：使用由輸入值獲取器獲取的輸入電流和輸入電壓、由輸出值獲取器獲取的輸出電壓、以及轉(zhuǎn)換器的占空比和IGBT特征值計(jì)算轉(zhuǎn)換器的IGBT功率損耗值，將轉(zhuǎn)換器的熱阻系數(shù)和轉(zhuǎn)換系數(shù)乘以所計(jì)算的IGBT功率損耗值，并且隨后將轉(zhuǎn)換器的冷卻水的溫度值與所得乘積值相加，來(lái)估算所述車(chē)輛的轉(zhuǎn)換器的結(jié)溫。根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的另一示例性實(shí)施例，包含由處理器執(zhí)行的程序指令的非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括：程序指令，其使用電池和轉(zhuǎn)換器之間的輸入電流和輸入電壓、從轉(zhuǎn)換器輸出至逆變器的輸出電壓、以及轉(zhuǎn)換器的占空比和IGBT特征值計(jì)算車(chē)輛的轉(zhuǎn)換器的IGBT功率損耗值，從而估算轉(zhuǎn)換器的結(jié)溫。附圖說(shuō)明結(jié)合附圖，本專(zhuān)利技術(shù)的上述及其他目的、特征以及優(yōu)勢(shì)從下文的詳細(xì)描述中將更加顯而易見(jiàn)，其中：圖1是根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)示例性實(shí)施例的電池、轉(zhuǎn)換器和逆變器之間的配置圖；圖2是根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)示例性實(shí)施例的依賴(lài)于轉(zhuǎn)換器的負(fù)載區(qū)的輸入電流和轉(zhuǎn)換器PWM曲線(xiàn)圖；并且圖3是示出根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)示例性實(shí)施例的用于估算轉(zhuǎn)換器結(jié)溫的系統(tǒng)的示意圖。具體實(shí)施方式以下將參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本專(zhuān)利技術(shù)的實(shí)施例。如圖1和3所示，車(chē)輛的控制器700使用從電池100輸入至轉(zhuǎn)換器130的輸入電流110和輸入電壓120、從轉(zhuǎn)換器130輸出至逆變器150的輸出電壓140，以及所述轉(zhuǎn)換器的占空比和IGBT特征值來(lái)計(jì)算轉(zhuǎn)換器130的IGBT功率損耗值。IGBT功率損耗值的單位是瓦特[W]。在下文中，通過(guò)將轉(zhuǎn)換器的熱阻系數(shù)和轉(zhuǎn)換系數(shù)乘以從車(chē)輛控制器700獲得的IGBT功率損耗值，并且隨后將所述轉(zhuǎn)換器冷卻水的溫度值和上述乘積值相加來(lái)估算車(chē)輛的轉(zhuǎn)換器的結(jié)溫。轉(zhuǎn)換器的熱阻系數(shù)值可依轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)而具有多種值，但是在類(lèi)似本專(zhuān)利技術(shù)使用水冷式來(lái)控制轉(zhuǎn)換器溫度的情況下，熱阻系數(shù)值可利用轉(zhuǎn)換器的冷卻通道與轉(zhuǎn)換器IGBT器件的熱點(diǎn)之間的距離獲得，其單位是攝氏度除以瓦特[℃/W]。一般地，轉(zhuǎn)換器與轉(zhuǎn)換器的冷卻水之間的溫度差值可通過(guò)將轉(zhuǎn)換器的熱阻系數(shù)值乘以IGBT的功率損耗得到。然而，通過(guò)直接將冷卻水的溫度和所述乘積值相加不能準(zhǔn)確地得出結(jié)溫。其原因在于，所述結(jié)溫不是級(jí)變值，而是連續(xù)變化的值，并且所述熱阻系數(shù)值根據(jù)轉(zhuǎn)換器的冷卻通道的流量而變化。因此，為了準(zhǔn)確地估算結(jié)溫，除了將IGBT功率損耗值乘以熱阻系數(shù)值之外，還需要乘以轉(zhuǎn)換系數(shù)。這里，所述轉(zhuǎn)換系數(shù)可使用用于反映結(jié)溫的連續(xù)變化的RC濾波器的熱時(shí)間常數(shù)(thermal time constant)值以及轉(zhuǎn)換器的冷卻通道的流量值進(jìn)行計(jì)算。轉(zhuǎn)換器結(jié)和轉(zhuǎn)換器的冷卻水之間的溫差值可通過(guò)以將IGBT功率損耗值乘以熱阻系數(shù)和轉(zhuǎn)換系數(shù)這樣的方式準(zhǔn)確地得到。因此，轉(zhuǎn)換器的結(jié)溫可以通過(guò)將所計(jì)算的轉(zhuǎn)換器和冷卻水之間的溫差值與轉(zhuǎn)換器的冷卻水的溫度值相加得到。有多種用于獲得轉(zhuǎn)換器冷卻水的溫度值的方法。冷卻水的溫度可通過(guò)在轉(zhuǎn)換器的冷卻通道中安裝溫度傳感器直接進(jìn)行測(cè)量，也可通過(guò)可輸出轉(zhuǎn)換器冷卻水的溫度值的各種地圖數(shù)據(jù)中得到。根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的示例性實(shí)施例，通過(guò)在轉(zhuǎn)換器的冷卻通道中安裝溫度傳感器從而直接獲得溫度的方法被用于最準(zhǔn)確地估算結(jié)溫。因此，估算結(jié)溫的方法可通過(guò)以下方式執(zhí)行：使用從電池100輸入至轉(zhuǎn)換器130的輸入電流110和輸入電壓120、從轉(zhuǎn)換器130輸出至逆變器150的輸出電壓140、以及所述轉(zhuǎn)換器的占空比和IGBT特征值來(lái)計(jì)算轉(zhuǎn)換器的IBGT功率損耗值，將計(jì)算所得的IGBT功率損耗值乘以轉(zhuǎn)換器的熱阻系數(shù)和轉(zhuǎn)換系數(shù)，并且將轉(zhuǎn)換器冷卻水的溫度值與上述乘積值相加。如上所述，轉(zhuǎn)換器的熱阻系數(shù)和轉(zhuǎn)換系數(shù)以及轉(zhuǎn)換器冷卻水的溫度值對(duì)應(yīng)于通過(guò)傳感器直接獲得的值或是通過(guò)使用器件的本征值獲得的值，并且因此在估算結(jié)溫中誤差發(fā)生率將更低。然而，盡管在計(jì)算轉(zhuǎn)換器的IGBT功率損耗值中，輸入電流110、輸入電壓120、以及轉(zhuǎn)換器的輸出電壓140可通過(guò)傳感器直接獲得，但所述IGBT功率損耗值可根據(jù)轉(zhuǎn)換器的占空比而改變。因此，IGBT功率損耗值可被認(rèn)為是在估算轉(zhuǎn)換器的結(jié)溫本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種估算車(chē)輛的轉(zhuǎn)換器的結(jié)溫的方法，其包括以下步驟：通過(guò)車(chē)輛控制器，使用電池和轉(zhuǎn)換器之間的輸入電流和輸入電壓、從所述轉(zhuǎn)換器輸出至逆變器的輸出電壓、以及所述轉(zhuǎn)換器的占空比和IGBT特征值，計(jì)算所述轉(zhuǎn)換器的IGBT功率損耗值。

【技術(shù)特征摘要】
2015.06.16 KR 10-2015-00854171.一種估算車(chē)輛的轉(zhuǎn)換器的結(jié)溫的方法，其包括以下步驟：通過(guò)車(chē)輛控制器，使用電池和轉(zhuǎn)換器之間的輸入電流和輸入電壓、從所述轉(zhuǎn)換器輸出至逆變器的輸出電壓、以及所述轉(zhuǎn)換器的占空比和IGBT特征值，計(jì)算所述轉(zhuǎn)換器的IGBT功率損耗值。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中當(dāng)輸入電流從所述電池正向流向所述轉(zhuǎn)換器時(shí)，所述轉(zhuǎn)換器的占空比被設(shè)置成第一占空比，并且當(dāng)輸入電流從所述轉(zhuǎn)換器反向流向所述電池時(shí)，所述轉(zhuǎn)換器的占空比被設(shè)置成第二占空比。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中當(dāng)輸入電流交替地從所述電池正向地流向所述轉(zhuǎn)換器以及從所述轉(zhuǎn)換器反向地流向所述電池時(shí)，所述轉(zhuǎn)換器的占空比被設(shè)置成第三占空比。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述第一占空比是大于所述第二占空比的值。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述第一占空比是大于所述第二占空比的值，并且所述第二占空比是大于所述第三占空比的值。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其還包括以下步驟：通過(guò)所述車(chē)輛控制器，通過(guò)將所述轉(zhuǎn)換器的熱阻系數(shù)和轉(zhuǎn)換系數(shù)乘以由所述車(chē)輛控制器獲得的IGBT功率損耗值、并且將所得乘積值與所述轉(zhuǎn)換器的冷卻水的溫度值相加，來(lái)估算所述轉(zhuǎn)換器的結(jié)溫。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述轉(zhuǎn)換器的...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：孫基鳳，郭憲領(lǐng)，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：現(xiàn)代自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：韓國(guó);KR