用于估計壽命消耗的方法技術

一種用于估計與電動馬達一起使用的電子部件的壽命消耗的方法，所述方法包括識別所述電動馬達的操作驅動周期的開始；在所述操作驅動周期期間測量所述電子部件的操作參數，其中在所述操作驅動周期的時間段期間識別所述操作參數的所述測量值的方向變化；識別所述操作參數的測量值的方向變化是否對應于最大值或最小值，其中如果所述操作參數的測量值的方向變化對應于最大值，則將所述最大值置于第一緩沖器中，并且如果所述操作參數的測量值對應于最小值，則將所述最小值置于第二緩沖器中，其中當識別每個最大值或最小值時，將相應值分別與存儲在所述第一緩沖器和第二緩沖器中的先前的最大值和/或最小值進行比較，以識別所述電子部件的全負載周期或半負載周期，其中對于每個識別的全負載周期和半負載周期，從相應緩沖器中移除用于識別所述全負載周期和/或半負載周期的所存儲的最大值和/或最小值，識別所述電動馬達的操作驅動周期的結束，其中在識別所述驅動周期的結束之后，確定最終操作參數值，并且結合保留在相應的第一緩沖器和第二緩沖器中的最大值和最小值來識別所述電子部件的任何剩余全負載周期和/或半負載周期；基于在所述操作驅動周期期間識別的并且在所述操作驅動周期已經完成之后基于所確定的最終操作參數值識別的全負載周期和半負載周期來估計所述電子部件的與所述操作驅動周期相關聯的壽命消耗值。的壽命消耗值。的壽命消耗值。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】用于估計壽命消耗的方法


[0001]本專利技術涉及一種用于估計壽命消耗的方法，特別是一種用于估計用于車輛應用的半導體器件的壽命消耗的方法。

技術介紹

[0002]隨著對環境友好型車輛的興趣增加，對使用電動馬達為電動車輛提供驅動扭矩的興趣也相應增加。
[0003]電動馬達基于如下原理工作，即當存在磁場時載流導線將受到力。當載流導線垂直于磁場放置時，載流導線上的力與磁場的通量密度成比例。通常，在電動馬達中，載流導線上的力形成為旋轉扭矩。
[0004]已知類型的電動馬達的示例包括感應馬達、無刷永磁馬達、開關磁阻馬達和同步滑環馬達，其具有轉子和定子，如本領域技術人員所公知的。
[0005]通常，例如可以包括逆變器的功率電子系統用于控制電動馬達內的電流，從而控制電動馬達產生驅動扭矩。然而，電動馬達的操作能夠將熱機械效應施加在功率電子系統內的半導體器件上，其中由于功率電子系統內部的材料的熱膨脹系數和機械剛度的差異，產生可引起疲勞和功能失效的熱變形(即熱負荷)。
[0006]然而，作為電動車輛的不可預測的工作環境和復雜且不規則的操作狀況的結果，功率電子系統內的半導體器件的溫度分布/負載狀況通常是可變的且不可預測的。
[0007]為了有效地評估累積疲勞損傷，在經受隨機和復雜負載狀況的應用中已經使用了不同的周期計數算法，諸如水平交叉計數、簡單范圍計數、峰值計數和雨流計數等。這些計數方法在數據分析中特別有用，因為變化負載的譜可以被分組為一組簡單的均勻數據直方圖，這允許應用Miner規則來進行疲勞壽命評估。
[0008]基于測量的熱數據，可以數值地評估由功率電子系統內的半導體器件上的負載分布引起的對應疲勞損傷，以預測功率電子系統的剩余壽命。
[0009]在不同的周期計數算法中，由T.Endo和M.Matsuishi在1968年開發的雨流計數方法已經廣泛用于可靠性分析，其中雨流計數使用了用于將局部最小值和最大值配對以產生等效負載周期的規則。
[0010]通常，貫穿一整個周期連續監測所有熱相關數據，例如環境、冷卻劑和半導體結溫度等，并將其記錄在存儲設備中。然而，由于將局部最小值和最大值配對以產生等效負載周期的需要，通常僅在電動馬達的驅動周期結束時才能執行局部最小值和最大值的識別。因此，只在整個負載周期之后才能更新相應的壽命消耗或剩余壽命。
[0011]然而，使用這種方法的缺點在于，第一，需要大容量數據存儲設備來記錄整個驅動周期的數據，第二，僅在每個周期完成之后才能刷新壽命預測。
[0012]為了解決這些問題，已經提出了另一種技術，其利用了一種堆棧實現，其中通過遞歸算法將連續的極值與先前值進行比較，以識別由在驅動周期期間發生的熱機械應力引起的半導體器件上的負載分布的等效的全周期和半周期。該方法能夠提供具有較小數據存儲
需求的實時壽命消耗估計。然而，由于不完整數據導致的最大/最小值未被計數，該技術可能導致壽命消耗估計中的誤差。
[0013]希望改善這種情況。

技術實現思路

[0014]根據本專利技術的一個方面，提供了一種根據所附權利要求的用于估計與電動馬達一起使用的電子部件的壽命消耗的方法和設備。
[0015]本專利技術提供了允許連續監測半導體器件的最大/最小溫度值以允許以并行方式確定周期內熱損傷和周期后損傷的優點，從而允許具有實時監測能力的更高的精度。另外，可以減少用于存儲測量的熱/負載數據的硬件存儲設備。
附圖說明
[0016]現在將通過示例的方式參考附圖描述本專利技術，其中：
[0017]圖1示出了根據本專利技術的實施例的驅動裝置的來自第一視角的分解圖；
[0018]圖2示出了根據本專利技術的實施例的驅動裝置的來自第二視角的分解圖；
[0019]圖3示出了根據本專利技術的實施例的控制裝置；
[0020]圖4示出了根據本專利技術的實施例的壽命消耗估計系統；
[0021]圖5示出了由根據本專利技術的實施例的壽命消耗估計系統執行的典型壽命消耗估計。
具體實施方式
[0022]所描述的本專利技術的實施例是一種估計與電動馬達一起使用的電子部件的壽命消耗的方法。為了本實施例的目的，電動馬達用于車輛的車輪中，其中電動馬達包括集成功率模塊，該集成功率模塊具有用于控制電動馬達中的電流的逆變器。優選地，所述馬達用于為車輛提供驅動。然而，電動馬達可以用于任何目的，并且當位于車輛中時可以位于車輛內的任何地方。該馬達是具有一組線圈的類型，該一組線圈是用于連接到車輛的定子的一部分，被承載用于連接到車輪的一組磁體的轉子徑向圍繞。為了避免疑義，本專利技術的各個方面同樣適用于具有相同布置的發電機。因此，電動馬達的定義旨在包括發電機。
[0023]為了本實施例的目的，如圖1所示，輪內電動馬達包括定子252，該定子包括散熱器253、多個線圈254和安裝在定子的后部中用于驅動線圈的電子模塊255。線圈254形成在定子齒疊片結構上以形成線圈繞組，如下所述。定子蓋256安裝在定子252的后部上，包圍電子模塊255以形成定子252，該定子然后可固定到車輛上并且在使用期間相對于車輛不旋轉。
[0024]電子模塊255包括兩個控制裝置400，其中每個控制裝置400包括兩個逆變器410和控制邏輯420，在本實施例中，控制邏輯包括處理器，用于控制兩個逆變器410的操作，如圖3所示。盡管在本實施例中，電子模塊255包括兩個控制裝置，但是同樣，電子模塊255可以包括單個控制裝置或多于兩個控制裝置。
[0025]轉子240包括前部220和形成蓋的圓柱形部分221，該圓柱形部分221基本上圍繞定子252。轉子包括圍繞圓柱形部分221的內側布置的多個永磁體242。為了本實施例的目的，32個磁體對安裝在圓柱形部分221的內側上。然而，可以使用任何數量的磁體對。
[0026]磁體非常接近定子252上的線圈繞組，使得由線圈產生的磁場與圍繞轉子240的圓柱形部分221的內側布置的磁體242相互作用，以使轉子240旋轉。由于永磁體242用于產生驅動扭矩以驅動電動馬達，因此永磁體通常被稱為驅動磁體。
[0027]轉子240通過軸承座223附接到定子252。軸承座223可以是標準軸承座，如在該電動馬達組件將被裝配到的車輛中所使用的那樣。軸承座包括兩個部分，第一部分固定到定子，第二部分固定到轉子。軸承座固定到定子252的壁的中心部分253，并且還固定到轉子240的殼體壁220的中心部分225。轉子240因此在轉子240的中心部分225處經由軸承座223旋轉地固定到車輛上，轉子將與車輛一起使用。這具有的優點在于，然后可以在中心部分225處使用正常的車輪螺栓將輪輞和輪胎固定到轉子240，以將輪輞固定到轉子的中心部分，并且因此牢固地固定到軸承座223的可旋轉側上。車輪螺栓可以穿過轉子的中心部分225裝配到軸承座本身中。由于轉子240和車輪都安裝在軸承座223上，所以轉子和車輪的旋轉角度之間存在一一對應關系。
[0028]圖2示出了從相對側觀察的與圖1相同的組件的分本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】1.一種用于估計與電動馬達一起使用的電子部件的壽命消耗的方法，所述方法包括識別所述電動馬達的操作驅動周期的開始；在所述操作驅動周期期間測量所述電子部件的操作參數，其中在所述操作驅動周期的時間段期間識別所述操作參數的測量值的方向變化；識別所述操作參數的所述測量值的方向變化是否對應于最大值或最小值，其中如果所述操作參數的所述測量值的方向變化對應于最大值，則將所述最大值置于第一緩沖器中，并且如果所述操作參數的測量值對應于最小值，則將所述最小值置于第二緩沖器中，其中當識別出每個最大值或最小值時，將相應值分別與存儲在所述第一緩沖器和所述第二緩沖器中的先前的最大值和/或最小值進行比較，以識別所述電子部件的全負載周期或半負載周期，其中對于每個識別的全負載周期和半負載周期，從相應緩沖器中移除用于識別所述全負載周期和/或所述半負載周期的所存儲的最大值和/或最小值，識別所述電動馬達的所述操作驅動周期的結束，其中在識別所述驅動周期的結束之后，確定最終操作參數值，并且結合保留在相應的第一緩沖器和第二緩沖器中的最大值和最小值來識別所述電子部件的任何剩余全負載周期和/或半負載周期；基于在所述操作驅動周期期間識別的以及在所述操作驅動周期已經完成之后基于所確定的最終操作參數值識別的全負載周期和半負載周期，估計所述電子部...

【專利技術屬性】
技術研發人員：喬，
申請(專利權)人：普羅蒂恩電子有限公司，
類型：發明
國別省市：