[发明专利]一种电动汽车IGBT功率模块过热及功率循环控制方法

权利要求书

1.一种电动汽车IGBT功率模块过热及功率循环控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、分析电动汽车IGBT功率模块热故障参数，通过调节开关频率和输出电流两个变量，控制功率损耗的幅度，调节IGBT功率模块内部的温度，进而对IGBT功率模块进行过热控制；

步骤2、对IGBT功率模块进行高功率循环和低功率循环控制。

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车IGBT功率模块过热及功率循环控制方法，其特征在于：所述步骤1的具体步骤方法为：

(1)对控制区域进行定义，第一组区域包含正常运行区域，过热区域和关断区域，第一组区域集合基于平均运行温度T_m以保护模块免受过热故障；第二组区域包含高功率循环区域和低功率循环区域，第二组区域集基于测量结温ΔT_j的变化，以保护模块免受功率循环故障的影响；

其中，在正常运行区域，电流阀值设为额定电流的1.8倍，开关频率设为额定值15kHz；

(2)过热区域定义为模块温度超过额定工作温度的区域，设计两个比例积分PI调节器，如式(1)和式(1)所示，以降低开关频率和电流，并防止结温升高到115℃以上：取开关频率控制器和电流阀值控制器之间很小的温差值作为控制变量，如式(3)所示，一方面降低开关频率，另一方面减少输出电流对负载的影响：

其中，表示开关频率值，I_lim表示开关电流值，K_a和K_ia为比例积分系数，表示平均结温值，ΔT_j表示测量结温值；

(3)关断区域设计用于保护驱动器免受极端运行条件导致的过热情况的影响，当达到最小开关频率和最小电流阀值并且测量温度超过125℃时关断驱动器输出。

3.根据权利要求1所述的一种电动汽车IGBT功率模块过热及功率循环控制方法，其特征在于：所述步骤2的具体方法为：

(1)当测量结温值超出设定值+15℃时，高功率循环控制器将启动，电流阀值下限根据驱动器的最低可接受性能设置；

(2)当测量结温值的负偏差值低于-15℃，会在负载需求减少时激活低功率循环区域，开关频率的调节由PI控制回路实现；

(3)在实施功率循环控制期间，综合考虑ΔT_j对负载周期的依赖性和与平均结温有关的计算限制，将功率循环控制分为两部分，通过控制相对于平均结温值的结温来完成快速动态调节，在动态调节期间，时间差值和瞬时功率循环温差均受到负载变化的控制。

4.根据权利要求3所述的一种电动汽车IGBT功率模块过热及功率循环控制方法，其特征在于：在步骤2的第(3)步增加滤波器环节，对应公式(4)所示，在+15℃和-15℃之间调节，对应ΔT_j为30℃：