[发明专利]基于场路耦合的DAB可靠性评估方法、装置及设备

权利要求书

1.一种基于场路耦合的DAB可靠性评估方法，其特征在于，包括：

基于DAB中IGBT模块的物理模型建立DAB电路仿真模型，通过电路仿真计算IGBT模块功耗；

基于IGBT模块的几何尺寸建立IGBT模块温度场有限元模型，通过有限元仿真计算IGBT模块结温；

使用场路耦合的方法，求解得到IGBT模块结温信息；

根据所述IGBT模块结温信息，计算得到IGBT模块可靠性参数；

根据所述IGBT模块可靠性参数，评估DAB的可靠性。

2.根据权利要求1所述的基于场路耦合的DAB可靠性评估方法，其特征在于，所述基于DAB中IGBT模块的物理模型建立DAB电路仿真模型，包括：

基于DAB中IGBT模块的物理结构，建立IGBT模块物理模型；

基于所述IGBT模块物理模型，建立DAB电路仿真模型。

3.根据权利要求2所述的基于场路耦合的DAB可靠性评估方法，其特征在于，所述基于DAB中IGBT模块的物理结构，建立IGBT模块物理模型，包括：

基于DAB中IGBT模块的IGBT芯片结构，建立IGBT芯片分析坐标系和IGBT芯片电路等效模型；其中，所述IGBT芯片为场终止型IGBT芯片；

基于所述IGBT芯片分析坐标系和所述IGBT芯片电路等效模型，分别计算得到所述IGBT芯片的电子电流和空穴电流，并建立IGBT模块瞬态模型和IGBT模块通态模型。

4.根据权利要求3所述的基于场路耦合的DAB可靠性评估方法，其特征在于，所述通过电路仿真计算IGBT模块功耗，包括：

基于所述IGBT模块瞬态模型和所述IGBT模块通态模型，通过电路仿真计算所述IGBT模块的电压和电流；

对所述IGBT模块的电压和电流的乘积进行积分，得到所述IGBT模块功耗。

5.根据权利要求1所述的基于场路耦合的DAB可靠性评估方法，其特征在于，所述基于IGBT模块的几何尺寸建立IGBT模块温度场有限元模型，包括：

基于IGBT模块的几何尺寸，建立IGBT模块三维模型；

对所述IGBT模块三维模型进行网格划分，并设置IGBT模块的材料属性和边界条件，建立IGBT模块温度场有限元模型。

6.根据权利要求1所述的基于场路耦合的DAB可靠性评估方法，其特征在于，所述使用场路耦合的方法，求解得到IGBT模块结温信息，包括：

分别将电路仿真计算得到的IGBT模块功耗代入到IGBT模块结温的有限元仿真计算中以及将有限元仿真计算得到的IGBT模块结温代入到IGBT模块功耗的电路仿真计算中，完成电路和温度场的场路耦合；

使用反复迭代计算的方法，求解得到IGBT模块结温信息。

7.根据权利要求1所述的基于场路耦合的DAB可靠性评估方法，其特征在于，所述根据所述IGBT模块结温信息，计算得到IGBT模块可靠性参数，包括：

根据所述IGBT模块结温信息，通过IGBT模块幂律模型计算得到IGBT模块使用寿命；

根据所述IGBT模块使用寿命，通过IGBT模块可靠性计算模型计算得到IGBT模块可靠性参数。

8.根据权利要求7所述的基于场路耦合的DAB可靠性评估方法，其特征在于，所述IGBT模块幂律模型的表达式为：

式中，代表IGBT模块使用寿命，C₁和C₂代表拟合常数，△T_j代表IGBT模块结温波动，T_m代表IGBT模块平均结温，Q代表活化能系数，R代表气体常数；

所述IGBT模块可靠性计算模型的表达式为：

式中，λ_IGBT代表IGBT模块可靠性参数，R代表温度。