[发明专利]电动汽车控制器中功率元件IGBT结温的估算方法

摘要

本发明公开了一种电动汽车控制器中功率元件IGBT结温的估算方法，本方法根据功率元件IGBT的参数手册，得到IGBT结温与IGBT导通压降V_ce的关系，再通过IGBT固定损耗得到V_ce与热敏电阻温度T_ntc的关系，将其转换为IGBT结温与热敏电阻温度的对应关系，最终提取功率元件IGBT和二极管结到热敏电阻的热阻模型Z_i,j‑ntc和Z_d,j‑ntc，检测电流及直流母线电压，判断是功率元件IGBT还是二极管导通，并计算总损耗p_avg；实时采样热敏电阻的温度T_ntc，得到功率元件IGBT结温T_j。本方法克服传统IGBT结温估算的缺陷，提取IGBT内部芯片与其内部热敏电阻之间的热阻抗模型，有效估算IGBT结温，具有良好的动态特性及准确性，确保控制器的可靠性。

主权项

1.一种电动汽车控制器中功率元件IGBT结温的估算方法，其特征在于本方法包括如下步骤：步骤一、根据功率元件IGBT的参数手册，得到IGBT结温与IGBT导通压降V_ce的关系，再通过IGBT固定损耗得到V_ce与热敏电阻温度T_ntc的关系，将其转换为IGBT结温与热敏电阻温度的对应关系，最终提取功率元件IGBT和二极管结到热敏电阻的热阻模型Z_i,j‑ntc和Z_d,j‑ntc，其表达式为：τ_in＝R_in×C_inτ_dn＝R_dn×C_dn其中：τ_in为时间常数、R_in为热阻、C_in为热容、τ_dn为二极管热阻抗时间常数、R_dn为二极管热阻、C_dn为二极管热容、Z_d,j‑ntc为二极管结到热敏电阻的热阻抗、Z_i,j‑ntc为IGBT结到热敏电阻的热阻抗、n为常数1到3、t为运行时间；步骤二、检测输出电流及直流母线电压，判断是功率元件IGBT还是二极管导通产生损耗，并计算导通损耗p_con和开关损耗p_sw，P_CON＝V_ce×I_C×DP_SW＝F_SW×(E_on+E_off)其中：I_c为输出电流、D为占空比、E_on和E_off分别为功率元件IGBT的开通功耗和关断功耗、F_sw为开关损耗；则总损耗P_avg＝P_CON+P_SW；步骤三、实时采样热敏电阻的温度T_ntc，得到功率元件IGBT结温表达式：T_j＝T_ntc+P_avg×Z_j‑ntc其中：T_j为IGBT结温、T_ntc为热敏电阻温度、Z_j‑ntc为IGBT结到热敏电阻的热阻抗。