電機(jī)控制器及用于其的igbt的過(guò)溫保護(hù)方法、裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于電機(jī)控制器的IGBT(InsulatedGate Bipolar Transistor,絕緣柵雙極型晶體管)的過(guò)溫保護(hù)方法、裝置及電機(jī)控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]逆變器主要依靠IGBT的變流作用，實(shí)現(xiàn)直流電與交流電之間的轉(zhuǎn)換。而IGBT的損耗是影響IGBT壽命及工作可靠性的重要因素之一，主要原因是與其開關(guān)頻率以及運(yùn)行工況有關(guān)，如直流側(cè)電壓、交流輸出電流等都會(huì)直接導(dǎo)致IGBT損耗增大。
[0003]電動(dòng)汽車在運(yùn)行過(guò)程中，特定工況下(如剎車、加速等)，電動(dòng)汽車電機(jī)控制器中IGBT晶圓將快速升溫，甚至?xí)a(chǎn)生溫度突變，極易造成IGBT過(guò)溫?fù)p壞的后果。為此設(shè)計(jì)中需要增加一系列的IGBT保護(hù)措施，例如過(guò)溫保護(hù)、過(guò)流保護(hù)等。
[0004]目前，在電動(dòng)汽車領(lǐng)域中常用的IGBT過(guò)溫保護(hù)方法主要有以下兩種:
[0005]第一種是從硬件方面入手，將IGBT溫度采樣電路與外界電路構(gòu)成特定的溫度控制電路(如分壓電路)。當(dāng)IGBT溫度過(guò)熱，觸發(fā)控制電路工作或輸出狀態(tài)改變，從而控制驅(qū)動(dòng)電路停止運(yùn)行，起到IGBT保護(hù)作用。但是，此方案對(duì)IGBT溫度采樣電阻的精度及電路本身精度要求較高，可能會(huì)引起誤保護(hù)，同時(shí)溫度采樣會(huì)存在延時(shí)，實(shí)時(shí)性較差。
[0006]第二種是依靠溫度傳感器和溫度傳感電路，通過(guò)IGBT溫度采樣電路及DSP軟件策略，在檢測(cè)溫度超過(guò)限值后保護(hù)IGBT。當(dāng)溫度采樣值大于設(shè)定值時(shí)，觸發(fā)軟件保護(hù)，系統(tǒng)停止工作或降額運(yùn)行，起到保護(hù)IGBT的作用。但是，此方案對(duì)采樣電路實(shí)時(shí)性要求較高，IGBT溫度采樣電阻本身存在延時(shí)，當(dāng)電路延時(shí)較大時(shí)，會(huì)存在保護(hù)滯后，在溫度劇烈變化及溫度突變時(shí)，IGBT過(guò)溫?fù)p壞的風(fēng)險(xiǎn)較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的旨在至少在一定程度上解決上述的技術(shù)問(wèn)題之一。
[0008]為此，本發(fā)明的第一個(gè)目的在于提出一種用于電機(jī)控制器的IGBT的過(guò)溫保護(hù)方法。該方法實(shí)現(xiàn)了 IGBT晶圓溫度提前預(yù)估、提前控制，具有成本低、風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)小，保護(hù)作用明顯、適用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，大大降低了 IGBT過(guò)溫?fù)p壞的風(fēng)險(xiǎn)，提升了電機(jī)控制器的可靠性。
[0009]本發(fā)明的第二個(gè)目的在于提出一種用于電機(jī)控制器的IGBT的過(guò)溫保護(hù)裝置。
[0010]本發(fā)明的第三個(gè)目的在于提出一種電機(jī)控制器。
[0011]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面實(shí)施例的用于電機(jī)控制器的IGBT的過(guò)溫保護(hù)方法，包括:檢測(cè)所述電機(jī)控制器的當(dāng)前輸出電流信號(hào)和輸入到所述電機(jī)控制器的當(dāng)前整車輸入信號(hào)；根據(jù)所述當(dāng)前輸出電流信號(hào)和預(yù)先建立的IGBT溫升模型計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻的IGBT晶圓的溫升，并根據(jù)所述當(dāng)前時(shí)刻的IGBT晶圓的溫升計(jì)算所述當(dāng)前時(shí)刻的IGBT晶圓的溫度；根據(jù)所述當(dāng)前輸出電流信號(hào)和輸入到所述電機(jī)控制器的當(dāng)前整車輸入信號(hào)計(jì)算下一時(shí)刻的所述電機(jī)控制器的輸出電流信號(hào)，并根據(jù)所述下一時(shí)刻的所述電機(jī)控制器的輸出電流信號(hào)和所述IGBT溫升模型計(jì)算所述下一時(shí)刻的IGBT晶圓的溫升；根據(jù)所述下一時(shí)刻的IGBT晶圓的溫升和所述當(dāng)前時(shí)刻的IGBT晶圓的溫度計(jì)算所述下一時(shí)刻的IGBT晶圓的溫度；當(dāng)所述下一時(shí)刻的IGBT晶圓的溫度大于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，輸出過(guò)溫保護(hù)信號(hào)以使IGBT過(guò)溫保護(hù)電路進(jìn)行工作。
[0012]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于電機(jī)控制器的IGBT的過(guò)溫保護(hù)方法，通過(guò)采集電機(jī)控制器的當(dāng)前輸出電流信號(hào)、IGBT溫度信號(hào)、油門踏板信號(hào)、制動(dòng)踏板信號(hào)等，之后根據(jù)上述這些信號(hào)和預(yù)先建立的IGBT溫升模型推算出下一時(shí)刻的IGBT晶圓的溫度，并在該下一時(shí)刻的IGBT晶圓的溫度大于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，提前做出過(guò)溫保護(hù)動(dòng)作(如提前關(guān)斷IGBT模塊的電氣連接)，實(shí)現(xiàn)了 IGBT晶圓溫度提前預(yù)估、提前控制，解決了目前IGBT過(guò)溫保護(hù)領(lǐng)域普遍存在的滯后性的問(wèn)題，并且具有成本低、風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)小，保護(hù)作用明顯、適用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，大大降低了 IGBT過(guò)溫?fù)p壞的風(fēng)險(xiǎn)，提升了電機(jī)控制器的可靠性。
[0013]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第二方面實(shí)施例的用于電機(jī)控制器的IGBT的過(guò)溫保護(hù)裝置，包括:電流檢測(cè)模塊，所述電流檢測(cè)模塊用于檢測(cè)所述電機(jī)控制器的當(dāng)前輸出電流信號(hào)；采集模塊，所述采集模塊用于采集輸入到所述電機(jī)控制器的當(dāng)前整車輸入信號(hào)；IGBT過(guò)溫保護(hù)電路；控制芯片，所述控制芯片根據(jù)所述當(dāng)前輸出電流信號(hào)和預(yù)先建立的IGBT溫升模型計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻的IGBT晶圓的溫升，并根據(jù)所述當(dāng)前時(shí)刻的IGBT晶圓的溫升計(jì)算所述當(dāng)前時(shí)刻的IGBT晶圓的溫度，同時(shí)所述控制芯片根據(jù)所述當(dāng)前輸出電流信號(hào)和輸入到所述電機(jī)控制器的當(dāng)前整車輸入信號(hào)計(jì)算下一時(shí)刻的所述電機(jī)控制器的輸出電流信號(hào)，并根據(jù)所述下一時(shí)刻的所述電機(jī)控制器的輸出電流信號(hào)和所述IGBT溫升模型計(jì)算所述下一時(shí)刻的IGBT晶圓的溫升，以及所述控制芯片根據(jù)所述下一時(shí)刻的IGBT晶圓的溫升和所述當(dāng)前時(shí)刻的IGBT晶圓的溫度計(jì)算所述下一時(shí)刻的IGBT晶圓的溫度，并在所述下一時(shí)刻的IGBT晶圓的溫度大于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，所述控制芯片輸出過(guò)溫保護(hù)信號(hào)至所述IGBT過(guò)溫保護(hù)電路，以使所述IGBT過(guò)溫保護(hù)電路進(jìn)行工作。
[0014]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于電機(jī)控制器的IGBT的過(guò)溫保護(hù)裝置，通過(guò)采集電機(jī)控制器的當(dāng)前輸出電流信號(hào)、IGBT溫度信號(hào)、油門踏板信號(hào)、制動(dòng)踏板信號(hào)等，之后根據(jù)上述這些信號(hào)和預(yù)先建立的IGBT溫升模型推算出下一時(shí)刻的IGBT晶圓的溫度，并在該下一時(shí)刻的IGBT晶圓的溫度大于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，提前做出過(guò)溫保護(hù)動(dòng)作(如提前關(guān)斷IGBT模塊的電氣連接)，實(shí)現(xiàn)了 IGBT晶圓溫度提前預(yù)估、提前控制，解決了目前IGBT過(guò)溫保護(hù)領(lǐng)域普遍存在的滯后性的問(wèn)題，并且具有成本低、風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)小，保護(hù)作用明顯、適用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，大大降低了 IGBT過(guò)溫?fù)p壞的風(fēng)險(xiǎn)，提升了電機(jī)控制器的可靠性。
[0015]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第三方面實(shí)施例的電機(jī)控制器，包括本發(fā)明第二方面實(shí)施例的IGBT的過(guò)溫保護(hù)裝置。
[0016]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電機(jī)控制器，通過(guò)采集電機(jī)控制器的當(dāng)前輸出電流信號(hào)、IGBT溫度信號(hào)、油門踏板信號(hào)、制動(dòng)踏板信號(hào)等，之后根據(jù)上述這些信號(hào)和預(yù)先建立的IGBT溫升模型推算出下一時(shí)刻的IGBT晶圓的溫度，并在該下一時(shí)刻的IGBT晶圓的溫度大于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，提前做出過(guò)溫保護(hù)動(dòng)作(如提前關(guān)斷IGBT模塊的電氣連接)，實(shí)現(xiàn)了 IGBT晶圓溫度提前預(yù)估、提前控制，解決了目前IGBT過(guò)溫保護(hù)領(lǐng)域普遍存在的滯后性的問(wèn)題，并且具有成本低、風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)小，保護(hù)作用明顯、適用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，大大降低了 IGBT過(guò)溫?fù)p壞的風(fēng)險(xiǎn)，提升了電機(jī)控制器的可靠性。
[0017]本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【附圖說(shuō)明】
[0018]本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中，
[0019]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于電機(jī)控制器的IGBT的過(guò)溫保護(hù)方法的流程圖；
[0020]圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于電機(jī)控制器的IGBT的過(guò)溫保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0021]圖3是根據(jù)本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例的用于電機(jī)控制器的IGBT的過(guò)溫保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；以及
[0022]圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的IGBT過(guò)溫檢測(cè)系統(tǒng)硬件電路的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0024]目前電動(dòng)汽車市場(chǎng)上所用的IGBT過(guò)溫保護(hù)方案，主要存在的問(wèn)題為滯后性，即不能實(shí)現(xiàn)IGBT溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)控、實(shí)時(shí)保護(hù)。其次，對(duì)于硬件電路要求較高，誤保護(hù)風(fēng)險(xiǎn)高。
[0025]然而，導(dǎo)致滯后性的根本原因在于溫度傳