[發明專利]電機控制器及用于其的IGBT的過溫保護方法、裝置

有效

• 申請號: 201410371492.5
• 申請日: 2014-07-30
• 公開（公告）號: CN105329105B
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發明（設計）人: 楊廣明;喻軼龍;李輝
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: B60L3/00
• 分類號: B60L3/00;B60L15/20
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙)11201
• 代理人: 張大威

技術領域

本發明涉及電動汽車技術領域，尤其涉及一種用于電機控制器的IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管)的過溫保護方法、裝置及電機控制器。

背景技術

逆變器主要依靠IGBT的變流作用，實現直流電與交流電之間的轉換。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頻率以及運行工況有關，如直流側電壓、交流輸出電流等都會直接導致IGBT損耗增大。

電動汽車在運行過程中，特定工況下(如剎車、加速等)，電動汽車電機控制器中IGBT晶圓將快速升溫，甚至會產生溫度突變，極易造成IGBT過溫損壞的后果。為此設計中需要增加一系列的IGBT保護措施，例如過溫保護、過流保護等。

目前，在電動汽車領域中常用的IGBT過溫保護方法主要有以下兩種：

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成特定的溫度控制電路(如分壓電路)。當IGBT溫度過熱，觸發控制電路工作或輸出狀態改變，從而控制驅動電路停止運行，起到IGBT保護作用。但是，此方案對IGBT溫度采樣電阻的精度及電路本身精度要求較高，可能會引起誤保護，同時溫度采樣會存在延時，實時性較差。

第二種是依靠溫度傳感器和溫度傳感電路，通過IGBT溫度采樣電路及DSP軟件策略，在檢測溫度超過限值后保護IGBT。當溫度采樣值大于設定值時，觸發軟件保護，系統停止工作或降額運行，起到保護IGBT的作用。但是，此方案對采樣電路實時性要求較高，IGBT溫度采樣電阻本身存在延時，當電路延時較大時，會存在保護滯后，在溫度劇烈變化及溫度突變時，IGBT過溫損壞的風險較高。

發明內容

本發明的目的旨在至少在一定程度上解決上述的技術問題之一。

為此，本發明的第一個目的在于提出一種用于電機控制器的IGBT的過溫保護方法。該方法實現了IGBT晶圓溫度提前預估、提前控制，具有成本低、風險系數小，保護作用明顯、適用性強等優點，大大降低了IGBT過溫損壞的風險，提升了電機控制器的可靠性。

本發明的第二個目的在于提出一種用于電機控制器的IGBT的過溫保護裝置。

本發明的第三個目的在于提出一種電機控制器。

為了實現上述目的，本發明第一方面實施例的用于電機控制器的IGBT的過溫保護方法，包括：檢測所述電機控制器的當前輸出電流信號和輸入到所述電機控制器的當前整車輸入信號；根據所述當前輸出電流信號和預先建立的IGBT溫升模型計算當前時刻的IGBT晶圓的溫升，并根據所述當前時刻的IGBT晶圓的溫升計算所述當前時刻的IGBT晶圓的溫度；根據所述當前輸出電流信號和輸入到所述電機控制器的當前整車輸入信號計算下一時刻的所述電機控制器的輸出電流信號，并根據所述下一時刻的所述電機控制器的輸出電流信號和所述IGBT溫升模型計算所述下一時刻的IGBT晶圓的溫升；根據所述下一時刻的IGBT晶圓的溫升和所述當前時刻的IGBT晶圓的溫度計算所述下一時刻的IGBT晶圓的溫度；當所述下一時刻的IGBT晶圓的溫度大于預設溫度時，輸出過溫保護信號以使IGBT過溫保護電路進行工作。

根據本發明實施例的用于電機控制器的IGBT的過溫保護方法，通過采集電機控制器的當前輸出電流信號、IGBT溫度信號、油門踏板信號、制動踏板信號等，之后根據上述這些信號和預先建立的IGBT溫升模型推算出下一時刻的IGBT晶圓的溫度，并在該下一時刻的IGBT晶圓的溫度大于預設溫度時，提前做出過溫保護動作(如提前關斷IGBT模塊的電氣連接)，實現了IGBT晶圓溫度提前預估、提前控制，解決了目前IGBT過溫保護領域普遍存在的滯后性的問題，并且具有成本低、風險系數小，保護作用明顯、適用性強等優點，大大降低了IGBT過溫損壞的風險，提升了電機控制器的可靠性。