[發明專利]用于使用熱等效電路的電機的溫度計算系統

有效

• 申請號: 201710611744.0
• 申請日: 2017-07-25
• 公開（公告）號: CN108233827B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 辛瑛振;文相勛;蔡雄燦;曺炯俊;金廷式
• 申請（專利權）人: 現代自動車株式會社;起亞自動車株式會社
• 主分類號: H02P29/60
• 分類號: H02P29/60
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;王錦陽

一種用于使用熱等效電路的電機的溫度計算系統，其中，軛部設置為固定于電機的殼體的內圓周表面，冷卻劑在其中流動的冷卻劑室沿圓周方向在殼體中形成，并且使用包括熱阻抗系數和溫度的熱等效電路。通過使用殼體的平均溫度和預設的等式來計算在殼體的冷卻劑室中流動的冷卻劑的吸熱量。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2016年12月12日在韓國知識產權局所提出的韓國專利申請第10-2016-0168882號的優先權和權益，并通過引用將其全文納入本文。

技術領域

本發明涉及一種用于電機的溫度計算系統。

背景技術

在電子裝置中，將會舉例描述內置式永磁同步電機(interior permanent magnetsynchronous motor，IPMSM)，并會將其稱為電機。

由于IPMSM同時具有由永磁體和電樞電流所引起的磁性扭矩分量和由d-q軸電感差而引起的磁阻扭矩分量，所以其每單位體積可以獲得高扭矩。

但是，根據IPMSM的驅動特性，在高速區域中會發生過度的鐵損，并且由于需要大輸入電流來控制高輸出，因此會發生銅損。熱源中發生這樣的事件會導致電機的溫度上升的缺點。不利的是，電機的上升的溫度不僅影響電機的壽命，而且還會影響在高溫下具有退磁特性的基于稀土的永磁體的特性。

因此，當設計電機時，應當首先考慮電機的溫度特性。

為此，推薦了各種的熱分析技術，例如，使用集總參數法的熱等效電路網絡法、使用有限元法和有限差分法的分布參數法等。

這些方法中，為了計算電機的熱性能，通常使用有限元法和有限差分法。

但是，使用有限元法和有限差分法的熱分析由于必須劃分元并且計算矩陣以分析復雜的區域，因此會耗費較長時間。

換言之，存在難以應用至電機的整個形狀區域的問題。

公開于該背景技術部分的上述信息僅僅旨在加深對本發明背景技術的理解，因此其可以包含的信息并不構成在本國已為本領域技術人員所公知的現有技術。

發明內容

考慮到上述問題，需要這一種方法：通過該方法，熱分析相對簡單，并且相比于分布式參數方法，該方法可以容易地確認電機的各個部分處的整體溫度分布。本發明致力于提供一種用于使用熱等效電路的電機的溫度計算系統，其在考慮到對流和傳導現象的情況下配置最優元件。相比于傳統的熱分析方法，該方法的優點在于縮短了熱分析時間，并且還應用于各種分析情況。溫度計算系統使用熱等效電路，所述熱等效電路可以根據用于車輛的驅動電機的驅動情況來計算每個零件的溫度，并且可以根據驅動電機的溫度來保護零件。

本發明的一個實施方案提供了一種用于使用熱等效電路的電機的溫度計算系統。在該系統中，軛部設置為固定于殼體的內圓周表面，所述殼體形成電機的外觀。冷卻劑在其中流動的冷卻劑室沿圓周方向而形成于殼體中。使用了包括熱阻抗系數和溫度的熱等效電路，并且通過使用殼體的平均溫度和預設的等式來計算在吸熱反應中由冷卻劑吸收的熱量(也即，在殼體的冷卻劑室中流動的冷卻劑的吸熱量)。

通過使用軛部的外周表面的溫度、殼體和軛部之間的接觸熱阻抗、以及殼體的傳導阻抗，并且通過使用殼體外部的空氣的溫度、對流阻抗和殼體的傳導阻抗，可以計算殼體的內側的溫度。可以通過使用殼體的內側的溫度和補償阻抗來計算殼體的平均溫度。

可以將冷卻劑的吸熱量轉換為電流值，并且該電流值可以用作用于控制輸入至電機的功率的因素。

預設的等式可以配置為，通過使用在冷卻劑室中流動的冷卻劑的質量流速、冷卻劑的比熱、冷卻劑的流入溫度、殼體的平均溫度、冷卻劑的對流系數、以及冷卻劑的接觸表面積來計算吸熱量。