[發明專利]對絕緣柵雙極型晶體管模塊的結溫進行在線估算的方法及模塊

有效

• 申請號: 201811348746.6
• 申請日: 2018-11-13
• 公開（公告）號: CN109490739B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 李中兵;陳涵;王凱;蘇謝祖;張政
• 申請（專利權）人: 上海蔚來汽車有限公司
• 主分類號: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26
• 代理公司: 北京瀚仁知識產權代理事務所(普通合伙) 11482
• 代理人: 宋寶庫;吳曉芬

1.一種對絕緣柵雙極型晶體管模塊的結溫進行在線估算的方法，該絕緣柵雙極型晶體管模塊包含電性連接的絕緣柵雙極型晶體管及二極管，該方法包括：

確定該絕緣柵雙極型晶體管的第一功率，以及確定該二極管的第二功率；

基于該第一功率計算該絕緣柵雙極型晶體管的第一結溫，以及基于該第二功率計算該二極管的第二結溫；

基于冷卻水流量模型對所述第一結溫與第二結溫分別進行修正，獲得修正后的第一結溫與修正后的第二結溫，其中，所述冷卻水流量模型是基于所述冷卻水流量和熱負荷的關系而建立的，所述冷卻水指的是對該絕緣雙極型晶體管模塊進行冷卻的冷卻水；以及

將修正后的第一結溫與修正后的第二結溫中的較高者作為該絕緣柵雙極型晶體管模塊的結溫；

所述修正后的第一結溫與修正后的第二結溫分別如下式(15)和(16)所示：

θ_IGBT(k)＝θ_NTC(k)+Δθ_IGBT,cor(k) (15)

θ_Diode(k)＝θ_NTC(k)+Δθ_Diode,cor(k) (16)

其中，θ_IGBT(k)是所述修正后的第一結溫，θ_Diode(k)是所述修正后的第二結溫，Δθ_{IGBT，cor}(k)是絕緣柵雙極型晶體管相對于溫度感測器的溫度差，Δθ_{Diode，cor}(k)是二極管相對于溫度感測器的溫度差，并且Δθ_IGBT是絕緣柵雙極型晶體管相對于溫度感測器的溫度差的實際值，Δθ_Diode(k)是二極管相對于溫度感測器的溫度差的實際值；g_IGBT和g_Diode分別是絕緣柵雙極型晶體管和二極管的修正系數；G_real和G_base分別是冷卻水的實際水流量和基本水流量。

2.如權利要求1所述的對絕緣柵雙極型晶體管模塊的結溫進行在線估算的方法，其中，所述絕緣柵雙極型晶體管的第一功率為導通損耗與開關損耗的和，該導通損耗根據如下公式(2)確定，而該開關損耗根據如下公式(3)確定：

公式(2)中，m為調制比，為功率因數，為通過IGBT模塊的電流幅值，U_ce為IGBT的導通飽和壓降，R_CE為IGBT的導通等效電阻，U_ce和R_CE可通過IGBT數據手冊查得；

公式(3)中，ζ_IGBT為PWM頻率對IGBT的修正系數，隨PWM頻率的增加而增大，f_PWM為PWM開關頻率，E_on,IGBT(U_n,I_n)與E_on,IGBT(U_n,I_n)分別為IGBT單次導通與關斷瞬間的開關損耗，U_DC為母線電壓，U_n與I_n分別為IGBT數據手冊給定的標稱母線電壓與電流值，ku，ki為開關損耗的電壓、電流指數，可根據IGBT數據手冊的推薦取值，一般在1～1.5之間。