[發明專利]一種新能源電機模擬器功率模塊溫度故障診斷系統及方法

在審

• 申請號: 202210808913.0
• 申請日: 2022-07-11
• 公開（公告）號: CN115343614A
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 吉增祥;馬國忠;林明晶;曹艷龍;李春峰;鄭吉彪;李洪東;劉輝;宋思鐸
• 申請（專利權）人: 中國第一汽車股份有限公司
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34;G01R21/00
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 高原

新能源電機模擬器功率模塊溫度故障診斷系統和方法，涉及電機模擬器診斷技術領域，解決了現有功率模塊溫度故障分析診斷困難的問題，可應用于新能源逆變器總成開發試驗中對電機模擬器功率模塊的故障診斷中。所述系統包括溫度傳感器、快插式熱電偶延長線、多路溫度采集模塊、上位機控制器以及報警信息提示模塊；溫度傳感器設于熱交換器的冷卻出口上端，快插式熱電偶延長線從溫度傳感器上引出，接入多路溫度采集模塊，上位機控制器用于采集臺架的轉速、扭矩和電機模擬器實際功率數據，并將采集的數據生成趨勢曲線和數據庫，進行計算并與實際溫度的對比，產生功率模塊運行狀態分析，并將運行狀態發送至報警信息提示模塊，實現溫度故障診斷和提示。

技術領域

本發明涉及電機模擬器診斷技術領域，具體涉及一種新能源電機模擬器功率模塊溫度故障診斷技術。

背景技術

隨著新能源汽車的快速發展，新能源試驗、驗證臺架的更新迭代越來越快。而新能源逆變器總成試驗臺是可完成逆變器總成性能、可靠性、功能安全測試及評價，并可實現極限工況強化考核、失效模式控制策略開發等功能的臺架。電機模擬器作為臺架的一部分，承擔著在電機逆變器總成運行試驗過程中，將電機模型的功率在線模擬實際電機消耗的功能。其中在功率模擬部分，由16個功率單元組成，每個功率單元內包含有3個功率模塊，功率模塊主要由多個高速IGBT組成。高速IGBT體積小、數量多、功耗大，在運行控制的過程中需要高熱流密度散熱，需要冷卻液通過散熱器將產生的熱量及時帶走。

在試驗運行過程中，電機模擬器經常發生運行溫度異常報警，造成臺架長時間故障停機。原有臺架系統只有電機模擬器的最高溫度保護，只要有一個功率模塊報警，整個臺架就會停機，并且沒有具體的報警指示，是哪個模塊、哪個單元出現故障并不清楚，每次排查故障都需要花費很長時間，而直接更換故障電機模擬器功率模塊的成本又極高，造成故障分析和維修診斷非常困難。對此，現階段還沒有有效、便捷的方法。

發明內容

為了解決現有功率模塊溫度故障分析診斷困難的問題，本發明提出了一種新能源電機模擬器功率模塊溫度故障診斷系統。

本發明的技術方案如下：

一種新能源電機模擬器功率模塊溫度故障診斷系統，所述功率模塊包括功率模塊電路底板、若干高速IGBT和熱交換器，所述熱交換器上設有冷卻入口和冷卻出口，用于冷卻介質進出，3個所述功率模塊組成功率單元，16個功率單元組成電機模擬器，所述系統包括溫度傳感器、快插式熱電偶延長線、多路溫度采集模塊、上位機控制器以及報警信息提示模塊；

所述溫度傳感器設于所述熱交換器的冷卻出口上端，所述快插式熱電偶延長線從溫度傳感器上引出，接入多路溫度采集模塊，所述上位機控制器用于采集臺架的轉速、扭矩和電機模擬器實際功率數據，并將采集的數據生成趨勢曲線和數據庫，進行計算并與實際溫度的對比，產生功率模塊運行狀態分析，并將運行狀態發送至所述報警信息提示模塊，實現溫度故障診斷和提示。

優選地，所述溫度傳感器為采用高壓絕緣性探頭的K型熱電偶。

優選地，所述溫度傳感器使用導熱膠固定于熱交換器的冷卻出口上端。

優選地，所述冷卻介質為恒溫20℃的丙二醇。

本發明還提供了一種新能源電機模擬器功率模塊溫度故障診斷方法，應用如上所述的系統，所述方法包括以下步驟：

S1、臺架啟動，電機模擬器冷卻功能按照預先設定水溫啟動，電機模擬器各功率單元準備就緒，進入待機狀態；

S2、點擊啟動按鈕，各通道溫度自檢測；

S3、溫度傳輸狀態檢測：上位機控制器判斷溫度是否正常，若在合理范圍之內則傳輸正常，進入下一步；若傳輸異常，則系統報警進入結束監測狀態；

S4、溫度數據記錄：將采集的溫度生成曲線，并記錄于數據庫；