[发明专利]电机控制器及用于其的IGBT的过温保护方法、装置

说明书

技术领域

本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种用于电机控制器的IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)的过温保护方法、装置及电机控制器。

背景技术

逆变器主要依靠IGBT的变流作用，实现直流电与交流电之间的转换。而IGBT的损耗是影响IGBT寿命及工作可靠性的重要因素之一，主要原因是与其开关频率以及运行工况有关，如直流侧电压、交流输出电流等都会直接导致IGBT损耗增大。

电动汽车在运行过程中，特定工况下(如刹车、加速等)，电动汽车电机控制器中IGBT晶圆将快速升温，甚至会产生温度突变，极易造成IGBT过温损坏的后果。为此设计中需要增加一系列的IGBT保护措施，例如过温保护、过流保护等。

目前，在电动汽车领域中常用的IGBT过温保护方法主要有以下两种：

第一种是从硬件方面入手，将IGBT温度采样电路与外界电路构成特定的温度控制电路(如分压电路)。当IGBT温度过热，触发控制电路工作或输出状态改变，从而控制驱动电路停止运行，起到IGBT保护作用。但是，此方案对IGBT温度采样电阻的精度及电路本身精度要求较高，可能会引起误保护，同时温度采样会存在延时，实时性较差。

第二种是依靠温度传感器和温度传感电路，通过IGBT温度采样电路及DSP软件策略，在检测温度超过限值后保护IGBT。当温度采样值大于设定值时，触发软件保护，系统停止工作或降额运行，起到保护IGBT的作用。但是，此方案对采样电路实时性要求较高，IGBT温度采样电阻本身存在延时，当电路延时较大时，会存在保护滞后，在温度剧烈变化及温度突变时，IGBT过温损坏的风险较高。

发明内容

本发明的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题之一。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种用于电机控制器的IGBT的过温保护方法。该方法实现了IGBT晶圆温度提前预估、提前控制，具有成本低、风险系数小，保护作用明显、适用性强等优点，大大降低了IGBT过温损坏的风险，提升了电机控制器的可靠性。

本发明的第二个目的在于提出一种用于电机控制器的IGBT的过温保护装置。

本发明的第三个目的在于提出一种电机控制器。

为了实现上述目的，本发明第一方面实施例的用于电机控制器的IGBT的过温保护方法，包括：检测所述电机控制器的当前输出电流信号和输入到所述电机控制器的当前整车输入信号；根据所述当前输出电流信号和预先建立的IGBT温升模型计算当前时刻的IGBT晶圆的温升，并根据所述当前时刻的IGBT晶圆的温升计算所述当前时刻的IGBT晶圆的温度；根据所述当前输出电流信号和输入到所述电机控制器的当前整车输入信号计算下一时刻的所述电机控制器的输出电流信号，并根据所述下一时刻的所述电机控制器的输出电流信号和所述IGBT温升模型计算所述下一时刻的IGBT晶圆的温升；根据所述下一时刻的IGBT晶圆的温升和所述当前时刻的IGBT晶圆的温度计算所述下一时刻的IGBT晶圆的温度；当所述下一时刻的IGBT晶圆的温度大于预设温度时，输出过温保护信号以使IGBT过温保护电路进行工作。

根据本发明实施例的用于电机控制器的IGBT的过温保护方法，通过采集电机控制器的当前输出电流信号、IGBT温度信号、油门踏板信号、制动踏板信号等，之后根据上述这些信号和预先建立的IGBT温升模型推算出下一时刻的IGBT晶圆的温度，并在该下一时刻的IGBT晶圆的温度大于预设温度时，提前做出过温保护动作(如提前关断IGBT模块的电气连接)，实现了IGBT晶圆温度提前预估、提前控制，解决了目前IGBT过温保护领域普遍存在的滞后性的问题，并且具有成本低、风险系数小，保护作用明显、适用性强等优点，大大降低了IGBT过温损坏的风险，提升了电机控制器的可靠性。