[发明专利]一种用于电动汽车电机驱动器的主动温度控制方法及装置

权利要求书

1.一种用于电动汽车电机驱动器的主动温度控制方法，其特征在于，包括：

根据电机驱动器中功率模块的实时数据和实时结温，计算得到功率模块实时损耗；

根据功率模块实时损耗及功率模块热网络模型，得到第一结温值、第二结温值和第三结温值；

根据电机驱动器的输出频率，将其工作状态分为低频段或高频段；

在低频段，调制方式采用SVPWM连续调制方式，根据第一结温值和第一滞环比较器，得到第一开关频率，同时根据第二结温值和第二滞环比较器，得到第二开关频率，第一开关频率和第二开关频率中较小者为电机驱动器的开关频率；

在高频段，根据第三结温值和第三滞环比较器，调制方式在SVPWM连续调制方式和DPWM不连续调制方式之间切换；

其中，所述第一结温值为功率模块一个控制周期内结温波动最大值，所述第二结温值为功率模块一个控制周期内平均结温值，所述第三结温值为功率模块一个控制周期内平均结温值。

2.根据权利要求1所述的用于电动汽车电机驱动器的主动温度控制方法，其特征在于：所述电机驱动器包括由六个功率模块组成的三相桥臂，所述功率模块包括一个功率开关管及一个反向并联的功率二极管。

3.根据权利要求1所述的用于电动汽车电机驱动器的主动温度控制方法，其特征在于：根据电机驱动器中功率模块的实时数据和实时结温，计算得到功率模块实时损耗：

其中，P_loss为功率模块的损耗，P_{Q_cond}为功率开关管的导通损耗，P_{D_cond}为功率二极管的导通损耗，P_{Q_SW}为功率开关管的开关损耗，P_{D_rec}为功率二极管的反向恢复损耗，U_{Q_cond}为功率开关管的导通电压，i_C为导通电流，δ_T为占空比，U_{D_cond}为功率二极管导通电压，f_SW为开关频率，E_on为功率开关管开通一次能耗，E_off为功率开关管关断一次的能耗，U_rated为数据手册测定损耗时的额定电压，U_{Q_SW}为功率开关管开关过程中实际承受的电压，E_rec为功率二极管反向恢复一次的能耗，U_{D_rec}为功率二极管反向恢复过程中实际承受的电压。

4.根据权利要求3所述的用于电动汽车电机驱动器的主动温度控制方法，其特征在于：根据数据手册或有限元仿真或实验得到功率模块的热阻抗曲线：

其中，Z_jc(t)为功率模块结壳热阻抗，T_j(t)为结温，T_c(t)为壳温，P_loss为功率模块损耗；根据热阻抗曲线，由公式

指数级拟合后得到热网络模型的各阶热阻、热容值，从而得到功率模块的热网络模型；其中，R_thi为功率模块第i阶热阻，τ_i＝R_thiC_thi为时间常数，C_thi为第i阶热容，n为阶数；根据热网络模型和初始壳温，得到功率模块的实时结温曲线，从而得到第一结温值、第二结温值及第三结温值。

5.根据权利要求1所述的用于电动汽车电机驱动器的主动温度控制方法，其特征在于：所述实时数据包括功率模块的导通电压、导通电流、开关频率及占空比。

6.一种用于电动汽车电机驱动器的主动温度控制装置，其特征在于，包括：

损耗计算模块，用于根据功率模块的实时数据和实时结温，计算得到功率模块的实时损耗；

结温获取模块，用于根据所述功率模块的实时损耗和功率模块的热网络模型，得到功率模块的实时结温曲线；

数值计算模块，用于根据所述实时结温曲线，得到所述第一结温值、第二结温值和第三结温值；

输出频率分段模块，用于根据电机驱动器的输出频率，将其工作状态分为低频段及高频段；

滞环频率控制模块，用于在低频段，根据第一结温值和第一滞环比较器，得到第一开关频率；同时根据第二结温值和第二滞环比较器，得到第二开关频率；选择所述第一开关频率和所述第二开关频率中较小者为电机驱动器的开关频率；

滞环调制方式控制模块，用于在高频段，根据所述第三结温值和第三滞环比较器，将电机驱动器的调制方式在SVPWM连续调制方式和DPWM不连续调制方式之间切换。