CN113655356B 用于估算功率模块的功率半导体器件的结温的方法和系统 （现代自动车株式会社）

用于估算功率模块的功率半导体器件的结本发明涉及用于估算功率模块的功率半导于第一功率半导体器件的功率损耗和热阻来计第二功率半导体器件的功率损耗和热阻来计算传感器感测到的感测温度减去第一功率半导体导体器件的结温预测值相加来最终确定第二功2由处理器基于第一功率半导体器件的功率损耗和热阻来计算第一功率半导体器件的由处理器基于第二功率半导体器件的功率损耗和热阻来计算第二功率半导体器件的由处理器通过将温度传感器感测到的感测温度减去第一功率半导体器件的结温预测由处理器通过将散热器的温度预测值与第二功率半导体器件的结温预测值相加来最由处理器通过将第一功率半导体器件的功率损耗乘以第一功率半导体器件的预设热将与功率模块的操作有关的多个参数用作变量的预定的功率损耗计算公式来计算第一功由处理器通过将第二功率半导体器件的功率损耗乘以第二功率半导体器件的预设热将与功率模块的操作有关的多个参数用作变量的预定的功率损耗计算公式来计算第二功9.一种用于估算功率模块的功率半导体器件的结温存储器，其配置为存储利用多个参数作为变量的第一功率半导体3通过对流过散热器的冷却液的各个流量测量第一功率半导体器件和第二功率半导体器件处理器，其配置为基于存储在存储器中的信息和温度传感器的感测温接收与功率模块的操作有关的参数，以计算第一功率半导体器件的第一功率半导体器件的功率损耗和第一功率半导体器件的热阻来计算第一功率半导体器接收与功率模块的操作有关的参数，以计算第二功率半导体器件的第二功率半导体器件的功率损耗和第二功率半导体器件的热阻来计算第二功率半导体器通过将设置在第一功率半导体器件中的温度传感器感测到的感测温度减去第一功率通过将散热器的温度预测值与第二功率半导体器件的结温预测值相加来最终确定第响应于确定出最终确定的第二功率半导体器件的结温大于预设参考值而对功率模块10.根据权利要求9所述的用于估算功率模块的功率半导体器件的结温的系统，其中，所述存储器配置为存储用于与第二功率半导体器件进行比较的预11.根据权利要求9所述的用于估算功率模块的功率半导体器件的结温的系统，其中，4模块，所述功率模块具有诸如绝缘栅双极型晶体管(insulatedgatebipolar[0004]利用常规热模型来估算功率半导体器件的结温的技术将供应为冷却功率半导体器件的冷却液温度应用于对结温的估算。由于冷却液温度主要由安装在冷却液通道(冷却液供应至所述冷却液通道)入口处的冷却液温度传感器来测量，因此当冷却液并未实际且5[0009]在本发明的示例性实施方案中，计算第一功率半导体器件的结温预测值可以包一功率半导体器件的预设热阻来计算第一功率半导体器件的有关的多个参数用作变量的预定的功率损耗计算公式来计算第一功率半导体器件的功率损耗。第一功率半导体器件的热阻可以通过对流过散热器的冷却液的各个流量(升/分钟)[0011]在本发明的示例性实施方案中，计算第二功率半导体器件的结温预测值可以包二功率半导体器件的预设热阻来计算第二功率半导体器件的结外，第二功率半导体器件的热阻可以通过对流过散热器的冷却液的各个流量(升/分钟)测功率模块的操作有关的多个参数作为变量的第一功率半导体器件和第二功率半导体器件流过散热器的冷却液的各个流量(升/分钟)测量第一功率半导体器件和第二功率半导体器度传感器的感测温度来确定第二功率半导体器的功率损耗和第二功率半导体器件的热阻来计算第二功率半导体器件的将散热器的温度预测值与第二功率半导体器件的结温预测值相加来最终确定第二功率半6[0018]用于估算功率模块的功率半导体器件的结温的方法和系统可以通过利用嵌入了温度传感器的功率半导体器件的热模型和温度传感器的感测温度来得出用于冷却功率模[0022]图1是示出了本发明的各种示例性实施方案所应用于的功率模块的一部分的平面[0023]图2是示出了本发明的各种示例性实施方案所应用于的功率模块的一部分的示例[0024]图3是简要示出了本发明的各种示例性实施方案所应用于的功率模块冷却系统的[0025]图4是示出根据本发明的示例性实施方案的用于估算功率半导体器件的结温的系[0026]图5是示出根据本发明的示例性实施方案的用于估算功率半导体器件的结温的方[0028]虽然示例性实施方案描述为利用多个单元执行示例性的过程，但是应当理解的7[0032]首先，将简要地描述本发明的各种示例性实施方案所应用于的功率模块的结[0033]参考图1和图2，功率模块10可以包括布置于基板13上的多个IGBT11和二极管1[0036]图3是简要示出了本发明的各种示例性实施方案所应用于的功率模块冷却系统的置为在冷却液将被引入壳体40之前立即感测[0037]冷却液温度感测结构可以配置为即使当冷却液没有被平顺地供应到散热器20中8述利用水温传感器30感测的冷却液温度来估算功率模块10的第二功率半导体器件的结温，的功率半导体器件的结温来更准确地估算与功率模块10相邻的散热器20中的冷却液温度，从而更准确地估算没有嵌入温度传感器的另一个功率半导体器件[0039]图4是示出根据本发明的示例性实施方案的用于估算功率半导体器件的结温的系统可以包括存储器100和处理器200，存储器100配置为存储用于估算和确定功率半导体器件的结温的计算或确定功率模块是否降额的计算所需的数据；处理器200配置为执行计算或处理用于接收存储在存储器100中的数据和功率模块的操作参数，以估算功率半导体器[0040]存储器100可以配置为存储通过热模型来估算第一功率半导体器件和第二功率半件和第二功率半导体器件的功率损耗所需的计算公式和热阻。处理器200可以配置为执行[0041]构成处理器200的功能块210至270中的每个是配置为执行处理器200中实施的计[0042]图5是示出根据本发明的示例性实施方案的用于估算功率半导体器件的结温的方结温的方法可以从分别在第一功率损耗计算单元210和第二功率损耗计算单元230中计算[0043]每个功率半导体器件的功率损耗可以分类为在电流导通情况下发生的导通损耗[0044]用于计算功率半导体器件的功率损耗的计算公式可以根据应用了功率模块块的公司或通过应用功率模块来制造诸如车辆的产品的公司利用各种方法来确定。具体的第一功率半导体器件的功率损耗的计算公式，从外部传感器接收功率模块的电压和电[0046]第二功率损耗计算单元230也可以配置为以类似的方式计算第二功率半导体器件9率半导体器件或功率模块的制造商或利用功率模块制造车辆等的制造商以独特的方式来计算公式获得的第一功率半导体器件的功率损耗乘以预先存储在存储器100中的第一功率得的第二功率半导体器件的功率损耗乘以预先存储在存储器100中的第二功率半导体器件[0048]功率半导体器件的热阻可以根据包括功率半导体器件的功率模块的固有特性和置在向散热器20供应冷却液的冷却液供应系统中的流量计(未示出)接收关于冷却液的流的温度传感器111感测到的感测温度减去由第一结温计算单元220计算的第一功率半导体[0053]由嵌入在第一功率半导体器件中的温度传感器111感测到的感测温度可以是最接过将与第一功率半导体器件的实际结温相对应的温度传感器111的感测温度减去由第一结温计算单元220计算出的第一功率半导体器件的结温预测值来估算散热器热器温度预测值与没有嵌入式温度传感器的第二功率半导体器件的结温预测值相加来最终确定第二功率半导体器件的结温(S32)。根据本发明的示例性实施方案的用于估算功率半导体器件的结温的方法可以进一步包括基于由功率模块操作确定单元270最终确定的第参考值存储在存储器100中。然后可以将最终确定的第二功率半导体器件的结温与存储的[0056]作为另一示例，功