CN111623904A - 温度采集装置与电机控制器的功率模块的温度采集方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种温度采集装置与电机控制器的功率模块的温度采集方法。该温度采集装置包括：温度传感器和传感器采集设备，温度传感器位于功率模块内部的被检测元件处，被检测元件为内晶元、绑定线、二极管中的至少一个，温度传感器适于对被检测元件的温度进行检测，传感器采集设备适于将温度传感器所采集到的电信号转换为数字信号，并将数字信号进行记录，从而可以在试验结束后，直观地观察到温度的变化情况，因此可以较为准确地对功率模块的温度进行测量，可以确定功率模块在工作时的峰值温度，在确定功率模块的峰值温度后，便可以在低于功率模块的峰值温度下对功率模块的峰值电流进行试验测试，进而最终确定功率模块的峰值电流。

Description

温度采集装置与电机控制器的功率模块的温度采集方法

技术领域

本发明涉及半导体温控领域，具体而言，涉及一种温度采集装置与电机控制器的功率模块的温度采集方法。

背景技术

目前在电机控制器的温升测试过程中，一般是通过读取电机控制器的驱动板上报的温度数据，从而得到电机控制器的温升情况，但是，驱动板上报的温度数据非功率模块真实的温度，从而导致功率模块的峰值温度不清楚，进而导致功率模块的峰值电机极限不清楚，因此，在对电机控制器设计时，导致功率模块的设计余量大，牺牲了产品性能。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本发明提出一种温度采集装置，该温度采集装置可以对功率模块的真实温度进行准确读取。

本发明还提出了一种电机控制器的功率模块的温度采集方法。

根据本发明实施例的温度采集装置所述温度采集装置适于对电机控制器的功率模块进行温度检测、采集，所述温度采集装置包括：温度传感器和传感器采集设备，所述温度传感器位于所述功率模块内部的被检测元件处，所述被检测元件为内晶元、绑定线、二极管中的至少一个，所述温度传感器适于对所述被检测元件的温度进行检测，并将所检测到的温度信号转换为电信号，所述传感器采集设备与所述温度传感器电连接，且所述传感器采集设备适于将所述温度传感器所采集到的所述电信号转换为数字信号，并将所述数字信号进行记录。

根据本发明实施例的温度采集装置，温度采集装置中的温度传感器可以对功率模块中的内晶元、绑定线、二极管中的至少一个进行温度检测，并将所检测到的信号发送至传感器采集设备，传感器采集设备可以对其信号转换成数字信号，并进行记录，从而可以在试验结束后，直观地观察到温度的变化情况，因此可以较为准确地对功率模块的温度进行测量，可以确定功率模块在工作时的峰值温度，在确定功率模块的峰值温度后，便可以在低于功率模块的峰值温度下对功率模块的峰值电流进行试验测试，进而最终确定功率模块的峰值电流，因此在对电机控制器设计时，功率模块具有较为准确的针对性设计，在保证性能的情况下，降低电机控制器的成本。

根据本发明的一些实施例，所述温度传感器为多个，且所述温度传感器与对应的所述被检测元件一一对应。

根据本发明的一些实施例，所述温度传感器与对应的所述被检测元件间隔开，且所述温度传感器通过固定胶固定于对应的所述被检测元件处。

具体地，所述温度传感器包括：第一传感器、第二传感器以及第三传感器，所述第一传感器位于所述内晶元处，所述第二传感器位于所述绑定线处，所述第三传感器位于所述二极管处。

进一步地，所述第一传感器位于所述内晶元上下桥的U/V/W相上,所述第二传感器位于所述绑定线上下桥的U/V/W相之间，所述第三传感器位于所述二极管上下桥的U/V/W相上。

具体地，所述固定胶为耐高温导热固定胶。

根据本发明的一些实施例，所述温度传感器上设有温度传感线，所述温度传感线通过双绞形式引出到所述功率模块的边缘位置处，且所述温度传感线与所述传感器采集设备电连接。

进一步地，所述温度传感线外侧包覆有抗干扰材料层。

根据本发明的一些实施例，所述温度传感器形成为热电偶传感器。

一种电机控制器的功率模块的温度采集方法，使用上述的温度采集装置来采集温度，其特征在于，所述温度采集方法包括如下步骤：

S1：将电机安装在对托台架并调试完成；

S2：将所述温度传感器安装在所述内晶元、所述绑定线以及所述二极管中的至少一处；

S3：所述温度传感器的温度传感线通过双绞形式引出到所述功率模块的边缘位置处；

S4：将所述功率模块与所述电机控制器的驱动板以及主控板连接完成，并通讯调通；

S5：将所述电机控制器固定在所述对托台架处，且与所述电机连接完毕，并建立通讯；

S6：将所述传感器采集设备与所述温度传感线相连；

S7：所述电机在不同工况下进行工作，所述传感器采集设备对所述温度传感器所检测到的温度进行记录；

S8：确定所述功率模块的极限温度值，并重复步骤S7；

S9：在不超过所述功率模块的极限温度值的情况下，逐步提升所述功率模块的输出电流，最终确定所述功率模块的峰值电流。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是电机控制器的功率模块的温度采集方法的流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合图1详细描述根据本发明实施例的温度采集装置。

根据本发明实施例的温度采集装置温度采集装置适于对电机控制器的功率模块进行温度检测、采集，温度采集装置包括：温度传感器和传感器采集设备，温度传感器位于功率模块内部的被检测元件处，被检测元件为内晶元、绑定线、二极管中的至少一个，温度传感器适于对被检测元件的温度进行检测，并将所检测到的温度信号转换为电信号，传感器采集设备与温度传感器电连接，且传感器采集设备适于将温度传感器所采集到的电信号转换为数字信号，并将数字信号进行记录。

也就是说，温度采集装置可以在驱动控制器进行工作时，对功率模块内部的元件(即被检测元件)进行温度检测并采集，被检测元件包括内晶元、绑定线、二极管中的至少一种，其中，内晶元、绑定线以及二极管均是功率模块的主要元件，因此，在功率模块工作时，其发热温度可以代表功率模块的发热温度，因此，通过对内晶元、绑定线、二极管中的至少一种进行温度检测，可以较为准确地对功率模块的温度进行测量，从而可以确定功率模块在工作时的峰值温度，在确定功率模块的峰值温度后，便可以在低于功率模块的峰值温度下对功率模块的峰值电流进行试验测试，进而最终确定功率模块的峰值电流，因此在对电机控制器设计时，功率模块具有较为准确的针对性设计，在保证性能的情况下，降低电机控制器的成本。

其中，通过温度传感器对被检测元件进行温度的检测，可以将检测到的温度信号转换成电信号，从而保证传感器采集设备可以对温度传感器所发出的信号进行接收，并且，传感器采集设备可以将电信号转换为数字信号，并将数字信号进行记录，从而可以在试验结束后，直观地观察到温度的变化情况。

在具体实施例中，被检测元件可以为内晶元、绑定线、二极管中的至少一个，也可以为上述三个元件中的其中两个，例如：被检测元件可以为内晶元与绑定线，或者被检测元件可以为内晶元与二极管，再或者被检测元件可以为绑定线与二极管，当然，被检测元件也可以为上述三个，从而保证对功率模块的温度检测的准确性高。另外，对应地，当被检测元件为多个时，温度传感器的数量同样为多个，且温度传感器与被检测元件一一对应，并且，传感器采集设备可以同时对多个温度传感器相连，从而保证温度采集装置可以同时对多个被检测元件的温度进行检测、采集。

其中，在具体实施例中，利用该温度采集装置对功率模块进行温度检测的结果下，再对功率模块的峰值电流进行测试的结果，与现在通过驱动板上报的温度数据所测试功率模块的峰值电流的结果相比，其对峰值电流可以提升5％-15％，从而可以降低电机转子铁芯减短单车成本，或者相同电机的系统功率提升5％-15％。

根据本发明实施例的温度采集装置，温度采集装置中的温度传感器可以对功率模块中的内晶元、绑定线、二极管中的至少一个进行温度检测，并将所检测到的信号发送至传感器采集设备，传感器采集设备可以对其信号转换成数字信号，并进行记录，从而可以在试验结束后，直观地观察到温度的变化情况，因此可以较为准确地对功率模块的温度进行测量，可以确定功率模块在工作时的峰值温度，在确定功率模块的峰值温度后，便可以在低于功率模块的峰值温度下对功率模块的峰值电流进行试验测试，进而最终确定功率模块的峰值电流，因此在对电机控制器设计时，功率模块具有较为准确的针对性设计，在保证性能的情况下，降低电机控制器的成本。

进一步地，温度传感器可以为多个，且温度传感器与对应的被检测元件一一对应，通过对多个被检测元件进行温度检测，可以保证功率模块的峰值温度检测准确。

根据本发明的一些实施例，温度传感器与对应的被检测元件间隔开，从而可以防止温度传感器阻碍被检测元件的正常工作，在具体实施例中，温度传感器可以位于对应的被检测元件的1mm-10mm之间，可以在确保温度传感器对被检测元件不产生干扰的情况下，同时保证温度传感器对被检测元件的检测准确高。

并且温度传感器通过固定胶固定于对应的被检测元件处，从而实现温度传感器的固定。

具体地，温度传感器可以包括：第一传感器、第二传感器以及第三传感器，第一传感器位于内晶元处，第二传感器位于绑定线处，第三传感器位于二极管处，也就是说，温度传感器的数量为三个，三个温度传感器分别对内晶元、绑定线以及二极管进行温度检测，从而保证了功率模块的峰值温度检测准确。

进一步地，第一传感器位于内晶元上下桥的U/V/W相上,第二传感器位于绑定线上下桥的U/V/W相之间，第三传感器位于二极管上下桥的U/V/W相上。

在具体实施例中，第一传感器可以垂直90°固定在内晶元上下桥的U/V/W相上，第二传感器可以垂直90°固定在绑定线中间的凹陷处，第三传感器可以垂直90°固定在二极管上下桥的U/V/W相上。

具体地，固定胶可以为耐高温导热固定胶，即固定胶耐高温，且导热性较好，从而可以防止由于被检测元件的发热温度较高，导致温度传感器的安装失效，以及可以将被检测元件所发出热传至温度传感器。

进一步地，温度传感器上设有温度传感线，温度传感线通过双绞形式引出到功率模块的边缘位置处，且温度传感线与传感器采集设备电连接，也就是说，温度传感器与传感器采集设备通过温度传感线实现电连接，并且，温度传感线通过双绞形式引出到功率模块的边缘位置处，便于传感器采集设备与温度传感线的连接。

另外，由于功率模块在高频高压下工作，电机控制器的噪音大，因此，可以采用滤波措施获取精确功率模块的温度，例如，在温度传感线与传感器采集设备之间设置滤波器。

进一步地，温度传感线外侧包覆有抗干扰材料层，防止电机控制器在工作过程中对温度传感线产生电磁干扰，可以保证温度传感线在传递信号过程中，信号较为稳定，从而保证所检测的温度准确。

在具体实施例中，抗干扰材料层可以为铜箔或者隔离干扰材料。

另外，在具体实施例中，温度采集装置可以处于具有电机的整机中，例如，对于新能源车辆而言，温度采集装置可以集成中车辆中，从而可以对电机控制器的温升进行实时检测，进而提升车辆安全性。

根据本发明的一些实施例，温度传感器形成为热电偶传感器，其中，热电耦采用两级粘贴固定。

一种电机控制器的功率模块的温度采集方法，使用上述的温度采集装置来采集温度，其特征在于，温度采集方法包括如下步骤，参考图1所示：

S1：将电机安装在对托台架并调试完成，其中，对托台架上设有对称电机，从而对电机进行平衡。

S2：将温度传感器安装在内晶元、绑定线以及二极管中的至少一处；

S3：温度传感器的温度传感线通过双绞形式引出到功率模块的边缘位置处，并将每一路传感器做标记，防止接错路线；

S4：将功率模块与电机控制器的驱动板以及主控板连接完成，并通讯调通，具体地，功率模块与电机控制器的驱动板以及主控板用焊锡连接，并检查连接处是否存在漏焊现象，如存在需重新焊接；

S5：将电机控制器固定在对托台架处，且与电机连接完毕，并建立通讯，其中，建立通讯为电压信号通讯建立；

S6：将传感器采集设备与温度传感线相连；

S7：电机在不同工况下进行工作，传感器采集设备对温度传感器所检测到的温度进行记录，其中，可以先在不同电压下小功率试运行，没有问题后，再在不同工况下运行，包括不同的水流量、水温、开关频率；

S8：确定功率模块的极限温度值，并重复步骤S7；

S9：在不超过功率模块的极限温度值的情况下，逐步提升功率模块的输出电流，最终确定所述功率模块的峰值电流，从而可对功率模块进行准确地设计。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种温度采集装置，其特征在于，所述温度采集装置适于对电机控制器的功率模块进行温度检测、采集，所述温度采集装置包括：

温度传感器，所述温度传感器位于所述功率模块内部的被检测元件处，所述被检测元件为内晶元、绑定线、二极管中的至少一个，所述温度传感器适于对所述被检测元件的温度进行检测，并将所检测到的温度信号转换为电信号；

传感器采集设备，所述传感器采集设备与所述温度传感器电连接，且所述传感器采集设备适于将所述温度传感器所采集到的所述电信号转换为数字信号，并将所述数字信号进行记录。

2.根据权利要求1所述的温度采集装置，其特征在于，所述温度传感器为多个，且所述温度传感器与对应的所述被检测元件一一对应。

3.根据权利要求1所述的温度采集装置，其特征在于，所述温度传感器与对应的所述被检测元件间隔开，且所述温度传感器通过固定胶固定于对应的所述被检测元件处。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的温度采集装置，其特征在于，所述温度传感器包括：第一传感器、第二传感器以及第三传感器，所述第一传感器位于所述内晶元处，所述第二传感器位于所述绑定线处，所述第三传感器位于所述二极管处。

5.根据权利要求4所述的温度采集装置，其特征在于，所述第一传感器位于所述内晶元上下桥的U/V/W相上,所述第二传感器位于所述绑定线上下桥的U/V/W相之间，所述第三传感器位于所述二极管上下桥的U/V/W相上。

6.根据权利要求3所述的温度采集装置，其特征在于，所述固定胶为耐高温导热固定胶。

7.根据权利要求1所述的温度采集装置，其特征在于，所述温度传感器上设有温度传感线，所述温度传感线通过双绞形式引出到所述功率模块的边缘位置处，且所述温度传感线与所述传感器采集设备电连接。

8.根据权利要求7所述的温度采集装置，其特征在于，所述温度传感线外侧包覆有抗干扰材料层。

9.根据权利要求1所述的温度采集装置，其特征在于，所述温度传感器形成为热电偶传感器。

10.一种电机控制器的功率模块的温度采集方法，使用权利要求1-9中任一项所述的温度采集装置来采集温度，其特征在于，所述温度采集方法包括如下步骤：

S1：将电机安装在对托台架并调试完成；

S2：将所述温度传感器安装在所述内晶元、所述绑定线以及所述二极管中的至少一处；

S3：所述温度传感器的温度传感线通过双绞形式引出到所述功率模块的边缘位置处；

S4：将所述功率模块与所述电机控制器的驱动板以及主控板连接完成，并通讯调通；

S5：将所述电机控制器固定在所述对托台架处，且与所述电机连接完毕，并建立通讯；

S6：将所述传感器采集设备与所述温度传感线相连；

S7：所述电机在不同工况下进行工作，所述传感器采集设备对所述温度传感器所检测到的温度进行记录；

S8：确定所述功率模块的极限温度值，并重复步骤S7；

S9：在不超过所述功率模块的极限温度值的情况下，逐步提升所述功率模块的输出电流，最终确定所述功率模块的峰值电流。

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