[发明专利]一种充电机的非直接测量的温度保护方法

说明书

本发明公开了一种充电机的非直接测量的温度保护方法，涉及快速充电机技术领域。其建立模拟温度环境，进行温升数据测试，得到实验值，判定该功率器件是最恶劣器件；利用热电类比方法建立热路模型，得到热路模型表达式，以最恶劣器件的实验值代入功率器件的热量模型表达式，对热路模型表达式中的各参数进行计算；设定最恶劣器件的最大限定温度，最大限定温度小于其工业级工作温度范围的最高值，实时采集充电机的输入功率和环境温度，根据热路模型表达式计算出最恶劣器件的实时稳态温度，然后与最恶劣器件的最大限定温度比较，当高于最大限定温度，降低充电机输入功率，以限制最恶劣器件的温升，从而对充电机温度保护。

技术领域

本发明涉及快速充电机技术领域，尤其涉及一种充电机的非直接测量的温度保护方法。

背景技术

随着电动汽车行业快速发展，电动汽车充电机的需求量也与日俱增，快速充电机一般采用大电流或高电压给电池直接充电，较高的充电功率可使电池在短时间内充至80％左右。但在高温日照天气下电动汽车内部温度极高，车载充电器长时间工作在大功率高温环境下，其内部功率器件温升较快，易引起各种失效故障，产生安全问题，国外已有部分学者开始研究功率器件的热保护方法，该技术主要通过主动热控制方式实现，主动热控制是一种温度闭环控制方法，通过实时获取功率器件的工作温度，调整输出功率以提高功率器件运行的可靠性，但电动车辆在路面较为颠簸的路况下行驶时，车载充电机处于剧烈振动的环境条件中，探头极易发生错位或脱落，因此也难以完成其主动热控制。

发明内容

本发明的目的是解决在高温日照天气下电动汽车内部温度极高，车载充电器长时间工作在大功率高温环境下，其内部功率器件温升较快，易引起各种失效故障的技术问题，克服现有主动热控制方法采用温度探头直接测试功率器件温度而在车载充电机处于剧烈振动的环境条件中，探头极易发生错位或脱落的技术缺陷。

为了解决以上技术问题，本发明采取的技术方案是：一种充电机的非直接测量的温度保护方法，所述充电机包括若干功率器件，包括如下步骤，步骤1)建立模拟温度环境，将充电机放置在模拟温度环境中，设定环境温度范围和充电机的输入功率范围，并分别在环境温度范围内的任一环境温度保持不变时，给充电机输入功率，观测功率器件的温升，待功率器件的温度稳定时，记录实验值，即环境温度值、输入功率值和各功率器件的温度值，刷选实验值，在相同环境温度值和相同输入功率值的情况下，当一个功率器件的温度值最接近它的工业级工作温度范围的最高值，而其他功率器件的温度值均不高于各自的工业级工作温度范围的最高值时，判定该功率器件是最恶劣器件；步骤2)利用热电类比方法建立热路模型，得到热路模型表达式，即，T_w＝C₁T_a+C₂P_i+C₃，式中C1为温度系数，C2为功率系数，C3为修正系数，Ta为环境温度变量，P_i是充电机的输入功率变量，T_w是功率器件的稳态温度变量；步骤3)以最恶劣器件的实验值代入功率器件的热量模型表达式，对热路模型表达式中的各参数进行计算；步骤4)设定最恶劣器件的最大限定温度，最大限定温度小于其工业级工作温度范围的最高值，实时采集充电机的输入功率和环境温度，根据热路模型表达式计算出最恶劣器件的实时稳态温度，然后与最恶劣器件的最大限定温度比较，当高于最大限定温度时，降低充电机输入功率，以限制最恶劣器件的温升。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过温升模拟测试，寻找最恶劣的功率器件，即该功率器件首先接近它的工业级工作温度范围的最高值，而对充电机的温度保护的实质是对最恶劣器件的温度保护，限制其温升，随后针对该功率器件，建立可描述器件温度、输入功率及环境温度关联性的热路模型，并对模型参数进行计算；最后利用该热路模型，调整充电机输入功率，实现功率器件的温度保护；该方法不需直接测量功率器件温升情况，只依据当前环境温度和输入功率，即可实现功率器件的热保护,克服了现有主动热控制方法采用温度探头直接测试功率器件温度而在车载充电机处于剧烈振动的环境条件中，探头极易发生错位或脱落的技术缺陷。

附图说明