车辆系统和相关的功率模块健康监控方法技术方案

提供了用于监控功率转换模块的健康状况的车辆以及相关系统和方法。一种方法涉及操作功率转换模块以传导加热电流直到达到稳态温度，在达到稳态温度之后获得与功率转换模块相关联的电特性的测量数据，基于测量数据确定功率转换模块的当前热特性曲线，以及将当前热特性曲线与功率转换模块的一个或多个参考热特性曲线进行比较以识别与当前热特性曲线相关联的偏差。基于分歧点相对于当前热特性曲线的位置来识别功率转换模块的热路径内的部件，以用于基于与偏差相关联的功率转换模块的部件来自动启动补救动作。来自动启动补救动作。来自动启动补救动作。

【技术实现步骤摘要】
车辆系统和相关的功率模块健康监控方法


[0001]本
总体上涉及车辆系统，并且更具体地涉及在车辆的操作期间对功率转换模块的潜在退化的车载监控和检测。

技术介绍

[0002]近年来，技术的进步已经导致机动车辆设计的重大变化。特别地，由于汽车驱动系统的电气化，电动马达(或电机)在汽车工业中的应用越来越多。电动和/或混合动力车辆利用电动马达作为汽车驱动系统中的主要或补充转矩源。在电动车辆和/或混合动力车辆中，电动马达通常由可再充电能量源(诸如电池)供电，使用一个或多个功率转换模块来在电动马达的定子绕组上产生期望的交流电信号。
[0003]许多电气部件在耗散电能时产生热量作为副产物。过热通常影响电子部件的性能和可靠性，因此，电气设备通常被冷却以防止过热。在许多功率电子应用中，在需要有效散热的情况下使用散热器。然而，从封装的角度来看，在汽车应用中，通过结合散热器来增加功率电子模块的重量和体积是不期望的，在汽车应用中封装空间是有限的并且增加车辆的重量是不期望的。因此，可以采用更复杂的替代冷却方法来冷却功率电子模块。也就是说，仍然期望监控功率电子模块以促进预防性维护并避免由于由热或其他机械应力引起的性能下降而导致的意外或计划外的不可操作性。结合附图和前述
和
技术介绍
，从随后的详细说明书和所附权利要求中，其他期望的特征和特性将变得显而易见。

技术实现思路

[0004]提供了一种车辆系统的一个方面，该车辆系统包括：功率转换模块，该功率转换模块包括被配置为提供包含在壳体内的功率转换器的电气部件，其中功率转换模块包括在电气部件和壳体之间的至少一个热路径；用于获得与功率转换器相关联的电气特性的测量数据的一个或多个传感器；包括计算机可读指令的数据存储元件；以及用于执行计算机可读指令的处理装置。所述计算机可读指令控制所述处理装置执行操作，所述操作包括：操作所述功率转换器以传导加热电流直到达到稳态温度；在达到所述稳态温度之后获得所述测量数据，基于所述测量数据确定所述功率转换模块的当前热特性曲线；将所述当前热特性曲线与所述功率转换模块的一条或多条参考热特性曲线进行比较以识别与所述当前热特性曲线相关联的偏差；以及响应于识别所述偏差：基于分歧点相对于所述当前热特性曲线的位置来识别所述功率转换模块的所述至少一个热路径内的与所述偏差相关联的部件，并且基于与所述偏差相关联的所述功率转换模块的所述部件来自动启动补救动作。
[0005]在一个方面，所述计算机可读指令控制所述处理装置执行操作还包括确定相对于所述一个或多个参考热特性曲线的偏差的量，其中所述补救动作受到与所述偏差相关联的所述功率转换模块的所述部件以及所述偏差的所述量的影响。在另一方面中，所述计算机可读指令控制所述处理装置以执行操作还包括确定与所述偏差相关联的变化率，其中所述补救动作受与所述偏差相关联的所述功率转换模块的所述部件以及与所述偏差相关联的
所述变化率的影响。在另一方面，自动启动补救动作涉及处理装置自动启动与功率转换模块的部件相关联的维护代码的生成。在另一方面，自动启动补救动作涉及处理装置自动启动用户通知的生成。在另一方面，自动启动补救动作涉及处理装置自动更新包括功率转换模块的车辆的维护计划。在一个或多个方面，壳体包括用于液体冷却剂的多个开口。在另一方面，壳体封装功率电子器件基板，该功率电子器件基板具有固定到其上的电气部件以提供双面冷却，并且至少一个热路径包括多个热路径，该多个热路径包括在功率电子器件基板和壳体之间的第一热路径以及在电气部件和壳体之间的第二热路径。在另一方面，一个或多个参考热特性曲线包括先前针对功率转换模块获得的初始热特性曲线。
[0006]在另一方面，提供了一种监控功率转换模块的健康状况的方法。该方法涉及控制模块操作功率转换模块以传导加热电流直到达到稳态温度；在达到稳态温度之后，从与功率转换模块相关联的一个或多个传感器获得与功率转换模块相关联的电特性的测量数据；基于测量数据确定功率转换模块的当前热特性曲线；将当前热特性曲线与功率转换模块的一个或多个参考热特性曲线进行比较以识别与当前热特性曲线相关联的偏差；以及响应于识别出所述偏差：基于分歧点相对于所述当前热特性曲线的位置来识别所述功率转换模块的至少一个热路径内的与所述偏差相关联的部件，并且基于与所述偏差相关联的所述功率转换模块的所述部件来自动启动补救动作。
[0007]在一个方面，该方法还涉及相对于一个或多个参考热特性曲线确定偏差的量，并且至少部分地基于与偏差相关联的功率转换模块的部件以及所述偏差的量来确定补救动作。在另一方面中，所述方法进一步涉及确定与所述偏差相关联的变化率，并且至少部分地基于与所述偏差相关联的所述功率转换模块的所述部件和与所述偏差相关联的所述变化率来确定所述补救动作。在另一方面，自动启动补救动作涉及控制模块自动启动与功率转换模块的部件相关联的维护代码的生成。在另一方面，自动启动补救动作涉及控制模块自动启动用户通知的生成。在另一方面，自动启动补救动作涉及控制模块自动更新包括功率转换模块的车辆的维护计划。在一个或多个方面中，功率转换模块被实现为双侧冷却(DSC)功率转换模块，该双侧冷却(DSC)功率转换模块包括电气部件，该电气部件被配置为提供包含在壳体内的功率转换器，该功率转换器被配置为在电气部件与壳体之间提供多个热路径，其中，壳体包括用于液体冷却剂的多个开口。在一个方面，壳体将功率电子器件基板进行封装，该功率电子器件基板具有固定到其上的电气部件以提供双面冷却，并且与偏差相关联的部件是电气部件和功率电子器件基板之间的材料的附接层以及功率电子器件基板和壳体之间的热界面材料层中的一个。
[0008]在另一方面，提供了一种用于车辆的装置。车辆包括电动马达、耦接到电动马达的功率转换模块，其中功率转换模块包括被配置为提供包含在壳体内的功率逆变器的电气部件、一个或多个传感器以及耦接到功率转换模块和一个或多个传感器的控制模块，该功率转换模块被配置为提供双侧冷却(DSC)，该功率转换模块在电气部件和壳体之间具有多个热路径，该一个或多个传感器用于获得与功率逆变器相关联的电特性的测量数据。所述控制模块被配置为操作所述功率逆变器以传导加热电流直到达到稳态温度而不在所述电动马达处产生转矩；在达到所述稳态温度之后获得所述测量数据；基于所述测量数据确定所述功率转换模块的当前热特性曲线；将所述当前热特性曲线与所述功率转换模块的一个或多个参考热特性曲线进行比较以识别与所述当前热特性曲线相关联的偏差；并且响应于识
别所述偏差：基于分歧点相对于所述当前热特性曲线的位置来识别所述功率转换模块的所述多个热路径中的一个热路径内的与所述偏差相关联的部件，并且基于与所述偏差相关联的所述功率转换模块的所述部件来自动启动补救动作。
[0009]在一个方面，所述车辆还包括耦接到所述控制模块的辅助系统，其中所述控制模块通过向所述辅助系统提供要由所述辅助系统启动的所述补救动作的指示来自动启动所述补救动作。在又一方面，补救动作涉及维护代码的生成和仪表板指示器的照明中的至少一个。
附图说明
[0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车辆系统，包括：功率转换模块，所述功率转换模块包括电气部件，所述电气部件被配置成提供包含在壳体内的功率转换器，其中所述功率转换模块包括在所述电气部件与所述壳体之间的至少一个热路径；一个或多个传感器，所述一个或多个传感器用于获得与所述功率转换器相关联的电特性的测量数据；数据存储元件，所述数据存储元件包括计算机可读指令；以及用于执行所述计算机可读指令的处理装置，所述计算机可读指令控制所述处理装置以执行操作，所述操作包括：操作所述功率转换器以传导加热电流直到达到稳态温度；在达到所述稳态温度之后获得所述测量数据；基于所述测量数据确定所述功率转换模块的当前热特性曲线；将所述当前热特性曲线与所述功率转换模块的一条或多条参考热特性曲线进行比较，以识别与所述当前热特性曲线相关联的偏差；以及响应于识别出所述偏差：基于分歧点相对于所述当前热特性曲线的位置，识别所述功率转换模块的所述至少一个热路径内的与所述偏差相关联的部件；以及基于与所述偏差相关联的所述功率转换模块的所述部件，自动地启动补救动作。2.根据权利要求1所述的车辆系统，其中，所述计算机可读指令控制所述处理装置以执行操作还包括相对于所述一条或多条参考热特性曲线确定所述偏差的量，其中，所述补救动作受到与所述偏差相关联的所述功率转换模块的所述部件以及所述偏差的所述量的影响。3.根据权利要求1所述的车辆系统，其中所述计算机可读指令控制所述处理装置以执行操作还包括确定与所述偏差相关联的变化率，其中所述补救动作受到与所述偏差相关联的所述功率转换模块的所述部件以及与所述偏差相关联的所述变化率的影响。4.根据权利要求1所述的车辆系统，其中所述自动地启动所述补救动作包括以下中的至少一个：所述处理装置自动地启动与所述功率转换模块的所述部件相关联的维护代码的生成；所述处理装置自动地启动用户通知的生成；以及所述处理装置自动地更新包括所述功率转换模块的车辆的维护计划。...

【专利技术属性】
技术研发人员：J许，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：