本发明涉及预测散热器的温度的方法和设备，以及利用预测的散热器的温度测量功率模块的结温的方法。更具体地，本发明涉及利用负温度系数(negative temperaturecoefficient，ntc)电阻传感器预测散热器的温度的方法和设备，以及利用预测的散热器的温度测量功率模块的结温的方法。
背景技术：
1、逆变器根据电池的直流电向电机施加交流电。在将直流电转换为交流电的过程中，开关元件以高速切换，并且此时，由于开关元件中发生的功率损耗会产生大量热量。
2、如果开关元件的结温显著上升并变得高于开关元件的额定值，则可能导致开关元件的烧毁。因此，有必要限制开关元件的温度，使其不上升到特定温度以上。
3、在传统的绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor，igbt)功率模块的情况下，可以直接检测温度，这是因为开关元件内部有二极管温度传感器。然而，近来，由于使用碳化硅(silicon carbide，sic)功率模块，负温度系数电阻传感器用于功率模块内部，而不是用于开关元件内部。此时，可以利用负温度系数电阻传感器的测量温度和热模型来计算开关元件的结温的变化，但是在没有冷却液的温度的情况下，不可能准确地估算结温。
4、通常，利用附接到冷却器的温度传感器来估算冷却液的温度。然而，由于该温度传感器附接在冷却器的外部，它可能会受到外部温度的影响，从而它可能无法准确地测量位于功率模块和冷却器的接合处的散热器的温度。
5、包括在本发明背景技术部分中的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员已知的现有技术。
技术实现思路
1、本发明的各个方面致力于提供一种预测散热器的温度的方法和设备，以利用功率模块中的负温度系数电阻传感器来预测散热器的温度，而无需利用附接到冷却器的温度传感器。
2、此外，本发明致力于提供一种用于测量功率模块的结温的方法，以利用使用负温度系数电阻传感器预测的散热器的温度来更准确地测量结温。
3、根据本发明的示例性实施方案，提供了一种用于预测散热器的温度的方法，所述散热器位于基板下方，所述基板上附接有包括至少一个开关元件和负温度系数(ntc)电阻传感器的功率模块。预测散热器的温度的方法包括：利用功率模块的功率损耗和功率模块的热阻来估算负温度系数电阻传感器的温度变化量，功率模块的功率损耗是根据功率模块的驱动，基于在至少一个开关元件中发生的功率损耗来确定的；获取由负温度系数电阻传感器检测到的功率模块的温度；根据功率模块的温度与负温度系数电阻传感器的温度变化量之间的差值来预测散热器的温度。
4、估算负温度系数电阻传感器的温度变化量可以包括：利用功率模块的热阻来确定负温度系数电阻传感器的热阻；通过利用功率模块的功率损耗、负温度系数电阻传感器的热阻和负温度系数电阻传感器的热阻补偿值来确定负温度系数电阻传感器的温度变化量。
5、估算负温度系数电阻传感器的温度变化量可以进一步包括根据冷却液的流量(每分钟的升数)(liter per minute，lpm)来选择负温度系数电阻传感器的热阻补偿值。
6、确定负温度系数电阻传感器的温度变化量可以包括：通过将热阻补偿值应用于功率模块的功率损耗乘以负温度系数电阻传感器的热阻而获得的第二值来确定第一值；通过将负温度系数电阻传感器的热阻抗应用于第一值来确定负温度系数电阻传感器的温度变化量。
7、确定负温度系数电阻传感器的热阻可以包括：通过将温度反映率应用于功率模块的热阻来确定负温度系数电阻传感器的热阻，并且所述温度反映率可以取决于在冷却液的温度固定的情况下对至少一个开关元件加热之后测量的负温度系数电阻传感器的温度变化量与功率模块的结温变化量之间的比率。
8、预测散热器的温度可以包括：通过将散热器中冷却液的阻抗应用于功率模块的温度与负温度系数电阻传感器的温度变化量之间的差值来确定散热器的温度。
9、根据本发明的另一个示例性实施方案，提供了一种预测散热器的温度的设备，所述散热器用于冷却包括至少一个开关元件和负温度系数(ntc)电阻传感器的功率模块。预测散热器的温度的设备包括：ntc电阻温度变化量计算器、ntc电阻温度获取器和散热器温度计算器，所述ntc电阻温度变化量计算器配置为：利用功率模块的功率损耗和功率模块的热阻来估算负温度系数电阻传感器的温度变化量，功率模块的功率损耗是根据功率模块的驱动，基于在至少一个开关元件中发生的功率损耗来确定的；所述ntc电阻温度获取器配置为：获取由负温度系数电阻传感器检测到的功率模块的温度；所述散热器温度计算器配置为：根据功率模块的温度与负温度系数电阻传感器的温度变化量之间的差值来预测散热器的温度。
10、ntc电阻温度变化量计算器可以利用功率模块的热阻来确定负温度系数电阻传感器的热阻，可以根据冷却液的流量(lpm)来选择负温度系数电阻传感器的热阻补偿值，并且可以通过利用功率模块的功率损耗、负温度系数电阻传感器的热阻和负温度系数电阻传感器的热阻补偿值来确定负温度系数电阻传感器的温度变化量。
11、ntc电阻温度变化量计算器可以通过将热阻补偿值应用于功率模块的功率损耗乘以负温度系数电阻传感器的热阻而获得的第二值来确定第一值，并且可以通过将负温度系数电阻传感器的热阻抗应用于第一值来确定负温度系数电阻传感器的温度变化量。
12、ntc电阻温度变化量计算器可以通过将温度反映率应用于功率模块的热阻来确定负温度系数电阻传感器的热阻，所述温度反映率可以取决于在冷却液的温度固定的情况下对至少一个开关元件加热之后测量的负温度系数电阻传感器的温度变化量与功率模块的结温变化量之间的比率。
13、散热器温度计算器可以通过将散热器中冷却液的阻抗应用于功率模块的温度与负温度系数电阻传感器的温度变化量之间的差值来确定散热器的温度。
14、根据本发明的各种示例性实施方案，提供了一种在测量功率模块的结温的设备中测量功率模块的结温的方法，所述功率模块包括至少一个开关元件和负温度系数(ntc)电阻传感器。测量功率模块的结温的方法包括：利用由负温度系数电阻传感器检测到的功率模块的温度和负温度系数电阻传感器的温度变化量来估算散热器的温度；利用功率模块的热模型来确定功率模块的结温的变化量；利用散热器的温度和功率模块的结温的变化量来确定功率模块的结温。
15、估算散热器的温度可以包括：根据功率模块的驱动，基于在至少一个开关元件中产生的功率损耗来确定功率模块的功率损耗；确定功率模块的热阻；利用功率模块的热阻来确定负温度系数电阻传感器的热阻；根据冷却液的流量(lpm)来选择负温度系数电阻传感器的热阻补偿值；通过利用功率模块的功率损耗、负温度系数电阻传感器的热阻和负温度系数电阻传感器的热阻补偿值来确定负温度系数电阻传感器的温度变化量。
16、确定负温度系数电阻传感器的温度变化量可以包括：通过将热阻补偿值应用于功率模块的功率损耗乘以负温度系数电阻传感器的热阻而获得的第二值来确定第一值；通过将负温度系数电阻传感器的热阻抗应用于第一值来确定负温度系数电阻传感器的温度变化量。
17、估算散热器的温度可以包括：通过将散热器中的冷却液的阻抗应用于功率模块的温度与负温度系数电阻传感器的温度变化量之间的差值来确定散热器的温度。
18、确定功率模块的结温的变化量可以包括：利用功率模块的功率损耗和功率模块的热阻来确定功率模块的结温的变化量，功率模块的功率损耗是根据功率模块的驱动，基于在至少一个开关元件中产生的功率损耗来确定的。
19、根据本发明的示例性实施方案，通过利用功率模块内部的负温度系数电阻传感器来预测散热器的温度，而无需附接在冷却器外部以测量冷却液温度的温度传感器，可以排除外部温度的影响，从而可以更准确地预测散热器的温度。此外，可以移除测量冷却液温度的温度传感器，从而降低制造成本并且减少因附接温度传感器而导致的空间损失。
20、本发明的方法和设备具有其它的特性和优点，这些特性和优点在并入本文中的所附附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的所附附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些所附附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。
1.一种预测散热器的温度的方法，所述散热器位于基板下方，所述基板上附接有包括至少一个开关元件和负温度系数电阻传感器的功率模块，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，估算负温度系数电阻传感器的温度变化量包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其中，估算负温度系数电阻传感器的温度变化量进一步包括：
4.根据权利要求2所述的方法，其中，确定负温度系数电阻传感器的温度变化量包括：
5.根据权利要求2所述的方法，其中，确定负温度系数电阻传感器的热阻包括：
6.根据权利要求1所述的方法，其中，预测散热器的温度包括：
7.一种预测散热器的温度的设备，所述散热器用于对包括至少一个开关元件和负温度系数电阻传感器的功率模块进行冷却，所述设备包括：
8.根据权利要求7所述的预测散热器的温度的设备，其中，所述负温度系数电阻温度变化量计算器配置为：利用功率模块的热阻来确定负温度系数电阻传感器的热阻，根据冷却液的流量来选择负温度系数电阻传感器的热阻补偿值，通过利用功率模块的功率损耗、负温度系数电阻传感器的热阻和负温度系数电阻传感器的热阻补偿值来确定负温度系数电阻传感器的温度变化量。
9.根据权利要求8所述的预测散热器的温度的设备，其中，所述负温度系数电阻温度变化量计算器配置为：通过将热阻补偿值应用于功率模块的功率损耗乘以负温度系数电阻传感器的热阻而获得的第二值来确定第一值，通过将负温度系数电阻传感器的热阻抗应用于第一值来确定负温度系数电阻传感器的温度变化量。
10.根据权利要求8所述的预测散热器的温度的设备，其中：
11.根据权利要求7所述的预测散热器的温度的设备，其中，所述散热器温度计算器配置为：通过将散热器中冷却液的阻抗应用于功率模块的温度与负温度系数电阻传感器的温度变化量之间的差值来确定散热器的温度。
12.一种在测量功率模块的结温的设备中测量功率模块的结温的方法，所述功率模块包括至少一个开关元件和负温度系数电阻传感器，所述方法包括：
13.根据权利要求12所述的方法，其中，估算散热器的温度包括：
14.根据权利要求13所述的方法，其中，确定负温度系数电阻传感器的温度变化量包括：
15.根据权利要求12所述的方法，其中，估算散热器的温度包括：
16.根据权利要求12所述的方法，其中，确定功率模块的结温的变化量包括：
