关键词:
功率模块
热机应力
雨流计数法
电动汽车
摘要:
随着车用功率模块的功率密度和电压等级不断提高,热可靠性问题日益突显。其中,温度应力是功率模块老化的主要因素之一。为了评估车用功率模块的热疲劳,需要获取完整的载荷历程,并采用应力循环计数方法进行损伤统计,但该方法难以在电动汽车驾驶过程中实时评估损伤信息,预测性维护存在滞后性。文中基于标准离线雨流计数法进行改进,针对不同材料以及所处不同寿命阶段,设计可变的滤波窗宽对实时结温历程进行筛选和除噪;通过基于“三点双变程”法改进的实时雨流计数算法对有效结温极值点进行高效实时处理,即可实时得到温度应力全循环与半循环数据;通过离散标准化程序对原始热应力计数结果进行聚类存储,满足边缘计算的需要,实现低成本应力循环统计;最后,基于乘用车测试该在线算法在电动汽车实际驾驶路谱下的可行性。实验结果表明,与标准离线计数法相比,累积损伤度误差小于1%。进一步地,讨论温度采样周期对应力计数和损伤计算的影响,表明温度采样周期为500 ms可以兼顾算力与精度,支撑电动汽车的实时可靠性评估。