刘 平，张 星，黄守道，尹书虎

(1. 湖南大学 电气与信息工程学院，湖南 长沙 410082；2. 湖南沃森电气科技有限公司，湖南 湘潭 411100)

0 引言

电动车辆牵引传动装置的要求包括高效率、最小的体积和重量、高起动转矩、间歇过载能力、较大峰值输出功率下高转速运行、快速动态响应、高可靠性以及低成本[1]。在电动汽车应用中不断增加的功率密度需求和热环境的挑战将加深对电机和功率模块的热约束并促进热管理技术的发展[2]。在电动汽车逆变器的运行过程中，绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块的热应力疲劳所导致的铝键合线脱落和焊料层失效，是其主要的失效形式，且均由模块内部结温波动产生的热应力累积导致[3 -4]。电动汽车在城市交通中的反复加速和制动使逆变器频繁运行在高功率和低输出工况下，在逆变器的转矩输出相同的情况下，当调制频率降低(小于2～5 Hz)时，功率器件结温会因P/N结到壳体瞬态热阻抗的低通滤波器特性而表现较大的波动和较高的峰值。因此，考虑到这种类型的负载，通常对逆变器进行降额使用，如留有足够的电流安全裕量。这样虽可避免IGBT结温过高引起的损伤，有益于延长寿命，但会在一定程度上限制其他部件乃至系统的输出性能。

现有研究提出通过优化调制策略、降低IGBT的开关频率、限制负载电流等措施来防止IGBT结温过高。文献[5]将连续脉宽调制(CPWM)和不连续脉宽调制(DPWM)2种调制方式进行有效结合，并根据实际工况的变化情况选择最佳调制策略，文献[6]提出以机侧变流器功率因数角的变化范围为依据的分段不连续空间矢量调制(DSVPWM)策略，两者均通过优化调制策略降低IGBT结温、结温波动。……