柴晓光，宁圃奇，曹 瀚，温旭辉

（1.中国科学院大学，北京 100049；2.中国科学院电工研究所，北京 100190；3.中国科学院电力电子与电气驱动重点实验室（电工研究所），北京100190；4.北京电动车辆协同创新中心，北京 100081）

新能源汽车产业的发展对功率模块提出了更高的要求，功率模块作为电机控制器的核心，其成本约为新能源汽车整车成本的25%，是除电池以外成本第二高的元件[1]。此外，功率模块也是电机控制器中最为脆弱的部件，超过30%的电机控制器故障由功率模块引起[2]，60%的功率模块故障是由热引起的[3]。功率模块成为限制新能源汽车可靠性和成本的关键因素之一。结温监测能够提高系统可靠性、提升功率模块的功率密度。

现有结温监测技术可归类为4种方法：物理接触法、光学法、热阻网络法和热敏电参数法TSEPs（temperature-sensitive electrical parameters）。物理接触法原理简单，通过在模块内部放置热敏电阻或热电偶测温元件直接测量温度，但此方法只能测量芯片附件基板的温度，测量结果与芯片实际结温相差较大，最大可达40℃[4]。光学法利用物体的热辐射性能来测量物体表面温度场，但是光学方法测量结温时需要拆封功率模块，对功率模块造成不可恢复的破坏，而且光学仪器价格较高。热阻网络法基于芯片到壳的等效热阻网络，热阻网络受环境影响大，散热调节或工况变化都会影响测量精度[5]。热敏电参数法是利用芯片自身作为温度传感器，通过建立结温与外部电气信号的映射关系来测量结温，是最具有工业应用潜质的结温监测方法[6-10]。……