JP5538247B2 - 車載回転電機用電力変換装置の冷却システム - Google Patents
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Description
請求項2の発明は、請求項1に記載の車載回転電機用電力変換装置の冷却システムにおいて、第1温度取得手段で取得されたパワー素子の温度の高低に応じて熱伝達率基準値を設定する、基準値設定手段を備えたことを特徴とする。
請求項3の発明による車載回転電機用電力変換装置の冷却システムは、不凍液を含む冷却液を循環する循環ポンプを有して、冷却液により車載回転電機用電力変換装置のパワー素子を冷却する冷却回路と、パワー素子の発熱量を算出する発熱量演算手段と、パワー素子の温度を取得する第1温度取得手段と、冷却液の温度を取得する第2温度取得手段と、発熱量、パワー素子の温度および冷却液の温度に基づいて、パワー素子から冷却液へ伝達される単位温度差当たりの熱伝達量である熱伝達率を算出する熱伝達率演算手段と、算出された熱伝達率が所定の熱伝達率基準値より大きい場合に循環ポンプの吐出量を低下させるポンプ制御手段と、第1温度取得手段で取得されたパワー素子の温度の高低に応じて熱伝達率基準値を設定する基準値設定手段と、を備えたことを特徴とする。
請求項4の発明は、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の車載回転電機用電力変換装置の冷却システムにおいて、ポンプ制御手段は、算出された熱伝達率が所定の熱伝達率基準値より小さい場合に循環ポンプの吐出量を増加させることを特徴とする。
請求項5の発明は、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の車載回転電機用電力変換装置の冷却システムにおいて、冷却回路中に設けられ、外気と冷却液との熱交換を行う熱交換器と、熱交換器に外気を送風する送風機と、外気温を取得する第3温度取得手段と、熱伝達率、冷却液の温度および外気温に基づいて、外気と冷却液との間の熱交換率を算出する熱交換率演算手段と、算出された熱交換率が所定の熱交換率基準値より大きい場合に送風機の送風量を低下させる送風制御手段と、を備えたことを特徴とする。
請求項6の発明は、請求項5に記載の車載回転電機用電力変換装置の冷却システムにおいて、第3温度取得手段は、冷却システム始動時に第1温度取得手段または第2温度取得手段で取得される温度を、外気温として用いることを特徴とする。
−第1の実施の形態−
図1は第1の実施の形態の冷却システムの概略構成を示す図であり、HEVやEV等の電動車両に用いられる電力変換装置用冷却システム100を示したものである。なお、図1の実線矢印は冷却液の流れを示し、点線矢印は電流の流れを示す。
Q=α×(Tw−Ta) …(1)
β=Q÷(Ta−Tg) …(2)
(a)循環ポンプ6により循環される冷却液の流量nが低下すると、熱交換器5と冷却液との熱交換部分における冷却液の流速が減少するため、外気放熱性能βは低下することになる。
(b)冷却液温度Taが低下すると、冷却液の粘度が上がり、熱交換器5と冷却液との熱交換部分における冷却液の流速が減少するため、外気放熱性能βは低下する。
(c)不凍液濃度mが増加すると、冷却液の粘度は上がり、熱交換器5と冷却液との熱交換部分における冷却液の流速が減少するため、外気放熱性能βは低下する。
(d)送風ファン8を用いて送風する外気の送風量γを増加させると、熱交換器5と外気との熱交換部分での外気の流速が増加するため、外気放熱性能βは向上する。
図6,7を参照して、本発明の第2の実施の形態について説明する。図6は、第2の実施の形態における冷却制御装置13の概略構成を示す図である。図6に示す構成は、図2に示した冷却液温度センサ115を省略した点が第1の実施の形態と異なる。
Ta=Tw (ただしQ=0となって所定時間経過後) …(3)
図8,9を参照して、本発明の第3の実施の形態について説明する。図8は第3の実施の形態における冷却制御装置13の概略構成を示す図であり、図6に示すモータトルクセンサ111およびモータ回転数センサ112に代えて、パワー素子3を流れる電流を検出するパワー素子電流センサ116を設けた。なお、図6に示す要素と同様の要素に対しては同一の符号を付し、以下では相違点を中心に説明する。
図10,11を参照して、本発明の第4の実施の形態について説明する。図10は第4の実施の形態における制御装置の概略構成を示す図であり、図6に示した制御装置に冷却液凍結警告ランプ117を設けた点が異なる。なお、図6に示す要素と同様の要素に対しては同一の符号を付し、以下では相違点を中心に説明する。
不凍液を含む冷却液を循環する循環ポンプ6を有して、冷却液により車載回転電機用電力変換装置のパワー素子3を冷却する冷却回路4と、パワー素子3の発熱量Qを算出する発熱量演算手段としての制御信号計算部110と、パワー素子3の温度を取得する第1温度取得手段としてのパワー素子温度センサ113と、冷却液の温度を取得する第2温度取得手段としての冷却液温度センサ115と、発熱量Q、パワー素子の温度および冷却液の温度に基づいて、放熱板7を介してパワー素子3から冷却液へ伝達される単位温度差当たりの熱伝達量である熱伝達率(パワー素子冷却性能α)を算出する熱伝達率演算手段としての制御信号計算部110と、算出された熱伝達率(α)が所定の熱伝達率基準値(αth)より大きい場合に循環ポンプ6の吐出量を低下させるポンプ制御手段としての制御信号計算部110と、を備えている。
Claims (6)
- 不凍液を含む冷却液を循環する循環ポンプを有して、前記冷却液により車載回転電機用電力変換装置のパワー素子を冷却する冷却回路と、
前記パワー素子の発熱量を算出する発熱量演算手段と、
前記パワー素子の温度を取得する第1温度取得手段と、
前記発熱量演算手段で算出されるパワー素子の発熱量がゼロのときに前記第1温度取得手段で取得されたパワー素子の温度を、冷却液の温度として取得する第2温度取得手段と、
前記発熱量、前記パワー素子の温度および前記冷却液の温度に基づいて、前記パワー素子から前記冷却液へ伝達される単位温度差当たりの熱伝達量である熱伝達率を算出する熱伝達率演算手段と、
算出された前記熱伝達率が所定の熱伝達率基準値より大きい場合に前記循環ポンプの吐出量を低下させるポンプ制御手段と、を備えた車載回転電機用電力変換装置の冷却システム。 - 請求項1に記載の車載回転電機用電力変換装置の冷却システムにおいて、
前記第1温度取得手段で取得されたパワー素子の温度の高低に応じて前記熱伝達率基準値を設定する、基準値設定手段を備えたことを特徴とする車載回転電機用電力変換装置の冷却システム。 - 不凍液を含む冷却液を循環する循環ポンプを有して、前記冷却液により車載回転電機用電力変換装置のパワー素子を冷却する冷却回路と、
前記パワー素子の発熱量を算出する発熱量演算手段と、
前記パワー素子の温度を取得する第1温度取得手段と、
前記冷却液の温度を取得する第2温度取得手段と、
前記発熱量、前記パワー素子の温度および前記冷却液の温度に基づいて、前記パワー素子から前記冷却液へ伝達される単位温度差当たりの熱伝達量である熱伝達率を算出する熱伝達率演算手段と、
算出された前記熱伝達率が所定の熱伝達率基準値より大きい場合に前記循環ポンプの吐出量を低下させるポンプ制御手段と、
前記第1温度取得手段で取得されたパワー素子の温度の高低に応じて前記熱伝達率基準値を設定する基準値設定手段と、を備えたことを特徴とする車載回転電機用電力変換装置の冷却システム。 - 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の車載回転電機用電力変換装置の冷却システムにおいて、
前記ポンプ制御手段は、算出された前記熱伝達率が所定の熱伝達率基準値より小さい場合に前記循環ポンプの吐出量を増加させることを特徴とする車載回転電機用電力変換装置の冷却システム。 - 請求項1乃至4のいずれか一項に記載の車載回転電機用電力変換装置の冷却システムにおいて、
前記冷却回路中に設けられ、外気と前記冷却液との熱交換を行う熱交換器と、
前記熱交換器に外気を送風する送風機と、
外気温を取得する第3温度取得手段と、
前記熱伝達率、前記冷却液の温度および前記外気温に基づいて、外気と前記冷却液との間の熱交換率を算出する熱交換率演算手段と、
算出された前記熱交換率が所定の熱交換率基準値より大きい場合に前記送風機の送風量を低下させる送風制御手段と、を備えたことを特徴とする車載回転電機用電力変換装置の冷却システム。 - 請求項5に記載の車載回転電機用電力変換装置の冷却システムにおいて、
前記第3温度取得手段は、冷却システム始動時に前記第1温度取得手段または第2温度取得手段で取得される温度を、前記外気温として用いることを特徴とする車載回転電機用電力変換装置の冷却システム。
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