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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kühlsystem eines Stromhalbleitermoduls
(Leistungshalbleitermodul) und insbesondere auf ein Kühlsystem
eines Stromhalbleitermoduls, bei welchem eine gewünschte Temperaturumgebung
verwirklicht und aufrechterhalten wird, indem die Kühlkapazität eines
Kühlfluids
gesteuert wird.
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Herkömmlich gibt
es bei Wandelgeräten,
die Stromhalbleiter einsetzen, viele Beispiele, bei denen wassergekühlte oder
flüssigkeitsgekühlte Kühlsysteme
zum Kühlen
eingesetzt werden.
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Bei
einer bekannten Technik ist ein Temperatursensor an einer Platte
eines zu kühlenden
Teils befestigt, und eine Steuerung wird derart ausgeführt, dass
die Temperatur der Platte erfasst wird, und eine Überwachung
wird dahingehend ausgeführt,
ob die Temperatur eine vorbestimmte Temperatur überschreitet, und in einem
Falle, in welchem die Temperatur der Platte die vorbestimmte Temperatur überschreitet,
wird die Stromzufuhr automatisch getrennt (siehe beispielsweise
JP 2581367 ).
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Wie
in
JP 2581367 offenbart
ist, wird als Steuereinrichtung für den Fall, in welchem die
Erfassungstemperatur des Temperatursensors die vorbestimmte Temperatur überschreitet,
falls die Stromzufuhr abgetrennt ist, beispielsweise falls ein Motor
als Last eines Elektrofahrzeugs oder eines Hybridfahrzeugs gesteuert
wird, das Verhalten des Fahrzeugs schnell verändert, und es tritt einen Zustand
auf, der für
den Fahrer nicht wünschenswert
ist.
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Daneben
ist es bekannt, dass in einem Wärmetauschteil,
in welchem gegenwärtig
ein Kühlen ausgeführt wird,
der Strömungszustand
des Kühlwassers
einen großen
Einfluss auf den Wärmeübertragungskoeffizienten
besitzt.
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DARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung wurde im Hinblick auf die obigen Umstände getätigt und stellt ein Kühlsystem
eines Stromhalbleitermoduls (Leistungshalbleitermoduls) bereit,
in welchem eine Veränderung
eines Wärmeübertragungskoeffizienten
von einem Stromhalbleitermodul zu einem Kühlfluid abgeschätzt wird, und
eine Kühlkapazität des Kühlfluids
wird entsprechend einem Ergebnis dieser Abschätzung gesteuert, so dass der
Betrieb der Last geeignet fortgesetzt wird.
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Gemäß der Erfindung
wird ein Kühlsystem eines
Stromhalbleitermoduls (Leistungshalbleitermoduls) bereitgestellt,
umfassend eine Kühlfluiddruckbeaufschlagungseinheit,
die ein Kühlfluid
mit Druck beaufschlagt und dieses zu einem Fluidströmungspfad
zur Zirkulation von Kühlfluids
zu Kühlen
eines Stromhalbleitermoduls zuführt,
und eine Antriebseinheit, welche die Kühlfluiddruckbeaufschalgungseinheit
antreibt, wobei eine Temperaturerfassungseinheit an einem Halbleiterelement
als in dem Stromhalbleitermodul vorgesehenen Wärmequelle vorgesehen ist, und
eine Steuereinheit ist vorgesehen, die eine Veränderung eines Wärmeübertragungskoeffizienten
von dem Stromhalbleitermodul zu dem Kühlfluid basierend auf der Ausgabeinformation
der Temperaturerfassungseinheit und der Antriebsausgabeinformation
der Antriebseinheit zum Antreiben der Kühlfluiddruckbeaufschlagungseinheit
abschätzt
und die Kühlkapazität des Kühlfluids
anhand dieses abgeschätzten
Ergebnisses steuert.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird die Veränderung
des Wärmeübertragungskoeffizienten von
dem Stromhalbleitermodul zu dem Kühlfluid abgeschätzt, und
die Kühlkapazität des Kühlfluids
wird entsprechend dem abgeschätzten
Ergebnis gesteuert, so dass ein Kühlsystem des Stromhalbleitermoduls
erhalten werden kann, bei welchem der Betrieb einer Last geeignet
fortgesetzt werden kann.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1A bis 1D sind
dreiflächige
Ansichten, die eine Struktur eines Kühlkörperteils gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung zeigen.
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2 ist
ein Blockdiagramm, das eine systematische Struktur eines Kühlsystems
eines Stromhalbleitermoduls gemäß der Ausführungsform
der Erfindung zeigt.
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3 ist
eine Perspektivansicht, welche die Form einer konischen Rippe gemäß der Ausführungsform
der Erfindung zeigt.
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4 ist
eine Perspektivansicht, welche die Form einer zylindrischen Rippe
gemäß der Ausführungsform
der Erfindung zeigt.
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5 ist
eine Perspektivansicht, welche die Form einer waschbrettförmigen Rippe
gemäß der Ausführungsform
der Erfindung zeigt.
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6 ist
eine Perspektivansicht, welche die Form einer abgestuften zylindrischen
Rippe gemäß der Ausführungsform
der Erfindung zeigt.
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7 ist
ein charakteristisches Kurvenliniendiagramm, welches die Beziehungen
zwischen den Wärmeübertragungskoeffizienten
und Temperaturen jeweiliger Teile in ein Kühlsystem gemäß der Ausführungsform
der Erfindung zeigt.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Ausführungsform 1
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Eine
Ausführungsform
der Erfindung wird unter Bezugnahme auf 1 bis 7 beschrieben. 1A bis 1D sind
dreiflächige
Ansichten, die eine Struktur eines Kühlkörperteils gemäß der Ausführungsform
der Erfindung zeigt. 1A ist eine Draufsicht, 1B ist
eine entlang der Linie B-B in 1C geführte Schnittansicht, 1C ist
eine Seitenansicht, und 1D ist
eine entlang der Linie D-D in 1C geführte Schnittansicht. 2 ist
ein Blockdiagramm, das eine systematische Struktur eines Kühlsystems
eines Stromhalbleitermoduls gemäß der Ausführungsform
der Erfindung zeigt. 3 ist eine Perspektivansicht,
welche die Form einer konischen Rippe gemäß der Ausführungsform der Erfindung zeigt. 4 ist
eine Perspektivansicht, welche die Form einer zylindrischen Rippe
gemäß der Ausführungsform
der Erfindung zeigt. 5 ist eine Perspektivansicht,
welche die Form einer waschbrettartigen Rippe gemäß der Ausführungsform
der Erfindung zeigt. 6 ist eine Perspektivansicht, welche
die Form einer abgestuften zylindrischen Rippe gemäß der Ausführungsform
der Erfindung zeigt. 7 ist ein charakteristisches
Kurvenliniendiagramm, das die Beziehungen zwischen den Wärmeübertragungskoeffizienten
und Temperaturen jeweiliger Teile in einem Kühlsystem gemäß der Ausführungsform
der Erfindung zeigt.
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In 1A bis 1D,
welche dreiflächige Ansichten
um einen Kühlkörper in
einem Stromhalbleiterkühlsystem
zeigt, sind Fluidströmungspfade 20 und 30 in
der Innenseite des Kühlkörpers 10 zum Kühlen von
Stromhalbleitermodulen 70 gebildet, und eine Platte 60 mit
Mündungen 41 und 42 und
mehreren hervorstehenden Elementen 50 ist in einer entsprechenden
Position für
jedes der Stromhalbleitermodule 70 derart eingesetzt, um
die Fluidströmungspfade 20 und 30 abzudecken.
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Ein
Stromhalbleiterelement 71 ist in das Innere des Stromhalbleitermoduls 70 eingebettet,
und ferner ist ein Temperaturerfassungssensor 72 integral
in der Innenseite des Elements 71 enthalten. Eine Wärmestrahlungsfläche 73 ist
an der Unterseite des Stromhalbleitermoduls 70 gebildet.
Ein Fluidströmungspfad
FP ist zwischen der Wärmestrahlungsfläche 73,
die an dem Boden des Stromhalbleitermoduls 70 vorgesehen
ist, und der Platte 60, die zum Abdecken der Fluidströmungspfade 20 und 30 vorgesehen
ist, gebildet. Der Fluidströmungspfad
FP kommuniziert mit dem Fluidströmungspfad 20 über die Mündung 41,
und kommuniziert mit dem Fluidströmungspfad 30 über die
Mündung 42.
Die mehreren hervorstehenden Elemente 50, die an der Platte 60 vorgesehen
sind, liegen der an dem Boden des Stromhalbleitermoduls 70 gebildeten
Wärmestrahlungsfläche 73 über ein
Kühlfluid
mit Kühlwasser,
das durch den Fluidströmungspfad
FP zirkuliert, gegenüber.
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Die
mehreren Stromhalbleitermodule 70 sind nebeneinander an
dem gemeinsamen Kühlkörper 10 angeordnet,
der Fluidströmungspfad
FP jedes Halbleitermoduls 70 kommuniziert mit den gemeinsamen Fluidströmungspfaden 20 und 30,
die in dem Kühlkörper 10 vorgesehen
sind, über
die Mündungen 41 und 42,
und eine gleiche Menge von Kühlwasser
wird zu den jeweiligen Stromhalbleitermodulen 70 durch die
Strömungsratenverteilungsfunktion
der Mündungen 41 und 42 zugeführt.
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In 2,
die ein systematisches Diagramm des gesamten Kühlsystems zeigt, zirkuliert
Kühlwasser
als Kühlfluid
durch das Innere eines Rohrs 100, und eine Pumpe (P) 110,
ein Radiator 120, der Kühlkörper 10,
ein Kühlwassertemperatursensor
(TS) 130 und ein Drucksensor (PS) 140 sind mit
den Mittelpunkten eines Zirkulationsströmungspfades verbunden, der
durch das Rohr 100 gebildet ist.
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Ein
Pumpenmotor (M) 111 und ein Pumpenmotordrehzahlerfassungssensor
(RS) 112 sind integral an der Pumpe (P) 110 angebracht.
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Ferner
werden Erfassungssignale, die durch den Kühlwassertemperatursensor (TS) 130,
den Kühlwasserdrucksensor
(PS) 140 und den Pumpenmotordrehzahlerfassungssensor (RS) 112 erzeugt werden,
zu einem A/D-Wandler 155 über ein Kabel 150 übertragen,
und die durch die Sensoren 130, 140 und 112 erzeugten
Analogsignale werden in Digitalsignale gewandelt. Die gewandelten
Digitalsignale verlaufen durch ein Kabel 150 und werden
zu einer CPU 160 übertragen.
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Nun
wird eine Vergleichsbeurteilung im Inneren der CPU 160 im
Hinblick auf zu vergleichende Schwellwerte vorgenommen, wie ein
vorbestimmter Temperaturwert, der in einem Speicher 170 gespeichert
ist, oder eine externe Information, die in einer Datenbank (DB) 180 gespeichert
ist, und entsprechend dem Ergebnis der Beurteilung wird ein Befehlssignal,
um zu veranlassen, dass die Drehzahl des Pumpenmotors (M) 111 eine vorbestimmte
Drehzahl wird, zu einem Controller 190 mit einem Wechselrichter über ein
Kabel 150 übertragen.
Der Controller 190, der die Befehle empfangen hat, führt elektrischen
Strom zu dem Pumpenmotor (M) 111 zu, um die vorbestimmte
Drehzahl zu erreichen.
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Als
nächstes
wird der Betrieb beschrieben.
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Wenn
Strom an das Stromhalbleitermodul 70 angelegt wird, bevor
die Energiebeaufschlagung des Stromhalbleitermoduls 70 beginnt,
wird der Befehl des Controllers 190 an den Pumpenmotor
(M) 111 über
das Kabel 150 gegeben, so dass der Pumpenmotor (M) 111 mit
Energie beaufschlagt wird.
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Die
Pumpe (P) 110 wird durch den Pumpenmotor (M) 111 angetrieben,
und das Kühlfluid
einschließlich
des Kühlwassers
strömt
durch das Rohr 100, passiert durch den in jedem der mehreren Stromhalbleitermodule 70 vorgesehenen
Fluidströmungspfad
FP von dem Fluidströmungspfad 20 als Einlassströmungspfad,
der in dem Kühlkörper 10 vorgesehen
ist, durch die Mündung 41 und
wird unter Druck zu dem Fluidströmungspfad 30 als
Auslassströmungspfad
durch die Mündung 42 geschickt.
Das Kühlwasser
wird von dem Fluidströmungspfad 30 durch
den Radiator 120 zu der Pumpe (P) 110 zirkuliert.
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Das
Kühlwasser
zirkuliert durch die Fluidströmungspfade 20,
FP und 30, die in dem Kühlkörper 10 vorgesehen
sind, und Strom wird an das Stromhalbleitermodul 70 in
einem solchen Zustand angelegt, in welchem die Vorbereitungen für das Kühlen abgeschlossen
sind. Der Controller 190 gibt Energiebeaufschlagungsbefehle
zu den Stromhalbleitermodulen 70 über die CPU 160 und
den A/D-Wandler 155 aus.
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Wenn
Strom an das Stromhalbleitermodul 70 angelegt ist und die
Temperatur des Stromhalbleitermoduls 70 durch Wärmeerzeugung
des Stromhalbleiterelements 71 in dem Stromhalbleitermodul 70 ansteigt,
wird ein Wärmetausch
zwischen dem Kühlwasser,
das durch den Fluidströmungspfad
FP von dem Fluidströmungspfad 20 durch
die Mündung 41 fließt, und
durch die Mündung 42 zu
dem Fluidströmungspfad 30 fließt, und
der Wärmestrahlungsfläche 73 des
Stromhalbleitermoduls 70 ausgeführt, und das Stromhalbleitermodul 70 einschließlich des Stromhalbleiterelements 71 als
Wärmequelle
wird gekühlt.
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Dabei
werden Wirbel durch die an der Platte 60 vorgesehenen,
hervorstehenden Elemente 50 in dem Strom des Kühlwassers
erzeugt, das zwischen der Wärmestrahlungsfläche 73 des
Stromhalbleitermoduls 70 und der Platte 60, die
einander gegenüberliegen,
in dem Fluidströmungspfad
FP strömt,
wobei die Strömungsgeschwindigkeit
des Kühlwassers zunimmt,
und der Wärmetausch
zwischen dem Kühlwasser
und der Wärmestrahlungsfläche 73 des Stromhalbleitermoduls 70 wird
effizient ausgeführt.
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Der
Druck des von der Pumpe (P) 110 durch das Rohr 100 zu
den Fluidströmungspfaden 20,
FP und 30, die in dem Kühlkörper 10 vorgesehen
sind, zugeführten
Kühlwassers
wird durch den Kühlwasserdrucksensor
(PS) 140 gemessen, und sein gemessener Druckwert Sp wird
als Daten in den A/D-Wandler 155 über das Kabel 150 eingegeben.
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Die
Temperatur des von der Pumpe (P) 110 durch das Rohr 100 zu
den in dem Kühlkörper 10 vorgesehenen
Fluidströmungspfaden 20,
FP und 30 zugeführten
Kühlwassers
wird durch den Kühlwassertemperatursensor
(TS) 130 gemessen, und sein erfasster Temperaturwert St
wird als Daten in den A/D-Wandler 155 über das Kabel 150 eingegeben.
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Ferner
wird die Drehzahl des Pumpenmotors (M) 111 zum Antreiben
der Pumpe (P) 110 durch den Pumpenmotordrehzahlerfassungssensor
(RS) 112 gemessen, und sein erfasster Druckwert Sr wird
in den A/D-Wandler 155 über
das Kabel 150 eingegeben.
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Die
Temperatur des Stromhalbleiterelements 71 in dem Stromhalbleitermodul 70 wird
durch den Temperaturerfassungssensor 72 gemessen, und sein
erfasster Temperaturwert Tj wird in den A/D-Wandler 155 über das
Kabel 150 eingegeben.
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Analogdaten
einschließlich
der erfassten Werte Sp, St, Sr und Tj, die in den A/D-Wandler 155 eingegeben
sind, werden in Digitaldaten durch den A/D-Wandler 155 gewandelt
und werden in die CPU 160 eingegeben.
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Die
CPU 160, der Speicher 170 und die Datenbank (DB) 180 bilden
eine Informationsverarbeitungsvorrichtung PM, und diese Informationsbearbeitungsvorrichtung
PM führt
beispielsweise einen arithmetischen Vorgang zum Abschätzen, basierend
auf den zu der CPU 160 eingegebenen Digitaldaten, eines
Wärmeübertragungskoeffizienten
von der Wärmestrahlungsfläche 73 des
Stromhalbleitermoduls 70 zu dem durch den Fluidströmungspfad
FP verlaufenden Kühlwasser
aus und schätzt
das Vorhandenseins eines Kochens des Kühlwassers ab, und führt als
Steuereinheit eine arithmetische Verarbeitung aus, wie nachfolgend
beschrieben.
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In
der Informationsverarbeitungsvorrichtung PM ist eine Wärmeübertragungskoeffizientensteuereinheit
(m1) gebildet, die eine arithmetische Verarbeitung zum Beurteilen
des Vorhandenseins eines Kochens des Kühlwassers basierend auf dem
erfassten Temperaturwert Tj des Temperatursensors 72, um
die Temperatur des Stromhalbleiterelements 71 in dem Stromhalbleitermodul 70 zu
erfassen, und der erfassten Drehzahl Sr des Pumpenmotordrehzahlerfassungssensors
(RS) 112 ausführt,
um die Drehzahl des Pumpenmotors (M) 111 zu erfassen, der
die Pumpe (P) 110 antreibt. Das heißt, die Wärmeübertragungskoeffizientensteuereinheit
(m1) führt
die arithmetische Verarbeitung zum Umwandeln des erfassten Temperaturwerts
Tja des Temperatursensors 72 und der erfassten Drehzahl
Sr des Pumpenmotordrehzahlerfassungssensors (RS) 112 durch
den A/D-Wandler 155 von
Analogdaten in Digitaldaten, das Eingeben der Digitaldaten in die
CPU 160, das Abschätzen,
basierend auf den Digitaldaten, das Wärmeübertragungskoeffizienten (h1)
von der Wärmestrahlungsfläche 73 Stromhalbleitermoduls 70 zu
dem durch die Fluidströmungspfade 20, FP
und 30 strömenden
Kühlwasser
durch die CPU 160, und das Beurteilen des Vorhandenseins
des Kochens des Kühlwassers
basierend auf dem abgeschätzten
Wärmeübertragungskoeffizienten
(h1) aus.
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Der
Wärmeübertragungskoeffizient
(h1) als Ergebnis des arithmetischen Vorganges durch die CPU 160 wird
in dem Speicher 170 gespeichert, und wird von der CPU 160 zu
dem Controller 190 als Ergebnis der arithmetischen Verarbeitung
durch die Wärmeübertragungskoeffizientensteuereinheit
(m1) in der Informationsverarbeitungsvorrichtung (PM). Der Controller 190 steuert
den Pumpenmotor (M) 111, um die Pumpe (P) 110 entsprechend
des Ergebnisses der arithmetischen Verarbeitung von der Informationsverarbeitungsvorrichtung
PM anzutreiben. Wenn der abgeschätzte
Wärmeübertragungskoeffizient
(h1) entsprechen dem Ergebnis der arithmetischen Verarbeitung, das
aus der Informationsverarbeitungsvorrichtung PM abgeleitet ist,
geringer ist als ein vorbestimmter Wert, wird die Drehzahl des Pumpenmotors
(M) 111 erhöht,
um die Pumpe (P) 110 zu beschleunigen und die Kühlkapazität des in
Rohr 100 zirkulierenden Kühlwassers wird erhöht.
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Wenn
der abgeschätzte
Wärmeübertragungskoeffizient
(h1) entsprechend dem von der Informationsverarbeitungsvorrichtung
PM abgeleiteten Ergebnis der arithmetischen Verarbeitung größer ist
als der vorbestimmte Wert, wird die Drehzahl des Pumpenmotors (M) 111 vermindert,
um die Pumpe (P) 110 zu verlangsamen, und die Kühlkapazität des in
dem Rohr 100 zirkulierenden Kühlwassers wird vermindert.
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Zusätzlich dazu,
dass die Wärmeübertragungskoeffizientensteuereinheit
(m1) durch die Informationsverarbeitungsvorrichtung PM mit der CPU 160,
dem Speicher 170 und der Datenbank (DB) 180 gebildet
ist, ist eine Korrekturfunktionssteuereinheit (m2) vorgesehen, die
durch die Informationsverarbeitungsvorrichtung PM mit der CPU 160,
dem Speicher 170 und der Datenbank (DB) 180 gebildet
ist.
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In
der Korrekturfunktionssteuereinheit (m2), die durch die Informationsverarbeitungsvorrichtung PM
der CPU 160, dem Speicher 170 und der Datenbank
(DB) 180 gebildet ist, wird, wenn der erfasste Temperaturwert
St von dem Kühlwassertemperatursensor
(RS) 130 einen vorbestimmten Wert überschreitet, eine Verarbeitung
zum Korrigieren des abgeschätzten
Wärmeübertragungskoeffizienten
(h1) als arithmetisches Ergebnis der Wärmeübertragungskoeffizientensteuereinheit
(m1) in einer ansteigenden Richtung ausgeführt, um einen korrigierten Wärmeübertragungskoeffizienten
(h1) abzuleiten. Daneben wird, wenn der erfasste Druckwert Sp von Drucksensor
(PS) geringer wird als der vorbestimmte Wert, eine Verarbeitung
zum Korrigieren des abgeschätzten
Wärmeübertragungskoeffizienten
(h1) als arithmetisches Ergebnis der Wärmeübertragungskoeffizientensteuereinheit
(m1) in einer absteigenden Richtungausgeführt, um einen korrigierten
Wärmeübertragungskoeffizienten
(h2) abzuleiten.
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Wenn,
wie oben angegeben, der abgeschätzte
Wärmeübertragungskoeffizient
(h1) als Ergebnis der arithmetischen Verarbeitung der Wärmeübertragungskoeffizientensteuereinheit
(m1), die durch die Informationsverarbeitungsvorrichtung PM mit
der CPU 160, dem Speicher 170 und der Datenbank 180 gebildet
ist, durch die Korrekturfunktionssteuereinheit (m2) korrigiert wird,
die durch die Informationsverarbeitungsvorrichtung PM mit der CPU 160,
dem Speicher 170 und der Datenbank (DB) 180 gebildet
ist, und der korrigierte Wärmeübertragungskoeffizient
(h2) abgeleitet wird, wird der korrigierte Wärmeübertragungskoeffizient (h2)
von der CPU 160 über
das Kabel 150 zu dem Controller 180 übertragen,
und der Controller 190 führt die Steuerung zum Erhöhen der
Drehzahl des Pumpenmotors (M) 111 entsprechend den korrigierten
Wärmeübertragungskoeffizienten
(h2) aus, um die Pumpe (P) 110 zu beschleunigen und die
Kühlkapazität des in dem
Rohr 100 zirkulierenden Wassers zu erhöhen.
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Zusätzlich zu
der Wärmeübertragungskoeffizientensteuereinheit
(m1), die durch die Informationsverarbeitungsvorrichtung PM mit
der CPU 160, dem Speicher 170 und der Datenbank
(DB) 180 gebildet ist, und die Korrekturfunktionssteuereinheit (m2),
sind ferner eine Beurteilungseinheit (m3), die durch die Informationsverarbeitungsvorrichtung
PM mit der CPU 160, dem Speicher 170 und der Datenbank
(DB) 180 gebildet ist, und eine Einstelleinheit (m4) vorgesehen.
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In
der Beurteilungseinheit (m3), die durch die Informationsverarbeitungsvorrichtung
PM mit der CPU 160, dem Speicher 170 und der Datenbank (DB) 180 gebildet
ist, wird basierend auf dem korrigierten Wärmeübertragungskoeffizienten (h2),
der durch Korrigieren des abgeschätzten Wärmeübertragungskoeffizienten (h1)
als Ergebnis der arithmetischen Verarbeitung der Wärmeübertragungskoeffizienten
Steuereinheit (m1) durch die Korrekturfunktionssteuereinheit (m2)
erhalten ist, oder den erfassten Temperaturwert des Kühlfluidtemperatursensors (TS) 130,
eine Temperatur (t1) einer Wärmeübertragungsfläche abgeschätzt, welche
die Wärmestrahlungsfläche 73 enthält, an welcher
das Stromhalbleitermodul 70 in Kontakt mit dem durch die
Fluidströmungspfade 20,
FP und 30 zirkulierenden Kühlwasser kommt, durch einen
arithmetischen Vorgang der CPU 160, und der abgeschätzte Temperaturwert
(t1) der Wärmeübertragungsfläche wird
mit dem Siedepunkt des durch die Fluidströmungspfade 20, FP
und 30 zirkulierenden Kühlwassers
verglichen. Der Siedepunkt des durch die Fluidströmungspfade 20,
FP und 30 zirkulierenden Kühlwassers wird als ein bekannter
Wert in dem Speicher 170 und der Datenbank (DB) 180 gespeichert
und die CPU 160 führt
die Vergleichsbeurteilungsverarbeitung des abgeschätzten Temperaturwerts
(t1) der Wärmeübertragungsfläche und
des Siedepunktes des Kühlwassers
aus.
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Das
Ergebnis der Vergleichsbeurteilungsverarbeitung der Beurteilungseinheit
(m3), die durch die Informationsverarbeitungsvorrichtung PM mit
der CPU 160, dem Speicher 170 und der Datenbank (DB) 180 gebildet
ist, wird zu der Einstelleinheit (m4) gesandt, die durch die Informationsverarbeitungsvorrichtung
PM mit der CPU 160, dem Speicher 170 und der Datenbank
(DB) 180 gebildet ist, und wird zu dem Controller 190 von
der CPU 160 über
das Kabel 150 gesandt.
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Der
Controller 190 führt
eine solche Steuerung aus, dass basierend auf dem Ergebnis der Vergleichsbeurteilungsverarbeitung
in dem Falle, in welchem der abgeschätzte Temperaturwert (t1) der
Wärmeübertragungsfläche geringer
ist als der Siedepunkt des durch die Fluidströmungspfade 20, FP
und 30 zirkulierenden Kühlwassers,
die Drehzahl des Pumpenmotors (M) 111 vermindert wird,
um die Pumpe (P) 110 zu verlangsamen, und die Kühlkapazität des durch
das Rohr 100 zirkulierenden Kühlwassers wird vermindert.
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In
dem Falle, in welchem im Hinblick auf das Ergebnis der Vergleichsbeurteilungsverarbeitung
beurteilt wird, dass der abgeschätzte
Temperaturwert (t1) der Wärmeübertragungsfläche höher ist
als der Siedepunkt des durch die Fluidströmungspfade 20, FP
und 30 zirkulierenden Kühlwassers,
wird eine Steuerung ausgeführt,
um die Drehzahl des Pumpenmotors (M) 111 zu erhöhen, um
die Pumpe (P) 110 zu beschleunigen, und die Kühlkapazität des durch
das Rohr 100 zirkulierenden Kühlwassers zu erhöhen.
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Übrigens
wird in der Wärmeübertragungskoeffizientensteuereinheit
(m1), der Korrektureinheit (m2), der Beurteilungseinheit (m3), die
jeweils durch die Informationsverarbeitungsvorrichtung PM mit der CPU 160,
dem Speicher 170 und der Datenbank (DB) 180 gebildet
sind, die Funktion durch die Hardware der CPU 160, des
Speichers 170 und der Datenbank (DB) 180 und die
als Programme in dem Speicher 170 gespeicherte Software
ausgeführt,
um den Betrieb der Hardware der Informationsverarbeitungsvorrichtung
PM zu steuern.
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Im
Hinblick auf den Zustand des Auftretens des Siedens des Kühlwassers
in dem Kühlsystem des
Stromhalbleitermoduls 70 wird eine Beurteilung des Vorhandenseins
eines Siedens unter Bezugnahme auf 7 beschrieben.
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Im
allgemeinen ist der Ausgangspunkt des Entwurfs des oben beschriebenen
Kühlsystems
gebildet, während
eine Wärmewiderstandstemperatur Tjmax
des Stromhalbleiterelements 71 in dem Stromhalbleitermodul 70 als
Ausgangspunkt genommen wird. In dem Fall, in welchem der Wärmeübertragungskoeffizient
des Wärmetauschteils
als Wärmeübertragungsfläche einschließlich der
Wärmestrahlungsfläche 73 im
Stromhalbleitermodul 70 und dem durch den Fluidströmungspfad
FP zirkulierenden Kühlwasser
als relativ gering konstruiert ist, oder in dem Fall, in welchem
die maximale Temperatur einer Einlasstemperatur des Kühlwassers
als relativ hoch eingestellt ist, kann allerdings, selbst wenn das
Kühlen
zum Erfüllen
der sicher ausgeführt
wird, die Temperatur Tc des Kühlwassers
an dem Wärmetauschteil tatsächlich den
Siedepunkt Tca erreichen.
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Es
ist allgemein bekannt, dass verglichen mit dem Fall, in welchem
ein Sieden nicht auftritt, wenn das Kühlwasser siedet, eines strukturellen
Elements durch Erosion in einem Teil fortschreitet, in welchem ein
Verschwinden von Siedeblasen konzentriert wird an der Heizfläche oder
an dem stromabwärtsgelegenen
Randbereich auftritt. Ein Loch wird in den Boden einer Pfanne gebohrt,
da diese Erosion auftritt. Somit tritt ein Problem hinsichtlich
der Dauerhaftigkeit des Kühlsystems
auf.
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In
der Ausführungsform
der Erfindung, ist, um das Sieden des Kühlwassers abzuschätzen, der Kühlkörper 10 derart
ausgelegt, dass wenn der erfasste Temperaturwert Tj des Temperatursensors 72, der
in dem Stromhalbleiterelement 71 des Stromhalbleitermoduls 70 enthalten
ist, beispielsweise die Temperatur Tja des vorbekannten Stromhalbleiterelements 71 im
Falle eines Antriebszustands einer bestimmten spezifischen Last
wirkt, das Wärmetauschteil
einen Wärmeübertragungskoeffizienten
ha besitzt.
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Die
Drehzahl des Pumpenmotors (M) 111 zum Erzielen des Wärmeübertragungskoeffizienten ha
ist vorbekannt (sie kann durch die Beziehung der Drehzahl des Pumpenmotors ∝ des Kühlwasserdrucks ∝ der Kühlwasserströmungsrate ∝ des Wärmeübertragungskoeffizienten
h erhalten werden.
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Im
Hinblick auf die Einlasstemperatur Tw des Kühlwassers wird die Wärmewiderstandstemperatur Tjmax
des ersteren Elements als Ausgangspunkt genommen, und der Siedepunkt
Twv des Kühlwassers wird
anhand der Relativrelation des Wärmeübertragungskoeffizienten
h, der Wärmestrahlungsleistung des
Radiators 120, der Temperatur der Außenluft und des Luftvolumens
abgeschätzt,
und die maximale Temperatur Twmach des Kühlwassers wird ebenso durch
Entwurf gesteuert.
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Daraus
kann während
des Betriebes eine Normallast anhand dreier Informationen (1) der
Antriebszustand der Last durch das Stromhalbleiterelement 71 in
dem Stromhalbleitermodul 70 in einem Antriebszustand mit
einem vorbestimmten Laststromwert Ia ist, (2) der erfasste Temperaturwert
des Temperatursensors 72 zum Erfassen der Temperatur des
Stromhalbleiterelements 71 in dem Stromhalbleitermodul 70 Tja ist,
und (3) die erfasste Drehzahl des Pumpenmotordrehzahlerfassungssensors
(RS), das zum Erfassen der Drehzahl des Pumpenmotors (M) 111 zum
Antreiben der Pumpe (P) 110 Sr ist, die Temperatur Tca
des Wärmetauschteils
einschließlich
der Wärmeübertragungsfläche an der
Wärmestrahlungsfläche 73 des
Stromhalbleitermoduls 70 entsprechend dem Wärmeübertragungskoeffizienten
ha durch den arithmetischen Vorgang der CPU 160 erhalten
werden. Wenn die Verteilung der Temperatur Tca in dem Wärmetauschteil
als arithmetisches Ergebnis in Bezug auf die Kombination der drei
Parameter als Tabelle in dem Speicher 170 aufgezeichnet wird,
ist es möglich,
stets zu beurteilen, ob das Kühlwasser
siedet oder nicht.
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Das
heißt,
basierend auf dem erfassten Temperaturwert Tj des Temperatursensors 72 zum
Erfassen der Temperatur des Stromhalbleiters 71 in dem Stromhalbleitermodul 70 und
der erfassten Drehzahl Sr des Pumpenmotordrehzahlerfassungssensors (RS) 112 wird
die Wärmetauschteiltemperatur
Tc durch die CPU 160 berechnet, so dass die charakteristischen
Daten des Wärmeübertragungskoeffizienten
h und der Wärmetauschteiltemperatur
Tc auf der Basis des Wärmeübertragungskoeffizienten
ha entsprechend der gekrümmten
Linie der Wärmetauschteiltemperatur
Tc in 7 erhalten werden können, und es ist möglich, leicht
eine Beurteilung dahingehend vorzunehmen, ob das Kühlwasser
siedet oder nicht.
-
Wenn
ferner der Kühlwassertemperatursensor
(TS) 130 und/oder der Kühlwasserdrucksensor (PS) 140 in
einem Mittelpunkt in dem Rohr vorgesehen ist, ist es möglich, zuverlässig den
Fall zu erfassen, in welchem das Kühlwasser eine vorbestimmte Maximaltemperatur
aus einem bestimmten Grund überschreitet,
oder den Zustand zu erfassen, in welchem das Kühlwasser nicht zirkuliert,
und es wird eine Ausfallsicherheitsfunktion sichergestellt.
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Als
nächstes
werden die Details des hervorstehenden Elements 50, das
an der Platte 60 des Wärmetauschteils
vorgesehen ist, unter Bezugnahme auf 3 bis 6 beschrieben.
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3 zeigt
die Form einer konischen Rippe, die eine konische Form besitzt,
und die Böden
mehrerer konisch hervorstehender Elemente 200 sind mit der
Platte 60 verbunden.
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4 zeigt
eine Struktur, bei welcher Endflächen
mehrerer zylindrischer Rippen 210, die jeweils durch ein
zylindrisches hervorstehendes Element gebildet sind, mit der Platte 60 verbunden
sind.
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5 zeigt
eine Struktur, bei welcher rippenförmige, hervorstehende Elemente 220 meanderartig mit
einer Waschbrettform ausgeführt
sind und mit der Platte 60 verbunden sind.
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6 zeigt
eine Struktur, bei welcher eine auf einer Seite des Durchmessers
gelegene Endfläche
einer abgestuften, zylindrischen Rippe 230, die durch ein
abgestuftes, zylindrisches, hervorstehendes Element gebildet ist,
mit der Platte 60 verbunden ist.
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In
der Ausführungsform
der Erfindung wird die Steuerung derart ausgeführt, dass die Wassertemperatur
erfasst wird, und in dem Falle, dass sie die vorbestimmte Temperatur überschreitet,
wird die Drehzahl des Pumpenmotors (M) 111 erhöht, um den Wasserstrom
zu erhöhten,
und dementsprechend ist es nicht erforderlich, die Stromzufuhr des
Stromhalbleitermoduls 70 der Wärmequelle abzutrennen, und dementsprechend
wird es möglich,
den Betrieb der Last fortzusetzen.
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Daneben
kann der Wärmeübertragungskoeffizient
durch Vorsehen der durch die hervorstehenden Elemente 50 gebildeten
Rippen erhöht
werden, um den Wasserstrom an den Wärmetauschteil zu erhöhen, und
es wird eine größere Menge
absorbierter Wärme
bei demselben durch die Pumpe verbrauchten elektrischen Strom erhalten,
so dass die Kühlleistung
verbessert wird.
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Ferner
sind die Mündung 41 und 42 in
dem Wasserpfad vorgesehen, so dass die Wassermenge an dem Wärmetauschteil
in jedem der mehreren Stromhalbleitermodule 70 gleich gemacht
werden kann, und die Kühlleistungen
für die
mehreren Wärmequellen
kann gleichmäßiger gemacht
werden.
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Daneben
wird die Pumpe (P) 110 des Kühlwassers vorab in einer Phase
betrieben, bevor eine Last angetrieben wird, so dass es möglich wird,
zu verhindern, dass ein strukturelles Element infolge eines plötzlichen
Temperaturanstiegs an dem Wärmetauschteil
schmilzt, und dass ein Element infolge des Siedens des Kühlwassers
errotiert und verschlechtert wird.
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Die
Ausführungsform
der Erfindung schlägt insbesondere
vor, die Feedbackfunktion vorzusehen, bei welcher der Temperatursensor
nicht unabhängig ausgeführt ist,
und basierend auf der Information des integral im Inneren des Stromhalbleiterelements
enthaltenen Temperatursensors wird die vorbestimmte Temperatur überwacht
oder abgeschätzt,
und in dem Falle, in welchem die Temperatur die vorbestimmte Temperatur überschreitet,
wird, anstelle des sofortigen Abtrennens der Stromzufuhr, die Wassermenge des
Kühlwassersystems
erhöht,
und der äquivalente Wärmeübertragungskoeffizient
wird erhöht,
um die vorbestimmte Temperatur aufrecht zu erhalten. Ferner sind
bei dieser Erfindung die Rippen zum Verbessern der Strömungsgeschwindigkeit
durch Erzeugen von Strudeln in der Strömung an dem Wärmetauschteil
zusätzlich
vorgesehen, so dass eine Verbesserung der Effizienz des Wärmetauschteils
verwirklicht wird.
- [1] Gemäß der Ausführungsform der Erfindung führt in dem
Kühlsystem
des Stromhalbleitermoduls mit dem Fluidströmungspfaden 20, FP
und 30 durch welche das Kühlfluid einschließlich des Kühlwassers
zum Kühlen
des Stromhalbleitermoduls 70 zirkuliert wird, die Kühlfluiddruckbeaufschlagungseinheit,
welche das Kühlfluid
mit Druck beaufschlagt, dieses zu den Fluidströmungspfaden 20, FP
und 30 und umfasst die Pumpe (P) 110 und die Antriebseinheit
mit dem Pumpenmotor (M) 111 zum Antreiben der Kühlfluiddruckbeaufschlagungseinheit,
die Temperaturerfassungseinheit mit dem Temperatursensor 72 ist
in dem Halbleiterelement 71 als in dem Stromhalbleitermodul 70 vorgesehene
Wärmequelle
vorgesehen, und die Veränderung
des Wärmeübertragungskoeffizienten
(h) von dem Stromhalbleitermodul 70 zu dem durch den Fluidströmungspfad FP
zirkulierenden Kühlfluid
wird basierend auf der Ausgabeinformation einschließlich des
erfassten Temperaturwerts der Temperaturerfassungseinheit und der
Antriebsausgabeinformation einschließlich der erfassten Drehzahl
Sr von dem Pumpenmotordrehzahlerfassungssensor (RS) 112 der
Antriebseinheit abgeschätzt.
Ferner ist die Steuereinheit vorgesehen, welche die Drehzahl des
Pumpenmotors (M) 111 durch den Controller 190 gemäß dem geschätzten Ergebnis
steuert, die Kühlkapazität des durch
die Fluidströmungspfade 20,
FP und 30 zirkulierenden Kühlfluids steuert, und die Wärmeübertragungskoeffizientensteuereinheit
(m1) enthält,
die durch die Informationsverarbeitungsvorrichtung PM mit der CPU 160,
und dem Speicher 170 und der Datenbank (DB) 180 gebildet
ist. Dementsprechend kann das Kühlsystem
des Stromhalbleitermoduls erhalten werden, bei welchem die Veränderung des
Wärmeübertragungskoeffizienten
dem Stromhalbleitermodul zu dem Kühlfluid abgeschätzt wird
und die Kühlkapazität des Kühlfluids entsprechend
dieses abgeschätzten
Ergebnisses gesteuert wird, so dass der Betrieb der Last geeignet
fortgesetzt werden kann.
- [2] Daneben wird gemäß einer
Ausführungsform der
Erfindung ein Kühlsystem
eines Stromhalbleitermoduls bereitgestellt, umfassend den Kühlkörper 10,
der die Kühlfluidströmungspfade 20,
FP und 30 zur Zirkulation des Kühlwasser enthaltenden Kühlfluids,
das in Kontakt mit der Wärmestrahlungsfläche 73 des
Stromhalbleitermoduls 70 kommt und den Wärmetausch
zwischen dem Stromhalbleitermodul 70 und dem Kühlfluid
ausführt,
enthält,
mehrere hervorstehende Elemente 50, die an der Wandfläche des
Kühlfluidströmungspfades
FP gegenüberliegend
zu der Wärmestrahlungsfläche 73 des
Stromhalbleitermoduls 70 vorgesehen und Strudel in der
Strömung des
Kühlfluids
erzeugen, die Pumpe (P) 110 zum Druckbeaufschlagen und
Senden des Kühlfluids zu
dem Kühlfluidströmungspfad
FP, den Pumpenmotor (M) 111 zum Antreiben der Pumpe (P) 110, die
Drehzahlerfassungseinheit mit dem Pumpenmotordrehzahlerfassungssensor
(RS) 112 zum Erfassen der Drehzahl des Pumpenmotors (M) 111,
den Radiator 120 zum Strhalen von durch das Kühlfluid
in dem Kühlkörper 10 empfangenen Wärme nach
außen,
und den Controller 190 zum Verändern der Drehzahl des Pumpenmotors
(M) 111, wobei die Temperaturerfassungseinheit mit dem
Temperatursensor 72 in dem wärmeerzeugenden Element 71 im
Inneren des Stromhalbleitermoduls 70 vorgesehen, und die
Veränderung des
Wärmeübertragungskoeffizienten
(h) von dem Stromhalbleitermodul 70 zu dem durch den Fluidströmungspfad
FP zirkulierenden Kühlfluid wird
basierend auf der Ausgabeinformation einschließlich des erfassten Temperaturwerts
der Temperaturerfassungseinheit und der Ausgabeinformation der Drehzahl
des Pumpenmotors (M) 111 von der Drehzahlerfassungseinheit
abgeschätzt.
Ferner ist die Steuereinheit vorgesehen, welche die Strömungsrate
oder den Zufuhrdruck des durch die Fluidströmungspfade 20, FP
und 30 zirkulierenden Kühlfluids
steuert, indem die Drehzahl des Pumpenmotors (M) 111 zum
Antreiben der Kühlfluiddruckbeaufschlagungseinheit
durch den Controller 190 entsprechend dem abgeschätzten Ergebnis
gesteuert wird, und sie umfasst die Wärmeübertragungskoeffizientensteuereinheit (m1),
die durch die Informationsverarbeitungsvorrichtung PM mit der CPU 160,
dem Speicher 170 und der Datenbank (DB) 180 gebildet
ist. Dementsprechend kann das Kühlsystem
des Stromhalbleitermoduls erhalten werden, bei welchem die Veränderung
des Wärmeübertragungskoeffizienten
von dem Stromhalbleitermodul zu dem Kühlfluid abgeschätzt wird,
und die Kühlkapazität des Kühlfluids
wird entsprechend diesem abgeschätzten
Ergebnis gesteuert, so dass der Betrieb der Last geeignet fortgesetzt
wird, und ferner werden Strudel in der Strömung des Kühlfluids durch die hervorstehenden
Elemente mit vorbestimmter Form erzeugt, und die Wärmetauscheffizienz
des Kühlfluids
kann verbessert werden.
- [3] Ferner ist bei der vorliegenden Erfindung bei der Struktur
gemäß dem Paragraphen
[2] bei den hervorstehenden Elementen 50 zum Erzeugen der
Strudel in der Strömung
des Kühlfluids
mindestens eine der konischen Rippe 200, der zylindrischen
Rippe 210, der waschbrettförmigen Rippe 220 und
der mehrstufigen, zylindrischen Rippe 230 vorgesehen. Dementsprechend
kann das Kühlsystem
des Stromhalbleitermoduls erhalten werden, bei welchem die Veränderung
des Wärmeübertragungskoeffizienten
von dem Stromhalbleitermodul zu dem Kühlfluid abgeschätzt wird,
und die Kühlkapazität des Kühlfluids
wird entsprechend dem abgeschätzten
Ergebnis gesteuert, so dass der Betrieb der Last geeignet fortgesetzt
wird, und ferner werden die Strudel in der Strömung des Kühlfluids durch die hervorstehenden
Elemente mit den spezifischen Formen einschließlich einer der konischen Rippe,
der zylindrischen Rippe, der waschbrettförmigen Rippe und der mehrstufigen,
zylindrischen Rippe erzeugt, und die Wärmetauscheffizienz des Kühlfluids kann
verbessert werden.
- [4] Daneben ist gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung in der Struktur gemäß bei einem der Paragraphen
[1] bis [3] mindestens eine Mündung 41, 42 in
dem Kühlfluidströmungspfaden 20,
FP und 30 in dem Stromhalbleitermodul 70 vorgesehen,
die in jedem der mehreren Stromhalbleitermodulen 70 vorgesehen
sind, und durch welche das Kühlfluid
zirkuliert wird. Dementsprechend das Kühlsystem des Stromhalbleitermoduls
erhalten, bei welchem die Veränderung des
Wärmeübertragungskoeffizienten
von dem Stromhalbleitermodul zu dem Kühlfluid abgeschätzt wird,
und die Kühlkapazität des Kühlfluids wird
entsprechend dem abgeschätzten
Ergebnis gesteuert, so dass der Betrieb der Last geeignet fortgesetzt
wird, und die Strömungspfadverteilung des
Kühlfluids.
kann geeignet vorgenommen werden.
- [5] Ferner sind gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung in der Struktur gemäß einem der Paragraphen [1]
bis [4] die Kühlfluidtemperaturerfassungseinheit
mit dem Kühlwassertemperatursensor
(TS) 130 zum Erfassen der Temperatur des Kühlfluids
und/oder die Druckerfassungseinheit mit dem Drucksensor (PS) 140 zum
Erfassen des Drucks des durch die Pumpe (P) 110 erzeugten
Drucks des Kühlfluids
und die Korrektureinheit, welche den erfassten Temperaturwert St
der Kühlfluidtemperaturerfassungseinheit
oder den erfassten Druckwert Sp der Druckerfassungseinheit nutzt,
um den Wärmeübertragungskoeffizienten
(h) zu korrigieren, der anhand des erfassten Werts Tj des Temperatursensors 72 abschätzt, umfasst,
und die Korrekturfunktionssteuereinheit (m2) umfasst, die durch
die Informationsverarbeitungsvorrichtung PM mit der CPU 160,
dem Speicher 170 und der Datenbank (DB) 180 gebildet
ist. Dementsprechend wird das Kühlsystem
des Stromhalbleitermoduls erhalten, bei welchem die Veränderung
des Wärmeübertragungskoeffizienten
von dem Stromhalbleitermodul zu dem Kühlfluid abgeschätzt wird,
und die Kühlkapazität des Kühlfluids
wird entsprechend dem abgeschätzten
Ergebnis gesteuert, so dass der Betrieb der Last geeignet fortgesetzt
wird, und ferner wird der abgeschätzte Übertragungskoeffizient korrigiert,
so dass eine Auswahlsicherheitsfunktion sichergestellt werden kann.
- [6] Daneben ist gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung in der Struktur gemäß einem der Paragraphen [1]
bis [5] die Steuereinheit mit dem Controller 190 vorgesehen,
in der, wenn Strom an das Stromhalbleitermodul 70 angelegt ist,
der Pumpenmotor (M) 112 mit Energie beaufschlagt wird,
bevor der Strom an das Stromhalbleitermodul 70 angelegt
wird, und eine Zirkulation des Kühlfluids
wird mit Priorität
erzeugt, indem die Pumpe (P) 100 vorab angetrieben wird.
Dementsprechend kann das Kühlsystem
des Stromhalbleitermoduls erhalten werden, bei welchem die Veränderung
des Wärmeübertragungskoeffizienten
von dem Stromhalbleitermodul zu dem Kühlfluid abgeschätzt wird,
und die Kühlkapazität des Kühlfluids
wird entsprechend dem abgeschätzten Ergebnis
gesteuert, so dass der Betrieb der Last geeignet fortgesetzt wird,
und ferner kann die Kühlfunktion
des Kühlfluids
geeignet ausgeführt werden.
- [7] Daneben ist gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung in der Struktur gemäß Paragraph [5] die Beurteilungseinheit
vorgesehen, die basierend auf dem Wert des Wärmeübertragungskoeffizienten, der
durch die Korrektureinheit des Wärmeübertragungskoeffizienten
mit der Korrekturfunktionssteuereinheit (m2), die durch die Informationsverarbeitungsvorrichtung
PM gebildet ist, korrigiert ist, einen arithmetischen Vorgang ausführt, um
die Temperatur der Wärmeübertragungsfläche einschließlich der
Wärmestrahlungsfläche 73,
an welcher das Stromhalbleitermodul 70 in Kontakt mit dem
Kühlfluid
kommt, abzuschätzen,
den abgeschätzten
Wert der Temperatur der Wärmeübertragungsfläche mit
dem Wert des Siedepunkts des Kühlfluids
vergleicht, und die Beurteilungseinheit (m3) umfasst, die durch die
Informationsverarbeitungsvorrichtung PM mit der CPU 160,
dem Speicher 170 und der Datenbank (DB) 180 gebildet
ist. Dementsprechend wird das Kühlsystem
des Stromhalbleitermoduls erhalten, bei welchem die Veränderungen
des Wärmeübertragungskoeffizienten
von dem Stromhalbleitermodul zu dem Kühlfluid abgeschätzt wird,
und die Kühlkapazität des Kühlfluids wird
entsprechend dem abgeschätzten
Ergebnis gesteuert, so dass der Betrieb der Last geeignet fortgesetzt
wird, und ferner kann der Siedezustand des Kühlfluids geeignet basierend
auf dem Wert des korrigierten Wärmeübertragungskoeffizienten
erfasst werden.
- [8] Daneben ist gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung in der Struktur gemäß Paragraph [5] die Beurteilungseinheit
vorgesehen, die basierend auf dem Wert der Fluidtemperatur St, der
durch die Kühlfluidtemperaturerfassungseinheit
mit dem Kühlwassertemperatursensor
(Ts) 130 erfasst ist, einen arithmetischen Vorgang ausführt, um
die Temperatur der Wärmeübertragungsfläche einschließlich der
Wärmestrahlungsfläche 73,
an welcher das Stromhalbleitermodul 70 in Kontakt mit dem
Kühlfluid
kommt, abzuschätzen,
den abgeschätzten
Wert der Temperatur der Wärmeübertragungsfläche mit
dem Wert des Siedepunkts des Kühlfluids
vergleicht, und die Beurteilungseinheit (m3) enthält, die
durch die Informationsverarbeitungsvorrichtung PM mit der CPU 160,
dem Speicher 170 und der Datenbank (DB) 180 gebildet
ist. Dementsprechend wird das Kühlsystems des
Stromhalbleitermoduls erhalten, bei welchem die Veränderung
des Wärmeübertragungskoeffizienten
von dem Stromhalbleitermodul zu dem Kühlfluid abgeschätzt wird,
und die Kühlkapazität des Kühlfluids
wird entsprechend dem abgeschätzten
Ergebnis gesteuert, so dass der Betrieb der Last geeignet fortgesetzt
wird, und ferner kann der Siedezustand des Kühlfluids geeignet basierend
auf der Kühlfluidtemperatur
erfasst werden.
- [9] Daneben ist gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung in der Struktur gemäß den Paragraphen [7] und [8]
die Einstelleinheit vorgesehen, welche den Druckbeaufschlagungszustand
der Kühlfluiddruckbeaufschlagungseinheit einschließlich der
Pumpe (P) 110 basierend auf dem Beurteilungsergebnis der
Beurteilungseinheit einschließlich
der Beurteilungseinheit (m3), die durch die Informationsverarbeitungsvorrichtung
PM gebildet ist, durch den Controller 190 steuert, und
umfasst die Einstelleinheit (m4), die durch die Informationsverarbeitungsvorrichtung PM
mit der CPU 160, dem Speicher 170 und der Datenbank
(DB) 180 gebildet ist. Dementsprechend wird das Kühlsystem
des Stromhalbleitermoduls erhalten, bei welchem die Veränderung des
Wärmeübertragungskoeffizienten
von dem Stromhalbleitermodul zu dem Kühlfluid abgeschätzt wird,
und die Kühlkapazität des Kühlfluids wird
entsprechend dem abgeschätzten
Ergebnis gesteuert, so dass der Betrieb der Last geeignet fortgesetzt
wird, und ferner kann der Siedezustand des Kühlfluids geeignet erfasst werden,
und der Druckbeaufschlagungszustand der Kühlfluiddruckbeaufschlagungseinheit
wird gesteuert, und die Kühlkapazität des Kühlfluids
kann geeignet gesteuert werden.