JP2009029187A - Cooling device for electric power converter of hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハイブリッド車両の電力変換器用冷却装置の構造に関する。 The present invention relates to a structure of a cooling device for a power converter of a hybrid vehicle.
エンジンとモータによって車両を駆動するハイブリッド車両や、モータによって車両を駆動する電気車両は、車両に搭載したモータ駆動用の二次電池の電力をモータ駆動用電力に変換する電力変換器を備えている。電力変換器は、二次電池から供給される直流電力をモータ駆動用の三相交流電流に変換するインバータを備え、複数の半導体素子のスイッチング動作によって電流の変換を行うものである。各半導体素子はスイッチング動作において発熱するので、冷却水を循環させてインバータを所定の動作温度に保つための冷却装置が設けられている。冷却装置はインバータの各半導体素子を冷却する冷却流路と、冷却流路に冷却水を循環させる循環ポンプと半導体素子の冷却によって温度の上昇した冷却水を冷却するラジェータとを備えている。 A hybrid vehicle that drives a vehicle with an engine and a motor, and an electric vehicle that drives a vehicle with a motor include a power converter that converts electric power of a secondary battery for driving the motor mounted on the vehicle into electric power for driving the motor. . The power converter includes an inverter that converts DC power supplied from a secondary battery into a three-phase AC current for driving a motor, and converts current by switching operations of a plurality of semiconductor elements. Since each semiconductor element generates heat in the switching operation, a cooling device is provided for circulating the cooling water to keep the inverter at a predetermined operating temperature. The cooling device includes a cooling channel that cools each semiconductor element of the inverter, a circulation pump that circulates the cooling water through the cooling channel, and a radiator that cools the cooling water whose temperature has been increased by cooling the semiconductor element.
車両に搭載される冷却装置は、小型のものが要求されることから、冷却装置の冷却流路の流量バランスを図り、効率的にインバータの冷却が行えるような流路形状として小型化することが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Since a cooling device mounted on a vehicle is required to be small, it is necessary to balance the flow rate of the cooling flow path of the cooling device and downsize the flow path shape so that the inverter can be cooled efficiently. It has been proposed (for example, see Patent Document 1).
また、冷却装置は消費電力を低減することが要求される。このため、冷却装置はインバータの温度が上昇してきた場合に、循環ポンプを起動してインバータの冷却を行い、インバータの温度が低い場合には循環ポンプの運転を停止するようにして冷却装置の駆動動力を低減する方法が用いられる場合がある。しかし、ハイブリッド車両や電気車両に用いられるインバータは車両の運転状態によって電流の大きさが急激に変化する。例えば、アクセルを急開した場合のように急激に電流が大きくなると、半導体素子の温度が急上昇し、循環ポンプの起動、冷却が間に合わず半導体素子の温度が許容温度を超えてしまう場合がある。このため、アクセル開度によって予め循環ポンプを起動し、半導体素子の過熱を防止する方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。 Further, the cooling device is required to reduce power consumption. For this reason, when the temperature of the inverter rises, the cooling device starts the circulation pump to cool the inverter, and when the inverter temperature is low, stops the operation of the circulation pump to drive the cooling device. A method for reducing power may be used. However, the magnitude of the current of an inverter used in a hybrid vehicle or an electric vehicle changes abruptly depending on the driving state of the vehicle. For example, when the current suddenly increases as in the case where the accelerator is suddenly opened, the temperature of the semiconductor element may rise rapidly, and the temperature of the semiconductor element may exceed the allowable temperature due to inadequate activation and cooling of the circulation pump. For this reason, a method has been proposed in which the circulation pump is activated in advance by the accelerator opening to prevent overheating of the semiconductor element (see, for example, Patent Document 2).
また、電気車に用いられるインバータの冷却において、半導体素子の温度やインバータの出力電流に応じて循環ポンプの回転数を制御してインバータの冷却を行う方法が提案されている(例えば、特許文献3参照)。 Moreover, in the cooling of the inverter used for an electric vehicle, the method of cooling an inverter by controlling the rotation speed of a circulation pump according to the temperature of a semiconductor element and the output current of the inverter is proposed (for example, Patent Document 3). reference).
筐体の内部に多数の発熱半導体部品を収納した情報処理を行う電子装置において、各発熱半導体の温度を検出して各半導体への冷却媒体の流量を調整し、半導体の発熱量と消費電力とを最適化する方法が提案されている(例えば、特許文献4参照)。 In an electronic device that performs information processing with a large number of heat-generating semiconductor components housed inside a housing, the temperature of each heat-generating semiconductor is detected and the flow rate of the cooling medium to each semiconductor is adjusted, and the amount of heat generated and power consumption of the semiconductor Has been proposed (see, for example, Patent Document 4).
ところで、特許文献1から3に記載された従来技術の冷却装置では、循環ポンプとラジェータとは共通で、共通の冷却水供給路から複数のインバータそれぞれを冷却する各冷却流路に冷媒が分配されるように構成されており、各冷却流路の流量は、例えば、各流路の断面積、或いは長さなどの流路形状によって決まってしまう。そして、特許文献3に記載された従来技術のように半導体素子の温度等によって冷却水の流量を調整した場合でも各冷却流路に流れる冷却水の比率は変わらないようになっている。 By the way, in the prior art cooling devices described in Patent Documents 1 to 3, the circulation pump and the radiator are common, and the refrigerant is distributed to each cooling flow path for cooling each of the plurality of inverters from the common cooling water supply path. For example, the flow rate of each cooling channel is determined by the channel shape such as the cross-sectional area or length of each channel. And even when the flow rate of the cooling water is adjusted by the temperature of the semiconductor element or the like as in the prior art described in Patent Document 3, the ratio of the cooling water flowing through each cooling channel is not changed.
一方、近年のハイブリッド車両では、複数のモータジェネレータを用い、走行状態に応じて各モータジェネレータの負荷を変化させ、最適の運転状態となるようにする制御が行われるようになってきている。このような複数のモータジェネレータを備えるハイブリッド車両においては、各モータジェネレータに駆動用電力を供給したり、モータジェネレータからの電力を二次電池への充電電力に変換したりする複数のインバータが備えられている。そして、各モータジェネレータの負荷は走行状態によって様々に変化し、それによって各インバータの出力、発熱量も様々に変化する。このため、特許文献1〜3に記載された従来技術のように、各インバータに供給する冷却水流量の割合が一定の場合には、各インバータでの最大発熱量に対応した冷却水流量を流せる循環ポンプ、及び各インバータの最大発熱量の合計熱量を放熱できるラジェータを用いることが必要となり、冷却装置が大型化してしまい、その消費電力も大きくなってしまうという問題があった。 On the other hand, in recent hybrid vehicles, a plurality of motor generators are used, and control is performed to change the load of each motor generator according to the running state so as to obtain an optimum driving state. Such a hybrid vehicle including a plurality of motor generators is provided with a plurality of inverters that supply driving power to each motor generator and convert electric power from the motor generator into charging power for a secondary battery. ing. And the load of each motor generator changes variously according to a driving | running | working state, Thereby, the output of each inverter and the emitted-heat amount also change variously. For this reason, when the ratio of the coolant flow rate supplied to each inverter is constant as in the prior art described in Patent Documents 1 to 3, the coolant flow rate corresponding to the maximum heat generation amount in each inverter can be flowed. It is necessary to use a circulation pump and a radiator that can dissipate the total calorific value of each inverter, which increases the size of the cooling device and increases the power consumption.
また、特許文献4に記載された従来技術のように、複数の半導体素子の温度に応じてその冷却媒体の流量を制御する方法では、ハイブリッド車両のインバータの急激な温度変化に対応できず、半導素子が過熱してしまう場合がある。このため、半導体素子の温度に応じて冷却流量を制御する場合には、制御遅れを見込んで、大き目の冷却系統とすることが必要であった。 Further, as in the prior art described in Patent Document 4, the method of controlling the flow rate of the cooling medium according to the temperature of a plurality of semiconductor elements cannot cope with a rapid temperature change of the inverter of the hybrid vehicle, The conductive element may overheat. For this reason, when the cooling flow rate is controlled according to the temperature of the semiconductor element, it is necessary to provide a larger cooling system in consideration of a control delay.
本発明の目的は、ハイブリッド車両の電力変換器の冷却装置を小型化することを目的とする。 An object of the present invention is to downsize a cooling device for a power converter of a hybrid vehicle.
本発明のハイブリッド車両の電力変換器用冷却装置は、複数の電流変換モジュールを含み車両駆動用電力の変換を行う電力変換器に冷媒を供給する共通の冷媒供給路と、冷媒供給路から分岐して供給された冷媒により各変換モジュールを冷却する各冷却流路と、各電流変換モジュールの各入出力電流を検出する各電流検出手段と、少なくとも1つの冷却流路に設けられた流量調節弁と、流量調節弁の開度を制御する制御部と、を備えるハイブリッド車両の電力変換器用冷却装置であって、制御部は、各電流検出手段によって検出した各電流の大きさの比率に応じて流量調節弁の開度を変化させ、共通の冷媒供給路から各冷却流路への冷媒流量の分配比率を変化させる冷媒流量分配手段を有すること、を特徴とする。 A cooling device for a power converter of a hybrid vehicle according to the present invention includes a common refrigerant supply path that supplies a refrigerant to a power converter that includes a plurality of current conversion modules and converts vehicle driving power, and a branch from the refrigerant supply path. Each cooling flow path for cooling each conversion module with the supplied refrigerant, each current detecting means for detecting each input / output current of each current conversion module, a flow rate adjusting valve provided in at least one cooling flow path, A cooling device for a power converter of a hybrid vehicle comprising: a control unit that controls an opening degree of the flow rate control valve, wherein the control unit adjusts the flow rate according to a ratio of each current magnitude detected by each current detection means It is characterized by having a refrigerant flow rate distribution means for changing the opening degree of the valve and changing the distribution ratio of the refrigerant flow rate from the common refrigerant supply path to each cooling flow path.
また、本発明のハイブリッド車両の電力変換器用冷却装置において、冷媒流量分配手段は、各電流検出手段によって検出した各電流の大きさの比率が大きい電流変換モジュールの冷却流路の冷媒流量の分配比率を大きくし、各電流検出手段によって検出した各電流の大きさの比率が小さい電流変換モジュールの冷却流路の冷媒流量の分配比率を小さくするように流量調節弁の開度を調節すること、としても好適である。 Further, in the cooling device for a power converter of a hybrid vehicle of the present invention, the refrigerant flow rate distribution means is a distribution ratio of the refrigerant flow rate of the cooling flow path of the current conversion module in which the ratio of the magnitude of each current detected by each current detection means is large. And adjusting the opening of the flow control valve so as to reduce the distribution ratio of the refrigerant flow rate in the cooling flow path of the current conversion module in which the ratio of the magnitude of each current detected by each current detection means is small, Is also suitable.
本発明のハイブリッド車両の電力変換器用冷却装置は、複数の電流変換モジュールを含み車両駆動用電力の変換を行う電力変換器に冷媒を供給する共通の冷媒供給路と、冷媒供給路から分岐して供給された冷媒により各変換モジュールを冷却する各冷却流路と、各電流変換モジュールの各入出力電流を検出する各電流検出手段と、少なくとも1つの冷却流路に設けられた流量調節弁と、流量調節弁の開度を制御する制御部と、を備えるハイブリッド車両の電力変換器用冷却装置であって、制御部は、各電流検出手段によって検出した各電流の大きさに基づいてハイブリッド車両の走行モードを予測する走行モード予測手段と、走行モード予測手段によって予測した走行モードに対応して流量調節弁の開度を変化させ、共通の冷媒供給路から各冷却流路への冷媒流量の分配比率を変化させる冷媒流量分配手段を有すること、を特徴とする。 A cooling device for a power converter of a hybrid vehicle according to the present invention includes a common refrigerant supply path that supplies a refrigerant to a power converter that includes a plurality of current conversion modules and converts vehicle driving power, and a branch from the refrigerant supply path. Each cooling flow path for cooling each conversion module with the supplied refrigerant, each current detecting means for detecting each input / output current of each current conversion module, a flow rate adjusting valve provided in at least one cooling flow path, A cooling device for a power converter of a hybrid vehicle comprising: a control unit that controls an opening degree of the flow control valve, wherein the control unit is configured to drive the hybrid vehicle based on the magnitude of each current detected by each current detection unit. A travel mode prediction means for predicting the mode, and the opening of the flow rate control valve is changed in correspondence with the travel mode predicted by the travel mode prediction means, Having a coolant flow distribution means for changing the distribution ratio of the refrigerant flow rate to 却流 path, characterized by.
本発明のハイブリッド車両の電力変換器用冷却装置において、各電流変換モジュールの入出力電流は三相交流電流であり、電流検出手段は各相の電流を検出し、走行モード予測手段は各相の電流の大きさの比率から走行モードを推定すること、としても好適である。また、電力変換器は少なくとも1つの電圧変換モジュールを含むこと、としても好適である。 In the cooling device for a power converter of a hybrid vehicle of the present invention, the input / output current of each current conversion module is a three-phase AC current, the current detection means detects the current of each phase, and the travel mode prediction means determines the current of each phase. It is also preferable to estimate the traveling mode from the ratio of the sizes of the two. It is also preferable that the power converter includes at least one voltage conversion module.
本発明は、ハイブリッド車両の電力変換器の冷却装置を小型化するができるという効果を奏する。 The present invention has an effect that a cooling device for a power converter of a hybrid vehicle can be downsized.
以下、図面を参照しながら本発明の電力変換器用冷却装置10の好適な実施形態について説明する。図1に示すように、ハイブリッド車両に搭載されている電力変換器100は、二次電池18からの電圧を第1、第2モータジェネレータ42,44用の電圧に昇圧する電圧変換モジュールである昇圧コンバータ11と、昇圧コンバータ11によって昇圧された直流電力を第1モータジェネレータ42の駆動用三相交流電力に変換する電流変換モジュールである第1インバータ21と、第2モータジェネレータ44の駆動用の三相交流電力に変換する第2インバータ31とを備えている。
Hereinafter, preferred embodiments of the cooling device 10 for a power converter according to the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the
昇圧コンバータ11は内部にスイッチング動作を行う半導体素子13a,13bを有している。また、第1、第2インバータ21,31は、三相交流のU,V,Wの各相に2つずつ合計6個ずつの半導体素子22a,22b,23a,23b,24a,24b及び32a,32b,33a,33b,34a,34bを備えている。第1インバータの半導体素子22a,22bは第1モータジェネレータ42へ供給するU相の電力を電力出力線25から出力し、半導体素子23a,23bは第1モータジェネレータ42へ供給するV相の電力を電力出力線26から出力し、半導体素子24a,24bは第1モータジェネレータ42へ供給するW相の電力を電力出力線27から出力する。また、第2インバータの半導体素子32a,32bは第2モータジェネレータ44へ供給するU相の電力を電力出力線35から出力し、半導体素子33a,33bは第2モータジェネレータ44へ供給するV相の電力を電力出力線36から出力し、半導体素子34a,34bは第2モータジェネレータ44へ供給するW相の電力を電力出力線37から出力する。
第1、第2インバータ21,31からそれぞれ出力された三相交流電流は、第1モータジェネレータ42、第2モータジェネレータ44にそれぞれ供給される。
The three-phase alternating currents output from the first and
一方、ハイブリッド車両の駆動装置は、エンジン41と第1、第2モータジェネレータによって構成されている。エンジン41の出力は動力分配装置43によって第1モータジェネレータを発電機として駆動する動力と、第2モータジェネレータ44と共に車輪45を駆動する動力に分配される。第1モータジェネレータ42で発電された電力は第1インバータ21によって直流に変換され二次電池18に蓄電される。一方、第2モータジェネレータ44は二次電池18に蓄電された電力を変換した駆動用の三相交流電力によって駆動され、直接、車輪45を駆動する。上記のハイブリッド車両の走行パターンは、通常の走行中のパターンであり、起動時、登坂時などでは、様々な走行パターンを持っている。
On the other hand, the drive device for the hybrid vehicle includes an
第1インバータ21から第1モータジェネレータ42への三相電力の電力出力線25,26,27の内の何れか2つには各相に流れる電流を測定する電流センサ28,29が設けられている。本実施形態では、電流センサはU,V,Wの何れか2本の電力線に設けられ、他の1本の電力線の電流値は全体の電流値からの引き算などの手段によって求めるように構成しているが、各層の電力出力線25,26,27に電流センサを取り付けてもかまわない。又、同様に、第2インバータ31から第2モータジェネレータ44への三相電力の電力出力線35,36,37の内の何れか2つに各相に流れる電流を測定する電流センサ38,39が設けられている。第1インバータの出力と同様に電流センサ38,39は各相の電力出力線35,36,37に電流センサを取り付けてもかまわない。
昇圧コンバータ11に設けられた半導体素子13a,13bと、各インバータ21,31に設けられた半導体素子22a,22b,23a,23b,24a,24b及び32a,32b,33a,33b,34a,34bはそれぞれ、スイッチング動作によって発熱する。このため、昇圧コンバータ11の内部、あるいは外部に、半導体素子13a,13bを冷却する冷却流路53a,53bが設けられている。冷却流路は本実施形態の様に2本に分流するように構成されていてもよいし、1本として構成されていてもよい。冷却流路53a,53bは、冷媒供給管80からの分岐管52に接続され、分岐管52の冷媒供給管80と冷却流路53a,53bとの間には冷媒流量を調節する流量調節弁55が取り付けられている。昇圧コンバータ11の冷却流路53a,53bは、昇圧コンバータ11を出たところで集合管54にまとまり、冷媒排出管81に接続されている。
The
第1、第2インバータ21,31にも各半導体素子22a,22b,23a,23b,24a,24b及び32a,32b,33a,33b,34a,34bを冷却するための冷却流路63a,63b,73a,73bが設けられている。昇圧コンバータの冷却流路53a,53bと同様に、第1インバータの冷却流路63a,63bは冷媒供給管80からの分岐管62に接続され、分岐管62の冷媒供給管80と冷却流路63a,63bとの間には冷媒流量を調節する流量調節弁65とが取り付けられ、第2インバータの冷却流路73a,73bは冷媒供給管80からの分岐管72に接続され、分岐管72の冷媒供給管80と冷却流路73a,73bとの間には冷媒流量を調節する流量調節弁75とが取り付けられている。図示しない冷媒循環ポンプによって加圧され、ラジェータを通って冷却された冷媒は、冷媒供給管80から各分岐管52,62,72に分流し、各冷却流路53a,53b,63a,63b,73a,73bを通って各半導体素子13a,13b,22a,22b,23a,23b,24a,24b及び32a,32b,33a,33b,34a,34bを冷却し、温度が上昇した冷媒は、各出口集合管54,64,74から冷媒排出管81から再び循環ポンプに戻って加圧され、ラジェータにて冷却されて低温の冷媒となって冷媒供給管80に流入する。
The first and
各電流センサ28,29,38,39と各流量調節弁55,65,75は制御部90に接続され、制御部90に各電流センサによって取得した電流値が入力されるように構成され、各流量調節弁55,65,75は、制御部90からの指令によってその開度を調整することができるように構成されている。また、エンジン41、第1モータジェネレータ42、第2モータジェネレータ44もそれぞれ制御部90に接続され、制御部90の指令によって駆動することができるように構成されている。
Each
制御部90は、内部にCPUやメモリを備えるコンピュータであってもよいし、制御動作を行うことができるように各種の電子部品を組み合わせたものであってもよい。
The
以上説明した、電力変換器用冷却装置10の動作について説明する。ハイブリッド車両が起動すると、制御部90は、電流センサ28,29及び38,39から各電力線に流れている電流値を取得する。そして制御部90は第1インバータ21から出力されるあるいは、第1インバータ21に入力される電力量を取得する。また、同様に第2インバータから出力される電力、または第2インバータに入力される電力を検出する。そして、各インバータの入出力電力量に応じて、各流量調節弁65,75を調節し、各インバータの冷却流路63a,63b,73a,73bに流れる冷媒流量の比率を変化させる。具体的には、各電流センサ28,29,38,39で検出した各電流の比率が大きい冷却流路の冷媒流量が多くなるように、電流の大きなインバータの冷媒流量を調節する流量調節弁を開き、他の流量調節弁の開度を小さくすることによって行う。インバータの発熱量は、その負荷に比例することが多いことから、電流センサ28,29,38,39によって取得した各インバータ21,31の出力電流に比例した冷媒流量となるように各流量調節弁65,75の開度を調整しても良い。開度の調整は、各弁の開度と流量の特性マップを制御部90のメモリに備えておき、測定電流値から必要流量を計算し、この結果から各弁の開度を調整するようにしてもよい。上記のように各電流センサ28,29,38,39の計測値によって各インバータ21,31の冷媒流量を調整する場合には、昇圧コンバータ11の冷媒流量は、第1インバータ21、第2インバータ31の出力の合計出力によって冷媒流量を変化させることとしてもよい。上記の冷媒流量の制御は各冷媒流路に流れる冷媒の流量分配比率を変化させる制御である。
Operation | movement of the cooling device 10 for electric power converters demonstrated above is demonstrated. When the hybrid vehicle is activated, the
以上述べた実施形態では、各電流センサ28,29,38,39によって取得した各インバータ21,31に流れる電流値によって各インバータ21,31,及び昇圧コンバータ11への冷媒流量の分配比率を変化させるので、温度センサを用いて冷媒流量を変化させる場合に比べて、早い応答で冷媒流量の分配比率を変化させることができる。このため、応答遅れを見込んで電力変換器用冷却装置を大きくする必要が無く、電力変換用冷却装置の小形化を図ることが出来るという効果を奏する。
In the embodiment described above, the distribution ratio of the refrigerant flow rate to each
先にも述べたように、ハイブリッド車両は、2つのモータジェネレータの出力あるいは、発電による各インバータ21,31への入力を様々に組み合わせた走行パターンを備え、この走行パターンによって色々な制御が行われる場合がある。以下、電流センサ28,29,38,39によって検出した電流値から走行パターンを予測し、予測した走行パターンに合わせて各インバータ21,31、あるいは昇圧コンバータ11の冷却流路の冷媒流量を制御することについて説明する。
As described above, the hybrid vehicle has a traveling pattern in which outputs of two motor generators or inputs to the
まず、エンジンクランクのモードを例として説明する。ハイブリッド車両は、エンジン41の起動を行う場合に、第1モータジェネレータ42を回転させて、エンジンをクランキングさせるように構成した車両が多い。このような車両にあっては、ハイブリッド車両を起動させると、まずエンジン41の始動のために第1モータジェネレータ42を回転させる。この場合、ハイブリッド車両は停止しているので、車輪45に直結している第2モータジェネレータ44の回転は停止していることから第2インバータ31の出力電力はほとんど無い状態となる。そこで、ハイブリッド車両が起動され、第1インバータ21の電流センサ28,29によって検出される第1インバータの出力電流が、例えばある閾値よりも大きく、第2インバータ31の電流センサ38,39によって検出される第2インバータ31の出力電流が、例えば所定の閾値よりも小さい場合には、制御部90は、ハイブリッド車両はエンジンクランクモードにあると予測する。そして、エンジンクランクモードの際に電流が大きく流れると予測される第1インバータ21と昇圧コンバータ11の冷媒流量が大きくなるように、昇圧コンバータ11の冷却流路53a,53bの流路を調整する流量調節弁55と、第1インバータの冷却流路63a,63bの冷媒流量を調整する流量調節弁65の開度とを大きくし、第2インバータ31の冷却流路73a,73bの冷媒流量を調整する流量調節弁75の開度を小さくする。この各流量調節弁の開度調整動作は、ハイブリッド車両がある走行モードに移る場合に、各電流センサの検出電流値から走行モードを予測し、温度が上昇することが予測されるインバータあるいはコンバータへの冷媒流量を増加させることができることから、予測により、より冷却効果を大きくすることができる。このため、冷却装置をより小形化することができるという効果を奏する。
First, an engine crank mode will be described as an example. Many hybrid vehicles are configured to rotate the
上記と同様に第2インバータからの出力電力が通常の走行に比較して大きくなっているような場合は、制御部90は急な登坂を行っている登坂モードを予測し、第2インバータ31の冷媒流量を増加させるよう流量調節弁75の開度を大きくする。また、アクセルが大きく踏み込まれて、急速に加速するような急加速走行モードの場合も同様に第2インバータ31の電流が急速に大きくなるので、電流の変化率の大きさから制御部90は急加速走行モードであると予測する。そして、車輪45を直接駆動する第2モータジェネレータ44に電力を供給する第2インバータ31への冷媒の流量を増加させるよう、流量調節弁75の開度を大きくする。
As in the above, when the output power from the second inverter is larger than that in normal driving, the
更に、制御部90は車輪45に直結されて駆動される第2モータジェネレータ44の各電流センサ38,39から第2モータジェネレータ44の各UVW相に流れる電流を検出し、そのいずれかの電流値が他の2つの電流値に比較して、非常に大きい場合、例えば、ある閾値を超えているような場合には、第2モータジェネレータ44がロックを起こし、回転が停止している走行モードになっていると予測する。この場合、制御部90は、ロックによって大電流が第2インバータ31に流れることを予測して、予め第2インバータ31の冷却流路73a,73bに流す冷媒流量を多くするように、流量調節弁75の開度を大きくする。これによって、ロックによる大電流によってインバータ31が過熱する前に冷媒流量を増加させることができるので、効果的に第2インバータ31を冷却することができ、電力変換器用冷却装置を小形化することができるという効果を奏する。
Further, the
以上説明した実施形態では、各冷却流路の入口に冷媒流量を調節する流量調節弁55,65,75を取り付けることとして説明したが、各冷却流路53a,53b,63a,63b,73a,73bへの冷媒流量の比率を変化させることができれば、各冷却流路に流量調節弁を設けなくとも、例えば、図2に示すように、設計点での冷媒流量の大きな第2インバータに流量調節弁75を設けて、他のインバータ、コンバータには流量調節弁を設けないように構成しても好適である。
In the embodiment described above, the flow
10 電力変換器用冷却装置、11 昇圧コンバータ、13a,13b,22a,22b,23a,23b,24a,24b 半導体素子、18 二次電池、21 第1インバータ、25,26,27,35,36,37 電力出力線、28,29,38,39 電流センサ、31 第2インバータ、41 エンジン、42 第1モータジェネレータ、43 動力分配装置、44 第2モータジェネレータ、45 車輪、52,62,72 分岐管、53a,53b,63a,63b,73a,73b 冷却流路、54,64,74 集合管、55,65,75 流量調節弁、80 冷媒供給管、81 冷媒排出管、90 制御部、100 電力変換器。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Power converter cooling device, 11 Boost converter, 13a, 13b, 22a, 22b, 23a, 23b, 24a, 24b Semiconductor element, 18 Secondary battery, 21 1st inverter, 25, 26, 27, 35, 36, 37 Power output line, 28, 29, 38, 39 Current sensor, 31 Second inverter, 41 Engine, 42 First motor generator, 43 Power distribution device, 44 Second motor generator, 45 Wheel, 52, 62, 72 Branch pipe, 53a, 53b, 63a, 63b, 73a, 73b Cooling flow path, 54, 64, 74 Collecting pipe, 55, 65, 75 Flow control valve, 80 Refrigerant supply pipe, 81 Refrigerant discharge pipe, 90 Control unit, 100 Power converter .
Claims (5)
制御部は、各電流検出手段によって検出した各電流の大きさの比率に応じて流量調節弁の開度を変化させ、共通の冷媒供給路から各冷却流路への冷媒流量の分配比率を変化させる冷媒流量分配手段を有すること、
を特徴とするハイブリッド車両の電力変換器用冷却装置。 A common refrigerant supply path that supplies a refrigerant to an electric power converter that includes a plurality of current conversion modules and converts electric power for driving the vehicle, and each cooling that cools each conversion module with the refrigerant that is branched from the refrigerant supply path A flow path, each current detection means for detecting each input / output current of each current conversion module, a flow control valve provided in at least one cooling flow path, a control unit for controlling the opening of the flow control valve, A cooling device for a power converter of a hybrid vehicle comprising:
The control unit changes the degree of distribution of the refrigerant flow rate from the common refrigerant supply path to each cooling flow path by changing the opening degree of the flow rate control valve according to the ratio of the magnitude of each current detected by each current detection means. Having a refrigerant flow rate distribution means,
A cooling device for a power converter of a hybrid vehicle.
冷媒流量分配手段は、各電流検出手段によって検出した各電流の大きさの比率が大きい電流変換モジュールの冷却流路の冷媒流量の分配比率を大きくし、各電流検出手段によって検出した各電流の大きさの比率が小さい電流変換モジュールの冷却流路の冷媒流量の分配比率を小さくするように流量調節弁の開度を調節すること、
を特徴とするハイブリッド車両の電力変換器用冷却装置。 A cooling device for a power converter of a hybrid vehicle according to claim 1,
The refrigerant flow distribution means increases the distribution ratio of the refrigerant flow in the cooling flow path of the current conversion module having a large ratio of the magnitudes of the respective currents detected by the respective current detection means, and the magnitudes of the respective currents detected by the respective current detection means. Adjusting the opening of the flow control valve so as to reduce the distribution ratio of the refrigerant flow rate in the cooling flow path of the current conversion module having a small ratio
A cooling device for a power converter of a hybrid vehicle.
制御部は、各電流検出手段によって検出した各電流の大きさに基づいてハイブリッド車両の走行モードを予測する走行モード予測手段と、
走行モード予測手段によって予測した走行モードに対応して流量調節弁の開度を変化させ、共通の冷媒供給路から各冷却流路への冷媒流量の分配比率を変化させる冷媒流量分配手段を有すること、
を特徴とするハイブリッド車両の電力変換器用冷却装置。 A common refrigerant supply path that supplies a refrigerant to an electric power converter that includes a plurality of current conversion modules and converts electric power for driving the vehicle, and each cooling that cools each conversion module with the refrigerant that is branched from the refrigerant supply path A flow path, each current detection means for detecting each input / output current of each current conversion module, a flow control valve provided in at least one cooling flow path, a control unit for controlling the opening of the flow control valve, A cooling device for a power converter of a hybrid vehicle comprising:
The control unit predicts the driving mode of the hybrid vehicle based on the magnitude of each current detected by each current detecting means,
Corresponding to the travel mode predicted by the travel mode prediction means, the refrigerant flow distribution means for changing the opening ratio of the flow rate control valve and changing the distribution ratio of the refrigerant flow rate from the common refrigerant supply path to each cooling flow path. ,
A cooling device for a power converter of a hybrid vehicle.
各電流変換モジュールの入出力電流は三相交流電流であり、電流検出手段は各相の電流を検出し、
走行モード予測手段は各相の電流の大きさの比率から走行モードを推定すること、
を特徴とするハイブリッド車両の電力変換器用冷却装置。 A cooling device for a power converter of a hybrid vehicle according to claim 3,
The input / output current of each current conversion module is a three-phase AC current, and the current detection means detects the current of each phase,
The driving mode prediction means estimates the driving mode from the ratio of the current magnitude of each phase,
A cooling device for a power converter of a hybrid vehicle.
電力変換器は少なくとも1つの電圧変換モジュールを含むこと、
を特徴とするハイブリッド車両の電力変換器用冷却装置。 A cooling device for a power converter of a hybrid vehicle according to claim 1 or 3,
The power converter includes at least one voltage conversion module;
A cooling device for a power converter of a hybrid vehicle.
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011114947A (en) * | 2009-11-26 | 2011-06-09 | Toyota Motor Corp | Cooling apparatus for drive unit of right and left independent drive type vehicle |
JP2011114946A (en) * | 2009-11-26 | 2011-06-09 | Toyota Motor Corp | Cooling apparatus for drive unit of right and left independent drive type vehicle |
KR101504578B1 (en) | 2012-09-11 | 2015-03-20 | 주식회사 우진산전 | Pump auto control apparatus of heat-block for a tarin |
JP2015177708A (en) * | 2014-03-18 | 2015-10-05 | 株式会社日立製作所 | Power supply unit |
WO2017010303A1 (en) * | 2015-07-10 | 2017-01-19 | 株式会社日本製鋼所 | Inverter cooling method for electric injection molding machine and inverter cooling device |
JP2017123750A (en) * | 2016-01-08 | 2017-07-13 | 株式会社デンソー | Power conversion device |
EP3462592A1 (en) * | 2017-09-30 | 2019-04-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Inverter module, inverter and inverter cooling system |
WO2023157367A1 (en) * | 2022-02-15 | 2023-08-24 | 三菱重工業株式会社 | Control device, control system and control method |
-
2007
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Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011114947A (en) * | 2009-11-26 | 2011-06-09 | Toyota Motor Corp | Cooling apparatus for drive unit of right and left independent drive type vehicle |
JP2011114946A (en) * | 2009-11-26 | 2011-06-09 | Toyota Motor Corp | Cooling apparatus for drive unit of right and left independent drive type vehicle |
KR101504578B1 (en) | 2012-09-11 | 2015-03-20 | 주식회사 우진산전 | Pump auto control apparatus of heat-block for a tarin |
JP2015177708A (en) * | 2014-03-18 | 2015-10-05 | 株式会社日立製作所 | Power supply unit |
WO2017010303A1 (en) * | 2015-07-10 | 2017-01-19 | 株式会社日本製鋼所 | Inverter cooling method for electric injection molding machine and inverter cooling device |
JP2017019173A (en) * | 2015-07-10 | 2017-01-26 | 株式会社日本製鋼所 | Inverter cooling method and inverter cooling device of electromotive injection molding machine |
JP2017123750A (en) * | 2016-01-08 | 2017-07-13 | 株式会社デンソー | Power conversion device |
EP3462592A1 (en) * | 2017-09-30 | 2019-04-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Inverter module, inverter and inverter cooling system |
CN109617374A (en) * | 2017-09-30 | 2019-04-12 | 西门子公司 | A kind of converter module, current transformer and cooling system for converter |
CN109617374B (en) * | 2017-09-30 | 2020-12-25 | 西门子公司 | Converter module, converter and converter cooling system |
WO2023157367A1 (en) * | 2022-02-15 | 2023-08-24 | 三菱重工業株式会社 | Control device, control system and control method |
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