JP2020137153A - Power conversion device - Google Patents
Power conversion device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020137153A JP2020137153A JP2019023354A JP2019023354A JP2020137153A JP 2020137153 A JP2020137153 A JP 2020137153A JP 2019023354 A JP2019023354 A JP 2019023354A JP 2019023354 A JP2019023354 A JP 2019023354A JP 2020137153 A JP2020137153 A JP 2020137153A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- power conversion
- refrigerant
- upper limit
- limit value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Abstract
Description
本開示は、電力変換装置に関する。 The present disclosure relates to a power converter.
特許文献1には、太陽電池で発電された直流電力を交流電力に変換するインバータの出力電流の上限値を、インバータもしくは太陽電池の周囲温度に基づいて制御する電力変換装置が開示されている。なお、出力電流の上限値ILIMは、式「ILIM=ILIM0+K1×(T0−TF)」から求められる。ILIM0はインバータの周囲温度がT0の場合の出力電流の上限値、K1は比例定数、T0はインバータの周囲温度の設計上の最大値、TFはインバータもしくは太陽電池の周囲温度である。 Patent Document 1 discloses a power conversion device that controls an upper limit value of an output current of an inverter that converts DC power generated by a solar cell into AC power based on the ambient temperature of the inverter or the solar cell. The upper limit value ILIM of the output current is obtained from the formula “ILIM = ILIM0 + K1 × (T0-TF)”. ILIM0 is the upper limit of the output current when the ambient temperature of the inverter is T0, K1 is a proportionality constant, T0 is the design maximum value of the ambient temperature of the inverter, and TF is the ambient temperature of the inverter or the solar cell.
ここで、電力変換装置は、電気をエネルギー源とし、電動機を動力源として走行する自動車、例えば、二次電池式電気自動車や燃料電池自動車等の電気自動車や、ハイブリット自動車等の電力を利用する自動車においても利用されている。このような自動車に搭載される電力変換装置は、上記従来技術の電力変換装置よりも大電流の領域まで使用される。 Here, the power conversion device is an automobile that travels using electricity as an energy source and an electric motor as a power source, for example, an electric vehicle such as a secondary battery type electric vehicle or a fuel cell vehicle, or an automobile that uses electric power such as a hybrid vehicle. It is also used in. The power conversion device mounted on such an automobile is used up to a region having a larger current than the power conversion device of the prior art.
例えば、上記インバータのように実際に電力変換を行なう回路(以下、「電力変換回路」とも呼ぶ)は、一般に、電力用半導体素子(以下、「パワー半導体」あるいは「パワー半導体素子」とも呼ぶ)を用いて構成される。パワー半導体は、一般に、電流の増加とともに温度が上昇する特性を有している。このため、車載される電力変換装置では、大電流領域での使用を可能とするために、電力変換回路を冷媒によって強制的に冷却することが行なわれている。 For example, a circuit that actually performs power conversion (hereinafter, also referred to as a “power conversion circuit”) such as the above inverter generally refers to a power semiconductor element (hereinafter, also referred to as a “power semiconductor” or a “power semiconductor element”). Constructed using. Power semiconductors generally have the property that the temperature rises as the current increases. Therefore, in the power conversion device mounted on the vehicle, the power conversion circuit is forcibly cooled by the refrigerant in order to enable use in a large current region.
大電流領域におけるパワー半導体の電流に対する温度の感度、すなわち、温度勾配は、電流が大きくなるほど大きくなる。また、冷媒による強制冷却を行なっても、温度勾配の傾向は同じと考えられる。このため、大電流領域においては、冷媒による強制冷却を行なっていても、少しの電流上昇でもパワー半導体の温度が急激に上昇し、パワー半導体に許容される上限温度に短時間で到達して、電力変換回路の故障に到る恐れがある。 The temperature sensitivity of the power semiconductor to the current in the large current region, that is, the temperature gradient, increases as the current increases. Further, it is considered that the tendency of the temperature gradient is the same even if the forced cooling is performed by the refrigerant. Therefore, in the large current region, even if forced cooling is performed by the refrigerant, the temperature of the power semiconductor rises sharply even with a slight increase in current, and the upper limit temperature allowed for the power semiconductor is reached in a short time. There is a risk of failure of the power conversion circuit.
以上より、従来技術を用いて、電力変換回路の温度に基づいて出力電流の上限値を制御するだけでは、冷媒強制冷却によって大電流領域まで使用する電力変換回路の制御としては、温度上昇によるパワー半導体の故障に対する余裕度の面で不十分である。また、温度勾配が小さくなる低電流領域では、温度上昇によるパワー半導体の故障に対する余裕度は過剰となる傾向にある。このため、低電流領域での電力変換回路の制御としては、利用可能な高温の領域が十分に活用できず、不十分である。そこで、低電流から大電流の領域に亘って、電力変換回路の温度および出力電流の制御を十分に行なう技術が望まれている。 From the above, simply controlling the upper limit of the output current based on the temperature of the power conversion circuit using the prior art is enough to control the power conversion circuit used up to the large current region by forced cooling of the refrigerant. It is insufficient in terms of the margin for semiconductor failure. Further, in the low current region where the temperature gradient becomes small, the margin for failure of the power semiconductor due to the temperature rise tends to be excessive. Therefore, as the control of the power conversion circuit in the low current region, the available high temperature region cannot be fully utilized and is insufficient. Therefore, there is a demand for a technique for sufficiently controlling the temperature and output current of the power conversion circuit in the region from low current to large current.
本開示は、以下の形態として実現することが可能である。 The present disclosure can be realized in the following forms.
本開示の一形態による電力変換装置(10,10B,10C)は、電力用半導体により構成される電力変換回路(210)を含む電力変換部(20)と、冷媒を流通させることにより前記電力変換回路を冷却する冷却部(510)と、前記冷媒の温度を検出する冷媒温度センサ(570)と、前記電力変換部の動作を制御する制御部(40,40B,40C)と、を備え、前記制御部は、前記電力変換部の動作の制御中において、前記冷媒温度センサの検出値によって、前記電力変換回路を構成する電力用半導体の温度として許容する制御温度上限値(Tul)と、前記電力変換回路の出力電流(Id)の上限値(Idul)と、を変化させる。
この形態によれば、例えば、電力用半導体に流れる電流に対する温度の感度、すなわち、電流変化に対する温度変化を示す温度勾配が急激に大きくなる大電流領域においては、熱による故障を招く温度に対する余裕度を高めるように電力変換回路の出力電流の上限値を設定することが可能である。これにより、温度上昇による電力用半導体の故障に対する余裕度を向上させることができる。また、例えば、温度勾配が急激に小さくなる低電流領域においては、制御温度上限値を高くすることで、電力変換回路の出力電流の上限値を高くすることが可能である。これにより、利用可能な高温の領域の活用を向上させることができる。従って、低電流から大電流の領域に亘って、電力変換回路の温度および出力電流の制御を十分に行なうことが可能である。
なお、本開示は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、電力変換装置のほか、電力変換装置の制御方法の形態で実現することができる。
The power conversion device (10, 10B, 10C) according to one embodiment of the present disclosure is a power conversion unit (20) including a power conversion circuit (210) composed of a power semiconductor, and the power conversion by circulating a refrigerant. A cooling unit (510) for cooling the circuit, a refrigerant temperature sensor (570) for detecting the temperature of the refrigerant, and a control unit (40, 40B, 40C) for controlling the operation of the power conversion unit are provided. During control of the operation of the power conversion unit, the control unit has a control temperature upper limit value (Tul) allowed as the temperature of the power semiconductor constituting the power conversion circuit based on the detection value of the refrigerant temperature sensor, and the power. The upper limit value (Idul) of the output current (Id) of the conversion circuit is changed.
According to this form, for example, in a large current region where the temperature sensitivity to the current flowing through the power semiconductor, that is, the temperature gradient indicating the temperature change with respect to the current change suddenly increases, the margin for the temperature causing a failure due to heat It is possible to set the upper limit of the output current of the power conversion circuit so as to increase the temperature. As a result, it is possible to improve the margin for failure of the power semiconductor due to the temperature rise. Further, for example, in a low current region where the temperature gradient sharply decreases, the upper limit of the output current of the power conversion circuit can be increased by increasing the upper limit of the control temperature. This can improve the utilization of available hot regions. Therefore, it is possible to sufficiently control the temperature and output current of the power conversion circuit over the region from low current to large current.
It should be noted that the present disclosure can be realized in various forms, for example, in the form of a control method of the power conversion device in addition to the power conversion device.
A.第1実施形態:
以下、図1に示す電力変換装置10を、不図示の車両の動力源としての電動機(以下、「モータ」とも呼ぶ)に電力を供給する駆動装置として適用した場合を例に説明する。また、モータは三相の交流電動機を例とする。
A. First Embodiment:
Hereinafter, a case where the electric
電力変換装置10は、二次電池30から出力された直流電力を、モータに供給する三相の交流電力に変換する電力変換部20と、電力変換部20の動作を制御する制御部40と、を備える。
The
電力変換部20は、実際に電力変換を行なう電力変換回路210と、電力変換回路210を駆動する駆動回路220と、を有している。電力変換回路210は、スイッチング素子としての複数のパワー半導体Seで構成される三相のインバータを備えている。駆動回路220は、制御部40の制御に従って、三相のインバータのそれぞれに含まれるパワー半導体Seに供給するスイッチング信号を生成する。
The
電力変換回路210の不図示のパッケージ表面あるいは内部に、電力変換回路210を構成するパワー半導体の温度を検出するための温度センサ230が設けられている。温度センサ230が検出する温度は、温度センサ230が配置された位置における電力変換回路210の温度である。温度センサ230がパワー半導体Seの内部に設けられている場合には、温度センサ230の検出値は、パワー半導体Seの温度に対応する。また、電力変換回路210のパッケージ表面に配置されている場合には、温度センサ230の検出値は、その表面温度である。この場合には、電力変換回路210のパッケージ表面からパワー半導体Seの内部までの間の既知の熱抵抗および電流から求められる温度上昇分を加味することでパワー半導体Seの温度が求められる。そこで、以下の説明では、温度センサ230によって検出される温度は、直接的あるいは間接的に関わらず「パワー半導体Seの温度」であるとして説明する。また、電力変換回路210のパッケージ表面には、冷媒が流通する冷却部510が設けられている。冷却部510の冷媒の流路には、流通する冷媒の温度を検出する冷媒温度センサ570が設けられている。
A
パワー半導体Seの温度を示す温度センサ230の検出値は、駆動回路220を介して制御部40に供給される。但し、駆動回路220を介さずに、温度センサ230から制御部40に電力変換回路210の温度が供給される構成であってもよい。また、冷媒の温度を示す冷媒温度センサ570の検出値も、制御部40に供給される。以下では、この検出値を「冷媒の温度」とも呼ぶ。
The detected value of the
電力変換回路210からモータに交流電力を供給する二相の配線のうち、いずれか二相の配線には、電流センサ242,243が設けられている。電流センサ242,243は、それぞれの配線を流れる出力電流Idを取得する。取得された二相の出力電流Idは、制御部40に供給される。なお、残りの一相の電流は、取得された二相の電流により求められる。
Of the two-phase wiring that supplies AC power from the power conversion circuit 210 to the motor,
冷却部510は、冷媒循環供給部50から供給される冷媒が流通する過程で、電力変換回路210の発熱を冷媒に放熱させることにより、電力変換回路210を冷却する。冷媒循環供給部50は、ラジエータ540と、ラジエータ540と冷却部510とを繋ぐ冷媒供給側の供給配管520および冷媒排出側の排出配管530と、供給配管520に設けられた循環ポンプ550および流量センサ560と、を備える。ラジエータ540および循環ポンプ550は、制御部40からの指示に従って動作する。流量センサ560で検出される冷媒の流量は、制御部40に供給される。冷媒循環供給部50は、制御部40によって、冷媒温度センサ570で検出される冷媒の温度が平衡状態を維持する温度となるように制御される。
The
制御部40は、例えば、マイクロコンピュータで構成されており、駆動回路220を制御する駆動部410や、冷媒循環供給部50を制御する冷却駆動部420、電力変換回路210の駆動条件を設定する駆動条件設定部430等、として機能する。なお、駆動部410は、取得される三相の出力電流Idが、要求されるモータへの出力電流となるように電力変換部20の駆動回路220を制御して、電力変換回路210の動作を制御する。また、駆動部410は、後述する制御温度上限値および出力電流の上限値を越えないように、駆動回路220を制御して、電力変換回路210の動作を制御する。
The
制御部40の不図示の書き換え可能な不揮発性メモリには、上限値記憶部440や、温度特性記憶部450、設定条件記憶部460が設けられている。上限値記憶部440には、複数の冷媒温度のそれぞれに対応する電力変換回路210の制御温度上限値がマップとして記憶されている。温度特性記憶部450には、電力変換回路210を構成するパワー半導体について、定常条件の冷媒温度における電流変化に対する温度変化を示す温度特性のデータが記憶されている。駆動条件設定部430には、駆動条件設定部430によって設定された駆動条件のデータが記憶される。なお、以下では、定常条件の冷媒温度を、設計上設定される「標準冷媒温度」とも呼ぶ。また、標準冷媒温度における温度特性を「標準温度特性」とも呼ぶ。
The rewritable non-volatile memory (not shown) of the
駆動条件設定部430は、電力変換部20による電力変換動作の実行中において、定期的に、例えば、数十秒間隔で、以下で説明するように、図2に示す処理を行なって、制御温度上限値Tulを求めて出力電流Idの上限値Idul(以下、出力電流上限値Idul」とも呼ぶ)を設定する。
During the execution of the power conversion operation by the
駆動条件設定部430は、冷媒温度センサ570から冷媒温度Tcを取得し(ステップS110)、取得した冷媒温度Tcに対応する制御温度上限値Tulを上限値記憶部440に記憶されているマップから取得する(ステップS120)。
The drive
ここで、上限値記憶部440に記憶されているマップは、以下で説明するように求められる。
Here, the map stored in the upper limit
図3に示すように、電力変換回路210を構成するパワー半導体Seの出力電流Idに対するパワー半導体Seの温度Teは、出力電流Idが大きくなると傾きが大きくなる温度特性を有する。このため、出力電流が低くなるほど温度変化の勾配は急激に小さくなり、出力電流が大きくなるほど温度変化の勾配は急激に大きくなる。但し、この温度特性においては、冷媒温度Tcに依存して、パワー半導体Seの温度Teの位置(いわゆるオフセット)が上下方向に変化するが、その変化の特性自体は、いずれの冷媒温度Tcにおいても同様である。なお、図3には、マップに含まれる複数の冷媒温度Tcを代表して、冷媒温度Tcが、標準冷媒温度Tc0の場合と、標準冷媒温度Tc0よりも低い冷媒温度Tc1の場合と、標準冷媒温度Tc0よりも高い冷媒温度Tc2の場合の3つの温度特性が示されている。 As shown in FIG. 3, the temperature Te of the power semiconductor Se with respect to the output current Id of the power semiconductor Se constituting the power conversion circuit 210 has a temperature characteristic that the slope increases as the output current Id increases. Therefore, the lower the output current, the sharper the gradient of the temperature change, and the larger the output current, the sharper the gradient of the temperature change. However, in this temperature characteristic, the position (so-called offset) of the temperature Te of the power semiconductor Se changes in the vertical direction depending on the refrigerant temperature Tc, but the characteristic of the change itself can be found at any refrigerant temperature Tc. The same is true. In addition, in FIG. 3, representative of a plurality of refrigerant temperatures Tc included in the map, the case where the refrigerant temperature Tc is the standard refrigerant temperature Tc0, the case where the refrigerant temperature Tc1 is lower than the standard refrigerant temperature Tc0, and the case where the standard refrigerant is Three temperature characteristics are shown for a refrigerant temperature Tc2 higher than the temperature Tc0.
制御温度上限値Tulは、電力変換回路210を構成するパワー半導体Seの温度Teが上限温度Tbdを越えないように電力変換回路210を運転するために、電力変換回路210の動作上において許容される温度の上限値である。パワー半導体Seの温度Teは、パワー半導体Seの「接合温度」あるいは「チャネル温度」を意味する。また、上限温度Tbdは、いわゆる、パワー半導体Seの接合部あるいはチャネルが故障する温度として規定される温度である。 The control temperature upper limit value Tul is allowed in the operation of the power conversion circuit 210 in order to operate the power conversion circuit 210 so that the temperature Te of the power semiconductor Se constituting the power conversion circuit 210 does not exceed the upper limit temperature Tbd. This is the upper limit of temperature. The temperature Te of the power semiconductor Se means the "junction temperature" or the "channel temperature" of the power semiconductor Se. Further, the upper limit temperature Tbd is a temperature defined as a temperature at which a so-called junction or channel of the power semiconductor Se fails.
まず、比較例として、上限温度Tbdから、温度特性ばらつきや温度計測ばらつき等の種々のばらつき、および、上限温度Tbdに対する余裕度を考慮したマージンを差し引いた一定の値Tulrを、制御温度上限値とした場合について説明する。この場合、各冷媒温度Tcにおける出力電流上限値Idulは、各冷媒温度Tcの温度特性と、一定の制御温度上限値Tulrと、の交点の出力電流Idの値に制限される。図3の例では、各冷媒温度Tcの値がTc0,Tc1,Tc2における出力電流上限値Idulは、それぞれの温度特性と、一定の制御温度上限値Tulr(=Tul0)と、の交点(記号「●」で示す)の出力電流Idの値Id0,Id1r,Id2rに制限される。なお、図3において、記号「○」中に記号「●」が含まれたものは一つの記号ではなく、標準冷媒温度Tc0の温度特性と制御温度上限値Tulrとの交点を示す記号「●」と、後述する標準冷媒温度Tc0の温度特性と制御温度上限値Tulとの交点の記号「○」と、が重なった状態を示している。 First, as a comparative example, a constant value Turr obtained by subtracting various variations such as temperature characteristic variations and temperature measurement variations from the upper limit temperature Tbd and a margin in consideration of the margin for the upper limit temperature Tbd is defined as the control temperature upper limit value. This case will be described. In this case, the output current upper limit value Idul at each refrigerant temperature Tc is limited to the value of the output current Id at the intersection of the temperature characteristic of each refrigerant temperature Tc and the constant control temperature upper limit value Turr. In the example of FIG. 3, the output current upper limit value Idul at each refrigerant temperature Tc value Tc0, Tc1, Tc2 is the intersection (symbol "Tul0") of each temperature characteristic and a constant control temperature upper limit value Turr (= Tul0). The output current Id values (shown by ●) are limited to Id0, Id1r, and Id2r. In FIG. 3, the symbol “○” containing the symbol “●” is not a single symbol, but the symbol “●” indicating the intersection of the temperature characteristic of the standard refrigerant temperature Tc0 and the control temperature upper limit value Tull. A state in which the symbol “◯” at the intersection of the temperature characteristic of the standard refrigerant temperature Tc0 and the control temperature upper limit value Tul, which will be described later, overlaps with each other.
図3に示すように、冷媒温度Tcが標準冷媒温度Tc0よりも低くなるほど、その温度特性と制御温度上限値Tulrとの交点における温度勾配は急激に大きくなる。例えば、冷媒温度Tcが標準冷媒温度Tc0よりも低い値Tc1の場合、上記交点における温度勾配Kt1rは、標準冷媒温度Tc0における温度勾配Kt0に比べて大きくなる。従って、冷媒温度Tcが低くなるほど、温度特性のばらつきや温度計測ばらつき等の種々のばらつきの影響が大きくなる。上限温度Tbdに対する余裕度を考えると、少しの出力電流Idの変動で簡単にパワー半導体Seの温度Teの急激な上昇を招き、電力変換回路210の故障に到る恐れが高くなる。 As shown in FIG. 3, as the refrigerant temperature Tc becomes lower than the standard refrigerant temperature Tc0, the temperature gradient at the intersection of the temperature characteristic and the control temperature upper limit value Tull increases sharply. For example, when the refrigerant temperature Tc is a value Tc1 lower than the standard refrigerant temperature Tc0, the temperature gradient Kt1r at the intersection is larger than the temperature gradient Kt0 at the standard refrigerant temperature Tc0. Therefore, the lower the refrigerant temperature Tc, the greater the influence of various variations such as variations in temperature characteristics and variations in temperature measurement. Considering the margin with respect to the upper limit temperature Tbd, a slight fluctuation in the output current Id easily causes a rapid rise in the temperature Te of the power semiconductor Se, which increases the risk of failure of the power conversion circuit 210.
また、冷媒温度Tcが標準冷媒温度Tc0よりも高くなるほど、その温度特性と制御温度上限値Tulrとの交点における温度勾配は急激に小さくなる。例えば、冷媒温度Tcが標準冷媒温度Tc0よりも高い値Tc2の場合、上記交点における温度勾配Kt2rは、標準冷媒温度Tc0の温度勾配Kt0に比べて小さくなる。このため、冷媒温度Tcが高くなるほど、種々のばらつきの影響は小さくなる。上限温度Tbdに対する余裕度を考えると、比較例の制御温度上限値Tulrよりも高い温度まで上昇させた制御温度上限値をとして、出力電流上限値Idulを上昇させても、故障を防止して電力変換回路210を動作させることが可能と考えられる。 Further, as the refrigerant temperature Tc becomes higher than the standard refrigerant temperature Tc0, the temperature gradient at the intersection of the temperature characteristic and the control temperature upper limit value Tull becomes sharply smaller. For example, when the refrigerant temperature Tc is a value Tc2 higher than the standard refrigerant temperature Tc0, the temperature gradient Kt2r at the intersection is smaller than the temperature gradient Kt0 of the standard refrigerant temperature Tc0. Therefore, the higher the refrigerant temperature Tc, the smaller the influence of various variations. Considering the margin with respect to the upper limit temperature Tbd, even if the output current upper limit value Idul is raised with the control temperature upper limit value raised to a temperature higher than the control temperature upper limit value Tull in the comparative example, failure is prevented and power is supplied. It is considered possible to operate the conversion circuit 210.
そこで、上記点を考慮して、上限値記憶部440(図1参照)に記憶されているマップは、以下のように求められる。 Therefore, in consideration of the above points, the map stored in the upper limit value storage unit 440 (see FIG. 1) is obtained as follows.
冷媒温度Tcが標準冷媒温度Tc0の場合(図3参照)、比較例の制御温度上限値Tulrと同じ値Tul0が制御温度上限値Tulとして設定される。なお、制御温度上限値Tulの値Tul0としては、標準冷媒温度Tc0の温度特性において、予め決定された温度勾配Kt0を有する点のパワー半導体Seの温度Teの値が用いられる。温度勾配Kt0は、温度特性ばらつきや温度計測ばらつき等の種々のばらつきを考慮したマージン、及び、上限温度Tbdに対する余裕度、を満足する値に設定される。この場合、出力電流上限値Idulは、その温度特性と、制御温度上限値Tulの値Tul0との交点(記号「○」で示す)の値Id0に制限される。 When the refrigerant temperature Tc is the standard refrigerant temperature Tc0 (see FIG. 3), the same value Tul0 as the control temperature upper limit Tull of the comparative example is set as the control temperature upper limit Tul. As the value Tul0 of the control temperature upper limit value Tul0, the value of the temperature Te of the power semiconductor Se at a point having a predetermined temperature gradient Kt0 in the temperature characteristic of the standard refrigerant temperature Tc0 is used. The temperature gradient Kt0 is set to a value that satisfies a margin considering various variations such as temperature characteristic variation and temperature measurement variation, and a margin with respect to the upper limit temperature Tbd. In this case, the output current upper limit value Idul is limited to the value Id0 at the intersection (indicated by the symbol “◯”) of the temperature characteristic and the value Tul0 of the control temperature upper limit value Tul.
そして、冷媒温度Tcが標準冷媒温度Tc0よりも低い温度の場合(図3参照)、制御温度上限値Tulは、冷媒温度Tcが低くなるほど、標準冷媒温度Tc0の制御温度上限値Tul0よりも低い値に設定される。例えば、図3に示すように、冷媒温度Tcが値Tc1の場合、制御温度上限値Tulは値Tul1(<Tul0)に設定される。この場合、出力電流上限値Idulは、その温度特性と、制御温度上限値Tulの値Tul1との交点(記号「○」で示す)の出力電流の値Id1に制限される。この出力電流値Id1は、比較例の制御温度上限値Tulrの場合の出力電流Idの上限値Id1rよりも小さい値となる。なお、制御温度上限値Tulの値Tul1としては、冷媒温度Tcが値Tc1の場合の温度特性において、あらかじめ決定された温度勾配Kt1を有する点のパワー半導体Seの温度Teが用いられる。そして、温度勾配Kt1は、温度勾配Kt0以上で温度勾配Kt1r未満の値であって、温度特性ばらつきや温度計測ばらつき等の種々のばらつきを考慮したマージン、及び、上限温度Tbdに対する余裕度、を満足する値に設定される。標準冷媒温度Tc0よりも低い他の冷媒温度Tcにおいても、同様であり、制御温度上限値Tulは、冷媒温度Tcが低くなるほど、標準冷媒温度Tc0の制御温度上限値Tul0よりも低い値に設定される。 When the refrigerant temperature Tc is lower than the standard refrigerant temperature Tc0 (see FIG. 3), the control temperature upper limit value Tul is lower than the control temperature upper limit Tul0 of the standard refrigerant temperature Tc0 as the refrigerant temperature Tc becomes lower. Is set to. For example, as shown in FIG. 3, when the refrigerant temperature Tc is the value Tc1, the control temperature upper limit value Tul is set to the value Tul1 (<Tul0). In this case, the output current upper limit value Idul is limited to the output current value Id1 at the intersection (indicated by the symbol “◯”) of the temperature characteristic and the value Tul1 of the control temperature upper limit value Tul1. This output current value Id1 is smaller than the upper limit value Id1r of the output current Id in the case of the control temperature upper limit value Tull of the comparative example. As the value Tul1 of the control temperature upper limit value Tul, the temperature Te of the power semiconductor Se at a point having a predetermined temperature gradient Kt1 in the temperature characteristics when the refrigerant temperature Tc is the value Tc1 is used. The temperature gradient Kt1 is a value having a temperature gradient Kt0 or more and less than the temperature gradient Kt1r, and satisfies a margin considering various variations such as temperature characteristic variation and temperature measurement variation, and a margin for the upper limit temperature Tbd. Is set to the value to be set. The same applies to other refrigerant temperatures Tc lower than the standard refrigerant temperature Tc0, and the control temperature upper limit value Tul is set to a value lower than the control temperature upper limit Tul0 of the standard refrigerant temperature Tc0 as the refrigerant temperature Tc becomes lower. To.
また、冷媒温度Tcが標準冷媒温度Tc0よりも高い温度の場合(図3参照)、制御温度上限値Tulは、冷媒温度Tcが高くなるほど、標準冷媒温度Tc0の制御温度上限値Tul0よりも高い値に設定される。例えば、図3に示すように、冷媒温度Tcが値Tc2の場合、制御温度上限値Tulは値Tul2(>Tul0)に設定される。この場合、この場合、出力電流上限値Idulは、その温度特性と、制御温度上限値Tulの値Tul2との交点(記号「○」で示す)の出力電流の値Id2に制限される。この出力電流値Id2は、比較例の制御温度上限値Tulrの場合の出力電流Idの上限値Id2rよりも大きい値となる。なお、制御温度上限値Tulの値Tul2としては、冷媒温度Tcが値Tc2の場合の温度特性において、あらかじめ決定された温度勾配Kt2を有する点のパワー半導体Seの温度Teが用いられる。そして、温度勾配Kt2は、温度勾配Kt0以下で温度勾配Kt2rよりも大きい値であって、温度特性ばらつきや温度計測ばらつき等の種々のばらつきを考慮したマージン、及び、上限温度Tbdに対する余裕度、を満足する値に設定される。標準冷媒温度Tc0よりも高い他の冷媒温度Tcにおいても、同様であり、制御温度上限値Tulは、冷媒温度Tcが高くなるほど、標準冷媒温度Tc0の制御温度上限値Tul0よりも高い値に設定される。 When the refrigerant temperature Tc is higher than the standard refrigerant temperature Tc0 (see FIG. 3), the control temperature upper limit value Tul is higher than the control temperature upper limit Tul0 of the standard refrigerant temperature Tc0 as the refrigerant temperature Tc increases. Is set to. For example, as shown in FIG. 3, when the refrigerant temperature Tc is the value Tc2, the control temperature upper limit value Tul is set to the value Tul2 (> Tul0). In this case, in this case, the output current upper limit value Idul is limited to the output current value Id2 at the intersection (indicated by the symbol “◯”) between the temperature characteristic and the value Tul2 of the control temperature upper limit value Tul. This output current value Id2 is larger than the upper limit value Id2r of the output current Id in the case of the control temperature upper limit value Tull of the comparative example. As the value Tul2 of the control temperature upper limit value Tul, the temperature Te of the power semiconductor Se having a temperature gradient Kt2 determined in advance in the temperature characteristics when the refrigerant temperature Tc is the value Tc2 is used. The temperature gradient Kt2 is a value larger than the temperature gradient Kt2r at a temperature gradient Kt0 or less, and has a margin considering various variations such as temperature characteristic variation and temperature measurement variation, and a margin for the upper limit temperature Tbd. Set to a satisfactory value. The same applies to other refrigerant temperatures Tc higher than the standard refrigerant temperature Tc0, and the control temperature upper limit value Tul is set to a value higher than the control temperature upper limit value Tul0 of the standard refrigerant temperature Tc0 as the refrigerant temperature Tc increases. To.
以上のように、標準冷媒温度Tc0における標準温度特性から求められる複数の冷媒温度Tcの温度特性から、それぞれの冷媒温度Tcに対応する制御温度上限値Tulを求めることができる。そして、求めた複数の冷媒温度Tcのそれぞれに対応する制御温度上限値Tulをマップとして上限値記憶部440に記憶することができる。
As described above, the control temperature upper limit value Tul corresponding to each refrigerant temperature Tc can be obtained from the temperature characteristics of the plurality of refrigerant temperatures Tc obtained from the standard temperature characteristics at the standard refrigerant temperature Tc0. Then, the control temperature upper limit value Tul corresponding to each of the obtained plurality of refrigerant temperature Tc can be stored in the upper limit
なお、上限値記憶部440に記憶されていない冷媒温度Tcに対応する制御温度上限値Tulは、この温度を上下で挟み、上限値記憶部440に記憶されている冷媒温度Tcに対応する制御温度上限値Tulを用いて補間演算することにより求められる。
The control temperature upper limit value Tul corresponding to the refrigerant temperature Tc not stored in the upper limit
次に、図2に示すように、駆動条件設定部430は、取得した制御温度上限値Tulに対応する電力変換回路210の出力電流Idを、温度特性記憶部450に記憶されている標準温度特性を利用して求め(ステップS130)、求めた出力電流Idを出力電流上限値Idulとして設定し(ステップS140)、処理を終了する。なお、取得した冷媒温度Tc、制御温度上限値Tul、および、出力電流上限値Idulは、設定条件記憶部460に記憶され、駆動部410による電力変換部20の制御に利用される。
Next, as shown in FIG. 2, the drive
ここで、ステップS130における、制御温度上限値Tulに対応する電力変換回路210の出力電流Idの算出は、例えば、以下のようにして実行される。温度特性記憶部450に記憶されている標準温度特性のデータを、ステップS110で取得した冷媒温度Tcと標準冷媒温度Tc0との温度の差分だけオフセットさせることにより、取得した冷媒温度Tcに対応する温度特性のデータを求める(図3参照)。そして、求めた温度特性のデータから、ステップS120で取得した制御温度上限値Tulに対応する出力電流Idを求めることができる。これにより、あらかじめ、取得した制御温度上限値Tulに対応する電力変換回路210の出力電流Idを求めて、出力電流上限値Idulとして設定しておくことができる。この結果、駆動部410による電力変換部20の制御において、制御温度上限値Tulによる動作の制限だけでなく、出力電流上限値Idulによる動作の制限を行なうことが可能である。
Here, in step S130, the calculation of the output current Id of the power conversion circuit 210 corresponding to the control temperature upper limit value Tul is executed, for example, as follows. By offsetting the standard temperature characteristic data stored in the temperature
以上説明したように、第1実施形態の電力変換装置10では、パワー半導体Seに流れる電流に対する温度の感度、すなわち、電流変化に対する温度変化を示す温度勾配が急激に大きくなる大電流領域において、制御温度上限値Tulを熱による故障を招く上限温度Tbdに対する余裕度を高めるように低く制限する。これにより、電力変換回路210の出力電流の上限値を低くすることが可能であり、温度上昇によるパワー半導体Seの故障に対する余裕度を向上させることができる。また、温度勾配が急激に小さくなる低電流領域においては、制御温度上限値Tulを高くすることで、電力変換回路210の出力電流上限値Idulを高くすることが可能である。これにより、利用可能な高温の領域の活用を向上させることができる。従って、低電流から大電流の領域に亘って、電力変換回路の温度および出力電流の制御を十分に行なうことが可能である。
As described above, in the
B.第2実施形態:
図4に示す第2実施形態の電力変換装置10Bは、第1実施形態の電力変換装置10(図1参照)の制御部40の駆動条件設定部430が駆動条件設定部430Bに置き換えられた制御部40Bとなっている点を除いて同じである。
B. Second embodiment:
The
駆動条件設定部430Bは、電力変換部20による電力変換動作の実行中において、定期的に、例えば、数分間隔で、以下で説明するように、図5に示す処理を行なって、制御温度上限値Tulを求めて出力電流上限値Idulを設定する。
During the execution of the power conversion operation by the
駆動条件設定部430Bは、冷媒流量増加制御を行なう(ステップS104)。冷媒流量増加制御は、冷却駆動部420によって循環ポンプ550(図4参照)の駆動量を増加させることにより実行される。なお、循環ポンプ550が「流量可変部」に相当する。
The drive condition setting unit 430B controls the increase in the refrigerant flow rate (step S104). The refrigerant flow rate increase control is executed by increasing the drive amount of the circulation pump 550 (see FIG. 4) by the cooling
次に、駆動条件設定部430Bは、流量センサ560から冷媒流量Vcを取得する(ステップS106)とともに、冷媒温度センサ570から冷媒温度Tcを取得する。(ステップS110)する。そして、駆動条件設定部430Bは、取得した冷媒流量Vcおよび冷媒温度Tcに対応する制御温度上限値Tulを上限値記憶部440に記憶されているマップから取得する(ステップS120B)。
Next, the drive condition setting unit 430B acquires the refrigerant flow rate Vc from the flow rate sensor 560 (step S106) and acquires the refrigerant temperature Tc from the
ここで、図6に示すように、冷媒温度Tcが標準冷媒温度Tc0の場合において、冷媒流量Vcが設計上設定される標準冷媒流量Vc0での温度特性に対して、冷媒流量Vcが標準冷媒流量Vc0よりも多い値Vc1での温度特性は、流量の増加度合いに応じて温度勾配が低下する特性となる。従って、標準冷媒流量Vc0における制御温度上限値Tul0(Vc0)に対応する出力電流上限値Idulの値Id0(Vc0)に対して、上昇した冷媒流量Vcの値Vc1における制御温度上限値Tul0(Vc1)に対応する出力電流上限値Idulの値Id0(Vc1)は大きくなる。言い換えると、冷媒流量Vcを増加させることによって、出力電流上限値Idulをより大電流側に増大させて設定することができる。なお、上記説明は、冷媒温度Tcが標準冷媒温度Tc0の場合の標準冷媒温度特性を例に説明したが、他の冷媒温度Tcにおいても同様である。従って、各冷媒温度Tcに対応する制御温度上限値Tulの位置は、図6に示すように、冷媒流量Vcの増加に応じて、大電流側に移動する。 Here, as shown in FIG. 6, when the refrigerant temperature Tc is the standard refrigerant temperature Tc0, the refrigerant flow rate Vc is the standard refrigerant flow rate with respect to the temperature characteristics at the standard refrigerant flow rate Vc0 in which the refrigerant flow rate Vc is set by design. The temperature characteristic at a value Vc1 larger than Vc0 is a characteristic that the temperature gradient decreases according to the degree of increase in the flow rate. Therefore, the control temperature upper limit value Tul0 (Vc1) at the increased refrigerant flow rate Vc value Vc1 with respect to the output current upper limit value Id0 (Vc0) corresponding to the control temperature upper limit value Tul0 (Vc0) at the standard refrigerant flow rate Vc0. The value Id0 (Vc1) of the output current upper limit value Idul corresponding to is large. In other words, by increasing the refrigerant flow rate Vc, the output current upper limit value Idul can be increased and set on the larger current side. In the above description, the standard refrigerant temperature characteristic when the refrigerant temperature Tc is the standard refrigerant temperature Tc0 has been described as an example, but the same applies to other refrigerant temperatures Tc. Therefore, as shown in FIG. 6, the position of the control temperature upper limit value Tul corresponding to each refrigerant temperature Tc moves to the large current side as the refrigerant flow rate Vc increases.
以上のことから、上限値記憶部440には、複数の冷媒温度のそれぞれに対応する制御温度上限値のマップが複数の冷媒流量のそれぞれについて記憶される。また、上限値記憶部440には、冷媒温度と冷媒流量とをパラメータとし、これらに対応する制御温度上限値をマップとして記憶されるようにしてもよい。
From the above, the upper limit
次に、図5に示すように、駆動条件設定部430Bは、取得した冷媒流量Vcおよび制御温度上限値Tulに対応する電力変換回路210の出力電流Idを、温度特性記憶部450に記憶されている標準温度特性を利用して求め(ステップS130B)、求めた出力電流Idを出力電流上限値Idulとして設定し(ステップS140)、処理を終了する。なお、取得した冷媒流量Vc、冷媒温度Tc、制御温度上限値Tul、および、出力電流上限値Idulは、設定条件記憶部460に記憶され、駆動部410による電力変換部20の制御に利用される。
Next, as shown in FIG. 5, the drive condition setting unit 430B stores the acquired refrigerant flow rate Vc and the output current Id of the power conversion circuit 210 corresponding to the control temperature upper limit value Tul in the temperature
ここで、ステップS130Bにおける、冷媒流量Vc及び制御温度上限値Tulに対応する電力変換回路210の出力電流Idの算出は、例えば、以下のようにして実行される。図2のステップS130と同様に、温度特性記憶部450に記憶されている標準温度特性のデータを、ステップS110で取得した冷媒温度Tcと標準冷媒温度Tc0との温度の差分だけオフセットさせることにより、取得した冷媒温度Tcに対応する温度特性のデータを求める(図3参照)。そして、求めた温度特性データを、冷媒流量Vcに対応する緩和係数Kvc(<1)を乗算することにより、冷媒流量Vc及び冷媒温度Tcに対応する温度特性のデータを求めることができる。なお、冷媒流量Vcに対応する緩和係数Kvcは、例えば、上限値記憶部440に、冷媒流量Vcおよび冷媒温度Tcに対応する制御温度上限値Tulとともにあらかじめ記憶されている。あるいは、別の記憶部に冷媒流量Vcに対応する緩和係数Kvcのマップとして記憶されていてもよい。
Here, in step S130B, the calculation of the output current Id of the power conversion circuit 210 corresponding to the refrigerant flow rate Vc and the control temperature upper limit value Tul is executed, for example, as follows. Similar to step S130 of FIG. 2, the standard temperature characteristic data stored in the temperature
以上説明したように、第2実施形態の電力変換装置10Bにおいても、第1実施形態の電力変換装置10と同様に、大電流領域において、温度上昇による電力用半導体の故障に対する余裕度を向上させることができる。また、低電流領域において、利用可能な高温の領域の活用を向上させることができる。これにより、低電流から大電流の領域に亘って、電力変換回路の温度および出力電流の制御を十分に行なうことが可能である。また、第2実施形態の電力変換装置10Bでは、冷媒流量を増加させることによって、出力電流の上限値を増大させて設定することが可能となる。これにより、温度上昇によるパワー半導体Seの故障に対する余裕度を向上させつつ、出力電流の上限値を増大させることが可能である。従って、例えば、冷媒流量Vcを制御することで、冷媒流量Vcを制御しない場合に比べて、大電流側での電力変換装置の使用を可能とすることができる。
As described above, also in the
C.第3実施形態:
図7に示す第3実施形態の電力変換装置10Cは、第1実施形態の電力変換装置10(図1参照)の制御部40に補正部435Cが加えられた制御部40Cとなっている点を除いて同じである。
C. Third Embodiment:
The
補正部435Cは、例えば、経年劣化を検出可能な期間が経過した際において、車両が停車中のような、モータを車軸から切り離すことができるタイミングにおいて、モータを車軸から切り離した状態で、図8に示す処理を行なう。補正部435Cは、図8に示す処理を行なうことによって、温度特性記憶部450に記憶されている標準温度特性、および、上限値記憶部440に記憶されている制限温度上限値を再設定する。
FIG. 8C is in a state where the motor is disconnected from the axle at a timing when the motor can be disconnected from the axle, such as when the vehicle is stopped, when a period during which aging deterioration can be detected has elapsed. Perform the processing shown in. The correction unit 435C resets the standard temperature characteristic stored in the temperature
補正部435Cは、冷媒温度Tcを取得する(ステップS210)。次に、補正部435Cは、駆動部410を制御して電力変換回路210からモータへの定電流出力を開始し(ステップS220)、電力変換回路210の出力電流Id、パワー半導体Seの温度Teの測定を開始する(ステップS230)。そして、補正部435Cは、パワー半導体Seの温度Teが、取得した冷媒温度Tcに対応する制御温度上限値Tulに到達するまで出力電流Idを増加させて、出力電流Idおよびパワー半導体Seの温度Teの測定を行なう(ステップS240)。なお、出力電流Idの測定は、第1実施形態で説明したように、電流センサ242,243によって取得される。また、パワー半導体Seの温度Teは、第1実施形態で説明したように、温度センサ230の検出値によって直接的あるいは間接的に求められる。
The correction unit 435C acquires the refrigerant temperature Tc (step S210). Next, the correction unit 435C controls the
ここで、制御温度上限値Tul以上の温度における出力電流Id、すなわち、制御温度上限値Tulに対応する出力電流上限値Idul以上の出力電流Idは、電力変換回路210の動作が制限されるので、測定することができない。そこで、補正部435Cは、制御温度上限値Tul以上の出力電流Idおよびパワー半導体Seの温度Teについて、それまでに測定された温度特性のデータにおける温度勾配の変化から推定する(ステップS250)。 Here, the output current Id at a temperature equal to or higher than the control temperature upper limit value Tul, that is, the output current Id equal to or higher than the output current upper limit value Idul corresponding to the control temperature upper limit value Tul, limits the operation of the power conversion circuit 210. Cannot measure. Therefore, the correction unit 435C estimates the output current Id of the control temperature upper limit value Tul or more and the temperature Te of the power semiconductor Se from the change in the temperature gradient in the temperature characteristic data measured so far (step S250).
そして、補正部435Cは、取得された冷媒温度Tc(ステップS210)における測定結果(ステップS240)および推定結果(ステップS250)から、標準冷媒温度Tc0における標準温度特性を求めて、温度特性記憶部450に記憶する(ステップS260)。さらに、補正部435Cは、新たに記憶した標準温度特性を利用して複数の冷媒温度Tcのそれぞれにおける制御温度上限値Tulを求め、マップとして上限値記憶部440に記憶する(ステップS270)。そして、補正部435Cは、制御温度上限値の設定処理の実行を、駆動条件設定部430に指示して(ステップS280)、処理を終了する。実行を指示された駆動条件設定部430では、制御温度上限値の設定処理(図2参照)が、上限値記憶部440および温度特性記憶部450に新たに記憶された制御温度上限値のマップおよび温度特性に基づいて実行され、制御温度上限値Tulおよび出力電流上限値Idulの設定が実行される。
Then, the correction unit 435C obtains the standard temperature characteristic at the standard refrigerant temperature Tc0 from the measurement result (step S240) and the estimation result (step S250) at the acquired refrigerant temperature Tc (step S210), and the temperature
電力変換回路210のパワー半導体Seが経年劣化した場合、通常、その温度特性は温度勾配が高くなるように変化する。例えば、図9に示すように、一点鎖線で示す測定前の温度特性に対して破線で示す温度特性のように変化したとする。この状態において、制御温度上限値Tulが測定前の値Tul0(b)のままとすると、温度勾配が高くなった点に対応する出力電流Idの値Id0(b)が出力電流上限値Idulとなって制限されることになり、上限温度Tbdに対する余裕度が悪化する。これに対して、測定後の温度特性に基づいて新たに設定された制御温度上限値Tulの値Tul0(a)は、経年劣化に応じた温度特性に対して設定されたものとなるので、上限温度Tbdに対する出力電流Idの値Id0(a)が出力電流上限値Idulとして設定され、上限温度Tbdに対する余裕度を悪化した状態から改善した状態に補正することができる。 When the power semiconductor Se of the power conversion circuit 210 deteriorates over time, its temperature characteristics usually change so that the temperature gradient becomes high. For example, as shown in FIG. 9, it is assumed that the temperature characteristic before measurement shown by the alternate long and short dash line changes as shown by the broken line. In this state, if the control temperature upper limit value Tul remains the value Tul0 (b) before the measurement, the output current Id value Id0 (b) corresponding to the point where the temperature gradient becomes higher becomes the output current upper limit value Idul. Therefore, the margin with respect to the upper limit temperature Tbd deteriorates. On the other hand, the value Tul0 (a) of the control temperature upper limit value Tul newly set based on the temperature characteristics after measurement is set for the temperature characteristics according to the aging deterioration, so that the upper limit is set. The value Id0 (a) of the output current Id with respect to the temperature Tbd is set as the output current upper limit value Idul, and the margin with respect to the upper limit temperature Tbd can be corrected from the deteriorated state to the improved state.
以上説明したように、第3実施形態の電力変換装置10Cでは、経年劣化による温度特性の変化を補正することができ、温度上昇によるパワー半導体Seの故障に対する余裕度の低下を改善することができる。
As described above, in the
なお、上記説明では、第1実施形態の電力変換装置10の制御部40に補正部435Cが加えられた制御部40Cを備える電力変換装置10を例に説明したが、第2実施形態の電力変換装置10Bの制御部40Bに補正部435Cが加えられた制御部を備える電力変換装置においても同様の効果を得ることができる。
In the above description, the
D.他の実施形態:
(1)上記実施形態では、電力変換回路210としてインバータを例に説明しているが、コンバータであってもよく、パワー半導体Seを用いて構成される種々の電力変換回路を有する電力変換装置に適用可能である。
D. Other embodiments:
(1) In the above embodiment, an inverter is described as an example of the power conversion circuit 210, but it may be a converter, and may be a power conversion device having various power conversion circuits configured by using a power semiconductor Se. Applicable.
(2)上記実施形態では、上限値記憶部440に記憶されている複数の冷媒温度のそれぞれに対応する制御温度上限値のマップから、取得した冷媒温度に対応する制御温度上限値を取得する。これに対して、複数の冷媒温度のそれぞれに対応する制御温度上限値の関係を近似する関数式から、取得した冷媒温度に対応する制御温度上限値を取得するようにしてもよい。上限値記憶部440に記憶されたマップや関数式によれば、容易に、取得した冷媒温度に対応する制御温度上限値を取得することができる。
(2) In the above embodiment, the control temperature upper limit value corresponding to the acquired refrigerant temperature is acquired from the map of the control temperature upper limit value corresponding to each of the plurality of refrigerant temperatures stored in the upper limit
(3)上記実施形態では、電力変換部20の動作の制御中において、制御温度上限値Tulを、冷媒温度Tcが標準冷媒温度Tc0よりも高くなるほど大きくなり、標準冷媒温度Tc0よりも低くなるほど小さくなるように変化させて、電力変換回路210の出力電流Idの上限値Idulを変化させている。しかしながら、これに限定されるものではなく、電力変換回路の動作として予め要求される制御の条件に応じて、冷媒温度センサの検出値によって、制御温度上限値と、電力変換回路の出力電流の上限値と、を変化させるようにできればよい。
(3) In the above embodiment, during control of the operation of the
本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。 The present disclosure is not limited to the above-described embodiment, and can be realized by various configurations within a range not deviating from the gist thereof. For example, the technical features of the embodiments corresponding to the technical features in each embodiment described in the column of the outline of the invention are for solving a part or all of the above-mentioned problems, or a part of the above-mentioned effects. Or, in order to achieve all of them, it is possible to replace or combine them as appropriate. Further, if the technical feature is not described as essential in the present specification, it can be appropriately deleted.
10,10B,10C…電力変換装置、20…電力変換部、40,40B,40C…制御部、210…電力変換回路、220…駆動回路、440…上限値記憶部、450…温度特性記憶部、510…冷却部、570…冷媒温度センサ、Id…出力電流、Idul…出力電流上限値、Tc…冷媒温度、Tc0…標準冷媒温度、Tul…制御温度上限値 10, 10B, 10C ... Power conversion device, 20 ... Power conversion unit, 40, 40B, 40C ... Control unit, 210 ... Power conversion circuit, 220 ... Drive circuit, 440 ... Upper limit value storage unit, 450 ... Temperature characteristic storage unit, 510 ... Cooling unit, 570 ... Refrigerator temperature sensor, Id ... Output current, Idul ... Output current upper limit value, Tc ... Refrigerator temperature, Tc0 ... Standard refrigerant temperature, Tul ... Control temperature upper limit value
Claims (5)
電力用半導体により構成される電力変換回路(210)を含む電力変換部(20)と、
冷媒を流通させることにより前記電力変換回路を冷却する冷却部(510)と、
前記冷媒の温度を検出する冷媒温度センサ(570)と、
前記電力変換部の動作を制御する制御部(40,40B,40C)と、
を備え、
前記制御部は、
前記電力変換部の動作の制御中において、前記冷媒温度センサの検出値によって、前記電力変換回路を構成する電力用半導体の温度として許容する制御温度上限値(Tul)と、前記電力変換回路の出力電流(Id)の上限値(Idul)と、を変化させる
ことを特徴とする電力変換装置。 It is a power converter (10, 10B, 10C) and
A power conversion unit (20) including a power conversion circuit (210) composed of a power semiconductor, and a power conversion unit (20).
A cooling unit (510) that cools the power conversion circuit by circulating a refrigerant, and
A refrigerant temperature sensor (570) that detects the temperature of the refrigerant and
Control units (40, 40B, 40C) that control the operation of the power conversion unit, and
With
The control unit
During control of the operation of the power conversion unit, the control temperature upper limit value (Tul) allowed as the temperature of the power semiconductor constituting the power conversion circuit and the output of the power conversion circuit are determined by the detection value of the refrigerant temperature sensor. A power conversion device characterized by changing an upper limit value (Idul) of an electric current (Id).
前記制御部は、
複数の前記冷媒の温度のそれぞれに対応する前記制御温度上限値を記憶する上限値記憶部を有し、
前記冷媒温度センサによって取得される前記冷媒の温度に対応する前記制御温度上限値を前記上限値記憶部から取得する
ことを特徴とする電力変換装置。 The power conversion device according to claim 1.
The control unit
It has an upper limit value storage unit for storing the control temperature upper limit value corresponding to each of the temperatures of the plurality of the refrigerants.
A power conversion device characterized in that the control temperature upper limit value corresponding to the temperature of the refrigerant acquired by the refrigerant temperature sensor is acquired from the upper limit value storage unit.
前記制御部は、
標準冷媒温度での前記電力変換回路の出力電流に対する前記電力変換回路を構成する前記電力用半導体の温度の変化を示す温度特性を標準温度特性として記憶する温度特性記憶部を有し、
前記温度特性記憶部に記憶された標準温度特性から求められる、前記冷媒温度センサによって取得される前記冷媒の温度での温度特性と、前記冷媒温度センサによって取得される前記冷媒の温度に対応する前記制御温度上限値と、から、前記冷媒温度センサによって取得される前記冷媒の温度での前記出力電流の上限値を求める
ことを特徴とする電力変換装置。 The power conversion device according to claim 1 or 2.
The control unit
It has a temperature characteristic storage unit that stores as a standard temperature characteristic a temperature characteristic indicating a change in the temperature of the power semiconductor constituting the power conversion circuit with respect to the output current of the power conversion circuit at a standard refrigerant temperature.
The temperature characteristic at the temperature of the refrigerant acquired by the refrigerant temperature sensor obtained from the standard temperature characteristic stored in the temperature characteristic storage unit, and the temperature of the refrigerant acquired by the refrigerant temperature sensor. A power conversion device characterized in that the upper limit value of the output current at the temperature of the refrigerant acquired by the refrigerant temperature sensor is obtained from the control temperature upper limit value.
前記冷媒の流量を変化させる流量可変部(550)と、
前記冷媒の流量を検出する流量センサ(560)と、
を備え、
前記制御部は、
前記流量センサによって取得される前記冷媒の流量(Vc)が標準冷媒流量(Vc0)よりも多くなるほど前記出力電流の上限値が大きくなり、取得される前記冷媒の流量が標準冷媒流量よりも少なくなるほど前記出力電流の上限値が小さくなるように、前記制御温度上限値を変化させる
ことを特徴とする電力変換装置。 The power conversion device according to any one of claims 1 to 3, and further.
A flow rate variable unit (550) that changes the flow rate of the refrigerant, and
A flow rate sensor (560) that detects the flow rate of the refrigerant and
With
The control unit
As the flow rate (Vc) of the refrigerant acquired by the flow rate sensor becomes larger than the standard refrigerant flow rate (Vc0), the upper limit of the output current becomes larger, and the flow rate of the obtained refrigerant becomes smaller than the standard refrigerant flow rate. A power conversion device characterized in that the control temperature upper limit value is changed so that the upper limit value of the output current becomes smaller.
前記電力用半導体の温度を検出するための温度センサ(230)と、
前記出力電流を検出する電流センサ(242,243)と、
を備え、
前記制御部は、
前記温度センサおよび前記電流センサによって前記出力電流の変化に対する前記電力変換回路の温度の変化を測定し、測定結果を用いて前記温度特性記憶部の標準温度特性を補正する処理を繰り返し実行する
ことを特徴とする電力変換装置。 The power conversion device according to claim 3 or claim 4, which is subordinate to claim 3, and further.
A temperature sensor (230) for detecting the temperature of the power semiconductor and
A current sensor (242,243) that detects the output current and
With
The control unit
The temperature sensor and the current sensor measure the temperature change of the power conversion circuit with respect to the change of the output current, and the process of correcting the standard temperature characteristic of the temperature characteristic storage unit is repeatedly executed using the measurement result. Characterized power conversion device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019023354A JP7081523B2 (en) | 2019-02-13 | 2019-02-13 | Power converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019023354A JP7081523B2 (en) | 2019-02-13 | 2019-02-13 | Power converter |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020137153A true JP2020137153A (en) | 2020-08-31 |
JP7081523B2 JP7081523B2 (en) | 2022-06-07 |
Family
ID=72279246
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019023354A Active JP7081523B2 (en) | 2019-02-13 | 2019-02-13 | Power converter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7081523B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7183374B1 (en) | 2021-11-16 | 2022-12-05 | 三菱電機株式会社 | power converter |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015082869A (en) * | 2013-10-21 | 2015-04-27 | トヨタ自動車株式会社 | On-vehicle electronic device |
JP2016103901A (en) * | 2014-11-28 | 2016-06-02 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Power module and power conversion device with the same |
JP2018038194A (en) * | 2016-09-01 | 2018-03-08 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Electric power converter |
-
2019
- 2019-02-13 JP JP2019023354A patent/JP7081523B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015082869A (en) * | 2013-10-21 | 2015-04-27 | トヨタ自動車株式会社 | On-vehicle electronic device |
JP2016103901A (en) * | 2014-11-28 | 2016-06-02 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Power module and power conversion device with the same |
JP2018038194A (en) * | 2016-09-01 | 2018-03-08 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Electric power converter |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7183374B1 (en) | 2021-11-16 | 2022-12-05 | 三菱電機株式会社 | power converter |
JP2023073574A (en) * | 2021-11-16 | 2023-05-26 | 三菱電機株式会社 | Electric power conversion system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7081523B2 (en) | 2022-06-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3963175B2 (en) | Temperature detection apparatus and temperature detection program | |
JP4862512B2 (en) | Motor output control device for electric vehicle | |
KR101757555B1 (en) | Fuel cell system | |
US20100193266A1 (en) | Power Supply Apparatus And Electric Vehicle | |
JP6072290B2 (en) | Inverter protection device for vehicle | |
JP6245088B2 (en) | Cooler | |
CN108548570B (en) | Coolant flow estimation method, coolant temperature estimation device, coolant temperature estimation system and vehicle | |
CN111165069B (en) | Seat heater, temperature control method, and computer medium storing temperature control program | |
JP7081523B2 (en) | Power converter | |
JP4710399B2 (en) | Inverter protection device | |
JP2012252887A (en) | Temperature adjusting control system considering heat amount from external environment | |
KR102484878B1 (en) | Temperature estimation system and method for switching device | |
JP2013143308A (en) | Battery temperature estimation device | |
JP6511220B2 (en) | Power converter and method | |
KR101193494B1 (en) | Method for controlling temperature cooling and heating means using thermoelectric element modules | |
KR101684129B1 (en) | Method for controlling electric water pump | |
JP5210490B2 (en) | Fuel cell cooling system | |
JP3430907B2 (en) | Inverter thermal protection device and thermal protection method for conductive heating element | |
US20220373374A1 (en) | Method for determining a target volumetric flow rate for a coolant | |
JP6137452B2 (en) | Electric vehicle cooling system | |
JP2016116411A (en) | Abnormality detection method for semiconductor device | |
JP2015083993A (en) | Temperature estimation device and semiconductor device | |
JP7014134B2 (en) | Power converter | |
EP4116792A1 (en) | Power supply control apparatus and temperature control method | |
JP4838617B2 (en) | Cogeneration system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210716 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220426 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220428 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220509 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7081523 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |