JP2023094231A - 電力変換器 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却水の温度を正確に計測し得る電力変換器を提供する。
【解決手段】電力変換器は、半導体モジュールと、ケースと、温度センサと、電流センサと、監視装置と、を備える。ケースは、半導体モジュールを収容するとともに、半導体モジュールを冷却する冷却水が流通する流路を備える。温度センサは、ケースに取り付けられており、流路内を流通する冷却水の温度を計測するために用いられる。電流センサは、半導体モジュールを流れる電流値を計測する。監視装置は、温度センサ及び電流センサに接続されており、冷却水の温度を監視する。監視装置は、少なくとも電流センサによる電流計測値を用いて、温度センサによる温度計測値を補正する。監視装置は、電流センサによる電流計測値を用いて、温度センサによる温度計測値を補正する。このため、監視装置は、温度計測値のうち、半導体モジュールの発熱に起因して上昇した温度分を補正することができる。
【選択図】図３

Description

本明細書に開示の技術は、電力変換器に関する。特に、半導体モジュールと、半導体モジュールを収容するとともに、半導体モジュールを冷却する冷却水が流通する流路を備えるケースと、を備える電力変換器に関する。

特許文献１の電力変換器では、半導体モジュールと冷却器とが交互に積層された状態で、ケースに収容される。電力変換器では、冷却水の温度を計測するための温度センサが、冷却器と当接するケースの支持壁に取付けられる。温度センサは、冷却器内の冷却水の温度を、支持壁を介して計測する。

特開２０２０－１４５７９３号公報

特許文献１の電力変換器では、温度センサがケースの支持壁を介して冷却水の温度を計測する。このため、温度センサの計測値は、実際の冷却水の温度から乖離することがある。しかしながら、冷却水の温度を正確に計測するために、温度センサにケースを貫通させ、温度センサと冷却水とを直接接触させてしまうと、温度センサを介して、ケース内に冷却水が漏れるおそれが生じる。本明細書では、温度センサと冷却水とを直接接触させることなく、冷却水の温度を正確に計測し得る技術を提供する。

本明細書が開示する電力変換器は、半導体モジュールと、ケースと、温度センサと、電流センサと、監視装置と、を備える。ケースは、前記半導体モジュールを収容するとともに、前記半導体モジュールを冷却する冷却水が流通する流路を備える。温度センサは、前記ケースに取り付けられており、前記流路内を流通する前記冷却水の温度を計測するために用いられる。電流センサは、前記半導体モジュールを流れる電流値を計測する。監視装置は、前記温度センサ及び前記電流センサに接続されており、前記冷却水の温度を監視する。前記監視装置は、少なくとも前記電流センサによる電流計測値を用いて、前記温度センサによる温度計測値を補正する。

半導体モジュールを電流が流れると、半導体モジュールが発熱する。その結果、半導体モジュールで発生した熱がケースに伝達し、ケースの温度が上昇する。このため、ケースに取付けられている温度センサによる温度計測値には、冷却水の温度だけでなく、半導体モジュールの発熱によって上昇したケースの温度も反映されることがある。ここで、ケースの温度の上昇は、半導体モジュールの発熱に起因するものである。このため、ケースの温度は、電流センサによる電流計測値に応じて変化する。上述した構成によると、監視装置は、電流計測値を用いて、温度センサによる温度計測値を補正する。このため、監視装置は、温度計測値を、半導体モジュールの発熱に起因して上昇したケースの温度に応じて補正することができる。その結果、本明細書が開示する電力変換器によれば、温度センサと冷却水とを直接接触させることなく、従来技術に比して、冷却水の温度を正確に計測することができる。

本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。

実施例の電力変換器１０の平面図を示す。 図１の線ＩＩ－ＩＩに沿った断面図を示す。 制御装置２０が補正値を決定するために実行する処理のフロー図を示す。 制御装置２０が記憶する温度飽和値のマップを示す。 温度センサ１８の計測値の時間変化のグラフを示す。

本技術の一実施形態では、前記監視装置は、前記電流計測値に等しい電流が前記半導体モジュールを流れ続けた場合に、前記温度計測値が到達すると想定される温度飽和値を、少なくとも前記電流計測値に基づいて特定してもよい。その場合、監視装置は、特定された前記温度飽和値と、前記温度計測値とを用いて、前記温度計測値から減算すべき補正値を決定してもよい。電流計測値に等しい電流が半導体モジュールに流れ続けると、ケースの温度は、一定期間上昇し、その後、温度飽和値に収束する。このような構成によると、温度飽和値から逆算して、現在の温度計測値を補正することができる。

本技術の一実施形態では、前記監視装置は、前記温度計測値にさらに基づいて、前記温度飽和値を特定してもよい。但し、別の実施形態では、監視装置は、温度計測値に基づくことなく、電流計測値等の値に基づいて、温度飽和値を特定してもよい。

本技術の一実施形態では、前記監視装置は、前記電流計測値及び前記温度計測値を、所定の演算周期で繰り返し取得し、今回の前記電流計測値と、今回の前記温度計測値とに基づいて、前記温度飽和値を特定し、特定された前記温度飽和値と前回の前記温度計測値との間の差分に、前記演算周期の長さを加味して、今回の演算周期における前記補正値の増分を算出し、前記演算周期毎に算出される前記補正値の増分を積算することによって、今回の前記温度センサの前記計測値から減算すべき前記補正値を決定してもよい。但し、別の実施形態では、温度飽和値と前回の温度計測値との間の差分を積算することで、補正値を決定してもよい。

本技術の一実施形態では、前記温度飽和値をＡ、前回の前記温度計測値をＢ（ｔ－１）、前記演算周期の長さをΔＴ、前記電力変換器に固有の時定数をτとしたときに、前記監視装置が算出する前記補正値の増分は、（Ａ－Ｂ（ｔ－１））・（１－ｅｘｐ（－ΔＴ／τ））の式を満たしてもよい。但し、別の実施形態では、補正値の増分が、上記の式を完全に満たさなくてもよく、上記の式に近似又は対応する関係に基づいて求められてもよい。

本技術の一実施形態では前記監視装置は、前記電流計測値と前記温度計測値と組み合わせに対応付けて、前記温度飽和値を記述するマップ又は関係式を記憶してもよい。このような構成によると、例えば、温度計測値または電流計測値が所定の閾値を超えた場合に所定の温度飽和値が特定される構成に比して、より詳細に温度飽和値を設定することができる。

本技術の一実施形態では、前記マップ又は前記関係式では、前記温度計測値が高いときほど、前記温度飽和値が小さくなるように記述されていてもよい。例えば、電力変換器が、温度計測値が高いときほど冷却水の流通量を増加させる制御構成を採用する場合、温度計測値が高いときほど、温度飽和値が低下する。このような構成によると、上記の制御構成を採用する電力変換器において、より正確な温度飽和値を特定することができる。

（実施例）
図面を参照して実施例の電力変換器について説明する。図１は、電力変換器１０の平面図を示す。電力変換器１０は、電動車両に搭載され、電動車両のメインバッテリの電力を走行用のモータの駆動電力に変換するデバイスである。以下では、図中座標軸のＺ軸方向正側（すなわち、図１の紙面手前側）を「上」と定義する。なお、電力変換器１０は、上方からカバーによって覆われるが、図１では、当該カバーの図示を省略している。

電力変換器１０は、半導体モジュール１６と、ケース２と、温度センサ１８と、電流センサ１２と、制御装置２０と、を備える。

半導体モジュール１６は、ケース２の底面の中央部に配置される。半導体モジュール１６は、電力変換用の半導体素子を収容している。電力変換用の半導体素子は、パワー素子とも呼ばれる。電力変換用の半導体素子は、具体的には、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）や、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）などのスイッチング素子である。それらの半導体素子は、電圧コンバータ、インバータにおいて、電圧を調整し、直流を交流に変換する。それらの半導体素子は、大電流が流れるために発熱量が大きい。１個の半導体モジュール１６には、３個の半導体素子が収容される。

３個の半導体素子のそれぞれは、バスバ１４を介して、電流センサ１２に接続される。バスバ１４は、ネジ１５によって、半導体モジュール１６に固定される。電流センサ１２は、バスバ１４を介して、半導体モジュール１６を流れる電流値を計測する。

制御装置２０は、ＣＰＵ２２と、メモリ２４と、を備えるコンピュータである。制御装置２０は、電力変換器１０が搭載される電動車両のアクセル開度、ブレーキの踏込量等、様々な情報を取得し、当該情報に基づいて、電力変換器１０を制御する。制御装置２０は、電流センサ１２及び温度センサ１８と電気的に接続される。

ケース２は、半導体モジュール１６と、温度センサ１８と、を収容する。なお、ケース２には、半導体モジュール１６、電流センサ１２、温度センサ１８の他に、様々なデバイスが収容されるが、それらのデバイスについては、図示および説明を省略する。ケース２は、長手方向（すなわち、Ｘ軸方向）に延びる矩形形状を有する。特に限定されないが、ケース２は、主にアルミニウムにより構成される。

ケース２は、流路８を備える。流路８は、長手方向にケース２を貫通する空間である。流路８のＸ軸方向正側（すなわち、図１の紙面下側）の端には、入水管６が接続される。流路８のＸ軸方向負側（すなわち、図１の紙面上側）の端には、出水管４が接続される。これにより、矢印Ｆ１，Ｆ２に示されるように、入水管６を介して流路８に流入した冷却水が、流路８を流通し、出水管４から流出する。本実施例では、冷却水には水であるが、変形例では、冷却水は、不凍液であってもよい。

流路８は、半導体モジュール１６に沿って延びている。図２に示されるように、流路８は、ケース２の底面から上方に延びる壁部内に形成される。これにより、流路８は、半導体モジュール１６の側面に当接する。先に述べたように半導体モジュール１６は、動作時の発熱量が大きい。流路８を、半導体モジュール１６の側面に当接させて配置することによって、半導体モジュール１６の熱が、ケース２を介して流路８内の冷却水に放熱される。これにより、半導体モジュール１６の温度が閾値を超えて上昇することを防止することができる。

図２に示されるように、温度センサ１８は、ケース２の壁部の上方からケース２に差し込まれる。その結果、温度センサ１８の下端は、流路８の上方に位置する。温度センサ１８は、流路８の上方で、流路８内の冷却水３０の温度を計測する。

制御装置２０は、温度センサ１８から、計測した冷却水３０の温度を受信する。制御装置２０は、受信した冷却水３０の温度に基づいて、例えば、冷却水３０を流路８に圧送するポンプ（図示省略）の動作を制御する。例えば、制御装置２０は、受信した冷却水３０の温度が閾値を超えて上昇した場合に、ポンプの出力を増大させる。これにより、流路８に流入する冷却水３０の量が増加し、冷却水３０の温度が低下する。このように、制御装置２０は、冷却水３０の温度を監視する監視装置としても機能する。

図２に示されるように、温度センサ１８の下端は、流路８から距離ｄ１だけ離間している。このため、温度センサ１８は、冷却水３０の温度を、ケース２を介して計測する。先に述べたように、ケース２は、アルミニウムによって構成される。さらに、ケース２は、発熱する半導体モジュール１６と接触しているため、半導体モジュール１６から発生した熱は、ケース２に伝達される。これにより、ケース２の温度が上昇する。その結果、温度センサ１８による計測値（以下、温度計測値と称する）は、冷却水３０の温度に加え、半導体モジュール１６から伝達されたケース２の温度も反映されることがある。別言すれば、温度センサ１８は、冷却水３０の温度を正確に計測できないことがある。

仮に温度センサ１８がケース２を貫通すると、温度センサ１８の下端は、冷却水３０と直接接触する。これにより、温度センサ１８は、ケース２を介して冷却水３０の温度を計測する構成に比して、当該温度をより正確に計測することができる。しかしながら、温度センサ１８がケース２を貫通すると、温度センサ１８を取り付けるケース２の貫通孔を通過して、冷却水３０がケース２内に漏れ出るおそれがある。

ここで、半導体モジュール１６の発熱量は、半導体モジュール１６を流れる電流の値に比例する。具体的には、半導体モジュール１６を流れる電流の値が大きいほど、半導体モジュール１６の発熱量は大きくなり、ケース２の温度が上昇する。このことから、本発明者らは、電流センサ１２による計測値（以下、電流計測値と称する）を用いて、温度計測値に反映されるケース２の温度を推測することができることを発見した。制御装置２０は、推測したケース２の温度を用いて温度計測値を補正することによって、温度センサ１８を冷却水３０に直接接触させることなく、正確な冷却水の温度を計測することができる。図３～図５を参照して、制御装置２０が温度計測値を補正するために実行する処理について説明する。

制御装置２０は、電力変換器１０が搭載される電動車両の電源がオンされたときに、図３の処理を実行する。制御装置２０は、図３の処理を演算周期ΔＴ（図５参照）で繰り返す。最初に、制御装置２０は、温度センサ１８から今回の演算周期における温度計測値Ｂを受信する（Ｓ２）。次いで、制御装置２０は、電流センサ１２から今回の演算周期における電流計測値Ｉを受信する（Ｓ４）。以下では、「今回の演算周期における」を、単に「今回の」と記載することがある。

制御装置２０は、メモリ２４（図１参照）に、図４に示されるマップＭ１を記憶している。マップＭ１の横軸は温度計測値Ｂの値を示し、マップＭ１の縦軸は温度飽和値Ａの値を示す。マップＭ１は、電力変換器１０の製造後、半導体モジュール１６に様々な値の電流を継続して流し、それぞれの電流値において、収束した温度を温度飽和値Ａとすることによって作成される。マップＭ１は、例えば、ケース２の大きさ、材質、半導体モジュール１６に含まれる半導体素子の個数、温度センサ１８の配置等に応じて異なる。

マップＭ１は、例えば、第１グラフＬ１と、第２グラフＬ２と、第３グラフＬ３と、を備える。理解しやすいように、各グラフＬ１～Ｌ３は、異なる線種で記載される。各グラフＬ１～Ｌ３は、異なる電流計測値Ｉと対応する。第１グラフＬ１は、半導体モジュール１６に１５０Ａの電流を継続して流した状態における温度計測値Ｂと温度飽和値Ａとの関係式を示す。同様に、第２グラフＬ２は、半導体モジュール１６に１００Ａの電流を継続して流した状態における温度計測値Ｂと温度飽和値Ａとの関係式を示し、第３グラフＬ３は、半導体モジュール１６に５０Ａの電流を継続した状態における温度計測値Ｂと温度飽和値Ａとの関係式を示す。このように、マップＭ１は、電流計測値Ｉと温度計測値Ｂと組み合わせに対応付けて、温度飽和値Ａを記述する。

また、先に述べたように、温度計測値Ｂが上昇すると、制御装置２０は、ポンプの出力を増加させることによって、冷却水３０（図２参照）の量を増加させる。そのため、温度計測値Ｂが高いときほど、ケース２の温度は低くなる。その結果、図４に示さるように、温度飽和値Ａの値は、温度計測値Ｂが高いときほど低くなる。このため、各グラフＬ１～Ｌ３は、右下がりの直線で示される。このような右下がり各グラフＬ１～Ｌ３を利用して温度飽和値Ａを特定することにより、制御装置２０は、冷却水３０の量の増加による温度飽和値Ａの低下を加味して、温度飽和値Ａを特定することができる。

制御装置２０は、Ｓ４で受信した今回の電流計測値Ｉから、温度飽和値Ａを特定するために利用するグラフを特定する。例えば、今回の電流計測値Ｉが１５０Ａである場合、制御装置２０は、第１グラフＬ１を特定する。その後、制御装置２０は、図４で特定された第１グラフＬ１と、Ｓ２で受信した今回の温度計測値Ｂとが一致する点を、温度飽和値Ａとして特定する（Ｓ６）。例えば、今回の温度計測値Ｂが第１温度計測値Ｂ１である場合、第１グラフＬ１と第１温度計測値Ｂ１とが一致する第１温度飽和値Ａ１が、温度飽和値Ａとして特定される。このように、マップＭ１を利用して温度飽和値Ａを特定することによって、例えば、今回の温度計測値Ｂが所定の温度を超えた場合に、所定の温度飽和値Ａを特定する構成に比して、より適切な温度飽和値Ａを特定することができる。

図５を参照して、Ｓ８の処理において、制御装置２０が、今回の補正値の増分を算出する方法について説明する。図５は、ある電流計測値Ｉが継続して半導体モジュール１６を流れた場合における、温度計測値Ｂの経時変化を示す。電流計測値Ｉが継続して半導体モジュール１６を流れ続けると、温度計測値Ｂは、曲線Ｇ１を描くように、演算周期ΔＴごとに徐々に各温度計測値Ｂ（ｔ－１）～Ｂ（ｔ＋３）の順で上昇し、温度飽和値Ａに収束する。温度計測値Ｂは、初期段階では急激に上昇するが、温度飽和値Ａに近づくほど緩慢に上昇する。別言すれば、演算周期ΔＴにおいて温度計測値Ｂが増加する温度（以下、増分と称することがある）は、半導体モジュール１６に電流が流れる時間が長いほど小さくなる。

図５に示されるように、タイミングｔ－１で計測される温度計測値Ｂ（ｔ－１）に対して、タイミングｔ－１の次のタイミングｔで計測される温度計測値Ｂ（ｔ）は、増分ｂ２だけ上昇する。同様に、タイミングｔ＋１で計測される温度計測値Ｂ（ｔ＋１）は、温度計測値Ｂ（ｔ）に対して、増分ｂ３だけ上昇する。タイミングｔ＋２で計測される温度計測値Ｂ（ｔ＋２）は、温度計測値Ｂ（ｔ＋１）に対して増分ｂ４だけ上昇する。タイミングｔ＋３で計測される温度計測値Ｂ（ｔ＋３）は、温度計測値Ｂ（ｔ＋２）に対して増分ｂ５だけ上昇する。その結果、タイミングｔ＋３では、温度計測値Ｂ（ｔ＋３）が、温度飽和値Ａに限りなく近似する。このように、温度計測値Ｂは、演算周期ΔＴごとに温度飽和値Ａに近づいていく。

ここで、各増分ｂ２～ｂ５を比較すると、演算周期ΔＴごとに、増分の大きさは縮小している。温度計測値Ｂには、冷却水の温度に加え、ケース２に伝達した熱の温度も反映される。すなわち、温度計測値Ｂは、冷却水温度Ｔｗとケース温度Ｔｃとの合計値となる。図５に示されるように、温度計測値Ｂは、演算周期ΔＴごとに、主にケース温度Ｔｃの上昇に起因して上昇する。このため、演算周期ΔＴごとの温度計測値Ｂの増分を利用することによって、演算周期ΔＴごとのケース温度Ｔｃの上昇温度を算出することができる。

さらに、増分の大きさは、演算周期ΔＴの長さに応じて変化する。演算周期ΔＴが短いときほど、増分の変化量は小さくなる。また、温度計測値Ｂは、徐々に温度飽和値Ａに近づくため、温度飽和値Ａと前回の温度計測値Ｂとの差分が小さいときほど、今回の演算周期における増分の値は小さくなる。すなわち、増分の値は、今回の温度飽和値Ａと前回の温度計測値Ｂとの差分に比例する。さらに、演算周期ΔＴが所定の期間を超えて長い場合、増分の値は、今回の温度飽和値Ａと前回の温度計測値Ｂとの差分となる。このことから、例えば、今回の演算周期がタイミングｔである場合、今回の増分ｂ２の値は、今回の温度飽和値Ａ、前回の温度計測値Ｂ（ｔ－１）、演算周期ΔＴ、電力変換器１０に固有の時定数τを用いて、下記の式（１）で示すことができる。ここで、固有の時定数τは、温度計測値Ｂが温度飽和値Ａに到達する速さを示す指標であり、電力変換器１０のサイズ、半導体モジュール１６を流れる電流の大きさ等に応じて定められる。なお、今回が最初の演算周期（すなわち、ｔ＝１）の場合は、前回の温度計測値Ｂ（０）として、予め記憶された固有値を利用するとよい。

ｂ２＝（Ａ－Ｂ（ｔ－１））・（１－ｅｘｐ（－ΔＴ／τ）） ・・・式（１）

制御装置２０は、Ｓ８の処理において、上述した式（１）に基づいて、今回の演算周期ΔＴ（例えば、タイミングｔ）における温度計測値Ｂ（ｔ）の増分ｂ２を算出する（Ｓ８）。次いで、制御装置２０は、今回のタイミングｔが、最初の演算周期（すなわち、ｔ＝１）であるか否かを判定する（Ｓ１０）。今回のタイミングｔが最初の演算周期である場合（Ｓ１０でＹＥＳ）、Ｓ１２の処理をスキップして、算出した増分ｂ２を補正値Ｖとして決定する（Ｓ１４）。さらに、制御装置２０は、決定した補正値Ｖを、今回の温度計測値Ｂ（ｔ）から減じることで、今回の温度計測値Ｂ（ｔ）を補正し、補正した今回の温度計測値Ｂ（ｔ）を、温度センサ１８の出力として決定する（Ｓ１６）。

制御装置２０はＳ１６の処理で決定された出力に基づいて、例えば、ポンプを制御する。これにより、制御装置２０は、補正した今回の温度計測値Ｂ（ｔ）に基づいて、ポンプを制御することができる。このように、制御装置２０は、上述した式（１）によって、ケース２の温度の影響により上昇した増分ｂ２を算出し、今回の温度計測値Ｂ（ｔ）から減じることによって、今回の温度計測値Ｂ（ｔ）を補正する。これにより、制御装置２０は、温度センサ１８を流路８内の冷却水３０と直接接触させることなく、ケース２の温度の影響を加味することによって、冷却水３０の温度を正確に計測することができる。

一方、今回のタイミングｔが最初の演算周期ではない場合（Ｓ１０でＮＯ）、制御装置２０は、前回までの増分（例えば、増分ｂ１）に増分ｂ２を積算する（Ｓ１２）。この場合、制御装置２０は、Ｓ１２の処理で算出した積算値（例えば、増分ｂ１と増分ｂ２との合計値）を、補正値Ｖとして決定する（Ｓ１４）。

図５に示されるように、各温度計測値Ｂ（ｔ－１）～Ｂ（ｔ＋３）を比較すると、温度計測値Ｂにおけるケース温度Ｔｃの占める比率は、タイミングｔ－１の温度計測値Ｂ（ｔ－１）において最小となる。すなわち、温度計測値Ｂにおけるケース温度Ｔｃの占める比率は、最初の演算周期で最小となる。これは、半導体モジュール１６を電流が流れ始める初期段階では、ケース２に伝達される熱量が少なく、冷却水３０によってケース２が冷却されるため、温度計測値Ｂが冷却水温度Ｔｗとほぼ等しくなるためである。すなわち、最初の演算周期における温度計測値Ｂは、最も冷却水温度を正確に計測した値となる。

制御装置２０は、前回の温度計測値Ｂ（ｔ－１）における増分ｂ１と今回の温度計測値Ｂ（ｔ）における増分ｂ２とを積算することによって、２回目以降の演算周期における増分を含む補正値Ｖを算出することができる。これにより、演算周期ごとに増加したケース温度Ｔｃを、補正値Ｖに含むことができる。

以上、本明細書が開示する技術の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。上記の実施形態の変形例を以下に列挙する。

（変形例１）制御装置２０は、温度飽和値Ａを特定しなくてもよい。その場合、制御装置２０は、電流計測値Ｉに基づいて特定される複数の補正値Ｖをメモリ２４に記憶してもよい。

（変形例２）制御装置２０は、マップＭ１をメモリ２４に記憶しなくてもよい。その場合、制御装置２０は、電流計測値Ｉに基づいて特定される温度飽和値Ａをメモリ２４に記憶してもよい。

（変形例３）制御装置２０は、今回の増分ｂ２を決定する処理において、式（１）を必ずしも利用する必要はない。今回の増分ｂ２が式（１）を満たす限りにおいて、制御装置２０は、今回の増分ｂ２を様々な手順で計算するように構成されてもよい。あるいは、制御装置２０は、より簡便な手法として、今回の温度計測値と前回の温度計測値との差分から、今回の増分ｂ２を算出してもよい。

（変形例４）マップＭ１では、温度飽和値Ａは、温度計測値Ｂに関わらず、一定であってもよい。

本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

２ ：ケース
４ ：出水管
６ ：入水管
８ ：流路
１０ ：電力変換器
１２ ：電流センサ
１４ ：バスバ
１５ ：ネジ
１６ ：半導体モジュール
１８ ：温度センサ
２０ ：制御装置
２２ ：ＣＰＵ
２４ ：メモリ
３０ ：冷却水
Ａ ：温度飽和値
Ｂ ：温度計測値
Ｉ ：電流計測値
Ｍ１ ：マップ
Ｔｃ ：ケース温度
Ｔｗ ：冷却水温度
Ｖ ：補正値

Claims (7)

1. 半導体モジュールと、
   前記半導体モジュールを収容するとともに、前記半導体モジュールを冷却する冷却水が流通する流路を備えるケースと、
   前記ケースに取り付けられており、前記流路内を流通する前記冷却水の温度を計測するための温度センサと、
   前記半導体モジュールを流れる電流値を計測する電流センサと、
   前記温度センサ及び前記電流センサに接続されており、前記冷却水の温度を監視する監視装置と、を備え、
   前記監視装置は、少なくとも前記電流センサによる電流計測値を用いて、前記温度センサによる温度計測値を補正する、電力変換器。
2. 前記監視装置は、
   前記電流計測値に等しい電流が前記半導体モジュールを流れ続けた場合に、前記温度計測値が到達すると想定される温度飽和値を、少なくとも前記電流計測値に基づいて特定し、
   特定された前記温度飽和値と、前記温度計測値とを用いて、前記温度計測値から減算すべき補正値を決定する、
   請求項１に記載の電力変換器。
3. 前記監視装置は、前記温度計測値にさらに基づいて、前記温度飽和値を特定する、請求項２に記載の電力変換器。
4. 前記監視装置は、前記電流計測値及び前記温度計測値を、所定の演算周期で繰り返し取得し、
   今回の前記電流計測値と、今回の前記温度計測値とに基づいて、前記温度飽和値を特定し、
   特定された前記温度飽和値と前回の前記温度計測値との間の差分に、前記演算周期の長さを加味して、今回の演算周期における前記補正値の増分を算出し、
   前記演算周期毎に算出される前記補正値の増分を積算することによって、今回の前記温度センサによる前記温度計測値から減算すべき前記補正値を決定する、
   請求項３に記載の電力変換器。
5. 前記温度飽和値をＡ、前回の前記温度計測値をＢ（ｔ－１）、前記演算周期の長さをΔＴ、前記電力変換器に固有の時定数をτとしたときに、前記監視装置が算出する前記補正値の増分は、
   （Ａ－Ｂ（ｔ－１））・（１－ｅｘｐ（－ΔＴ／τ））の式を満たす、請求項４に記載の電力変換器。
6. 前記監視装置は、前記電流計測値と前記温度計測値と組み合わせに対応付けて、前記温度飽和値を記述するマップ又は関係式を記憶している、請求項３から５のいずれか一項に記載の電力変換器。
7. 前記マップ又は前記関係式では、前記温度計測値が高いときほど、前記温度飽和値が小さくなるように記述されている、請求項６に記載の電力変換器。
   

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