JP7313590B2

JP7313590B2 - 車載充電装置

Info

Publication number: JP7313590B2
Application number: JP2023510003A
Authority: JP
Inventors: 泰将花崎; 英彦木下; 功大塘内
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2021-03-31
Filing date: 2021-03-31
Publication date: 2023-07-24
Anticipated expiration: 2041-03-31
Also published as: JPWO2022208707A1; WO2022208707A1

Description

本開示技術は、車載充電装置に関する。

車載充電装置には、パワー半導体等の発熱部品がよく使用されている。過熱保護のために車載充電装置は、冷却機能を備えたものが提案されている。冷却の方式には、空冷式と水冷式とが考えられる。

空冷方式の車載充電装置について、例えば、二次電池に冷却風を送風する冷却ファンを備え、電池温度に応じて冷却ファンの駆動指令値が変化するものが開示されている（特許文献１）。

空冷方式に比べ水等の冷媒を用いる方式（以降、「水冷方式」と呼ぶ）は、冷却能力が高い。水冷方式の車載充電装置について、例えば、バッテリの充電時には動作しない車両搭載機器の冷却機構を利用するものが開示されている。

特許文献１は、電池温度（ＴＢ）に応じて、冷却ファンを駆動指令値が変化される可変制御と、駆動指令値が固定される一定制御と、を使い分ける技術を開示している。特許文献１に係る車載二次電池の冷却システムは、電池温度（ＴＢ）を、第一温度（Ｔ０）と、第二温度（Ｔ１）と、基準温度（Ｔ３）と、比較する。第一温度（Ｔ０）は、メインバッテリの強制空冷が必要になる最低温度である。第二温度（Ｔ１）は、メインバッテリが高温状態であることを判定するための温度である。基準温度（Ｔ３）は、冷却ファンを一定の目標回転数（最高回転数）で回転する制御を開始するための閾値である。基準温度（Ｔ３）は、第一温度（Ｔ０）以上で第二温度（Ｔ１）未満に設定されている。

特開２０１６－２０１２５０号公報

車載充電装置に用いられるパワー半導体は高電圧が印加されるため、絶縁距離が定められている。この絶縁距離を保つため、温度センサはパワー半導体に近接配置したり接触させて設置したりできない。このため温度センサは、熱源を直接計測できない。温度センサを熱源と離れた場所に設置することは、本来計測したい箇所の温度と温度センサの設置箇所の検出温度とに熱伝達時間の無駄時間が生じることを意味する。また、熱を伝える基板の熱抵抗が大きくなり、半導体素子と温度センサとに温度差が生じる。この無駄時間及び温度差は、温度のオーバーシュート及びハンチングの原因となる。このオーバーシュートとハンチングとが生じたときに、オーバーシュート量をできるだけ小さくし、温度の上昇を抑えたいという要望がある。

本開示技術は上記課題を解決し、温度の上昇を従来よりも小さくできる車載充電装置を提供することを目的とする。

本開示技術に係る車載充電装置は、ヒートシンク上に設置され、水冷される、外部から供給される電圧よりも高い電圧がかかるパワー半導体と、パワー半導体の温度を測定する温度センサと、温度センサの検出温度に基づいて、パワー半導体をＯＮＯＦＦ制御する処理回路と、を含み、ＯＮＯＦＦ制御を切り替える温度は、少なくとも第一切換え温度と第二切換え温度とを含み、第一切換え温度は、初期の設定温度であり、第二切換え温度の第二停止温度Ｔ _ＯＦＦ２が第一切換え温度の第一停止温度Ｔ _ＯＦＦ１よりも低く設定されている、というものである。

本開示技術に係る車載充電装置は上記構成を備えるため、従来と比べてオーバーシュート量を小さくできる。

図１は、車載充電装置を搭載した車の構成を示す構成図である。図２は、実施の形態１に係る車載充電装置の構成を示した構成図である。図３は、実施の形態１に係る車載充電装置の回路構成の例を示した回路構成図である。図４は、パワー半導体を水冷する様子を示す模式図である。図５は、従来の車載充電装置等における典型的な温度変化を示したグラフその１である。図６は、従来の車載充電装置等における典型的な温度変化を示したグラフその２である。図７は、従来の車載充電装置等における典型的な検出温度対パワー半導体温度を示したグラフである。図８は、実施の形態１に係る車載充電装置の温度変化を示したグラフである。図９は、実施の形態１に係る車載充電装置の動作の例を示すフローチャートである。図１０は、実施の形態２に係る車載充電装置の動作の例を示すフローチャートである。図１１は、実施の形態３に係る車載充電装置の動作の例を示すフローチャートである。

実施の形態１．
図１は、車載充電装置３を搭載した車１の構成を示す構成図である。一般に、車載充電装置３を搭載した車１は、電気自動車（以降、「ＥＶ」と称す）またはプラグインハイブリッド自動車（以降、「ＰＨＥＶ」と称す）である。図１が示すとおり車１は、車載充電装置３と、メインバッテリ４と、インバータ５と、モータ６と、複数の負荷７と、コントローラ９と、を含む。また車１は、外部電源２と接続可能である。

図２は、実施の形態１に係る車載充電装置３の構成を示した構成図である。図２が示すとおり車載充電装置３は、制御部３０と、入口側フィルタ回路３１と、ＰＦＣ回路３２と、ＤＣ／ＡＣ変換回路３３と、絶縁トランス３４と、ＡＣ／ＤＣ変換回路３５と、出口側フィルタ回路３６と、を含む。
入口側フィルタ回路３１、ＰＦＣ回路３２、ＤＣ／ＡＣ変換回路３３、絶縁トランス３４、ＡＣ／ＤＣ変換回路３５、及び出口側フィルタ回路３６は、全体で電力変換回路を構成する。

図３は、実施の形態１に係る車載充電装置３の回路構成の例を示した回路構成図である。図３が示すとおりＰＦＣ回路３２は、例えば４つのスイッチング素子からなるブリッジレス回路で構成できる。ＤＣ／ＡＣ変換回路３３とＡＣ／ＤＣ変換回路３５は、例えばそれぞれ４つのスイッチング素子からなるフルブリッジ回路で構成できる。またＤＣ／ＡＣ変換回路３３、ＡＣ／ＤＣ変換回路３５、及び絶縁トランス３４は、いわゆる絶縁型ＤＣ／ＤＣ変換回路を構成している。
図３で図示された素子はスイッチング素子として表現されたが、素子はこれに限定されるものではない。素子のうちＰＦＣ回路３２のもの及びＡＣ／ＤＣ変換回路３５のものは、その一部または全てを整流素子（ダイオード）に代えてもよい。ここでのスイッチング素子または整流素子は、総じてパワー半導体１００と称する。パワー半導体１００の冷却方法は、後述する説明により明らかになる。

制御部３０は、ＰＦＣ回路３２、ＤＣ／ＡＣ変換回路３３、及びＡＣ／ＤＣ変換回路３５それぞれの内部のスイッチング素子を制御する。制御部３０は、コントローラ９からの制御信号に基づいて制御をおこなう。

図４は、パワー半導体１００を水冷する様子を示す模式図である。図４が示すとおりパワー半導体１００は、放熱のためのヒートシンク１１０に取り付けられている。ヒートシンク１１０は、水路１２０により冷却される。
パワー半導体１００は、サーキットボード１３０と電気的に接続されている。サーキットボード１３０は、パワー半導体１００のほか、温度センサ１４０と、処理回路１５０と、が実装されている。
温度センサ１４０は、熱源となるパワー半導体１００の近傍に設置される。パワー半導体１００には４００Ｖ程度の高電圧が印加されるため、パワー半導体１００に接触させて設置できない。温度センサ１４０は絶縁距離を確保するため、予め定められた距離だけ離されて設置される。
処理回路１５０は、車載充電装置３の制御部３０の一部を構成する。処理回路１５０は、コントローラ９からの制御信号と温度センサ１４０からの情報とに基づいて、パワー半導体１００の制御を行う。

処理回路１５０は、専用のハードウエアでもプログラムを実行する汎用ＣＰＵでもよい。ＣＰＵは、ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロコンピュータ、マイクロプロセッサ、プロセッサ、またはＤＳＰであってもよい。

図５は、従来の車載充電装置等における典型的な温度変化を示したグラフその１である。図６は、従来の車載充電装置等における典型的な温度変化を示したグラフその２である。図５及び図６において、横軸は時間を表し、縦軸は温度を表す。図６は、図５よりも長い時間にわたって温度変化を示したグラフである。
一般に水冷方式の冷却は、水路１２０を流れる冷媒が十分に機能している場合、定格温度を超えることがない。反対に水冷方式の冷却をしていても、冷却が十分に機能していない場合、熱源への通電を切るなどの処置が必要となる。図５は、水冷方式の冷却が十分ではない車載充電装置３において、パワー半導体１００への通電を入り切りしているときの温度変化を表している。このようなパワー半導体１００への制御は、ＯＮＯＦＦ制御と呼ばれる。

水冷方式の冷却が不十分でＯＮＯＦＦ制御が必要となる状況は、いくつか考えられる。考えられる状況は例えば、冷媒を循環させるポンプの機能が落ちた場合、冷媒が漏れ出して冷媒の量が減少した場合、冷媒が劣化した場合、などである。

制御部３０は、パワー半導体１００のＯＮＯＦＦ制御を行う。具体的に制御部３０は、温度センサ１４０により計測された温度に基づいて、電力変換回路を構成するパワー半導体１００を「停止」または「動作」させる。ここで「停止」及び「動作」という状態を表す用語は、パワー半導体１００についても電力変換回路についても用いられる。図５のグラフ中の「停止」または「動作」の文字は、その時間区間において電力変換回路が「停止」または「動作」していることを示している。

図５及び図６が示すとおり電力変換回路が動作しているときは、パワー半導体１００の温度も温度センサ１４０の検出温度もそれぞれ上昇する。
温度センサ１４０の検出温度があらかじめ定めた停止温度（Ｔ_ＯＦＦ）を上回ると、制御部３０はパワー半導体１００を制御し、電力変換回路を停止させる（以降、「ＯＦＦ制御」と呼ぶ）。電力変換回路が停止となると、パワー半導体１００の温度も温度センサ１４０の検出温度も下降に転じる。図５及び図６においてＴ_ＯＦＦは、約１２５［℃］に設定されている。

下降に転じた温度センサ１４０の検出温度があらかじめ定めた動作温度（Ｔ_ＯＮ）を下回ると、制御部３０はパワー半導体１００を制御し、電力変換回路を動作させる（以降、「ＯＮ制御」と呼ぶ）。電力変換回路が動作となると、パワー半導体１００の温度も温度センサ１４０の検出温度も再び上昇に転じる。図５及び図６においてＴ_ＯＮは、約１００［℃］に設定されている。
図５が示すとおりＯＮＯＦＦ制御される従来の車載充電装置３の温度は、上昇と下降とを繰り返す。制御部３０の制御目的が温度を一定にすることではないが、この温度の上昇と下降とを繰り返す現象は、オーバーシュートとハンチングとを繰り返している状況だとも言える。
図５が示すとおり従来の車載充電装置等におけるパワー半導体１００の温度は、ピーク値が１４０［℃］を超え１５０［℃］近くまで達していることがわかる。

図７は、従来の車載充電装置等における典型的な検出温度対パワー半導体温度を示したグラフである。図７の横軸は、図５の温度センサ１４０による検出温度を示す。図７の縦軸は、図５のパワー半導体１００の温度を示す。言い換えれば図７は、時系列で表された図５の温度のグラフを、状態空間上の温度対温度のグラフで表したもの（以降、「温度相関曲線」と呼ぶ）である。
図７に示される温度相関曲線は、温度上昇時と温度下降時とで同じ軌跡を通らないことから、ＢＨ曲線に代表されるヒステリシス曲線に似ているとも言える。また温度相関曲線は、１周目と２周目とでは同じ軌跡を通っていない。同じ軌跡を通らない理由は、１周目と２周目とでは、水路１２０を通る冷媒の温度、及びヒートシンク１１０の温度、等の周囲の温度が違うからである。冷媒、及びヒートシンク１１０は熱容量が大きく、熱容量が大きいものの温度は、周囲に対する影響も大きい。ヒートシンク１１０の温度が変わっていることは、図５に示されるヒートシンク温度の曲線を見ても理解される。

図８は、実施の形態１に係る車載充電装置３の温度変化を示したグラフである。図８が示すとおり実施の形態１に係る車載充電装置３におけるパワー半導体１００の温度は、ピーク値が１４０［℃］を超えることがない。

実施の形態１に係る車載充電装置３の動作は、以下の図に沿った説明により明らかにされる。

図９は、実施の形態１に係る車載充電装置３の動作の例を示すフローチャートである。図９が示すとおり車載充電装置３の動作は、ＯＮＯＦＦ制御の周期回数カウンターを１にリセットするステップ（ＳＴ９９）と、現在のＯＮＯＦＦ制御の周期が２以上であるかを判断するステップ（ＳＴ１００）と、検出温度が第一停止温度Ｔ_ＯＦＦ１を上回っているかを判断するステップ（ＳＴ２１０）と、検出温度が第一動作温度Ｔ_ＯＮ１を下回っているかを判断するステップ（ＳＴ２３０）と、検出温度が第二停止温度Ｔ_ＯＦＦ２を上回っているかを判断するステップ（ＳＴ３１０）と、検出温度が第二動作温度Ｔ_ＯＮ２を下回っているかを判断するステップ（ＳＴ３３０）と、を含む。
第二停止温度Ｔ_ＯＦＦ２は、第一停止温度Ｔ_ＯＦＦ１よりも低く設定されてよい。また第二動作温度Ｔ_ＯＮ２も、第一動作温度Ｔ_ＯＮ１より低く設定されてよい。
車載充電装置３は電源投入時に、ＳＴ９９においてパラメータの初期化が実行される。パラメータとは、例えばＯＮＯＦＦ制御の周期回数カウンターであり、例えば１にリセットされる。

初期状態（状態ａ）は、パワー半導体１００が過熱しておらず正常な温度範囲内で電力制御している状態、すなわち第一停止温度Ｔ_ＯＦＦ１に達していない状態であるとする。状態ａにおいて、現在のＯＮＯＦＦ制御の周期が２以上であるかを判断するステップ（ＳＴ１００）では、ＮＯと判断される。処理フローは、動作中であるかを判断するステップ（ＳＴ２００）へ進み、ＹＥＳと判断される。処理フローは、検出温度が第一停止温度Ｔ_ＯＦＦ１を上回っているかを判断するステップ（ＳＴ２１０）へ進む。初期状態は動作停止(TOFF1)の閾値に達していない状態であるため、ＳＴ２１０ではＮＯと判断される。処理フローは、動作を維持するステップ（ＳＴ２２０）へ進み、ＯＮ制御が維持される。処理フローは、図９のフローチャート中の「Ｅ」へ進み、再び処理フローの上部へ進む。

続いての状態（状態ｂ）は、１周目のＯＮ制御がなされているときに検出温度が第一停止温度Ｔ_ＯＦＦ１を上回った状態であるとする。状態ｂにおいて、ＳＴ１００、ＳＴ２００、ＳＴ２１０、までは、初期状態のときと同じ処理をたどる。状態ｂは、検出温度が第一停止温度Ｔ_ＯＦＦ１を上回っているかを判断するステップ（ＳＴ２１０）では、ＹＥＳと判断される。処理フローは、動作を停止するステップ（ＳＴ２４０）へ進み、ＯＦＦ制御に切り替わる。処理フローは、図９のフローチャート中の「Ｅ」へ進み、再び処理フローの上部へ進む。

続いての状態（状態ｃ）は、１周目のＯＮ制御がＯＦＦ制御に切り替わり、まだ検出温度が第一動作温度Ｔ_ＯＮ１よりも高い状態であるとする。状態ｃにおいて、ＳＴ１００、ＳＴ２００、までは、状態ａ及び状態ｂと同じ処理をたどる。状態ｃは、動作中であるかを判断するステップ（ＳＴ２００）では、ＮＯと判断される。処理フローは、検出温度が第一動作温度Ｔ_ＯＮ１を下回っているかを判断するステップ（ＳＴ２３０）へ進み、ＮＯと判断される。処理フローは、動作を停止するステップ（ＳＴ２４０）へ進み、ＯＦＦ制御が維持される。処理フローは、図９のフローチャート中の「Ｅ」へ進み、再び処理フローの上部へ進む。

続いての状態（状態ｄ）は、１周目のＯＮ制御がＯＦＦ制御に切り替わり、検出温度が第一動作温度Ｔ_ＯＮ１を下回った状態であるとする。状態ｄにおいて、ＳＴ１００、ＳＴ２００、ＳＴ２３０、までは、状態ｃと同じ処理をたどる。状態ｄは、検出温度が第一動作温度Ｔ_ＯＮ１を下回っているかを判断するステップ（ＳＴ２３０）では、ＹＥＳと判断される。処理フローは、動作を再開するステップ（ＳＴ２５０）へ進み、再びＯＮ制御へ切り替わる。なお、動作を再開するステップ（ＳＴ２５０）は、ＯＮ制御の回数を数えるカウンターを１増やすインクリメント処理を行う。ここで、ＯＮ制御の回数は、２以上は処理フロー上に違いを生じない。よってここでの処理は、インクリメント処理に代えてＯＮ制御回数に２を代入する処理としてもよい。

続いての状態（状態ｅ）は、２週目のＯＮ制御がなされており、検出温度が第二停止温度Ｔ_ＯＦＦ２に達していない状態であるとする。状態ｅは、現在のＯＮＯＦＦ制御の周期が２以上であるかを判断するステップ（ＳＴ１００）において、ＹＥＳと判断される。処理フローは、動作中であるかを判断するステップ（ＳＴ３００）へ進み、ＹＥＳと判断される。さらに処理フローは、検出温度が第二停止温度Ｔ_ＯＦＦ２を上回っているかを判断するステップ（ＳＴ３１０）へ進む。状態ｅは第二停止温度Ｔ_ＯＦＦ２に達していないため、ＳＴ３１０ではＮＯと判断される。処理フローは、動作を維持するステップ（ＳＴ３２０）へ進み、ＯＮ制御が維持される。処理フローは、図９のフローチャート中の「Ｅ」へ進み、再び処理フローの上部へ進む。

続いての状態（状態ｆ）は、２周目のＯＮ制御がなされているときに検出温度が第二停止温度Ｔ_ＯＦＦ２を上回った状態であるとする。状態ｆにおいて、ＳＴ１００、ＳＴ３００、ＳＴ３１０、までは、状態ｅのときと同じ処理をたどる。状態ｆは、検出温度が第二停止温度Ｔ_ＯＦＦ２を上回っているかを判断するステップ（ＳＴ３１０）では、ＹＥＳと判断される。処理フローは、動作を停止するステップ（ＳＴ３４０）へ進み、ＯＦＦ制御に切り替わる。処理フローは、図９のフローチャート中の「Ｅ」へ進み、再び処理フローの上部へ進む。

続いての状態（状態ｇ）は、２周目のＯＮ制御がＯＦＦ制御に切り替わり、まだ検出温度が第二動作温度Ｔ_ＯＮ２よりも高い状態であるとする。状態ｇにおいて、ＳＴ１００、ＳＴ３００、までは、状態ｅ及び状態ｆと同じ処理をたどる。状態ｇは、動作中であるかを判断するステップ（ＳＴ３００）では、ＮＯと判断される。処理フローは、検出温度が第二動作温度Ｔ_ＯＮ２を下回っているかを判断するステップ（ＳＴ３３０）へ進み、ＮＯと判断される。処理フローは、動作を停止するステップ（ＳＴ３４０）へ進み、ＯＦＦ制御が維持される。処理フローは、図９のフローチャート中の「Ｅ」へ進み、再び処理フローの上部へ進む。

続いての状態（状態ｈ）は、２周目のＯＮ制御がＯＦＦ制御に切り替わり、検出温度が第二動作温度Ｔ_ＯＮ２を下回った状態であるとする。状態ｈにおいて、ＳＴ１００、ＳＴ３００、ＳＴ３３０、までは、状態ｇと同じ処理をたどる。状態ｈは、検出温度が第二動作温度Ｔ_ＯＮ２を下回っているかを判断するステップ（ＳＴ３３０）では、ＹＥＳと判断される。処理フローは、動作を再開するステップ（ＳＴ３５０）へ進み、再びＯＮ制御へ切り替わる。なお、動作を再開するステップ（ＳＴ３５０）は、ＯＮ制御の回数を数えるカウンターを１増やすインクリメント処理を行う。
ＳＴ３５０の処理は、ＯＮ制御の回数をインクリメントすることに代えて１にしてもよい。ＯＮ制御の回数を１とすることは、ＯＮＯＦＦ制御を切り替える温度を第二停止温度Ｔ_ＯＦＦ２と第二動作温度Ｔ_ＯＮ２（以降、２つを合わせて「第二切換え温度」と呼ぶ）から第一停止温度Ｔ_ＯＦＦ１と第一動作温度Ｔ_ＯＮ１（以降、２つを合わせて「第一切換え温度」と呼ぶ）へ戻すことを意味する。第一切換え温度は、初期の設定温度である。ＯＮＯＦＦ制御を切り替える温度は、第二切換え温度に比べて第一切換え温度の方がそれぞれ高い。ＯＮＯＦＦ制御を切り替える温度を高くすることは、冷却の効果は劣るが、充電器の充電能力は向上する。

実施の形態１に係る車載充電装置３は、キーオフされた場合にＯＮ制御の回数を０にリセットするようにしてもよい。

実施の形態１は、第二停止温度Ｔ_ＯＦＦ２が第一停止温度Ｔ_ＯＦＦ１よりも低く設定され、また第二動作温度Ｔ_ＯＮ２も第一動作温度Ｔ_ＯＮ１より低く設定されたものを例示した。本開示技術は、これに限定するものではない。どちらか一方のみを低く設定し、もう一方は変えずに同じ値としてもよい。

以上のとおり実施の形態１に係る車載充電装置３は上記の構成を備えるため、温度の上昇を従来よりも抑えることができる。

実施の形態２．
実施の形態２に係る車載充電装置３は、実施の形態１と同じ構成であるが、処理フローを少し変形したものである。
実施の形態２で用いる符号は、特に明記する場合を除き実施の形態１と同じものが使用される。また、実施の形態１と重複する説明は、適宜省略される。

図１０は、実施の形態２に係る車載充電装置３の動作の例を示すフローチャートである。図１０が示すとおり車載充電装置３の動作は、筐体の内部温度Ｔ_ｉｎが筐体基準温度Ｔ_ｒｅｓを上回っているかを判断するステップ（ＳＴ１０）と、ＯＮ制御の回数を１に設定するステップ（ＳＴ２０）と、動作を再開するステップ（ＳＴ３５１）と、を含む。

車載充電装置３を構成する筐体の内部温度Ｔ_ｉｎを測定する内部温度センサを追加することが許されれば、筐体の内部温度Ｔ_ｉｎの情報は有用である。実施の形態２に係る車載充電装置３は、筐体の内部温度Ｔ_ｉｎが筐体基準温度Ｔ_ｒｅｓを上回っているかを判断するステップ（ＳＴ１０）が実施される。
車載充電装置３が正常に冷却されていれば、ＳＴ１０はＮＯと判断される。処理フローはＳＴ２０へと進む。

ＯＮ制御の回数を１に設定するステップ（ＳＴ２０）は、ＯＮ制御の回数を１にリセットする。ＯＮ制御の回数を１にリセットすることは、ＯＮＯＦＦ制御を切り替える温度を第一切換え温度に戻すことを意味する。
ＳＴ２０の次に処理フローは、実施の形態１で示したＳＴ１００へと進む。実施の形態１では動作を再開するステップ（ＳＴ３５０）で行っていたＯＮ制御の回数を１にリセットする処理は、実施の形態２ではこのＳＴ２０で行われる。
実施の形態２に特有の動作は、ＯＮＯＦＦ制御を切り替える温度を第一切換え温度から第二切換え温度にするための条件にも現れる。実施の形態２では、検出温度が第一動作温度Ｔ_ＯＮ１を下回っており、かつ、筐体の内部温度Ｔ_ｉｎが筐体基準温度Ｔ_ｒｅｓを上回っている、という条件を満たしたときに、はじめてＯＮＯＦＦ制御を切り替える温度が第二に変更となる。

実施の形態２も、第二停止温度Ｔ_ＯＦＦ２が第一停止温度Ｔ_ＯＦＦ１よりも低く設定され、また第二動作温度Ｔ_ＯＮ２も第一動作温度Ｔ_ＯＮ１より低く設定されたものを例示した。本開示技術は、これに限定するものではない。どちらか一方のみを低く設定し、もう一方は変えずに同じ値としてもよい。

以上のとおり実施の形態２に係る車載充電装置３は上記の構成を備えるため、温度の上昇を従来よりも抑えることができる。

実施の形態３．
実施の形態３に係る車載充電装置３は、実施の形態１と同じ構成であるが、処理フローに実施の形態２とは異なる変形が施されている。
実施の形態３で用いる符号は、特に明記する場合を除き既出の実施の形態と同じものが使用される。また、既出の実施の形態と重複する説明は、適宜省略される。

図１１は、実施の形態３に係る車載充電装置３の動作の例を示すフローチャートである。図１０が示すとおり車載充電装置３の動作は、冷媒温度Ｔ_{ｗａｔｅｒ}が冷媒基準温度Ｔ_ｃｏｏｌを上回っているかを判断するステップ（ＳＴ５０）を含む。

車載充電装置３を冷却する冷媒の冷媒温度Ｔ_{ｗａｔｅｒ}を測定する冷媒温度センサを追加することが許されれば、冷媒温度Ｔ_{ｗａｔｅｒ}の情報は有用である。実施の形態３に係る車載充電装置３は、冷媒温度Ｔ_{ｗａｔｅｒ}が冷媒基準温度Ｔ_ｃｏｏｌを上回っているかを判断するステップ（ＳＴ５０）が実施される。
車載充電装置３を作動させてしばらくの間は、ＳＴ５０はＮＯと判断される。処理フローは、実施の形態１または実施の形態２のＳＴ１００へと進む。

冷媒温度Ｔ_{ｗａｔｅｒ}が冷媒基準温度Ｔ_ｃｏｏｌを上回っている状態（状態ｉ）のときには、ＳＴ５０はＹＥＳと判断される。
実施の形態３に特有の動作は、この状態ｉのときに現れる。簡単に言えば、状態ｉのときに実施の形態３に係る車載充電装置３は、ＯＮＯＦＦ制御を切り替える温度を第三停止温度Ｔ_ＯＦＦ３と第三動作温度Ｔ_ＯＮ３（以降、２つを合わせて「第三切換え温度」と呼ぶ）へ移す。

動作中であるかを判断するステップ（ＳＴ５１）は、動作中であるかを判断するステップ（ＳＴ３００）と同じである。
検出温度が第三停止温度Ｔ_ＯＦＦ３を上回っているかを判断するステップ（ＳＴ５２）は、検出温度が第二停止温度Ｔ_ＯＦＦ２を上回っているかを判断するステップ（ＳＴ３１０）に対応する。
動作を維持するステップ（ＳＴ５３）は、動作を維持するステップ（ＳＴ３２０）と同じである。

検出温度が第三動作温度Ｔ_ＯＮ３を下回っているかを判断するステップ（ＳＴ５４）は、検出温度が第二動作温度Ｔ_ＯＮ２を下回っているかを判断するステップ（ＳＴ３３０）に対応する。
動作を停止するステップ（ＳＴ５５）は、動作を停止するステップ（ＳＴ３４０）と同じである。

動作を再開するステップ（ＳＴ５６）は、動作を再開するステップ（ＳＴ３５０）または動作を再開するステップ（ＳＴ３５１）と同じである。

実施の形態３に示すとおり本開示技術は、第三停止温度Ｔ_ＯＦＦ３が第二停止温度Ｔ_ＯＦＦ２よりも低く設定されてもよく、また第三動作温度Ｔ_ＯＮ３が第一動作温度Ｔ_ＯＮ１よりも高く設定されてもよい。言い換えれば、第三動作温度Ｔ_ＯＮ３と第三停止温度Ｔ_ＯＦＦ３との差が第一切換え温度の場合と比べても第二切換え温度の場合と比べても小さい。このようにＯＮＯＦＦ制御を切り替える温度を設定する趣旨は、冷媒の温度が高くなり十分な冷却が期待できない状況においても、ＯＮＯＦＦ制御の切換えをこまめに行い、可能な限り安全な充電動作を目指すものである。

以上のとおり実施の形態３に係る車載充電装置３は上記の構成を備えるため、冷媒の温度が高くなり十分な冷却が期待できない状況においても、温度の上昇を従来よりも抑えることができる。

本開示技術は、ＥＶ及びＰＨＥＶの水冷式車載充電器に利用でき、産業上の利用可能性がある。

１車、２外部電源、３車載充電装置、４メインバッテリ、５インバータ、６モータ、７負荷、９コントローラ、３０制御部、３１入口側フィルタ回路、３２ＰＦＣ回路、３３ＤＣ／ＡＣ変換回路、３４絶縁トランス、３５ＡＣ／ＤＣ変換回路、３６出口側フィルタ回路、１００パワー半導体、１１０ヒートシンク、１２０水路、１３０サーキットボード、１４０温度センサ、１５０処理回路。

Claims

ヒートシンク上に設置され、水冷される、外部から供給される電圧よりも高い電圧がかかるパワー半導体と、
前記パワー半導体の温度を測定する温度センサと、
前記温度センサの検出温度に基づいて、前記パワー半導体をＯＮＯＦＦ制御する処理回路と、を含み、
前記ＯＮＯＦＦ制御を切り替える温度は、少なくとも第一切換え温度と第二切換え温度とを含み、
前記第一切換え温度は、初期の設定温度であり、
前記第二切換え温度の第二停止温度Ｔ _ＯＦＦ２が前記第一切換え温度の第一停止温度Ｔ _ＯＦＦ１よりも低く設定されている、
車載充電装置。
ヒートシンク上に設置され、水冷される、外部から供給される電圧よりも高い電圧がかかるパワー半導体と、
前記パワー半導体の温度を測定する温度センサと、
前記温度センサの検出温度に基づいて、前記パワー半導体をＯＮＯＦＦ制御する処理回路と、を含み、
前記ＯＮＯＦＦ制御を切り替える温度は、少なくとも第一切換え温度と第二切換え温度とを含み、
前記第一切換え温度は、初期の設定温度であり、
前記第二切換え温度の第二動作温度Ｔ _ＯＮ２が前記第一切換え温度の第一動作温度Ｔ _ＯＮ１より低く設定されている、
車載充電装置。
ヒートシンク上に設置され、水冷される、外部から供給される電圧よりも高い電圧がかかるパワー半導体と、
前記パワー半導体の温度を測定する温度センサと、
前記温度センサの検出温度に基づいて、前記パワー半導体をＯＮＯＦＦ制御する処理回路と、を含み、
前記ＯＮＯＦＦ制御を切り替える温度は、少なくとも第一切換え温度と第二切換え温度とを含み、
前記第一切換え温度は、初期の設定温度であり、
筐体の内部温度Ｔｉｎが筐体基準温度Ｔｒｅｓを下回っていたときに、前記ＯＮＯＦＦ制御を切り替える温度を前記第一切換え温度に戻す、
車載充電装置。
ヒートシンク上に設置され、水冷される、外部から供給される電圧よりも高い電圧がかかるパワー半導体と、
前記パワー半導体の温度を測定する温度センサと、
前記温度センサの検出温度に基づいて、前記パワー半導体をＯＮＯＦＦ制御する処理回路と、を含み、
前記ＯＮＯＦＦ制御を切り替える温度は、少なくとも第一切換え温度と第二切換え温度とを含み、
前記第一切換え温度は、初期の設定温度であり、
冷媒温度Ｔ_{ｗａｔｅｒ}が冷媒基準温度Ｔ_ｃｏｏｌを上回っているときに、前記処理回路は、第一動作温度Ｔ_ＯＮ１よりも高い第三動作温度Ｔ_ＯＮ３と、第一停止温度Ｔ_ＯＦＦ１よりも低い第三停止温度Ｔ_ＯＦＦ３と、を用いて、前記ＯＮＯＦＦ制御を切り替える、
車載充電装置。