JPH0767213A - 電気自動車用制御装置 - Google Patents

電気自動車用制御装置

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JPH0767213A
JPH0767213A JP5206262A JP20626293A JPH0767213A JP H0767213 A JPH0767213 A JP H0767213A JP 5206262 A JP5206262 A JP 5206262A JP 20626293 A JP20626293 A JP 20626293A JP H0767213 A JPH0767213 A JP H0767213A
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JP
Japan
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cooling
control device
control
heat generation
control devices
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Withdrawn
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JP5206262A
Other languages
English (en)
Inventor
Koji Suzuki
宏司 鈴木
Hiroshi Matsumae
博 松前
Keiichiro Tomoari
慶一郎 伴在
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Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

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  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電気自動車用制御装置を冷却手段を介して一
体的に形成することにより、コンパクトに搭載するとと
もに、冷却の効率化を図る。 【構成】 DC/DCコンバータ用制御装置1と、エア
コンインバータ用制御装置2との間に、それら制御装置
の各々の発熱量の合計値に対する冷却能力よりも小さい
冷却能力に設定された冷却ブロック30を設け、送風装
置4の空冷ファン20からの送風により、冷却する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,電気自動車用の制御装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電気自動車においては、内燃機関におけ
るガソリン等の燃料の燃焼により車両を駆動する代わり
に、殆どを電気エネルギーにより駆動制御されることか
ら、従来のような内燃機関型の車両にはない制御装置、
例えば空調装置用コンプレッサのモータを制御するエア
コンインバータ、メインバッテリからの電圧を各制御機
器に必要な直流電圧に変換するためのDC/DCコンバ
ータ等が搭載される。それら制御装置内には半導体電力
スイッチ等の発熱性電気部品が組み込まれており、この
発熱を除去する必要性がある。
【0003】そこで、従来この種の制御装置として、先
に本出願人は特願平5─83475号公報において、走
行用インバータ制御装置とDC/DCコンバータの間に
流体の循環による共通の冷却装置を設けたものがある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし上記の冷却装置
は、各制御装置から発生する発熱の発生状態を考慮し
て、冷却装置の冷却能力を設定することは考慮されてい
なかったため、装置の冷却能力が、実際の発熱状態より
も大きめに設定されていることがあった。そのため、車
両の搭載スペースが限られている中で、余分なスペース
が必要となっていた。そのため、本発明は、上記のよう
な課題を解決するため、各制御装置に発生する発熱量を
考慮した、よりコンパクトな電気自動車用制御装置を提
供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は,上記目的を達
成するために案出されたものであって,電気自動車に搭
載される少なくとも2種類の制御装置と、前記制御装置
に介在され、前記制御装置の各々の発熱量の合計値に対
する冷却能力よりも小さい冷却能力に設定された冷却手
段を設けるという技術的手段を採用するものである。
【0006】また、本発明においては、前記制御装置の
うち、少なくともいずれか一方の制御装置の発熱量を検
出する発熱量検出手段と、該発熱量検出手段の検出信号
に基づき、前記制御装置のうちいずれか一方の制御装置
の通電量を制御する通電量制御手段とを設けるように構
成してもよい。
【0007】
【作用】本発明によれば,制御装置に介在され、前記制
御装置の各々の発熱量の合計値に対する冷却能力よりも
小さい冷却能力に設定された冷却手段により、各制御装
置が冷却される。また,本発明によれば制御装置への通
電量を制御することにより、発熱量を制限することもで
きる。
【0008】
【実施例】以下本発明を図に示す実施例に基づいて説明
する。図1(a)、(b)は,本装置の全体構成を示す
図で、1は、メインバッテリと補機用バッテリとの間の
電圧を変換するためのDC/DCコンバータ用制御装
置、2は空調装置のエアコンインバータ用制御装置、3
0は冷却用ブロック、4は冷却用ブロック3に空気を送
風するための送風装置である。
【0009】DC/DCコンバータ用制御装置1は、そ
の筐体の内部に図示しない種々の電子部品が搭載された
プリント基板等が内蔵されており、そのうち発熱の主要
な要因となるパワートランジスタが、筐体内の冷却ブロ
ックの面32aに接する側にシリコン等の絶縁材を介し
て固定されている。エアコンインバータ用制御装置2に
も同様にその筐体の内部に図示しない種々の電子部品が
搭載されたプリント基板等が内蔵されており、パワート
ランジスタが筐体内の冷却ブロックの面31aに接する
側にシリコン等の絶縁材を介して固定されている。
【0010】図2に冷却ブロックの詳細な構造を示す。
冷却用ブロック30は、アルミ等の冷却効果の高い材質
で形成され、平板状の冷却ベース31、32、複数のフ
ィン33、両側支持部材39、40より構成されてい
る。冷却ベース31の制御装置側の面31aはエアコン
インバータ用制御装置2の筐体面2aに接しており、エ
アコンインバータ用制御装置2の発熱を直接伝達するよ
うになっている。また冷却ベース32も同様にその制御
装置側の面32aがDC/DCコンバータ用制御装置1
の筐体面1aに接している。冷却ベース31の面31a
と対向する面にはフィン33を挟持するための溝36を
有する突起部35が設けられている。同様に冷却ベース
32の面32aに対向する面にもフィン33を挟持する
ための溝38を有する突起部37が設けられている。フ
ィン33の間には複数の空間部34が設けられ、長手方
向の両端部が開口した形で構成されている。開口部の一
端には、送風装置4が設けられており、その開口部に対
向する面には、冷却用ブロック3の空間部34に冷却用
の空気を送り込むためのファン20が設けられている。
【0011】各制御装置に発生した熱は、冷却ブロック
30の3a、3b面にそれぞれ伝導され、ファン20か
らの送風により、両制御装置から発生した熱を空気中に
逃がし、各制御装置を冷却する。冷却ブロック30は、
以上のような構成を有するので、その製作に際しては、
冷却ベースに設けられた溝36にフィン33を挿入し、
その状態で、冷却ベース32側から、フィン33の間に
治具を送り込み、突起部35の両外側をフィン側へ押し
つける形でフィン33をかしめ、固定する。さらに、冷
却ベース32をその溝部38にフィン33が挿入するよ
うに組み込み、その状態で溝部38とフィン33をロー
付けすることにより固定する。
【0012】一般にこのような熱交換器の冷却能力を向
上させるためには、放熱面積をあげる必要があるが、大
型化することをさけるためには、フィンを薄型化する必
要がある。通常ベースとフィンが一体化したような引き
抜き材により構成される場合、フィンの厚さを薄くする
には限界がある。しかし、上記実施例のような構成とす
れば、フィンをかなり薄いもの、例えば厚さ0.2mm
〜0.8mmといったものまで使用することが可能とな
り、冷却能力の高いコンパクトな冷却ブロックを実現す
ることができる。
【0013】尚、上記のような製作方法において、フィ
ンの固定に際し、片側がかしめで固定されているが、そ
の部分へもロー付けを行うことにより、さらに熱伝達の
高い構成とすることも可能である。また、フィン33
は、冷却ブロック30の長手方向全域に設けられる必要
はなく、部分的にフィンが設けられる構成としてもよ
い。
【0014】次に各制御装置における回路構成について
説明する。図3は、その回路構成を示すもので、5はメ
インバッテリで、DC数百ボルトの電圧を発生し、種々
の制御装置に対し電流を供給する。7はDC/DCコン
バータで、メインバッテリ5より供給された電圧を、そ
の出力側に接続された補機8(例えば、ヘッドライト、
ワイパー等)が駆動されるのに必要な電圧(例えば12
V)に電圧変換するもので、内部に変換のためのトラン
ス、パワートランジスタ、整流器等が設けられている。
7aは、このDC/DCコンバータ7を制御する制御回
路であり、補機8に安定した電圧が供給されるよう制御
する。7bはDC/DCコンバータ7の温度を検出する
サーモセンサである。DC/DCコンバータ7の出力側
には、補機用のバッテリ6が設けられており、通常運転
時においてはメインバッテリ5により補機8が作動させ
られるとともに充電されるようになっており、車両の起
動時等においてメインバッテリからの電流供給が得られ
ないような場合に、補機8等を作動させるために使用さ
れる。
【0015】9は空調装置用のエアコンインバータであ
り、空調装置におけるコンプッレサを駆動するためのモ
ータ10を制御する。9aはエアコンインバータ9の制
御回路で、メインバッテリ5よりエアコンインバータ9
に供給された電流は、インバータ制御回路9a、および
複数のパワートランジスタ等によってコンプレッサモー
タ10に安定した交流電流を供給する。9bはエアコン
インバータ9の温度を検出するサーモセンサである。1
1は、DC/DCコンバータ7とエアコンインバータ9
の作動状態および温度をモニタするためのマイクロコン
ピュータである。12は、第1図における空冷ファン2
0を駆動するモータである。13はリレーであり補機用
バッテリ6と空冷ファン用モータ12の間に直列に接続
され、ファンモータ12のオン・オフ制御を行う。
【0016】マイクロコンピュータ11は、DC/DC
コンバータ7とエアコンインバータ9の発熱状態をサー
モセンサ7b、9bで検出し、必要に応じリレー13を
オンし、空冷ファン20を駆動し、また制御回路7a、
9aに出力を絞るよう信号を送る機能を有する。冷却用
ブロック30及び送風装置4による冷却手段の冷却能力
は、各制御装置における最大発熱量P1 、P2 の和より
小さく、かつ各制御装置の最大発熱量P 1 、P2 の各々
より大きく設定してある。即ち、各制御装置を冷却する
のに必要な冷却ブロックの大きさを、単純に足し合わせ
た大きさよりも小さくしておく。これは、各制御装置が
同時に最大発熱量を発することがないことを考慮して、
少なくともいずれか一方の最大発熱量以上の冷却をする
能力があれば十分にその機能を果たすことが可能である
ことから設定されている。
【0017】このことを考慮して行われる冷却動作につ
いて、図4に示すフローチャートに従って説明する。こ
こでDC/DCコンバータ7の温度をT1 、エアコンイ
ンバータ9の温度をT2 とする。通常車両が運転されて
いる間は、メインバッテリ5から供給される電圧がDC
/DCコンバータによって変換され、補機8へ供給され
るため、補記用バッテリ6からの電流の持ち出しはほと
んどない。そのためDC/DCコンバータ7は、補機8
等の負荷容量から最大出力電流が決まる。
【0018】また、エアコンインバータ9は、車両の始
動時クールダウン、ウオームアップする際目標温度に到
達するまで高負荷で運転されるが、その後は比較的低い
負荷で運転される。車両が起動し、制御がスタートする
と、まず始めに、ステップ100において各サーモセン
サ7b、9bにより検出された各制御装置の温度T1
2 のいずれか一方が、冷却に必要な温度Θ11、Θ21
り高くなっているかどうかを判断する。通常始動時は、
両制御装置は、常温とほぼ同一の温度となっており、冷
却温度まで達していないことから、その場合ステップ1
10に進み、空冷ファン20をOFFの状態に維持す
る。
【0019】その後、各制御装置の温度が上昇し、T1
>Θ11もしくはT2 >Θ21となった場合、ステップ12
0に進み、空冷ファン20を起動する。さらにステップ
130へ進み、DC/DCコンバータ7の温度T1 が、
駆動最高温度Θ12を越えていないかどうかを判断する。
ここでΘ12>Θ11である。越えていなければ、再びステ
ップ100へ戻り、各制御装置の温度を検出し、ファン
のオン・オフ制御を行う。DC/DCコンバータ7の温
度T1 が、駆動最高温度Θ12を越えた場合はステップ1
40へ進み、マイクロコンピュータ11からDC/DC
コンバータ制御回路7aに信号を送り、DC/DCコン
バータ7の作動をOFFする。これによりDC/DCコ
ンバータ7による発熱が抑制され、温度が下降する。そ
して、ステップ150において駆動最高温度Θ12以下に
なったかどうかを判断し、なっていなければ、ステップ
140に戻りDC/DCコンバータ7のオフを継続し、
Θ12以下となった場合はステップ160にてDC/DC
コンバータ7を再び作動し、ステップ100へ戻り、以
下この制御ルーチンを繰り返す。
【0020】このように、DC/DCコンバータ7の作
動停止状態が一時的に短時間続いても、補機用バッテリ
6から電流を供給することが可能なため、車両システム
の駆動制御において支障をきたすようなことはない。従
って、エアコンイバータ9は、連続作動可能であり、運
転者等にエアコンの一時停止による不快感を与えるよう
な事もない。
【0021】本実施例においては、冷却装置が冷却ブロ
ック30と空冷ファン20による強制冷却方式であった
が、上記実施例に限定されることなく冷却ブロックに
水、油等を流せる構造とし、ファンの代わりに流量コン
トロールのできるポンプを用いる冷却方式等本発明の目
的を達成する構成であれば、どのような構成でもよい。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の電気自動
車用制御装置は、搭載される少なくとも2種類の制御装
置と、前記制御装置に介在され、前記制御装置の各々の
発熱量の合計値に対する冷却能力よりも小さい冷却能力
に設定された冷却手段を設けるようにしたので、冷却装
置を大型化することなく必要最小限の冷却能力を有する
大きさの冷却手段とすることが可能となり、コンパクト
に搭載することが可能となる。また、冷却手段を制御装
置の対向する面の間に設けるように構成することによ
り、各制御装置における発熱源となるパワートランジス
タを冷却手段に最も近接した位置へ配置することが可能
となり、制御装置全体のコンパクト化と冷却の効率化が
図れる。また、冷却手段を複数の薄板状のフィンを少な
くともその一端がロー付け固定されるように構成される
ので、冷却能力の高いコンパクトな冷却手段を実現する
ことが可能となる。また、制御装置のうち、少なくとも
いずれか一方の制御装置の発熱量を検出する発熱量検出
手段と、発熱量検出手段の検出信号に基づき、制御装置
のうちいずれか一方の制御装置の通電量を制御すること
により、発熱量を制限するようにすれば、さらにその冷
却装置の小型化を図ることが可能となり、制御装置の多
い電気自動車においても、その冷却装置とともにコンパ
クトに搭載することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】a、bはそれぞれ本発明における装置の一実施
例の全体構成を示す図。
【図2】本発明における冷却手段の詳細図。
【図3】本発明における装置を含めた車両搭載時の回路
構成図。
【図4】本装置における制御フローチャート図。
【符号の説明】
1 DC/DCコンバータ用制御装置 2 エアコンインバータ用制御装置 4 送風装置 20 空冷ファン 30 冷却ブロック

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電気自動車に搭載される少なくとも2種
    類の制御装置と、前記制御装置に介在され、前記制御装
    置の各々の発熱量の合計値に対する冷却能力よりも小さ
    い冷却能力に設定された冷却手段とを備えたことを特徴
    とする電気自動車用制御装置。
  2. 【請求項2】 前記冷却手段は、前記制御装置の対向す
    る面の間に設けられることを特徴とする請求項第1項に
    おける電気自動車用制御装置。
  3. 【請求項3】 前記冷却手段は、前記制御装置に対向す
    る面に接する一対の冷却板と、前記冷却板間に前記一対
    の冷却板と直行する方向にその両端が前記冷却手段に固
    定される複数の薄板状のフィンを設け、前記フィンの両
    端のうち少なくとも一端が前記冷却板にロー付け固定さ
    れることを特徴とする請求項第2項における電気自動車
    用制御装置。
  4. 【請求項4】 前記制御装置のうち、少なくともいずれ
    か一方の制御装置の発熱量を検出する発熱量検出手段
    と、該発熱量検出手段の検出信号に基づき、前記制御装
    置のうちいずれか一方の制御装置の通電量を制御する通
    電量制御手段と、を備えたことを特徴とする請求項第1
    項に記載の電気自動車用制御装置。
JP5206262A 1993-08-20 1993-08-20 電気自動車用制御装置 Withdrawn JPH0767213A (ja)

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