JPH0833104A - 電気自動車用電力変換装置の冷却方法 - Google Patents
電気自動車用電力変換装置の冷却方法Info
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- JPH0833104A JPH0833104A JP16085794A JP16085794A JPH0833104A JP H0833104 A JPH0833104 A JP H0833104A JP 16085794 A JP16085794 A JP 16085794A JP 16085794 A JP16085794 A JP 16085794A JP H0833104 A JPH0833104 A JP H0833104A
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- thermal resistance
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 冷却ファンの運転のために消費される電気エ
ネルギーを節約し、冷却ファンの騒音を低減することの
できる電気自動車用電力変換装置の冷却方法を提供する
ことを目的とする。 【構成】 電気自動車用電動機１を制御する電力変換装
置２の半導体素子に取り付けられた放熱フィン３の温度
Ｔfnと素子に通じる電流値Ｉa、電圧値Ｖdcを検出し、
半導体素子の接合部温度Ｔjnを推定して、最高使用設定
値Ｔjmax以下の場合、冷却風速を制御することにより、
冷却ファン４を駆動するの為の電力消費を減少させ、軽
負荷時の冷却ファン４の騒音を低減させ、１充電当たり
の走行距離を延ばすことができる。
ネルギーを節約し、冷却ファンの騒音を低減することの
できる電気自動車用電力変換装置の冷却方法を提供する
ことを目的とする。 【構成】 電気自動車用電動機１を制御する電力変換装
置２の半導体素子に取り付けられた放熱フィン３の温度
Ｔfnと素子に通じる電流値Ｉa、電圧値Ｖdcを検出し、
半導体素子の接合部温度Ｔjnを推定して、最高使用設定
値Ｔjmax以下の場合、冷却風速を制御することにより、
冷却ファン４を駆動するの為の電力消費を減少させ、軽
負荷時の冷却ファン４の騒音を低減させ、１充電当たり
の走行距離を延ばすことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気自動車駆動用電動
機を制御する電力変換装置を冷却する方法に関する。
機を制御する電力変換装置を冷却する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電気自動車駆動用電動機を制御す
るチョッパー回路又はインバータ回路等の電力変換装置
に用いられる半導体素子には放熱フィンが設けられてい
るが、定常負荷時と過負荷時とでは熱損失が異なるた
め、過負荷時には、その接合部温度が上昇する。
るチョッパー回路又はインバータ回路等の電力変換装置
に用いられる半導体素子には放熱フィンが設けられてい
るが、定常負荷時と過負荷時とでは熱損失が異なるた
め、過負荷時には、その接合部温度が上昇する。
【０００３】例えば、図２に示すように、半導体素子の
熱損失が、定常負荷時のＱ1から、過負荷時のＱ2へと変
化するとき、これに応じて、接合部温度は、Ｔj1からＴ
j2へ上昇する。但し、過負荷時間はΔｔ1とする。ここ
で、接合部温度Ｔj1，Ｔj2は、次式で表される。
熱損失が、定常負荷時のＱ1から、過負荷時のＱ2へと変
化するとき、これに応じて、接合部温度は、Ｔj1からＴ
j2へ上昇する。但し、過負荷時間はΔｔ1とする。ここ
で、接合部温度Ｔj1，Ｔj2は、次式で表される。
【０００４】 Ｔj1＝Ｔ0＋（Ｒj-f＋Ｒf）×Ｑ1 …（１） Ｔj2＝Ｔj1＋（Ｒj-f’＋Ｒf’）×（Ｑ2−Ｑ1） …（２）
【０００５】但し、 Ｔj1，Ｔj2；接合部温度〔℃〕 Ｔ0；周囲温度〔℃〕 Ｑ1；定常負荷時の半導体素子の熱損失〔Ｗ〕 Ｑ2；過負荷時の半導体素子の熱損失〔Ｗ〕 Ｒj-f；半導体素子から放熱フィンまでの定常熱抵抗
〔℃／Ｗ〕 Ｒf；放熱フィンの定常熱抵抗〔℃／Ｗ〕 Ｒj-f’；Δｔ1時間後の半導体素子から放熱フィンまで
の過渡熱抵抗〔℃／Ｗ〕 Ｒf’；はΔｔ1時間後の放熱フィンの過渡熱抵抗〔℃／
Ｗ〕 Δｔ1；は過負荷時間
〔℃／Ｗ〕 Ｒf；放熱フィンの定常熱抵抗〔℃／Ｗ〕 Ｒj-f’；Δｔ1時間後の半導体素子から放熱フィンまで
の過渡熱抵抗〔℃／Ｗ〕 Ｒf’；はΔｔ1時間後の放熱フィンの過渡熱抵抗〔℃／
Ｗ〕 Δｔ1；は過負荷時間
【０００６】また、半導体素子を可制御の状態とするた
めには、接合部温度Ｔjを最高使用温度Ｔjmax以下の状
態で使用しなければならないため、式（３）を満たすよ
うな、放熱フィンの定常熱抵抗Ｒfと過渡熱抵抗Ｒf’を
その他の値から算出し、この放熱フィンの構造と、一次
冷却方式では放熱フィンに、二次冷却方式では一次冷却
媒体の熱交換器に、それぞれ必要な冷却風速を決定す
る。過渡熱抵抗Ｒf’は過負荷時間Δｔ1における接合部
温度Ｔjの許容上昇値を何℃とするかにより決定する。 Ｔj≦Ｔjmax …（３）
めには、接合部温度Ｔjを最高使用温度Ｔjmax以下の状
態で使用しなければならないため、式（３）を満たすよ
うな、放熱フィンの定常熱抵抗Ｒfと過渡熱抵抗Ｒf’を
その他の値から算出し、この放熱フィンの構造と、一次
冷却方式では放熱フィンに、二次冷却方式では一次冷却
媒体の熱交換器に、それぞれ必要な冷却風速を決定す
る。過渡熱抵抗Ｒf’は過負荷時間Δｔ1における接合部
温度Ｔjの許容上昇値を何℃とするかにより決定する。 Ｔj≦Ｔjmax …（３）
【０００７】通常、放熱フィンの熱抵抗を一定に保つた
め、放熱フィン又は熱交換器には冷却ファンによって常
時一定の冷却風が供給される。
め、放熱フィン又は熱交換器には冷却ファンによって常
時一定の冷却風が供給される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来のように、放熱フ
ィンの熱抵抗を一定に保つため、冷却ファンを常時運転
する方式は、電力変換装置の半導体素子が発生する熱損
失と周囲温度が設計条件を満たしていれば、半導体素子
の接合部温度を常に許容値以下に保つことができる。
ィンの熱抵抗を一定に保つため、冷却ファンを常時運転
する方式は、電力変換装置の半導体素子が発生する熱損
失と周囲温度が設計条件を満たしていれば、半導体素子
の接合部温度を常に許容値以下に保つことができる。
【０００９】しかし、電気自動車用の電力変換装置に、
この冷却方式を採用した場合、次に示すような問題を生
じる。
この冷却方式を採用した場合、次に示すような問題を生
じる。
【００１０】（１）通常、電気自動車は、制御装置の電
源や冷却ファン等の運転を全て走行用の蓄電池から供給
される電気エネルギーによって行っているため、１充電
当たりの走行距離を伸ばすことを考えると、冷却ファン
の為に消費される電気エネルギーを無視できない。
源や冷却ファン等の運転を全て走行用の蓄電池から供給
される電気エネルギーによって行っているため、１充電
当たりの走行距離を伸ばすことを考えると、冷却ファン
の為に消費される電気エネルギーを無視できない。
【００１１】（２）通常、冷却ファンは、制御装置の電
源投入と同時に運転が開始されるため、車両が一旦停止
した場合や軽負荷の低速走行の場合には、冷却ファンの
騒音が気になる。そこで、これらの問題を解決するた
め、既に、本発明者は、半導体素子の取り付けられた放
熱フィン温度Ｔfを検出し、この温度Ｔfが設定値Ｔfmax
以下の場合、冷却風速を減少するように制御する冷却方
法について提案した（平成６年特許願第４３２８号）。
しかしながら、この冷却方法は、設定値Ｔfmaxを、電力
変換装置を無負荷の状態から最大負荷でΔｔ１（最大負
荷の許容印加）時間動作させた場合の、放熱フィン表面
と半導体素子の接合部との間の温度差Ｔj-fと、半導体
素子の接合部に許容される最高使用温度Ｔjmaxにより、
式（４）のように求めるため、設定値Ｔ fmaxを実現可能
な値より小さく設定してしまう欠点があった。 Ｔfmax＝Ｔjmax−Ｔj-f …（４）
源投入と同時に運転が開始されるため、車両が一旦停止
した場合や軽負荷の低速走行の場合には、冷却ファンの
騒音が気になる。そこで、これらの問題を解決するた
め、既に、本発明者は、半導体素子の取り付けられた放
熱フィン温度Ｔfを検出し、この温度Ｔfが設定値Ｔfmax
以下の場合、冷却風速を減少するように制御する冷却方
法について提案した（平成６年特許願第４３２８号）。
しかしながら、この冷却方法は、設定値Ｔfmaxを、電力
変換装置を無負荷の状態から最大負荷でΔｔ１（最大負
荷の許容印加）時間動作させた場合の、放熱フィン表面
と半導体素子の接合部との間の温度差Ｔj-fと、半導体
素子の接合部に許容される最高使用温度Ｔjmaxにより、
式（４）のように求めるため、設定値Ｔ fmaxを実現可能
な値より小さく設定してしまう欠点があった。 Ｔfmax＝Ｔjmax−Ｔj-f …（４）
【００１２】本発明は、上記従来技術に鑑みてなされた
ものであり、冷却ファンの運転のために消費される電気
エネルギーを節約し、冷却ファンの騒音を低減すること
のできる電気自動車用電力変換装置の冷却方法を提供す
ることを目的とする。更に、本発明は、半導体素子の取
り付けられた放熱フィン温度と半導体素子の熱損失によ
り半導体素子の接合部温度を最高使用温度以下に保つこ
とができるような放熱フィンの熱抵抗を求め、この値を
得られるように、冷却風速を制御することを目的とす
る。
ものであり、冷却ファンの運転のために消費される電気
エネルギーを節約し、冷却ファンの騒音を低減すること
のできる電気自動車用電力変換装置の冷却方法を提供す
ることを目的とする。更に、本発明は、半導体素子の取
り付けられた放熱フィン温度と半導体素子の熱損失によ
り半導体素子の接合部温度を最高使用温度以下に保つこ
とができるような放熱フィンの熱抵抗を求め、この値を
得られるように、冷却風速を制御することを目的とす
る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】斯かる目的を達成する本
発明の構成は電気自動車用電動機を制御する電力変換装
置を構成する半導体素子に放熱フィンを取り付け、該放
熱フィンに対し冷却ファンから冷却風を供給して冷却す
る方法において、前記半導体素子の発生する熱損失を、
該素子に通じる電流値及び印加される電圧値を用いてリ
アルタイムで計算すると共に計算して求めた熱損失の値
及び前記放熱フィンの温度を用いて、前記半導体素子の
結合部温度を設定値以下に保つために必要な冷却フィン
の過渡熱抵抗をリアルタイムで計算し、更に、計算して
求めた過渡熱抵抗の値以下になるように、前記冷却ファ
ンによる冷却風速を制御することを特徴とする。
発明の構成は電気自動車用電動機を制御する電力変換装
置を構成する半導体素子に放熱フィンを取り付け、該放
熱フィンに対し冷却ファンから冷却風を供給して冷却す
る方法において、前記半導体素子の発生する熱損失を、
該素子に通じる電流値及び印加される電圧値を用いてリ
アルタイムで計算すると共に計算して求めた熱損失の値
及び前記放熱フィンの温度を用いて、前記半導体素子の
結合部温度を設定値以下に保つために必要な冷却フィン
の過渡熱抵抗をリアルタイムで計算し、更に、計算して
求めた過渡熱抵抗の値以下になるように、前記冷却ファ
ンによる冷却風速を制御することを特徴とする。
【００１４】また、計算して求めた過渡熱抵抗の値が実
現不可能な場合には、運転者に警告を発すると同時に前
記電動機の出力トルクを制限することを特徴とする。
現不可能な場合には、運転者に警告を発すると同時に前
記電動機の出力トルクを制限することを特徴とする。
【００１５】更に、出力トルクを制限した後、前記過渡
熱抵抗の値が実現可能とならないときには、最終的に前
記電力変換装置を停止することを特徴とする。
熱抵抗の値が実現可能とならないときには、最終的に前
記電力変換装置を停止することを特徴とする。
【００１６】
【作用】電力変換装置（チョッパー、インバータ回路
等）で用いられる半導体素子の発生する熱損失Ｑは、導
通損失とスイッチング損失に分類され、これらは次のデ
ータにより、計算することが可能である。 ・ＯＮ状態での電流電圧特性 ・ＯＮ状態で素子を流れる電流値Ｉa ・ＯＦＦ状態で素子に印加される電圧Ｖdc
等）で用いられる半導体素子の発生する熱損失Ｑは、導
通損失とスイッチング損失に分類され、これらは次のデ
ータにより、計算することが可能である。 ・ＯＮ状態での電流電圧特性 ・ＯＮ状態で素子を流れる電流値Ｉa ・ＯＦＦ状態で素子に印加される電圧Ｖdc
【００１７】電気自動車用電動機を制御する電力変換装
置では、電動機のトルク制御を行うための電機子電流検
出器及び蓄電池電圧検出器を搭載しているのが一般的で
ある。従って、電力変換装置の構成と半導体素子の特性
によって決まる、上記電流値Ｉa及び電圧Ｖdcをパラメ
ータとして、上記熱損失Ｑを制御装置内に予め用意して
おけば、リアルタイムで上記熱損失Ｑを知ることができ
る。
置では、電動機のトルク制御を行うための電機子電流検
出器及び蓄電池電圧検出器を搭載しているのが一般的で
ある。従って、電力変換装置の構成と半導体素子の特性
によって決まる、上記電流値Ｉa及び電圧Ｖdcをパラメ
ータとして、上記熱損失Ｑを制御装置内に予め用意して
おけば、リアルタイムで上記熱損失Ｑを知ることができ
る。
【００１８】また、過渡熱抵抗Ｒf’は、次の様にして
計算することができる。即ち、半導体素子が熱損失Ｑ
n-1を発生するような負荷で動作していた時に、時刻ｔn
で負荷が変化し、熱損失がＱnに変化したとすると、Δ
ｔs時間後の接合部温度Ｔjnは、次のように推定するこ
とができる。 Ｔjn＝Ｒj-f×Ｑn＋Ｒf’n×（Ｑn−Ｑn-1）＋Ｔfn …（５）
計算することができる。即ち、半導体素子が熱損失Ｑ
n-1を発生するような負荷で動作していた時に、時刻ｔn
で負荷が変化し、熱損失がＱnに変化したとすると、Δ
ｔs時間後の接合部温度Ｔjnは、次のように推定するこ
とができる。 Ｔjn＝Ｒj-f×Ｑn＋Ｒf’n×（Ｑn−Ｑn-1）＋Ｔfn …（５）
【００１９】但し、 Ｑn；時刻ｔnでの半導体素子の熱損失 Ｑn-1；時刻ｔn-1での半導体素子の熱損失 Ｒj-f；半導体素子接合部から放熱フィンまでの熱抵抗
〔℃／Ｗ〕 Ｒf’n；時刻ｔnからΔｔs時間経過後の放熱フィンの過
渡熱抵抗〔℃／Ｗ〕 Ｔfn；時刻ｔnでの放熱フィン温度〔℃〕
〔℃／Ｗ〕 Ｒf’n；時刻ｔnからΔｔs時間経過後の放熱フィンの過
渡熱抵抗〔℃／Ｗ〕 Ｔfn；時刻ｔnでの放熱フィン温度〔℃〕
【００２０】従って、接合部温度Ｔjnを最高使用温度Ｔ
jmax以下に保つためには、放熱フィンの過渡熱抵抗
Ｒf’nの値は次式を満足していなければならない。 Ｒf’n≦（Ｔjmax−Ｒj-f×Ｑn−Ｔfn）／（Ｑn−Ｑn-1） …（６） 実際の制御では、一定のサンプリング時間Δｔsで、熱
損失Ｑnと放熱フィン温度Ｔfnを検出し、式（６）の分
母の絶対値ΔＱを示す式（７）が設定値以上となった場
合のみ、式（６）に応じて、放熱フィンの過渡熱抵抗Ｒ
f’nを変更する。また、次回のサンプリング時に使用す
る熱損失Ｑn+1は、毎サンプリングごとに変更するので
はなく、放熱フィンの過渡熱抵抗Ｒf’nが変更されたと
きのみ変更する。 ΔＱ＝｜Ｑn−Ｑn-1｜ …（７）
jmax以下に保つためには、放熱フィンの過渡熱抵抗
Ｒf’nの値は次式を満足していなければならない。 Ｒf’n≦（Ｔjmax−Ｒj-f×Ｑn−Ｔfn）／（Ｑn−Ｑn-1） …（６） 実際の制御では、一定のサンプリング時間Δｔsで、熱
損失Ｑnと放熱フィン温度Ｔfnを検出し、式（６）の分
母の絶対値ΔＱを示す式（７）が設定値以上となった場
合のみ、式（６）に応じて、放熱フィンの過渡熱抵抗Ｒ
f’nを変更する。また、次回のサンプリング時に使用す
る熱損失Ｑn+1は、毎サンプリングごとに変更するので
はなく、放熱フィンの過渡熱抵抗Ｒf’nが変更されたと
きのみ変更する。 ΔＱ＝｜Ｑn−Ｑn-1｜ …（７）
【００２１】放熱フィンの過渡熱抵抗Ｒf’nの値を実現
するために必要な冷却風速Ｖは、制御装置内に予め用意
された放熱フィンの熱抵抗−風速特性によりＲf’nをパ
ラメータとして決定する。放熱フィンの過渡熱抵抗
Ｒf’nが実現不可能な値となった場合には、運転者に警
告を発すると同時に出力トルクを制限し、熱損失を減少
させる。これらの対策によっも、放熱フィンの過渡熱抵
抗Ｒf’nが実現可能な値とならない場合には、最終的に
電力変換装置を停止する。
するために必要な冷却風速Ｖは、制御装置内に予め用意
された放熱フィンの熱抵抗−風速特性によりＲf’nをパ
ラメータとして決定する。放熱フィンの過渡熱抵抗
Ｒf’nが実現不可能な値となった場合には、運転者に警
告を発すると同時に出力トルクを制限し、熱損失を減少
させる。これらの対策によっも、放熱フィンの過渡熱抵
抗Ｒf’nが実現可能な値とならない場合には、最終的に
電力変換装置を停止する。
【００２２】
【実施例】以下、本発明について、図面に示す実施例を
参照して詳細に説明する。図１に本発明の一実施例を示
す。
参照して詳細に説明する。図１に本発明の一実施例を示
す。
【００２３】同図に示すように、電気自動車用電動機１
を制御するトルク制御用電力変換装置２を構成する半導
体素子には放熱フィン３が取り付けられると共に、放熱
フィン３に対して冷却風を供給する冷却ファン４及びそ
の駆動回路５が設けられている。
を制御するトルク制御用電力変換装置２を構成する半導
体素子には放熱フィン３が取り付けられると共に、放熱
フィン３に対して冷却風を供給する冷却ファン４及びそ
の駆動回路５が設けられている。
【００２４】電力変換装置２は、電圧Ｖdcの蓄電池６を
備えると共に、電気自動車用電動機１へ供給される電流
Ｉaを検出する電流検出器７を備えている。電力変換装
置２としては、例えば、チョッパー回路、インバータ回
路等が使用される。電力変換装置２に対して、トルク指
令を与えるリミット機能付き増幅器８は、通常時はアク
セル指令に基づいて出力するが、トルクリミット信号が
与えられると、電力変換装置２を停止させるリミット機
能を有する。
備えると共に、電気自動車用電動機１へ供給される電流
Ｉaを検出する電流検出器７を備えている。電力変換装
置２としては、例えば、チョッパー回路、インバータ回
路等が使用される。電力変換装置２に対して、トルク指
令を与えるリミット機能付き増幅器８は、通常時はアク
セル指令に基づいて出力するが、トルクリミット信号が
与えられると、電力変換装置２を停止させるリミット機
能を有する。
【００２５】更に、本実施例では、熱損失計算回路９、
熱抵抗計算回路１０及び熱抵抗−風速データテーブル１
１が設けられている。熱損失計算回路９は、式（８）に
従い、電力変換装置２のＯＮ状態で素子を流れる電流値
Ｉa及びそのＯＦＦ状態で素子に印加される電圧Ｖdcに
基づいて、一定のサンプリング時間毎に、半導体素子の
発生する熱損失Ｑnを計算する。 Ｑn＝ｆ（Ｉa，Ｖdc） …（８）
熱抵抗計算回路１０及び熱抵抗−風速データテーブル１
１が設けられている。熱損失計算回路９は、式（８）に
従い、電力変換装置２のＯＮ状態で素子を流れる電流値
Ｉa及びそのＯＦＦ状態で素子に印加される電圧Ｖdcに
基づいて、一定のサンプリング時間毎に、半導体素子の
発生する熱損失Ｑnを計算する。 Ｑn＝ｆ（Ｉa，Ｖdc） …（８）
【００２６】熱抵抗計算回路１０は、式（９）に従い、
熱損失計算回路９により求められた熱損失Ｑn及び放熱
フィン温度Ｔfnに基づき、一定のサンプリング時間毎
に、半導体素子の接合部温度を設定値以下に保つために
必要な放熱フィンの過渡熱抵抗Ｒf’nを計算する。 Ｒf’n＝（Ｔjmax−Ｒj-f×Ｑn−Ｔfn）／（Ｑn−Ｑn-1） …（９） 但し、｜Ｑn−Ｑn-1｜が、式（１０）に示すように予め
設定した設定値ΔＱSE T以上となった場合に限られる。
また、Ｑn-1＝Ｑnのときには計算を中止する。 ｜Ｑn−Ｑn-1｜≧ΔＱSET …（１０）
熱損失計算回路９により求められた熱損失Ｑn及び放熱
フィン温度Ｔfnに基づき、一定のサンプリング時間毎
に、半導体素子の接合部温度を設定値以下に保つために
必要な放熱フィンの過渡熱抵抗Ｒf’nを計算する。 Ｒf’n＝（Ｔjmax−Ｒj-f×Ｑn−Ｔfn）／（Ｑn−Ｑn-1） …（９） 但し、｜Ｑn−Ｑn-1｜が、式（１０）に示すように予め
設定した設定値ΔＱSE T以上となった場合に限られる。
また、Ｑn-1＝Ｑnのときには計算を中止する。 ｜Ｑn−Ｑn-1｜≧ΔＱSET …（１０）
【００２７】熱抵抗−風速データテーブル１１は、放熱
フィン３の過渡熱抵抗Ｒf’nの値を実現するために必要
な冷却風速Ｖを、予め用意された放熱フィン３の熱抵抗
−風速特性によりＲf’nをパラメータとして決定し、冷
却ファン駆動回路５へ出力する。このように、放熱フィ
ンの過渡熱抵抗Ｒf’nの値が、上記（６）式を満足する
ため、接合部温度Ｔjnを最高使用温度Ｔjmax以下に保つ
ことが可能となる。
フィン３の過渡熱抵抗Ｒf’nの値を実現するために必要
な冷却風速Ｖを、予め用意された放熱フィン３の熱抵抗
−風速特性によりＲf’nをパラメータとして決定し、冷
却ファン駆動回路５へ出力する。このように、放熱フィ
ンの過渡熱抵抗Ｒf’nの値が、上記（６）式を満足する
ため、接合部温度Ｔjnを最高使用温度Ｔjmax以下に保つ
ことが可能となる。
【００２８】但し、放熱フィン３の過渡熱抵抗Ｒf’nが
実現不可能な値となった場合には、即ち、冷却風速Ｖの
上限値Ｖmaxを越える場合には、運転者に警告を発する
と同時に出力トルクを制限し、熱損失を減少させる。こ
れらの対策によっても、放熱フィン３の過渡熱抵抗
Ｒf’nが実現可能な値とならない場合には、最終的にト
ルクリミット信号を出力して電力変換装置を停止する。
実現不可能な値となった場合には、即ち、冷却風速Ｖの
上限値Ｖmaxを越える場合には、運転者に警告を発する
と同時に出力トルクを制限し、熱損失を減少させる。こ
れらの対策によっても、放熱フィン３の過渡熱抵抗
Ｒf’nが実現可能な値とならない場合には、最終的にト
ルクリミット信号を出力して電力変換装置を停止する。
【００２９】
【発明の効果】以上、実施例に基づいて具体的に説明し
たように、本発明では、電気自動車用電動機を制御する
電力変換装置の半導体素子に取り付けられた放熱フィン
の温度と素子に通じる電流値、電圧値を検出し、半導体
素子の接合部温度を推定して、許容設定値以下の場合、
冷却風速を制御することにより、冷却ファン駆動の為の
電力消費を減少させ、軽負荷時の冷却ファン騒音を低減
させ、１充電当たりの走行距離を延ばすことができる。
たように、本発明では、電気自動車用電動機を制御する
電力変換装置の半導体素子に取り付けられた放熱フィン
の温度と素子に通じる電流値、電圧値を検出し、半導体
素子の接合部温度を推定して、許容設定値以下の場合、
冷却風速を制御することにより、冷却ファン駆動の為の
電力消費を減少させ、軽負荷時の冷却ファン騒音を低減
させ、１充電当たりの走行距離を延ばすことができる。
【図１】本発明の一実施例に係る電気自動車用電力変換
装置の冷却方法を実施するために使用する装置構成図で
ある。
装置の冷却方法を実施するために使用する装置構成図で
ある。
【図２】半導体素子の負荷パターンと結合部温度を示す
グラフである。
グラフである。
１ 電気自動車用電動機 ２ 電力変換装置 ３ 放熱フィン ４ 冷却ファン ５ 冷却ファン駆動回路 ６ 蓄電池 ７ 電流検出器 ８ リミット付き増幅器 ９ 熱損失計算回路 １０ 熱抵抗計算回路 １１ 熱抵抗−風速データテーブル
Claims (5)
- 【請求項１】 電気自動車用電動機を制御する電力変換
装置を構成する半導体素子に放熱フィンを取り付け、該
放熱フィンに対し冷却ファンから冷却風を供給して冷却
する方法において、前記半導体素子の発生する熱損失
を、該素子に通じる電流値及び印加される電圧値を用い
てリアルタイムで計算することを特徴とする電気自動車
用電力変換装置の冷却方法。 - 【請求項２】 請求項１において計算して求めた熱損失
の値及び前記放熱フィンの温度を用いて、前記半導体素
子の結合部温度を設定値以下に保つために必要な冷却フ
ィンの過渡熱抵抗をリアルタイムで計算することを特徴
とする電気自動車用電力変換装置の冷却方法。 - 【請求項３】 請求項２において計算して求めた過渡熱
抵抗の値以下になるように、前記冷却ファンによる冷却
風速を制御することを特徴とする電気自動車用電力変換
装置の冷却方法。 - 【請求項４】 請求項２において計算して求めた過渡熱
抵抗の値が実現不可能な場合には、運転者に警告を発す
ると同時に前記電動機の出力トルクを制限することを特
徴とする電気自動車用電力変換装置の冷却方法。 - 【請求項５】 請求項４において出力トルクを制限した
後、前記過渡熱抵抗の値が実現可能とならないときに
は、最終的に前記電力変換装置を停止することを特徴と
する電気自動車用電力変換装置の冷却方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16085794A JPH0833104A (ja) | 1994-07-13 | 1994-07-13 | 電気自動車用電力変換装置の冷却方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16085794A JPH0833104A (ja) | 1994-07-13 | 1994-07-13 | 電気自動車用電力変換装置の冷却方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0833104A true JPH0833104A (ja) | 1996-02-02 |
Family
ID=15723888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16085794A Withdrawn JPH0833104A (ja) | 1994-07-13 | 1994-07-13 | 電気自動車用電力変換装置の冷却方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0833104A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10334760B4 (de) * | 2003-04-03 | 2006-03-16 | Hitachi, Ltd. | Kühlungssystem für Elektromotor und Kühlungssteuerungsverfahren |
| JP2011083135A (ja) * | 2009-10-08 | 2011-04-21 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 電力変換器用冷却システム |
| US20110118917A1 (en) * | 2009-11-17 | 2011-05-19 | Hyundai Motor Company | Method for controlling cooling of power converter for hybrid electric vehicle |
| US8319463B2 (en) | 2008-09-11 | 2012-11-27 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Inverter apparatus, inverter control system, motor control system, and method of controlling inverter apparatus |
| JP2013150433A (ja) * | 2012-01-18 | 2013-08-01 | Mitsubishi Motors Corp | 車両の冷却装置 |
| EP4116792A1 (en) | 2021-07-07 | 2023-01-11 | Yazaki Corporation | Power supply control apparatus and temperature control method |
| CN117438389A (zh) * | 2023-09-27 | 2024-01-23 | 杭州思拓瑞吉科技有限公司 | 一种多igbt模块并联的均匀散热装置和方法 |
| CN117438389B (zh) * | 2023-09-27 | 2024-05-03 | 杭州思拓瑞吉科技有限公司 | 一种多igbt模块并联的均匀散热装置和方法 |
-
1994
- 1994-07-13 JP JP16085794A patent/JPH0833104A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10334760B4 (de) * | 2003-04-03 | 2006-03-16 | Hitachi, Ltd. | Kühlungssystem für Elektromotor und Kühlungssteuerungsverfahren |
| US8319463B2 (en) | 2008-09-11 | 2012-11-27 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Inverter apparatus, inverter control system, motor control system, and method of controlling inverter apparatus |
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| EP4116792A1 (en) | 2021-07-07 | 2023-01-11 | Yazaki Corporation | Power supply control apparatus and temperature control method |
| CN117438389A (zh) * | 2023-09-27 | 2024-01-23 | 杭州思拓瑞吉科技有限公司 | 一种多igbt模块并联的均匀散热装置和方法 |
| CN117438389B (zh) * | 2023-09-27 | 2024-05-03 | 杭州思拓瑞吉科技有限公司 | 一种多igbt模块并联的均匀散热装置和方法 |
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