RU2729775C1 - Оборудование защиты устройства и способ защиты устройства - Google Patents

Оборудование защиты устройства и способ защиты устройства Download PDF

Info

Publication number
RU2729775C1
RU2729775C1 RU2020108434A RU2020108434A RU2729775C1 RU 2729775 C1 RU2729775 C1 RU 2729775C1 RU 2020108434 A RU2020108434 A RU 2020108434A RU 2020108434 A RU2020108434 A RU 2020108434A RU 2729775 C1 RU2729775 C1 RU 2729775C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
temperature
detected
controller
sensor
threshold
Prior art date
Application number
RU2020108434A
Other languages
English (en)
Inventor
Синдзи КАВАГУТИ
Кадзусиге НАМИКИ
Original Assignee
Ниссан Мотор Ко., Лтд.
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ниссан Мотор Ко., Лтд. filed Critical Ниссан Мотор Ко., Лтд.
Application granted granted Critical
Publication of RU2729775C1 publication Critical patent/RU2729775C1/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • H02P27/08—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters with pulse width modulation
    • H02P27/085—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters with pulse width modulation wherein the PWM mode is adapted on the running conditions of the motor, e.g. the switching frequency
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H02M1/327—Means for protecting converters other than automatic disconnection against abnormal temperatures
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/60—Controlling or determining the temperature of the motor or of the drive
    • H02P29/62—Controlling or determining the temperature of the motor or of the drive for raising the temperature of the motor
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/60—Controlling or determining the temperature of the motor or of the drive
    • H02P29/68—Controlling or determining the temperature of the motor or of the drive based on the temperature of a drive component or a semiconductor component
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2089—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)
  • Control Of Temperature (AREA)

Abstract

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат заключается в подавлении повышения температуры в тепловыделяющей части. Оборудование защиты устройства содержит первый датчик для обнаружения температуры хладагента, используемого для охлаждения устройства, включающего в себя тепловыделяющую часть. Второй датчик для обнаружения температуры устройства и контроллер. Контроллер применяет ограничение приведения в действие к устройству на основе первой обнаруженной температуры, обнаруженной первым датчиком, и второй обнаруженной температуры, обнаруженной вторым датчиком. Контроллер вычисляет разность между первой и второй обнаруженными температурами. Применяет ограничение приведения в действие к устройству, когда разность температур выше, чем предварительно определенное пороговое значение разности температур. И применяет ограничение приведения в действие к устройству, когда разность температур ниже предварительно определенного порогового значения разности температур и вторая обнаруженная температура выше, чем предварительно определенное первое пороговое значение температуры. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 12 ил.

Description

Область техники
[0001] Настоящее изобретение относится к оборудованию защиты устройства и способу защиты устройства.
Уровень техники
[0002] Известен способ применения ограничения к крутящему моменту мотора, в котором температура инвертора определяется датчиком температуры, вычисляется величина изменения температуры, выполняется коррекция температуры инвертора, когда величина изменения температуры выше, чем пороговое значение, а также выполняется обработка сглаживания для температуры инвертора после коррекции, и когда температура, до которой выполняется обработка сглаживания, выше, чем верхняя предельная температура, устанавливается скорость ограничения нагрузки (патентный документ 1).
Документ предшествующего уровня техники
Патентный документ
[0003] [Патентный документ 1] JP 2006–230037 A
Сущность изобретения
Проблемы, решаемые изобретением
[0004] Однако существует проблема, заключающаяся в том, что температура тепловыделяющей части становится слишком высокой, поскольку ограничение крутящего момента в соответствующий момент времени не применяется, когда окружающая температура очень высока.
[0005] Задача, которая должна быть решена с помощью настоящего изобретения, состоит в том, чтобы предоставить оборудование защиты устройства и способ защиты устройства, которые могут подавлять повышение температуры в тепловыделяющей части.
Средство для решения проблем
[0006] Настоящее изобретение решает вышеуказанную проблему тем, что обнаруживают каждую из температуры хладагента, используемого для охлаждения устройства, и температуры устройства, вычисляют разность температур между обнаруженной температурой хладагента и обнаруженной температурой устройства, применяют ограничение приведения в действие к устройству, когда разность температур выше, чем предварительно определенное пороговое значение разности температур, и применяют ограничение приведения в действие к устройству, когда обнаруженная температура устройства выше, чем предварительно определенное пороговое значение температуры.
Эффект изобретения
[0007] В соответствии с настоящим изобретением повышение температуры в тепловыделяющей части может быть подавлено.
[Краткое описание чертежей]
[0008] [Фиг. 1] Фиг. 1 является блок–схемой системы приведения в действие, включающей в себя оборудование защиты устройства согласно настоящему варианту осуществления.
[Фиг. 2] Фиг. 2 представляет собой блок–схему последовательности операций, показывающую последовательность операций управления оборудованием защиты устройства.
[Фиг. 3A] Фиг. 3A представляет собой график, иллюстрирующий температурные характеристики, когда температура окружающей среды является низкой температурой (TL).
[Фиг. 3B] Фиг. 3B представляет собой график, иллюстрирующий температурные характеристики, когда температура окружающей среды является низкой температурой (TL).
[Фиг. 4A] Фиг. 4A представляет собой график, иллюстрирующий температурные характеристики, когда температура окружающей среды является высокой температурой (TH).
[Фиг. 4B] Фиг. 4B представляет собой график, иллюстрирующий температурные характеристики, когда температура окружающей среды является высокой температурой (TH).
[Фиг. 5A] Фиг. 5A представляет собой график, иллюстрирующий температурные характеристики, когда температура окружающей среды является низкой температурой (TL).
[Фиг. 5B] Фиг. 5B представляет собой график, иллюстрирующий температурные характеристики, когда температура окружающей среды является низкой температурой (TL).
[Фиг. 6A] Фиг. 6A представляет собой график, иллюстрирующий температурные характеристики, когда температура окружающей среды является высокой температурой (TH).
[Фиг. 6B] Фиг. 6B представляет собой график, иллюстрирующий температурные характеристики, когда температура окружающей среды является высокой температурой (TH).
[Фиг. 7] Фиг. 7 представляет собой график, иллюстрирующий соотношение между температурами и верхними предельными значениями в соответствии с модифицированным примером настоящего варианта осуществления.
[Фиг. 8] Фиг. 8 представляет собой график, иллюстрирующий соотношение между температурами и верхними предельными значениями в соответствии с модифицированным примером настоящего варианта осуществления.
Режим(ы) осуществления изобретения
[0009] Далее будут описаны варианты осуществления настоящего изобретения на основе чертежей. Оборудование защиты устройства в соответствии с настоящим вариантом осуществления представляет собой оборудование для подавления повышения температуры устройства, включающего в себя тепловыделяющее тело. Оборудование защиты устройства предоставляется, например, для системы приведения в действие, которая должна быть установлена на транспортном средстве, и при управлении температурой устройств, включенных в систему приведения в действие, повышение температуры в устройствах подавляется.
[0010] Далее будет описан пример, в котором оборудование защиты устройства предоставляется системе приведения в действие для транспортного средства. Кроме того, предоставление оборудования защиты устройства не обязательно ограничено системой приведения в действие, и оборудование защиты устройства может быть предоставлено другой системе, включающей в себя тепловыделяющую часть. Кроме того, оборудование защиты устройства может быть предусмотрено для другой системы, отличной от транспортных средств.
[0011] На фиг.1 показана блок–схема системы приведения в действие, включающей в себя оборудование защиты устройства в соответствии с настоящим вариантом осуществления. Система приведения в действие включает в себя источник 1 питания, нагрузку 2, оборудование 3 преобразования мощности, охлаждающее оборудование 4 и контроллер 10.
[0012] Источник 1 питания является источником питания транспортного средства и представляет собой группу аккумуляторов, в которой вторичные аккумуляторы, такие как литий–ионные аккумуляторы, соединены параллельно или последовательно. Нагрузка 2 представляет собой мотор (электромотор) и соединена с колесом для обеспечения вращательной силы на колесо. Например, для нагрузки 2 используется трехфазный двигатель переменного тока.
[0013] Оборудование 3 преобразования мощности подключено между источником 1 питания и нагрузкой 2. Оборудование 3 преобразования мощности включает в себя схему инвертора, схему управления и тому подобное. Схема инвертора является схемой, позволяющей двухфазное и трехфазное преобразование, соединяющей переключающий элемент, такой как IGBT или тому подобное, в виде моста. Схема инвертора подключена между нагрузкой 2 и источником 1 питания. Схема инвертора сконфигурирована последовательной схемой, соединяющей множество переключающих элементов последовательно, соединенных для трех фаз параллельно. В схеме инвертора каждая точка соединения между переключающим элементом верхнего плеча и переключающим элементом нижнего плеча соединена с выходной клеммой UVW–фазы на стороне мотора. Также схема инвертора включает в себя сглаживающий конденсатор. Сглаживающий конденсатор сглаживает входное и выходное напряжение источника 1 питания и подключается между цепью переключающего элемента в форме моста и соединительной клеммой на стороне источника 1 питания.
[0014] Оборудование 3 преобразования мощности включает в себя датчик 21 температуры для обнаружения внутренней температуры устройства. Оборудование 3 преобразования мощности выполняет преобразование мощности путем включения и выключения переключающего элемента, включенного в схему инвертора. Когда переключающий элемент выполняет операцию включения/выключения, выделяется тепло, например, из–за потери при переключении и т.д. Переключающий элемент выполнен в виде силового модуля и установлен внутри оборудования 3 преобразования мощности. Датчик 21 температуры обнаруживает температуру силового модуля, которая увеличивается при операции переключении переключающего элемента. Датчик 21 температуры предусмотрен для силового модуля. Датчик 21 температуры выводит обнаруженное значение в контроллер 10. Обнаруженное значение датчика 21 температуры может быть выведено на контроллер 10 через контроллер внутри оборудования 3 преобразования мощности. Кроме того, предоставление датчика 21 температуры не ограничивается силовым модулем, и датчик 21 температуры может быть предоставлен оборудованию 3 преобразования мощности таким образом, чтобы можно было определять температуру других внутренних компонентов оборудования 3 преобразования мощности.
[0015] Охлаждающее оборудование 4 охлаждает оборудование 3 преобразования мощности посредством циркуляции хладагента внутри оборудования 3 преобразования мощности. Охлаждающее оборудование 4 включает в себя насос для вывода хладагента, регулирующий клапан для регулирования количества хладагента, теплообменник и тому подобное. Охлаждающее оборудование 4 и оборудование 3 преобразования мощности соединены каналом, по которому течет хладагент. Канал сформирован так, чтобы выходить из охлаждающего оборудования 4, проходить внутрь оборудования 3 преобразования мощности и возвращаться в охлаждающее оборудование 4. Хладагент используется для охлаждения силового модуля и представляет собой жидкость, такую как вода или тому подобное, газообразный хладагент или тому подобное.
[0016] Охлаждающее оборудование 4 включает в себя датчик 22 температуры для обнаружения температуры хладагента. Датчик 22 температуры предусмотрен для канала. Датчик 22 температуры выводит обнаруженное значение в контроллер 10.
[0017] Контроллер 10 представляет собой компьютер для выполнения обработки управления оборудованием защиты устройства и посредством управления оборудованием 3 преобразования мощности на основе обнаруженной температуры датчика 21 температуры и обнаруженной температуры датчика 22 температуры защищает оборудование 3 преобразования мощности. Контроллер 10 включает в себя постоянное запоминающее устройство (ROM), к которому относится программа для выполнения управления для защиты оборудования 3 преобразования мощности, центральный процессор (CPU) для выполнения программы, хранящейся в ROM, и оперативное запоминающее устройство (RAM), которое функционирует как доступное запоминающее устройство. Контроллер 10 соединен с контроллером внутри оборудования 3 преобразования мощности посредством сигнальной линии. Более того, контроллер 10 может быть установлен внутри оборудования 3 преобразования мощности, и контроллер 10 может включать в себя функцию для управления операцией переключения. Также контроллер 10 может напрямую управлять переключающим элементом внутри силового модуля.
[0018] Далее будет пояснен поток управления для защиты оборудования 3 преобразования мощности контроллером 10 с использованием фиг. 2. Контроллер 10 выполняет следующий поток управления в заранее определенном цикле, пока оборудование 3 преобразования мощности приводится в действие.
[0019] На этапе S1 контроллер 10 обнаруживает температуру хладагента (T1) с использованием датчика 22 температуры. На этапе S2 контроллер 10 обнаруживает температуру силового модуля (температура устройства: T2) оборудования 3 преобразования мощности с использованием датчика 21 температуры.
[0020] На этапе S3 путем определения разности между обнаруженной температурой хладагента (T1) и обнаруженной температурой устройства (T2) контроллер 10 вычисляет разность температур (ΔT=T2–T1).
[0021] На этапе S4 контроллер 10 сравнивает разность температур и предварительно определенное пороговое значение разности температур (ΔT_th). Пороговое значение разности температур (ΔT_th) является пороговым значением, установленным заранее. Как будет описано позже, когда температура окружающей среды низкая, скорость повышения температуры устройства выше скорости повышения температуры хладагента, и увеличение разности температур также становится быстрее. Пороговое значение разности температур (ΔT_th) указывает момент времени, в который ограничение приведения в действие применяется к оборудованию 3 преобразования мощности, прежде чем температура оборудования 3 преобразования мощности достигает допустимой температуры в состоянии, когда температура оборудования 3 преобразования мощности повышается в низкотемпературном состоянии, по разнице температур.
[0022] Когда разность температур (ΔT) равна или ниже порогового значения (ΔT_th) разности температур, контроллер 10 выполняет управление на этапе S5. С другой стороны, когда разность температур (ΔT) выше, чем пороговое значение разности температур (ΔT_th), контроллер 10 выполняет управление на этапе S6.
[0023] На этапе S5 контроллер 10 сравнивает температуру устройства (T2) и пороговое значение температуры (T_th1). Когда температура устройства (T2) выше порогового значения температуры (T_th1), контроллер 10 выполняет управление на этапе S6. С другой стороны, когда температура устройства (T2) равна или ниже порогового значения температуры (T_th1), контроллер 10 выполняет управление на этапе S8. Пороговое значение температуры (T_th1) является пороговым значением для определения того, выполнять или нет первую обработку защиты, описанную позже, и устанавливается на температуру, превышающую пороговое значение разности температур (ΔT_th). Пороговое значение разности температур (ΔT_th) является пороговым значением для низкотемпературной среды, а пороговое значение температуры (T_th1) является пороговым значением для высокотемпературной среды.
[0024] На этапе S6 контроллер 10 определяет, может ли частота переключения быть ограничена на основании текущего состояния приведения в действие мотора. Контроллер 10 подтверждает состояние приведения в действие мотора путем получения скорости вращения мотора от оборудования 3 преобразования мощности. Частота переключения является несущей частотой для управления включением и выключением переключающего элемента. Когда разность температур (ΔT) выше, чем пороговое значение разности температур (ΔT_th), или когда температура устройства (T2) выше, чем пороговое значение температуры (T1_th1), чтобы подавить повышение температуры силового модуля, ограничение приведения в действиеприменяется к силовому модулю. Применяя ограничение приведения в действие к силовому модулю, ограничение также накладывается на привод мотора. Ограничение приведения в действие выполняется, делая несущую частоту ниже текущей частоты. Однако, когда частота переключения установлена низкой в состоянии, когда скорость вращения мотора высока, может возникнуть расхождение управления. По этой причине при управлении на этапе S6 определяется, находится или нет состояние приведения в действие мотора в состоянии, когда частота переключения может быть установлена низкой. В частности, контроллер 10 сравнивает текущую скорость вращения мотора и пороговое значение скорости вращения. Контроллер 10 определяет, что частота переключения может быть ограничена, когда текущая скорость вращения мотора (N) ниже порогового значения скорости вращения (Nth), и определяет, что частота переключения не может быть ограничена, когда текущая скорость вращения мотора равна или выше порогового значения скорости вращения. Пороговое значение скорости вращения устанавливается заранее, и это значение может быть установлено в соответствии с крутящим моментом мотора.
[0025] При определении того, что частота переключения может быть ограничена, на этапе S7 контроллер 10 выполняет первую обработку защиты. Первая обработка защиты представляет собой обработку для применения ограничения приведения в действие к мотору путем ограничения частоты переключения. В частности, контроллер 10 получает текущий выходной крутящий момент и текущую скорость вращения мотора от оборудования 3 преобразования мощности. Выбираемая частота переключения устанавливается заранее, и выбираемая частота переключения изменяется в зависимости от состояния приведения в действие мотора.
[0026] Например, в качестве выбираемой частоты переключения три частоты (fsw1, fsw2, fsw3) устанавливаются заранее. Однако частота (fsw3) самая высокая, а частота (fsw1) самая низкая. Кроме того, пороговое значение скорости вращения (Nth_L) ниже порогового значения скорости вращения (Nth) устанавливается заранее. Затем, в соответствии с текущей скоростью вращения мотора, выбирается частота переключения. Когда текущая скорость вращения N мотора превышает пороговое значение скорости вращения (Nth), выбираемая частота переключения составляет только fsw3, и в этом случае состояние соответствует состоянию, при котором частота переключения не может быть ограничена. Когда текущая скорость вращения равна или ниже порогового значения скорости вращения (Nth) и выше порогового значения скорости вращения (Nth_L), выбираемыми частотами переключения являются частота (fsw3) и частота (fsw2). Затем, когда текущая несущая частота выше, чем частота (fsw2) и ниже, чем частота (fsw3), например, контроллер 10 устанавливает несущую частоту на частоту (fsw2) и применяет ограничение к несущей частоте. Более того, когда текущая скорость вращения мотора равна или ниже порогового значения скорости вращения (Nth_L), выбираемыми частотами переключения являются частота (fsw1), частота (fsw2) и частота (fsw3). Например, когда текущая несущая частота выше, чем частота (fsw3), контроллер 10 устанавливает несущую частоту на частоту (fsw3) и применяет ограничение к несущей частоте. Другими словами, когда имеется множество выбираемых частот переключения в соответствии с текущей скоростью вращения мотора, контроллер 10 устанавливает несущую частоту ниже, чем текущая несущая частота. Таким образом, потери могут быть подавлены, и генерация тепла в силовом модуле может быть подавлена. Выбираемая частота переключения не ограничивается скоростью вращения мотора, но может определяться в соответствии с крутящим моментом мотора.
[0027] На этапе S8 контроллер 10 сравнивает температуру устройства (T2) и пороговое значение температуры (T_th2). Пороговое значение температуры (T_th2) является пороговым значением для определения, следует ли выполнять вторую обработку защиты, описанную ниже, и устанавливается на температуру, превышающую пороговое значение температуры (T_th1). Когда температура устройства (T2) выше порогового значения температуры (T_th2), контроллер 10 выполняет управление на этапе S9. С другой стороны, когда температура устройства (T2) равна или ниже порогового значения температуры (T_th2), контроллер 10 выполняет управление на этапе S10.
[0028] На этапе S9 контроллер 10 выполняет вторую обработку защиты. Вторая обработка защиты представляет собой обработку для применения ограничения к выходному крутящему моменту от мотора посредством установки выходного крутящего момента, соответствующего запрашиваемому крутящему моменту, когда температура устройства (T2) достигает порогового значения температуры (T_th2), в качестве максимальной выходной мощности от мотора. В частности, когда температура устройства (T2) достигает порогового значения температуры (T_th2), контроллер 10 отправляет командный сигнал в контроллер оборудования 3 преобразования мощности, чтобы изменить верхний предел значения команды крутящего момента в соответствии с запрашиваемым крутящим моментом для текущего значения крутящего момента. Контроллер оборудования 3 преобразования мощности устанавливает текущее значение команды крутящего момента на верхний предел, когда принимается командный сигнал. После того, как верхний предел установлен, даже когда водитель запрашивает крутящий момент, который превышает верхний предел команды крутящего момента, посредством работы акселератора, контроллер генерирует сигнал переключения, который соответствует текущей скорости вращения мотора и текущему току мотора после установки значения команды крутящего момента на верхний предел, и управляет переключающим элементом. Таким образом, ограничение применяется к запрашиваемому крутящему моменту, и выходной крутящий момент мотора подавляется, и в результате температура силового модуля может подавляться.
[0029] На этапе S10 контроллер 10 сравнивает температуру устройства (T2) и верхнюю предельную температуру (T_fail). Верхняя предельная температура (T_fail) указывает верхний предел температуры, допустимой для силового модуля, и устанавливается на температуру, превышающую пороговое значение температуры (T_th1) и пороговое значение температуры (T_th2). Когда температура устройства (T2) выше верхней предельной температуры (T_fail), контроллер 10 выполняет управление на этапе S11. С другой стороны, когда температура устройства (T2) равна или ниже верхней предельной температуры (T_fail), контроллер 10 заканчивает поток управления.
[0030] На этапе S11 контроллер 10 отправляет сигнал отказоустойчивости для принудительной остановки мотора в контроллер внутри оборудования 3 преобразования мощности. Контроллер внутри оборудования 3 преобразования мощности, когда сигнал отказоустойчивости принимается, останавливает работу оборудования 3 преобразования мощности (обработка отказоустойчивости). Таким образом, может быть предотвращено превышение верхнего предела температуры силового модуля.
[0031] Далее, используя фиг. 3A, фиг. 3B, фиг. 4A и фиг. 4B, будет объяснена взаимосвязь между первой обработкой защиты и температурой. На фиг.3А и фиг.3В показаны температурные характеристики, когда температура окружающей среды является низкой температурой (TL), а на фиг.4А и фиг.4В указаны температурные характеристики, когда температура окружающей среды является высокой температурой (TH). На фиг. 3A, фиг. 3B, фиг. 4A и фиг. 4B график a иллюстрирует характеристики разности температур (ΔT), график b иллюстрирует характеристики температуры хладагента (T1), обнаруженной датчиком 22 температуры, график c иллюстрирует характеристики температуры устройства (T2), обнаруженной датчиком 21 температуры, а график d иллюстрирует характеристики фактической температуры (Tsw) переключающего элемента. Более того, горизонтальная ось указывает время, а вертикальная ось указывает температуру. На фиг.3А и фиг.4А показаны характеристики, когда оборудование защиты устройства в соответствии с настоящим вариантом осуществления не предоставляется системе привода (сравнительный пример). На фиг.3В и фиг.4В показаны характеристики, когда оборудование защиты привода в соответствии с настоящим вариантом осуществления предоставляется системе привода.
[0032] Как показано на фиг.3А, когда температура окружающей среды низкая, температура устройства (T2) достигает порогового значения температуры (T_th1) в момент времени t2. С другой стороны, разность температур (ΔT) достигает порогового значения разности температур (ΔT_th) в момент времени t1, который является более ранним, чем время t2. Другими словами, при низкой температуре разность температур между температурой хладагента и температурой устройства увеличивается, и разность температур (ΔT) достигает порогового значения разности температур (ΔT_th) до того, как температура устройства (T2) достигает порогового значения температуры (T_th1). Кроме того, как показано на фиг.3В, в настоящем варианте осуществления, поскольку первая обработка защиты выполняется в то время, когда разность температур (ΔT) достигает порогового значения разности температур (ΔT_th), потери снижаются до того, как температура переключающего элемента достигает высокой температуры и, следовательно, и температура переключающего элемента (Tsw) может быть подавлена. С другой стороны, в сравнительном примере, в котором первая обработка защиты не выполняется, температура переключающего элемента (Tsw) продолжает расти во время и после времени t1.
[0033] Как показано на фиг.4А, когда температура окружающей среды является высокой, температура устройства (Т2) достигает порогового значения температуры (T_th1) (время t3) до того, как разность температур (ΔT) достигает порогового значения разности температур (ΔT_th) (время t4). Затем, как показано на фиг.4B, в настоящем варианте осуществления, поскольку первая обработка защиты выполняется в то время, когда температура устройства (T2) достигает порогового значения температуры (T_th1), потери уменьшаются до того, как температура переключающего элемента достигает высокой температуры и, следовательно, и температура переключающего элемента (Tsw) может быть подавлена.
[0034] Далее, используя фиг. 5A, фиг. 5B, фиг. 6A и фиг. 6B, будет объяснена взаимосвязь между второй обработкой защиты и температурой. На фиг.5А и 5В показаны температурные характеристики, когда температура окружающей среды низкая (TL), а на фиг.6А и 6В показаны температурные характеристики, когда температура окружающей среды высокая (TH). На фиг.5A, фиг.5B, фиг.6A и фиг.6B график a иллюстрирует характеристики разности температур (ΔT), график b иллюстрирует характеристики температуры хладагента (T1), обнаруженной датчиком 22 температуры, график c иллюстрирует характеристики температуры устройства (T2), обнаруженной датчиком 21 температуры, а график d иллюстрирует характеристики фактической температуры (Tsw) переключающего элемента. Более того, горизонтальная ось указывает время, а вертикальная ось указывает температуру. Фиг.5A и фиг.6A иллюстрируют характеристики случая, когда оборудование защиты привода по настоящему варианту осуществления выполняет только первую обработку защиты, а фиг.5B и фиг.6B иллюстрируют характеристики случая, когда выполняется первая обработка защиты и вторая обработка защиты оборудования защиты устройства согласно настоящему варианту осуществления.
[0035] Как показано на фиг.5А, когда температура силового модуля продолжает повышаться после того, как выполняется первая обработка защиты, температура устройства (T2) достигает верхней предельной температуры (T_fail) в момент времени (t5), и таким образом, выполняется отказоустойчивая обработка. С другой стороны, в настоящем варианте осуществления, как показано на фиг. 5B, вторая обработка защиты выполняется в то время, когда температура устройства (T2) достигает порогового значения температуры (T_th2), прежде чем температура устройства (T2) достигает верхней предельной температуры (T_fail), и, используя выходную мощность, когда температура устройства (T2) достигает порогового значения температуры (T_th2), в качестве верхнего предела, применяется ограничение крутящего момента. Таким образом, повышение температуры переключающего элемента может быть подавлено, и время работы оборудования 3 преобразования мощности может быть увеличено.
[0036] Как показано на фиг.6А, когда температура силового модуля продолжает повышаться после того, как выполняется первая обработка защиты, температура устройства (T2) достигает верхней предельной температуры (T_fail) в момент времени (t6), и таким образом выполняется отказоустойчивая обработка. С другой стороны, в настоящем варианте осуществления, как показано на фиг. 6B, в то время когда температура устройства (T2) достигает пороговой температуры (T_th2), прежде чем температура устройства (T2) достигнет верхней предельной температуры (T_fail), выполняется вторая обработка защиты, и используя выходную мощность, когда температура устройства (T2) достигает порогового значения температуры (T_th2), в качестве верхнего предела, применяется ограничение крутящего момента. Таким образом, даже когда температура окружающей среды является высокой температурой, повышение температуры переключающего элемента может быть подавлено, и время работы оборудования 3 преобразования мощности может быть увеличено.
[0037] Как описано выше, оборудование защиты устройства в соответствии с настоящим вариантом осуществления обнаруживает каждую из температуры хладагента, используемого для охлаждения устройства, такого как силовой модуль или тому подобное, и температуры устройства, вычисляет разницу температур между обнаруженной температурой хладагента и обнаруженной температурой устройства, применяет ограничение приведения в действие к устройству, когда разность температур превышает пороговое значение разности температур (ΔTth), и применяет ограничение приведения в действие к устройству, когда обнаруженная температура устройства выше, чем пороговое значение температуры (T_th1). Таким образом, повышение температуры тепловыделяющей части может быть подавлено, и тепловая нагрузка, приложенная к тепловыделяющей части и устройству, может быть подавлена. Также время работы устройства может быть увеличено.
[0038] Более того, в настоящем варианте осуществления, когда обнаруженная температура устройства выше порогового значения температуры (T_th2), контроллер устанавливает выходную мощность устройства в то время, когда повышенная обнаруженная температура устройства достигает порогового значения температуры (T_th2), как максимальную выходную мощность от устройства. Таким образом, выходная мощность, которая является непосредственной причиной повышения температуры тепловыделяющей части, может быть ограничена, а время работы устройства может быть увеличено.
[0039] Кроме того, в настоящем варианте осуществления контроллер 10 устанавливает частоту переключения переключающего элемента на частоту ниже текущей частоты для ограничения приведения в действие устройства. Таким образом, путем уменьшения потерь повышение температуры может быть подавлено без ограничения выходной мощности оборудования преобразования мощности.
[0040] Кроме того, в настоящем варианте осуществления контроллер 10 применяет ограничение к частоте переключения переключающего элемента в соответствии со скоростью вращения мотора для ограничения приведения в действие устройства. Таким образом, можно установить оптимальную частоту в соответствии со скоростью вращения мотора и предотвратить расхождение управления.
[0041] Кроме того, в настоящем варианте осуществления контроллер останавливает работу устройства, когда обнаруженная температура устройства равна или превышает пороговое значение температуры (T_fail). Таким образом, возникновение неисправностей в устройстве может быть предотвращено.
[0042] Кроме того, в качестве модифицированного примера настоящего варианта осуществления вторая обработка защиты представляет собой обработку для установки верхней предельной выходной мощности от мотора на значение, меньшее, чем второе предельное значение, когда температура устройства повышается после установки верхней предельной выходной мощности от мотора на первое предельное значение и применения ограничения к выходной мощности мотора. Фиг.7 представляет собой график, иллюстрирующий взаимосвязь между температурой устройства и верхней предельной выходной мощностью от мотора.
[0043] Как показано на рис. 7, когда температура устройства (T2) равна или ниже порогового значения температуры (T_th2), верхняя предельная выходная мощность от мотора устанавливается на Pth1. По этой причине выходная мощность мотора подавляется до верхнего предела (Pth1) или ниже. Более того, когда температура устройства (T2) становится выше порогового значения температуры (T_th2) в состоянии, когда выходная мощность от мотора ограничена верхним пределом (Pth1), контроллер 10, основываясь на взаимосвязи, показанной на фиг. 7, применяет дополнительное ограничение к верхней предельной выходной мощности от мотора. Контроллер 10 хранит карту, показывающую взаимосвязь по фиг. 7. Контроллер 10, ссылаясь на карту, задает верхний предел (Pth), который соответствует температуре устройства (T2>T_th2), и с указанным верхним пределом применяет ограничение к выходной мощности от мотора. Таким образом, оборудование защиты устройства в соответствии с модифицированным примером может подавлять повышение температуры в тепловыделяющей части. Кроме того, поскольку выходная мощность не полностью остановлена, может поддерживаться минимальная производительность.
[0044] Кроме того, соотношение между температурой устройства и верхним пределом может иметь соотношение, как показано на графике на фиг. 8. На фиг.8, когда температура устройства (T2) становится выше порогового значения температуры (T_th2), верхний предел выходной мощности мотора уменьшается в пропорциональном отношении.
[Описание ссылочных позиций]
[0045] 1… источник питания
2… нагрузка
3… оборудование преобразования мощности
4… охлаждающее оборудование
10… контроллер
21, 22… датчик температуры.

Claims (30)

1. Оборудование защиты устройства, содержащее:
первый датчик для обнаружения температуры хладагента, используемого для охлаждения устройства, включающего в себя тепловыделяющую часть;
второй датчик для обнаружения температуры устройства; и
контроллер, который применяет ограничение приведения в действие к устройству на основе первой обнаруженной температуры, обнаруженной первым датчиком, и второй обнаруженной температуры, обнаруженной вторым датчиком,
при этом контроллер
вычисляет разность температур между первой обнаруженной температурой и второй обнаруженной температурой,
применяет ограничение приведения в действие к устройству, когда разность температур выше предварительно определенного порогового значения разности температур, и
применяет ограничение приведения в действие к устройству, когда разность температур ниже предварительно определенного порогового значения разности температур и вторая обнаруженная температура выше предварительно определенного первого порогового значения температуры.
2. Оборудование защиты устройства по п.1, в котором
когда вторая обнаруженная температура выше, чем предварительно определенное второе пороговое значение температуры, контроллер устанавливает выходную мощность в момент времени, когда повышенная вторая обнаруженная температура достигает второго порогового значения температуры, как максимальную выходную мощность от устройства.
3. Оборудование защиты устройства по п.1 или 2, в котором
устройство содержит переключающий элемент,
второй датчик обнаруживает температуру переключающего элемента, и
контроллер устанавливает частоту переключения переключающего элемента на частоту ниже текущей частоты для ограничения приведения в действие.
4. Оборудование защиты устройства по п.1, в котором
устройство содержит переключающий элемент, соединенный с мотором,
второй датчик обнаруживает температуру переключающего элемента, и
контроллер применяет ограничение к частоте переключения переключающего элемента в соответствии с скоростью вращения мотора для ограничения приведения в действие.
5. Оборудование защиты устройства по п.1, в котором
контроллер
устанавливает верхнюю предельную выходную мощность от устройства на первое предельное значение для ограничения приведения в действие, и
устанавливает верхнюю предельную выходную мощность от устройства на второе предельное значение, которое меньше первого предельного значения, когда вторая обнаруженная температура повышается после применения ограничения к выходной мощности от устройства.
6. Оборудование защиты устройства по п.1, в котором
контроллер останавливает работу устройства, когда вторая обнаруженная температура равна или превышает предварительно заданный верхний предел.
7. Способ защиты устройства для защиты устройства, включающего в себя тепловыделяющую часть, с использованием процессора, причем способ защиты включает в себя:
обнаружение температуры хладагента, используемого для охлаждения устройства, с использованием первого датчика;
обнаружение температуры устройства с использованием второго датчика;
вычисление разности температур между обнаруженной температурой хладагента, обнаруженной первым датчиком, и обнаруженной температурой устройства, обнаруженной вторым датчиком;
применение ограничения приведения в действие к устройству, когда разность температур выше предварительно определенного порогового значения разности температур; и
применение ограничения приведения в действие к устройству, когда разность температур ниже предварительно определенного порогового значения разности температур и обнаруженная температура устройства выше предварительно определенного порогового значения температуры.
RU2020108434A 2017-07-28 2017-07-28 Оборудование защиты устройства и способ защиты устройства RU2729775C1 (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2017/027499 WO2019021469A1 (ja) 2017-07-28 2017-07-28 機器保護装置及び機器保護方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2729775C1 true RU2729775C1 (ru) 2020-08-12

Family

ID=65039649

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020108434A RU2729775C1 (ru) 2017-07-28 2017-07-28 Оборудование защиты устройства и способ защиты устройства

Country Status (10)

Country Link
US (1) US10763775B2 (ru)
EP (1) EP3661049B1 (ru)
JP (1) JP6844702B2 (ru)
KR (1) KR102220860B1 (ru)
CN (1) CN110945777B (ru)
BR (1) BR112020001767B1 (ru)
CA (1) CA3071229C (ru)
MY (1) MY196047A (ru)
RU (1) RU2729775C1 (ru)
WO (1) WO2019021469A1 (ru)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI677155B (zh) * 2018-10-02 2019-11-11 新唐科技股份有限公司 功率驅動晶片及方法
JP6873293B1 (ja) * 2020-03-23 2021-05-19 三菱電機株式会社 交流回転電機の制御装置
FR3136608A1 (fr) * 2022-06-13 2023-12-15 Psa Automobiles Sa Surveillance par redondance de mesures de température d’une machine motrice électrique d’un véhicule

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009001427A1 (de) * 2009-03-10 2010-09-16 Zf Lenksysteme Gmbh Verfahren zum Betrieb einer elektronischen Leistungsstufe
JP2010279084A (ja) * 2009-05-26 2010-12-09 Fuji Electric Systems Co Ltd 電動機駆動システム
US20100320951A1 (en) * 2007-12-14 2010-12-23 Kabushiki Kaisha Toshiba Inverter device, electric automobile in which the inverter device is mounted, and hybrid automobile in which the inverter device is mounted
US20160254212A1 (en) * 2013-10-21 2016-09-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Onboard electronic device
RU2622352C2 (ru) * 2011-12-12 2017-06-14 Индезит Компани С.П.А. Способ и устройство для управления устройством охлаждения и устройство охлаждения, осуществляющее упомянутый способ

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3504160B2 (ja) * 1998-10-01 2004-03-08 三菱電機株式会社 サーボ制御装置
JP2004023810A (ja) * 2002-06-12 2004-01-22 Nissan Motor Co Ltd 電気自動車
JP2006230037A (ja) 2005-02-15 2006-08-31 Toyota Motor Corp 作動装置および作動機器の制御方法
AU2005336596B2 (en) * 2005-09-21 2009-06-11 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Excessive-temperature detection system of motor controller
US8203315B2 (en) * 2008-09-30 2012-06-19 Infineon Technologies Ag System and method for temperature based control of a power semiconductor circuit
JP4730420B2 (ja) * 2008-10-09 2011-07-20 トヨタ自動車株式会社 モータ駆動装置およびモータ駆動装置の制御方法
JP5549505B2 (ja) * 2010-09-28 2014-07-16 日産自動車株式会社 温度保護装置、モータ制御装置及び温度保護方法
US9313933B2 (en) * 2011-10-06 2016-04-12 Mitsubishi Electric Corporation Power converter performing evaporative cooling of a switching element
JP2013215791A (ja) 2012-04-11 2013-10-24 Daihen Corp 溶接用電源装置
JP5846029B2 (ja) * 2012-04-20 2016-01-20 三菱自動車工業株式会社 車両制御装置
JP6049506B2 (ja) * 2013-03-15 2016-12-21 三菱電機株式会社 パワーモジュール保護装置
JP2015130769A (ja) * 2014-01-08 2015-07-16 日立オートモティブシステムズ株式会社 モータシステム制御装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100320951A1 (en) * 2007-12-14 2010-12-23 Kabushiki Kaisha Toshiba Inverter device, electric automobile in which the inverter device is mounted, and hybrid automobile in which the inverter device is mounted
DE102009001427A1 (de) * 2009-03-10 2010-09-16 Zf Lenksysteme Gmbh Verfahren zum Betrieb einer elektronischen Leistungsstufe
JP2010279084A (ja) * 2009-05-26 2010-12-09 Fuji Electric Systems Co Ltd 電動機駆動システム
RU2622352C2 (ru) * 2011-12-12 2017-06-14 Индезит Компани С.П.А. Способ и устройство для управления устройством охлаждения и устройство охлаждения, осуществляющее упомянутый способ
US20160254212A1 (en) * 2013-10-21 2016-09-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Onboard electronic device

Also Published As

Publication number Publication date
US20200212839A1 (en) 2020-07-02
EP3661049B1 (en) 2022-01-05
BR112020001767A2 (pt) 2020-07-21
EP3661049A1 (en) 2020-06-03
CN110945777A (zh) 2020-03-31
KR102220860B1 (ko) 2021-02-26
CN110945777B (zh) 2023-10-10
EP3661049A4 (en) 2020-07-29
KR20200023444A (ko) 2020-03-04
BR112020001767B1 (pt) 2023-05-16
MY196047A (en) 2023-03-09
JPWO2019021469A1 (ja) 2020-09-03
CA3071229A1 (en) 2019-01-31
US10763775B2 (en) 2020-09-01
WO2019021469A1 (ja) 2019-01-31
CA3071229C (en) 2023-07-11
JP6844702B2 (ja) 2021-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8054031B2 (en) Converter device, rotating electrical machine control device, and drive device
RU2729775C1 (ru) Оборудование защиты устройства и способ защиты устройства
US9692351B2 (en) Protective device for vehicle inverter
US20210044247A1 (en) Machine protection device and machine protection method
JP2018117400A (ja) 車輌の駆動装置、及び車輌
US8851218B2 (en) Method for determining a power limiting value for an electric machine in a vehicle, computer program and control unit for controlling an electric machine in a vehicle
JP7070062B2 (ja) 機器保護装置及び機器保護方法
JP2006067668A (ja) 電動機制御装置
WO2023039808A1 (zh) 电机控制器的功率器件过温保护的方法及装置
Lee et al. Over temperature protection in power module for hybrid and electric vehicle
US20230068986A1 (en) Control device
EP4207602A1 (en) Switching element drive method and switching element drive device
JP2011097672A (ja) インバータ装置
JP2014155371A (ja) 電気自動車
JP7159811B2 (ja) コンバータ
KR20210088943A (ko) 회생 제동 제어 장치 및 방법
CN117719394A (zh) 一种动力电池加热方法及系统、一种车辆电驱装置
JP2016226095A (ja) 回転電機制御装置
JP2022158942A (ja) モータ駆動装置、モータ駆動方法及びコンピュータ読み取り可能な媒体
CN115036620A (zh) 一种电池加热系统、方法及装置
JP6090012B2 (ja) 電力変換装置の保護装置
KR20230099147A (ko) 고전압 강제 방전 장치 및 방법
JP2010051040A (ja) 車両駆動用モータ制御装置
JP2012151162A (ja) 電力用半導体素子用の沸騰冷却装置
JP2017200299A (ja) インバータ冷却用ポンプの制御装置及び車両