[go: up one dir, main page]

JP2022138411A - Flow rate estimation device, vehicle and flow rate estimation method - Google Patents

Flow rate estimation device, vehicle and flow rate estimation method Download PDF

Info

Publication number
JP2022138411A
JP2022138411A JP2021038284A JP2021038284A JP2022138411A JP 2022138411 A JP2022138411 A JP 2022138411A JP 2021038284 A JP2021038284 A JP 2021038284A JP 2021038284 A JP2021038284 A JP 2021038284A JP 2022138411 A JP2022138411 A JP 2022138411A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
flow rate
unit
temperature
heat generating
cooling
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP2021038284A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
一啓 櫻庭
Kazuhiro Sakuraba
賢人 望月
Kento Mochizuki
舎那 柳本
Shana Yanagimoto
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
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 Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority to JP2021038284A priority Critical patent/JP2022138411A/en
Publication of JP2022138411A publication Critical patent/JP2022138411A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

Figure 2022138411000001

【課題】冷媒の流量を正確に推定することが可能な流量推定装置、車両および流量推定方法を提供する。
【解決手段】流量推定装置は、出力電力量に応じて発熱する発熱部と、発熱部を冷却するための冷媒が発熱部の配置箇所に対応する部分を流れる流路を構成する冷却部と、冷媒の流動方向における発熱部よりも冷却部の上流側の第1温度を検出する第1温度検出部と、流動方向における発熱部よりも冷却部の下流側の第2温度を検出する第2温度検出部と、第2温度と第1温度との温度差に基づいて、冷却部における冷媒の流量を推定する推定部と、を備える。
【選択図】図1

Figure 2022138411000001

A flow rate estimating device, a vehicle, and a flow rate estimating method capable of accurately estimating the flow rate of a refrigerant are provided.
A flow rate estimating device includes a heat generating part that generates heat in accordance with an output power amount, a cooling part that configures a flow path in which a coolant for cooling the heat generating part flows through a portion corresponding to an arrangement location of the heat generating part, A first temperature detection unit that detects a first temperature upstream of the cooling unit relative to the heat generating unit in the flow direction of the coolant, and a second temperature detecting unit that detects a second temperature downstream of the cooling unit relative to the heat generating unit in the flow direction. A detection unit and an estimation unit that estimates the flow rate of the coolant in the cooling unit based on the temperature difference between the second temperature and the first temperature.
[Selection drawing] Fig. 1

Description

本開示は、流量推定装置、車両および流量推定方法に関する。 The present disclosure relates to a flow rate estimation device, a vehicle, and a flow rate estimation method.

車両に搭載される充電器(電力変換装置)においては、高い電力密度を維持する必要があるため、通電されることにより発熱する発熱素子(発熱部)が過熱しやすい。電力変換装置では、発熱部の過熱による素子の破壊を防止するため、発熱部を冷却するための冷媒が流れる流路(冷却部)が設けられる。発熱部の出力電力量に応じて発熱部の発熱量が変わるため、冷却部における冷媒の流量を正確に管理する必要がある。 In a charger (power conversion device) mounted on a vehicle, it is necessary to maintain a high power density, so a heating element (heat generating portion) that generates heat when energized tends to overheat. In the power conversion device, a flow path (cooling section) through which a coolant for cooling the heat generating section flows is provided in order to prevent the elements from being destroyed due to overheating of the heat generating section. Since the amount of heat generated by the heat generating section changes according to the output power amount of the heat generating section, it is necessary to accurately manage the flow rate of the coolant in the cooling section.

流路における冷媒の流量を測定するには、例えば流路内に流量計を設けることが一般的であるが、流路の密閉性を損ねるおそれがあるため、間接的に冷媒の流量を推定することが望ましい。 In order to measure the flow rate of the refrigerant in the flow path, for example, it is common to install a flow meter inside the flow path. is desirable.

冷媒の流量の推定には、温度検出部を設けて冷媒の温度を検出する方法が挙げられる。例えば、特許文献1には、流路における冷媒の流出口付近に温度センサを設けることで、冷媒の温度を検出し、その検出温度に基づいて、冷媒の流量を制御する構成が開示されている。 A method of estimating the flow rate of the refrigerant includes a method of detecting the temperature of the refrigerant by providing a temperature detection unit. For example, Patent Literature 1 discloses a configuration that detects the temperature of the coolant by providing a temperature sensor near the outlet of the coolant in the flow path, and controls the flow rate of the coolant based on the detected temperature. .

特開2020-145793号公報JP 2020-145793 A

しかしながら、流路(冷却部)に設けた1つの温度検出部の検出結果を用いて冷媒の流量を推定する場合、冷媒が流れているか否かの区別しかできず、冷媒の流量の推定精度に限界があった。 However, when estimating the flow rate of the refrigerant using the detection result of one temperature detection unit provided in the flow path (cooling section), it is only possible to distinguish whether the refrigerant is flowing or not, and the estimation accuracy of the flow rate of the refrigerant is limited. There were limits.

本開示の目的は、冷媒の流量を正確に推定することが可能な流量推定装置、車両および流量推定方法を提供することである。 An object of the present disclosure is to provide a flow rate estimation device, a vehicle, and a flow rate estimation method capable of accurately estimating the flow rate of refrigerant.

本開示に係る流量推定装置は、
出力電力量に応じて発熱する発熱部と、
前記発熱部を冷却するための冷媒が前記発熱部の配置箇所に対応する部分を流れる流路を構成する冷却部と、
前記冷媒の流動方向における前記発熱部よりも前記冷却部の上流側の第1温度を検出する第1温度検出部と、
前記流動方向における前記発熱部よりも前記冷却部の下流側の第2温度を検出する第2温度検出部と、
前記第2温度と前記第1温度との温度差に基づいて、前記冷却部における前記冷媒の流量を推定する推定部と、
を備える。
The flow rate estimation device according to the present disclosure is
a heating unit that generates heat according to the amount of output electric power;
a cooling part that configures a flow path through which a coolant for cooling the heat generating part flows through a portion corresponding to an arrangement location of the heat generating part;
a first temperature detection unit that detects a first temperature on the upstream side of the cooling unit relative to the heat generating unit in the flow direction of the coolant;
a second temperature detection unit that detects a second temperature downstream of the cooling unit relative to the heat generating unit in the flow direction;
an estimation unit that estimates the flow rate of the refrigerant in the cooling unit based on the temperature difference between the second temperature and the first temperature;
Prepare.

本開示に係る車両は、
上記の流量推定装置を備える。
A vehicle according to the present disclosure includes:
It comprises the flow estimation device described above.

本開示に係る流量推定方法は、
出力電力量に応じて発熱する発熱部と、前記発熱部を冷却するための冷媒が前記発熱部の配置箇所に対応する部分を流れる流路を構成する冷却部とを備える流量推定装置の流量推定方法であって、
前記冷媒の流動方向における前記発熱部よりも前記冷却部の上流側の第1温度を検出し、
前記流動方向における前記発熱部よりも前記冷却部の下流側の第2温度を検出し、
前記第2温度と前記第1温度との温度差に基づいて、前記冷却部における前記冷媒の流量を推定する。
A flow rate estimation method according to the present disclosure includes:
Flow rate estimation of a flow rate estimating device comprising: a heat generating part that generates heat in accordance with an output power amount; a method,
detecting a first temperature upstream of the cooling unit relative to the heat generating unit in the flow direction of the coolant;
detecting a second temperature downstream of the cooling section relative to the heat generating section in the flow direction;
A flow rate of the coolant in the cooling unit is estimated based on the temperature difference between the second temperature and the first temperature.

本開示によれば、冷媒の流量を正確に推定することができる。 According to the present disclosure, the refrigerant flow rate can be accurately estimated.

本開示の実施の形態に係る電力変換装置が適用された車両の構成例を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a configuration example of a vehicle to which a power converter according to an embodiment of the present disclosure is applied; FIG. 冷却部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a cooling part. 電力変換装置における流量推定制御の動作例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation example of the flow estimation control in a power converter device.

(実施の形態)
以下、本開示の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本開示の実施の形態に係る電力変換装置100が適用された車両1の構成例を示すブロック図である。
(Embodiment)
Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail based on the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a vehicle 1 to which a power conversion device 100 according to an embodiment of the present disclosure is applied.

図1に示すように、電力変換装置100は、車両1外部の外部交流電源2に接続され、外部交流電源2から供給される交流電力を直流電力に電力変換してバッテリー3を充電する充電器である。バッテリー3は、例えば、電気自動車やハイブリッドカー等の車両1に搭載された電池である。 As shown in FIG. 1, the power conversion device 100 is connected to an external AC power supply 2 outside the vehicle 1, and converts AC power supplied from the external AC power supply 2 into DC power to charge the battery 3. is. The battery 3 is, for example, a battery mounted in a vehicle 1 such as an electric vehicle or a hybrid vehicle.

電力変換装置100は、交流フィルタ110、整流部120、電力変換部130、冷却部140(図2参照)、第1温度検出部150、第2温度検出部160、出力電力検出部170および制御部180等を備える。電力変換装置100は、本開示の「流量推定装置」に対応する。 The power conversion device 100 includes an AC filter 110, a rectification unit 120, a power conversion unit 130, a cooling unit 140 (see FIG. 2), a first temperature detection unit 150, a second temperature detection unit 160, an output power detection unit 170, and a control unit. 180 and the like. The power electronics device 100 corresponds to the "flow rate estimation device" of the present disclosure.

交流フィルタ110は、外部交流電源2と、整流部120および電力変換部130との間の電力線上に設けられている。 AC filter 110 is provided on a power line between external AC power supply 2 and rectifying section 120 and power converting section 130 .

交流フィルタ110は、コンデンサやリアクトルなどの部品により構成され、当該電力線上に重畳されたノイズが外部交流電源2へ流出しないようにノイズを除去する役割を果たす。また、交流フィルタ110は、外部交流電源2から入力される交流電力に重畳するノイズを除去する役割も副次的に果たす。 The AC filter 110 is made up of parts such as capacitors and reactors, and serves to remove noise superimposed on the power line so that it does not flow out to the external AC power supply 2 . The AC filter 110 also plays a secondary role of removing noise superimposed on the AC power input from the external AC power supply 2 .

整流部120は、例えば、4つのダイオードからなるダイオードブリッジ回路を有しており、外部交流電源2から出力された交流電力を全波整流して直流電力に変換し、電力変換部130に出力する。 The rectifying unit 120 has, for example, a diode bridge circuit composed of four diodes, performs full-wave rectification of the AC power output from the external AC power supply 2, converts it into DC power, and outputs the DC power to the power converting unit 130. .

電力変換部130は、力率改善回路およびDC/DC変換回路等の電力変換回路を含む。力率改善回路は、整流部120から入力された直流電力の力率を改善する。DC/DC変換回路は、スイッチング素子を有しており、力率改善回路が出力した直流電力を、当該スイッチング素子のスイッチングにより、バッテリー3を充電可能な直流電力に変換する。このように電力変換部130によって変換された直流電力がバッテリー3に出力されることにより、バッテリー3が充電される。 Power conversion section 130 includes power conversion circuits such as a power factor correction circuit and a DC/DC conversion circuit. The power factor correction circuit improves the power factor of the DC power input from rectifying section 120 . The DC/DC conversion circuit has a switching element, and converts the DC power output by the power factor correction circuit into DC power capable of charging the battery 3 by switching the switching element. The battery 3 is charged by outputting the DC power converted by the power conversion unit 130 in this manner to the battery 3 .

図2に示すように、電力変換装置100の各部は、ダイカストによって形成された1つの筐体101内に収容されており、電力変換装置100の出力電力量に応じて発熱する発熱部102を構成する。発熱部102は、基板に配置された、交流フィルタ110、整流部120および電力変換部130等の、電力変換装置100の回路ブロックであり、例えば、電力変換部130のスイッチング素子等、通電されることで発熱する発熱素子を含んでいる。筐体101には、発熱部102を冷却する冷却部140が設けられている。 As shown in FIG. 2, each part of the power conversion device 100 is housed in one housing 101 formed by die casting, and constitutes a heat generating part 102 that generates heat according to the output power amount of the power conversion device 100. do. The heat generating unit 102 is a circuit block of the power conversion device 100, such as the AC filter 110, the rectification unit 120, and the power conversion unit 130, which are arranged on the substrate. It contains a heating element that generates heat. A cooling unit 140 that cools the heat generating unit 102 is provided in the housing 101 .

冷却部140は、発熱部102を冷却するための冷媒(例えば、水等の流体)が流れる流路を構成しており、例えば、筐体101の底壁に形成された溝形状を有する。具体的には、冷却部140は、第1部分140A、第2部分140Bおよび第3部分140Cを有する。 The cooling part 140 constitutes a channel through which a coolant (for example, a fluid such as water) for cooling the heat generating part 102 flows, and has, for example, a groove shape formed in the bottom wall of the housing 101 . Specifically, cooling unit 140 has a first portion 140A, a second portion 140B and a third portion 140C.

第1部分140Aは、筐体101の所定の側壁101Aに形成された流入口141から延びる流路であり、冷媒の流動方向における第2部分140Bよりも上流側に位置する。 The first portion 140A is a channel extending from an inflow port 141 formed in a predetermined side wall 101A of the housing 101, and is located upstream of the second portion 140B in the coolant flow direction.

第2部分140Bは、発熱部102の配置箇所に対応する部分に位置する流路であり、発熱部102全体を冷媒により冷却可能な程度の大きさに構成されている。 The second portion 140B is a flow path located in a portion corresponding to the location where the heat generating portion 102 is arranged, and is configured to have a size that allows the entire heat generating portion 102 to be cooled by the coolant.

第3部分140Cは、第2部分140Bから所定の側壁101Aにおける、流入口141とは異なる位置に形成された流出口142まで延びる流路であり、冷媒の流動方向における第2部分140Bよりも下流側に位置する。 The third portion 140C is a flow path extending from the second portion 140B to an outlet 142 formed in a predetermined side wall 101A at a position different from the inlet 141, and downstream of the second portion 140B in the flow direction of the coolant. located on the side.

冷却部140は、筐体101の冷却部140を構成する部分が発熱部102と接触するように配置されている。これにより、冷媒が冷却部140に流されることにより、第1部分140Aに流入した冷媒が第2部分140Bに入って発熱部102の熱が冷媒に伝達されて、第3部分140Cに流出するようになっている。 Cooling unit 140 is arranged such that a portion of housing 101 that constitutes cooling unit 140 is in contact with heat generating unit 102 . As a result, the coolant flows into the cooling portion 140, the coolant that has flowed into the first portion 140A enters the second portion 140B, the heat of the heat generating portion 102 is transferred to the coolant, and the coolant flows out to the third portion 140C. It has become.

筐体101の外部には、流入口141と流出口142とをつなぐ循環路(不図示)が設けられている。冷媒は、例えばポンプ等が車両1のECU(Electronic Control Unit)4に制御されることにより、冷却部140および循環路を循環する。 A circulation path (not shown) connecting the inlet 141 and the outlet 142 is provided outside the housing 101 . The coolant circulates through the cooling unit 140 and the circulation path, for example, when a pump or the like is controlled by an ECU (Electronic Control Unit) 4 of the vehicle 1 .

ECU4は、図示しないCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)および入出力回路を備えており、冷却部140を流れる冷媒の流量を制御する。 The ECU 4 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and an input/output circuit (not shown), and controls the flow rate of coolant flowing through the cooling section 140 .

ECU4の制御の下、流入口141から流入した冷媒が、冷却部140における、発熱部102の配置箇所に対応する部分を通過することで、発熱部102の熱が冷媒に伝達されて流出口142から流出する。これにより、冷却部140は、発熱部102を冷却する。 Under the control of the ECU 4 , the coolant that has flowed in from the inlet 141 passes through a portion of the cooling section 140 corresponding to the location where the heat generating section 102 is arranged. flow out from Thereby, the cooling unit 140 cools the heat generating unit 102 .

第1温度検出部150および第2温度検出部160は、冷却部140を流れる冷媒の温度を検出する温度センサであり、例えば、発熱部102が配置された基板において冷却部140に接触するように配置されている。なお、第1温度検出部150および第2温度検出部160は、冷却部140における冷媒の温度を検出可能である限り、どのように配置されていても良い。 The first temperature detection unit 150 and the second temperature detection unit 160 are temperature sensors that detect the temperature of the coolant flowing through the cooling unit 140. For example, the substrate on which the heat generating unit 102 is arranged contacts the cooling unit 140. are placed. Note that the first temperature detection unit 150 and the second temperature detection unit 160 may be arranged in any way as long as the temperature of the coolant in the cooling unit 140 can be detected.

第1温度検出部150は、冷却部140での冷媒が流れる流動方向における発熱部102よりも冷却部140の上流側の第1温度を検出する。第1温度検出部150は、筐体101における、発熱部102よりも冷却部140の上流側に対応する位置(第1部分140Aの位置)に配置されている。具体的には、第1温度検出部150は、筐体101における流入口141に対応する位置に配置されている。 The first temperature detection unit 150 detects a first temperature on the upstream side of the cooling unit 140 relative to the heat generating unit 102 in the flow direction of the coolant in the cooling unit 140 . The first temperature detection unit 150 is arranged at a position (position of the first portion 140A) corresponding to the upstream side of the cooling unit 140 relative to the heat generating unit 102 in the housing 101 . Specifically, the first temperature detection unit 150 is arranged at a position corresponding to the inlet 141 in the housing 101 .

第2温度検出部160は、流動方向における発熱部102よりも冷却部140の下流側の第2温度を検出する。第2温度検出部160は、筐体101における、発熱部102よりも冷却部140の下流側に対応する位置(第3部分140Cの位置)に配置されている。具体的には、第2温度検出部160は、筐体101における流出口142に対応する位置に配置されている。 The second temperature detection section 160 detects a second temperature downstream of the cooling section 140 relative to the heat generating section 102 in the flow direction. The second temperature detection unit 160 is arranged at a position (position of the third portion 140C) corresponding to the downstream side of the cooling unit 140 relative to the heat generating unit 102 in the housing 101 . Specifically, the second temperature detection unit 160 is arranged at a position corresponding to the outflow port 142 in the housing 101 .

出力電力検出部170は、電圧センサや電流センサ等の電力量を検出可能なセンサであり、発熱部102の出力電力量を検出する。 The output power detection unit 170 is a sensor such as a voltage sensor or a current sensor that can detect the amount of power, and detects the amount of power output from the heat generating unit 102 .

制御部180は、図示しないCPU、ROM、RAMおよび入出力回路を備えており、予め設定されたプログラムに基づいて、冷却部140を流れる冷媒の流量を推定する。制御部180は、本開示の「推定部」に対応する。 Control unit 180 includes a CPU, ROM, RAM, and an input/output circuit (not shown), and estimates the flow rate of coolant flowing through cooling unit 140 based on a preset program. Control unit 180 corresponds to the “estimation unit” of the present disclosure.

制御部180は、第1温度検出部150から第1温度の情報を取得し、第2温度検出部160から第2温度の情報を取得する。制御部180は、第1温度と第2温度との温度差に基づいて冷却部140における冷媒の流量を推定する。 The control unit 180 acquires first temperature information from the first temperature detection unit 150 and acquires second temperature information from the second temperature detection unit 160 . Control unit 180 estimates the flow rate of coolant in cooling unit 140 based on the temperature difference between the first temperature and the second temperature.

具体的には、制御部180は、第1温度と第2温度との温度差と、発熱部102の発熱状態に基づいて、冷却部140における冷媒の流量を推定する。例えば、発熱部102の発熱状態の情報は、出力電力検出部170から取得される、発熱部102の出力電力量の検出結果である。 Specifically, control unit 180 estimates the flow rate of coolant in cooling unit 140 based on the temperature difference between the first temperature and the second temperature and the heat generation state of heat generating unit 102 . For example, the information on the heat generation state of the heat generation unit 102 is the detection result of the output power amount of the heat generation unit 102 acquired from the output power detection unit 170 .

第1温度は、筐体101に流入したときの冷媒の温度であるため、発熱部102の配置箇所を通過する前の冷媒の温度である。それに対し、第2温度は、筐体101に流出される際の温度であるため、発熱部102の配置箇所を通過した後の冷媒の温度である。 Since the first temperature is the temperature of the coolant when it flows into the housing 101, it is the temperature of the coolant before it passes through the location where the heat generating section 102 is arranged. On the other hand, the second temperature is the temperature when the coolant flows out to the housing 101, so it is the temperature of the coolant after passing through the location where the heat generating section 102 is arranged.

そのため、第2温度は、発熱部102の熱を吸収した冷媒の温度であるため、第1温度よりも温度が高くなっており、発熱部102の温度が高くなるほど、第2温度と第1温度との温度差が大きくなる。 Therefore, since the second temperature is the temperature of the refrigerant that has absorbed the heat of the heat generating section 102, the temperature is higher than the first temperature. temperature difference increases.

また、冷媒の流量が多くなるほど、温度変化が少なくなる関係性があることから、発熱量および温度差と、冷媒の流量との関係性を示す実験式等を用いることで、発熱量および温度差に基づいて、冷媒の流量を算出することが可能である。 In addition, since there is a relationship that the more the flow rate of the refrigerant increases, the smaller the temperature change becomes. , it is possible to calculate the flow rate of the refrigerant.

例えば、発熱部102の発熱量と発熱部102の出力電力量とは比例関係にあることから、出力電力量から、発熱部102の発熱量を推定することが可能である。そのため、制御部180は、当該発熱量と、第2温度と第1温度との温度差とから、冷媒の流量との関係性を示す理論式および実験式を用いて、冷媒の流量を推定する。 For example, since the amount of heat generated by the heat generating unit 102 and the amount of output power of the heat generating unit 102 are in a proportional relationship, it is possible to estimate the amount of heat generated by the heat generating unit 102 from the amount of output power. Therefore, the control unit 180 estimates the flow rate of the coolant from the amount of heat generated and the temperature difference between the second temperature and the first temperature using a theoretical formula and an empirical formula showing the relationship between the flow rate of the coolant. .

発熱部102の発熱量と、第2温度と第1温度との温度差と、冷媒の流量との関係性を示す理論式および実験式は、筐体101の特性、冷却部140の形状、発熱部102の配置位置を考慮して、実験やシミュレーション等に応じて適宜決定可能な式である。 Theoretical formulas and empirical formulas showing the relationship between the amount of heat generated by the heat generating unit 102, the temperature difference between the second temperature and the first temperature, and the flow rate of the coolant are based on the characteristics of the housing 101, the shape of the cooling unit 140, and the heat generation. It is an expression that can be appropriately determined according to experiments, simulations, or the like, taking into consideration the arrangement position of the unit 102 .

なお、ここでは、発熱部102の発熱量と、第2温度と第1温度との温度差とから、冷媒の流量を推定することとしたが、第2温度と第1温度との温度差と、冷媒の流量との関係性を示す理論式および実験式を用いて、第2温度と第1温度との温度差から冷媒の流量を推定することとしてもよい。 Here, the flow rate of the refrigerant is estimated from the amount of heat generated by the heat generating section 102 and the temperature difference between the second temperature and the first temperature. Alternatively, the flow rate of the coolant may be estimated from the temperature difference between the second temperature and the first temperature using a theoretical formula and an empirical formula showing the relationship with the flow rate of the coolant.

このように、本実施の形態では、冷媒の流量を正確に推定することができる。そして、制御部180は、推定した推定流量と、目標流量とを比較する。目標流量は、発熱部102の発熱量に基づいて決定される冷媒の流量であり、発熱部102を適切な温度に冷却可能な冷媒の流量である。 Thus, in this embodiment, it is possible to accurately estimate the flow rate of the refrigerant. Then, the control unit 180 compares the estimated flow rate with the target flow rate. The target flow rate is the flow rate of the coolant determined based on the amount of heat generated by the heat generating section 102, and is the flow rate of the coolant that can cool the heat generating section 102 to an appropriate temperature.

制御部180は、目標流量と推定流量との比較結果に応じて、電力変換装置100を停止する制御を行う。具体的には、制御部180は、目標流量に対して推定流量が過剰に少ない場合、電力変換装置100を停止する制御を行う。制御部180は、本開示の「停止制御部」に対応する。 The control unit 180 performs control to stop the power conversion device 100 according to the comparison result between the target flow rate and the estimated flow rate. Specifically, the control unit 180 performs control to stop the power conversion device 100 when the estimated flow rate is excessively small with respect to the target flow rate. The control unit 180 corresponds to the "stop control unit" of the present disclosure.

目標流量に対して推定流量が過剰に少ないとは、例えば、目標流量に対して、推定流量が少なくて発熱部102を適切に冷却できず、ひいては発熱素子が破壊されるおそれがあることを示す。 The estimated flow rate being excessively low relative to the target flow rate means, for example, that the estimated flow rate is low relative to the target flow rate, making it impossible to properly cool the heat-generating part 102, and possibly destroying the heat-generating element. .

これにより、電力変換装置100の動作が停止されるので、発熱部102の過熱に起因する発熱素子の破壊を抑制することができる。 As a result, the operation of the power conversion device 100 is stopped, so that the breakage of the heating element due to the overheating of the heating unit 102 can be suppressed.

また、ECU4は、電力変換装置100の動作が停止された場合、電力変換装置100の充電動作ができない旨を示す情報や、ポンプ等の部品交換を促す旨を示す情報をユーザー(運転者)に報知する制御を実行する。 In addition, when the operation of the power conversion device 100 is stopped, the ECU 4 provides the user (driver) with information indicating that the charging operation of the power conversion device 100 cannot be performed, or information indicating that replacement of parts such as a pump is urged. Execute the notification control.

これにより、バッテリー3の充電動作が行われていないことをユーザーが迅速に把握することができ、また、適切な部品交換を迅速にユーザーに行わせることができる。 As a result, the user can quickly recognize that the charging operation of the battery 3 is not being performed, and the user can quickly perform appropriate part replacement.

また、制御部180は、目標流量と推定流量との比較結果に応じて、冷媒の流量を調整する指令をECU4に出力する。具体的には、制御部180は、目標流量と推定流量とに差があっても、ECU4で冷媒の流量を調整可能である場合、冷媒の流量を調整する指令をECU4に出力する。 Also, the control unit 180 outputs a command to the ECU 4 to adjust the flow rate of the refrigerant according to the comparison result between the target flow rate and the estimated flow rate. Specifically, even if there is a difference between the target flow rate and the estimated flow rate, if the ECU 4 can adjust the flow rate of the coolant, the control unit 180 outputs a command to adjust the flow rate of the coolant to the ECU 4 .

ECU4は、制御部180より冷媒の流量を調整する指令を取得した場合、推定流量に基づいて、冷媒の流量が目標流量となるように、冷媒の流量を調整する。 When the ECU 4 acquires a command to adjust the flow rate of the refrigerant from the control unit 180, the ECU 4 adjusts the flow rate of the refrigerant based on the estimated flow rate so that the flow rate of the refrigerant reaches the target flow rate.

このようにすることで、実際に冷却部140を流れる冷媒の推定流量と、目標流量とに差がある場合、冷媒を適切な流量で冷却部140を流すことができる。 By doing so, when there is a difference between the estimated flow rate of the coolant actually flowing through the cooling unit 140 and the target flow rate, the coolant can flow through the cooling unit 140 at an appropriate flow rate.

また、車両1の外気温度によっては、発熱部102の発熱に起因する温度状態が変わる。例えば、外気温度が常温よりも低い場合は、発熱部102の出力電力量が常温の場合と同じでも、発熱部102の温度が常温の場合よりも低くなる。そのため、冷媒の流量が、常温の場合よりも少なくても良くなる。また、外気温度が常温よりも高い場合は、発熱部102の出力電力量が常温の場合と同じでも、発熱部102の温度が常温の場合よりも高くなる。そのため、冷媒の流量を、常温の場合よりも多くする必要がある。 Further, depending on the outside air temperature of the vehicle 1, the temperature state resulting from the heat generation of the heat generating portion 102 changes. For example, when the outside air temperature is lower than normal temperature, the temperature of heat generating unit 102 is lower than that at normal temperature even if the output power amount of heat generating unit 102 is the same as at normal temperature. Therefore, the flow rate of the refrigerant may be less than at room temperature. Further, when the outside air temperature is higher than the room temperature, the temperature of the heat generating part 102 becomes higher than that at the room temperature even if the output power amount of the heat generating part 102 is the same as at the room temperature. Therefore, it is necessary to increase the flow rate of the refrigerant more than at room temperature.

そこで、制御部180は、外気温度に応じて、冷却部140に流れる冷媒の目標流量を変更する指令をECU4に出力しても良い。制御部180は、本開示の「変更部」に対応する。外気温度の情報は、電力変換装置100の周囲温度を検出可能な温度検出部からの温度情報や、外部機器から車両1に送信された温度情報等によって制御部180に取得される。 Therefore, the control unit 180 may output to the ECU 4 a command to change the target flow rate of the coolant flowing through the cooling unit 140 according to the outside air temperature. The control unit 180 corresponds to the "change unit" of the present disclosure. Information on the outside air temperature is acquired by the control unit 180 based on temperature information from a temperature detection unit capable of detecting the ambient temperature of the power conversion device 100, temperature information transmitted from an external device to the vehicle 1, or the like.

ECU4は、目標流量を変更する指令を取得した場合、冷却部140に流れる冷媒の目標流量を変更して、変更後の目標流量になるように、冷媒の流量を調整する。 When the ECU 4 acquires a command to change the target flow rate, the ECU 4 changes the target flow rate of the coolant flowing through the cooling unit 140 and adjusts the flow rate of the coolant so as to achieve the changed target flow rate.

具体的には、ECU4は、外気温度が常温よりも低いほど、目標流量を小さくするように変更し、外気温度が常温よりも高いほど、目標流量を大きくするように変更する。 Specifically, the ECU 4 decreases the target flow rate as the outside air temperature is lower than normal temperature, and increases the target flow rate as the outside air temperature is higher than normal temperature.

このようにすることで、発熱部102の温度状態に適した冷媒の流量とすることができる。 By doing so, it is possible to set the flow rate of the refrigerant suitable for the temperature state of the heat generating portion 102 .

以上のように構成された電力変換装置100における流量推定制御の動作例について説明する。図3は、電力変換装置100における流量推定制御の動作例を示すフローチャートである。図3における処理は、例えば、電力変換装置100におけるバッテリー3の充電動作が開始された際に適宜実行される。 An operation example of flow rate estimation control in the power conversion device 100 configured as described above will be described. FIG. 3 is a flow chart showing an operation example of flow rate estimation control in the power converter 100 . The process in FIG. 3 is appropriately executed, for example, when the charging operation of the battery 3 in the power converter 100 is started.

図3に示すように、制御部180は、第1温度および第2温度を取得する(ステップS101)。第1温度および第2温度を取得後、制御部180は、第2温度と第1温度との温度差を算出する(ステップS102)。温度差を算出後、制御部180は、温度差に基づいて冷媒の流量を推定する(ステップS103)。 As shown in FIG. 3, the controller 180 acquires a first temperature and a second temperature (step S101). After obtaining the first temperature and the second temperature, the controller 180 calculates the temperature difference between the second temperature and the first temperature (step S102). After calculating the temperature difference, the controller 180 estimates the flow rate of the coolant based on the temperature difference (step S103).

次に、制御部180は、推定した推定流量と目標流量との差が大きいか否かについて判定する(ステップS104)。判定の結果、推定流量と目標流量との差が大きい場合(ステップS104、YES)、制御部180は、電力変換装置100の動作を停止する(ステップS105)。ステップS105の後、本制御は終了する。 Next, the control unit 180 determines whether or not the difference between the estimated flow rate and the target flow rate is large (step S104). As a result of the determination, when the difference between the estimated flow rate and the target flow rate is large (step S104, YES), the control unit 180 stops the operation of the power converter 100 (step S105). After step S105, this control ends.

一方、推定流量と目標流量との差が大きくない場合(ステップS104、NO)、制御部180は、バッテリー3の充電が完了したか否かについて判定する(ステップS106)。なお、推定流量と目標流量との差に応じて、冷媒の流量の調整の有無が別途判断される。 On the other hand, if the difference between the estimated flow rate and the target flow rate is not large (step S104, NO), the control unit 180 determines whether charging of the battery 3 is completed (step S106). Whether or not to adjust the flow rate of the refrigerant is separately determined according to the difference between the estimated flow rate and the target flow rate.

判定の結果、充電が完了していない場合(ステップS106、NO)、処理はステップS101に戻る。一方、充電が完了した場合(ステップS106、YES)、本制御は終了する。 As a result of determination, when charging is not completed (step S106, NO), the process returns to step S101. On the other hand, when charging is completed (step S106, YES), this control ends.

以上のように構成された本実施の形態によれば、第2温度と第1温度との温度差に基づいて、冷媒の流量を推定する。つまり、冷却部140における発熱部102の上流側の温度と、下流側の温度との温度差に基づいて冷媒の流量を推定する。 According to the present embodiment configured as described above, the flow rate of the refrigerant is estimated based on the temperature difference between the second temperature and the first temperature. In other words, the flow rate of the coolant is estimated based on the temperature difference between the temperature on the upstream side of the heat generating section 102 in the cooling section 140 and the temperature on the downstream side thereof.

これにより、発熱部102の温度状態に起因する冷媒の温度変化を考慮して、冷媒の流量を推定することができる。その結果、冷媒の流量を正確に推定することができ、ひいては発熱部102の過熱に起因した発熱素子の破壊を抑制することができる。 Accordingly, the flow rate of the coolant can be estimated in consideration of the temperature change of the coolant caused by the temperature state of the heat generating section 102 . As a result, it is possible to accurately estimate the flow rate of the refrigerant, and thus to suppress the destruction of the heating element due to the overheating of the heat generating section 102 .

また、発熱部102の温度状態と冷媒の温度変化とに基づいて、冷媒の流量を推定するので、冷媒の流量をさらに正確に推定することができる。 Moreover, since the flow rate of the coolant is estimated based on the temperature state of the heat generating portion 102 and the temperature change of the coolant, the flow rate of the coolant can be estimated more accurately.

また、第1温度検出部150が筐体101の流入口に対応する位置に配置され、第2温度検出部160が筐体101の流出口に対応する位置に配置されるので、冷却部140内で、第2温度と第1温度との温度差がつけやすくなる位置に第1温度検出部150および第2温度検出部160が配置されている。その結果、第2温度と第1温度との温度差を正確に検出することができ、ひいては冷媒の流量の推定精度を向上させることができる。 Further, since the first temperature detection unit 150 is arranged at a position corresponding to the inlet of the housing 101 and the second temperature detection unit 160 is arranged at a position corresponding to the outlet of the housing 101, The first temperature detection section 150 and the second temperature detection section 160 are arranged at positions where it is easy to create a temperature difference between the second temperature and the first temperature. As a result, it is possible to accurately detect the temperature difference between the second temperature and the first temperature, thereby improving the accuracy of estimating the flow rate of the refrigerant.

また、推定流量と目標流量との比較結果に応じて、電力変換装置100を停止するので、発熱部102の過熱に起因した発熱素子の破壊を抑制することができる。 In addition, since the power conversion device 100 is stopped according to the result of comparison between the estimated flow rate and the target flow rate, it is possible to suppress breakage of the heating element due to overheating of the heating section 102 .

なお、上記実施の形態では、第1温度検出部が筐体の流入口に対応する位置に配置され、第2温度検出部が筐体の流出口に対応する位置に配置されていたが、本開示はこれに限定されない。例えば、第1温度検出部が発熱部の上流側に対応する位置に配置され、かつ、第2温度検出部が発熱部の下流側に対応する位置に配置されている限り、どのような位置に配置されていても良い。 In the above embodiment, the first temperature detection section is arranged at a position corresponding to the inlet of the housing, and the second temperature detection section is arranged at a position corresponding to the outlet of the housing. The disclosure is not so limited. For example, as long as the first temperature detection section is arranged at a position corresponding to the upstream side of the heat generating section, and the second temperature detection section is arranged at a position corresponding to the downstream side of the heat generating section, any position is possible. It may be arranged.

また、上記実施の形態では、制御部が、推定部、停止制御部および変更部を兼用していたが、本開示はこれに限定されず、ECUが推定部、停止制御部および変更部が兼用しても良いし、ECUが推定部、停止制御部および変更部の一部の機能を有していても良い。また、推定部、停止制御部および変更部のそれぞれが別々に設けられた構成であっても良い。 Further, in the above embodiment, the control unit serves as the estimation unit, the stop control unit, and the change unit, but the present disclosure is not limited to this, and the ECU serves as the estimation unit, the stop control unit, and the change unit. Alternatively, the ECU may have part of the functions of the estimating section, the stop control section, and the changing section. Alternatively, the estimating unit, the stop control unit, and the changing unit may be separately provided.

また、上記実施の形態では、冷却部が第1部分、第2部分および第3部分を有する構成であったが、本開示はこれに限定されず、発熱部を冷却可能な構成である限り、どのような構成であっても良い。 Further, in the above-described embodiment, the cooling unit has the first portion, the second portion, and the third portion, but the present disclosure is not limited to this. Any configuration may be used.

また、上記実施の形態では、冷却部が溝形状を有していたが、本開示はこれに限定されず、冷媒を流して発熱部を冷却可能な形状である限り、どのような形状であっても良い。 Further, in the above embodiment, the cooling part has a groove shape, but the present disclosure is not limited to this, and any shape may be used as long as the shape allows cooling of the heat generating part by flowing a coolant. can be

また、上記実施の形態では、流量推定装置として電力変換装置(充電器)を例示したが、本開示はこれに限定されず、発熱部を有する装置である限り、流量推定装置が電力変換装置以外の装置であっても良い。 Further, in the above embodiment, the power conversion device (charger) was exemplified as the flow rate estimation device, but the present disclosure is not limited to this. device may be used.

また、上記実施の形態では、流量推定装置が車両に搭載されていたが、本開示はこれに限定されず、車両に搭載されていなくても良い。 Further, in the above-described embodiment, the flow rate estimation device is mounted on the vehicle, but the present disclosure is not limited to this, and it may not be mounted on the vehicle.

その他、上記実施の形態は、何れも本開示を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本開示の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本開示はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。 In addition, each of the above-described embodiments merely shows an example of implementation for carrying out the present disclosure, and the technical scope of the present disclosure should not be construed to be limited by these. That is, the present disclosure can be embodied in various forms without departing from its spirit or key features.

本開示の流量推定装置は、冷媒の流量を正確に推定することが可能な流量推定装置、車両および流量推定方法として有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The flow rate estimation device of the present disclosure is useful as a flow rate estimation device, a vehicle, and a flow rate estimation method capable of accurately estimating the flow rate of refrigerant.

1 車両
2 外部交流電源
3 バッテリー
4 ECU
100 電力変換装置
101 筐体
102 発熱部
110 交流フィルタ
120 整流部
130 電力変換部
140 冷却部
140A 第1部分
140B 第2部分
140C 第3部分
141 流入口
142 流出口
150 第1温度検出部
160 第2温度検出部
170 出力電力検出部
180 制御部
1 Vehicle 2 External AC Power Supply 3 Battery 4 ECU
REFERENCE SIGNS LIST 100 power conversion device 101 housing 102 heat generation section 110 AC filter 120 rectification section 130 power conversion section 140 cooling section 140A first section 140B second section 140C third section 141 inlet 142 outlet 150 first temperature detection section 160 second second Temperature detection unit 170 Output power detection unit 180 Control unit

Claims (9)

出力電力量に応じて発熱する発熱部と、
前記発熱部を冷却するための冷媒が前記発熱部の配置箇所に対応する部分を流れる流路を構成する冷却部と、
前記冷媒の流動方向における前記発熱部よりも前記冷却部の上流側の第1温度を検出する第1温度検出部と、
前記流動方向における前記発熱部よりも前記冷却部の下流側の第2温度を検出する第2温度検出部と、
前記第2温度と前記第1温度との温度差に基づいて、前記冷却部における前記冷媒の流量を推定する推定部と、
を備える流量推定装置。
a heating unit that generates heat according to the amount of output electric power;
a cooling part that configures a flow path through which a coolant for cooling the heat generating part flows through a portion corresponding to an arrangement location of the heat generating part;
a first temperature detection unit that detects a first temperature on the upstream side of the cooling unit relative to the heat generating unit in the flow direction of the coolant;
a second temperature detection unit that detects a second temperature downstream of the cooling unit relative to the heat generating unit in the flow direction;
an estimation unit that estimates the flow rate of the refrigerant in the cooling unit based on the temperature difference between the second temperature and the first temperature;
A flow rate estimation device comprising:
前記推定部は、前記温度差と前記発熱部の発熱状態とに基づいて前記流量を推定する、
請求項1に記載の流量推定装置。
The estimation unit estimates the flow rate based on the temperature difference and the heat generation state of the heat generation unit.
The flow estimation device according to claim 1.
前記発熱部の出力電力量を検出する電力検出部を備え、
前記推定部は、前記電力検出部の検出結果に基づいて前記発熱状態の情報を取得する、
請求項2に記載の流量推定装置。
A power detection unit that detects the output power amount of the heat generating unit,
The estimation unit acquires information on the heat generation state based on the detection result of the power detection unit.
The flow rate estimation device according to claim 2.
前記発熱部を収容し、かつ、前記冷却部を有する筐体を備え、
前記第1温度検出部は、前記筐体における前記冷却部の前記上流側に対応する位置に配置され、
前記第2温度検出部は、前記筐体における前記冷却部の前記下流側に対応する位置に配置される、
請求項1~3の何れか1項に記載の流量推定装置。
A housing containing the heat generating unit and having the cooling unit,
The first temperature detection unit is arranged at a position corresponding to the upstream side of the cooling unit in the housing,
The second temperature detection unit is arranged at a position corresponding to the downstream side of the cooling unit in the housing,
A flow rate estimation device according to any one of claims 1 to 3.
前記筐体には、前記冷却部における前記冷媒の流入口と、前記冷却部における前記冷媒の流出口とが設けられ、
前記第1温度検出部は、前記筐体における前記流入口に対応する位置に配置され、
前記第2温度検出部は、前記筐体における前記流出口に対応する位置に配置される、
請求項4に記載の流量推定装置。
The housing is provided with an inflow port for the coolant in the cooling unit and an outflow port for the coolant in the cooling unit,
The first temperature detection unit is arranged at a position corresponding to the inlet in the housing,
The second temperature detection unit is arranged at a position corresponding to the outlet in the housing,
The flow rate estimation device according to claim 4.
前記推定部により推定された推定流量と、目標流量との比較結果に応じて前記発熱部の動作を停止する停止制御部を備える、
請求項1~5の何れか1項に記載の流量推定装置。
A stop control unit that stops the operation of the heat generation unit according to a comparison result between the estimated flow rate estimated by the estimation unit and a target flow rate,
The flow rate estimation device according to any one of claims 1 to 5.
外気温度に応じて、前記冷却部に流れる前記冷媒の目標流量を変更する変更部を備える、
請求項1~6の何れか1項に記載の流量推定装置。
A changing unit that changes a target flow rate of the refrigerant flowing to the cooling unit according to an outside temperature,
A flow rate estimation device according to any one of claims 1 to 6.
請求項1~7の何れか1項に記載の流量推定装置を備える、
車両。
Equipped with the flow rate estimation device according to any one of claims 1 to 7,
vehicle.
出力電力量に応じて発熱する発熱部と、前記発熱部を冷却するための冷媒が前記発熱部の配置箇所に対応する部分を流れる流路を構成する冷却部とを備える流量推定装置の流量推定方法であって、
前記冷媒の流動方向における前記発熱部よりも前記冷却部の上流側の第1温度を検出し、
前記流動方向における前記発熱部よりも前記冷却部の下流側の第2温度を検出し、
前記第2温度と前記第1温度との温度差に基づいて、前記冷却部における前記冷媒の流量を推定する流量推定方法。

Flow rate estimation of a flow rate estimating device comprising: a heat generating part that generates heat in accordance with an output power amount; a method,
detecting a first temperature upstream of the cooling unit relative to the heat generating unit in the flow direction of the coolant;
detecting a second temperature downstream of the cooling section relative to the heat generating section in the flow direction;
A flow rate estimation method for estimating the flow rate of the coolant in the cooling unit based on the temperature difference between the second temperature and the first temperature.

JP2021038284A 2021-03-10 2021-03-10 Flow rate estimation device, vehicle and flow rate estimation method Pending JP2022138411A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021038284A JP2022138411A (en) 2021-03-10 2021-03-10 Flow rate estimation device, vehicle and flow rate estimation method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021038284A JP2022138411A (en) 2021-03-10 2021-03-10 Flow rate estimation device, vehicle and flow rate estimation method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2022138411A true JP2022138411A (en) 2022-09-26

Family

ID=83399596

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021038284A Pending JP2022138411A (en) 2021-03-10 2021-03-10 Flow rate estimation device, vehicle and flow rate estimation method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2022138411A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN119050411A (en) * 2024-08-20 2024-11-29 上海澄朴科技有限公司 Method, device, equipment and medium for estimating circulation flow of cooling loop of fuel cell system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN119050411A (en) * 2024-08-20 2024-11-29 上海澄朴科技有限公司 Method, device, equipment and medium for estimating circulation flow of cooling loop of fuel cell system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7282957B2 (en) Powertrain, Refrigerant Flow Rate Estimation Method, and Electric Vehicle
TWI515525B (en) Circuit and method for temperature control and charging system
JP6402841B2 (en) Temperature abnormality detection method for power conversion device and temperature abnormality detection device for power conversion device
US10966291B2 (en) Power conversion apparatus and power conversion method
JP6245088B2 (en) Cooler
JP6299368B2 (en) Semiconductor device temperature estimation device
JP7080368B1 (en) Control device and control method
JP7020347B2 (en) Charge control device
JP2012216423A (en) Thermal input/output quantity control system in view of temperature unevenness
KR20190074364A (en) Temperature control method and control system of heating element
JP2012252887A (en) Temperature adjusting control system considering heat amount from external environment
CN108287299A (en) The abnormal detector of power generator
JP2022138411A (en) Flow rate estimation device, vehicle and flow rate estimation method
JP2010268614A (en) Overheat protection device
JP2018042414A (en) Cooling abnormality detection device
JP2010193695A (en) Power converter and method for detecting fan failure
JP2013172540A (en) Electric power conversion system
JP6029796B1 (en) Power converter
US12111193B2 (en) Method for determining a target volumetric flow rate for a coolant
JP2020071093A (en) Current sensor
US7019480B2 (en) Synchronous-motor controller
CN107017330A (en) The TRT of vehicle
WO2022163055A1 (en) Temperature control device
JP2010056116A (en) Heat sink test method
JP7020971B2 (en) Temperature estimation device