JPH07143615A

JPH07143615A - 電気車の電力変換手段の冷却装置

Info

Publication number: JPH07143615A
Application number: JP28359393A
Authority: JP
Inventors: Hirohisa Yamamura; 博久山村; Nobunori Matsudaira; 信紀松平; Masanori Takeso; 當範武曽
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-11-12
Filing date: 1993-11-12
Publication date: 1995-06-02

Abstract

(57)【要約】【目的】電気車の電力変換手段の冷却装置において、
電力変換手段の温度変化量を所定値以下に維持し、電力
変換手段の寿命を向上する事が可能な冷却装置を実現す
る。【構成】サーミスタ７の温度検出信号及び電流センサ
１７からの電流信号が温度算出部９２に取り込まれジャ
ンクション温度Ｔjが算出される。次に、温度変化量算
出部９４でジャンクション温度の変化量△Ｔjが算出さ
れる。オンオフ判断部９５は温度変化量△Ｔjが温度変
化量△Ｔ2よりも大であれば、ポンプ３をオンとし、冷
却液を循環させる。また、温度変化量△Ｔjが温度変化
範囲△Ｔ2〜△Ｔ1に入っていれば、現在ポンプ３がオン
の状態であるならば、オンの状態を維持させ、現在ポン
プ３がオフの状態であれば、オフの状態を維持させる。
また、温度変化量△Ｔjが温度変化量△Ｔ1よりも小であ
れば、ポンプ３をオフとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気車の電力変換手段
の冷却装置に係わり、特に液体冷媒を循環させてパワー
トランジスタ等のパワー素子の発熱部を冷却するに好適
な冷却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電気車の電力変換手段を冷却する装置と
しては、実開昭５５−５１６２８号公報に記載された電
動車両の熱保護装置がある。この熱保護装置において
は、電動機を制御するパワー素子（トランジスタ）の温
度が温度センサにより検出される。この温度センサの温
度検出信号は、温度判定部に供給され、パワー素子の温
度が一定値を越えた場合には、パワー素子のオンオフを
制御して、電動機に供給する電力が低下される。このよ
うにして、パワー素子が加熱から保護されるように、構
成されている。

【０００３】また、電気車の電力変換手段冷却装置の他
の例としては、特開平４−２７５４９２号公報に記載さ
れた、電気自動車の電力変換手段冷却装置がある。上記
電力変換手段冷却装置においては、充電器→ＤＣ−ＤＣ
コンバータ→ラジエータ→ポンプモータを経由して、充
電器に至る第１の冷却液循環経路と、ＤＣ−ＤＣコンバ
ータ→インバータ→ラジエータ→ポンプモータを経由し
て、ＤＣ−ＤＣコンバータに至る第２の冷却液循環経路
とを有する。

【０００４】そして、充電器の充電時には、第１の冷却
液循環経路が選択される。この場合、充電器の温度がＤ
Ｃ−ＤＣコンバータよりも、大の場合には、充電器から
ＤＣ−ＤＣコンバータに向かう方向に冷却液が流され、
充電器の温度がＤＣ−ＤＣコンバータよりも、小の場合
には、ＤＣ−ＤＣコンバータから充電器に向かう方向に
冷却液が流される。

【０００５】また、非充電時には、第２の冷却液循環経
路が選択される。この場合、インバータの温度がＤＣ−
ＤＣコンバータよりも、大の場合には、インバータから
ＤＣ−ＤＣコンバータに向かう方向に冷却液が流され、
インバータの温度がＤＣ−ＤＣコンバータよりも、小の
場合には、ＤＣ−ＤＣコンバータからインバータに向か
う方向に冷却液が流される。このようにして、電気自動
車に設けられた各種電力変換手段等が効率良く冷却され
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、電気車にお
いては、加速及び減速が頻繁に行われる。このため、電
動機へ電力を供給するための電力変換手段である、パワ
ートランジスタ（パワー素子）のジャンクション温度の
変化量が大となる。このジャンクション温度の変化量が
大となると、ジャンクション温度自体は、常温範囲であ
ったとしても、パワー素子の寿命が短くなるということ
が、本発明者等の実験等により、確認された。つまり、
パワー素子のジャンクション温度は、パワー素子に流れ
る電流、印加される電圧により決まる損失、即ち、定常
オン損失、ターンオン損失、ターンオフ損失等の損失に
より上昇する。このパワー素子のジャンクション温度の
上昇は、パワー素子のケースとヒートシンク間のグリー
ス等の温度上昇、並びに、ヒートシンクの温度上昇を伴
う。この場合、パワー素子のケース温度の変化は、この
ケースとパワー素子の絶縁版とチップ間の半田にストレ
スを与える。このストレスがパワー素子の寿命に影響を
与える。したがって、パワー素子のジャンクション温度
変化が大となると、上記ストレスも大となり、パワー素
子の寿命が短くなる。

【０００７】ところが、上記実開昭５５−５１６２８号
公報記載の熱保護装置においては、電力制御部の温度が
一定値を越えた場合にのみ、電力制御部を保護する構成
となっている。このため、電力制御部の温度変化量が大
の場合であっても、温度が上記一定値を越えないと、電
力制御部は保護されない。したがって、上記熱保護装置
にあっては、電力制御部の長寿命化が困難であった。

【０００８】また、上記特開平４−２７５４９２号公報
記載の冷却装置においても、各種電力変換部の温度変化
量は考慮されおらず、冷却液が一定流量で循環されてい
る。このため、電気車の加速時には、例えばインバータ
内のパワー素子の温度は大となるが、加速終了時には、
上記一定流量で循環されいる冷却液により、急速に冷却
されてしまい、パワー素子の温度変化量が大となってし
まう。したがって、上記公報記載の冷却装置において
も、パワー素子の長寿命化が困難であった。

【０００９】本発明の目的は、電気車の電力変換手段の
冷却装置において、この電力変換手段の温度変化量を所
定値以下に維持し、電力変換手段の寿命を向上する事が
可能な冷却装置を実現することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、次のように構成される。電気車の電力変換
手段の冷却装置において、電力変換手段を冷却する冷却
液を循環させる冷却液循環手段と、電力変換手段の近辺
の温度を検出する温度検出手段と、温度検出手段からの
温度検出信号に基づいて、電力変換手段の温度変化量を
算出する温度変化量算出手段と、温度変化量算出手段に
より算出された温度変化量が、所定量未満となったとき
には、冷却液循環手段の動作を制限する冷却動作制御手
段とを備える。

【００１１】好ましくは、上記電力変換手段の冷却装置
において、電力変換手段の負荷電流を検出する電流検出
手段を有し、温度検出が検出する温度は、電力変換手段
のケース温度であり、負荷電流及びケース温度により決
定される損失値と電力変換手段及びケース間熱抵抗値と
により、電力変換手段の温度が算出され、温度変化量が
算出される。また、好ましくは、上記電力変換手段の冷
却装置において、冷却動作制御手段は、温度変化量が、
所定量以上となったときには、冷却液循環手段を動作さ
せ、温度変化量が所定量未満となったときには、冷却液
循環手段の動作を停止させる。

【００１２】また、好ましくは、上記電力変換手段の冷
却装置において、冷却動作制御手段は、温度変化量が、
所定量以上となったときには、冷却液循環手段による冷
却液循環流量を大とし、温度変化量が所定量未満となっ
たときには、冷却液循環手段による冷却液循環流量を小
とする。

【００１３】また、電気車の電力変換手段の冷却装置に
おいて、電力変換手段を冷却する冷却液を循環させる冷
却液循環手段と、電力変換手段の近辺の温度を検出する
温度検出手段と、温度検出手段からの温度検出信号に基
づいて、電力変換手段の温度変化量を算出する温度変化
量算出手段と、温度検出手段からの温度検出信号に基づ
いて、電力変換手段の温度が所定温度以上となったと
き、並びに、温度変化量算出手段により算出された温度
変化量が、所定量以上となったときには、冷却液循環手
段を動作させ、温度変化量が所定量未満となったときに
は、冷却液循環手段の動作を停止させる冷却動作制御手
段とを備える。

【００１４】また、電気車の電力変換手段の冷却装置に
おいて、電力変換手段を冷却する冷却液を循環させる冷
却液循環手段と、冷却液の温度を検出する冷却液温検出
手段と、電気車の外部の温度を検出する外気温検出手段
と、外気温検出手段によって検出された外気温に応じ
て、設定値が変更される設定温度を記憶し、冷却液温検
出手段によって検出された冷却液温が設定温度以上とな
ったときには、冷却液循環手段を動作させ、冷却液温が
上記設定温度未満となったときには、冷却液循環手段の
動作を停止させる冷却動作制御手段とを備える。

【００１５】また、電気車の電力変換手段の冷却装置に
おいて、電力変換手段を冷却する冷却液を循環させる冷
却液循環手段と、電気車の加速動作を指令するアクセル
ペダルのアクセル開度が大のときには、冷却液循環手段
を動作させ、アクセル開度が小を停止させる冷却動作制
御手段とを備える。

【００１６】

【作用】温度検出手段により、電力変換手段の近辺の温
度が検出される。検出された温度から、温度変化量算出
手段により、電力変換手段の温度変化量が算出される。
算出された温度変化量が所定量以上の場合には、冷却液
循環手段により、冷却液が循環され、電力変換手段が冷
却される。また、算出された温度変化量が所定量未満で
あれば、冷却液の循環量が制限される。これにより、電
力変換手段の急激な温度変化が防止される。

【００１７】また、電力変換手段の温度が所定温度以上
となったとき、並びに、温度変化量が所定量以上となっ
たとき、冷却液動作制御手段により冷却液循環手段が動
作される。そして、温度変化量が所定量未満となったと
きには、冷却液循環手段の動作が停止される。

【００１８】また、電力変換手段の冷却液温が冷却液温
検出手段により検出され、電気車の外部の温度が外気温
検出手段により検出される。電力変換手段を冷却する冷
却液は、この冷却液の温度が設定温度以上となったとき
に、循環される。この設定温度は、外気温に応じて変更
される。つまり、外気温が低くなるに従って、上記設定
温度も低い値に変更される。これにより、電力変換手段
の急激な温度上昇及び温度低下が防止される。

【００１９】また、アクセル開度が大のときには、冷却
液循環手段が動作され、アクセル開度が小のときには、
冷却液循環手段の動作が停止される。つまり、アクセル
開度が大の場合には、電力変換手段の温度が上昇するこ
とが予測されるので、冷却液により、電力変換手段が冷
却される。

【００２０】

【実施例】図１は、本発明の第１実施例の概略構成図で
ある。図１において、電気車用モータ８と、主電源６
と、インバータ５とにより電気車主回路が構成されてい
る。そして、インバータ５の中には、パワートランジス
タ等のパワー素子１１が複数個配置されており、これら
複数個のパワー素子１１は、高温ハンダ１２を介して絶
縁基板１３にハンダ付けされている。また、絶縁基板１
３は、ハンダ１４を介してパワー素子ケース１５にハン
ダ付けされている。パワー素子ケース１５は、通常、熱
伝導性の良好なグリースを介してヒートシンク４にネジ
止めされる。パワー素子１１は、アルミワイヤ、銅バー
等でインバータブリッジ状に結線され、端子台１６にお
いて、主電源６及び電気車用モータ８に接続される。

【００２１】一方、冷却系は、ラジエータ１、ファンモ
ータ２、電気式ポンプ３、ヒートシンク４及びこれらを
接続する冷却パイプから構成される。そして、電気式ポ
ンプ３が駆動されることにより、冷却液が冷却ポンプ内
を循環される。ラジエータ１はファンモータ２により冷
却され、パワー素子１１等に対する冷却能力は、冷却液
の流量を変えることにより、変更可能となっている。こ
の冷却能力の変更は、ファンモータ２の風量を変更して
も可能である。

【００２２】また、コントローラ９は、モータ８への供
給電流を制御するモータ電流制御部９１と、ジャンクシ
ョン温度算出部９２と、マップ９３と、温度変化量算出
部９４と、ポンプ３のオンオフを制御するオンオフ判断
部９５とを備えている。アクセルペダル１０の踏み込み
量に応じた信号が、モータ電流制御部９１に供給されて
おり、アクセルペダル１０の踏み込み量に応じたＰＷＭ
信号が、端子台１６を介して、パワー素子１１に供給さ
れる。そして、パワー素子１１により電源６からモータ
８に供給される電力が調整される。モータ８に供給され
る電流は、電流センサ１７により検出され、この検出さ
れたモータ電流を示す信号がモータ電流制御部９１に供
給される。そして、モータ電流制御部８１によりモータ
８のトルクが制御される。ヒートシンク４の温度は、こ
のヒートシンク４の近辺に配置されたサーミスタ７によ
り検出され、この検出信号は、ジャンクション温度算出
部９２に供給される。

【００２３】図２は、図１に示した第１実施例の動作フ
ローチャートである。図２のステップ１００において、
ケース１５の温度ＴTHとして、サーミスタ７からの温度
検出信号が、ジャンクション温度算出部９２に取り込ま
れる。次に、ステップ１０１において、アクセルペダル
１０のアクセル開度に応じた信号が、モータ電流制御部
９１に取り込まれ、必要なモータトルクが演算される。
続いて、ステップ１０２において、パワー素子１１に制
御信号が供給され、パワー素子１１によりモータ８に電
流が供給される。

【００２４】次に、ステップ１０３において、モータ８
の電流Ｉ1が電流センサ１７からモータ電流制御部９１
及びジャンクション温度算出部９２に取り込まれる。そ
して、ステップ１０４において、ジャンクション温度算
出部９２は、予めマップ９３に記憶された、ケース温度
ＴTH（ＴC）毎の、電流Ｉ1と損失ＷLと関係により、損
失ＷLを抽出する。次に、ステップ１０５において、ジ
ャンクション温度算出部９２は、次式（１）に従って、
パワー素子１１のジャンクション温度Ｔjを算出する。Ｔj ＝ＴTH ＋ θ_j-c×ＷL −−− （１）ただし、θ_j-cは、パワー素子１１のジャンクションと
ケース１５との間の熱抵抗値であり、この熱抵抗値は、
予め求められ、記憶されているものである。

【００２５】次に、ステップ１０６において、温度変化
量算出部９４で、今回算出されたジャンクション温度か
ら前回算出されたジャンクション温度が減算され、その
温度差△Ｔjが算出される。ジャンクション温度Ｔjの算
出が今回が最初であれば、算出されたジャンクション温
度Ｔjは初期値として記憶され、ステップ１０８を介し
て、ステップ１００に戻る。

【００２６】ステップ１０６において、オンオフ判断部
９５は、上記温度差△Ｔjが温度変化範囲△Ｔ2（例えば
２０℃）〜△Ｔ1（例えば０℃）に入っているか否かを
判定する。そして、温度差△Ｔjが、温度変化△Ｔ2より
も大であれば、ステップ１０９に進み、ポンプ３をオン
とし、冷却液をポンプ３、ラジエータ１、ヒートシンク
４、ポンプ３に循環させる。そして、処理は、ステップ
１００に戻る。

【００２７】また、ステップ１０６において、温度差△
Ｔjが、温度変化範囲△Ｔ2〜△Ｔ1に入っていれば、ス
テップ１０８に進み、現在ポンプ３がオンの状態である
ならば、オンの状態を維持させ、現在ポンプ３がオフの
状態であれば、オフの状態を維持させる。そして、処理
は、ステップ１００に戻る。

【００２８】また、ステップ１０６において、温度差△
Ｔjが、温度変化△Ｔ1よりも小であれば、ステップ１０
７に進み、ポンプ３をオフとする。そして、処理は、ス
テップ１００に戻る。

【００２９】図３は、半導体の寿命特性を示す図であ
り。横軸がケース温度ＴC（ＴTH）であり、縦軸が半導
体の寿命Ｎである。この半導体の寿命Ｎは、定量的に表
現すると、次式（２）で示すことができる。Ｎ＝Ｋ×（ΔＴj）^(-2.5) −−− （２）ただし、Ｋは係数である。図３及び上記式（２）に示す
ように、温度差ΔＴjが大となるほど、半導体の寿命Ｎ
が短くなっている。

【００３０】図４は、ケース温度が一定値以上となる
と、ポンプ３を駆動する従来の技術における（（Ａ）、
（Ｂ）、（Ｃ））ジャンクション温度差と、本発明の実
施例における（（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ））ジャンクショ
ン温度差とを比較する図である。図４の（Ａ）、
（Ｂ）、（Ｃ）において、時点ｔ1にて、車両が加速さ
れると、それに伴い、ジャンクション温度Ｔjが上昇
し、ポンプ３もオンとされる。そして、時点ｔ2にて、
車両の加速指令が停止される。この場合、ジャンクショ
ン温度Tjは、ＴTH以上であるので、ポンプ３はオンとな
った状態が維持される。このため、車両の加速指令が停
止されても、ヒートシンクは冷却液により冷却され、ジ
ャンクション温度Ｔjは、温度差ΔＴj1だけ急激に冷却
される。

【００３１】さて、図４の（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）にお
いて、時点ｔ1にて、車両が加速されると、ジャンクシ
ョン温度Ｔjが上昇し、温度変化量が所定値（例えば２
０℃）以上となると、ポンプ３がオンとされる。そし
て、時点ｔ2にて、車両の加速指令が停止される。する
と、ジャンクション温度Ｔjは下降して、温度変化量が
時点ｔ3にて、所定値（例えば０℃）以下となると、ポ
ンプ３がオフとされる。つまり、パワー素子１１の非発
熱時には、冷却能力が低下される。このため、ジャンク
ション温度Ｔjは、上記温度差ΔＴj1より小さな温度差
ΔＴj2だけ下降する。

【００３２】上記温度差ΔＴj1が５０℃とすると、温度
差ΔＴj2は約３０℃とすることができる。上記（２）式
に温度差５０℃を代入して得られた寿命Ｎ1と、温度差
３０℃を代入して得られた寿命Ｎ2とを比較すると、寿
命Ｎ2は、寿命Ｎ1の約３．５倍となり、半導体の寿命を
向上することができる。

【００３３】以上のように、本発明の第１実施例によれ
ば、パワー素子１１の温度変化量が、所定の値以上とな
ると、ポンプ３がオンとされ、パワー素子１１が冷却さ
れる。また、パワー素子１１の温度変化量が所定の値以
下となると、ポンプ３がオフとされる。したがって、パ
ワー素子１１の急激な温度上昇及び温度下降を防止する
ことができ、パワー素子１１の寿命を向上することがで
きる。さらに、本発明の第１実施例においては、パワー
素子１１の温度変化量が大となったときのみ、ポンプ３
をオンとして、冷却液を循環させるので、常時、冷却液
を循環させる場合と比較して、電力消費量が低減され
る。

【００３４】図５は、本発明の第２実施例の概略構成図
であり、図１の例と同等なも部分には、同一の符号を付
してある。そして、図１の例においては、オンオフ判断
部９５により、ポンプ３がオンオフ制御される構成であ
ったが、図５の例においては、ポンプ流量制御部９６に
より、ポンプ３の流量が制御される構成となっている。
つまり、ポンプ３は、小流量だけ冷却液が循環するよう
に、常時、駆動されており、ポンプ流量制御部９６は、
パワー素子１１のジャンクション温度の変化量が所定量
以上となった場合に、ポンプ３を制御して、冷却液の循
環流量を増加させる構成となっている。

【００３５】この図５の例の動作については、図２のフ
ローチャートのステップ１００〜１０６までは、同様な
動作となる。そして、ステップ１０７においては、ポン
プ３をオフとする代わりに、ポンプ３の流量を大から小
に変化させる。また、ステップ１０８においては、前回
がポンプ流量大であれば、流量大を維持し、そして、前
回がポンプ流量小であれば、流量小を維持する。また、
ステップ１０９においては、ポンプ流量が小から大に変
化される。この本発明の第２実施例においても、図１の
例と同様に、パワー素子１１の急激な温度上昇及び温度
下降を防止することができ、パワー素子１１の寿命を向
上することができる。

【００３６】図６は、本発明の第３実施例の概略構成図
である。この第３実施例と上述した第１実施例との異な
るところは、ジャンクション温度算出部９２からの温度
情報は、温度変化量算出部９４に供給されるとともに、
オンオフ判断部９７にも供給される。そして、オンオフ
判断部９７は、温度変化量が所定量以上となると、ポン
プ３をオンとするのみならず、ジャンクション温度が所
定値以上となった場合にも、ポンプ３をオンとする。

【００３７】図７は、上記第３実施例の動作フローチャ
ートであり、図２の例とステップ１００〜１０５、１０
６〜１０９については、同等のステップとなっている。
そして、図７の例においては、ステップ１０５と１０６
との間に、ステップ１０５Ａ及び１０５Ｂが追加されて
いる。つまり、ステップ１０５において、ジャンクショ
ン温度Ｔjが算出されると、ステップ１０５Ａに進む。
そして、ステップ１０５Ａにおいて、ジャンクション温
度が所定温度以上か否かがオンオフ判断部９７で判断さ
れ、所定の値以上であれば、ステップ１０５Ｂに進み、
ポンプ３がオンとされる。そして、処理はステップ１０
６に進む。ステップ１０５Ａにおいて、ジャンクション
温度が所定温度未満であれば、ステップ１０６に進む。
ステップ１０６〜１０９は、図２の例と同様な動作が実
行される。

【００３８】以上説明したように、上記第３の実施例に
よれば、図１の例と同等な効果を得ることができる他、
ジャンクション温度が所定値以上となった場合も、パワ
ー素子が冷却されるので、パワー素子１１の寿命をより
向上することができる。

【００３９】図８は、本発明の第４実施例の概略構成図
である。前述した第１、第２、第３実施例においては、
ヒートシンク４の温度からジャンクション温度を算出
し、この算出した温度の変化量に基づいて、ポンプ３の
動作制御を実行する構成となっている。これに対して、
第４実施例においては、ヒートシンク４を冷却する冷却
水の温度を測定する冷却水温センサ１９と、車両外部の
温度を測定する外気温センサ１８とが配置される。そし
て、冷却水温と、外気温とからパワー素子１１の温度変
化量が大となる場合を予測し、ポンプ３をオンオフ制御
する構成となっている。

【００４０】つまり、外気温が低くなると、それに応じ
てポンプ３をオンとする冷却水温を低く設定し、パワー
素子の温度変化量の増大を防止する構成となっている。
このため、マップ９９には、外気温に応じて、ポンプ３
をオンとする冷却水温の値が記憶されている。例えば、
外気温が４０℃以上の場合には、冷却水温が６０℃とな
ると、ポンプ３をオンとする。また、外気温が４０℃か
ら３０℃の場合は、冷却水温が５０℃、外気温が３０℃
から２０℃の場合は、冷却水温が４０℃となると、ポン
プ３がオンとされる。また、外気温が２０℃から１０℃
の場合は、冷却水温が３０℃、外気温が１０℃から０℃
の場合は、冷却水温が２０℃、外気温が０℃から−１０
℃の場合は、冷却水温が１０℃となると、ポンプ３がオ
ンとされる。

【００４１】このように、本発明の第４実施例において
は、外気温に応じて、ポンプ３をオンとする冷却水温が
変更されるので、パワー素子１１の急激な温度上昇及び
温度下降を防止することができ、パワー素子１１の寿命
を向上することができる。また、外気温センサ１８や冷
却水温センサ１９の車両への取付は、サーミスタ７のヒ
ートシンク４への取付けよりも、容易であり、取付けコ
ストを低減することができるという効果もある。

【００４２】図９は、本発明の第５実施例の概略構成図
である。この第５実施例の場合は、アクセルペダル１０
の開度から、パワー素子１１の温度変化量の増加を予測
し、ポンプ３のオンオフを制御する構成となっている。
つまり、アクセルペダル１０からのアクセル開度信号
が、オンオフ判断部９８Ａに供給され、アクセル開度が
所定値以上となった場合には、ポンプ３をオンとし、ア
クセル開度が所定値以下となった場合には、ポンプ３を
オフとする。

【００４３】このように、本発明の第５実施例によれ
ば、アクセル開度に応じて、ポンプ３をオンとし、冷却
液によりパワー素子１１を冷却するように構成したの
で、簡単な構成でありながら、パワー素子１１の急激な
温度上昇及び温度下降を防止することができ、パワー素
子１１の寿命を向上することができる。

【００４４】なお、上記第５実施例においては、アクセ
ル開度に応じてポンプ３のオンオフを制御する構成とし
たが、アクセル開度ではなく、モータ電流制御部９１か
らのモータ電流指令値に基づいて、ポンプ３のオンオフ
を制御するように構成してもよい。

【００４５】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているため、以下のような効果がある。電力変換手段の
近辺温度に基づいて電力変換手段の温度変化量を算出す
る温度変化量算出手段と、算出された温度変化量が、所
定量未満となったときには、冷却液循環手段の動作を制
限する冷却動作制御手段とを備える。これにより、電力
変換手段の急激な温度上昇及び温度低下を防止して、電
力変換手段の寿命を向上することができる。

【００４６】また、電力変換手段の近辺温度に基づいて
電力変換手段の温度変化量を算出する温度変化量算出手
段と、電力変換手段の温度が所定温度以上となったと
き、並びに、温度変化量算出手段により算出された温度
変化量が、所定量以上となったときには、冷却液循環手
段を動作させ、温度変化量が所定量未満となったときに
は、冷却液循環手段の動作を停止させる冷却動作制御手
段とを備える。これにより、電力変換手段の急激な温度
上昇及び温度低下を防止して、電力変換手段の寿命を向
上することができる。

【００４７】また、冷却液の温度を検出する冷却液温検
出手段と、電気車の外部の温度を検出する外気温検出手
段と、外気温検出手段によって検出された外気温に応じ
て、設定値が変更される設定温度を記憶し、冷却液温検
出手段によって検出された冷却液温が設定温度以上とな
ったときには、冷却液循環手段を動作させ、冷却液温が
上記設定温度未満となったときには、冷却液循環手段の
動作を停止させる冷却動作制御手段とを備える。これに
より、外気温と冷却液を循環する冷却液温との差が大と
なることが防止され、電力変換手段の急激な温度上昇及
び温度低下が防止される。したがって、電力変換手段の
寿命を向上することができる。

【００４８】また、電気車の加速動作を指令するアクセ
ルペダルのアクセル開度が大のときには、冷却液循環手
段を動作させ、アクセル開度が小を停止させる冷却動作
制御手段とを備える。アクセル開度が大の場合は、電力
変換手段の温度が上昇する事が予測されるので、電力変
換手段が冷却液により冷却される。これにより、電力変
換手段の急激な温度上昇及び温度低下が防止される。し
たがって、電力変換手段の寿命を向上することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の概略構成図である。

【図２】本発明の第１実施例の動作フローチャートであ
る。

【図３】パワー素子の寿命特性を示す図である。

【図４】本発明の第１実施例の動作と従来例の動作とを
比較する波形図である。

【図５】本発明の第２実施例の概略構成図である。

【図６】本発明の第３実施例の概略構成図である。

【図７】第３実施例の動作フローチャートである。

【図８】本発明の第４実施例の概略構成図である。

【図９】本発明の第５実施例の概略構成図である。

【符号の説明】

１ラジエータ２ファンモータ３電気式ポンプ４ヒートシンク５インバータ６バッテリ７サーミスタ８電気車用モータ９コントローラ１０アクセル１１パワー素子１５パワー素子ケース１７電流センサ９１モータ電流制御部９２ジャンクション温度算出部９３、９９マップ９４温度変化量算出部９５、９７オンオフ判断部９６ポンプ流量制御部９８、９８Ａオンオフ判断部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気車の電力変換手段の冷却装置におい
て、上記電力変換手段を冷却する冷却液を循環させる冷却液
循環手段と、上記電力変換手段の近辺の温度を検出する温度検出手段
と、上記温度検出手段からの温度検出信号に基づいて、上記
電力変換手段の温度変化量を算出する温度変化量算出手
段と、上記温度変化量算出手段により算出された温度変化量
が、所定量未満となったときには、上記冷却液循環手段
の動作を制限する冷却動作制御手段と、を備えることを特徴とする電気車の電力変換手段の冷却
装置。
【請求項２】請求項１記載の電力変換手段の冷却装置
において、上記電力変換手段の負荷電流を検出する電流
検出手段を有し、上記温度検出が検出する温度は、上記
電力変換手段のケース温度であり、上記負荷電流及びケ
ース温度により決定される損失値と電力変換手段及びケ
ース間熱抵抗値とにより、上記電力変換手段の温度が算
出され、温度変化量が算出されることを特徴とする電気
車の電力変換手段の冷却装置。
【請求項３】請求項１記載の電力変換手段の冷却装置
において、上記冷却動作制御手段は、上記温度変化量
が、所定量以上となったときには、上記冷却液循環手段
を動作させ、上記温度変化量が所定量未満となったとき
には、上記冷却液循環手段の動作を停止させることを特
徴とする電気車の電力変換手段の冷却装置。
【請求項４】請求項１記載の電力変換手段の冷却装置
において、上記冷却動作制御手段は、上記温度変化量
が、所定量以上となったときには、上記冷却液循環手段
による冷却液循環流量を大とし、上記温度変化量が所定
量未満となったときには、上記冷却液循環手段による冷
却液循環流量を小とすることを特徴とする電気車の電力
変換手段の冷却装置。
【請求項５】電気車の電力変換手段の冷却装置におい
て、上記電力変換手段を冷却する冷却液を循環させる冷却液
循環手段と、上記電力変換手段の近辺の温度を検出する温度検出手段
と、上記温度検出手段からの温度検出信号に基づいて、上記
電力変換手段の温度変化量を算出する温度変化量算出手
段と、上記温度検出手段からの温度検出信号に基づいて、上記
電力変換手段の温度が所定温度以上となったとき、並び
に、上記温度変化量算出手段により算出された温度変化
量が、所定量以上となったときには、上記冷却液循環手
段を動作させ、上記温度変化量が所定量未満となったと
きには、上記冷却液循環手段の動作を停止させる冷却動
作制御手段と、を備えることを特徴とする電気車の電力変換手段の冷却
装置。
【請求項６】電気車の電力変換手段の冷却装置におい
て、上記電力変換手段を冷却する冷却液を循環させる冷却液
循環手段と、上記冷却液の温度を検出する冷却液温検出手段と、上記電気車の外部の温度を検出する外気温検出手段と、上記外気温検出手段によって検出された外気温に応じ
て、設定値が変更される設定温度を記憶し、上記冷却液
温検出手段によって検出された冷却液温が上記設定温度
以上となったときには、上記冷却液循環手段を動作さ
せ、上記冷却液温が上記設定温度未満となったときに
は、上記冷却液循環手段の動作を停止させる冷却動作制
御手段と、を備えることを特徴とする電気車の電力変換手段の冷却
装置。
【請求項７】電気車の電力変換手段の冷却装置におい
て、上記電力変換手段を冷却する冷却液を循環させる冷却液
循環手段と、上記電気車の加速動作を指令するアクセルペダルのアク
セル開度が大のときには、上記冷却液循環手段を動作さ
せ、上記アクセル開度が小のときには、上記冷却液循環
手段の動作を停止させる冷却動作制御手段と、を備えることを特徴とする電気車の電力変換手段の冷却
装置。