车载电子装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种车载电子装置。
【背景技术】
[0002]混合动力车辆(HV)是可用的，其中随着升压变换器的多个开关元件的温度的上升，并且也随着用于冷却多个开关元件的冷却剂的温度的上升，升压变换器的负载系数限制降低(例如，参见日本专利申请公开第2013-095147号(JP 2013-095147 A))。
[0003]然而，因为这种类型的开关元件通常通过焊接等被连接到基板上，开关元件是通过多种材料与冷却剂相接触的。因此，对于开关元件的发热，不但耐热性，而且各材料之间的热膨胀系数的差异所引起的热应力是成问题的。
[0004]在这方面，由于JP2013-095147 A中所描述的配置只考虑了开关元件的耐热温度，因此，可能会出现由热应力所引起的破裂。例如，在JP2013-095147 A中所描述的配置中，当冷却剂的温度低时，元件的温度较为显著地上升。然而，在元件温度出现相对大的增高的情况下，位于开关元件下面的材料(焊料等)的热变形量和开关元件的热变形量之间的差增加，从而增加了施加到开关元件和该材料的热应力。这些热应力可能使开关元件破裂。
【发明内容】
[0005]因此，本发明提供了一种可以减少由热应力所造成的元件破裂的可能性的车载电子装置。
[0006]根据本发明的第一方案，一种车载电子装置包括:发热的元件;设置在该元件和冷却该元件的冷却剂之间的构件，且其在热膨胀系数上不同于该元件;检测元件温度的元件温度传感器;检测冷却剂温度的冷却剂温度传感器；以及，控制器，其控制元件的操作以使得当冷却剂的温度为第一温度时容许的元件的温度低于当冷却剂的温度为高于第一温度的第二温度时容许的元件的温度。
[0007]根据本发明的第二方案的车载电子装置包括:发热的元件;设置在所述元件和冷却所述元件的冷却剂之间的构件，且其在热膨胀系数上不同于该元件;检测元件的温度的元件温度传感器；以及，检测所述冷却剂的温度的冷却剂温度传感器，其中，当冷却剂的温度为高于第一温度的第二温度时，元件的输出下降时的元件温度高于当冷却剂的温度为第一温度时元件的输出下降时的所述元件的温度。
[0008]根据第一和第二方案，当冷却剂温度是第一温度时所容许的发热元件的温度的增高范围是受到限制的。因此，可以降低由热应力所造成的发热元件的破裂的可能性。
[0009]根据本发明的第三方案的车载电子装置包括:发热的元件;设置在该元件和冷却该元件的冷却剂之间的构件，且其在热膨胀系数上不同于该元件;检测冷却剂温度的冷却剂温度传感器；以及，控制器，其根据冷却剂的温度来限制元件的操作，以使得冷却剂的温度和元件的温度之差落入预定的范围内，其中，当冷却剂的温度为第一温度时的该范围等于当冷却剂的温度为高于第一温度的第二温度时的该范围。
[0010]根据本发明的第四方案，一种车载电子装置包括:发热的元件;设置在该元件和冷却该元件的冷却剂之间的构件，且其在热膨胀系数上不同于该元件;检测冷却剂温度的温度传感器，其中，当冷却剂的温度和元件的温度之差超过预定范围时，所述元件的输出下降，并且，当冷却剂的温度为第一温度时的预定范围等于当冷却剂的温度为高于第一温度的第二温度时的预定范围。
[0011]根据第三和第四方案，冷却剂和元件之间的温度差被限制为不超过预定范围。因此，可以降低由热应力所造成的发热元件的破裂的可能性。另外，由于当冷却剂的温度是第一温度和第二温度时的预定范围是相同的，因此即使在不同的冷却剂温度下，也可以降低由热应力所造成的发热元件的破裂的可能性。
[0012]根据本发明，能够获得一种可以减少由热应力所造成的发热元件的破裂的可能性的车载电子装置。
【附图说明】
[0013]下面将参照附图对本发明的示范性实施例的特征、优点以及技术和工业意义进行描述，其中相同的标号表示相同的元件，其中:
[0014]图1示出了电动汽车的电动机驱动系统I的整体配置的示例；
[0015]图2是示出逆变器的冷却结构的示例的剖面图；
[0016]图3是示出由半导体控制器执行的处理的示例的流程图；
[0017]图4是示出由半导体控制器执行的处理的另一示例的流程图；
[0018]图5示出了预定阈值Tth2和水温Tw之间的关系的示例；
[0019]图6是示出由热应力所造成的开关元件的破裂(热破裂)的产生原理的示例性示图；
[0020]图7是示出考虑到元件温度增高率来改变预定阈值Tth2的方法的示例的流程图；[0021 ]图8示出了根据元件温度增高率来改变预定阈值Tth2的方法的示例；
[0022]图9是示出当元件温度增高率较高时，开关元件的破裂(热破裂)的产生原理。
具体实施例
[0023]现在将参照附图给出示例性实施例的更详细的说明。
[0024]图1示出了电动汽车的电动机驱动系统I的整体配置的示例。对于电动机驱动系统I，通过利用来自电池10的电力致动驱动电动机40来驱动车辆。假设汽车是通过使用电力来致动驱动电动机40而被驾驶的，则对于电动汽车的配置和方法的细节并无限制。电动汽车的典型示例包括使用发动机和驱动电动机40作为动力源的混合动力车辆以及仅利用驱动电动机40作为动力源的电动车辆。
[0025 ] 如图1所示，电动机驱动系统I设置有电池1、直流-直流(DC/DC)转换器20、逆变器
30、驱动电动机40，以及半导体控制器50。
[0026]电池10是存储电力并输出直流电压的任意电力存储装置，并且可以由镍氢电池或锂离子电池构成，或由诸如双电层电容器的电容元件构成。
[0027]DC/DC转换器20可以是双向DC/DC转换器(可逆斩波器系统的升压DC/DC转换器20KDC/DC转换器20可以转换电压，例如通过从200V升压到650V以及从650V降低到200V。平滑电容器Cl可以被连接在负极线和DC/DC转换器20的电抗器(线圈)L1的输入侧之间。
[0028]在图中所示的示例中，DC/DC转换器20具有两个开关元件Q22、Q24以及电抗器LI。两个开关元件Q22、Q24在逆变器30的正极线和负极线之间相互串联。电抗器LI串联到电池10的正极侧。电抗器LI的输出侧连接到两个开关元件Q22、Q24的连接点。
[0029]在图中所示的示例中，DC/DC转换器20的两个开关元件Q22、Q24是绝缘栅双极晶体管(IGBT)。开关元件Q22、Q24可以是使用二极管(例如，续流二极管)D22、D24作为外部元件的通常的IGBT，或者合并了二极管D22、D24的反向导通IGBT(RC-1GBT)。在两者中任一情况下，上臂的开关元件Q22的集电极连接到逆变器30的正极线，且上臂的开关元件Q22的发射极连接到下臂的开关元件Q24的集电极。下臂的开关元件Q24的集电极连接到逆变器30的负极线和电池10的负极。开关元件Q22、Q24也可以是不同于IGBT的其他开关元件，例如，金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。
[0030]逆变器30由在正极线和负极线之间相互平行布置的U相臂、V相臂以及W相臂组成。U相臂是由开关元件(本示例中的IGBT)Q1、Q2串联组成的，V相臂是由开关元件(本示例中的IGBT) Q3、Q4串联组成的，并且W相臂是由开关元件(本示例中的IGBT) Q1、Q2串联组成的。布置二极管Dl至D6，从而使电流分别在开关元件Ql至Q6的集电极和发射极之间从发射极侧流到集电极侧。开关元件Ql至Q6也可以是不同于IGBT的其它开关元件，例如，M0SFET。
[0031]驱动电动机40是三相永磁电动机，且U、V和W这三相线圈中每个的一端共同连接在驱动电动机40的中点。11相线圈的另一端连接到开关元件Ql、Q2的中点Ml，V相线圈的另一端连接到开关元件Q3、Q4的中点M2，且W相线圈的另一端连接到开关元件Q5、Q6的中点M3。平滑电容器C2连接在开关元件Ql的集电极与负极线之间。U、V和W这三相线圈的连接方法也可以是三角形(A )连接。此外，驱动电动机40可以是混合三相电动机，其中组合了电磁铁和永磁铁。
[0032]除驱动电动机40之外，也可以并联第二驱动电动机或发电机。在这种情况下，也可并联地添加相应的逆变器。
[0033]半导体控制器50控制DC/DC转换器20和逆变器30。该半导体控制器50可被实现为包括微型计算机的电子控制单元(ECU)。半导体控制器50的各种功能(包括以下所述的功能)可以由任何硬件、软件和固件，或其组合来实现。例如，半导体控制器50的各种功能可以由专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列