CN106461726A - 蓄电系统 - Google Patents
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Abstract
一种蓄电系统,包括蓄电设备、负载、连线、继电器、电容器、电压传感器、第一绝缘电阻器、第二绝缘电阻器、第一电流路径、第二电流路径以及控制器。电容器的一端被连接到蓄电设备且另一端被连接到地线。电压传感器被配置成检测电容器的电压值。第一绝缘电阻器被提供在蓄电设备与地线之间。第二绝缘电阻器被设置在负载与地线之间。第一电流路径包括第一绝缘电阻器。第二电流路径包括连线和第二绝缘电阻器。控制器被配置成控制继电器的接通和关断。控制器被配置成当在执行用于关断继电器的控制的情况下的电容器的电压值基本上等于第二电压值时,确定继电器被锁定在接通状态。第一电阻值高于第二电阻值,并且第二电压值高于第一电压值。第一电阻值是第一绝缘电阻器的电阻值。第二电阻值是第二绝缘电阻器的电阻值。
Description
技术领域
本发明涉及一种能够确定用于将蓄电设备连接到负载的继电器是否被锁定在接通状态的蓄电系统。
背景技术
在日本专利申请公开号08-226950(P 08-226950 A)中,电容器被连接到主电路布线,该主电路布线被连接到电源,并且基于电容器的电压值来计算主电路布线与接地(GND)电势部分之间的绝缘电阻。在本文中,电容器的一端被连接到在正侧的主电路布线,并且电容器的另一端被接地。
当在负侧的主电路布线与GND电势部分之间的绝缘电阻被减小时,电源的放电电流依次流向在正侧的主电路布线、电容器、GND电势部分以及在负侧的主电路布线,并且电容器由此被充电。因此,可以通过检测电容器的电压值来确定在负侧的主电路布线与GND电势部分之间的绝缘状态。
发明内容
JP 08-226950 A仅仅确定了主电路布线的绝缘状态(例如,电源的漏电)。在本文中,如在JP 08-226950 A中所述,使用继电器以便将电源连接到负载(在JP 08-226950 A中描述的充电电路和马达)并将电源从负载断开连接。继电器由活动接点和固定接点组成,并且当活动接点被锁定到固定接点时,存在其中继电器保持接通的情况。为了应对这种情况,必须确定继电器是否已被锁定。
根据本发明的一方面,一种蓄电系统包括蓄电设备、负载、连线、继电器、电容器、电压传感器、第一绝缘电阻器、第二绝缘电阻器、第一电流路径、第二电流路径以及控制器。连线被配置成连接蓄电设备和负载。继电器被提供在连线中。电容器的一端被连接到蓄电设备且另一端被连接到GND。电压传感器被配置成检测电容器的电压值。第一绝缘电阻器被设置在蓄电设备与GND之间。第二绝缘电阻器被设置在负载与GND之间。第一电流路径包括第一绝缘电阻器。第二电流路径包括连线和第二绝缘电阻器。
控制器被配置成控制继电器的接通和关断。控制器被配置成当在执行用于关断继电器的控制的情况下的电容器的电压值基本上等于第二电压值时,确定继电器被锁定在接通状态。在本文中,第一电阻值高于第二电阻值,并且第二电压值高于第一电压值。第一电阻值是第一绝缘电阻器的电阻值。第二电阻值是第二绝缘电阻器的电阻值。第一电压值是在第一电流路径中当蓄电设备的放电电流流到电容器时的电压值。第二电压值是在第二电流路径中当蓄电设备的放电电流流到电容器时的电压值。
根据上述方面,通过将注意力集中在第一绝缘电阻器的电阻值和第二绝缘电阻器的电阻值之间的量值关系来确定继电器是否被锁定在接通状态。
当第一绝缘电阻器的电阻值高于第二绝缘电阻器的电阻值时,第一电压值和第二电压值具有上述量值关系。在本文中,当继电器被锁定在接通状态时——尽管事实为继电器被控制为关断,蓄电设备的放电电流也在第二电流路径中流动,并且电容器被充电。在这种情况下,由电压传感器检测到的电压值基本上等于第二电压值,并且因此可以确定继电器被锁定在接通状态。
当继电器为关断时,电容器的电压值基本上等于第一电压值,并且当继电器为接通时,电容器的电压值基本上等于第二电压值。因此,由于第一电压值和第二电压值具有上述量值关系,所以可以在其中继电器为关断的情况和其中继电器为接通的情况之间进行辨别的同时对继电器在ON状态的锁定进行确定。
根据本发明的另一方面,一种蓄电系统包括蓄电设备、负载、连线、继电器、电容器、电压传感器、第一绝缘电阻器、第二绝缘电阻器、第一电流路径、第二电流路径以及控制器。连线被配置成连接蓄电设备和负载。继电器被提供在连线中。电容器的一端被连接到蓄电设备且另一端被连接到GND。电压传感器被配置成检测电容器的电压值。第一绝缘电阻器被设置在蓄电设备与GND之间。第二绝缘电阻器被设置在负载与GND之间。第一电流路径包括第一绝缘电阻器。第二电流路径包括连线和第二绝缘电阻器。控制器被配置成控制继电器的接通和关断,并且当在执行用于将继电器在接通与关断之间切换的控制的情况下的电压差小于第一电压值与第二电压值之间的差时,确定继电器被锁定在接通状态。
在本文中,第一电阻值高于第二电阻值,并且第一电压值低于第二电压值。第一电阻值是第一绝缘电阻器的电阻值。第二电阻值是第二绝缘电阻器的电阻值。第一电压值是在第一电流路径中蓄电设备的放电电流流到电容器时的电压值。第二电压值是在第二电流路径中蓄电设备的放电电流流到的电容器时的电压值。电压差是在当执行用于接通继电器的控制时由电压传感器检测到的电容器的电压值与当执行用于关断继电器的控制时由电压传感器检测到的电容器的电压值之间的电压差。
当继电器被锁定在接通状态时,即使当执行用于接通或关断继电器的控制时,由电压传感器检测到的电压值基本上彼此相等。此时的电压差小于第一电压值与第二电压值之间的差。因此,当电压差小于第一电压值与第二电压值之间的差时,可以确定继电器被锁定在接通状态。
另外,通过计算电压差,可以在其中不考虑电容器的电容变化的状态下确定继电器是否被锁定在接通状态。当发生电容器的电容变化时,由电压传感器检测到的电容器的电压值从第一电压值或第二电压值移位。在这种情况下,变得难以确定电容器的电压值是否基本上等于第二电压值,并且变得难以确定继电器是否被锁定在接通状态。
在本文中,当发生电容器的电容的变化时,电容器的电压值相对于第一电压值或第二电压值在同一方向(电压值的高侧或低侧)上移位。因此,当继电器未被锁定在接通状态时,此时的电压差对应于第一电压值与第二电压值之间的差。另一方面,当继电器被锁定在接通状态,此时的电压差小于第一电压值与第二电压值之间的差。因此,通过将注意力集中在电压差,可以在其中不考虑电容器的电容变化的状态下确定继电器是否被锁定在接通状态。
在上述方面,电容器可包括第一电容器和第二电容器。第二电容器被并联地连接到第一电容器。第二电容器的电容小于第一电容器的电容。第一开关元件可被串联地连接到第一电容器。第二开关元件可被串联地连接到第二电容器且被并联地连接到第一电容器和第一开关元件。
在本文中,控制器可被配置成当控制器确定发生由第一电阻值的减小引起的漏电时接通第一开关元件并关断第二开关元件。控制器可被配置成当由电压传感器检测到的电压值高于或等于第三电压值时确定已发生由第一电阻值的减小引起的漏电。第三值是高于第二电压值的值。另外,控制器可被配置成当控制器对继电器的锁定进行确定时关断第一开关元件并接通第二开关元件。
由此,当确定发生漏电时,以蓄电设备的放电电流对第一电容器进行充电,并且当确定继电器的锁定时,以蓄电设备的放电电流对第二电容器进行充电。因此,通过根据情况需求适当地使用第一电容器或第二电容器,可以确定漏电的发生,并且变得更加易于对继电器被锁定在接通状态进行确定。
当第一绝缘电阻器的电阻值被减小时,第一电流路径中的电流值被增加,并且因此优选使用具有大于第二电容器的电容的电容的第一电容器。由此,可以基于第一电容器的电压值是否不小于第三电压值来确定是否已发生漏电。在本文中,由于第一电压值和第二电压值中的每一个低于第三电压值,所以仅在其中使用第一电容器的情况下,才变得难以在第一电压值和第二电压值之间进行辨别。为了应对这种情况,通过使用具有小于第一电容器的电容的电容的第二电容器,变得更加易于在第一电压值和第二电压值之间进行辨别。由此,变得更加易于基于第二电容器的电压值来对继电器是否被锁定在接通状态进行确定。
在上述方面,控制器可被配置成当执行用于接通第一开关元件的控制和执行用于关断第二开关元件的控制时,并且当由电压传感器检测到的电压值基本上为零时,确定第一开关元件有故障,并且当由电压传感器检测到的电压值低于第四电压值时,确定第二开关元件在接通状态下有故障。第四电压值是在第一电流路径或第二电流路径中当蓄电设备的放电电流流到第一电容器时的电压值。因此,当执行用于接通第一开关元件的控制并执行用于关断第二开关元件的控制时,可以基于由电压传感器检测到的电压值来确定第一开关元件或第二开关元件是否有故障。
具体地,当由电压传感器检测到的电压值基本上为零(0[V])时,控制器确定第一开关元件在关断状态下有故障。当第一开关元件被控制为接通且第二开关元件根据此控制进行操作时,以蓄电设备的放电电流对第一电容器进行充电。在本文中,当由电压传感器检测到的电压值(第一电容器的电压值)基本上为零(0[V])时,第一电容器未被充电。由此,可以确定第一开关元件在关断状态下有故障。
另外,当由电压传感器检测到的电压值低于在第一电流路径或第二电流路径中当蓄电设备的放电电流流到第一电容器时的电压值时,控制器确定第二开关元件在接通状态下有故障。当第二开关元件被控制为关断且第二开关元件根据此控制进行操作时,如上所述,以蓄电设备的放电电流只对第一电容器进行充电。当由电压传感器检测到的电压值低于只有第一电容器被充电时的电压值时,可以看到第二电容器也被充电。由此,可以确定第二开关元件在接通状态下有故障。
在上述方面,控制器可被配置成当执行用于关断第一开关元件和执行用于接通第二开关元件的控制时,并且当由电压传感器检测到的电压值基本上为0时,确定第二开关元件在关断状态下有故障,并且当由电压传感器检测到的电压值低于第五电压值时,确定第一开关元件在接通状态下有故障。第五电压值是在第一电流路径或第二电流路径中当蓄电设备的放电电流流到第二电容器时的电压值。当执行用于关断第一开关元件的控制并执行用于接通第二开关元件的控制时,类似于上述情况,可以基于由电压传感器检测到的电压值来确定第一开关元件或第二开关元件是否有故障。具体地,当由电压传感器检测到的电压值基本上为零(0[V])时,控制器确定第二开关元件在关断状态下有故障。另外,当由电压传感器检测到的电压值低于在第一电流路径或第二电流路径中当蓄电设备的放电电流流到第二电容器时的电压值时,控制器确定第一开关元件在接通状态下有故障。
附图说明
下面将参考附图来描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业重要性,在所述附图中相同的参考标号表示相同元件,并且在所述附图中:
图1是示出了电池系统的配置的视图;
图2是示出了驱动系统主继电器的电路的配置的视图;
图3是用于解释第一实施例中的电池组的放电电流流到第一漏电检测电路的路径的视图;
图4是用于解释第一实施例中的电池组的放电电流流到第二漏电检测电路的路径的视图;
图5是示出了第一实施例中的对电池组的漏电和系统主继电器的锁定进行确定的过程的流程图;
图6是示出了电池组的电压值和电容器的电压值之间的关系的视图;
图7是用于解释第二实施例中的电池组的放电电流流到第一漏电检测电路的路径的视图;
图8是用于解释第二实施例中的电池组的放电电流流到第二漏电检测电路的路径的视图;
图9是示出了第二实施例中的对电池组的漏电进行确定的过程的流程图;
图10是示出了第二实施例中的对系统主继电器的锁定进行确定的过程的流程图;
图11是示出了第三实施例中的对被包括在第一漏电检测电路中的开关元件的故障进行确定的过程的流程图;
图12是用于解释电池组的电压值与电容器的电压值之间的对应关系由于电容器的电容的变化而移位的视图;以及
图13是示出了第四实施例中的对系统主继电器的锁定进行确定的过程的流程图。
具体实施方式
在下文中,将描述本发明的实施例。
将通过使用图1来描述本实施例的电池系统(对应于本发明的蓄电系统)。电池组(对应于本发明的蓄电设备)10具有被相互串联连接的多个(任意数目)单一电池11。作为单一电池11,可以使用诸如镍金属氢化物电池或锂离子电池的二次电池。还可以使用双电层电容器来代替二次电池。请注意,被相互并联连接的多个单一电池11可被包括在电池组10中。
电池组10被设置在其中电池组10与GND相绝缘的状态。电阻元件RB表示电池组10与GND之间的绝缘电阻器(对应于本发明的第一绝缘电阻器)。例如,当电池组10被安装在车辆上时,电池组10被固定到的车身充当GND。
正电极连线PL被连接到电池组10的正电极端子,并且负电极连线NL被连接到电池组10的负电极端子。电池组10经由正电极连线PL和负电极连线NL被连接到负载20。负载20被设置在其中负载20与GND向绝缘的状态。电阻元件RL表示负载20与GND之间的绝缘电阻器(对应于本发明的第二绝缘电阻器)。例如,当负载20被安装在车辆上时,负载20被固定到的车身充当GND。
电阻元件RB的电阻值高于电阻元件RL的电阻值。例如,电阻元件RB的电阻值和RL的电阻值在位数方面是不同的。负载20包括被连接到GND的电子部件,并且因此电阻元件RL的电阻值常常是低的。另一方面,电池组10充当高压电源,并且因此必须确保电池组10与GND之间的绝缘,并且电阻元件RB的电阻值常常是高的。因此,电阻元件RB的电阻值高于电阻元件RL的电阻值。在本实施例中,如稍后将描述的,考虑电阻元件RB的电阻值的减小。另一方面,电阻元件RL的电阻值被视为固定值。
当电池组10被安装在车辆上时,马达发电机被连接到电池组10。另外,存在其中在电池组10与马达发电机之间的电流路径中提供逆变器和升压电路的情况。在这些情况下,负载20包括马达发电机、逆变器以及升压电路。另一方面,在其上安装了电池组10的某些车辆可以通过使用来自在车辆外部提供的电源(外部电源)的电功率对电池组10进行充电。在这种情况下,存在其中充电器被安装在车辆上且负载20也包括充电器的情况。充电器将从外部电源供应的AC功率转换成DC功率,并且将该DC功率输出到电池组10。
在正电极连线PL中提供的系统主继电器SMR-B从控制器50接收控制信号,并在接通与关断之间切换。在负电极连线NL中提供的系统主继电器SMR-G从控制器50接收控制信号,并在接通与关断之间切换。电压传感器21检测电池组10的电压值Vb,并将检测结果输出到控制器50。控制器50具有存储器51,并且用于执行由控制器50进行的预定过程的信息被存储在存储器51中。
第一漏电检测电路30的一端被连接到GND,并且其另一端经由检测连线DL1被连接到负电极连线NL。第一漏电检测电路30被用于确定是否已发生电池组10的绝缘电阻(电阻元件RB的电阻值)的减小,即是否已发生电池组10的漏电。另外,第一漏电检测电路30被用于确定系统主继电器SMR-B是否被锁定在接通状态。
第二漏电检测电路40的一端被连接到GND,并且其另一端经由检测连线DL2被连接到正电极连线PL。第二漏电检测电路40被用于确定是否已发生电池组10的绝缘电阻(电阻元件RB的电阻值)的减小,即是否已发生电池组10的漏电。另外,第二漏电检测电路40被用于确定系统主继电器SMR-G是否被锁定在接通状态。在下文中,系统主继电器SMR-B或系统主继电器SMR-G在接通状态的锁定被简单地称为锁定。稍后将描述第一漏电检测电路30和第二漏电检测电路40中的每一个的特定配置。
接下来,将通过使用图2来描述用于驱动系统主继电器SMR-B和SMR-G的电路。
系统主继电器SMR-B和SMR-G中的每一个具有活动接点MC和固定接点FC。当系统主继电器SMR-B和SMR-G中的每一个为关断时,活动接点MC从偏置构件(未示出)接收偏置力并与固定接点FC相间隔开。当控制器50将开关元件61从关断切换至接通时,电流从电源62流向线圈63,并且从而在线圈63中产生电磁力。电磁力促使活动接点MC对抗上述偏置构件的偏置力而与固定接点FC接触。由此,系统主继电器SMR-B和SMR-G中的每一个被接通。当电池组10被安装在车辆上时,可以使用被安装在车辆上的辅助电池作为电源62。另外,还可以使用电池组10作为电源62。
在图2中所示的配置中,通过在对线圈63的激励与去激励之间切换,可以促使两个系统主继电器SMR-B和SMR-G的活动接点MC同时操作。请注意,可以在系统主继电器SMR-B和SMR-G中的每一个中提供开关元件61和线圈63。在这种情况下,通过在对每个线圈63的激励与去激励之间切换,可以促使两个系统主继电器SMR-B和SMR-G的活动接点MC单独地操作。
接下来,将通过使用图3来描述第一漏电检测电路30的配置。
第一漏电检测电路30的一端被连接到GND,并且其另一端经由检测连线DL1和负电极连线NL被连接到电池组10的负电极端子。二极管D1的阴极经由检测连线DL1和负电极连线NL被连接到电池组10的负电极端子。二极管D1的阳极板被连接到开关元件SW10的一端。电容器C11的一端被连接到开关元件SW10的另一端,并且电容器C11的另一端被连接到GND。
开关元件SWR1和电阻元件R1被并联地电连接到电容器C11。开关元件SWR1和电阻元件R1被串联地相互连接。开关元件SW10和SWR1中的每一个从控制器50接收控制信号,并在接通与关断之间被切换。电压传感器31检测电容器C11的电压值Vc。并且将检测结果输出到控制器50。
当确定已发生电池组10的漏电时,使用在图3中通过点线指示的电流路径(对应于本发明的第一电流路径)L1。当已发生电池组10的漏电时,电阻元件RB的电阻值减小。在本文中,当开关元件SW10被接通时,电池组10的放电电流在电流路径L1中流动,并且电荷被积聚在电容器C11中。由此,电容器C11的电压值Vc变得更有可能增加。
另一方面,当不存在电池组10的漏电时,即使在其中开关元件SW10被接通的情况下,电池组10的放电电流也变得不太可能在电流路径L1中流动,并且电荷变得不太可能被积聚在电容器C11中。由此,电容器C11的电压值Vc变得不太可能增加。如上所述,电容器C11的电压值Vc根据是否已发生电池组10的漏电而不同。因此,通过检测电容器C11的电压值Vc,可以确定是否已发生电池组10的漏电。
当确定系统主继电器SMR-B是否被锁定时,使用在图3中通过点线指示的电流路径(对应于本发明的第二电流路径)L2。当不存在电池组10的漏电且系统主继电器SMR-B被锁定时,在其中开关元件SW10被接通的情况下,电池组10的放电电流在电流路径L2中流动。由于电阻元件RL的电阻值低于电阻元件RB的电阻值,所以电池组10的放电电流在电流路径L2中流动。由此,通过电流在电流路径L2中流动,电荷被积聚在电容器C11中,并且电容器C11的电压值Vc增加。
当系统主继电器SMR-B未被锁定且为关断时,即使在其中开关元件SW10被接通的情况下,电池组10的放电电流也变得不太可能在电流路径L2中流动。也就是说,当系统主继电器SMR-B为关断时,电池组10的放电电流在电流路径L1中流动。在这种情况下,如上所述,电荷变得不太可能积聚在电容器C11中,并且电容器C11的电压值Vc变得不太可能增加。
如上所述,电容器C11的电压值Vc根据系统主继电器SMR-B是否被锁定而不同。因此,通过检测电容器C11的电压值Vc,可以确定系统主继电器SMR-B是否被锁定。
可以将当确定已发生电池组10的漏电时的电阻元件RB的电阻值预设为阈值RRB_th。正常地,阈值RRB_th被设置成低于电阻元件RL的电阻值的值。因此,当电阻元件RB的电阻值变得等于阈值RRB_th且电流在电流路径L1中流动时的电流值大于当系统主继电器SMR-B被锁定且电流在电流路径L2中流动时的电流值。
因此,当确定已发生电池组10的漏电时的电容器C11的电压值Vc高于当系统主继电器SMR-B被锁定时的电容器C11的电压值Vc。由此,可以基于电容器C11的电压值Vc而在其中已发生电池组10的漏电的情况与其中系统主继电器SMR-B被锁定的情况之间进行辨别。
通过在电荷被积聚在电容器C11中之后关断开关元件SW10并接通开关元件SWR1,可以经由电阻元件R1对电容器C11进行放电。由此,在其中电容器C11的电压值Vc是0[V]的状态下,可以重复对是否已发生电池组10的漏电进行确定和对系统主继电器SMR-B是否被锁定进行确定。
接下来,将通过使用图4来描述第二漏电检测电路40的配置。
第二漏电检测电路40的一端被连接到GND,并且其另一端经由检测连线DL2和正电极连线PL被连接到正电极端子。二极管D2的阳极经由检测连线DL2和正电极连线PL被连接到电池组10的正电极端子。二极管D2的阴极被连接到开关元件SW20的一端。电容器C21的一端被连接到开关元件SW20的另一端,并且电容器C21的另一端被连接到GND。作为电容器C21,可以使用具有与电容器C11的电容相同的电容或具有与电容器C11的电容不同的电容的电容器。
开关元件SWR2和电阻元件R2被并联地电连接到电容器C21。开关元件SWR2和电阻元件R2被相互串联地电连接。开关元件SW20和SWR2中的每一个从控制器50接收控制信号,并在接通与关断之间被切换。电压传感器41检测电容器C21的电压值Vc,并且将检测结果输出到控制器50。
当确定已发生电池组10的漏电时,使用在图4中通过点线指示的电流路径(对应于本发明的第一电流路径)L3。当系统主继电器SMR-B和SMR-G为关断时,在其中开关元件SW20被接通的情况下,电池组10的放电电流在电流路径L3中流动,并且电荷被积聚在电容器C21中。类似于通过使用图3所述的情况,电容器C21的电压值Vc根据是否已发生电池组10的漏电而不同。因此,通过检测电容器C21的电压值Vc,可以确定是否已发生电池组10的漏电。
当确定系统主继电器SMR-G是否被锁定时,使用在图4中通过点线指示的电流路径(对应于本发明的第二电流路径)L4。当不存在电池组10的漏电且系统主继电器SMR-G被锁定时,在其中开关元件SW20被接通的情况下,电池组10的放电电流在电流路径L4中流动,并且电荷被积聚在电容器C21中。类似于通过使用图3所述的情况,电容器C21的电压值Vc根据系统主继电器SMR-G是否被锁定而不同。因此,通过检测电容器C21的电压值Vc,可以确定系统主继电器SMR-G是否被锁定。
另一方面,类似于通过使用图3所述的情况,当确定已发生电池组10的漏电时的电容器C21的电压值Vc高于当系统主继电器SMR-G被锁定时的电容器C21的电压值Vc。由此,可以基于电容器C21的电压值Vc而在其中已发生电池组10的漏电的情况与其中系统主继电器SMR-G被锁定的情况之间进行辨别。
通过在电荷被积聚在电容器C21中之后关断开关元件SW20并接通开关元件SWR2,可以经由电阻元件R2对电容器C21进行放电。由此,在其中电容器C21的电压值Vc是0[V]的状态下,可以重复对是否已发生电池组10的漏电进行确定和对系统主继电器SMR-G是否被锁定进行确定。
接下来,将通过使用图5中所示的流程图来描述确定是否已发生电池组10的漏电或是否已发生系统主继电器SMR-B的锁定的过程。由控制器50来执行图5中所示的流程图。
请注意,图5中所示的过程是使用第一漏电检测电路30的过程,但是可以通过使用第二漏电检测电路40来执行类似过程。因此,将省略对使用第二漏电检测电路40的过程的详细描述。在本文中,当使用第二漏电检测电路40时,可以确定是否已发生电池组10的漏电和系统主继电器SMR-G是否已被锁定。
当通过使用第二漏电检测电路40来执行与图5中所示的过程类似的过程时,使用开关元件SW20和SWR2来替代开关元件SW10和SWR1,并且由电压传感器41检测电压值Vc。在本文中,作为稍后描述的阈值Vth1和Vth2中的每一个,设定对应于电容器C21的电容的电压值Vc。
在步骤S101中,控制器50输出用于关断系统主继电器SMR-B和SMR-G的控制信号。请注意,当可以单独地操作系统主继电器SMR-B和SMR-G时,可以只须输出用于关断系统主继电器SMR-B的控制信号。
在步骤S102中,控制器50接通开关元件SW10并关断开关元件SWR1。在步骤S103中,从步骤S102的过程的结束起经过预定时间为止,控制器50待机。在所述预定时间的流逝内以在图3中所示的在电流路径L1或电流路径L2中流动的电流对电容器C11进行充电。
当在步骤S103的过程中已经过该预定时间时,在步骤S104中,控制器50通过使用电压传感器21来检测电压值Vb,并且还通过使用电压传感器31来检测电容器C11的电压值Vc。在步骤S105中,控制器50确定在步骤S104的过程中所检测到的电压值Vc是否不小于阈值Vth1。
阈值(对应于本发明的第三电压值)Vth1是用于确定是否已发生电池组10的漏电的阈值(电压值Vc),并且可以被预设。具体地,如上所述,当确定已发生电池组10的漏电时的电阻元件RB的电阻值(阈值)RRB_th被预设时,可以基于阈值RRB_th来设定阈值Vth1。电容器C11的电压值Vc取决于电池组10的电压值Vb,并且因此可以根据电压值Vb来改变阈值Vth1。
具体地,如图6中所示,当通过检测电压值Vb来预先准备阈值(电压值Vc)Vth1与电压值Vb之间的对应关系(映射或算术表达式)时,可以确定对应于电压值Vb的阈值Vth1。请注意,存在其中即使当电压值Vb改变时电容器C11的电压值Vc也不太可能改变的情况。在这些情况下,不需要根据电压值Vb来改变阈值Vth1,并且可以将固定值设定为阈值Vth1。
在步骤S106中,当电压值Vc不小于阈值Vth1时,控制器50确定是否已发生电池组10的漏电。当已发生电池组10的漏电时,正常地,电阻元件RB的电阻值变得等于上述阈值RRB_th。因此,当电压值Vc对应于阈值Vth1时,可以确定已发生电池组10的漏电。
在本文中,当考虑电压传感器31的检测误差时,在其中电压值Vc落在使阈值Vth1作为参考的检测误差的范围内的情况下,可以确定已发生电池组10的漏电。使阈值Vth1作为参考的检测误差的范围表示在通过向阈值Vth1添加预定检测误差而获得的值(上限值)与通过从阈值Vth1减去预定检测误差而获得的值(下限值)之间的范围。
另一方面,根据电池组10的漏电状态,存在其中电阻元件RB的电阻值变得低于上述阈值RRB_th的情况。在这些情况下,电压值Vc变得高于阈值Vth1。考虑到这一点,在步骤S105的过程中,确定电压值Vc是否不小于阈值Vth1。
在步骤S106的过程中,控制器50可以设定例如涉及发生漏电的标志(漏电标志)。另一方面,在步骤S105的过程中,当电压值Vc低于阈值Vth1时,控制器50确定不存在电池组10的漏电。
随后,在步骤S107中,控制器50确定在步骤S104的过程中检测到的电压值Vc是否等于阈值(对应于本发明的第二电压值)Vth2。在本文中,考虑到电压传感器31的检测误差,在步骤S107的过程中,还可以确定电压值Vc是否落在使阈值Vth2作为参考的检测误差的范围内。也就是说,可以确定电压值Vc是否基本上等于阈值Vth2。使阈值Vth2作为参考的检测误差的范围表示在通过向阈值Vth2添加预定检测误差而获得的值(上限值)与通过从阈值Vth2减去预定检测误差而获得的值(下限值)之间的范围。
阈值Vth2是用于确定系统主继电器SMR-B是否已被锁定的阈值(电压值Vc),并且可以被预设。当系统主继电器SMR-B被锁定且为接通时,电池组10的放电电流在图3中所示的电流路径L2中流动,并且因此在考虑电阻元件RL的电阻值的情况下设定阈值Vth2。由于电容器C11的电压值Vc取决于电池组10的电压值Vb,所以可以根据电压值Vb来改变阈值Vth2。
具体地,如图6中所示,当通过检测电压值Vb来预先准备阈值(电压值Vc)Vth2与电压值Vb之间的对应关系(映射或算术表达式)时,可以确定对应于电压值Vb的阈值Vth2。请注意,存在其中即使当电压值Vc改变时电容器C11的电压值Vc也不太可能改变的情况。在这些情况下,不需要根据电压值Vb来改变阈值Vth2,并且可以将固定值设定为阈值Vth2。
如上所述,当确定已发生电池组10的漏电时,电阻元件RL的电阻值高于电阻元件RB的电阻值。因此,当系统主继电器SMR-B已被锁定时的电容器C11的电压值Vc低于当确定已发生电池组10的漏电时的电容器C11的电压值Vc。因此,如图6中所示,阈值Vth2低于阈值Vth1。
当在步骤S107的过程中电压值Vc等于阈值Vth2时,在步骤S108中时,控制器50确定系统主继电器SMR-B已被锁定。在这里,控制器50可以设定例如涉及发生锁定的标志(锁定标志)。
当不存在电池组10的漏电、不存在系统主继电器SMR-B的锁定,并且系统主继电器SMR-B为关断时,电容器C11的电压值Vc指示图6中所示的正常状态时的电压值(对应于本发明的第一电压值)Vc_n。当不存在电池组10的漏电且系统主继电器SMR-B为关断时,电池组10的放电电流变得不太可能流向电容器C11,并且电容器C11的电压值Vc变得不太可能增加。因此,如图6中所示,正常状态时的电压值Vc_n低于阈值Vth2。
当电压值Vc等于电压值Vc_n时,在步骤S107的过程中,控制器50确定电压值Vc和阈值Vth2相互不同。在这里,控制器50确定不存在系统主继电器SMR-B的锁定,并且结束图5中所示的过程。在本文中,由于电容器C11的电压值Vc取决于电压值Vb,所以正常状态时的电压值Vc_n根据电压值Vb而改变。
当在步骤S106的过程中设定漏电标志时,可以例如向用户发出警报。作为用于警报的手段,可以使用声音或显示器。另外,即使当漏电标志被设定时,控制器50也可以例如防止系统主继电器SMR-B和SMR-G被接通。
另一方面,当在步骤S108的过程中设定锁定标志时,可以例如向用户发出警报。另外,当系统主继电器SMR-G未被锁定时,控制器50可以防止系统主继电器SMR-G被接通。当系统主继电器SMR-B和SMR-G被锁定时,控制器50可以通过防止负载20的操作来防止电池组10的充电/放电。
根据本实施例,通过使用第一漏电检测电路30或第二漏电检测电路40,可以确定是否已发生电池组10的漏电。另外,当不存在电池组10的漏电时,通过将注意力集中于电阻元件RB和RL之间的电阻值的差,可以通过使用第一漏电检测电路30或第二漏电检测电路40来确定系统主继电器SRM-B或系统主继电器SMR-G是否已被锁定。
在本文中,如图2中所示,在其中一个线圈63在激励与去激励之间被切换的配置中,系统主继电器SMR-B和SMR-G的活动接点MC同时地操作。在本文中,通过检测从电池组10供应给负载20的电压的值,可以确定系统主继电器SMR-B和SMR-G两者是否都被锁定。也就是说,在其中所检测到的电压值指示电池组10的电压值为Vb的情况下,可以确定系统主继电器SMR-R和SMR-G两者都被锁定。
然而,在这种方法中,不可能确定系统主继电器SMR-B和SMR-G中的一个是否被锁定。根据本实施例,通过使用第一漏电检测电路30,可以确定系统主继电器SMR-B是否已被锁定。另外,通过使用第二漏电检测电路40,可以确定系统主继电器SMR-G是否已被锁定。因此,通过使用第一漏电检测电路30或第二漏电检测电路40,可以确定系统主继电器SMR-B和SMR-G中的每一个是否已被锁定。
将描述本发明的第二实施例。在本实施例中,用相同的参考标号来指定与在第一实施例中所述的那些部件相同的部件,并且将省略其详细描述。在下文中,将主要描述不同于第一实施例的各点。
在第一实施例中,当发生电池组10的漏电时,当电流在图3中所示的电流路径L1或图4中所示的电流路径L3中流动时的电流值增加。由此,电容器C11和C21的电压值Vc变得更有可能增加,并且因此必须增加电容器C11和C21的电容。在其中将电容器C11和C21的电容设置成大电容的情况下,可以在图6中所示的阈值Vth1和Vth2之间进行辨别的同时基于电容器C11和C21的电压值Vc来确定是否已发生电池组10的漏电。
然而,当电容器C11和C21的电容已被增加时,如下面将描述的,存在其中变得难以在图6中所示的正常状态时在阈值Vth2和电压值Vc_n之间进行辨别的情况。
即使当预定量的电荷被积聚在电容器C11和C21中的每一个中时,电容器C11和C21中的每一个的电压值Vc的状态(增加量)也根据电容器C11和C21中的每一个的电容而改变。具体地,随着电容器C11和C21中的每一个的电容变大,所以电压值Vc的增加量变小。如图6中所示,由于阈值Vth2和电压值Vc_n低于阈值Vth1,所以当电容器C11和C21中的每一个的电容增加时,存在其中变得难以在阈值Vth2和电压值Vc_n之间进行辨别的情况。在这些情况下,变得难以基于电压值Vc来确定系统主继电器SMR-B和SMR-G中的每一个是否已被锁定。
考虑到这一点,在本实施例中,使用不同的电容器,使得当确定已发生电池组10的漏电时所使用的电容器不同于当确定系统主继电器SMR-B和SMR-G中的每一个已被锁定时所使用的电容器。也就是说,在本实施例中,与第一实施例中的那些配置相比,第一漏电检测电路30的配置和第二漏电检测电路40的配置改变。
将通过使用图7来描述本实施例中的第一漏电检测电路30的配置。在开关元件SW10与电容器(对应于本发明的第一电容器)C11之间提供开关元件(对应于本发明的第一开关元件)SW11。对于开关元件SW11和电容器C11来说,开关元件(对应于本发明的第二开关元件)SW12和电容器(对应于本发明的第二电容器)C12是并联地电连接的。开关元件SW12和电容器C12被相互串联地电连接。开关元件SWR1和电阻元件R1被并联地电连接到开关元件SW11和电容器C11,并且被并联地电连接到开关元件SW12和电容器C12。
当确定是否已发生电池组10的漏电时使用电容器C11。当确定系统主继电器SMR-B是否已被锁定时使用电容器C12。电容器C12的电容小于电容器C11的电容。
将通过使用图8来描述本实施例中的第二漏电检测电路40的配置。在开关元件SW20与电容器(对应于本发明的第一电容器)C21之间提供开关元件(对应于本发明的第一开关元件)SW21。对于开关元件SW21和电容器C21来说,开关元件(对应于本发明的第二开关元件)SW22和电容器(对应于本发明的第二电容器)C22是并联地电连接的。开关元件SW22和电容器C22被相互串联地电连接。开关元件SWR2和电阻元件R2被并联地电连接到开关元件SW21和电容器C21,并且被并联地电连接到开关元件SW22和电容器C22。
当确定是否已发生电池组10的漏电时使用电容器(对应于本发明的第一电容器)C21。当确定系统主继电器SMR-G是否已被锁定时使用电容器(对应于本发明的第二电容器)C22。电容器C22的电容小于电容器C21的电容。
接下来,将通过使用图9中所示的流程图来描述通过使用图7中所示的第一漏电检测电路30来确定是否已发生电池组10的漏电的过程。由控制器50来执行图9中所示的过程。
请注意,图9中所示的过程是使用图7中所示的第一漏电检测电路30的过程,但是还可以通过使用图8中所示的第二漏电检测电路40来执行类似过程。因此,将省略对使用第二漏电检测电路40的过程的详细描述。当通过使用第二漏电检测电路40来执行与图9中所示的过程类似的过程时,使用开关元件SW20、SW21、SW22和SWR2来替代开关元件SW10、SW11、SW12和SWR1。另外,由电压传感器41来检测电压值Vc。此外,作为稍后描述的阈值Vth1,设定对应于电容器C21的电容的电压值Vc。
在步骤S201中,控制器50关断系统主继电器SMR-B和SMR-G。请注意,当可以单独地操作系统主继电器SMR-B和SMR-G时,可以只须关断系统主继电器SMR-B。
在步骤S202中,控制器50接通开关元件SW10和SW11,并且关断开关元件SWR1和SW12。由此,电池组10的放电电流经由图7中所示的电流路径L1或电流路径L2流向电容器C11,并且电容器C11被充电。从步骤S203至步骤S206的过程与从结合图5中所述的步骤S103至步骤S106的过程相同。在步骤S205的过程中,当电压值Vc低于阈值Vth1时,控制器50确定不存在电池组10的漏电,并且结束图9中所示的过程。
在电容器C11被充电之后,通过关断开关元件SW10和SW12并接通开关元件SW11和SWR1,可以经由电阻元件R1对电容器C11进行放电。由此,可以将电容器C11的电压值Vc设置成0[V],并重复图9中所示的过程。
接下来,将通过使用图10中所示的流程图来描述通过使用图7中所示的第一漏电检测电路30来确定系统主继电器SMR-B是否已被锁定的过程。由控制器50来执行图10中所示的过程。在通过图9中所示的过程确定不存在电池组10的漏电之后,可以执行图10中所示的过程。
请注意,图10中所示的过程是使用图7中所示的第一漏电检测电路30的过程,但是还可以通过使用图8中所示的第二漏电检测电路40来执行类似过程。因此,将省略对使用第二漏电检测电路40的过程的详细描述。在本文中,当使用第二漏电检测电路40时,可以确定系统主继电器SMR-G是否已被锁定。
当通过使用第二漏电检测电路40来执行与图10中所示的过程类似的过程,使用开关元件SW20、SW21、SW22和SWR2来替代开关元件SW10、SW11、SW12和SWR1。另外,由电压传感器41来检测电压值Vc。此外,作为稍后描述的阈值Vth2,设定对应于电容器C22的电容的电压值Vc。
在步骤S301中,控制器50输出用于关断系统主继电器SMR-B和SMR-G的控制信号。请注意,当可以单独地操作系统主继电器SMR-B和SMR-G时,可以只须输出用于关断系统主继电器SMR-B的控制信号。
在步骤S302中,控制器50接通开关元件SW10和SW12,并且关断开关元件SWR1和SW11。由此,电池组10的放电电流经由图7中所示的电流路径L1或电流路径L2流向电容器C12,并且电容器C12被充电。
在步骤S303中,从步骤S302的过程的结束起经过预定时间为止,控制器50待机。当已经过该预定时间时,在步骤S304中,控制器50通过使用电压传感器21来检测电压值Vb,并且还通过使用电压传感器31来检测电容器C12的电压值Vc。
在步骤S305中,控制器50确定在步骤S304的过程中检测到的电压值Vc是否等于阈值Vth2。步骤S305的过程与图5中所示的步骤S107的过程相同。在本文中,由于电容器C12的电容小于电容器C11的电容,所以在步骤S305的过程中使用的阈值Vth2和在步骤S107的过程中使用的阈值Vth2相互不同。也就是说,与电容器C12的电容的减小相应,在步骤S305的过程中使用的阈值Vth2高于在步骤S107的过程中使用的阈值Vth2。
当在步骤S305的过程中电压值Vc等于阈值Vth2时,在步骤S306中时,控制器50确定系统主继电器SMR-B已被锁定。步骤S306的过程与图5中所示的步骤S108的过程相同。另一方面,当不存在电池组10的漏电且不存在主继电器SMR-B的锁定时,电压值Vc指示正常状态时的电压值Vc_n。如通过使用图6所述,由于正常状态时的电压值Vc_n低于阈值Vth2,在步骤S305的过程中,确定电压值Vc不同于阈值Vth2。在这种情况下,控制器50确定不存在系统主继电器SMR-B的锁定,并且结束图10中所示的过程。
在电容器C12被充电之后,通过关断开关元件SW10和SW11并接通开关元件SW12和SWR1,可以经由电阻元件R1对电容器C12进行放电。由此,可以将电容器C12的电压值Vc设置成0[V],并重复图10中所示的过程。
根据本实施例,在第一漏电检测电路30中根据情况需要通过适当地使用电容器C11或C12,可以促进对发生电池组10的漏电的确定和对发生系统主继电器SMR-B的锁定的确定。并且,在第二漏电检测电路40中,可以获得与在第一漏电检测电路30中的效果相同的效果。
将描述本发明的第三实施例。在本实施例中,用相同的参考标号来指定与在第一和第二实施例中所述的那些部件相同的部件,并且将省略其详细描述。在下文中,将主要描述不同于第二实施例的各点。
在第二实施例中,当通过使用第一漏电检测电路30来确定是否已发生电池组10的漏电或是否已发生系统主继电器SMR-B的锁定时,根据情况需要来适当地使用电容器C11或C12。另外,当通过使用第二漏电检测电路40来确定是否已发生电池组10的漏电或是否已发生系统主继电器SMR-G的锁定时,根据情况需要来适当地使用电容器C21或C22。在本文中,为了根据情况需求来适当地使用电容器C11或C12,开关元件SW11和SW12需要正常地操作。另外,为了根据情况需求来适当地使用电容器C21或C22,开关元件SW21和SW22需要正常地操作。
在本实施例中,对开关元件SW11和SW12是否正常地操作,即对开关元件SW11和SW12是否有故障,进行确定。另外,在本实施例中,对开关元件SW21和SW22是否正常地操作,即对开关元件SW21和SW22是否有故障,进行确定。开关元件SW11、SW12、SW21和SW22中的每一个的故障包括其中开关元件未被从接通切换至关断且被保持为接通的故障(被称为接通故障),和其中开关元件未被从关断切换至接通且被保持为关断的故障(被称为关断故障)。
将通过使用图11中所示的流程图来描述确定被包括在第一漏电检测电路30中的开关元件SW11和SW12中的每一个的故障的过程。由控制器50来执行图11中所示的过程。请注意,在本实施例中,将描述确定开关元件SW11和SW12中的每一个的故障的过程,并且还可以在确定被包括在第二漏电检测电路40中的开关元件SW21和SW22中的每一个的故障时执行类似过程。因此,将省略对确定开关元件SW21和SW22中的每一个的故障的过程的详细描述。
当通过使用第二漏电检测电路40来执行与图11中所示的过程类似的过程时,使用开关元件SW20、SW21、SW22和SWR2来替代开关元件SW10、SW11、SW12和SWR1。另外,由电压传感器41来检测电压值Vc。此外,作为稍后描述的阈值Vth3和Vth4,设定对应于电容器C21和C22的电容的电压值Vc。
在步骤S401中,控制器50接通系统主继电器SMR-B和SMR-G。请注意,当可以单独地操作系统主继电器SMR-B和SMR-G时,可以只须接通用于接通系统主继电器SMR-B。
在步骤S402中,控制器50输出用于接通开关元件SW10和SW11的控制信号以及用于关断开关元件SW12和SWR1的控制信号。在步骤S403中,从步骤S402的过程的结束起经过预定时间为止,控制器50待机。在本文中,由于系统主继电器SMR-B为接通,所以当开关元件SW10和SW11被接通时,电流在图7中所示的电流路径L2中流动,并且电容器C11从而被充电。
当在步骤S403的过程中已经过该预定时间时,在步骤S404中,控制器50通过使用电压传感器21来检测电压值Vb,并且还通过使用电压传感器31来检测电容器C11的电压值Vc。在步骤S405中,控制器50确定在步骤S404的过程中检测到的电压值Vc是否为0[V]。在步骤S405的过程中,考虑到电压传感器31的检测误差,还可以确定电压值Vc是否落在使0[V]作为参考的检测误差的范围内。也就是说,可以确定电压值Vc是否基本上为0[V]。
当电压值Vc是0[V]时,在步骤S406中,控制器50确定开关元件SW11具有关断故障。当电容器C11未被充电且电压值Vc是0[V]时——,尽管事实为在步骤S402的过程中用于接通开关元件SW11的控制信号被输出,也可以确定开关元件SW11具有关断故障。在步骤S406的过程中,可以例如设定指示开关元件SW11的故障的标志(故障标志)。当已经执行步骤S406的过程时,控制器50结束图11中所示的过程。
当电压值Vc不是0[V]时,控制器50确定开关元件SW11不具有关断故障。随后,在步骤S407中,控制器50确定在步骤S404的过程中检测到的电压值Vc是否不小于阈值Vth3。当以在电流路径L2中流动的电流对电容器C11进行充电时,阈值Vth3是电压值Vc。也就是说,阈值Vth3对应于图6中所示的阈值Vth2。
在本文中,根据电压传感器31的检测误差,存在其中电压值Vc变得低于阈值Vth2的情况。考虑到这一点,可以将低于阈值Vth2的值设定为阈值Vth3。由于电容器C11的电压值Vc取决于电压值Vb,所以当预先准备阈值(电压值Vc)Vth3与电压值Vb之间的对应关系(映射或算术表达式)时,通过检测电压值Vb,可以确定对应于电压值Vb的阈值Vth3。
当在步骤S407的过程中电压值Vc低于阈值Vth3时,在步骤S408中,控制器50确定开关元件SW12具有接通故障。根据步骤S402的过程,执行用于仅接通开关元件SW10和SW11的控制。当根据控制器50的控制只有开关元件SW10和SW11被接通时,以在电流路径L2中流动的电流对电容器C11进行充电,并且电容器C11的电压值Vc从而变得不小于阈值Vth3。
然而,当不仅开关元件SW11而且开关元件SW12也为接通时,电容器C11和C12被充电,并且应被积聚在电容器C11中的电荷的一部分被积聚在电容器C12中。由此,电容器C11的电压值Vc不增加至阈值Vth3,并且由电压传感器31检测到的电压值Vc变得低于阈值Vth3。当电压值Vc低于阈值Vth3时,可以确定开关元件SW12具有接通故障。在步骤S408的过程中,可以例如设定指示开关元件SW12的故障的标志(故障标志)。当已经执行步骤S408的过程时,控制器50结束图11中所示的过程。
当在步骤S407的过程中电压值Vc不小于阈值Vth3时,在步骤S408中,控制器50确定开关元件SW12不具有接通故障。随后,在步骤S409中,控制器50关断开关元件SW10,并且接通开关元件SWR1。由此,可以经由电阻元件R1对电容器C11进行放电。
在步骤S410中,从步骤S409的过程的结束起经过预定时间为止,控制器50待机。在步骤S410的过程中,电容器C11被放电,使得电容器C11的电压值Vc变为0[V]。考虑到这一点,可以预设所述预定时间。
当在步骤S410的过程中已经过了预定时间时,在步骤S411时,控制器50输出用于接通开关元件SW10和SW12的控制信号以及用于关断开关元件SW11和SWR1的控制信号。在步骤S412中,从步骤S411的过程的结束起经过预定时间为止,控制器50待机。在本文中,由于通过步骤S410的过程接通了系统主继电器SMR-B,所以当开关元件SW10和SW12为接通时,以在图7中所示的电流路径L2中流动的电流对电容器C12进行充电。
当在步骤S412的过程中已经过的该预定时间时,在步骤S413中,控制器50通过使用电压传感器21来检测电压值Vb,并且还通过使用电压传感器31来检测电压值Vc。在步骤S414中,控制器50确定在步骤S413的过程中检测到的电压值Vc是否为0[V]。在本文中,考虑到电压传感器31的检测误差,可确定电压值Vc是否落在使0[V]作为参考的检测误差的范围内。也就是说,可以确定电压值Vc是否基本上为0[V]。
当电压值Vc是0[V]时,在步骤S415中,控制器50确定开关元件SW12具有关断故障。当电容器C12未被充电且电压值Vc是0[V]时——尽管事实为开关元件SW12通过步骤S411的过程被控制为接通,也可以确定开关元件SW12具有关断故障。在步骤S415的过程中,可以例如设定指示开关元件SW12的故障的标志(故障标志)。当已经执行步骤S415的过程时,控制器50结束图11中所示的过程。
当在步骤S414的过程中电压值Vc不是0[V]时,控制器50确定开关元件SW12不具有关断故障。随后,控制器50确定在步骤S413的过程中检测到的电压值Vc是否不小于阈值Vth4。
当以在电流路径L2中流动的电流对电容器C12进行充电时,阈值Vth4是电压值Vc。具体地,阈值Vth4对应于图6中所示的阈值Vth2。然而,阈值Vth4是具有小于电容器C11的电容的电容的电容器C12的电压值Vc,并且因此阈值Vth4高于阈值Vth2。在本文中,根据电压传感器31的检测误差,存在其中电压值Vc变得低于对应于阈值Vth2的电压值Vc的情况。考虑到这一点,可以将低于对应于阈值Vth2的电压值的值设定为阈值Vth4。
由于电容器C12的电压值Vc取决于电压值Vb,所以当预先准备阈值(电压值Vc)Vth4与电压值Vb之间的对应关系(映射或算术表达式)时,通过检测电压值Vb,可以确定对应于电压值Vb的阈值Vth4。
当在步骤S416的过程中电压值Vc低于阈值Vth4时,在步骤S417中,控制器50确定开关元件SW11具有接通故障。根据步骤S411的过程,执行用于仅接通开关元件SW10和SW12的控制。当根据控制器50的控制只有开关元件SW10和SW12被接通时,以在电流路径L2中流动的电流对电容器C12进行充电,并且电容器C12的电压值Vc从而变得不小于阈值Vth4。
然而,当不仅开关元件SW12而且开关元件SW11也为接通时,电容器C11和C12被充电,并且应被积聚在电容器C12中的电荷的一部分被积聚在电容器C11中。由此,电容器C12的电压值Vc不增加至阈值Vth4,并且由电压传感器31检测到的电压值Vc变得低于阈值Vth4。当电压值Vc低于阈值Vth4时,可以确定开关元件SW11具有接通故障。在步骤S417的过程中,可以例如设定指示开关元件SW11的故障的标志(故障标志)。当已经执行步骤S417的过程时,控制器50结束图11中所示的过程。
当在步骤S416的过程中电压值Vc不小于阈值Vth4时,控制器50可以确定开关元件SW11不具有接通故障。随后,控制器50结束图11中所示的过程。
根据本实施例,通过在执行用于将开关元件SW11和SW12在接通与关断之间切换的控制的同时监视电压值Vc,可以确定开关元件SW11和SW12中的每一个的故障(接通故障或关断故障)。当开关元件SW11和SW12有故障时,即使在其中执行图9或10中所示的过程的情况下,也做出错误的确定。为了应对这种情况,当确定开关元件SW11和SW12有故障时,可以防止图9或10中所示的过程的执行。当在图11中所示的过程中设定故障标志时,如在第一实施例中所述,例如,可以向用户发出警报。
请注意,开关元件SW11和SW12中的每一个的故障的确定顺序不限于图11的过程中所示的顺序。例如,可以在执行从步骤S411至步骤S417的过程之后执行从步骤S402至步骤S408的过程。另外,可以在步骤S405的过程之前执行步骤S407的过程,并且可以在步骤S414的过程之前执行步骤S416的过程。
另外,在图11中所示的过程中,系统主继电器SMR-B和SMR-G在步骤S401的过程中被接通,但是本发明不限于此。具体地,可以在其中系统主继电器SMR-B和SMR-G为关断的状态下执行步骤S402之中和之后的过程。
在这种情况下,作为在步骤S407的过程中所使用的阈值Vth3,当以在电流路径L1中流动的电流对电容器C11进行充电时,可以使用电压值Vc。这里的阈值Vth3对应于图6中所示的阈值Vth1。在本文中,还可以将低于阈值Vth1的值设定为阈值Vth3。
另外,如在步骤S416的过程中使用的阈值Vth4,当以在电流路径L1中流动的电流对电容器C12进行充电时,可以使用电压值Vc。这里的阈值Vth4对应于图6中所示的阈值Vth1。然而,由于电容器C12的电容小于电容器C11的电容,所以阈值Vth4高于阈值Vth1。在本文中,还可以将低于与阈值Vth1相对应的电容器C12的电压值Vc的值设定为阈值Vth4。
在图11中所示的过程中确定开关元件SW11和SW12中的每一个的故障,并且除此之外,还可以确定开关元件SW10和SWR1中的每一个的故障。具体地,基于由电压传感器31检测到的电压值Vc,可以确定开关元件SW10和SWR1中的每一个的故障。在下文中,将简要地描述用于确定开关元件SW10和SWR1中的每一个的故障的方法(示例)。
当在确定开关元件SW11没有故障之后执行用于接通正常开关元件SW11和SW10的控制时,在其中电压值Vc为0[V]的情况下,可以确定开关元件SW10在关断状态下有故障。另一方面,当在电容器C11的电压值Vc被设置成0[V]之后接通正常开关元件SW11并关断开关元件SW10的控制时,在其中电压值Vc高于0[V]的情况下,可以确定开关元件SW10在接通状态下有故障。
当执行用于接通开关元件SWR1的控制且电容器C11或电容器C12被放电时,在其中电压值Vc并未减少的情况下,可以确定开关元件SWR1在关断状态下有故障。另一方面,在其中电压值Vc继续减小的情况下——尽管事实为用于关断开关元件SWR1的控制被执行,也可以确定开关元件SWR1在接通状态下有故障。
将描述本发明的第四实施例。在本实施例中,用相同的参考标号来指定与在第一和至第三实施例中所述的那些部件相同的部件,并且将省略其详细描述。在下文中,将主要描述不同于第一至第三实施例的各点。
在第一实施例中,存在其中在被包括在第一漏电检测电路30中的电容器C11中发生电容变化的情况。另外,在第二实施例中,存在其中在被包括在第一漏电检测电路30中的电容器C11和C12中的每一个中发生电容变化的情况。存在其中在第二漏电检测电路40中的电容器C21和C22中也发生电容变化的情况。例如,根据电容器C11、C12、C21和C22之间的个体差异,存在其中发生电容变化的情况。此外,根据单个电容器C11、C12、C21和C22的温度变化,存在其中发生电容变化的情况。
在下文中,将描述其中在电容C11的电容方面已发生变化的情况。请注意,相同的描述适用于其中在电容器C12、C21和C22中的每一个的电容方面已发生变化的情况。
当在电容器C11的电容方面发生变化时,在电容器C11的电压值Vc方面也发生变化。由此,如图12中所示,存在当系统主继电器SMR-B已被锁定时由电压传感器31检测到的电压值Vc在位移量ΔVd1的范围内从阈值Vth2移位的情况。
同样地,存在当不存在电池组10的漏电和系统主继电器SMR-B的锁定时由电压传感器31检测到的电压值Vc在位移量ΔVd2的范围内从正常状态时的电压值Vc_n移位的情况。图12中所示的阈值Vth2和电压值Vc_n与图6中所示的阈值Vth2和电压值Vc_n相同。位移量ΔVd1和ΔVd2根据电容器C11的个体差异和温度而改变。
例如,当由电压传感器31检测到的电压值Vc是图12中所示的电压值Vc_cur时,电压值Vc_cur远离阈值Vth2和正常状态时的电压值Vc_n。因此,即使当检测到电压值Vc_cur时,难以确定系统主继电器SMR-B的锁定的发生。
在本实施例中,即使当在电容器C11的电容方面发生变化,也可以确定系统主继电器SMR-B是否已被锁定在其中不考虑电容变化的状态。
当在电容器C11的电容方面发生变化时,无论是否存在系统主继电器SMR-B的锁定,电容器C11的电压值Vc的位移方向是同一方向。例如,当其中系统主继电器SMR-B已被锁定的情况下的电压值Vc变得高于阈值Vth2时,不存在系统主继电器SMR-B的锁定时的电压值Vc变得高于正常状态时的电压值Vc_n。也就是说,指示阈值Vth2与电压值Vb之间的对应关系的曲线(图6中所示的曲线)和指示电压值Vc_n与电压值Vb之间的对应关系的曲线(图6中所示的曲线)向电压值Vc的高侧偏移相同的量。
另一方面,当其中系统主继电器SMR-B已被锁定的情况下的电压值Vc变得低于阈值Vth2时,不存在系统主继电器SMR-B的锁定的情况下的电压值Vc变得低于正常状态时的电压值Vc_n。也就是说,指示阈值Vth2与电压值Vb之间的对应关系的曲线(图6中所示的曲线)和指示电压值Vc_n与电压值Vb之间的对应关系的曲线(图6中所示的曲线)向电压值Vc的低侧偏移相同的量。
如上所述,即使当在电容器C11的电容方面发生变化时,阈值Vth2与电压值Vc_n之间的差在任意电压值Vb下不改变。基于这一点,即使当在电容器C11的电容方面发生变化时,也变得易于确定系统主继电器SMR-B是否已被锁定。
具体地,在电压值Vb不可能改变的条件下,系统主继电器SMR-B被控制为接通时的电压值Vc和系统主继电器SMR-B被控制为关断时的电压值Vc被检测到。随后,当这些电压值Vc之间的差(电压差)ΔVc对应于阈值Vth2与电压值Vc_n之间的差时,可以看到不存在系统主继电器SMR-B的锁定。
另一方面,当系统主继电器SMR-B已被锁定时,系统主继电器SMR-B被控制为关断时的电压值Vc变得等于系统主继电器SMR-B被控制为接通时的电压值Vc。也就是说,这些电压值Vc之间的差(电压差)ΔVc为“0”。随后,即使考虑到电压传感器31的检测误差,电压差ΔVc也小于阈值Vth2与电压值Vc_n之间的差。由此,可以看到系统主继电器SMR-B已被锁定。
在下文中,将通过使用图13中所示的流程图来描述通过使用图3中所示的第一漏电检测电路30来确定系统主继电器SMR-B是否已被锁定的过程。由控制器50来执行图13中所示的过程。
请注意,当通过使用图4中所示的第二漏电检测电路40来确定系统主继电器SMR-G的锁定时可以执行与图13中所示的过程类似的过程,并且因此将省略其详细描述。在本文中,当通过使用图4中所示的第二漏电检测电路40来执行与图13中所示的过程类似的过程时,使用开关元件SW20和SWR2来替代开关元件SW10和SWR1。另外,由电压传感器41来检测电压值Vc。
在步骤S501中,控制器50输出用于接通系统主继电器SMR-B和SMR-G的控制信号。请注意,当可以单独地操作系统主继电器SMR-B和SMR-G时,还可以输出用于仅接通系统主继电器SMR-B的控制信号。
在步骤S502中,控制器50接通开关元件SW10并关断开关元件SWR1。在步骤S503中,从步骤S502的过程的结束起经过预定时间为止,控制器50待机。在本文中,由于开关元件SW10为接通,所以当系统主继电器SMR-B为接通时,电流在图3中所示的电流路径L2中流动,并且电容器C11被充电。
当在步骤S503的过程中已经过预定时间时,在步骤S504中,控制器50通过使用电压传感器31来检测电压值Vc(假设为电压值Vc1),并且将关于电压值Vc1的信息存储在存储器51中。在步骤S505中,控制器50关断开关元件SW10并接通开关元件SWR1。由此,可以经由电阻元件R1对电容器C11进行放电。
在步骤S506中,从步骤S505的过程的结束起经过预定时间为止,控制器50待机。在步骤S506的过程中,电容器C11被放电,使得电容器C11的电压值Vc变为0[V]。考虑到这一点,可以适当地设定所述预定时间。
当在步骤S506的过程中已经过了预定时间时,在步骤S507中,控制器50输出用于关断系统主继电器SMR-B和SMR-G的控制信号。请注意,当在步骤S501的过程中输出用于仅接通系统主继电器SMR-B的控制信号时,可以在步骤S507的过程中输出用于仅关断系统主继电器SMR-B的控制信号。
在步骤S508中,控制器50接通开关元件SW10并关断开关元件SWR1。在步骤S509中,控制器50通过使用电压传感器31来检测电压值Vc(假设为电压值Vc2),并将关于电压值Vc2的信息存储在存储器51中。
在步骤S510中,控制器50在步骤S504和步骤S509的过程中基于被存储在存储器51中的电压值Vc1和Vc2来计算电压差ΔVc。具体地,通过从电压值Vc1减去电压值Vc2来计算电压差ΔVc。随后,在步骤S510中,控制器50确定所计算的电压差ΔVc是否小于阈值ΔVth。如上所述,阈值ΔVth是阈值Vth2与电压值Vc_n之间的差,并且可以被预先确定。
在步骤S510的过程中,当电压值ΔVc小于阈值ΔVth时,在步骤S511中,控制器50确定系统主继电器SMR-B已被锁定。在这种情况下,控制器50可以设定与锁定的发生有关的标志(上述锁定标志)。另一方面,当在步骤S510的过程中电压差ΔVc不小于阈值ΔVth时,控制器50确定不存在系统主继电器SMR-B的锁定,并且结束图13中所示的过程。
虽然在图13中所示的过程中使用图3中所示的第一漏电检测电路30,但当使用图7中所示的第一漏电检测电路30或使用图8中所示的第二漏电检测电路40时,还可以执行与图13中所示的过程类似的过程。当使用图7中所示的第一漏电检测电路30时,电容器C12可被充电。在这种情况下,系统主继电器SMR-B被控制为接通时的电容器C12的电压值Vc以及系统主继电器SMR-B被控制为关断时的电容器C12的电压值Vc被检测到。随后,通过计算这些电压值Vc之间的差ΔVc并将电压差ΔVc与阈值ΔVth相比较,可以确定系统主继电器SMR-B是否未被锁定。
当使用图8中所示的第二漏电检测电路40时,电容器C22可被充电。在这种情况下,系统主继电器SMR-G被控制为接通时的电容器C22的电压值Vc以及系统主继电器SMR-G被控制为关断时的电容器C22的电压值Vc被检测到。随后,通过计算这些电压值Vc之间的差ΔVc并将电压差ΔVc与阈值ΔVth相比较,可以确定系统主继电器SMR-G是否未被锁定。
根据本实施例,通过经由使用同一电容器C11来计算电压差ΔVc,可以确定系统主继电器SMR-B是否已被锁定在其中不考虑电容器C11的个体差异的状态。另外,通过在短时间段内检测电压值Vc1和Vc2,可以抑制由电容器C11的温度变化引起的电压值Vc的变化。由此,可以确定系统主继电器SMR-B是否已被锁定在其中不考虑电容器C11的温度变化的状态。因此,在本实施例中,可以确定系统主继电器SMR-B是否已被锁定在其中不考虑电容器C11的电容变化的状态。
Claims (7)
1.一种蓄电系统,包括:
蓄电设备;
负载;
连线,其被配置成连接所述蓄电设备和所述负载;
继电器,其被提供在所述连线中;
电容器,其一端被连接到所述蓄电设备且另一端被连接到地线;
电压传感器,其被配置成检测所述电容器的电压值;
第一绝缘电阻器,其被设置在所述蓄电设备与所述地线之间;
第二绝缘电阻器,其被设置在所述负载与所述地线之间;
第一电流路径,其包括所述第一绝缘电阻器;
第二电流路径,其包括所述连线和所述第二绝缘电阻器;以及
控制器,该控制器被配置成:
(a)控制所述继电器的接通和关断,以及
(b)当在执行用于关断所述继电器的控制的情况下的所述电压值基本上等于第二电压值时,确定所述继电器被锁定在接通状态,
第一电阻值大于第二电阻值,
所述第二电压值高于第一电压值,
所述第一电阻值是所述第一绝缘电阻器的电阻值,
所述第二电阻值是所述第二绝缘电阻器的电阻值,
所述第一电压值是在所述第一电流路径中当所述蓄电设备的放电电流流到所述电容器时的电压值,
所述第二电压值是在所述第二电流路径中当所述蓄电设备的放电电流流到所述电容器时的电压值。
2.一种蓄电系统,包括:
蓄电设备;
负载;
连线,其被配置成连接所述蓄电设备和所述负载;
继电器,其被提供在所述连线中;
电容器,其一端被连接到所述蓄电设备且另一端被连接到地线;
电压传感器,其被配置成检测所述电容器的电压值;
第一绝缘电阻器,其被设置在所述蓄电设备与所述地线之间;
第二绝缘电阻器,其被设置在所述负载与所述地线之间;
第一电流路径,其包括所述第一绝缘电阻器;
第二电流路径,其包括所述连线和所述第二绝缘电阻器;以及
控制器,其被配置成:
(a)控制所述继电器的接通和关断,以及
(b)当在执行用于将所述继电器在接通与关断之间切换的控制的情况下的电压差小于第一电压值与第二电压值之间的差时,确定所述继电器被锁定在接通状态,
第一电阻值高于第二电阻值,
所述第一电压值低于所述第二电压值,
所述第一电阻值是所述第一绝缘电阻器的电阻值,
所述第二电阻值是所述第二绝缘电阻器的电阻值,
所述第一电压值是在所述第一电流路径中当所述蓄电设备的放电电流流到所述电容器时的电压值,
所述第二电压值是在所述第二电流路径中当所述蓄电设备的放电电流流到所述电容器时的电压值,
所述电压差是在当执行用于接通所述继电器的控制时由所述电压传感器所检测到的电压值与当执行用于关断所述继电器的控制时由所述电压传感器所检测到的电压值之间的电压差。
3.根据权利要求1或2所述的蓄电系统,其中,
所述电容器包括:
第一电容器,以及
第二电容器,其被并联地连接到所述第一电容器,所述第二电容器的电容小于所述第一电容器的电容,第一开关元件被串联地连接到所述第一电容器,第二开关元件被串联地连接到所述第二电容器并且被并联地连接到所述第一电容器和所述第一开关元件,以及
所述控制器被配置成:
当所述控制器确定发生由所述第一电阻值的减小引起的漏电时,接通所述第一开关元件并关断所述第二开关元件,
当由所述电压传感器所检测到的电压值高于或等于第三电压值时,确定已发生由所述第一电阻值的减小引起的漏电,其中,所述第三电压值是高于所述第二电压值的值,以及
当所述控制器对所述继电器是否被锁定进行确定时,关断所述第一开关元件并接通所述第二开关元件。
4.根据权利要求3所述的蓄电系统,
所述控制器被配置成:
(a)当执行用于接通所述第一开关元件的控制和执行用于关断所述第二开关元件的控制时,并且当由所述电压传感器所检测到的电压值基本上为零时,确定所述第一开关元件在关断状态下有故障,并且
(b)当由所述电压传感器所检测到的电压值低于第四电压值时,确定所述第二开关元件在接通状态下有故障,
所述第四电压值是在所述第一电流路径或所述第二电流路径中当所述蓄电设备的放电电流流到所述第一电容器时的电压值。
5.根据权利要求3或4所述的蓄电系统,其中,
所述控制器被配置成:
(a)当执行用于关断所述第一开关元件的控制并执行用于接通所述第二开关元件的控制时,并且当由所述电压传感器所检测到的电压值基本上为0时,确定所述第二开关元件在关断状态下有故障,并且
(b)当由所述电压传感器所检测到的电压值低于第五电压值时,确定所述第一开关元件在接通状态下有故障,
所述第五电压值是在所述第一电流路径或所述第二电流路径中当所述蓄电设备的放电电流流到所述第二电容器时的电压值。
6.一种蓄电系统,包括:
蓄电设备;
负载;
连线,其被配置成连接所述蓄电设备和所述负载;
继电器,其被提供在所述连线中;
电容器,其一端被连接到所述蓄电设备且另一端被连接到地线;
电压传感器,其被配置成检测所述电容器的电压值;
第一绝缘电阻器,其被设置在所述蓄电设备与所述地线之间;
第二绝缘电阻器,其被设置在所述负载与所述地线之间,并具有与所述第一绝缘电阻器的电阻值不同的电阻值;
第一电流路径,其包括所述第一绝缘电阻器;
第二电流路径,其包括所述连线和所述第二绝缘电阻器;以及
控制器,其被配置成:
当在输出用于关断所述继电器的信号的情况下的电压值基本上等于预定电压值时,确定所述继电器被锁定在接通状态,
所述预定电压值是在所述第二电流路径中当所述蓄电设备的放电电流流到所述电容器时由所述电压传感器所检测到的所述电容器的电压值。
7.一种蓄电系统,包括:
蓄电设备;
负载;
连线,其被配置成连接所述蓄电设备和所述负载;
继电器,其被提供在所述连线中;
电容器,其一端被连接到所述蓄电设备且另一端被连接到地线;
电压传感器,其被配置成检测所述电容器的电压值;
第一绝缘电阻器,其被设置在所述蓄电设备与所述地线之间;
第二绝缘电阻器,其被设置在所述负载与所述地线之间;
第一电流路径,其包括所述第一绝缘电阻器;
第二电流路径,其包括所述连线和所述第二绝缘电阻器;以及
控制器,其被配置成:
当在输出用于将所述继电器在接通与关断之间切换的信号的情况下的预定电压差小于第一电压值与第二电压值之间的差时,确定所述继电器被锁定在接通状态,
所述第一电压值是在所述第一电流路径中当所述蓄电设备的放电电流流到所述电容器时由所述电压传感器所检测到的所述电容器的电压值,
所述第二电压值是在所述第二电流路径中当所述蓄电设备的放电电流流到所述电容器时由所述电压传感器所检测到的所述电容器的电压值,
所述预定电压差是当输出用于接通所述继电器的信号时由所述电压传感器所检测到的所述电容器的电压值与当输出用于关断所述继电器的信号时由所述电压传感器检测到的所述电容器的电压值之间的电压差。
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