CN110154763A - 电源系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能迅速判定非接地电路的接触器有无故障的电源系统。电源系统(1)包括:非接地电路(2),包括电源(21)、负载(22)、电力线(23p)、(23n)及高压阻断机(24);信号施加电路(31),连接于电力线(23p)、(23n)中较高压阻断机(24)更靠车辆负载(22)侧的输入连接部(25p)、(25n);信号输入电路(41)及接地故障检测电路(46),连接于电力线(23p)、(23n)中较高压阻断机(24)更靠电源(21)侧的输出连接部(26p)、(26n),生成根据输出连接部(26p)、(26n)的电压而变动的信号;接地故障判定部(63),在将高压阻断机(24)控制为连接状态的状态下,根据接地故障检测电路(46)所生成的信号来判定有无接地故障;以及熔焊判定部(64),根据接地故障检测电路(46)所生成的信号来判定高压阻断机(24)有无熔焊。
Description
技术领域
本发明涉及一种电源系统。更详细而言,本发明涉及一种包括非接地电路的电动车辆的电源系统,所述非接地电路具有直流电源、负载、正极线及负极线、以及正极阻断开关及负极阻断开关。
背景技术
近年来,具备电动机作为动力产生源的电动输送机器、或具备电动机及内燃机作为动力产生源的混合动力车辆等电动车辆的开发盛行。这种电动车辆的车体上,为了对电动机供给电能而搭载有高压电池、电容器(capacitor)、燃料电池堆(fuel cell stack)等电源。另外,通常情况下,将这种电源与电动机等负载连接的电源电路大多是以与车体的接地电位部绝缘的非接地电路的形式搭载在车体上。
专利文献1中示出了一种接地故障侦测装置,其侦测具备直流电源、负载、将这些连接的正负的电力线以及设于这些电力线中的接触器(contactor)的非接地电路有无接地故障。所述接地故障侦测装置包括连接于电力线中较接触器更靠电源侧或负载侧的侦测用信号发送器及接地故障信号侦测电路,使用侦测用信号发送器在这些电力线上重叠作为共模噪声(common mode noise)的检测信号,并且根据接地故障信号侦测电路所检测到的信号来判定有无接地故障。
此外,非接地电路中也含有所述那样将电源与负载连接或阻断的接触器。因而电动车辆中,例如像专利文献2所示那样,也搭载有用于判定所述接触器是否无故障的接触器的故障侦测装置。
专利文献2的故障侦测装置中,在电力线中较接触器更靠负载侧连接有辅机用蓄电器。这种故障侦测装置中,若在负载所含的平滑电容器经电源充电的状态下将接触器断开,则已充进所述平滑电容器的电荷被充进辅机用蓄电器,因而平滑电容器的电压缓缓降低。此故障侦测装置中,通过监视将接触器断开时的平滑电容器的电压降低,来判定是否将接触器正常断开,即接触器是否无故障。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1:日本专利特开2014-17974号公报
专利文献2:日本专利特开2007-295699号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
但是,专利文献2的故障侦测装置根据电压的时间变化来判定接触器有无故障,因而可能判定耗费时间。
另外,除了专利文献2的故障侦测装置那样基于负载侧的电压的时间变化的方法以外,也想到通过将非接地电路的电源电压减去负载电压而推定接触器的两端子间的电压,根据此接触器的端子间电压来判定接触器有无故障。但是,接触器的端子间电压与电源或负载的电压相比而较小,因而为了高精度地推定所述接触器的端子间电压,需要分别利用精度高的电压传感器来检测电源及负载的电压,可能成本增加。
本发明的目的在于提供一种能迅速判定非接地电路的接触器有无故障的电源系统或能以低成本检测非接地电路的电源、负载及接触器的端子间电压的电源系统。
[解决问题的技术手段]
(1)本发明的电源系统包括:非接地电路,包括将直流电源与负载连接的正极线及负极线、以及设于所述正极线及所述负极线的至少一者中且将所述电源与所述负载连接或阻断的阻断开关,且在正常时,所述正极线及负极线与接地电位部电绝缘;开关控制部,控制所述阻断开关;信号施加电路,连接于所述正极线及负极线中较所述阻断开关更靠所述电源及所述负载中任一者侧的输入连接部,对所述输入连接部及所述接地电位部施加侦测信号;检测电路,连接于所述正极线及负极线中较所述阻断开关更靠另一侧的输出连接部,生成根据此输出连接部的电压而变动的输出信号;接地故障判定部,在由所述开关控制部将所述阻断开关控制为连接状态的状态下,根据所述检测电路所生成的输出信号而判定所述非接地电路有无接地故障;以及开关故障判定部,在由所述开关控制部将所述阻断开关控制为阻断状态的状态下,根据所述检测电路所生成的输出信号而判定所述阻断开关有无故障。
(2)此时,电源系统优选还包括:电源电压检测电路,连接于所述正极线及负极线中较所述阻断开关更靠所述电源侧,生成与此所述正极线和所述负极线之间的电位差相应的电源电压检测信号;负载电压检测电路,连接于所述正极线及负极线中较所述阻断开关更靠所述负载侧,生成与此正极线和所述负极线之间的电位差相应的负载电压检测信号;以及接点间电压检测电路,连接于所述信号施加电路及所述检测电路,根据从所述信号施加电路及所述检测电路获取的信号,生成与所述阻断开关的所述电源侧和所述负载侧之间的电位差相应的接点间电压检测信号。
(3)此时,电源系统优选包括:电压检测功能故障判定部,在由所述开关控制部将所述阻断开关控制为连接状态的状态下,根据所述电源电压检测信号、所述负载电压检测信号及所述接点间电压检测信号,来判定所述电源电压检测电路、所述负载电压检测电路及所述接点间电压检测电路有无故障。
(4)本发明的电源系统包括:非接地电路,包括将直流电源与负载连接的正极线及负极线、以及设于所述正极线及所述负极线的至少一者中且将所述电源与所述负载连接或阻断的阻断开关,且在正常时,所述正极线及负极线与接地电位部电绝缘;开关控制部,控制所述阻断开关;信号施加电路,连接于所述正极线及负极线中较所述阻断开关更靠所述电源及所述负载中任一者侧的输入连接部,对所述输入连接部及所述接地电位部施加侦测信号;检测电路,连接于所述正极线及负极线中较所述阻断开关更靠另一侧的输出连接部,生成根据此输出连接部的电压而变动的输出信号;电源电压检测电路,连接于所述正极线及负极线中较所述阻断开关更靠所述电源侧,生成与此所述正极线和所述负极线之间的电位差相应的电源电压检测信号;负载电压检测电路,连接于所述正极线及负极线中较所述阻断开关更靠所述负载侧,生成与此正极线和所述负极线之间的电位差相应的负载电压检测信号;以及接点间电压检测电路,连接于所述信号施加电路及所述检测电路,根据从所述信号施加电路及所述检测电路获取的信号,生成与所述阻断开关的所述电源侧和所述负载侧之间的电位差相应的接点间电压检测信号。
[发明的效果]
(1)本发明的电源系统包括:信号施加电路及检测电路,连接于将电源与负载连接的正极线及负极线;以及接地故障判定部,在将阻断开关控制为连接状态的状态下,根据检测电路中生成的输出信号而判定有无接地故障。由此,本发明中,能判定非接地电路有无接地故障。另外,本发明的电源系统包括开关故障判定部,此开关故障判定部在将信号施加电路及检测电路在正极线及负极线的至少一者中以隔着阻断开关的方式连接后,在将阻断开关控制为阻断状态的状态下,根据检测电路中生成的输出信号而判定阻断开关有无故障。由此,本发明中,能如所述那样判定有无接地故障,并且进而迅速判定阻断开关有无故障。另外,本发明的电源系统中,当判定阻断开关有无故障时,通过挪用作为用于判定有无接地故障的电路的检测电路,能减少零件数,因而能抑制电源系统的成本增加。
(2)本发明的电源系统包括:电源电压检测电路,连接于正极线及负极线中较阻断开关更靠电源侧,生成与这些正极线及负极线的电位差相应的电源电压检测信号;负载电压检测电路,连接于正极线及负极线中较阻断开关更靠负载侧,生成与这些正极线及负极线的电位差相应的负载电压检测信号;以及接点间电压检测电路,连接于信号施加电路及检测电路,根据从这些信号施加电路及检测电路获取的信号,生成与阻断开关的电源侧和负载侧之间的电位差相应的接点间电压检测信号。因而,根据本发明的电源系统,除了接地故障的有无及阻断开关的故障有无以外,也能检测电源的电压、负载的电压及阻断开关的接点间的电压。
另外,本发明的电源系统中,使用接点间电压检测电路的接点间电压检测信号来检测阻断开关的接点间的电压,由此例如在开关控制部中也能把握阻断开关的接点间的电压变化。此外,若欲维持电压的分辨率并且扩大电压的检测容限,则开关控制部中的模-数(Aalog-Digital,AD)转换或信号处理所耗费的运算负荷相应地增加。相对于此,阻断开关的接点间的电压与电源的电压或负载的电压相比而较小,因而能相应地使开关控制部中的电压的检测容限的范围变窄。因而,根据本发明的电源系统,能抑制开关控制部的运算负荷,并且高精度地把握阻断开关的接点间的电压。
(3)本发明的电源系统中,当在非接地电路中将阻断开关控制为连接状态而由电源、阻断开关及负载形成闭合回路时,电源的电压与将阻断开关的接点间的电压和负载的电压合计所得的电压相等。因此,本发明的电源系统中,通过使用作为与这些三个区间的电位差相应的信号的电源电压检测信号、负载电压检测信号及接点间电压检测信号,能判定电源电压检测电路、负载电压检测电路、及接点间电压检测电路是否正常发挥功能。
(4)本发明的电源系统包括:信号施加电路及检测电路,连接于将电源与负载连接的正极线及负极线;电源电压检测电路,连接于正极线及负极线中较阻断开关更靠电源侧,生成与这些正极线及负极线的电位差相应的电源电压检测信号;负载电压检测电路,连接于正极线及负极线中较阻断开关更靠负载侧,生成与这些正极线及负极线的电位差相应的负载电压检测信号;以及接点间电压检测电路,连接于信号施加电路及检测电路,根据从这些信号施加电路及检测电路获取的信号,生成与阻断开关的电源侧和负载侧之间的电位差相应的接点间电压检测信号。因而,根据本发明的电源系统,能检测非接地电路的电源的电压、负载的电压及阻断开关的接点间的电压。
另外,本发明的电源系统中,使用接点间电压检测电路的接点间电压检测信号来检测阻断开关的接点间的电压,由此例如在开关控制部中也能把握阻断开关的接点间的电压变化。此外,若欲维持电压的分辨率并且扩大电压的检测容限,则开关控制部中的AD转换或信号处理所耗费的运算负荷相应地增加。相对于此,阻断开关的接点间的电压与电源的电压或负载的电压相比而较小,因而可相应地使开关控制部中的电压的检测容限的范围变窄。因而,根据本发明的电源系统,能抑制开关控制部的运算负荷,并且高精度地把握阻断开关的接点间的电压。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的电源系统的结构的图。
图2是表示信号施加电路的正极反转放大器及负极反转放大器的结构的电路图。
图3是表示信号输入电路的正极反转放大器及负极反转放大器的结构的电路图。
图4是表示接地故障检测电路的结构的电路图。
图5是表示负载电压检测电路及电源电压检测电路的结构的电路图。
图6是表示接点间电压检测电路的结构的电路图。
图7是表示非接地电路的启动次序的具体顺序的流程图。
图8是表示非接地电路的结束次序的具体顺序的流程图。
图9是表示接地故障判定部进行的接地故障侦测处理的具体顺序的流程图。
图10是示意性地表示状态检测电路的安装例的图。
图11是表示本发明的第二实施方式的电源系统的结构的图。
符号的说明
B:车体
1、1A:电源系统
2、2A:非接地电路
21:电源(电源)
211:第一电源(电源)
212:第二电源(电源)
213:第三电源(电源)
22:车辆负载(负载)
23p:正极高压电力线(正极线)
231p:第一高压电力线(正极线)
232p:第二高压电力线(正极线)
233p:第三高压电力线(正极线)
23n:负极高压电力线(负极线)
231n:第一高压电力线(负极线)
232n:第二高压电力线(负极线)
233n:第三高压电力线(负极线)
25p、25n:输入连接部
251p、251n:输入连接部
26p、26n:输出连接部
27p、27n:第一输出连接部(输出连接部)
28p、28n:第二输出连接部(输出连接部)
29p、29n:第三输出连接部(输出连接部)
24、241、242、243:高压阻断机(阻断开关)
24m:主接触器(正极阻断开关)
24p:预充电接触器(正极阻断开关)
24s:次接触器24s(负极阻断开关)
3、3A:状态检测电路
31、31A:信号施加电路
39、39A:负载电压检测电路
41、41a、41b、41c:信号输入电路(检测电路)
46、46a、46b、46c:接地故障检测电路(检测电路)
48、48a、48b、48c:电源电压检测电路
50、50a、50b、50c:接点间电压检测电路
G:接地电位部
6、6A:ECU
63:接地故障判定部
64:熔焊判定部(开关故障判定部)
65:电压检测功能故障判定部
66:接触器控制部(开关控制部)
7:单元电压传感器单元
71:电源监视IC
72:通信IC
73:绝缘器件
74、75:通信线
具体实施方式
<第一实施方式>
以下,一方面参照附图一方面对本发明的第一实施方式进行说明。
图1是表示本实施方式的电源系统1的结构的图。电源系统1搭载在作为电池驱动车辆、混合动力车辆及燃料电池车辆等的电动车辆的车体B上。
电源系统1包括非接地电路2、连接于非接地电路2且生成与所述非接地电路2的状态相应的各种信号的状态检测电路3、以及控制这些非接地电路2及状态检测电路3的电子控制单元6(以下,使用“ECU6”的简称)。
非接地电路2包括产生高压直流的电源21、车辆负载22、将电源21的正极与车辆负载22的正极连接的正极高压电力线23p、将电源21的负极与车辆负载22的负极连接的负极高压电力线23n、以及设于这些电力线23p、23n中且将电源21与车辆负载22之间的电导通连接或阻断的高压阻断机24。
车辆负载22是由作为机械连接于车辆的驱动轮的三相交流电机的驱动电机、对电源21产生的直流电压进行转换的转换器(converter)、将从转换器输出的直流转换成交流并供给于驱动电机的逆变器(inverter)、及车辆辅机等所构成。
电源21是车辆负载22所含的电动机的主要的电力供给源,产生几百伏(例如300V)的高压直流。下文中,作为电源21,对使用将通过锂离子在电极间移动而进行充放电的多个锂离子电池串联连接所构成的组电池的情况进行说明,但本发明不限于此。关于电源21,既可使用将若供给作为氧化气体的空气与作为燃料气体的氢则发电的多个燃料电池单元层叠所构成的燃料电池堆,也可使用电容器。
高压阻断机24包括分别设于正极高压电力线23p中的主接触器24m、预充电接触器24p及预充电电阻24r以及设于负极高压电力线23n中的次接触器(sub-contactor)24s。
这些主接触器24m、预充电接触器24p及次接触器24s是根据从ECU6的下文将述的开关控制部66发送的指令信号SWm、指令信号SWp、指令信号SWs而打开或闭合的电磁开关。
次接触器24s设于负极高压电力线23n中。次接触器24s若打开则将电源21的负极与车辆负载22的负极的电导通阻断,若闭合则将电源21的负极与车辆负载22的负极的电导通连接。
主接触器24m设于正极高压电力线23p中。主接触器24m若打开则将电源21的正极与车辆负载22的正极的电导通阻断,若闭合则将电源21的正极与车辆负载22的正极的电导通连接。
预充电接触器24p及预充电电阻24r将正极高压电力线23p中主接触器24m的电源21侧及车辆负载22侧的两接点连接,与绕过所述主接触器24m的旁通电力线串联而设置。预充电接触器24p若打开则将电源21的正极与车辆负载22的正极的电导通阻断,若闭合则经由预充电电阻24r将电源21的正极与车辆负载22的正极电连接。这些预充电接触器24p及预充电电阻24r在将电源21与车辆负载22电连接时,为了防止向车辆负载22所含的平滑电容器(未图示)的冲击电流,而以于正极高压电力线23p中与主接触器24m并列的方式连接。此外,预充电电阻24r例如为几十欧(Ω)左右。
以上那样构成的非接地电路2中,至少电源21、电力线23p、电力线23n及阻断机24是以在所述非接地电路2的正常时与设于车体B的接地电位部G电绝缘的方式设于车体B。但是,当非接地电路2产生了某些异常时,有时会产生未充分确保非接地电路2与接地电位部G的绝缘的接地故障。
状态检测电路3包括信号施加电路31、负载电压检测电路39、信号输入电路41、接地故障检测电路46、电源电压检测电路48及接点间电压检测电路50。
信号施加电路31包括正极反转放大器34、将此正极反转放大器34与设于正极高压电力线23p中的输入连接部25p连接的正极信号线32、负极反转放大器35、将此负极反转放大器35与设于负极高压电力线23n中的输入连接部25n连接的负极信号线33、以及产生用于判定非接地电路2有无接地故障的侦测用输入信号S_in的侦测用信号发送器36。信号施加电路31通过使用这些而将侦测用输入信号S_in作为共模噪声施加于输入连接部25p、输入连接部25n及接地电位部G。
供连接信号施加电路31的输入连接部25p、输入连接部25n均设于电力线23p、电力线23n中较高压阻断机24更靠电源21侧或车辆负载22侧。以下,对将输入连接部25p、输入连接部25n设于电力线23p、电力线23n中较高压阻断机24更靠车辆负载22侧的情况进行说明,但本发明不限于此。输入连接部25p、输入连接部25n也可设于较高压阻断机24更靠电源21侧。
正极信号线32是将正极反转放大器34与输入连接部25p连接的信号线。此正极信号线32中,从输入连接部25p侧朝向正极反转放大器34侧依次设有电阻321及正极中继电路322。电阻321与预充电电阻24r相比为高电阻,例如为100kΩ~几百kΩ左右。正极中继电路322例如是将几MΩ~几十MΩ左右的电阻与电容并列连接而构成的RC并列电路。由此,输入连接部25p的电压经电阻321、正极中继电路322的电阻及正极反转放大器34的内部电阻(下文将述的图2的反馈电阻342)分压,被输入至正极反转放大器34。另外,下文将述的侦测用信号发送器36所产生的交流的侦测用输入信号S_in经由正极中继电路322的电容而施加于输入连接部25p。
负极信号线33是将负极反转放大器35与输入连接部25n连接的信号线。此负极信号线33中,从输入连接部25n侧朝向负极反转放大器35侧依次设有电阻331及负极中继电路332。电阻331是与所述电阻321为相同程度的高电阻。负极中继电路332是与所述正极中继电路322同样的RC并列电路。由此,输入连接部25n的电压经电阻331、负极中继电路332的电阻及负极反转放大器35的内部电阻(下文将述的图2的反馈电阻352)分压,被输入至负极反转放大器35。另外,侦测用信号发送器36所产生的侦测用输入信号S_in经由负极中继电路332的电容而施加于输入连接部25n。
图2是表示正极反转放大器34及负极反转放大器35的结构的电路图。此外,负极反转放大器35成为与正极反转放大器34基本相同的电路结构,因而构成此负极反转放大器35的元件的符号在图2中以括号标注表示。
正极反转放大器34是将运算放大器(operational amplifier)341、与设于将所述运算放大器341的负输入端子和输出端子连接的反馈信号线中的反馈电阻342组合而构成。运算放大器341的负输入端子上连接有正极信号线32,运算放大器341的正输入端子经由侦测用信号发送器36及失调电源(offset power)37而连接于接地电位部G。
侦测用信号发送器36产生以ECU6的侦测用频率决定部61中决定的侦测用频率f_ck振动的交流的侦测用输入信号S_in。侦测用输入信号S_in例如可使用矩形波或正弦波等。另外,失调电源37产生规定的失调电压Vof的直流电压。由此,运算放大器341的正输入端子上重叠有以失调电压Vof为中心而电压周期性地变动的侦测用输入信号S_in。
另外,如图2中括号标注所示那样,负极反转放大器35是将运算放大器351与反馈电阻352组合而构成。运算放大器351的负输入端子上连接有负极信号线33,运算放大器351的正输入端子经由侦测用信号发送器36及失调电源37而连接于接地电位部G。由此,运算放大器351的正输入端子上重叠有以失调电压Vof为中心而电压周期性地变动的侦测用输入信号S_in。
回到图1,根据以上那样的结构,信号施加电路31中,侦测用信号发送器36所生成的侦测用输入信号S_in经由正极反转放大器34及正极中继电路322而施加于正极高压电力线23p的输入连接部25p,且经由负极反转放大器35及负极中继电路332而施加于负极高压电力线23n的输入连接部25n,进而施加于接地电位部G。
信号输入电路41包括正极反转放大器44、将此正极反转放大器44与设于正极高压电力线23p中的输出连接部26p连接的正极信号线42、负极反转放大器45、及将此负极反转放大器45与设于负极高压电力线23n中的输出连接部26n连接的负极信号线43。信号输入电路41通过使用这些而生成根据输出连接部26p、输出连接部26n的电压而变动的信号Vp2、信号Vn2。
输出连接部26p、26n均设于电力线23p、电力线23n中较高压阻断机24更靠电源21侧或车辆负载22侧,且与输入连接部25p、输入连接部25n相反的一侧。以下,对将输出连接部26p、信号26n设于电力线23p、电力线23n中较高压阻断机24更靠电源21侧的情况进行说明,但本发明不限于此。在将输入连接部25p、输入连接部25n设于较高压阻断机24更靠电源21侧的情况下,输出连接部26p、输出连接部26n设于较高压阻断机24更靠车辆负载22侧。
正极信号线42是将正极反转放大器44与输出连接部26p连接的信号线。此正极信号线42中设有电阻421。负极信号线43是将负极反转放大器45与输出连接部26n连接的信号线。此负极信号线43中设有电阻431。另外,这些电阻421、431为与所述电阻321相同程度的高电阻。由此,输出连接部26p的电压经电阻421及正极反转放大器44的内部电阻(下文将述的图3的反馈电阻442)分压,被输入至正极反转放大器44。另外,输出连接部26n的电压经电阻431及负极反转放大器45的内部电阻(下文将述的图3的反馈电阻452)分压,被输入至负极反转放大器45。
图3是表示正极反转放大器44及负极反转放大器45的结构的电路图。此外,负极反转放大器45成为与正极反转放大器44基本相同的电路结构,因而构成此负极反转放大器45的元件的符号在图3中以括号标注表示。
正极反转放大器44是将运算放大器441、与设于将所述运算放大器441的负输入端子和输出端子连接的反馈信号线中的反馈电阻442组合而构成。运算放大器441的负输入端子上连接有正极信号线42,运算放大器441的正输入端子经由失调电源37而连接于接地电位部G。
另外,如图3中括号标注所示,负极反转放大器45是将运算放大器451与反馈电阻452组合而构成。运算放大器451的负输入端子上连接有负极信号线43,运算放大器451的正输入端子经由失调电源37而连接于接地电位部G。
回到图1,接地故障检测电路46经由信号输入电路41而连接于高压电力线23p、高压电力线23n的输出连接部26p、输出连接部26n,输出根据这些输出连接部26p、输出连接部26n的电压而变动的信号即接地故障侦测信号S_out。更具体而言,接地故障检测电路46使用图4所示那样的电路结构,将信号输入电路41的正极反转放大器44的输出电压Vp2与负极反转放大器45的输出电压Vn2相加,由此输出用于判定有无接地故障的接地故障侦测信号S_out。
图4是表示接地故障检测电路46的结构的电路图。接地故障检测电路46是将运算放大器461、将此运算放大器461的负输入端子与输出端子连接的反馈电路462、将正极反转放大器44的输出端子与负极反转放大器45的输出端子连接的第一信号线464、及将此第一信号线464与运算放大器461的负输入端子连接的第二信号线465组合而构成。
运算放大器461的正输入端子经由失调电源37而连接于接地电位部G。由此,运算放大器461的正输入端子上输入有失调电压Vof。
第一信号线464中,从正极反转放大器44的输出端子侧朝向负极反转放大器45的输出端子侧依次设有电阻466、电阻467。另外,第二信号线465将第一信号线464中电阻466及电阻467之间与运算放大器461的负输入端子连接。此第二信号线465中设有电阻468。由此,运算放大器461的负输入端子上,输入有将根据输出连接部26p、输出连接部26n的电压而变动的正极反转放大器44的输出电压Vp2与负极反转放大器45的输出电压Vn2相加所得的电压。
为了对接地故障侦测电路46赋予带通滤波器功能,反馈电路462可使用将电阻462r与电容462c并列而组合的RC并列电路。
根据以上那样的结构,接地故障检测电路46中,仅重叠在正极高压电力线23p的输出连接部26p上的信号与重叠在负极高压电力线23n的输出连接部26n上的信号相加所得的成分经由电容462c而输入至运算放大器461,此成分中,仅带通滤波器的通过频带(例如设计值f1~f2[Hz])内的信号作为接地故障侦测信号S_out而从运算放大器461输出。
回到图1,负载电压检测电路39经由信号施加电路31而连接于高压电力线23p、高压电力线23n的输入连接部25p、输入连接部25n,生成与这些输入连接部25p、输入连接部25n之间的电位差、即非接地电路2中车辆负载22的正负极两端的电压相应的负载电压检测信号Vpn。更具体而言,负载电压检测电路39使用图5所示那样的电路结构,求出信号施加电路31的正极反转放大器34的输出电压Vp1与负极反转放大器35的输出电压Vn1之差,由此生成所述那样的负载电压检测信号Vpn。此外,在替换输入连接部25p、输入连接部25n与输出连接部26p、输出连接部26n的位置的情况下,也就是将图1的信号输入电路41连接于较高压阻断机24更靠车辆负载22侧的情况下,所述负载电压检测电路39经由所述信号输入电路41而连接于高压电力线23p、高压电力线23n。
图5是表示负载电压检测电路39及下文将述的电源电压检测电路48的结构的电路图。此外,电源电压检测电路48成为与负载电压检测电路39基本相同的电路结构,因而构成所述电源电压检测电路48的元件的符号在图5中以括号标注表示。
负载电压检测电路39包括运算放大器391、设于将此运算放大器的负输入端子与输出端子连接的反馈信号线中的电阻392、将运算放大器391的负输入端子与负极反转放大器35连接的第一信号线393、及将运算放大器391的正输入端子与正极反转放大器34连接的第二信号线394。第一信号线393及第二信号线394中分别设有电阻395及电阻396。另外,运算放大器391的正输入端子经由电阻397而连接于接地电位部G。由此,运算放大器391的负输入端子上经由电阻395而输入有负极反转放大器35的输出电压Vn1,运算放大器391的正输入端子上经由电阻396而输入有正极反转放大器34的输出电压Vp1。
根据以上那样的结构,负载电压检测电路39中,从运算放大器391中输出与正极反转放大器34的输出电压Vp1和负极反转放大器35的输出电压Vn1的差量相应的负载电压检测信号Vpn。
回到图1,电源电压检测电路48经由信号输入电路41而连接于高压电力线23p、高压电力线23n的输出连接部26p、输出连接部26n,生成与这些输出连接部26p、输出连接部26n之间的电位差、即非接地电路2中电源21的正负极两端的电压相应的电源电压检测信号Vbat。更具体而言,电源电压检测电路48使用图5所示那样的电路结构,求出信号输入电路41的正极反转放大器44的输出电压Vp2与负极反转放大器45的输出电压Vn2之差,由此生成所述那样的电源电压检测信号Vbat。此外,在替换输入连接部25p、输入连接部25n与输出连接部26p、输出连接部26n的位置的情况下,也就是将图1的信号施加电路31连接于较高压阻断机24更靠电源21侧的情况下,所述电源电压检测电路48经由所述信号施加电路31而连接于高压电力线23p、高压电力线23n。
如图5所示那样,电源电压检测电路48包括运算放大器481、设于将所述运算放大器的负输入端子与输出端子连接的反馈信号线中的电阻482、将运算放大器481的负输入端子与负极反转放大器45连接的第一信号线483、及将运算放大器481的正输入端子与正极反转放大器44连接的第二信号线484。第一信号线483及第二信号线484中分别设有电阻485及电阻486。另外,运算放大器481的正输入端子经由电阻487而连接于接地电位部G。由此,运算放大器481的负输入端子上经由电阻485而输入有负极反转放大器45的输出电压Vn2,运算放大器481的正输入端子上经由电阻486而输入有正极反转放大器44的输出电压Vp2。
根据以上那样的结构,电源电压检测电路48中,从运算放大器481输出与正极反转放大器44的输出电压Vp2和负极反转放大器45的输出电压Vn2的差量相应的电源电压检测信号Vbat。
回到图1,接点间电压检测电路50连接于信号施加电路31及信号输入电路41。即,接点间电压检测电路50通过经由信号施加电路31及信号输入电路41,而以跨越高压阻断机24的方式连接于正极高压电力线23p的输入连接部25p及输出连接部26p。接点间电压检测电路50根据从这些信号施加电路31及信号输入电路41获取的信号,生成与主接触器24m的电源21侧和车辆负载22侧的接点间的电位差、或预充电接触器24p及预充电电阻24r的串联电路的电源21侧和车辆负载22侧的端子间的电位差(以下将这些统称为“正极侧的接触器的接点间电压”)相应的接点间电压检测信号Vcon。更具体而言,接点间电压检测电路50使用图6所示那样的电路结构,求出信号施加电路31的正极反转放大器34的输出电压Vp1与信号输入电路41的正极反转放大器44的输出电压Vp2之差,由此生成所述那样的接点间电压检测信号Vcon。
图6是表示接点间电压检测电路50的结构的电路图。接点间电压检测电路50包括运算放大器501、设于将此运算放大器的负输入端子与输出端子连接的反馈信号线中的电阻502、将运算放大器501的负输入端子与信号施加电路31的正极反转放大器34的输出端子连接的第一信号线503、及将运算放大器501的正输入端子与信号输入电路41的正极反转放大器44的输出端子连接的第二信号线504。第一信号线503及第二信号线504中分别设有电阻505及电阻506。另外,运算放大器501的正输入端子经由电阻507而连接于接地电位部G。由此,运算放大器501的负输入端子上经由电阻505而输入有正极反转放大器34的输出电压Vp1,运算放大器501的正输入端子上经由电阻506而输入有正极反转放大器44的输出电压Vp2。
根据以上那样的结构,接点间电压检测电路50中,从运算放大器501输出与正极反转放大器34的输出电压Vp1和正极反转放大器44的输出电压Vp2的差量相应的接点间电压检测信号Vcon。
此外,本实施方式中,对将接点间电压检测电路50连接于信号施加电路31的正极反转放大器34及信号输入电路41的正极反转放大器44,由此在接点间电压检测电路50中生成与正极侧的接触器的接点间电压相应的接点间电压检测信号Vcon的情况进行了说明,但本发明不限于此。在非接地电路2中将预充电接触器24p及预充电电阻24r设于负极高压电力线23n中的情况下,接点间电压检测电路优选连接于信号线施加电路31的负极反转放大器35及信号输入电路41的负极反转放大器45。通过如此这样连接,接点间电压电路中,能生成与负极侧的接触器的接点间电压相应的接点间电压检测信号。
ECU6是由对从状态检测电路3发送的各种信号进行模-数(Aalog-Digital,A/D)转换的输入/输出(Input/Output,I/O)接口、执行各种运算处理的中央处理器(CentralProcessing Unit,CPU)、以在所述运算处理下决定的形态驱动状态检测电路3或非接地电路2的各种器件的驱动电路、及存储各种数据的随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)或只读存储器(Read Only Memory,ROM)等所构成的微计算机。
ECU6中,以通过以上那样的硬件结构来实现各功能的控制模块的形式,构成有侦测用频率决定部61、接地故障判定部63、熔焊判定部64、电压检测功能故障判定部65及接触器控制部66。
侦测用频率决定部61在接地故障判定部63中判定非接地电路2有无接地故障时,决定侦测用信号发送器36产生的侦测用输入信号S_in的最优频率。更具体而言,侦测用频率决定部61在由接触器控制部66将主接触器24m(或预充电接触器24p)及次接触器24s闭合的状态下,在接地故障检测电路46的带通滤波器的通过频带的设计值f1~f2[Hz]的范围内扫描(sweep)侦测用输入信号S_in的频率,并且搜索此时接地故障检测电路46的接地故障侦测信号S_out达到最大的频率。侦测用频率决定部61将通过所述搜索所得的频率决定为侦测用频率f_ck。由此,能提高接地故障检测电路46的带通滤波器对侦测用输入信号S_in以外的噪音的除去效果,甚至能提高接地故障的有无的判定精度。
此外,本实施方式中,对通过使用所述那样的侦测用频率决定部61而随时决定侦测用频率f_ck的情况进行说明,但本发明不限于此。侦测用频率f_ck也可在带通滤波器的通过频带的设计值f1~f2[Hz]的范围内设为预定的值。
接地故障判定部63在由接触器控制部66将主接触器24m(或预充电接触器24p)及次接触器24s闭合的状态下,使用信号施加电路31将以侦测用频率f_ck振动的侦测用输入信号S_in重叠于高压电力线23p、高压电力线23n及接地电位部G,并且将此时由接地故障检测电路46生成的接地故障侦测信号S_out、与预先设定的接地故障参照电压Va相比较,由此判定非接地电路2有无接地故障。此外,本实施方式中,当在接地故障判定部63中判定非接地电路2有无接地故障时,关于相对于接地故障侦测信号S_out而设定的阈值即接地故障参照电压Va,对预先设定的情况进行说明,但本发明不限于此。所述接地故障参照电压Va例如也可按照本案申请人的日本专利特开2014-17974号公报所记载的顺序随时设定。
如所述那样,信号施加电路31将侦测用信号发送器36所产生的侦测用输入信号S_in作为共模噪声而施加于高压电力线23p、高压电力线23n及接地电位部G。因而,当正常情况下应与接地电位部G绝缘的正极高压电力线23p或负极高压电力线23n中产生了接地故障时,侦测用输入信号S_in以经电阻321与接地故障电阻分压的振幅或以经电阻331与接地故障电阻分压的振幅而回到信号输入电路41。因而,若产生接地故障,则相加后所得的接地故障检测电路46的接地故障侦测信号S_out的水平低于未产生接地故障时的水平。因此,接地故障判定部63将接地故障侦测信号S_out与接地故障参照电压Va的水平相比较,当接地故障侦测信号S_out的水平为接地故障参照电压Va以下时,判定非接地电路2中产生了接地故障,当接地故障侦测信号S_out的水平高于接地故障参照电压Va时,判定非接地电路2中未产生接地故障。
熔焊判定部64在由接触器控制部66将主接触器24m、预充电接触器24p及次接触器24s打开,且接地故障判定部63中判定非接地电路2未产生接地故障的状态下,使用信号施加电路31将侦测用输入信号S_in施加于高压电力线23p、高压电力线23n及接地电位部G,并且通过参照此时的接地故障检测电路46中生成的接地故障侦测信号S_out,而判定所述接触器24m、接触器24p、接触器24s是否未熔焊。
如所述那样,信号施加电路31连接于较高压阻断机24更靠车辆负载22侧,接地故障检测电路46连接于较高压阻断机24更靠电源21侧。因而,当未产生接地故障且接触器24m、接触器24p、接触器24s均根据来自接触器控制部66的指令信号而适当地打开时,从信号施加电路31施加的侦测用输入信号S_in未传递到高压电力线23p、高压电力线23n中较高压阻断机24更靠电源21侧。因此,熔焊判定部64在以所述那样的顺序施加侦测用输入信号S_in时,当接地故障侦测信号S_out的水平超过预定的变动幅度而大幅变动时,判定接触器24m、接触器2 4p、接触器24s的任一个熔焊,当接地故障侦测信号S_out的水平在所述变动幅度的范围内变动时,判定接触器24m、接触器24p、接触器24s均未熔焊。
此外,本实施方式中,对熔焊判定部64如以上那样使用接地故障侦测信号S_out来判定有无熔焊的情况进行说明,但本发明不限于此。熔焊判定部64中,也可进一步使用电源电压检测电路48的输出电压Vbat及负载电压检测电路39的输出电压Vpn来判定有无熔焊。更具体而言,熔焊判定部64也可在如所述那样判定接地故障侦测信号S_out的水平在变动幅度的范围内变动时,进一步判定电源电压检测电路48的输出电压Vbat是否高于负载电压检测电路39的输出电压Vpn(Vbat>Vpn),当电压Vbat高于电压Vpn时,判定这些接触器24m、接触器24p、接触器24s均未熔焊。
电压检测功能故障判定部65判定状态检测电路3中与非接地电路2内的电压检测有关的电路、即负载电压检测电路39、电源电压检测电路48及接点间电压检测电路50有无故障。更具体而言,电压检测功能故障判定部65在由接触器控制部66将预充电接触器24p及次接触器24s闭合,进而将主接触器24m打开,接地故障侦测信号S_in停止的状态下,根据负载电压检测电路39的输出电压Vpn、电源电压检测电路48的输出电压Vbat及接点间电压检测电路50的输出电压Vcon,来判定状态检测电路3的电压检测功能是否未产生故障。
在所述那样将预充电接触器24p及次接触器24s闭合而在非接地电路2中形成闭合回路时,与电源21的电压相应的输出电压Vbat、和与正极侧的接触器的接点间电压相应的输出电压Vcon及与车辆负载22的电压相应的输出电压Vpn之和大致相等。因此,电压检测功能故障判定部65中,当输出电压Vbat减去输出电压Vcon及输出电压Vpn所得的值的绝对值为被设定为略大于0的值的故障判定阈值以下时,判定状态检测电路3的电压检测功能未产生故障,当所述绝对值大于所述故障判定阈值时,判定状态检测电路3的电压检测功能产生了故障(|Vbat-Vcon-Vpn|≦故障判定阈值)。
另外,电压检测功能故障判定部65中,也可通过将所述电压Vbat与电源21的总电压(即,连接于电源21的单元电压传感器的检测值的累计值)相比较,来判断电源电压检测电路48的输出电压Vbat的妥当性。即,电压检测功能故障判定部65中,也可在电压Vbat与电源21的总电压大致相等时,判定状态检测电路3的电压检测功能未产生故障,当电压Vbat与电源21的总电压并非大致相等时,判定状态检测电路3的电压检测功能产生了故障。
接触器控制部66视需要向接触器24m接触器、24p、接触器24s发送指令信号SWm、指令信号SWp、指令信号SWs,由此执行这些三个接触器24m、接触器24p、接触器24s的开闭控制。
图7是表示非接地电路2的启动次序(sequence),即,从启动电动车辆开始到闭合主接触器24m及次接触器24s,将非接地电路2设为可从电源21向车辆负载22供给电力的状态为止的具体顺序的流程图。图7所示的处理是与由ECU6检测到使用者操作了用于启动电动车辆的开启开关(start switching,未图示)相应地,由ECU6执行。此外,在开始图7的启动次序的时刻,接触器24m、接触器24p、接触器24s均为打开状态。另外,以下的启动次序的执行中,除了S8的接地故障侦测处理的执行中以外,接地故障侦测信号S_in停止。
S1中,接触器控制部66发送指令信号SWp,仅使预充电接触器24p闭合。此外,主接触器24m及次接触器24s均维持打开状态。
S2中,ECU6执行接点间电压检测电路50的输出电压Vcon的校准(calibration)。如所述那样,在仅闭合预充电接触器24p的状态下,电流未流经预充电电阻24r,因而正极侧的接触器的接点间电压成为0V。因此,ECU6在仅闭合预充电接触器24p的状态下,读取接点间电压检测电路50的输出电压Vcon,将其定义为正极侧的接触器的接点间电压的0V。此外,使此后的处理中参照的输出电压Vcon反映出S2的校准的结果。此外,所述S2的输出电压Vcon的校准无需在每次启动时执行。即,在通过某些方法确保了输出电压Vcon的精度的情况下,也可不执行S2的校准。
S3中,接触器控制部66在闭合预充电接触器24p的状况下发送指令信号SWs,闭合次接触器24s。由此,预充电电阻24r及车辆负载22中开始流动从电源21供给的电流。
S4中,电压检测功能故障判定部65读取电源电压检测电路48的输出电压Vbat、负载电压检测电路39的输出电压Vpn及接点间电压检测电路50的输出电压Vcon。
S5中,电压检测功能故障判定部65根据S4中获取的输出电压Vbat、输出电压Vpn、输出电压Vcon,判定状态检测电路3的电压检测功能是否正常。更具体而言,电压检测功能故障判定部65判定输出电压Vbat减去输出电压Vbat及输出电压Vcon所得的值的绝对值是否为故障判定阈值以下,由此判定电压检测功能是否正常。当S5的判定中判定为不正常时,电压检测功能故障判定部65点亮未图示的警告灯,或从未图示的喇叭输出用于告知异常的声音,由此向使用者告知电压检测功能产生了异常(参照S6)。另外,当在S5的判定中判定电压检测功能未产生异常时,进入S7的处理。
S7中,接触器控制部66在规定的时机发送指令信号SWm,使主接触器24m闭合后,发送指令信号SWp,使预充电接触器24p打开后,结束图7的处理。若S3中将预充电接触器24p及次接触器24s闭合,则对车辆负载22所含的平滑电容器进行充电,因而车辆负载22的电压上升,流经预充电电阻24r的电流减少,正极侧的接触器的接点间电压也降低。因此,接触器控制部66读取接点间电压检测电路50的输出电压Vcon,当此输出电压Vcon高于规定的允许阈值时将主接触器24m维持于打开状态,在输出电压Vcon成为所述允许阈值以下的时机使主接触器24m闭合。此处,允许阈值是设定为在所述那样的时机使主接触器24m闭合时,主接触器24m不熔焊那样的值。
S8中,接地故障判定部63执行判定非接地电路2中有无接地故障的接地故障侦测处理。此外,关于此接地故障侦测处理的具体顺序,将在下文中参照图9进行说明。
图8是表示非接地电路2的结束次序,即进行了图7的启动次序后,直到将非接地电路2设为无法从电源21向车辆负载22供给电力的状态为止的具体顺序的流程图。图8所示的处理是与由ECU6检测到使用者操作了用于使电动车辆停止的停止开关(未图示)相应地,由ECU6执行。此外,在开始图8的结束次序的时刻,接触器24m、接触器24s为闭合状态,接触器24p为打开状态。
S11中,接地故障判定部63执行非接地电路2中判定有无接地故障的接地故障侦测处理。此外,关于此接地故障侦测处理的具体顺序,将在下文中参照图9进行说明。
S12中,接触器控制部66发送指令信号SWp、指令信号SWs,使预充电接触器24p及次接触器24s两者打开。由此,若接触器未熔焊,则高压阻断机24所含的接触器24p、接触器24s、接触器24m均成为打开状态。
S13中,熔焊判定部64判定接触器24m、接触器24p、接触器24s是否均未熔焊。当S13的判定中判定接触器24m、接触器24p、接触器24s的任一个熔焊时,熔焊判定部64点亮未图示的警告灯,或从未图示的喇叭输出用于告知异常的声音,由此向使用者告知产生了接地故障(参照S14)。另外,当在S13的判定中判定接触器24m、接触器24p、接触器24s均未熔焊时,结束图8的结束次序。
图9是表示接地故障判定部63进行的接地故障侦测处理的具体顺序的流程图。图9的接地故障侦测处理除了可在启动次序的执行中(参照图7的S8)及结束次序的执行中(参照图8的S11)以外,也可在电动车辆的行驶中以规定的控制周期反复执行。此外,在开始图9的接地故障侦测处理的时刻,接触器24m、接触器24p、接触器24s均为闭合状态。
S21中,接地故障判定部63判定非接地电路2中是否产生了接地故障。此S21中,接地故障判定部63使用信号施加电路31将以侦测用频率f_ck振动的侦测用输入信号S_in施加于高压电力线23p、高压电力线23n及接地电位部G,并且将此时由接地故障检测电路46生成的接地故障侦测信号S_out与接地故障参照电压Va相比较,由此判定有无接地故障。当S21的判定中判定产生了接地故障时,接地故障判定部63点亮未图示的警告灯,或从未图示的喇叭输出用于告知异常的声音,由此向使用者告知产生了接地故障(参照S22)。另外,当S21的判定中判定未产生接地故障时,结束图9的接地故障侦测处理。
接下来,参照图10对将以上那样的电源系统1的状态检测电路3安装于电动车辆时的优选例进行说明。
图10是示意性地表示状态检测电路3的安装例的图。电源21上连接有单元电压传感器单元7,此单元电压传感器单元7检测构成所述电源21的各单元的电压。单元电压传感器单元7包括监视各单元的电压的多个电源监视集成电路(Integrated Circuit,IC)71、在与这些电源监视IC71之间进行与单元电压相关的通信的通信IC72、设于这些电源监视IC71及通信IC72之间的多个绝缘器件73(例如脉冲变压器(pulse transformer))、及将这些电源监视IC71与通信IC72连接的通信线74、通信线75。
另外,在安装状态检测电路3时,如图10所示那样,状态检测电路3利用单元电压传感器单元7的通信线74、通信线75的一部分而连接于电源21。更具体而言,图1所示的状态检测电路3的电阻421如图10所示那样分割成两个电阻421a、电阻421b,将其中一个电阻421a连接于通信线74中通信IC72侧,将另一电阻421b连接于通信线74中绝缘器件73侧与正极高压电力线23p之间。另外,图1所示的状态检测电路3的电阻431如图10所示那样分割成两个电阻431a、电阻431b,将其中一个电阻431a连接于通信线75中通信IC72侧,将另一电阻431b连接于通信线75中绝缘器件73侧与负极高压电力线23n之间。由此,能挪用单元电压传感器单元7的通信线74、通信线75的一部分而安装状态检测电路3。
<第二实施方式>
接下来,一方面参照附图一方面对本发明的第二实施方式进行说明。
图11是表示本实施方式的电源系统1A的结构的图。所述第一实施方式中,对在车辆负载22上连接有一个电源21的情况进行了说明。相对于此,本实施方式的电源系统1A在包括多个(图11的示例中为三个)电源的方面与第一实施方式的电源系统1不同。此外,以下的说明中,对与第一实施方式的电源系统1相同的结构标注相同符号,省略其说明。
电源系统1A包括非接地电路2A、状态检测电路3A及ECU6A。
非接地电路2A包括:分别产生高压直流的第一电源211、第二电源212及第三电源213;车辆负载22;将第一电源211的两极与车辆负载22的两极连接的第一高压电力线231p、第一高压电力线231n;设于这些第一高压电力线231p、第一高压电力线231n中的第一高压阻断机241;将第二电源212的两极与第一高压电力线231p、第一高压电力线231n中较第一高压阻断机241更靠车辆负载22侧连接的第二高压电力线232p、第二高压电力线232n;设于这些第二高压电力线232p、第二高压电力线232n中的第二高压阻断机242;将第三电源213的两极与第一高压电力线231p、第一高压电力线231n中第一高压阻断机241和第二高压电力线232p、第二高压电力线232n之间连接的第三高压电力线233p、第三高压电力线233n;以及设于这些第三高压电力线233p、第三高压电力线233n中的第三高压阻断机243。
电源211、电源212、电源213分别与第一实施方式的电源21同样,产生高压直流。高压阻断机241、高压阻断机242、高压阻断机243分别与第一实施方式的高压阻断机24同样,包括主接触器、次接触器、预充电接触器及预充电电阻。
状态检测电路3A包括信号施加电路31A、负载电压检测电路39A、第一信号输入电路41a、第二信号输入电路41b、第三信号输入电路41c、第一接地故障检测电路46a、第二接地故障检测电路46b、第三接地故障检测电路46c、第一电源电压检测电路48a、第二电源电压检测电路48b、第三电源电压检测电路48c、第一接点间电压检测电路50a、第二接点间电压检测电路50b及第三接点间电压检测电路50c。即,状态检测电路3A与电源、高速阻断机及高压电力线的数量和第一实施方式的电源系统1相比成为3倍相应地,包括3倍数量的信号输入电路41a~41c、接地故障检测电路46a~46c、电源电压检测电路48a~48c及接点间电压检测电路50a~50c。
信号施加电路31A具备与第一实施方式的信号施加电路31相同的电路结构。信号施加电路31A的正极信号线及负极信号线分别设于第一高压电力线231p、第一高压电力线231n中较第一高压阻断机241更靠车辆负载22侧。更具体而言,信号施加电路31A的正极信号线及负极信号线分别连接于输入连接部251p、输入连接部251n,此输入连接部251p、输入连接部251n在第一高压电力线231p、第一高压电力线231n中设于较连接有第二高压电力线232p、第二高压电力线232n的部分更靠车辆负载22侧。信号施加电路31A利用与第一实施方式的信号施加电路31相同的电路结构,将侦测用输入信号S_in作为共模噪声施加于输入连接部251p、输入连接部251n及接地电位部,并且生成根据输入连接部251p、输入连接部251n的电压而变动的信号Vp0、信号Vn0。
第一信号输入电路41a、第二信号输入电路41b及第三信号输入电路41c分别具备与第一实施方式的信号输入电路41相同的电路结构。
第一信号输入电路41a的正极信号线及负极信号线分别连接于第一高压电力线231p、第一高压电力线231n中设于较第一高压阻断机241更靠第一电源211侧的第一输出连接部27p、第一输出连接部27n。第一信号输入电路41a利用与第一实施方式的信号输入电路41相同的电路结构,生成根据第一输出连接部27p、第一输出连接部27n的电压而变动的信号Vp1、信号Vn1。
第二信号输入电路41b的正极信号线及负极信号线分别连接于第二高压电力线232p、第二高压电力线232n中设于较第二高压阻断机242更靠第二电源212侧的第二输出连接部28p、第二输出连接部28n。第二信号输入电路41b利用与第一实施方式的信号输入电路41相同的电路结构,生成根据第二输出连接部28p、第二输出连接部28n的电压而变动的信号Vp2、信号Vn2。
另外,第三信号输入电路41c的正极信号线及负极信号线分别连接于第三高压电力线233p、第三高压电力线233n中设于较第三高压阻断机243更靠第三电源213侧的第三输出连接部29p、第三输出连接部29n。第三信号输入电路41c利用与第一实施方式的信号输入电路41相同的电路结构,生成根据第三输出连接部29p、第三输出连接部29n的电压而变动的信号Vp3、信号Vn3。
第一接地故障检测电路46a、第二接地故障检测电路46b及第三接地故障检测电路46c分别具备与第一实施方式的接地故障检测电路46相同的电路结构。
第一接地故障检测电路46a经由第一信号输入电路41a而连接于第一高压电力线231p、第一高压电力线231n的第一输出连接部27p、第一输出连接部27n。第一接地故障检测电路46a利用与第一实施方式的接地故障检测电路46相同的电路结构,输出根据第一输出连接部27p、第一输出连接部27n的电压而变动的信号即第一接地故障侦测信号S_out1。
第二接地故障检测电路46b经由第二信号输入电路41b而连接于第二高压电力线232p、第二高压电力线232n的第二输出连接部28p、第二输出连接部28n。第二接地故障检测电路46b利用与第一实施方式的接地故障检测电路46相同的电路结构,输出根据第二输出连接部28p、第二输出连接部28n的电压而变动的信号即第二接地故障侦测信号S_out2。
第三接地故障检测电路46c经由第三信号输入电路41c而连接于第三高压电力线233p、第三高压电力线233n的第三输出连接部29p、第三输出连接部29n。第三接地故障检测电路46c利用与第一实施方式的接地故障检测电路46相同的电路结构,输出根据第三输出连接部29p、第三输出连接部29n的电压而变动的信号即第三接地故障侦测信号S_out3。
负载电压检测电路39A具备与第一实施方式的负载电压检测电路39相同的电路结构。负载电压检测电路39A经由信号施加电路31A而连接于第一高压电力线231p、第一高压电力线231n的输入连接部251p、输入连接部251n。负载电压检测电路39A利用与第一实施方式的负载电压检测电路39相同的电路结构,生成与这些输入连接部251p、输入连接部251n之间的电位差、即非接地电路2A中车辆负载22的正负极两端的电压相应的负载电压检测信号Vpn,并将其发送给ECU6A。
第一电源电压检测电路48a、第二电源电压检测电路48b及第三电源电压检测电路48c分别具备与第一实施方式的电源电压检测电路48相同的电路结构。
第一电源电压检测电路48a经由第一信号输入电路41a而连接于第一高压电力线231p、第一高压电力线231n的第一输出连接部27p、第一输出连接部27n。第一电源电压检测电路48a利用与第一实施方式的电源电压检测电路48相同的电路结构,而生成与这些第一输出连接部27p、第一输出连接部27n之间的电位差、即非接地电路2A中第一电源211的正负极两端的电压相应的第一电源电压检测信号Vbat1,并将其发送给ECU6A。
第二电源电压检测电路48b经由第二信号输入电路41b而连接于第二高压电力线232p、第二高压电力线232n的第二输出连接部28p、第二输出连接部28n。第二电源电压检测电路48b利用与第一实施方式的电源电压检测电路48相同的电路结构,而生成与这些第二输出连接部28p、第二输出连接部28n之间的电位差、即非接地电路2A中第二电源212的正负极两端的电压相应的第二电源电压检测信号Vbat2,并将其发送给ECU6A。
第三电源电压检测电路48c经由第三信号输入电路41c而连接于第三高压电力线233p、第三高压电力线233n的第三输出连接部29p、第三输出连接部29n。第三电源电压检测电路48c利用与第一实施方式的电源电压检测电路48相同的电路结构,而生成与这些第三输出连接部29p、第三输出连接部29n之间的电位差、即非接地电路2A中第三电源213的正负极两端的电压相应的第三电源电压检测信号Vbat3,并将其发送给ECU6A。
第一接点间电压检测电路50a、第二接点间电压检测电路50b及第三接点间电压检测电路50c分别具备与第一实施方式的接点间电压检测电路50相同的电路结构。
第一接点间电压检测电路50a连接于信号施加电路31A及第一信号输入电路41a。第一接点间电压检测电路50a利用与第一实施方式的接点间电压检测电路50相同的电路结构,根据信号施加电路31A的输出电压Vp0及第一信号输入电路41a的输出电压Vp1,生成与第一高压阻断机241的正极侧的接触器的接点间电压相应的第一接点间电压检测信号Vcon1,并将其发送给ECU6A。
第二接点间电压检测电路50b连接于信号施加电路31A及第二信号输入电路41b。第二接点间电压检测电路50b利用与第一实施方式的接点间电压检测电路50相同的电路结构,根据信号施加电路31A的输出电压Vp0及第二信号输入电路41b的输出电压Vp2,生成与第二高压阻断机242的正极侧的接触器的接点间电压相应的第二接点间电压检测信号Vcon2,并将其发送给ECU6A。
第三接点间电压检测电路50c连接于信号施加电路31A及第三信号输入电路41c。第三接点间电压检测电路50c利用与第一实施方式的接点间电压检测电路50相同的电路结构,根据信号施加电路31A的输出电压Vp0及第三信号输入电路41c的输出电压Vp3,生成与第三高压阻断机243的正极侧的接触器的接点间电压相应的第三接点间电压检测信号Vcon3,并将其发送给ECU6A。
以上,对本发明的一实施方式进行了说明,但本发明不限于此。
例如所述实施方式中,对在正极高压电力线及负极高压电力线中分别设有接触器的情况进行了说明,但本发明不限于此。接触器也可仅设置在这些正极高压电力线及负极高压电力线的一者中。
Claims (4)
1.一种电源系统,包括:
非接地电路,包括将直流电源与负载连接的正极线及负极线、以及设于所述正极线及所述负极线的至少一者中且将所述电源与所述负载连接或阻断的阻断开关,且在正常时,所述正极线及所述负极线与接地电位部电绝缘;以及
开关控制部,控制所述阻断开关;并且所述电源系统的特征在于,包括:
信号施加电路,连接于所述正极线及所述负极线中较所述阻断开关更靠所述电源及所述负载中任一者侧的输入连接部,对所述输入连接部及所述接地电位部施加侦测信号;
检测电路,连接于所述正极线及所述负极线中较所述阻断开关更靠另一侧的输出连接部,生成根据所述输出连接部的电压而变动的输出信号;
接地故障判定部,在由所述开关控制部将所述阻断开关控制为连接状态的状态下,根据所述检测电路所生成的输出信号而判定所述非接地电路有无接地故障;以及
开关故障判定部,在由所述开关控制部将所述阻断开关控制为阻断状态的状态下,根据所述检测电路所生成的输出信号而判定所述阻断开关有无故障。
2.根据权利要求1所述的电源系统,其特征在于,还包括:
电源电压检测电路,连接于所述正极线及所述负极线中较所述阻断开关更靠所述电源侧,生成与所述正极线和所述负极线之间的电位差相应的电源电压检测信号;
负载电压检测电路,连接于所述正极线及所述负极线中较所述阻断开关更靠所述负载侧,生成与所述正极线和所述负极线之间的电位差相应的负载电压检测信号;以及
接点间电压检测电路,连接于所述信号施加电路及所述检测电路,根据从所述信号施加电路及所述检测电路获取的信号,生成与所述阻断开关的所述电源侧和所述负载侧之间的电位差相应的接点间电压检测信号。
3.根据权利要求2所述的电源系统,其特征在于,包括:电压检测功能故障判定部,在由所述开关控制部将所述阻断开关控制为连接状态的状态下,根据所述电源电压检测信号、所述负载电压检测信号及所述接点间电压检测信号,判定所述电源电压检测电路、所述负载电压检测电路及所述接点间电压检测电路有无故障。
4.一种电源系统,包括:
非接地电路,包括将直流电源与负载连接的正极线及负极线、以及设于所述正极线及所述负极线的至少一者中且将所述电源与所述负载连接或阻断的阻断开关,且在正常时,所述正极线及所述负极线与接地电位部电绝缘;以及
开关控制部,控制所述阻断开关;并且所述电源系统的特征在于,包括:
信号施加电路,连接于所述正极线及所述负极线中较所述阻断开关更靠所述电源及所述负载中任一者侧的输入连接部,对所述输入连接部及所述接地电位部施加侦测信号;
检测电路,连接于所述正极线及所述负极线中较所述阻断开关更靠另一侧的输出连接部,生成根据所述输出连接部的电压而变动的输出信号;
电源电压检测电路,连接于所述正极线及所述负极线中较所述阻断开关更靠所述电源侧,生成与所述正极线和所述负极线之间的电位差相应的电源电压检测信号;
负载电压检测电路,连接于所述正极线及所述负极线中较所述阻断开关更靠所述负载侧,生成与所述正极线和所述负极线之间的电位差相应的负载电压检测信号;以及
接点间电压检测电路,连接于所述信号施加电路及所述检测电路,根据从所述信号施加电路及所述检测电路获取的信号,生成与所述阻断开关的所述电源侧和所述负载侧之间的电位差相应的接点间电压检测信号。
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