CN116203460A - 漏电检测方法 - Google Patents
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Abstract
根据本公开,提供一种能够低成本并且简便地进行电连接有电源单元和电气器件的配电系统中的漏电部位的确定的技术。这里公开的漏电检测方法具备:第一检测工序,使正侧接触器(32)与负侧接触器(42)的至少一方变为(接通),检测作为配电系统(100)的整体的漏电电阻的系统漏电电阻(RZ);第二检测工序,使正侧接触器(32)与负侧接触器(42)双方变为(断开),检测作为组电池(10)侧的漏电电阻的电源侧漏电电阻(RL);以及第一判定工序,基于系统漏电电阻(RZ)和电源侧漏电电阻(RL),判定在电源单元侧的区域与电气器件侧的区域的哪一个产生了漏电。
Description
技术领域
本发明涉及漏电检测方法。详细而言,涉及检测将电源单元与电气器件电连接的配电系统中的漏电部位的漏电检测方法。
背景技术
具备二次电池、发电元件等电源的电源单元被用于各种电气器件。例如,在电动车辆等中,将具备多个二次电池的组电池作为电源单元,构建从该电源单元向马达(电气器件)供给电力的配电系统。考虑到安全性,该配电系统通常与地线绝缘。然而,根据使用状况,也存在因部件的故障、异物(水分、金属片等)的混入等而产生配电系统的一部分与地线导通的漏电的情况。在这种情况下,谋求尽早确定漏电部位来进行部件更换、异物的除去等修理。因此,在配电系统中,存在使用测定绝缘部分的电阻来检测漏电的漏电检测技术。
例如,在专利文献1中公开有电动车辆用的漏电检测电路。在该专利文献1中,将具备多个二次电池(电源)的组电池(电源单元)作为检查对象。而且,该漏电检测电路具备:第一漏电检测开关,与组电池的高电压侧连接;第二漏电检测开关,与低电压侧连接;控制电路,将第一漏电检测开关和第二漏电检测开关交替地在通断间切换;漏电检测电阻器,经由第一漏电检测开关和第二漏电检测开关与组电池连接,并将中间点与地线连接;电压检测电路,检测该漏电检测电阻器的比地线高电压侧和低电压侧的漏电电压;以及运算电路,运算电压检测电路的输出来检测漏电。该漏电检测电路在将第一漏电检测开关设为接通并将第二漏电检测开关控制为断开的状态下检测第一漏电电压,并且在将第一漏电检测开关设为断开并将第二漏电检测开关控制为接通的状态下检测第二漏电电压。而且,该漏电检测电路的运算电路基于第一漏电电压、第二漏电电压以及组电池的总电压来检测组电池中的漏电电阻。
另外,在专利文献2中公开有漏电检测电路的另一例。在该专利文献2中也将组电池作为检查对象。该漏电检测电路具备:多个电路块,与多个电池单元之间的连接点连接,经由测定电阻器与开关元件的串联电路来将连接点与地线连接;电阻器电压检测电路,检测电路块的测定电阻器的电压;控制电路,控制各个电路块的开关元件;以及漏电辨别电路,根据电阻器电压检测电路的检测电压来检测漏电。上述结构的漏电检测电路依次切换多个电路块的开关元件的通断,检测在电阻器电压检测电路中检测到测定电阻器的电压的电路块。由此,能够确定发生了漏电的电池单元。
专利文献1:日本申请公开第2007-327856号
专利文献2:日本申请公开第2007-149561号
上述以往的漏电检测技术能够检测在电源单元(组电池)中产生的漏电。然而,在将电源单元与电气器件连接的配电系统中,也可能存在在电气器件侧的区域中产生漏电的情况。例如,通过专利文献1所记载的漏电检测技术检测的漏电电阻不会受到漏电部位的影响,因此难以确定在电源单元侧与电气器件侧的哪个区域产生了漏电。另一方面,专利文献2所记载的漏电检测技术需要设置多个电路块,因此成为漏电检测电路的复杂化、高成本化的原因。
发明内容
本发明是为了解决上述的问题而完成的,其目的在于提供一种能够低成本并且简便地进行将电源单元与电气器件电连接的配电系统中的漏电部位的确定的技术。
为了实现上述目的,提供一种这里公开的漏电检测方法。
这里公开的漏电检测方法检测电连接有电源单元和电气器件的配电系统中的漏电部位。用于该漏电检测方法的配电系统具备:正极导电路径,将电源单元的正极与电气器件连接;负极导电路径,将电源单元的负极与电气器件连接;正侧接触器,安装于正极导电路径,并切换电源单元与电气器件的连接的通断;以及负侧接触器,安装于负极导电路径,并切换电源单元与电气器件的连接的通断。而且,这里公开的漏电检测方法具备:第一检测工序,使正侧接触器与负侧接触器的至少一方变为接通,检测作为配电系统的整体的漏电电阻的系统漏电电阻RZ;第二检测工序,使正侧接触器与负侧接触器双方变为断开,检测作为电源单元侧的漏电电阻的电源侧漏电电阻RL;以及第一判定工序,基于系统漏电电阻RZ和电源侧漏电电阻RL,判定在电源单元侧的区域与电气器件侧的区域的哪一个产生了漏电。
在上述结构的漏电检测方法中,在将电源单元与电气器件连接的状态下检测系统漏电电阻RZ,在将电源单元与电气器件切断的状态下检测电源侧漏电电阻RL。在该系统漏电电阻RZ与电源侧漏电电阻RL近似的情况下,能够判断为在作为电源侧漏电电阻RL的检测对象的电源单元侧的区域产生了漏电。另一方面,在系统漏电电阻RZ与电源侧漏电电阻RL较大地不同的情况下,能够判断为在与电源单元侧的区域不同的区域(即,电气器件侧的区域)产生了漏电。如以上那样,根据这里公开的技术,仅通过检测系统漏电电阻RZ和电源侧漏电电阻RL,就能够低成本并且简便地确定在配电系统中的电源单元侧与电气器件侧的哪一个区域产生了漏电。
在这里公开的漏电检测方法的一个形态的基础上,第一判定工序具备:整体判定工序,比较系统漏电电阻RZ和第一阈值D1,在系统漏电电阻RZ为第一阈值D1以上的情况下,判定为在配电系统的整体未产生漏电,在系统漏电电阻RZ不足第一阈值D1的情况下,判定为在配电系统产生了漏电;和区域判定工序,当在整体判定工序中判定为在配电系统产生了漏电的情况下,比较电源侧漏电电阻RL和第二阈值D2,在电源侧漏电电阻RL为第二阈值D2以上的情况下,判定为在电气器件侧的区域产生了漏电,在电源侧漏电电阻RL不足第二阈值D2的情况下,判定为在电源单元侧的区域产生了漏电。如上述的那样,在检测到的各个漏电电阻不足规定的阈值的情况下,能够判断为产生了低电阻(即,漏电)的部位。由此,能够适当地确定在电源单元侧的区域与电气器件侧的区域的哪一个产生了漏电。
在这里公开的漏电检测方法的一个形态的基础上,第一判定工序构成为:计算系统漏电电阻RZ与电源侧漏电电阻RL的差值的绝对值|RZ-RL|,并比较差值的绝对值|RZ-RL|与第四阈值D4,在差值的绝对值|RZ-RL|为第四阈值D4以上的情况下,判定为在电气器件侧的区域产生了漏电,在电源侧漏电电阻RL不足第四阈值D4的情况下,判定为在电源单元侧的区域产生了漏电。这样,通过计算系统漏电电阻RZ与电源侧漏电电阻RL的差值的绝对值|RZ-RL|,能够容易地判定系统漏电电阻RZ和电源侧漏电电阻RL是近似还是不同。
在这里公开的漏电检测方法的一个形态的基础上,还具备第三检测工序,在该第三检测工序中,基于下述的式(1)来计算作为电气器件侧的漏电电阻的器件侧漏电电阻RV。由此,能够容易地理解在电气器件侧的区域产生的漏电的程度。
【公式1】
在这里公开的漏电检测方法的一个形态的基础上,在第三检测工序中,计算电气器件的停止时的作为器件侧漏电电阻RV的第一器件侧漏电电阻RV1。而且,该形态的漏电检测方法还具备第二判定工序,在该第二判定工序中,当在第一判定工序中判定为在电气器件侧的区域产生了漏电的情况下,基于第一器件侧漏电电阻RV1来判定在电气器件、和除了电气器件之外的电气器件侧的区域的哪一个产生了漏电。根据上述结构的漏电检测方法,在判断为在电气器件侧的区域产生了漏电的情况下,能够更详细地确定在电气器件侧的区域的哪个部分产生了漏电。
在这里公开的漏电检测方法的一个形态的基础上,第二判定工序构成为:比较第一器件侧漏电电阻RV1和第三阈值D3,在第一器件侧漏电电阻RV1为第三阈值D3以上的情况下,判定为在电气器件产生了漏电,在第一器件侧漏电电阻RV1不足第三阈值D3的情况下,判定为在除了电气器件之外的电气器件侧的区域产生了漏电。由此,能够更详细地确定在电气器件侧的区域的哪个部分产生了漏电。
在这里公开的漏电检测方法的一个形态的基础上,还具备:第四检测工序,计算作为正极导电路径的漏电电阻的正极侧漏电电阻RLP和作为负极导电路径的漏电电阻的负极侧漏电电阻RLN;和漏电部位确定工序,当在第二判定工序中判定为在除了电气器件之外的电气器件侧的区域产生了漏电的情况下,基于正极侧漏电电阻RLP和负极侧漏电电阻RLN,确定除了电气器件之外的电气器件侧的区域中的漏电部位。根据上述结构的漏电检测方法,能够详细地确定在除了电气器件之外的电气器件侧的区域的哪个部分(典型地,正极导电路径、负极导电路径以及共用器件的哪一个)产生了漏电。
在这里公开的漏电检测方法的一个形态的基础上,配电系统具备:基准电位差检测部,检测作为与电源单元的规定的位置连接的第一端子、与连接于与第一端子电位不同的部位的第二端子的电位差的基准电位差VS;和漏电电压检测部,与第一端子和第二端子分别连接,并在中间点与接地连接。而且,漏电电压检测部具备:第一开关,与第一端子侧连接;第一电压检测电阻器,设置于第一开关与中间点之间;第二开关,与第二端子侧连接;以及第二电压检测电阻器,设置于第二开关与中间点之间。通过使用上述结构的电路,能够容易地检测各个漏电电阻。
在这里公开的漏电检测方法的一个形态的基础上,在上述第四检测工序中,基于下述的式(2)来计算正极侧漏电电阻RLP,并且基于下述的式(3)来计算负极侧漏电电阻RLN。由此,能够准确地求出正极侧漏电电阻RLP和负极侧漏电电阻RLN。
【公式2】
【公式3】
此外,上述式(2)和式(3)中的“Vg(t1)”是在使第一开关变为接通、第二开关变为断开的第一时机t1由漏电电压检测部检测到的第一接地电压Vg(t1),“VS(t1)”是在第一时机t1由基准电位差检测部检测到的第一基准电位差VS(t1),“Vg(t2)”是在使第一开关变为断开、第二开关变为接通的第二时机t2由漏电电压检测部检测到的第二接地电压Vg(t2),“VS(t2)”是在第二时机t2由基准电位差检测部检测到的第二基准电位差VS(t2)。
在这里公开的漏电检测方法的一个形态的基础上,还具备:第五检测工序,在电源单元具备多个电源、并且当在第一判定工序中判定为在电源单元侧的区域产生了漏电的情况下,取得作为与电源单元的规定的位置连接的第一端子、与连接于与第一端子电位不同的部位的第二端子的电位差的基准电位差VS;第六检测工序,将第一端子与第二端子的任意一方作为基准端子,计算作为基准端子与漏电部位的电位差的电源侧漏电电压VL;以及第七检测工序,基于电源侧漏电电压VL相对于基准电位差VS的比率(VL/VS)来检测从基准端子到漏电部位的距离。根据上述结构的漏电检测方法,当在上述第一判定工序中判定为在电源单元侧的区域产生了漏电的情况下,能够详细地确定在该电源单元侧的区域的哪个位置产生了漏电。
附图说明
图1是表示实施第一实施方式所涉及的漏电检测方法的配电系统的电路图。
图2是表示第一实施方式所涉及的漏电检测方法的流程图。
图3是表示第三实施方式所涉及的漏电检测方法的流程图。
图4是表示第四实施方式所涉及的漏电检测方法的流程图。
图5是表示实施第五实施方式所涉及的漏电检测方法的配电系统的电路图。
图6是表示实施第六实施方式所涉及的漏电检测方法的配电系统的电路图。
附图标记说明
10…组电池;11A~11N…单电池;12…总正端子;14…总负端子;20…马达;25…逆变器;30…正极导电路径;32…正侧接触器;40…负极导电路径;42…负侧接触器;50…漏电检测部;60…基准电位差检测部;100…配电系统;A1…电源单元侧的区域;A2…电气器件侧的区域;S1…电源漏电;S2…正极侧漏电;S3…负极侧漏电;S4…器件漏电。
具体实施方式
以下,对这里公开的技术的实施方式进行说明。此外,在本说明书中特别提及的事项以外的并且这里公开的技术的实施所需的事项(例如,电源单元、电气器件的详细的构造、用于配电系统的构建的部件等)能够作为基于该领域中的现有技术的本领域技术人员的设计事项来理解。这里公开的技术能够基于在本说明书中公开的内容和该领域中的技术常识来实施。
<第一实施方式>
以下,对这里公开的漏电检测方法的第一实施方式进行说明。
1.配电系统
这里公开的漏电检测方法检测将电源单元与电气器件电连接的配电系统中的漏电部位。这里,本说明书中的“电源单元”是指至少具有一个电源并构建为能够将来自该电源的电力向电气器件供给的器件。此外,这里的“电源”是指至少能够进行向外部的电力供给(放电)的设备。作为该电源的一例,能够举出锂离子二次电池、镍氢电池、镍镉电池等二次电池、锰干电池、碱干电池等一次电池、双电层电容器等电容器、燃料电池、太阳电池等发电元件等。
另一方面,“电气器件”一般包含被从电源单元非绝缘地供电来运行的装置。并不限定这里公开的技术,但作为电气器件,例如能够举出车辆用器件、空调器件、住宅设备器件、烹调器件、清洗器件、AV器件等。作为车辆用器件,能够举出电动车辆的推进用马达、车辆空调等。作为空调器件,能够举出空调、风扇、换气扇、空气清洁机、电热毯、石油风扇加热器、电炉等。另外,作为住宅设备器件,能够举出电动百叶窗、电动窗帘、热水器、电子锁、智能电表、一般照明、单功能照明、应急灯。作为烹调器件,能够举出IH烹调器(烹调加热器)、微波炉、烤箱等。作为清洗器件,能够举出餐具清洗机、餐具干燥机、洗衣机、衣物干燥机等。作为AV器件,能够举出TV、显示器等。
在以下的说明中,将多个二次电池(单电池)作为“电源”来使用,将电连接了该多个单电池的组电池作为“电源单元”来使用。并且,作为被从该电源单元(组电池)非绝缘地供电来运行的“电气器件”,使用电动车辆的马达。但是,这里公开的漏电检测方法的检查对象并不限定于将组电池与马达连接的配电系统。这里公开的漏电检测方法能够没有特别限制地用于将上述的各种电源单元与电气器件组合而成的配电系统。
图1是表示实施第一实施方式所涉及的漏电检测方法的配电系统的电路图。如图1所示,该配电系统100具备组电池10、马达20、正极导电路径30、负极导电路径40、漏电检测部50以及基准电位差检测部60。以下,对各结构进行说明。
(1)组电池(电源单元)
如上述的那样,组电池10是电源单元的一例。图1所示的组电池10具备多个(N个)单电池11A~11N。在该组电池10中,沿着规定的排列方向多个单电池11A~11N分别以相互邻接的方式排列。邻接的两个单电池通过连接部件电连接。此外,配置于组电池10的一个端部的第一个单电池11A的正极端子不与其他的单电池连接。该第一个单电池11A的正极端子成为可与马达20连接的开放的总正端子12。另一方面,配置于组电池10的另一端部的第n个单电池11N的负极端子不与其他的单电池连接。该第n个单电池11N的负极端子成为可与马达20连接的开放的总负端子14。此外,构成组电池10的单电池的个数并不特别地限定,能够根据组电池所要求的性能(输出电压、设置空间等)而适宜地变更。例如,单电池的个数可以是50个以上,可以是75个以上,可以是90个以上,也可以是100个以上。另外,单电池的个数的上限也不特别地限定,可以是200个以下,也可以是150个以下。
(2)马达(电气器件)
马达20是将来自组电池10的电力转换为动力并使电动车辆的驱动轮驱动的电气器件。马达20的具体的构造并不特别地限定,能够从以往公知的构造中适宜地选择与用途对应的适当构造。例如,马达20能够使用在转子埋设有永磁铁的三相交流同步电动机等。该三相交流同步电动机通过被输入交流电力来运行并使驱动轮旋转。在图1所示的配电系统100中,在从组电池10到马达20的导电路径上配置有逆变器25。由此,能够将从组电池10供给的直流电力转换为交流电力,并将该交流电力向马达20供给。
(3)导电路径
如上述的那样,通过将组电池10(电源单元)与马达20(电气器件)电连接来构建配电系统100。如图1所示,该配电系统100具备将组电池10的正极与马达20连接的正极导电路径30、和将组电池10的负极与马达20连接的负极导电路径40。具体而言,正极导电路径30与第一个单电池11A的总正端子12连接,并且经由逆变器25与马达20连接。另一方面,负极导电路径40与第n个单电池11N的总负端子14连接,并且经由逆变器25与马达20连接。
在本实施方式中的正极导电路径30安装有切换组电池10与马达20的连接的通断的正侧接触器32。另外,在负极导电路径40安装有切换组电池10与马达20的连接的通断的负侧接触器42。此外,这里公开的技术中的接触器的构造并不特别地限定,能够没有特别限制地使用可以在这种电气电路的构建中使用的接触器。而且,正侧接触器32和负侧接触器42与控制配电系统100的动作的控制部(省略图示)连接,构成为根据来自该控制部的信号来切换通断。例如,正侧接触器32和负侧接触器42能够使用常开型的接触器,该常开型的接触器在未被输入指令信号的期间切断组电池10与马达20的连接,在被输入指令信号时将组电池10与马达20连接。另外,作为接触器的另一例,能够举出常闭型的接触器等,该常闭型的接触器在未被输入来自外部的指令信号的期间将组电池10与马达20连接,在被输入指令信号时切断连接。此外,在本说明书中,以正侧接触器32和负侧接触器42为边界,将配置有组电池10(电源单元)的一方的区域称为“电源单元侧的区域A1”。另外,以正侧接触器32和负侧接触器42为边界,将配置有马达20(电气器件)的一方的区域称为“电气器件侧的区域A2”。
(4)漏电检测部
漏电检测部50是为了检测后述的各种漏电电阻而使用的电路。该漏电检测部50与连接于电源单元10的规定的位置的第一端子T1、和连接于与第一端子T1电位不同的部位的第二端子T2分别连接。这里,在本实施方式中,将与电源单元10的总正端子12连接的正极导电路径30视为第一端子T1,将与总负端子14连接的负极导电路径40视为第二端子T2。即,本实施方式中的漏电检测部50连接于电源单元侧的区域A1中的正极导电路径30与负极导电路径40之间。另外,漏电检测部50在中间点51与地线连接。即,漏电检测部50的中间点51构成为:当在配电系统100产生了漏电的情况下,经由地线与漏电部位导通。另外,本实施方式中的漏电检测部50构成为检测作为经由地线的正极导电路径30与漏电部位的电位差的第一接地电压Vg(t1)、和作为经由地线的负极导电路径40与漏电部位的电位差的第二接地电压Vg(t2)。具体而言,在漏电检测部50设置有由第一开关52和第二开关53构成的两个开关元件、和由第一电压检测电阻器54、第二电压检测电阻器55、第一分压电阻器56以及第二分压电阻器57构成的4个电阻器。
第一开关52是连接于比中间点51靠第一端子T1(正极导电路径30)侧的位置的开关元件。另一方面,第二开关53是连接于比中间点51靠第二端子T2(负极导电路径40)侧的位置的开关元件。这些开关元件的构造并不特别地限定,能够使用晶体管、FET等半导体开关元件、继电器等机械式的开关。虽然省略图示,但是第一开关52和第二开关53与控制配电系统100的动作的控制部连接,构成为根据来自该控制部的信号来切换通断。虽然详情将在后文中叙述,但该配电系统100的控制部控制各个开关元件的动作,以便在第一开关52变为接通时第二开关53变为断开,并在第二开关53变为接通时第一开关52变为断开。
接下来,对设置于漏电检测部50的4个电阻器进行说明。第一电压检测电阻器54是设置于第一开关52与中间点51之间的电阻器。另外,第二电压检测电阻器55是设置于第二开关53与中间点51之间的电阻器。并且,第一分压电阻器56是设置于正极导电路径30与第一开关52之间的电阻器。而且,第二分压电阻器57是设置于负极导电路径40与第二开关53之间的电阻器。此外,在图1所示的漏电检测部50中,第一电压检测电阻器54和第二电压检测电阻器55被设定为相同的电阻Ra。另外,第一分压电阻器56和第二分压电阻器57被设定为相同的电阻Rb。其中,上述的各个电阻器也可以是不同的电阻。
接下来,漏电检测部50具备电压检测部59。该电压检测部59与设置于第一开关52与第一电压检测电阻器54之间的第一连接点59a、和设置于第二开关53与第二电压检测电阻器55之间的第二连接点59b连接。另外,在上述的第一连接点59a(第二连接点59b)与电压检测部59之间配置有差动运算电路59c。而且,本实施方式中的电压检测部59基于所输入的电压来检测以下的4种接地电压Vg。
首先,在本说明书中,将在使正侧接触器32与负侧接触器42的任意一方变为接通来将组电池10与马达20连接后使第一开关52变为接通、第二开关53变为断开的状态称为第一时机(t1)。而且,将在该第一时机(t1)检测到的接地电压Vg称为“第一接地电压Vg(t1)”。接下来,将在使正侧接触器32与负侧接触器42的任意一方变为接通后使第一开关52变为断开、第二开关53变为接通的状态称为第二时机(t2)。而且,将在该第二时机(t2)检测到的接地电压Vg称为“第二接地电压Vg(t2)”。接下来,将在使正侧接触器32与负侧接触器42双方变为断开来将组电池10与马达20切断后使第一开关52变为接通、第二开关53变为断开的状态称为第三时机(t3)。而且,将在该第三时机(t3)检测到的接地电压Vg称为“第三接地电压Vg (t3)”。接下来,将在使正侧接触器32与负侧接触器42双方变为断开后使第一开关52变为断开、并且使第二开关53变为接通的状态称为第四时机(t4)。而且,将在该第四时机(t4)检测到的接地电压Vg称为“第四接地电压Vg(t4)”。
此外,在该漏电检测部50中,上述第一接地电压Vg(t1)在被通过第一分压电阻器56和第一电压检测电阻器54分压的状态下向电压检测部59输入。同样,第二接地电压Vg(t2)在被通过第二分压电阻器57和第二电压检测电阻器55分压的状态下向电压检测部59输入。通过这样设置分压电阻器,能够调节向电压检测部59输入的电压。具体而言,通过使分压电阻器的电阻大于电压检测电阻器的电阻,能够减小向电压检测部59的输入电压。由此,将向构成电压检测部59的部件(功放等)的输入电压减少至数V,能够避免直接输入来自组电池10的数百V这一高电压。其结果是,使得电压检测部59的结构部件能够使用一般的信号处理用的部件,因此能够进一步削减漏电部位的检测所需要的成本。
(5)基准电位差检测部
基准电位差检测部60连接于第一端子T1与第二端子T2之间,检测作为第一端子T1与第二端子T2的电位差的基准电位差VS。如上述的那样,在本实施方式中,将与电源单元10的总正端子12连接的正极导电路径30视为第一端子T1,并将与总负端子14连接的负极导电路径40视为第二端子T2。因此,在本实施方式中所检测的基准电位差VS为作为单电池11A~11N的各电压的合计的“组电池10的总电压Vt”。此外,基准电位差检测部60的具体的构造并不特别地限定,能够没有特别限制地应用以往公知的电压检测部。并且,基准电位差检测部60与漏电检测部50相同地与控制部(省略图示)连接,优选控制测定基准电位差VS(总电压Vt)的时机。
2.漏电检测方法
在大致分类的情况下,上述结构的配电系统100中的漏电由在组电池10(电源单元)产生的电源漏电S1、在正极导电路径30产生的正极侧漏电S2、在负极导电路径40产生的负极侧漏电S3、以及在马达20(电气器件主体)产生的器件漏电S4构成(参照图1)。本实施方式所涉及的漏电检测方法确定在上述的S1~S4的哪个位置产生了漏电。以下,边参照图2的流程图,边对本实施方式所涉及的漏电检测方法进行说明。
如图2所示,本实施方式所涉及的漏电检测方法具备第一检测工序S10、第二检测工序S20以及第一判定工序S30。另外,本实施方式所涉及的漏电检测方法除了上述S10~S30的工序之外,还具备第三检测工序S40、第二判定工序S50、第四检测工序S60、漏电部位确定S70、通知工序S80、第五检测工序S90、第六检测工序S100以及第七检测工序S110。以下,对各工序进行说明。
(1)第一检测工序S10
在本工序中,在使图1中的正侧接触器32与负侧接触器42的至少一方变为接通的状态下检测系统漏电电阻RZ。该系统漏电电阻RZ是包含组电池10中的电源漏电S1、正极导电路径30中的正极侧漏电S2、负极导电路径40中的负极侧漏电S3、以及马达20中的器件漏电S4在内的系统整体的漏电电阻。
对系统漏电电阻RZ的检测顺序的一例进行说明。这里,使正侧接触器32与负侧接触器42双方变为接通,将组电池10与马达20连接。在该状态下,若使漏电检测部50的第一开关52变为接通、第二开关53变为断开,则上述4种漏电S1~S4的任意一个与第一电压检测电阻器54经由地线导通。由此,通过电压检测部59检测到第一接地电压Vg(t1)。另外,在该第一时机t1,在基准电位差检测部60也检测到第一基准电位差VS(t1)(第一总电压Vt(t1))。接下来,若在将组电池10与马达20连接的状态下使第一开关52变为断开、第二开关53变为接通,则上述4种漏电部位S1~S4的任意一个与第二电压检测电阻器55经由地线导通。由此,通过电压检测部59检测到第二接地电压Vg(t2)。另外,在该第二时机t2,在基准电位差检测部60也检测到第二基准电位差VS(t2)(第二总电压Vt(t2))。而且,通过在将组电池10与马达20连接的状态下测定出的第一接地电压Vg(t1)、第一基准电位差VS(t1)、第二接地电压Vg(t2)、第二基准电位差VS(t2)代入于以下的式(4)来计算系统漏电电阻RZ。此外,式中的“Ra”是第一电压检测电阻器54和第二电压检测电阻器55的电阻,“Rb”是第一分压电阻器56和第二分压电阻器57的电阻。此外,在上述的检测顺序中,在将组电池10与马达20连接时使正侧接触器32与负侧接触器42双方变为接通。但是,在本工序中,使正侧接触器32与负侧接触器42的至少一方变为接通即可。即使在该情况下,由于形成使接触器变为接通的导电路径和经由了漏电部位S1~S4的闭合电路,因此也能够测定第一接地电压Vg(t1)和第二接地电压Vg(t2),并计算系统漏电电阻RZ。
【公式4】
(2)整体判定工序S32
本实施方式中的第一判定工序S30包括判定是否在配电系统100产生了漏电本身的整体判定工序S32。具体而言,在本工序中,比较在第一检测工序S10中检测到的系统漏电电阻RZ、与预先设定好的第一阈值D1。而且,在系统漏电电阻RZ变得不足第一阈值D1(RZ<D1)的情况下,判定为在配电系统100的某一处产生了电阻较低的部位(产生了上述的S1~S4的任意一个漏电),并进入至下一个第二检测工序S20(S32的否)。另一方面,在系统漏电电阻RZ变为了第一阈值D1以上(RZ≥D1)的情况下,判定为在配电系统100的整体未产生漏电,并结束漏电的检测(S32的是)。
(3)第二检测工序S20
在本工序中,在使正侧接触器32与负侧接触器42双方变为了断开的状态下检测电源侧漏电电阻RL。如图1所示,若使正侧接触器32与负侧接触器42双方变为断开,则切断组电池10与马达20的连接,仅电源单元侧的区域A1通电。若在该状态下检测到漏电电阻,则检测到作为电源单元(组电池10)侧的漏电电阻的电源侧漏电电阻RL。
此外,电源侧漏电电阻RL的检测顺序除了切断组电池10与马达20的连接这一点之外,能够采用与上述第一检测工序S10中的系统漏电电阻RZ的检测顺序相同的顺序。即,在本工序中,起初,使正侧接触器32和负侧接触器42变为断开,切断组电池10与马达20的连接,使第一开关52变为接通,并且使第二开关53变为断开。而且,在该第三时机(t3),通过电压检测部59检测到第三接地电压Vg(t3),并且通过基准电位差检测部60检测到第三基准电位差VS(t3)(第三总电压Vt(t3))。接下来,在使正侧接触器32和负侧接触器42变为了断开的状态下,使第一开关52变为断开,并且使第二开关53变为接通。在该第四时机(t4),通过电压检测部59检测到第四接地电压Vg(t4),并且通过基准电位差检测部60检测到第四基准电位差VS(t4)(第四总电压Vt(t4))。通过将在切断该组电池10与马达20的状态下测定出的第三接地电压Vg(t3)、第三基准电位差VS(t3)、第四接地电压Vg(t4))、第四基准电位差VS(t4)代入于以下的式(5)来计算电源侧漏电电阻RL。
【公式5】
(4)区域判定工序S34
接下来,本实施方式中的第一判定工序S30具备判定在电源单元侧的区域A1与电气器件侧的区域A2的哪一个中产生了漏电的区域判定工序S34。该区域判定工序S34对在第二检测工序S20中检测到的电源侧漏电电阻RL与第二阈值D2进行比较。而且,在电源侧漏电电阻RL变得不足第二阈值D2(RL<D2)的情况下,判定为在电源单元侧A1的区域产生了电阻较低(产生了漏电)的部位。在这种情况下,漏电检测处理进入至第五检测工序S90(S34的否)。而且,在以后的工序S90~S110中,检测在电源单元侧的区域A1的哪个部分产生了漏电。另一方面,在电源侧漏电电阻RL变为了第二阈值D2以上(RL≥D2)的情况下,能够判断为电源单元侧的区域A1为足够高的电阻(未漏电),因此判定为在整体判定工序S32中确认到的漏电发生在与电源单元侧的区域A1不同的区域(即,电气器件侧的区域A2)。在这种情况下,漏电检测处理进入至第三检测工序S40(S34的是)。而且,在以后的工序S40~S70中,检测在电气器件侧的区域A2的哪个部分产生了漏电。
如以上那样,本实施方式所涉及的漏电检测方法通过实施第一判定工序S30(整体判定工序S32和区域判定工序S34),能够基于系统漏电电阻RZ和电源侧漏电电阻RL来确定在电源单元侧的区域A1与电气器件侧的区域A2的哪一个中产生了漏电。而且,仅通过切换组电池10与马达20的连接和切断来进行漏电电阻的检测,就能够取得系统漏电电阻RZ和电源侧漏电电阻RL,因此能够低成本并且简便地进行配电系统100中的漏电部位的确定。
(5)第三检测工序S40
接下来,在本实施方式所涉及的漏电检测方法中,实施计算作为马达20侧的漏电电阻的器件侧漏电电阻RV的第三检测工序S40。该器件侧漏电电阻RV是可能存在于电气器件侧的区域A2的漏电电阻的合成值。具体而言,器件侧漏电电阻RV包括作为正极侧漏电S2的电阻的正极侧漏电电阻RLP、作为负极侧漏电S3的电阻的负极侧漏电电阻RLN、以及作为器件漏电S4的电阻的器件漏电电阻RM。通过计算该器件侧漏电电阻RV,能够容易地理解在电气器件侧的区域A2产生的漏电的程度。此外,能够通过将系统漏电电阻RZ和电源侧漏电电阻RL代入于以下的式(1)来计算器件侧漏电电阻RV。
【公式6】
另外,在本实施方式中的第三检测工序S40中,实施检测马达20的停止时的作为器件侧漏电电阻RV的第一器件侧漏电电阻RV1的工序S42。具体而言,在使正侧接触器32和负侧接触器42的至少一方变为接通来将组电池10与马达20连接的状态下使马达20停止。在该状态下,以与第一检测工序S10相同的顺序来检测系统漏电电阻RZ。而且,通过将该马达20停止时的系统漏电电阻RZ、和在第二检测工序S20中检测到的电源侧漏电电阻RL代入于上述式(1),能够计算作为马达20的停止时的器件侧漏电电阻RV的第一器件侧漏电电阻RV1。
(6)第二判定工序S50
在本工序中,基于上述第一器件侧漏电电阻RV1来判定在马达20、和除了马达20之外的电气器件侧的区域A2(即,正极导电路径30、负极导电路径40以及逆变器25的任意一个)的哪一个产生了漏电。具体而言,本实施方式中的第二判定工序S50对在第三检测工序S40中检测到的第一器件侧漏电电阻RV1和第三阈值D3进行比较。这里,在第一器件侧漏电电阻RV1变为了第三阈值D3以上(RV1≥D3)的情况下,能够判断为在马达20停止的状态下存在低电阻的部位(马达20以外的部位漏电)。在该情况下,通过本实施方式所涉及的漏电检测方法,判定为在除了马达20之外的电气器件侧的区域A2产生了漏电,并进入至第四检测工序S60(S50的是)。另一方面,在第一器件侧漏电电阻RV1变得不足第三阈值D3(RV1<D3)的情况下,能够判断为在马达20停止的状态下配电系统100整体处于高电阻的状态(未漏电)。在该情况下,通过本实施方式所涉及的漏电检测方法,判定为马达20中的器件漏电S4是主要的漏电,并进入至通知工序S80(S50的否)。而且,在通知工序S80中,向用户通知产生了器件漏电S4这一情况并结束处理。
如以上那样,在本实施方式所涉及的漏电检测方法中,当在电气器件侧的区域A2产生了漏电的情况下,进行基于马达20停止时的第一器件侧漏电电阻RV1的判定。由此,能够详细地确定在电气器件(马达20)、与除了马达20之外的电气器件侧的区域A2(即,正极导电路径30、负极导电路径40以及逆变器25的任意一个)的哪一个产生了漏电。
(7)第四检测工序S60
如上述的那样,在本实施方式所涉及的漏电检测方法中,当在第二判定工序S50中判定为在除了马达20之外的电气器件侧的区域A2产生了漏电的情况下(S50的是),实施检测正极侧漏电电阻RLP和负极侧漏电电阻RLN的第四检测工序S60。该正极侧漏电电阻RLP是马达20与正侧接触器32之间的正极导电路径30的漏电电阻。另外,负极侧漏电电阻RLN是马达20与负侧接触器42之间的负极导电路径40的漏电电阻。
对检测(运算)正极侧漏电电阻RLP和负极侧漏电电阻RLN的顺序的一例进行说明。在本实施方式中,首先,根据与第一检测工序S10(系统漏电电阻RZ的检测)相同的顺序来取得第一接地电压Vg(t1)和第二接地电压Vg(t2)。即,使正侧接触器32与负侧接触器42的至少一方变为接通,将组电池10与马达20电连接。在该状态下,使第一开关52变为接通,并且使第二开关53变为断开,并通过电压检测部59检测第一接地电压Vg(t1)。而且,在取得该第一接地电压Vg(t1)的时机,测定第一基准电位差VS(t1)(第一总电压Vt(t1))。接下来,在使正侧接触器32与负侧接触器42的至少一方变为了接通的状态下,使第一开关52变为断开,并且使第二开关53变为接通,并通过电压检测部59检测第二接地电压Vg(t2)。而且,在取得该第二接地电压Vg(t2)的时机,再度测定第二基准电位差VS(t2)(第二总电压Vt(t2))。
而且,在本实施方式中,基于在上述的顺序中取得的第一接地电压Vg(t1)、第一基准电位差VS(t1)、第二接地电压Vg(t2)、第二基准电位差VS(t2)以及系统漏电电阻RZ来计算正极侧漏电电阻RLP和负极侧漏电电阻RLN。基于下述的式(2)来计算正极侧漏电电阻RLP,并基于下述的式(3)来计算负极侧漏电电阻RLN。
【公式7】
【公式8】
(8)漏电部位确定工序S70
在本工序中,基于在第四检测工序S60中计算出的正极侧漏电电阻RLP和负极侧漏电电阻RLN来确定除了马达20之外的电气器件侧的区域A2中的详细的漏电部位。例如,在本工序中,进行正极侧漏电电阻RLP与第六的阈值D6的比较、和负极侧漏电电阻RLN与第六的阈值D6的比较即可。此时,在正极侧漏电电阻RLP为第六的阈值D6以下的情况下,判定为在正极导电路径30产生了漏电。另一方面,在负极侧漏电电阻RLN为第六的阈值D6以下的情况下,判定为在负极导电路径40产生了漏电。除此之外,在正极侧漏电电阻RLP与负极侧漏电电阻RLN双方超过了第六的阈值D6的情况下,由于正极导电路径30与负极导电路径40双方被维持于高电阻,因此判定为在正极导电路径30与负极导电路径40之间所共用的器件(例如逆变器25)产生了漏电。而且,在以下的通知工序S80中向用户通知本工序中的判定结果。
(9)第五检测工序S90
接下来,在使用将图1那样的多个电源(单电池11A~11N)以串联的方式连接而成的电源单元(组电池10)的情况下,当在第一判定工序S30(区域判定工序S34)中判定为在电源单元侧的区域A1产生了漏电(S34的否)后,优选实施以下的工序S90~S110。由此,能够详细地确定在组电池10的哪个部分产生了漏电。
首先,在第五检测工序S90中,在电源单元的规定的位置,将由第一端子T1和第二端子T2构成的两种端子连接,并取得作为该第一端子T1与第二端子T2的电位差的基准电位差VS。如上述的那样,在本实施方式中,将正极导电路径30视为第一端子T1,并将负极导电路径40视为第二端子T2。因此,由基准电位差检测部60检测的基准电位差VS成为“组电池10的总电压Vt”。
(10)第六检测定工序S100
在本工序中,将第一端子T1(正极导电路径30)与第二端子T2(负极导电路径40)的任意一方作为基准端子来计算作为基准端子与漏电部位的电位差的电源侧漏电电压VL。具体而言,测定经由电源漏电S1产生的电压,并基于该测定电压来计算电源侧漏电电压VL。以下,以将第二端子T2(负极导电路径40)作为基准端子的情况为例,对计算电源侧漏电电压VL的顺序进行说明。
在本工序中,与上述第二检测工序S20相同,使正侧接触器32与负侧接触器42双方变为断开,将组电池10与马达20切断。而且,在该状态下使第一开关52变为接通,使第二开关53变为断开,并通过电压检测部59检测第三接地电压Vg(t3)。而且,在该第三时机,通过基准电位差检测部60也测定第三基准电位差VS(t3)(第三总电压Vt(t3))。接下来,保持将组电池10与马达20切断的状态不变,使第一开关52变为断开,使第二开关53变为接通,并通过电压检测部59来测定第四接地电压Vg(t4)。在该第四时机,通过基准电位差检测部60也测定第四基准电位差VS(t4)(第四总电压Vt(t4))。此外,在本工序中取得的各种电压也可以直接使用在第二检测工序S20中检测到的各种电压。
而且,用以下的式(6)表示电源侧漏电电压VL。此外,下述的式(6)中的“k”表示电源侧漏电电压VL相对于基准电位差VS的比率(VL/VS),为0以上1以下的范围内的数值。
【公式9】
VL(t)=kVS(t) (6)
而且,上述的式(6)中的“k”能够通过以下的式(7)来计算。在以下的式(7)中,合成第三接地电压Vg(t3)和第四接地电压Vg(t4)。由此,减小充放电、漏电等对基准电位差VS、电源侧漏电电压VL的变动的影响,从而能够准确地计算电源侧漏电电压VL相对于基准电位差VS的比率(k=VL/VS)。
【公式10】
(11)第七检测工序S110
在本工序中,基于电源侧漏电电压VL相对于基准电位差VS的比率(VL/VS)来检测从基准端子到漏电部位的距离。例如,在本实施方式中,将组电池的总电压Vt作为基准电位差VS,因此根据上述式(7),计算漏电电压VL相对于总电压Vt的比率k(=VL/Vt)。能够基于电源侧漏电电压VL相对于该总电压Vt的比率k容易地确定从基准端子(负极导电路径40)到漏电部位(电源漏电S1)的距离。
例如,在将96个3.7V电池以串联的方式连接而成的组电池(总电压Vt:约355V)中,在将第二端子T2(负极导电路径40)作为基准端子时的电源侧漏电电压VL为100V的情况下,VL/VS为0.28。在该情况下,成为96个×(VL/VS)=27.04。基于该计算结果,能够确定为在从连接有基准端子(负极导电路径40)的单电池11N观察时的第27个单电池的附近(例如,单电池主体、连接部件等)产生了漏电。另外,在为上述VL/VS=0的情况下,能够检测为在电源单元侧的区域A1的负极导电路径40或者第n个单电池11N产生了漏电。另一方面,在为上述VL/VS=1的情况下,能够确定为在电源单元侧的区域A1的正极导电路径30或者第一个单电池11A产生了漏电。而且,在本实施方式所涉及的漏电检测方法中,在本工序的结束后进入至通知工序S80,向用户通知电源单元侧的区域A1中的详细的漏电部位并结束处理。
如以上那样,根据本实施方式所涉及的漏电检测方法,能够从电源单元中的电源漏电S1、正极导电路径30中的正极侧漏电S2、负极导电路径40中的负极侧漏电S3、以及电气器件主体中的器件漏电S4的4种漏电部位中准确地确定主要的漏电部位。
此外,在上述的各判定工序中使用的阈值(D1、D2、D3、D6)能够适宜地设定成为使各个判定工序适当地发挥功能而制定的值。此外,这些阈值能够根据电源单元、电气器件的结构来变化,因此并不限定于确定的值。而且,优选上述各阈值设定基于预备试验等而获得的值。
<第二实施方式>
以上,对这里公开的漏电检测方法的第一实施方式进行了说明。此外,上述的实施方式并不打算限定这里公开的漏电检测方法,能够对各种方面进行变更。例如,在第一实施方式中,当在第一判定工序S30中确定在电源单元侧的区域A1与电气器件侧的区域A2的哪一个中产生了漏电后,实施工序S40~S110,由此进一步确定详细的漏电部位。但是,这里公开的漏电检测方法只要能够基于系统漏电电阻RZ和电源侧漏电电阻RL来确定在电源单元侧的区域A1与电气器件侧的区域A2的哪一个产生了漏电,就不特别地限定。换言之,也能够省略第一实施方式中的工序S40~S110。即使在这样的情况下,也能够低成本并且简便地进行将电源单元与电气器件电连接而成的配电系统中的漏电部位的确定。
<第三实施方式>
另外,这里公开的漏电检测方法并不限定于图2所示的顺序,也能够根据不同的顺序来实施。以下,边参照与第一实施方式不同的点边对这里公开的漏电检测方法的第三实施方式进行说明。图3是表示第三实施方式所涉及的漏电检测方法的流程图。
(1)第一判定工序的变形例
上述第一实施方式中的第一判定工序S30通过实施整体判定工序S32和区域判定工序S34这两个判定工序来判定在电源单元侧的区域A1与电气器件侧的区域A2的哪一个产生了漏电(参照图2)。但是,第一判定工序只要能够基于系统漏电电阻RZ和电源侧漏电电阻RL来判断产生了漏电的区域即可,并不限定于第一实施方式所记载的第一判定工序S30。例如,如图3所示,第二实施方式中的第一判定工序S30计算电源侧漏电电阻RL与系统漏电电阻RZ的差值的绝对值|RL-RZ|,并对该差值的绝对值|RL-RZ|和第四阈值D4进行比较。
这里,在上述差值的绝对值|RL-RZ|变为了第四阈值D4以上(|RL-RZ|≥D4)的情况下,电源侧漏电电阻RL与系统漏电电阻RZ区别较大,因此判定为在与电源单元侧的区域A1不同的区域(即,电气器件侧的区域A2)产生了漏电,并进入至第三检测工序S40(S30的是)。另一方面,在差值的绝对值|RL-RZ|低于第四阈值D4(|RL-RZ|<D4)的情况下,电源侧漏电电阻RL和系统漏电电阻RZ为相同程度,因此判定为在电源单元侧的区域A1产生了漏电,并进入至第五检测工序S90(S30的否)。如以上那样,即使在计算了电源侧漏电电阻RL与系统漏电电阻RZ的差值的绝对值|RL-RZ|的情况下,也能够判定在电源单元侧的区域A1与电气器件侧的区域A2的哪一个产生了漏电。
(3)第二判定工序的变形例
另外,第一实施方式中的第二判定工序S50通过对电气器件的停止时的第一器件侧漏电电阻RV1与第三阈值D3进行比较,来判定在电气器件(马达20)、与除了电气器件(马达20)之外的电气器件侧的区域A2的哪一个产生了漏电。但是,第二判定工序只要能够基于第一器件侧漏电电阻RV1来判定漏电部位即可,并不限定于第一实施方式所示的第二判定工序S50。例如,在第三实施方式中,如图3所示,测定电气器件的停止时的第一器件侧漏电电阻RV1和电气器件的运行时的第二器件侧漏电电阻RV2,并计算这些漏电电阻的差值的绝对值|RV1-RV2|。而且,通过对该差值的绝对值|RV1-RV2|和第五阈值D5进行比较,能够判定在电气器件(马达20)、与除了电气器件(马达20)之外的电气器件侧的区域A2的哪一个产生了漏电。
具体而言,在第二实施方式所涉及的漏电检测方法中,在第三检测工序S40中,不仅实施检测作为马达20的停止时的器件侧漏电电阻RV的第一器件侧漏电电阻RV1的工序S42,也实施检测作为马达20的运行时的器件侧漏电电阻RV的第二器件侧漏电电阻RV2的工序S44。此外,该第二器件侧漏电电阻RV2除了使电气器件(马达20)运行这一点之外,能够根据与第一器件侧漏电电阻RV1相同的顺序通过计算器件侧漏电电阻RV来检测,因此省略详细的计算过程的说明。
而且,本实施方式中的第二判定工序S50计算在第三检测工序S40中检测到的第一器件侧漏电电阻RV1与第二器件侧漏电电阻RV2的差值的绝对值|RV1-RV2|,并对该差值的绝对值|RV1-RV2|和第五阈值D5进行比较。这里,在上述差值的绝对值|RV1-RV2|变得不足第五阈值D5(|RV1-RV2|<D5)的情况下,能够判断为马达20运行时和停止时的漏电电阻为相同的程度。在该情况下,通过本实施方式所涉及的漏电检测方法,判定为在马达20以外的部位(即,正极导电路径30、负极导电路径40以及逆变器25的任意一个)产生了漏电,并进入至第四检测工序S60(S50的否)。另一方面,在差值的绝对值|RV1-RV2|变为第五阈值D5以上(|RV1-RV2|≥D5)的情况下,由于马达20运行时与停止时的漏电电阻区别较大,因此判定为在马达20产生了漏电,并进入至通知工序S80(S50的是)。
如以上那样,这里公开的漏电检测方法在进行漏电部位的判定时也能够采用以下手段,即,不是直接比较检测到的漏电电阻和阈值,而是计算两个漏电电阻的差值的绝对值,并判定该两个漏电电阻是否近似。
<第四实施方式>
接下来,实施第一实施方式中的第一检测工序S10、第二检测工序S20、第三检测工序S40、第四检测工序S60以及第六检测定工序S100的时机并不限定这里公开的技术。即,实施这些检测工序的时机能够根据需要适宜地变更。以下,边参照与第一实施方式不同的点边对这里公开的漏电检测方法的第四实施方式进行说明。图4是表示第四实施方式所涉及的漏电检测方法的流程图。
如图4所示,在第四实施方式所涉及的漏电检测方法中,起初,预先实施检测系统漏电电阻RZ的第一检测工序S10、检测器件侧漏电电阻RV的第三检测工序S40、以及检测正极侧漏电电阻RLP和负极侧漏电电阻RLN的第四检测工序S60。即,在该第四实施方式中,起初检测在将组电池10与马达20连接的状态(第一时机(t1)和第二时机(t2))下检测的参数(系统漏电电阻RZ、器件侧漏电电阻RV、正极侧漏电电阻RLP、负极侧漏电电阻RLN)。其后,检测在将组电池10与马达20切断的状态(第三时机(t3)和第四时机(t4))下检测的参数(电源侧漏电电阻RL、电源侧漏电电压VL)。由此,无需频繁地切换接触器的通断,因此能够短时间并且安全地进行漏电的检测。
<第五实施方式>
另外,这里公开的漏电检测方法并不限定于使用确定的电路、计算式的方式。例如,这里公开的漏电检测方法只要具备正侧接触器和负侧接触器,并构建能够检测系统漏电电阻RZ和电源侧漏电电阻RL的电路即可,没实施方面有特别限制。换言之,这里公开的漏电检测方法在与图1所示的配电系统100不同的构造的配电系统中也能够实施。以下,对采用与图1不同的构造的配电系统的第五实施方式进行说明。图5是表示实施第五实施方式所涉及的漏电检测方法的配电系统的电路图。
如图5所示,在第五实施方式中的配电系统100A中,相对于一个马达20,以并联的方式连接有两个组电池10A、10B。而且,在该配电系统100A中,在第一组电池10A与马达20之间设置有第一正侧接触器32A和第一负侧接触器42A。另外,在第二组电池10B与马达20之间设置有第二正侧接触器32B和第二负侧接触器42B。另外,在本实施方式中,将包括第一组电池10A的电源单元侧的区域称为“第一区域A1a”,将包括第二组电池10B的电源单元侧的区域称为“第二区域A1b”。此外,对于其他的结构,与第一实施方式中的配电系统100(参照图1)相同,因此省略详细的说明。
在上述结构的配电系统100A中,通过使第一正侧接触器32A、第一负侧接触器42A、第二正侧接触器32B以及第二负侧接触器42B全部变为接通,从而将所有的组电池10A、10B与马达20电连接。在该状态下,通过使用第一组电池10A侧的漏电检测电路50A来检测漏电电阻,从而能够获得系统漏电电阻RZ。此外,在该系统漏电电阻RZ的检测中,也能够使用第二组电池10B侧的漏电检测电路50B。另一方面,通过使第一正侧接触器32A、第一负侧接触器42A、第二正侧接触器32B以及第二负侧接触器42B全部变为断开,从而将所有的组电池10A、10B与马达20切断。在该情况下,分别在第一区域A1a检测第一电源侧漏电电阻RL1,并在第二区域A1b检测第二电源侧漏电电阻RL2。
在该情况下,通过实施以下那样的工序,能够基于系统漏电电阻RZ、第一电源侧漏电电阻RL1以及第二电源侧漏电电阻RL2来确定漏电部位。首先,实施对系统漏电电阻RZ和预先设定好的第一阈值D1进行比较的整体判定工序。而且,在系统漏电电阻RZ变为了第一阈值D1以上(RZ≥D1)的情况下,判定为未在配电系统100产生漏电,并结束漏电的检测。另一方面,在系统漏电电阻RZ变得不足第一阈值D1(RZ<D1)的情况下,判定为在配电系统100的某一处产生了漏电。
接下来,在第五实施方式中,在判定为在配电系统100的某一处产生了漏电的情况下,对出自第一区域A1a的第一电源侧漏电电阻RL1与第二阈值D2进行比较。而且,在第一电源侧漏电电阻RL1变得不足第二阈值D2(RL1<D2)的情况下,判定为在第一区域A1a产生了发生漏电的部位。另一方面,在第一电源侧漏电电阻RL变为了第二阈值D2以上(RL1≥D2)的情况下,判定为在第二区域A1b与电气器件侧的区域A2的任意一个产生了漏电。在该情况下,通过第五实施方式所涉及的漏电检测方法,对出自第二区域A1b的第二电源侧漏电电阻RL2与第二阈值D2进行比较。而且,在第二电源侧漏电电阻RL2变得不足第二阈值D2(RL2<D2)的情况下,判定为在第二区域A1b产生了漏电。另一方面,在第二电源侧漏电电阻RL2变为了第二阈值D2以上(RL2≥D2)的情况下,判定为在电气器件侧的区域A2产生了漏电。
如以上那样,即使是采用与图1不同的构造的配电系统的情况,也能够基于系统漏电电阻RZ和电源侧漏电电阻RL来判定漏电位置,并实施这里公开的漏电检测方法。
<第六实施方式>
另外,在上述的各实施方式中,相对于一个电源单元,设置有正侧和负侧这一对接触器。但是,正侧接触器、负侧接触器的设置数并不限定这里公开的技术。例如,即使是在多个电源单元中共有正侧接触器、负侧接触器的一部分的配电系统中,也能够实施这里公开的漏电检测方法。
图6是表示实施第六实施方式所涉及的漏电检测方法的配电系统的电路图。在第六实施方式中的配电系统100B中,也与上述第五实施方式相同,相对于一个马达20,以并联的方式连接有两个组电池10A、10B。这里,在该配电系统100B中,在第一区域A1a与第二区域A1b之间,共有正侧接触器32A和漏电检测部50。即,在图6所示的配电系统100B中,与第一组电池10A连接的正极导电路径30和与第二组电池10B连接的正极导电路径30在连接点33连接,在该连接点33与马达20之间设置有正侧接触器32A。另外,漏电检测部50配置于第一区域A1a中的正极导电路径30与负极导电路径40之间,但未配置于第二区域A1b。此外,本实施方式中的负侧接触器分别独立地配置于各个区域。即,在与第一组电池10A连接的负极导电路径40配置有第一负侧接触器42A。另外,在与第二组电池10B连接的负极导电路径40配置有第二负侧接触器42B。该结构的配电系统100B能够有助于由部件件数的减少引起的制造成本的削减。
在上述结构的配电系统100B中,若使正侧接触器32A、第一负侧接触器42A以及第二负侧接触器42B全部变为接通,则将第一组电池10A、第二组电池10B以及马达20电连接。通过在该状态下进行漏电电阻的检测,能够获得系统漏电电阻RZ。另一方面,当在该配电系统100B中检测到电源侧漏电电阻RL的情况下,使正侧接触器32A变为断开,并使第一负侧接触器42A和第二负侧接触器42B变为接通。由此,将两个组电池10A、10B与马达20切断,并且形成包括第一组电池10A、第二组电池10B以及漏电检测部50在内的闭合电路。由此,能够通过漏电检测部50来检测包括第一组电池10A和第二组电池10B的各自的漏电电阻在内的电源侧漏电电阻RL。因此,即使是图6所示的结构的配电系统100B,也能够基于系统漏电电阻RZ和电源侧漏电电阻RL来判定在电源单元侧的区域A1与电气器件侧的区域A2的哪一个产生了漏电。
<其他的变更事项>
在上述的各实施方式中,作为检查对象亦即电源单元,将连接有多个单电池的组电池作为例示。但是,电源单元的结构并不限定这里公开的漏电检测方法。例如,如上述的那样,这里公开的漏电检测方法也能够应用于连接有多个发电元件(太阳电池等)的电源单元等。另外,在上述的实施方式中,将以串联的方式连接有所有的电源(单电池)的电源单元(组电池)作为检查对象。但是,无需串联连接构成检查对象的电源单元的所有的电源。例如,即使是使用了以并联的方式连接有多个电源的电源单元的情况,也能够使用这里公开的漏电检测方法。
另外,在上述的各实施方式中,将正极导电路径30视为第一端子T1,并将负极导电路径40视为第二端子T2。然而,第一端子和第二端子只要与电源单元中的电位不同的位置分别连接,就不特别地限定。例如也可以构成为:第一端子与和图1中的第一个单电池11A不同的单电池连接,第二端子与和第N个单电池11N不同的单电池连接。在该情况下,在第一端子与第二端子之间配置基准电位差检测部。而且,通过基准电位差检测部,测定第一端子与第二端子之间的电位差(配置于第一端子与第二端子之间的单电池的合计电压),该电位差成为基准电位差VS。即使是使用了这样的基准电位差VS的情况,也能够基于上述的各式来计算所希望的漏电电阻。
以上,举出具体的实施方式来对这里公开的技术详细地进行了说明,但这些只不过是例示,并不限定权利要求书。权利要求书所记载的技术包括对以上记载的实施方式进行各种变形、变更后的技术。
Claims (10)
1.一种漏电检测方法,是检测电连接有电源单元和电气器件的配电系统中的漏电部位的漏电检测方法,其中,
所述配电系统具备:
正极导电路径,将所述电源单元的正极与所述电气器件连接;
负极导电路径,将所述电源单元的负极与所述电气器件连接;
正侧接触器,安装于所述正极导电路径,并切换所述电源单元与所述电气器件的连接的通断;以及
负侧接触器,安装于所述负极导电路径,并切换所述电源单元与所述电气器件的连接的通断,
所述漏电检测方法具备:
第一检测工序,使所述正侧接触器与所述负侧接触器的至少一方变为接通,检测作为所述配电系统的整体的漏电电阻的系统漏电电阻RZ;
第二检测工序,使所述正侧接触器与所述负侧接触器双方变为断开,检测作为所述电源单元侧的漏电电阻的电源侧漏电电阻RL;以及
第一判定工序,基于所述系统漏电电阻RZ和所述电源侧漏电电阻RL,判定在所述电源单元侧的区域与所述电气器件侧的区域的哪一个产生了漏电。
2.根据权利要求1所述的漏电检测方法,其中,
所述第一判定工序具备:
整体判定工序,比较所述系统漏电电阻RZ和第一阈值D1,在所述系统漏电电阻RZ为所述第一阈值D1以上的情况下,判定为在所述配电系统的整体未产生漏电,在所述系统漏电电阻RZ不足所述第一阈值D1的情况下,判定为在所述配电系统产生了漏电;和
区域判定工序,当在所述整体判定工序中判定为在所述配电系统产生了漏电的情况下,比较所述电源侧漏电电阻RL和第二阈值D2,在所述电源侧漏电电阻RL为所述第二阈值D2以上的情况下,判定为在所述电气器件侧的区域产生了漏电,在所述电源侧漏电电阻RL不足所述第二阈值D2的情况下,判定为在所述电源单元侧的区域产生了漏电。
3.根据权利要求1所述的漏电检测方法,其中,
所述第一判定工序构成为:计算所述系统漏电电阻RZ与所述电源侧漏电电阻RL的差值的绝对值|RZ-RL|,并比较所述差值的绝对值|RZ-RL|与第四阈值D4,在所述差值的绝对值|RZ-RL|为所述第四阈值D4以上的情况下,判定为在所述电气器件侧的区域产生了漏电,在所述电源侧漏电电阻RL不足所述第四阈值D4的情况下,判定为在所述电源单元侧的区域产生了漏电。
5.根据权利要求4所述的漏电检测方法,其中,
在所述第三检测工序中,计算所述电气器件的停止时的作为所述器件侧漏电电阻RV的第一器件侧漏电电阻RV1,
还具备第二判定工序,在该第二判定工序中,当在所述第一判定工序中判定为在所述电气器件侧的区域产生了漏电的情况下,基于所述第一器件侧漏电电阻RV1来判定在所述电气器件、和除了所述电气器件之外的所述电气器件侧的区域的哪一个产生了漏电。
6.根据权利要求5所述的漏电检测方法,其中,
所述第二判定工序构成为:比较所述第一器件侧漏电电阻RV1和第三阈值D3,在所述第一器件侧漏电电阻RV1为所述第三阈值D3以上的情况下,判定为在所述电气器件产生了漏电,在所述第一器件侧漏电电阻RV1不足所述第三阈值D3的情况下,判定为在除了所述电气器件之外的所述电气器件侧的区域产生了漏电。
7.根据权利要求6所述的漏电检测方法,其中,
还具备:
第四检测工序,计算作为所述正极导电路径的漏电电阻的正极侧漏电电阻RLP和作为所述负极导电路径的漏电电阻的负极侧漏电电阻RLN;和
漏电部位确定工序,当在所述第二判定工序中判定为在除了所述电气器件之外的所述电气器件侧的区域产生了漏电的情况下,基于所述正极侧漏电电阻RLP和所述负极侧漏电电阻RLN,确定除了所述电气器件之外的所述电气器件侧的区域中的漏电部位。
8.根据权利要求7所述的漏电检测方法,其中,
所述配电系统具备:
基准电位差检测部,检测作为与所述电源单元的规定的位置连接的第一端子、与连接于与所述第一端子电位不同的部位的第二端子的电位差的基准电位差VS;和
漏电电压检测部,与所述第一端子和所述第二端子分别连接,并在中间点与地线连接,
所述漏电电压检测部具备:
第一开关,与所述第一端子侧连接;
第一电压检测电阻器,设置于所述第一开关与所述中间点之间;
第二开关,与所述第二端子侧连接;以及
第二电压检测电阻器,设置于所述第二开关与所述中间点之间。
9.根据权利要求8所述的漏电检测方法,其中,
在所述第四检测工序中,基于下述的式(2)来计算所述正极侧漏电电阻RLP,并且基于下述的式(3)来计算所述负极侧漏电电阻RLN,
【公式2】
【公式3】
此外,所述式(2)和式(3)中的“Vg(t1)”是当在使所述正侧接触器与所述负侧接触器的至少一方变为接通后使所述第一开关变为接通、所述第二开关变为断开的第一时机t1由所述漏电电压检测部检测到的第一接地电压Vg(t1),“VS(t1)”是在所述第一时机t1由所述基准电位差检测部检测到的第一基准电位差VS(t1),另外,“Vg(t2)”是当在使所述正侧接触器与所述负侧接触器的至少一方变为接通后使所述第一开关变为断开、所述第二开关变为接通的第二时机t2由所述漏电电压检测部检测到的第二接地电压Vg(t2),“VS(t2)”是在所述第二时机t2由所述基准电位差检测部检测到的第二基准电位差VS(t2)。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的漏电检测方法,其中,
还具备:
第五检测工序,在所述电源单元具备多个电源、并且在所述第一判定工序中判定为在所述电源单元侧的区域产生了漏电的情况下,取得作为与所述电源单元的规定的位置连接的第一端子、与连接于与所述第一端子电位不同的部位的第二端子的电位差的基准电位差VS;和
第六检测工序,将所述第一端子与所述第二端子的任意一方作为基准端子,计算作为所述基准端子与漏电部位的电位差的电源侧漏电电压VL;以及
第七检测工序,基于所述漏电电压VL相对于所述基准电位差VS的比率(VL/VS)来检测从所述基准端子到所述漏电部位的距离。
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