JP2007327856A - 電動車両用漏電検出回路および電動車両用漏電検出方法 - Google Patents

電動車両用漏電検出回路および電動車両用漏電検出方法 Download PDF

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Abstract

【課題】１組の電圧検出回路でもって組電池の漏電を検出する。
【解決手段】電動車両用漏電検出回路は、複数の電池３を直列に接続している組電池２の高電圧側に接続している第１の漏電検出スイッチ１１と低電圧側に接続している第２の漏電検出スイッチ１２とを介して、中間点をグランドに接続している漏電検出抵抗５を接続しており、制御回路６で第１の漏電検出スイッチ１１と第２の漏電検出スイッチ１２を交互にオンオフに切り換えて、漏電検出抵抗５に発生する漏電電圧を電圧検出回路４で検出する。電動車両用漏電検出回路は、制御回路６が、第１の漏電検出スイッチ１１をオンとして第２の漏電検出スイッチ１２をオフに制御する状態で第１の漏電電圧を検出すると共に、第１の漏電検出スイッチ１１をオフとして第２の漏電検出スイッチ１２をオンに制御する状態で第２の漏電電圧を検出し、演算回路７が第１の漏電電圧と第２の漏電電圧から漏電を検出する。
【選択図】図３

Description

本発明は、主として二次電池の充放電回路の漏電を検出する回路及び方法に関し、例えばハイブリッドカーや電気自動車等の電動車両を走行させるモーターを駆動する電源装置の漏電を検出する電動車両用漏電検出回路および電動車両用漏電検出方法に関する。
電動車両を走行させる電源装置は、出力を大きくするために電圧を高くする必要がある。出力が電圧と電流の積に比例するからである。たとえば、ハイブリッドカーや電気自動車を走行させる電源装置の出力電圧は２００Ｖ以上と極めて高い。高電圧の電源装置は、漏電による弊害が大きいので、安全性を考慮してアースには接続されない。アースに接続されない電源装置は、漏電を防止するために、漏電抵抗を検出する必要がある。漏電抵抗は、電源装置とアースとの間の抵抗である。図１は、下記特許文献１における図１であって、電源装置の漏電抵抗を検出する検出回路を示す。この図に示す漏電検出回路５０は、漏電検出抵抗５１と漏電検出スイッチ５２と漏電検出抵抗５１に発生する電圧を検出する電圧検出回路５３とを備える。漏電抵抗Ｒｒがあると、漏電検出スイッチ５２をオンにする状態で、漏電検出抵抗５１に電流が流れる。したがって、漏電検出抵抗５１の電圧を検出して漏電を検出できる。
しかしながら、図１の漏電検出回路では、漏電抵抗値を正確に演算することが困難であった。本発明者は、この欠点を解消することを目的として、図２に示す漏電検出回路を開発した。（特許文献２参照）
図２の漏電検出回路は、複数の電池７１を直列に接続した組電池７０と、電池７１の任意の高電圧側と低電圧側との２箇所の電池端子とグランドとの間に、それぞれ直列に接続された漏電検出抵抗Ｒａ、Ｒｂと、ｔのタイミングで、高電圧側の電池端子での電圧をＶｇ１１（ｔ）、低電圧側の電池端子での電圧をＶｇ１２（ｔ）として測定する電圧検出手段７２と、漏電検出抵抗Ｒａ、Ｒｂの間に直列に接続された漏電検出スイッチＳＷ１、ＳＷ２と、高電圧側の電池端子に接続された一方の漏電検出スイッチＳＷ１をｔのタイミングで閉じ、他方の漏電検出スイッチＳＷ２を開いたとき漏電検出スイッチＳＷ１と接続された漏電検出抵抗Ｒａに発生する電圧Ｖｌ１１（ｔ）、及び、低電圧側の電池端子に接続された他方の漏電検出スイッチＳＷ２をｔのタイミングで閉じ、一方の漏電検出スイッチＳＷ１を開いたとき他方の漏電検出スイッチＳＷ２と接続された漏電検出抵抗Ｒａに発生する電圧Ｖｌ１２（ｔ）を検出する電圧検出回路７３、７３とを備える。さらに、漏電抵抗の合成値Ｒｌを、異なる時間ｔを、ｔ１、ｔ２とするとき、
Figure 2007327856
 に基づいて演算する漏電演算部７４を備える。この構成によって漏電抵抗値Ｒｌを容易に得ることができ、漏電箇所が複数あっても回路全体の漏電抵抗値Ｒｌを演算することが可能である。
特開２００３−１６９４０１号公報 特開２００５−３３８０１０号公報
図２に示す電動車両用漏電検出回路は、組電池７０の漏電抵抗Ｒｌを検出できるが、２組の電圧検出回路７３、７３を設ける必要があり、回路構成が複雑になる欠点があった。
本発明は、さらにこの欠点を解消すること、すなわち１組の電圧検出回路でもって組電池の漏電を検出できる電動車両用漏電検出回路と方法を提供することにある。
本発明の電動車両用漏電検出回路は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。
電動車両用漏電検出回路は、電動車両用の組電池２の漏電を検出するための電動車両用漏電検出回路であって、複数の電池３を直列に接続している組電池２と、前記電池３の高電圧側に接続している第１の漏電検出スイッチ１１と低電圧側に接続している第２の漏電検出スイッチ１２と、前記第１の漏電検出スイッチ１１と第２の漏電検出スイッチ１２を交互にオンオフに切り換える制御回路６と、前記第１の漏電検出スイッチ１１と第２の漏電検出スイッチ１２を介して前記組電池２に接続されて、中間点をグランドに接続している漏電検出抵抗５と、この漏電検出抵抗５のグランドよりも高電圧側と低電圧側の漏電電圧を検出する電圧検出回路４と、電圧検出回路４の出力を演算して漏電を検出する演算回路７とを備える。電動車両用漏電検出回路は、前記制御回路６が、第１の漏電検出スイッチ１１をオンとして第２の漏電検出スイッチ１２をオフに制御する状態で第１の漏電電圧を検出すると共に、第１の漏電検出スイッチ１１をオフとして第２の漏電検出スイッチ１２をオンに制御する状態で第２の漏電電圧を検出し、演算回路７が第１の漏電電圧と第２の漏電電圧から漏電を検出する。
本発明の電動車両用漏電検出回路は、組電池２の高電圧側と低電圧側の総電圧を検出する総電圧検出回路９を備えて、演算回路７が、第１の漏電電圧と第２の漏電電圧と総電圧とから漏電を検出することができる。
本発明の電動車両用漏電検出回路は、漏電検出抵抗５を、互いに直列に接続されて中間の接続点１０をグランドに接続している第１の電圧検出抵抗２１及び第２の電圧検出抵抗２２と、第１の電圧検出抵抗２１を第１の漏電検出スイッチ１１を介して組電池２の高電圧側に接続している第１の分圧抵抗３１と、第２の電圧検出抵抗２２を第２の漏電検出スイッチ１２を介して組電池２の低電圧側に接続している第２の分圧抵抗３２とで構成し、互いに直列に接続している第１の電圧検出抵抗２１と第２の電圧検出抵抗２２の両端の電圧を電圧検出回路４で検出することができる。
本発明の電動車両用漏電検出回路は、演算回路７が、下記の数４で漏電抵抗Ｒｌを検出することができる。
Figure 2007327856
 ただし、この式において、Ｒａは第１の電圧検出抵抗２１及び第２の電圧検出抵抗２２の電気抵抗、Ｒｂは第１の分圧抵抗３１及び第２の分圧抵抗３２の電気抵抗、Ｖｔ（ｔ１）は、第１の漏電検出スイッチ１１をオン、第２の漏電検出スイッチ１２をオフに制御するタイミングｔ１における組電池の総電圧、Ｖｈ（ｔ１）は、タイミングｔ１における第１の電圧検出抵抗２１に発生する第１の漏電電圧、Ｖｔ（ｔ２）は、第１の漏電検出スイッチ１１をオフ、第２の漏電検出スイッチ１２をオンに制御するタイミングｔ２における組電池の総電圧、Ｖｇ（ｔ２）は、タイミングｔ２における第２の電圧検出抵抗２２に発生する第２の漏電電圧である。
本発明の電動車両用漏電検出方法は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。
電動車両用漏電検出方法は、複数の電池３を直列に接続している電動車両用の組電池２の漏電を検出する漏電検出方法である。この漏電検出方法は、前記電池３の高電圧側に接続している第１の漏電検出スイッチ１１をオンに切り換える状態で、低電圧側に接続している第２の漏電検出スイッチ１２をオフに切り換えて、前記第１の漏電検出スイッチ１１と第２の漏電検出スイッチ１２を介して前記組電池２に接続されて、中間点をグランドに接続している漏電検出抵抗５に発生する第１の漏電電圧を検出すると共に、前記電池３の高電圧側に接続している第１の漏電検出スイッチ１１をオフに切り換える状態で、低電圧側に接続している第２の漏電検出スイッチ１２をオンに切り換えて、漏電検出抵抗５に発生する第２の漏電電圧を検出し、検出された第１の漏電電圧と第２の漏電電圧から漏電を検出する。
本発明の電動車両用漏電検出方法は、組電池２の高電圧側と低電圧側の総電圧を検出し、第１の漏電電圧と第２の漏電電圧と総電圧とから漏電を検出することができる。
本発明の電動車両用漏電検出方法は、漏電検出抵抗５を、互いに直列に接続されて中間の接続点１０をグランドに接続している第１の電圧検出抵抗２１及び第２の電圧検出抵抗２２と、第１の電圧検出抵抗２１を第１の漏電検出スイッチ１１を介して組電池２の高電圧側に接続している第１の分圧抵抗３１と、第２の電圧検出抵抗２２を第２の漏電検出スイッチ１２を介して組電池２の低電圧側に接続している第２の分圧抵抗３２とし、互いに直列に接続している第１の電圧検出抵抗２１と第２の電圧検出抵抗２２の両端の電圧を漏電電圧として検出することができる。
本発明の電動車両用漏電検出方法は、下記の数５で漏電抵抗Ｒｌを検出することができる。
Figure 2007327856
 ただし、この式において、Ｒａは第１の電圧検出抵抗２１及び第２の電圧検出抵抗２２の電気抵抗、Ｒｂは第１の分圧抵抗３１及び第２の分圧抵抗３２の電気抵抗、Ｖｔ（ｔ１）は、第１の漏電検出スイッチ１１をオン、第２の漏電検出スイッチ１２をオフに制御するタイミングｔ１における組電池の総電圧、Ｖｈ（ｔ１）は、タイミングｔ１における第１の電圧検出抵抗２１に発生する第１の漏電電圧、Ｖｔ（ｔ２）は、第１の漏電検出スイッチ１１をオフ、第２の漏電検出スイッチ１２をオンに制御するタイミングｔ２における組電池の総電圧、Ｖｇ（ｔ２）は、タイミングｔ２における第２の電圧検出抵抗２２に発生する第２の漏電電圧である。
本発明の電動車両用漏電検出回路および電動車両用漏電検出方法は、１組の電圧検出回路で特定位置の漏電電圧を検出して漏電を検出できるので、安価かつ簡単に漏電抵抗値を検出して、電動車両を安全に使用することができる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための電動車両用漏電検出回路および電動車両用漏電検出方法を例示するものであって、本発明は電動車両用漏電検出回路および電動車両用漏電検出方法を以下のものに特定しない。また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに、以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。
図３に、本発明の一実施の形態に係る電動車両用漏電検出回路の一例を示す。この図に示す電動車両用漏電検出回路１は、ｎ個の電池３を直列に接続した組電池２に対して付加されるものであって、説明のため組電池２の充放電回路等は図示していない。なお、電池３は、図においては単位セルとして示されているが、複数セルを直列あるいは並列接続したものでも良い。
図３の漏電検出回路１は、組電池２の高電圧側に接続している第１の漏電検出スイッチ１１と低電圧側に接続している第２の漏電検出スイッチ１２と、第１の漏電検出スイッチ１１と第２の漏電検出スイッチ１２を交互にオンオフに切り換える制御回路６と、第１の漏電検出スイッチ１１と第２の漏電検出スイッチ１２を介して組電池２に接続されて、中間点をグランドに接続している漏電検出抵抗５と、この漏電検出抵抗５のグランドよりも高電圧側と低電圧側の漏電電圧を検出する電圧検出回路４と、電圧検出回路４の出力を演算して漏電を検出する演算回路７とを備える。
図の漏電検出抵抗５は、４つの抵抗を備える。４つの抵抗は、互いに直列に接続されて中間の接続点１０をグランドに接続している第１の電圧検出抵抗２１及び第２の電圧検出抵抗２２と、第１の電圧検出抵抗２１を第１の漏電検出スイッチ１１を介して組電池２の高電圧側に接続している第１の分圧抵抗３１と、第２の電圧検出抵抗２２を第２の漏電検出スイッチ１２を介して組電池２の低電圧側に接続している第２の分圧抵抗３２とからなる。第１の電圧検出抵抗２１と第２の電圧検出抵抗２２は同じ電気抵抗Ｒａとし、また、第１の分圧抵抗３１と第２の分圧抵抗３２も同じ電気抵抗Ｒｂとする。ただし、第１の電圧検出抵抗と第２の電圧検出抵抗は必ずしも同じ電気抵抗とする必要はなく、また第１の分圧抵抗と第２の分圧抵抗の電気抵抗も必ずしも同じ電気抵抗とする必要はない。
漏電検出抵抗５を電圧検出抵抗２０と分圧抵抗３０の直列回路とする漏電検出回路は、互いに直列に接続している第１の電圧検出抵抗２１と第２の電圧検出抵抗２２の両端の電圧を電圧検出回路４に入力する。この漏電検出抵抗５は、高電圧側と低電圧側の電圧を、分圧抵抗３０と電圧検出抵抗２０で分圧して電圧検出回路４に入力する。電圧検出抵抗２０と分圧抵抗３０が電圧を分圧する分圧比は、分圧抵抗３０と電圧検出抵抗２０の電気抵抗の比率で特定される。分圧抵抗３０の電気抵抗を電圧検出抵抗２０に比較して大きくして、電圧の分圧比を大きく、すなわち電圧検出回路４の入力電圧を小さくできる。この漏電検出回路は、電圧検出回路４の入力電圧を、高電圧側と低電圧側の電圧よりも低くでき、電圧検出回路４に入力側に使用するアンプに耐入力電圧の低い安価なものを使用できる。ただし、本発明の漏電検出回路は、必ずしも漏電検出回路を電圧検出抵抗と分圧抵抗の直列回路として、高電圧側と低電圧側の電圧を分圧して電圧検出回路に入力する必要はない。
第１の漏電検出スイッチ１１と第２の漏電検出スイッチ１２は、分圧抵抗３０と電圧検出抵抗２０との間に接続している。ただ、第１の漏電検出スイッチと第２の漏電検出スイッチは、電圧検出抵抗とグランドとの間に接続することもできる。また、第１の漏電検出スイッチを第１の分圧抵抗と組電池の高電圧側との間に接続し、第２の漏電検出スイッチを第２の分圧抵抗と組電池の低電圧側との間に接続することもできる。
第１の漏電検出スイッチ１１と第２の漏電検出スイッチ１２は、トランジスタやＦＥＴ等の半導体スイッチング素子、あるいはリレー等の機械的なスイッチで、制御回路６にコントロールされてオンオフに切り換えられる。第１の漏電検出スイッチ１１と第２の漏電検出スイッチ１２は、一方をオンに切り換える状態で他方をオフに切り換える。すなわち、第１の漏電検出スイッチ１１と第２の漏電検出スイッチ１２はオンオフを反対に切り換える。図の漏電検出回路１は、第２の漏電検出スイッチ１２を制御する制御ラインに、オンオフの制御信号を反転する反転回路１３を接続している。この回路構成によると、制御回路６からオンの制御信号を出力して、第１の漏電検出スイッチ１１をオン、第２の漏電検出スイッチ１２をオフに切り換え、また、制御回路６からオフの制御信号を出力して、第１の漏電検出スイッチ１１をオフ、第２の漏電検出スイッチ１２をオンに切り換えできる。この回路構成は、制御回路６からひとつの制御信号を出力して、第１の漏電検出スイッチ１１と第２の漏電検出スイッチ１２をオンオフに切り換えできる。
電圧検出回路４は、いずれかの漏電検出スイッチをオンに切り換える状態で、漏電検出抵抗５に発生する漏電電圧を検出する。図の電圧検出回路４は、電圧検出抵抗２０と分圧抵抗３０との接続点の漏電電圧を検出する。図の電圧検出回路４は、入力側に接続しているバッファーアンプ１５と、各々のバッファーアンプ１５の出力の電圧差を検出する差動アンプ１６を備える。バッファーアンプ１５は１００％負帰還の電圧を増幅しないオペアンプである。差動アンプ１６は、負帰還量で増幅率を所定の大きさとするオペアンプからなる。このような電圧検出回路４は、インスツルメンテーションアンプと呼ばれるもので、入力の電圧差を増幅している。
図の漏電検出回路１は、ＭＰＵ８に制御回路６と演算回路７を内蔵させている。制御回路６は、第１の漏電検出スイッチ１１と第２の漏電検出スイッチ１２をオンオフに切り換える制御信号を出力する。演算回路７は、電圧検出回路４から入力される漏電電圧を演算して、以下の式で漏電抵抗Ｒｌを演算する。漏電抵抗Ｒｌを検出するために、漏電検出抵抗５を接続している高電圧側と低電圧側の総電圧Ｖｔを検出する必要がある。図の漏電検出回路１は、総電圧を検出する総電圧検出回路９を設けている。このように、総電圧検出回路９で総電圧を検出する漏電検出回路１は、漏電抵抗Ｒｌを正確に演算できる特長がある。ただ、この総電圧検出回路は、必ずしも設ける必要はない。それは、電池を直列に接続している個数と電池電圧の積が総電圧となるからである。電池電圧は残容量により変動するが、所定の範囲で変動することから、一定の電圧として漏電抵抗を演算できるからである。また、直列に接続している組電池の総電圧を検出する回路を備える車両にあっては、この回路を総電圧検出回路に併用することもできる。
図の漏電検出回路１は、組電池２のプラス側出力を高電圧側とし、またマイナス側出力を低電圧側とするので、漏電抵抗Ｒｌを検出するための総電圧Ｖｔは、組電池２の出力電圧となる。したがって、出力電圧の検出回路を内蔵する車両にあっては、出力電圧の検出回路を総電圧検出回路に併用できる。さらに、図の漏電検出回路１は、組電池２のプラス側出力を高電圧側として、マイナス側出力を低電圧側とするが、直列に接続している電池の接続点、すなわち組電池の途中を高電圧側と低電圧側として漏電抵抗を検出することもできる。したがって、本発明は、組電池の高電圧側をプラス側出力に特定せず、また低電圧側をマイナス側出力にも特定しない。
以上の電動車両用漏電検出回路は、図４に示すように、制御回路６によって、第１の漏電検出スイッチ１１をオン、第２の漏電検出スイッチ１２をオフに制御する状態で第１の漏電電圧を検出する。また、図５に示すように、第１の漏電検出スイッチ１１をオフ、第２の漏電検出スイッチ１２をオンに制御する状態で第２の漏電電圧を検出する。図の漏電検出回路１は、第１の電圧検出抵抗２１の両端の電圧Ｖｈを第１の漏電電圧とし、第２の電圧検出抵抗２２の両端の電圧Ｖｇを第２の漏電電圧として検出している。検出された第１の漏電電圧と第２の漏電電圧から、演算回路７が漏電抵抗Ｒｌを以下の数６で演算して漏電を検出する。漏電しない組電池２は、漏電抵抗Ｒｌが無限大となる。漏電抵抗Ｒｌが所定の電気抵抗よりも小さくなると、漏電と判定する。漏電状態は、表示器（図示せず）で表示する。また、漏電状態になると、組電池２の出力側に接続しているコンタクタ（図示せず）をオフに切り換えて、出力電圧を遮断して感電などの弊害を防止する。
Figure 2007327856
ただし、この式において、Ｒａは第１の電圧検出抵抗２１及び第２の電圧検出抵抗２２の電気抵抗、Ｒｂは第１の分圧抵抗３１及び第２の分圧抵抗３２の電気抵抗、Ｖｔ（ｔ１）は、第１の漏電検出スイッチ１１をオン、第２の漏電検出スイッチ１２をオフに制御するタイミングｔ１における組電池の総電圧、Ｖｈ（ｔ１）は、タイミングｔ１における第１の電圧検出抵抗２１に発生する第１の漏電電圧、Ｖｔ（ｔ２）は、第１の漏電検出スイッチ１１をオフ、第２の漏電検出スイッチ１２をオンに制御するタイミングｔ２における組電池の総電圧、Ｖｇ（ｔ２）は、タイミングｔ２における第２の電圧検出抵抗２２に発生する第２の漏電電圧である。
以下、上記の数６を求める手順を詳述する。まず、時間ｔ１において、図４に示すように、第１の漏電検出スイッチ１１をオン、第２の漏電検出スイッチ１２をオフとする状態で、第１の電圧検出抵抗２１に発生する第１の漏電電圧Ｖｈ（ｔ１）を検出すると、以下の数７が成立する。この数７は、漏電抵抗Ｒｌと第１の電圧検出抵抗２１（抵抗値Ｒａ）と第１の分圧抵抗３１（抵抗値Ｒｂ）の直列回路に、組電池２の高電圧側の電圧である総電圧Ｖｔ（ｔ１）と漏電位置の電圧Ｖｌ（ｔ１）との差電圧が供給されることから導かれる。
Figure 2007327856
その後、時間ｔ２において、図５に示すように、第１の漏電検出スイッチ１１をオフ、第２の漏電検出スイッチ１２をオンとする状態で第２の電圧検出抵抗２２に発生する第２の漏電電圧Ｖｇ（ｔ２）を検出すると、以下の数８が成立する。この数８は、漏電抵抗Ｒｌと第２の電圧検出抵抗２２（抵抗値Ｒａ）と第２の分圧抵抗３２（抵抗値Ｒｂ）の直列回路に、漏電位置の電圧Ｖｌ（ｔ２）が供給されることから導かれる。
Figure 2007327856
第１の漏電検出スイッチ１１と第２の漏電検出スイッチ１２をオンオフに切り換える状態で、漏電の位置が変化しないとすれば、以下の数９と数１０が成立する。
Figure 2007327856
Figure 2007327856
数９と数１０を数７と数８に代入して、以下の数１１と数１２とが得られる。
Figure 2007327856
Figure 2007327856
このふたつの式から数６が求められる。この数６から、高電圧ラインの漏電抵抗値Ｒｌを検出することができる。また、複数カ所で漏電が発生する状態にあっては、漏電抵抗Ｒｌの合算値（並列抵抗値）として演算できる。また、第１の漏電検出スイッチ１１と第２の漏電検出スイッチ１２の切り換え時間に生じる組電池２の電圧変動による影響も無視して漏電抵抗Ｒｌを正確に検出できる。
さらに、図６は、漏電検出回路１を車体４０に実装する状態を示す。漏電検出回路１の電源のグランドは、車載用の１２Ｖ鉛バッテリー４４のマイナス端子４５となるが、それは車体４０に設置された場所近傍の車体４０と接続される場合が多い。本発明の漏電検出回路は、回路基板４３のグランド４１と車体４０のグランド４２との間の線路が長くなり、この間のインピーダンスが高くなって、ここにノイズ等が誘導されても、電圧検出回路は電圧差を増幅しているだけなので、漏電抵抗の検出精度には影響がなく、常に正確に漏電抵抗を検出できる。
本発明の電動車両用漏電検出回路および電動車両用漏電検出方法は、電気自動車やハイブリッド自動車の電源装置に好適に利用できる。
従来の漏電検出回路の一例を示す回路図である。 本発明者が先に開発した漏電検出回路の回路図である。 本発明の一実施例にかかる電動車両用漏電検出回路を示す回路図である。 図３の漏電検出回路において、第１の漏電電圧を検出する状態を示す図である。 図３の漏電検出回路において、第２の漏電電圧を検出する状態を示す図である。 図３に示す漏電検出回路を車体に実装する状態を示す概略図である。
符号の説明
１…漏電検出回路
２…組電池
３…電池
４…電圧検出回路
５…漏電検出抵抗
６…制御回路
７…演算回路
８…ＭＰＵ
９…総電圧検出回路
１０…接続点
１１…第１の漏電検出スイッチ
１２…第２の漏電検出スイッチ
１３…反転回路
１５…バッファーアンプ
１６…差動アンプ
２０…電圧検出抵抗
２１…第１の電圧検出抵抗
２２…第２の電圧検出抵抗
３０…分圧抵抗
３１…第１の分圧抵抗
３２…第２の分圧抵抗
４０…車体
４１…グランド
４２…グランド
４３…回路基板
４４…１２Ｖ鉛バッテリー
４５…マイナス端子
５０…漏電検出回路
５１…漏電検出抵抗
５２…漏電検出スイッチ
５３…電圧検出回路
７０…組電池
７１…電池
７２…電圧検出手段
７３…電圧検出回路
７４…漏電演算部

Claims (8)

  1. 電動車両用の組電池(2)の漏電を検出するための電動車両用漏電検出回路であって、
    複数の電池(3)を直列に接続している組電池(2)と、
    前記組電池(2)の高電圧側に接続している第１の漏電検出スイッチ(11)と低電圧側に接続している第２の漏電検出スイッチ(12)と、
    前記第１の漏電検出スイッチ(11)と第２の漏電検出スイッチ(12)を交互にオンオフに切り換える制御回路(6)と、
    前記第１の漏電検出スイッチ(11)と第２の漏電検出スイッチ(12)を介して前記組電池(2)に接続されて、中間点をグランドに接続している漏電検出抵抗(5)と、
    この漏電検出抵抗(5)のグランドよりも高電圧側と低電圧側の漏電電圧を検出する電圧検出回路(4)と、
    電圧検出回路(4)の出力を演算して漏電を検出する演算回路(7)とを備え、
    前記制御回路(6)が、第１の漏電検出スイッチ(11)をオンとして第２の漏電検出スイッチ(12)をオフに制御する状態で第１の漏電電圧を検出すると共に、第１の漏電検出スイッチ(11)をオフとして第２の漏電検出スイッチ(12)をオンに制御する状態で第２の漏電電圧を検出し、演算回路(7)が第１の漏電電圧と第２の漏電電圧から漏電を検出するようにしてなる電動車両用漏電検出回路。
  2. 組電池(2)の高電圧側と低電圧側の総電圧を検出する総電圧検出回路(9)を備えており、演算回路(7)が、第１の漏電電圧と第２の漏電電圧と総電圧とから漏電を検出するようにしてなる請求項１に記載される電動車両用漏電検出回路。
  3. 漏電検出抵抗(5)が、互いに直列に接続されて中間の接続点(10)をグランドに接続している第１の電圧検出抵抗(21)及び第２の電圧検出抵抗(22)と、第１の電圧検出抵抗(21)を第１の漏電検出スイッチ(11)を介して組電池(2)の高電圧側に接続している第１の分圧抵抗(31)と、第２の電圧検出抵抗(22)を第２の漏電検出スイッチ(12)を介して組電池(2)の低電圧側に接続している第２の分圧抵抗(32)とからなり、
    電圧検出回路(4)が互いに直列に接続している第１の電圧検出抵抗(21)と第２の電圧検出抵抗(22)の両端の電圧を検出する請求項１または２に記載される電動車両用漏電検出回路。
  4. 演算回路(7)が下記の式で漏電抵抗Ｒｌを検出する請求項２及び３に記載される電動車両用漏電検出回路。
    Figure 2007327856
     ただし、この式において、Ｒａは第１の電圧検出抵抗(21)及び第２の電圧検出抵抗(22)の電気抵抗、Ｒｂは第１の分圧抵抗(31)及び第２の分圧抵抗(32)の電気抵抗、Ｖｔ（ｔ１）は、第１の漏電検出スイッチ(11)をオン、第２の漏電検出スイッチ(12)をオフに制御するタイミングｔ１における組電池(2)の総電圧、Ｖｈ（ｔ１）はタイミングｔ１における第１の電圧検出抵抗(21)に発生する第１の漏電電圧、Ｖｔ（ｔ２）は、第１の漏電検出スイッチ(11)をオフ、第２の漏電検出スイッチ(12)をオンに制御するタイミングｔ２における組電池(2)の総電圧、Ｖｇ（ｔ２）はタイミングｔ２における第２の電圧検出抵抗(22)に発生する第２の漏電電圧である。
  5. 複数の電池(3)を直列に接続している電動車両用の組電池(2)の漏電を検出する漏電検出方法であって、
    前記組電池(2)の高電圧側に接続している第１の漏電検出スイッチ(11)をオンに切り換える状態で、低電圧側に接続している第２の漏電検出スイッチ(12)をオフに切り換えて、
    前記第１の漏電検出スイッチ(11)と第２の漏電検出スイッチ(12)を介して前記組電池(2)に接続されて、中間点をグランドに接続している漏電検出抵抗(5)に発生する第１の漏電電圧を検出すると共に、
    前記電池(3)の高電圧側に接続している第１の漏電検出スイッチ(11)をオフに切り換える状態で、低電圧側に接続している第２の漏電検出スイッチ(12)をオンに切り換えて、漏電検出抵抗(5)に発生する第２の漏電電圧を検出し、
    検出された第１の漏電電圧と第２の漏電電圧から漏電を検出する電動車両用漏電検出方法。
  6. 組電池(2)の高電圧側と低電圧側の総電圧を検出すると共に、第１の漏電電圧と第２の漏電電圧と総電圧とから漏電を検出する請求項５に記載される電動車両用漏電検出方法。
  7. 漏電検出抵抗(5)を、互いに直列に接続されて中間の接続点(10)をグランドに接続している第１の電圧検出抵抗(21)及び第２の電圧検出抵抗(22)と、第１の電圧検出抵抗(21)を第１の漏電検出スイッチ(11)を介して組電池(2)の高電圧側に接続している第１の分圧抵抗(31)と、第２の電圧検出抵抗(22)を第２の漏電検出スイッチ(12)を介して組電池(2)の低電圧側に接続している第２の分圧抵抗(32)とし、
    互いに直列に接続している第１の電圧検出抵抗(21)と第２の電圧検出抵抗(22)の両端の電圧を漏電電圧として検出する請求項５または６に記載される電動車両用漏電検出方法。
  8. 下記の式で漏電抵抗Ｒｌを検出する請求項６及び７に記載される電動車両用漏電検出方法。
    Figure 2007327856
     ただし、この式において、Ｒａは第１の電圧検出抵抗(21)及び第２の電圧検出抵抗(22)の電気抵抗、Ｒｂは第１の分圧抵抗(31)及び第２の分圧抵抗(32)の電気抵抗、Ｖｔ（ｔ１）は、第１の漏電検出スイッチ(11)をオン、第２の漏電検出スイッチ(12)をオフに制御するタイミングｔ１における組電池(2)の総電圧、Ｖｈ（ｔ１）はタイミングｔ１における第１の電圧検出抵抗(21)に発生する第１の漏電電圧、Ｖｔ（ｔ２）は、第１の漏電検出スイッチ(11)をオフ、第２の漏電検出スイッチ(12)をオンに制御するタイミングｔ２における組電池(2)の総電圧、Ｖｇ（ｔ２）はタイミングｔ２における第２の電圧検出抵抗(22)に発生する第２の漏電電圧である。
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