JP2018057127A - Power supply controller and power supply system - Google Patents

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鎌田 誠二
Seiji Kamata
誠二 鎌田
真吾 槌矢
Shingo Tsuchiya
真吾 槌矢
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make disconnection of a switch faster than the conventional one.SOLUTION: A power supply controller controlling a power supply device that supplies power of a battery pack to an inverter via a main contactor and a sub contactor opened/closed by applying driving currents S3, S6 to exciting coils L1, L2 includes driving circuits 9A, 9B that supply the driving currents S3, S6 to the exciting coils L1, L2, and a battery ECU that detects an overvoltage of the battery pack, and on the basis of this detection result, generates first control signals S1, S4 and second control signals S2, S5 to be supplied to the driving circuits 9A, 9B. The driving circuits 9A, 9B include a drive transistor 9c that switches between application and non-application of the driving currents by opening/closing on the basis of the first control signals S1, S4, and a power consumption circuit C that consumes counter electromotive forces of the exciting coils L1, L2 on the basis of the second control signals S2, S5.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、電源制御装置及び電源システムに関する。   The present invention relates to a power supply control device and a power supply system.

下記特許文献1には、が備えられた複数のバッテリセルを直列接続した蓄電装置に設けられたCID(Current Interrupt Device)の作動を精度よく検出する蓄電装置の制御装置が開示されている。この蓄電装置の制御装置は、予め定められたタイミングにおける蓄電装置の出力電圧と蓄電装置から負荷装置への入力電圧との偏差(第1の偏差)を基準偏差とし、上記タイミングより後の上記出力電圧と上記入力電圧との偏差(第2の偏差)及び上記基準偏差の差分値を予め定められたしきい値と比較することによってCIDの作動の有無を判定する。また、この電装置の制御装置は、CIDの作動を判定すると、蓄電装置と負荷装置との間に設けられたシステムメインリレーを開放させる。   The following Patent Document 1 discloses a control device for a power storage device that accurately detects the operation of a CID (Current Interrupt Device) provided in a power storage device in which a plurality of battery cells provided with is connected in series. The control device of the power storage device uses the deviation (first deviation) between the output voltage of the power storage device and the input voltage from the power storage device to the load device at a predetermined timing as a reference deviation, and outputs the output after the timing. The presence or absence of CID operation is determined by comparing the difference between the voltage and the input voltage (second deviation) and the difference value of the reference deviation with a predetermined threshold value. Moreover, if the control apparatus of this electric apparatus determines the action | operation of CID, it will open the system main relay provided between the electrical storage apparatus and the load apparatus.

特許第5561114号公報Japanese Patent No. 5561114

ところで、CIDが作動すると蓄電装置の出力電圧が異常に上昇するので、負荷装置を確実に保護するためにはシステムメインリレーを速やかに開放させる必要がある。しかしながら、上述した蓄電装置の制御装置は、CIDの作動を判定するとシステムメインリレー(開閉器)を開放させるものの、当該開放の即時性に関する技術を備えるものではない。   By the way, since the output voltage of the power storage device abnormally increases when the CID operates, it is necessary to open the system main relay promptly in order to reliably protect the load device. However, although the above-described control device for the power storage device opens the system main relay (switch) when the operation of the CID is determined, it does not include a technique relating to the immediateness of the opening.

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、開閉器の開放を従来よりも高速化することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to speed up the opening of a switch as compared with the prior art.

上記目的を達成するために、本発明では、電源制御装置に係る第1の解決手段として、励磁コイルへの駆動電流の通電によって開閉する開閉器を介して直流電源の電力を負荷に供給する電源装置を制御する電源制御装置であって、前記駆動電流を前記励磁コイルに供給する駆動回路と、前記直流電源の過電圧を検出する電圧検出部と、該電圧検出部の検出結果に基づいて前記駆動回路に供給する第1の制御信号及び第2の制御信号を生成する制御部とを備え、前記駆動回路は、前記第1の制御信号に基づいて開閉することによって前記駆動電流の通電/非通電を切替える主スイッチと、前記第2の制御信号に基づいて前記励磁コイルの逆起電力を消費する電力消費回路とを備える、という手段を採用する。   In order to achieve the above object, in the present invention, as a first solving means related to a power supply control device, a power supply for supplying power of a DC power supply to a load via a switch that opens and closes by energization of a drive current to an exciting coil A power supply control device for controlling a device, wherein a drive circuit that supplies the drive current to the excitation coil, a voltage detection unit that detects an overvoltage of the DC power supply, and the drive based on a detection result of the voltage detection unit A control unit that generates a first control signal and a second control signal to be supplied to the circuit, and the drive circuit opens / closes based on the first control signal to energize / de-energize the drive current And a power consuming circuit for consuming the back electromotive force of the exciting coil based on the second control signal.

本発明では、電源制御装置に係る第2の解決手段として、上記第1の解決手段において、前記主スイッチは、一端が専用電源の高電位側出力端子に接続される前記励磁コイルの他端に入力端子が接続され、出力端子が前記専用電源の低電位側出力端子に接続され、制御端子に前記第1の制御信号が入力されるトランジスタであり、前記電力消費回路は、カソード端子が前記制御端子に接続され、アノード端子が前記入力端子に接続される定電圧ダイオードと、一端が前記制御端子に接続され、他端が前記出力端子に接続された抵抗器と、一端が前記入力端子に接続され、他端が前記専用電源の高電位側出力端子に接続される直列接続回路とを備え、前記直列接続回路は、前記第2の制御信号によって開閉する補助スイッチと、アノード端子が前記入力端子の側に位置すると共にカソード端子が前記専用電源の高電位側出力端子の側に位置するダイオードとを備える、という手段を採用する。   In the present invention, as a second solving means relating to the power supply control device, in the first solving means, the main switch is connected to the other end of the exciting coil, one end of which is connected to the high potential side output terminal of the dedicated power source. An input terminal is connected, an output terminal is connected to a low-potential side output terminal of the dedicated power source, and the first control signal is input to a control terminal. The power consuming circuit has a cathode terminal connected to the control terminal. A constant voltage diode connected to a terminal, an anode terminal connected to the input terminal, one end connected to the control terminal, the other end connected to the output terminal, and one end connected to the input terminal A series connection circuit having the other end connected to the high-potential side output terminal of the dedicated power source, the series connection circuit having an auxiliary switch that opens and closes by the second control signal, and an anode terminal Comprising a cathode terminal while located on the side of the entry power terminal and a diode which is located on the side of the high-potential side output terminal of said exclusive power supply, employing a means of.

本発明では、電源制御装置に係る第3の解決手段として、上記第1の解決手段において、前記主スイッチは、一端が専用電源の高電位側出力端子に接続される前記励磁コイルの他端に入力端子が接続され、出力端子が前記専用電源の低電位側出力端子に接続され、制御端子に前記第1の制御信号が入力されるトランジスタであり、前記電力消費回路は、カソード端子が前記専用電源の高電位側出力端子に接続されるダイオードと、アノード端子が前記ダイオードのアノード端子に接続され、カソード端子が前記入力端子に接続される定電圧ダイオードと、一端が前記定電圧ダイオードのアノード端子に接続され、他端が前記定電圧ダイオードのカソード端子に接続され、前記第2の制御信号によって開閉する補助スイッチとを備える、という手段を採用する。   In the present invention, as a third solving means relating to the power supply control device, in the first solving means, the main switch is connected to the other end of the exciting coil whose one end is connected to the high potential side output terminal of the dedicated power source. An input terminal is connected, an output terminal is connected to a low-potential side output terminal of the dedicated power source, and the first control signal is input to a control terminal. The power consuming circuit has a cathode terminal at the dedicated terminal A diode connected to the high potential side output terminal of the power supply, an anode terminal connected to the anode terminal of the diode, a cathode terminal connected to the input terminal, and one end of the anode terminal of the constant voltage diode An auxiliary switch connected to the cathode terminal of the constant voltage diode and opened and closed by the second control signal. To adopt a stage.

本発明では、電源制御装置に係る第4の解決手段として、上記第1〜第3のいずれかの解決手段において、前記電源装置は、負荷として自動車の走行用インバータに電力を供給する、という手段を採用する。   In the present invention, as a fourth solving means related to the power supply control device, in the first to third solving means, the power supply device supplies electric power to a vehicle driving inverter as a load. Is adopted.

また、本発明では、電源システムに係る解決手段として、上記第1〜第4のいずれかの解決手段に係る電源制御装置と、該電源制御装置の制御対象である前記電源装置とを備える、という手段を採用する。   Further, in the present invention, as a solution means related to the power supply system, the power supply control device according to any one of the first to fourth solution means, and the power supply device that is a control target of the power supply control device is provided. Adopt means.

本発明によれば、励磁コイルの逆起電力を消費する電力消費回路を備えるので、開閉器の開放を従来よりも高速化することが可能である。   According to the present invention, since the power consumption circuit that consumes the counter electromotive force of the exciting coil is provided, the opening of the switch can be made faster than the conventional one.

本発明の一実施形態に係る電源システムの機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function structure of the power supply system which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における駆動回路の詳細構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the detailed structure of the drive circuit in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における駆動回路の動作を示すタイミングチャートである。4 is a timing chart illustrating an operation of a drive circuit according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態における駆動回路の変形例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the modification of the drive circuit in one Embodiment of this invention.

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
本実施形態における電源システムは、電源装置と電源制御装置とを備える。電源装置は、ハイブリッドカー、燃料電池車、電気自動車等の自動車に搭載されるものであり、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等の直流電源を電力源とする。この電源装置は、図1に示すように組電池1、メインコンタクタ2及びサブコンタクタ3を備えており、負荷であるインバータ4及び走行モータ5に走行用電力を供給する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The power supply system in the present embodiment includes a power supply device and a power supply control device. The power supply device is mounted on a vehicle such as a hybrid car, a fuel cell vehicle, and an electric vehicle, and uses a DC power source such as a lithium ion battery or a nickel metal hydride battery as a power source. As shown in FIG. 1, the power supply device includes an assembled battery 1, a main contactor 2, and a sub contactor 3, and supplies traveling power to an inverter 4 and a traveling motor 5 that are loads.

本実施形態に係る電源制御装置は、このような電源装置を制御対象するものであり、電源装置を制御することにより負荷であるインバータ4に直流電力を供給させる。このような電源制御装置は、第1の電流計6、第2の電流計7、バッテリECU8及び2つの駆動回路9A、9Bを備えている。なお、図1におけるモータECU10は、インバータ4を制御する走行制御装置である。   The power supply control device according to the present embodiment controls such a power supply device, and controls the power supply device to supply DC power to the inverter 4 that is a load. Such a power supply control device includes a first ammeter 6, a second ammeter 7, a battery ECU 8, and two drive circuits 9A and 9B. The motor ECU 10 in FIG. 1 is a travel control device that controls the inverter 4.

組電池1は、複数の電池セルが直列接続したものであり、一対の出力端子つまりプラス端子P1とマイナス端子P2とを備えている。この組電池1は、プラス端子P1に接続されたメインコンタクタ2及びマイナス端子P2に接続されたサブコンタクタ3を介してインバータ4(負荷)に直流電力を供給する。   The assembled battery 1 includes a plurality of battery cells connected in series, and includes a pair of output terminals, that is, a plus terminal P1 and a minus terminal P2. The assembled battery 1 supplies DC power to the inverter 4 (load) through the main contactor 2 connected to the plus terminal P1 and the sub contactor 3 connected to the minus terminal P2.

各電池セルは、CID(Current Interrupt Device)と称する遮断素子を各々備えており、内圧が異常な高圧になると電池セルの出力端(プラス端及びマイナス端)の一方を機械的に開放する。このようなCIDが作動して電池セルの出力端の一方が開放されると、組電池1は外部に直流電力を供給し得ない状態となると共に、出力電圧が所定の正常電圧範囲を逸脱して過電圧となる。   Each battery cell includes a shut-off element called a CID (Current Interrupt Device), and mechanically opens one of the output ends (plus end and minus end) of the battery cell when the internal pressure becomes abnormally high. When such a CID is activated and one of the output terminals of the battery cell is opened, the assembled battery 1 cannot supply DC power to the outside, and the output voltage deviates from a predetermined normal voltage range. Overvoltage.

なお、図1では、各電池セルのプラス端にCIDが設けられた状態を示している。この状態では、電池セルの内圧異状によって電池セルのプラス端がCIDの作動によって開放される。また、このようなCIDを備える各電池セルの出力端(プラス端及びマイナス端)は、図示するようにバッテリECU8の入力端にそれぞれ接続されている。   FIG. 1 shows a state where a CID is provided at the positive end of each battery cell. In this state, the positive end of the battery cell is opened by the operation of the CID due to abnormal internal pressure of the battery cell. Further, the output ends (plus end and minus end) of each battery cell having such a CID are connected to the input end of the battery ECU 8 as shown in the figure.

メインコンタクタ2は、励磁コイルL1(図2参照)への駆動電流の通電によって開閉する開閉器である。すなわち、このメインコンタクタ2は、駆動回路9Aから入力される駆動電流に基づいて励磁コイルL1が発生する磁力の作用で可動片を変位させることにより、一対の接点を接続状態あるいは非接続状態とするものである。このようなメインコンタクタ2は、一方の接点が組電池1のプラス端子P1に接続され、他方の接点がインバータ4の第1入力端に接続されている。   The main contactor 2 is a switch that opens and closes by energization of a drive current to the exciting coil L1 (see FIG. 2). That is, the main contactor 2 places the pair of contacts in a connected state or a disconnected state by displacing the movable piece by the action of the magnetic force generated by the exciting coil L1 based on the drive current input from the drive circuit 9A. Is. In such a main contactor 2, one contact is connected to the plus terminal P <b> 1 of the assembled battery 1, and the other contact is connected to the first input terminal of the inverter 4.

サブコンタクタ3は、上記メインコンタクタ2と同様な構成を有しており、励磁コイルL2(図2参照)への駆動電流の通電によって開閉する開閉器である。このサブコンタクタ3は、駆動回路9Bから励磁コイルL2に供給される駆動電流に基づいて作動するものであり、一方の接点が組電池1のマイナス端子P2に接続され、他方の接点がインバータ4の第2入力端に接続されている。   The sub-contactor 3 has a configuration similar to that of the main contactor 2 and is a switch that opens and closes when a drive current is supplied to the exciting coil L2 (see FIG. 2). The sub-contactor 3 operates based on the drive current supplied from the drive circuit 9B to the exciting coil L2, and one contact is connected to the negative terminal P2 of the assembled battery 1, and the other contact is the inverter 4 Connected to the second input end.

すなわち、このようなメインコンタクタ2及びサブコンタクタ3は、組電池1からインバータ4への給電をON/OFFする給電スイッチである。なお、図示していないが、メインコンタクタ2の他方の接点とサブコンタクタ3の他方の接点との間には、平滑コンデンサが設けられている。この平滑コンデンサは、メインコンタクタ2及びサブコンタクタ3を介して組電池1からインバータ4に供給される直流電力の電圧を安定化させるためのものである。   That is, the main contactor 2 and the sub contactor 3 as described above are power supply switches that turn ON / OFF the power supply from the assembled battery 1 to the inverter 4. Although not shown, a smoothing capacitor is provided between the other contact of the main contactor 2 and the other contact of the sub contactor 3. This smoothing capacitor is for stabilizing the voltage of the DC power supplied from the assembled battery 1 to the inverter 4 via the main contactor 2 and the sub contactor 3.

インバータ4は、第1入力端と第2入力端及び第1〜第3出力端を備える三相インバータである。このインバータ4の第1入力端及び第2入力端には、上記組電池1のプラス端子P1及びマイナス端子P2から直流電力が入力され、モータECU10から入力されるスイッチング信号(例えばPWM信号)に基づいて第1入力端及び第2入力端に入力される直流電力を所定周波数かつ三相(U相、V相、W相)の交流電力(三相交流電力)に変換して第1〜第3出力端から出力する。   The inverter 4 is a three-phase inverter having a first input terminal, a second input terminal, and first to third output terminals. DC power is input from the positive terminal P1 and the negative terminal P2 of the assembled battery 1 to the first input terminal and the second input terminal of the inverter 4, and based on a switching signal (for example, PWM signal) input from the motor ECU 10. First to third by converting the DC power input to the first input terminal and the second input terminal into AC power (three-phase AC power) of a predetermined frequency and three phases (U phase, V phase, W phase). Output from the output terminal.

走行モータ5は、上記インバータ4から供給される三相交流電力を駆動電力(モータ駆動電力)として回転動力を発生する三相電動機である。本実施形態における車両は、走行モータ5が発生する回転動力によって走行する。このような走行モータ5は、例えば制御性に優れた三相直流電動機である。また、このような走行モータ5を駆動する上記インバータ4は走行用インバータである。   The travel motor 5 is a three-phase motor that generates rotational power using the three-phase AC power supplied from the inverter 4 as drive power (motor drive power). The vehicle in the present embodiment travels with the rotational power generated by the travel motor 5. Such a traveling motor 5 is, for example, a three-phase DC motor having excellent controllability. The inverter 4 for driving the traveling motor 5 is a traveling inverter.

第1の電流計6は、組電池1のプラス端子P1とメインコンタクタ2の一方の接点との間に設けられており、組電池1からメインコンタクタ2に流れる電流を検出し、第1の検出電流I1としてバッテリECU8に出力する。第2の電流計7は、メインコンタクタ2の他方の接点とインバータ4の第1入力端との間に設けられており、メインコンタクタ2からインバータ4に流れる電流を検出し、第2の検出電流I2としてモータECU10に出力する。   The first ammeter 6 is provided between the plus terminal P1 of the assembled battery 1 and one contact point of the main contactor 2, detects the current flowing from the assembled battery 1 to the main contactor 2, and performs the first detection. The current I1 is output to the battery ECU 8. The second ammeter 7 is provided between the other contact of the main contactor 2 and the first input terminal of the inverter 4, detects a current flowing from the main contactor 2 to the inverter 4, and detects a second detected current. It is output to the motor ECU 10 as I2.

バッテリECU8は、所定の制御プログラム、各電池セルから入力される出力端の電圧、第1の電流計6から入力される第1の検出電流I1、またモータECU10から入力される制御指令及び第2の検出電流I2等に基づいて一対の駆動回路9A、9Bを制御するソフトウエア制御装置である。すなわち、このバッテリECU8は、上記制御プログラムを記憶する記憶部、制御プログラムを実行する演算部及び相互接続された外部要素(組電池1、一対の駆動回路9A、9B及びモータECU10)と信号の授受を行うインターフェース部等を備えている。   The battery ECU 8 includes a predetermined control program, a voltage at the output terminal input from each battery cell, a first detection current I1 input from the first ammeter 6, a control command input from the motor ECU 10, and a second This is a software control device that controls the pair of drive circuits 9A and 9B based on the detected current I2 and the like. That is, the battery ECU 8 exchanges signals with the storage unit that stores the control program, the calculation unit that executes the control program, and the external elements (the assembled battery 1, the pair of drive circuits 9A and 9B, and the motor ECU 10) that are interconnected. The interface part etc. which perform are provided.

詳細については後述するが、このバッテリECU8は、組電池1から入力される各電池セルの出力端の電圧を制御プログラムに基づいて処理することにより各電池セルの端子間電圧をセル電圧として検出すると共に、第1の検出電流I1及び第2の検出電流I2に基づいて各電池セルにおけるCIDの作動を検出する。また、バッテリECU8は、上記CIDの作動状態に基づいて第1の制御信号S1、S4及び第2の制御信号S2、S5を生成する。   Although details will be described later, the battery ECU 8 detects the voltage between the terminals of each battery cell as a cell voltage by processing the voltage at the output end of each battery cell input from the assembled battery 1 based on the control program. At the same time, the operation of the CID in each battery cell is detected based on the first detection current I1 and the second detection current I2. Further, the battery ECU 8 generates the first control signals S1 and S4 and the second control signals S2 and S5 based on the operating state of the CID.

ここで、各電池セルにおけるCIDの作動は、組電池1の出力電圧の過電圧を招来させる現象である。したがって、第1の検出電流I1及び第2の検出電流I2に基づいて各電池セルにおけるCIDの作動を検出することは、組電池1の過電圧を検出することと同義である。したがって、本実施形態における第1の電流計6、第2の電流計7及びテリECU8は、本発明における電圧検出部に相当する。また、当該電圧検出部の検出結果、つまりCIDの作動状態に基づいて第1の制御信号S1、S4及び第2の制御信号S2、S5を生成するバッテリECU8は、本発明における制御部に相当する。   Here, the operation of the CID in each battery cell is a phenomenon that causes an overvoltage of the output voltage of the assembled battery 1. Therefore, detecting the operation of the CID in each battery cell based on the first detection current I1 and the second detection current I2 is synonymous with detecting the overvoltage of the assembled battery 1. Therefore, the 1st ammeter 6, the 2nd ammeter 7, and terry ECU8 in this embodiment are equivalent to the voltage detection part in the present invention. Further, the battery ECU 8 that generates the first control signals S1 and S4 and the second control signals S2 and S5 based on the detection result of the voltage detection unit, that is, the operating state of the CID corresponds to the control unit in the present invention. .

また、バッテリECU8が駆動回路9Aに出力する上記第1の制御信号S1は、出力タイミングに若干の差異が発生し得るが、バッテリECU8が駆動回路9Bに出力する上記第1の制御信号S4と同一形態の信号である。また、バッテリECU8が駆動回路9Aに出力する上記第2の制御信号S2は、同じく出力タイミングに若干の差異が発生し得るが、バッテリECU8が駆動回路9Bに出力する上記第2の制御信号S5と同一形態の信号である。   The first control signal S1 output from the battery ECU 8 to the drive circuit 9A may be slightly different in output timing, but is the same as the first control signal S4 output from the battery ECU 8 to the drive circuit 9B. It is a signal of the form. Further, the second control signal S2 output from the battery ECU 8 to the drive circuit 9A may be slightly different in output timing, but the second control signal S5 output from the battery ECU 8 to the drive circuit 9B. It is a signal of the same form.

一対の駆動回路9A、9Bのうち、一方の駆動回路9Aは、メインコンタクタ2の励磁コイルL1に第1の駆動電流S3を出力することによりメインコンタクタ2の開閉状態を設定する。すなわち、この駆動回路9Aは、バッテリECU8から入力される第1の制御信号S1及び第2の制御信号S2に基づいて第1の駆動電流S3を生成し、当該第1の駆動電流S3をメインコンタクタ2の励磁コイルL1に出力する。   Of the pair of drive circuits 9A and 9B, one drive circuit 9A sets the open / close state of the main contactor 2 by outputting the first drive current S3 to the exciting coil L1 of the main contactor 2. That is, the drive circuit 9A generates a first drive current S3 based on the first control signal S1 and the second control signal S2 input from the battery ECU 8, and uses the first drive current S3 as the main contactor. 2 to the exciting coil L1.

他方の駆動回路9Bは、サブコンタクタ3の励磁コイルL2に第2の駆動電流S6を出力することによりサブコンタクタ3の開閉状態を設定する。すなわち、この駆動回路9Bは、バッテリECU8から入力される第1の制御信号S4及び第2の制御信号S5に基づいて第2の駆動電流S6を生成し、当該第2の駆動電流S6をサブコンタクタ3の励磁コイルL2に出力する。   The other drive circuit 9B sets the open / close state of the sub-contactor 3 by outputting the second drive current S6 to the exciting coil L2 of the sub-contactor 3. That is, the drive circuit 9B generates a second drive current S6 based on the first control signal S4 and the second control signal S5 input from the battery ECU 8, and uses the second drive current S6 as a sub-contactor. 3 to the exciting coil L2.

このような一対の駆動回路9A、9Bは、図2に示すように同一の回路構成を備えている。すなわち、駆動回路9A、9Bは、第1抵抗器9a、第2抵抗器9b、駆動トランジスタ9c(主スイッチ)、定電圧ダイオード9d(ツェナーダイオード)、ダイオード9e(シリコンダイオード)及び補助スイッチ9fを備えている。   Such a pair of drive circuits 9A and 9B have the same circuit configuration as shown in FIG. That is, the drive circuits 9A and 9B include a first resistor 9a, a second resistor 9b, a drive transistor 9c (main switch), a constant voltage diode 9d (zener diode), a diode 9e (silicon diode), and an auxiliary switch 9f. ing.

これら駆動回路9A、9Bは、高電位側出力端子から所定の正電圧(プラス電圧)を出力し、低電位側出力端子がGND(接地電位)に接続された専用電源Vccから電力供給を受けて作動する。また、この駆動回路9A、9Bの駆動対象である励磁コイルL1、L2は一端が専用電源Vcc(高電位側出力端子)に接続されている。   These drive circuits 9A and 9B output a predetermined positive voltage (plus voltage) from the high potential side output terminal, and receive power supply from a dedicated power source Vcc whose low potential side output terminal is connected to GND (ground potential). Operate. Further, one end of each of the exciting coils L1 and L2 to be driven by the drive circuits 9A and 9B is connected to a dedicated power source Vcc (high potential side output terminal).

第1抵抗器9aは、一端が駆動回路9Aあるいは駆動回路9Bの出力端に接続され、他端が第2抵抗器9bの一端、駆動トランジスタ9cのゲート端子及び定電圧ダイオード9dのアノード端子に接続されている。第2抵抗器9bは、一端が第1抵抗器9aの他端、駆動トランジスタ9cのゲート端子及び定電圧ダイオード9dのアノード端子に接続され。他端がGND(接地電位)に接続されている。   The first resistor 9a has one end connected to the output terminal of the drive circuit 9A or 9B and the other end connected to one end of the second resistor 9b, the gate terminal of the drive transistor 9c, and the anode terminal of the constant voltage diode 9d. Has been. One end of the second resistor 9b is connected to the other end of the first resistor 9a, the gate terminal of the driving transistor 9c, and the anode terminal of the constant voltage diode 9d. The other end is connected to GND (ground potential).

駆動トランジスタ9cは、図示するようにNチャネルMOS型電界効果トランジスタであり、ゲート端子(制御端子)が第1抵抗器9aの他端、第2抵抗器9bの一端及び定電圧ダイオード9dのアノード端子に接続され、ドレイン端子(入力端子)がダイオード9eのアノード端子及び励磁コイルL1あるいは励磁コイルL2の他端に接続され、ソース端子(出力端子)がGND(接地電位)に接続されている。   The drive transistor 9c is an N-channel MOS field effect transistor as shown in the figure, and has a gate terminal (control terminal) of the other end of the first resistor 9a, one end of the second resistor 9b, and an anode terminal of the constant voltage diode 9d. The drain terminal (input terminal) is connected to the anode terminal of the diode 9e and the other end of the exciting coil L1 or exciting coil L2, and the source terminal (output terminal) is connected to GND (ground potential).

このような駆動トランジスタ9cは、第1抵抗器9aを介してゲート端子に入力される第1の制御信号S1、S4に基づいてOFF状態(開状態)あるいはON状態(閉状態)となることによって駆動電流S3、S6の通電/非通電を切替える。すなわち、この駆動トランジスタ9cは、第1の制御信号S1、S4がL(ロー)電位のときにOFF状態(開状態)となり、第1の制御信号S1、S4がH(ハイ)電位のときにON状態(閉状態)となり、この結果として第1の制御信号S1、S4がH(ハイ)電位のときに駆動電流S3、S6を励磁コイルL1、L2に通電させ、第1の制御信号S1、S4がL(ロー)電位のときには駆動電流S3、S6の励磁コイルL1、L2への通電を停止させる。   The drive transistor 9c is turned off (open) or on (closed) based on the first control signals S1 and S4 input to the gate terminal via the first resistor 9a. Switching between energization / non-energization of the drive currents S3 and S6 is performed. That is, the drive transistor 9c is in an OFF state (open state) when the first control signals S1 and S4 are at an L (low) potential, and when the first control signals S1 and S4 are at an H (high) potential. As a result, when the first control signals S1 and S4 are at the H (high) potential, the drive currents S3 and S6 are supplied to the exciting coils L1 and L2, and the first control signals S1 and S4 are turned on. When S4 is at the L (low) potential, energization of the drive currents S3 and S6 to the exciting coils L1 and L2 is stopped.

定電圧ダイオード9dは、アノード端子が第1抵抗器9aの他端、第2抵抗器9bの一端及び駆動トランジスタ9cのゲート端子に接続され、カソード端子が駆動トランジスタ9cのドレイン端子、ダイオード9eのアノード端子及び励磁コイルL1あるいは励磁コイルL2の他端に接続されている。   The constant voltage diode 9d has an anode terminal connected to the other end of the first resistor 9a, one end of the second resistor 9b, and a gate terminal of the drive transistor 9c, a cathode terminal connected to the drain terminal of the drive transistor 9c, and an anode of the diode 9e. The terminal and the other end of the exciting coil L1 or exciting coil L2 are connected.

ダイオード9eは、一般的なシリコンダイオードであり、アノード端子が駆動トランジスタ9cのドレイン端子、定電圧ダイオード9dのカソード端子及び励磁コイルL1あるいは励磁コイルL2の他端に接続され、カソード端子が補助スイッチ9fの一方の接点に接続されている。   The diode 9e is a general silicon diode, whose anode terminal is connected to the drain terminal of the drive transistor 9c, the cathode terminal of the constant voltage diode 9d, and the other end of the exciting coil L1 or exciting coil L2, and the cathode terminal is the auxiliary switch 9f. Is connected to one of the contacts.

補助スイッチ9fは、一方の接点がダイオード9eのカソード端子に接続され、他方の接点が専用電源Vcc(高電位側出力端子)に接続されている。この補助スイッチ9fは、第2の制御信号S2、S5によって一対の接点が接続あるいは接続乖離する開閉スイッチである。この補助スイッチ9fは、例えば第2の制御信号S2、S5がH(ハイ)電位のときに閉状態となり、L(ロー)電位のときには開状態となる。   The auxiliary switch 9f has one contact connected to the cathode terminal of the diode 9e and the other contact connected to the dedicated power supply Vcc (high potential side output terminal). The auxiliary switch 9f is an open / close switch in which a pair of contacts are connected or disconnected by the second control signals S2 and S5. For example, the auxiliary switch 9f is closed when the second control signals S2 and S5 are at an H (high) potential, and is open when the second control signals S2 and S5 are at an L (low) potential.

このようなダイオード9e及び補助スイッチ9fは、一端が駆動トランジスタ9cのドレイン端子(入力端子)に接続され、他端が専用電源Vcc(高電位側出力端子)に接続される直列接続回路を構成している。なお、この直列接続回路におけるダイオード9eは、アノード端子が駆動トランジスタ9cのドレイン端子(入力端子)の側に位置し、カソード端子が専用電源Vcc(高電位側出力端子)の側に位置している。   The diode 9e and the auxiliary switch 9f constitute a series connection circuit in which one end is connected to the drain terminal (input terminal) of the drive transistor 9c and the other end is connected to the dedicated power source Vcc (high potential side output terminal). ing. The diode 9e in this series connection circuit has an anode terminal located on the drain terminal (input terminal) side of the drive transistor 9c and a cathode terminal located on the dedicated power supply Vcc (high potential side output terminal) side. .

ここで、詳細については後述するが、各駆動回路9A、9Bの上記構成要素のうち、第2抵抗器9b、定電圧ダイオード9d、ダイオード9e及び補助スイッチ9fは、主スイッチである駆動トランジスタ9cがOFF状態(開状態)になると、第2の制御信号S2あるいは第2の制御信号S5に基づいて励磁コイルL1あるいは励磁コイルL1の逆起電力を消費する電力消費回路Cを構成している。   Here, although details will be described later, the second resistor 9b, the constant voltage diode 9d, the diode 9e, and the auxiliary switch 9f among the above-described components of the drive circuits 9A and 9B are the same as the drive transistor 9c that is the main switch. In the OFF state (open state), the power consumption circuit C is configured to consume the back electromotive force of the excitation coil L1 or the excitation coil L1 based on the second control signal S2 or the second control signal S5.

続いて、モータECU10は、所定の制御プログラム、また上位制御系から入力される制御指令等に基づいてインバータ4を制御することにより走行モータ5の回転を制御するソフトウエア制御装置である。すなわち、このモータECU10は、上記制御プログラムを記憶する記憶部、制御プログラムを実行する演算部及び相互接続された外部要素(バッテリECU8及び上位制御系等)と信号の授受を行うインターフェース部等を備えている。また、このモータECU10は、第2の電流計7から入力された第2の検出電流をバッテリECU8に出力する。   Subsequently, the motor ECU 10 is a software control device that controls the rotation of the traveling motor 5 by controlling the inverter 4 based on a predetermined control program, a control command input from a host control system, or the like. That is, the motor ECU 10 includes a storage unit that stores the control program, a calculation unit that executes the control program, and an interface unit that exchanges signals with interconnected external elements (such as the battery ECU 8 and the host control system). ing. In addition, the motor ECU 10 outputs the second detected current input from the second ammeter 7 to the battery ECU 8.

次に、このように構成された電源システムの動作、特に電源制御装置の構成要素である各駆動回路9A、9Bの動作について、図3のタイミングチャートを参照して詳しく説明する。   Next, the operation of the power supply system configured as described above, in particular, the operation of each of the drive circuits 9A and 9B that are components of the power supply control device will be described in detail with reference to the timing chart of FIG.

この電源システムでは、電源制御装置の各駆動回路9A、9Bが電源装置のメインコンタクタ2及びサブコンタクタ3を閉状態に設定することにより組電池1の直流電力がインバータ4に給電され、またモータECU10がインバータ4にスイッチング信号を供給することによってインバータ4から走行モータに所望のモータ駆動電力が供給される。そして、走行モータ5がモータ駆動電力に応じて回転することにより自動車が走行する。   In this power supply system, each drive circuit 9A, 9B of the power supply control device sets the main contactor 2 and the sub contactor 3 of the power supply device to the closed state, whereby the DC power of the assembled battery 1 is supplied to the inverter 4, and the motor ECU 10 By supplying a switching signal to the inverter 4, a desired motor driving power is supplied from the inverter 4 to the traveling motor. And a motor vehicle drive | works when the traveling motor 5 rotates according to motor drive electric power.

ここで、組電池1に何らかの異常が発生し、正常電圧よりも高い電圧である過電圧が組電池1からインバータ4(負荷)に印可されると、この過電圧によってインバータ4が損傷する虞がある。そして、このような過電圧は、例えば組電池1を構成する各電池セルのCIDが作動した場合に発生し得る。このような組電池1の過電圧に対して負荷であるインバータ4を的確に保護するためには、過電圧が発生した場合に可能な限り速やかにメインコンタクタ2及びサブコンタクタ3を開状態とする必要がある。   Here, when some abnormality occurs in the assembled battery 1 and an overvoltage that is higher than the normal voltage is applied from the assembled battery 1 to the inverter 4 (load), the inverter 4 may be damaged by the overvoltage. Such an overvoltage can occur, for example, when the CID of each battery cell constituting the assembled battery 1 is activated. In order to accurately protect the inverter 4 serving as a load against such an overvoltage of the assembled battery 1, it is necessary to open the main contactor 2 and the sub contactor 3 as soon as possible when an overvoltage occurs. is there.

本実施形態に係る電源制御装置は、このような電源装置(組電池1)の過電圧に対して以下のように動作する。すなわち、電源制御装置のバッテリECU8は、組電池1からインバータ4への給電を開始する場合、図3に示すように、時刻t1において第1の制御信号S1、S4をL(ロー)電位からH(ハイ)電位に変化せる。これによって駆動トランジスタ9cがOFF状態からON状態に変化し、当該駆動トランジスタ9cのドレイン電圧VdがGND(接地電位)となり、この結果、駆動電流S3、S6の励磁コイルL1、L2への通電が開始する。   The power supply control device according to the present embodiment operates as follows with respect to the overvoltage of such a power supply device (the assembled battery 1). That is, when starting power supply from the assembled battery 1 to the inverter 4, the battery ECU 8 of the power supply control device changes the first control signals S 1 and S 4 from L (low) potential to H at time t 1 as shown in FIG. (High) Change to potential. As a result, the drive transistor 9c changes from the OFF state to the ON state, and the drain voltage Vd of the drive transistor 9c becomes GND (ground potential). As a result, energization of the drive currents S3 and S6 to the excitation coils L1 and L2 starts. To do.

そして、第1の制御信号S1、S4が一定の期間T1だけH(ハイ)電位を維持すると、駆動トランジスタ9cがON状態に維持されるので、この期間T1において駆動電流S3、S6が徐々に増加してメインコンタクタ2及びサブコンタクタ3が完全に閉状態となり、直流電力が組電池1からインバータ4へ供給される。また、バッテリECU8は、図3に示すように、時刻t1において第2の制御信号S2、S5をL(ロー)電位からH(ハイ)電位に変化せ、補助スイッチ9fを閉状態に設定する。   When the first control signals S1 and S4 maintain the H (high) potential for a certain period T1, the drive transistor 9c is maintained in the ON state, and thus the drive currents S3 and S6 gradually increase during this period T1. Then, the main contactor 2 and the sub contactor 3 are completely closed, and DC power is supplied from the assembled battery 1 to the inverter 4. Further, as shown in FIG. 3, the battery ECU 8 changes the second control signals S2 and S5 from the L (low) potential to the H (high) potential at the time t1, and sets the auxiliary switch 9f to the closed state.

そして、バッテリECU8は、時刻t1から期間T1が経過した時刻t2以降、所定周期でL(ロー)電位とH(ハイ)電位とを繰り返す第1の制御信号S1、S4を各駆動回路9A、9Bに出力することにより、ON状態とOFF状態とを所定周期で繰り返すように駆動トランジスタ9cを制御し、これによって駆動電流S3、S6を所定の保持電流以上に保持する。メインコンタクタ2及びサブコンタクタ3は、励磁コイルL1、L2に通電される駆動電流S3、S6が上記保持電流以上に保持されることにより、閉状態を維持する。   Then, after the time t2 when the period T1 has elapsed from the time t1, the battery ECU 8 transmits the first control signals S1 and S4 that repeat the L (low) potential and the H (high) potential in a predetermined cycle to the drive circuits 9A and 9B. To drive the drive transistor 9c so that the ON state and the OFF state are repeated at a predetermined cycle, thereby holding the drive currents S3 and S6 at or above a predetermined holding current. The main contactor 2 and the sub-contactor 3 maintain the closed state when the drive currents S3 and S6 energized to the exciting coils L1 and L2 are held at the holding current or more.

また、バッテリECU8は、このようにしてメインコンタクタ2及びサブコンタクタ3を閉状態に設定すると、組電池1における各電池セルのセル電圧を順次検出して組電池1の状態を監視すると共に、第1の検出電流I1及び第2の検出電流I2を比較することにより組電池1のCIDが作動したか否かを監視する。   When the battery ECU 8 sets the main contactor 2 and the sub contactor 3 in the closed state in this way, the battery ECU 8 sequentially detects the cell voltage of each battery cell in the assembled battery 1 and monitors the state of the assembled battery 1. It is monitored whether or not the CID of the battery pack 1 is activated by comparing the first detection current I1 and the second detection current I2.

ここで、各電池セルに組み込まれた複数のCIDのうち、何れかのCIDが作動すると、組電池1の出力端子(プラス端子P1及びマイナス端子P2)からメインコンタクタ2及びサブコンタクタ3に向けて直流電力が供給されないので、第1の検出電流I1は「0」となる。すなわち、何れかのCIDが作動すると、メインコンタクタ2及びサブコンタクタ3には電流が流れない。   Here, when any one of the plurality of CIDs incorporated in each battery cell is activated, the output terminal (plus terminal P1 and minus terminal P2) of the assembled battery 1 is directed toward the main contactor 2 and the sub contactor 3. Since DC power is not supplied, the first detection current I1 is “0”. That is, when any CID is activated, no current flows through the main contactor 2 and the sub contactor 3.

一方、メインコンタクタ2及びサブコンタクタ3の負荷側、つまりメインコンタクタ2の他方の接点とサブコンタクタ3の他方の接点との間には平滑コンデンサが設けられている。すなわち、CIDが作動しても平滑コンデンサからインバータ4に向けて電力が供給されるので、第2の検出電流I2は「0」にはならない。したがって、組電池1において何れかのCIDが作動すると、第1の検出電流I1と第2の検出電流I2との間には明確な差異が発生する。   On the other hand, a smoothing capacitor is provided on the load side of the main contactor 2 and the sub contactor 3, that is, between the other contact of the main contactor 2 and the other contact of the sub contactor 3. That is, even if the CID is activated, power is supplied from the smoothing capacitor toward the inverter 4, so the second detection current I <b> 2 does not become “0”. Therefore, when any CID is activated in the assembled battery 1, a clear difference occurs between the first detection current I1 and the second detection current I2.

バッテリECU8は、このような性質の第1の検出電流I1と第2の検出電流I2とが略同一な場合はCIDが作動してないと判断し、また第1の検出電流I1と第2の検出電流I2との差異が所定のしきい値を超える場合にはCIDが作動したと判断する。そして、バッテリECU8は、CIDが作動してないと判断した場合、つまり組電池1が所定の正常範囲の出力電圧を出力する場合、第1の制御信号S1、S4の所定周期でL(ロー)電位とH(ハイ)電位とを繰り返す状態を継続させる。   The battery ECU 8 determines that the CID is not operating when the first detection current I1 and the second detection current I2 having such properties are substantially the same, and the first detection current I1 and the second detection current I2 If the difference from the detected current I2 exceeds a predetermined threshold value, it is determined that the CID is activated. When the battery ECU 8 determines that the CID is not operating, that is, when the assembled battery 1 outputs an output voltage in a predetermined normal range, L (low) at a predetermined cycle of the first control signals S1 and S4. The state of repeating the potential and the H (high) potential is continued.

一方、バッテリECU8は、CIDが作動した場合、つまり組電池1の出力電圧がCIDの作動によって過電圧状態になった場合、時刻t3において第2の制御信号S2、S5をH(ハイ)電位からL(ロー)電位に変化せることにより、補助スイッチ9fを閉状態から開状態に変化させる。また、バッテリECU8は、時刻t3の以降において第1の制御信号S1、S4をL(ロー)電位に固定させることにより、駆動トランジスタ9cをOFF状態(開状態)に保持する。この駆動トランジスタ9cのOFF状態(開状態)の保持(継続)によって、駆動電流S3、S6は、図3に示すように保持電流から徐々に減少する。   On the other hand, when the CID is activated, that is, when the output voltage of the assembled battery 1 is in an overvoltage state due to the activation of the CID, the battery ECU 8 changes the second control signals S2 and S5 from the H (high) potential to the L level at time t3. By changing to (low) potential, the auxiliary switch 9f is changed from the closed state to the open state. The battery ECU 8 holds the drive transistor 9c in the OFF state (open state) by fixing the first control signals S1 and S4 to the L (low) potential after time t3. By holding (continuing) the OFF state (open state) of the drive transistor 9c, the drive currents S3 and S6 gradually decrease from the hold current as shown in FIG.

ここで、駆動電流S3、S6が保持電流から減少することによって励磁コイルL1、L2には逆起電力が発生する。すなわち、励磁コイルL1、L2の他端つまり駆動トランジスタ9cのドレイン電圧Vdは、逆起電力によって過渡的に高い電位となるが、時刻t3において補助スイッチ9fが閉状態から開状態に設定されることにより定電圧ダイオード9dがクランプダイオードとして機能を開始する。   Here, when the drive currents S3 and S6 decrease from the holding current, back electromotive force is generated in the exciting coils L1 and L2. That is, the other end of the exciting coils L1, L2, that is, the drain voltage Vd of the driving transistor 9c becomes a transiently high potential due to the counter electromotive force, but the auxiliary switch 9f is set from the closed state to the open state at time t3. Thus, the constant voltage diode 9d starts functioning as a clamp diode.

すなわち、定電圧ダイオード9dが逆起電力によってOFF状態からON状態に変化することにより、励磁コイルL1、L2の他端の電位は、駆動トランジスタ9cのゲート電圧つまりL(ロー)電位に定電圧ダイオード9dのツェナー電圧を加算した電圧にクランプされる。また、定電圧ダイオード9dがON状態になることによって、上記逆起電力に起因する電流が定電圧ダイオード9d及び第2抵抗器9bを介してGND(接地電位)に流れる。そして、逆起電力に起因する電流が定電圧ダイオード9d及び第2抵抗器9bを流れることによって、逆起電力が定電圧ダイオード9dの内部抵抗及び第2抵抗器9bの抵抗値によって熱(熱エネルギー)に変換されて消費される。   That is, when the constant voltage diode 9d is changed from the OFF state to the ON state by the back electromotive force, the potential of the other end of the exciting coils L1 and L2 is changed to the gate voltage of the drive transistor 9c, that is, the L (low) potential. Clamped to a voltage obtained by adding the Zener voltage of 9d. Further, when the constant voltage diode 9d is turned on, a current caused by the back electromotive force flows to GND (ground potential) through the constant voltage diode 9d and the second resistor 9b. Then, the current caused by the counter electromotive force flows through the constant voltage diode 9d and the second resistor 9b, so that the back electromotive force is heated by the internal resistance of the constant voltage diode 9d and the resistance value of the second resistor 9b (thermal energy). ) To be consumed.

このような本実施形態における駆動回路9A、9Bでは、電力消費回路Cが励磁コイルL1、L2で発生する逆起電力を積極的に消費するので、図3に示すように駆動電流S3、S6の立下り時間T2(時刻t3〜t4)が電力消費回路Cが設けられていない場合(つまり逆起電力を積極的に消費しない場合)に比較して短い。すなわち、この駆動回路9A、9Bによれば、電力消費回路Cが設けられているので、メインコンタクタ2及びサブコンタクタ3を従来よりも短時間で閉状態から開状態に変化させることができる。   In the drive circuits 9A and 9B in this embodiment, since the power consuming circuit C actively consumes the counter electromotive force generated in the exciting coils L1 and L2, the drive currents S3 and S6 are changed as shown in FIG. Fall time T2 (time t3 to t4) is shorter than when power consumption circuit C is not provided (that is, when back electromotive force is not actively consumed). That is, according to the drive circuits 9A and 9B, since the power consuming circuit C is provided, the main contactor 2 and the sub contactor 3 can be changed from the closed state to the open state in a shorter time than before.

例えば、車両用の電源装置におけるコンタクタの制御方式としては、励磁コイルの駆動トランジスタのデューティー比を徐々に低下させることによってコンタクタを閉状態から開状態に移行させるものがある。このような制御方式では、コンタクタを閉状態から開状態に変化させる際の雑音発生を抑制することが可能であるが、電力消費回路Cを備えていないのでコンタクタの閉状態から開状態への移行時間が比較的長い。本実施形態によれば、メインコンタクタ2及びサブコンタクタ3を閉状態から開状態に移行させる際に電力消費回路Cが作用して逆起電力を積極的に消費するので、メインコンタクタ2及びサブコンタクタ3を比較的短時間で開状態に変化させることができる。   For example, as a contactor control method in a power supply device for a vehicle, there is a method in which the contactor is shifted from a closed state to an open state by gradually reducing the duty ratio of a drive transistor of an exciting coil. In such a control method, it is possible to suppress the generation of noise when the contactor is changed from the closed state to the open state, but since the power consumption circuit C is not provided, the transition from the closed state of the contactor to the open state is performed. Time is relatively long. According to the present embodiment, when the main contactor 2 and the sub contactor 3 are shifted from the closed state to the open state, the power consuming circuit C acts and actively consumes the back electromotive force. Therefore, the main contactor 2 and the sub contactor 3 can be changed to the open state in a relatively short time.

このような本実施形態によれば、メインコンタクタ2及びサブコンタクタ3を従来よりも短時間で閉状態から開状態に変化させることが可能なので、組電池1の過電圧によって負荷であるインバータ4及び走行モータ5が損傷することを抑制あるいは防止することが可能である。   According to the present embodiment, the main contactor 2 and the sub contactor 3 can be changed from the closed state to the open state in a shorter time than in the prior art. It is possible to suppress or prevent the motor 5 from being damaged.

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
(1)上記実施形態では、図2に示す駆動回路9A、9Bを採用したが、本発明はこれに限定されない。本発明における電力消費回路の構成には種々のものが考えられ、例えば図4に示す駆動回路9D、9Eを採用してもよい。なお、この図4では、図2と同一の機能を発揮する電子部品には同一の符号を付している。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, For example, the following modifications can be considered.
(1) In the above embodiment, the drive circuits 9A and 9B shown in FIG. 2 are employed, but the present invention is not limited to this. Various configurations of the power consumption circuit in the present invention are conceivable. For example, the drive circuits 9D and 9E shown in FIG. 4 may be employed. In FIG. 4, the same reference numerals are given to electronic components that exhibit the same functions as those in FIG. 2.

すなわち、この駆動回路9D、9Eは、第1抵抗器9a、駆動トランジスタ9c(主スイッチ)、定電圧ダイオード9d(ツェナーダイオード)、ダイオード9e(シリコンダイオード)及び補助スイッチ9fを備えている。また、これら構成要素のうち、定電圧ダイオード9d(ツェナーダイオード)、ダイオード9e(シリコンダイオード)及び補助スイッチ9fは電力消費回路Caを構成している。   That is, the drive circuits 9D and 9E include a first resistor 9a, a drive transistor 9c (main switch), a constant voltage diode 9d (zener diode), a diode 9e (silicon diode), and an auxiliary switch 9f. Among these components, the constant voltage diode 9d (zener diode), the diode 9e (silicon diode), and the auxiliary switch 9f constitute a power consuming circuit Ca.

この電力消費回路Caは、駆動回路9A、9Bにおける第2抵抗器9bを備えてなく、またダイオード9eと補助スイッチ9fとからなる直列接続回路におけるダイオード9eと補助スイッチ9fとの位置関係が駆動回路9A、9Bのダイオード9e及び補助スイッチ9fとは逆になっている。また、この電力消費回路Caは、定電圧ダイオード9dのアノード端子がダイオード9eのアノード端子に接続され、カソード端子が駆動トランジスタ9cのソース端子(つまり励磁コイルL1、L2の他端)に接続されている。   The power consumption circuit Ca does not include the second resistor 9b in the drive circuits 9A and 9B, and the positional relationship between the diode 9e and the auxiliary switch 9f in the series connection circuit including the diode 9e and the auxiliary switch 9f is a drive circuit. The diode 9e and the auxiliary switch 9f of 9A and 9B are reversed. In the power consumption circuit Ca, the anode terminal of the constant voltage diode 9d is connected to the anode terminal of the diode 9e, and the cathode terminal is connected to the source terminal of the drive transistor 9c (that is, the other ends of the exciting coils L1 and L2). Yes.

このような駆動回路9D、9Eでは、CIDが作動した場合(組電池1が過電圧の場合)、第2の制御信号S2、S5によって補助スイッチ9fが開状態に設定され、これによって定電圧ダイオード9dがクランプダイオードとして機能する。そして、励磁コイルL1、L2の逆起電力に起因する電流は、定電圧ダイオード9dの内部抵抗によって消費される。   In such drive circuits 9D and 9E, when the CID is activated (when the assembled battery 1 is overvoltage), the auxiliary switch 9f is set to the open state by the second control signals S2 and S5, thereby the constant voltage diode 9d. Functions as a clamp diode. And the electric current resulting from the counter electromotive force of exciting coil L1, L2 is consumed by the internal resistance of the constant voltage diode 9d.

(2)上記実施形態では、第1の検出電流I1及び第2の検出電流I2に基づいてCIDの作動つまり組電池1の過電圧を判定したが、本発明はこれに限定されない。CIDの作動を検出する手法には種々の手法が考えられ、例えば各電池セルのセル電圧を用いてもよい。 (2) In the above embodiment, the operation of the CID, that is, the overvoltage of the assembled battery 1 is determined based on the first detection current I1 and the second detection current I2, but the present invention is not limited to this. Various methods are conceivable for detecting the operation of the CID. For example, the cell voltage of each battery cell may be used.

すなわち、CIDが作動すると、当該作動したCIDの電池セルのセル電圧が異常な高電圧となり、これが原因で組電池1の出力電圧が過電圧となるので、各電池セルのセル電圧をモニターすることによってCIDの作動を検出することができる。なお、このような手法を採用した場合には、第1の電流計6及び第2の電流計7を削除することができる。   That is, when the CID is activated, the cell voltage of the battery cell of the activated CID becomes an abnormally high voltage, and this causes the output voltage of the assembled battery 1 to become an overvoltage. Therefore, by monitoring the cell voltage of each battery cell, The operation of the CID can be detected. In addition, when such a method is employ | adopted, the 1st ammeter 6 and the 2nd ammeter 7 can be deleted.

(3)上記実施形態では、各電池セルが各々にCIDを備える組電池1について説明したが、本発明はこれに限定されない。安全対策用に組電池に設けられる遮断素子には、電池セルの異常内圧に基づいて作動するCIDの他に種々のものが考えられる。 (3) In the above embodiment, the battery pack 1 in which each battery cell includes a CID has been described, but the present invention is not limited to this. In addition to the CID that operates based on the abnormal internal pressure of the battery cell, various elements can be considered as the interruption element provided in the assembled battery for safety measures.

(4)上記実施形態では電池セルのCIDが作動しした場合つまり異常状態におけるメインコンタクタ2及びサブコンタクタ3の閉状態から開状態への制御について説明したが、組電池の正常状態において、自動車のイグニッションスイッチがON状態からOFF状態に切り替えられた場合に、コンタクタの励磁コイルを駆動する駆動トランジスタのスイッチングのデューティー比を徐々に低下させることにより、雑音の発生を抑制しつつコンタクタを閉状態から開状態に切り替える移行させるものがある。本発明は、組電池の正常時に上記コンタクタの制御を行う電源制御装置に適用しても良い。 (4) In the above embodiment, the control from the closed state to the open state of the main contactor 2 and the sub contactor 3 in the abnormal state when the CID of the battery cell is operated, that is, in the normal state of the assembled battery, When the ignition switch is switched from the ON state to the OFF state, the contactor is opened from the closed state while suppressing the generation of noise by gradually reducing the switching duty ratio of the drive transistor that drives the excitation coil of the contactor. There is something to shift to the state. The present invention may be applied to a power supply control device that controls the contactor when the assembled battery is normal.

1 組電池
2 メインコンタクタ(開閉器)
3 サブコンタクタ(開閉器)
4 インバータ
5 走行モータ
6 第1の電流計
7 第2の電流計
8 バッテリECU
9A、9B、9D,9E 駆動回路
9a 第1抵抗器
9b 第2抵抗器
9c 駆動トランジスタ(主スイッチ)
9d 定電圧ダイオード
9e ダイオード
9f 補助スイッチ
C、Ca 電力消費回路
10 モータECU
1 Battery assembly 2 Main contactor (switch)
3 Sub contactor (switch)
4 Inverter 5 Traveling Motor 6 First Ammeter 7 Second Ammeter 8 Battery ECU
9A, 9B, 9D, 9E Drive circuit 9a First resistor 9b Second resistor 9c Drive transistor (main switch)
9d Constant voltage diode 9e Diode 9f Auxiliary switch C, Ca Power consumption circuit 10 Motor ECU

Claims (5)

励磁コイルへの駆動電流の通電によって開閉する開閉器を介して直流電源の電力を負荷に供給する電源装置を制御する電源制御装置であって、
前記駆動電流を前記励磁コイルに供給する駆動回路と、
前記直流電源の過電圧を検出する電圧検出部と、
該電圧検出部の検出結果に基づいて前記駆動回路に供給する第1の制御信号及び第2の制御信号を生成する制御部とを備え、
前記駆動回路は、
前記第1の制御信号に基づいて開閉することによって前記駆動電流の通電/非通電を切替える主スイッチと、
前記第2の制御信号に基づいて前記励磁コイルの逆起電力を消費する電力消費回路とを備えることを特徴とする電源制御装置。
A power supply control device that controls a power supply device that supplies power of a DC power supply to a load via a switch that opens and closes by energization of a drive current to an excitation coil,
A drive circuit for supplying the drive current to the exciting coil;
A voltage detector for detecting an overvoltage of the DC power supply;
A control unit that generates a first control signal and a second control signal to be supplied to the drive circuit based on a detection result of the voltage detection unit;
The drive circuit is
A main switch that switches between energization / non-energization of the drive current by opening and closing based on the first control signal;
And a power consuming circuit for consuming a back electromotive force of the exciting coil based on the second control signal.
前記主スイッチは、一端が専用電源の高電位側出力端子に接続される前記励磁コイルの他端に入力端子が接続され、出力端子が前記専用電源の低電位側出力端子に接続され、制御端子に前記第1の制御信号が入力されるトランジスタであり、
前記電力消費回路は、
カソード端子が前記制御端子に接続され、アノード端子が前記入力端子に接続される定電圧ダイオードと、
一端が前記制御端子に接続され、他端が前記出力端子に接続された抵抗器と、
一端が前記入力端子に接続され、他端が前記専用電源の高電位側出力端子に接続される直列接続回路とを備え、
前記直列接続回路は、
前記第2の制御信号によって開閉する補助スイッチと、
アノード端子が前記入力端子の側に位置すると共にカソード端子が前記専用電源の高電位側出力端子の側に位置するダイオードとを備えることを特徴とする請求項1に記載の電源制御装置。
The main switch has an input terminal connected to the other end of the exciting coil whose one end is connected to the high potential side output terminal of the dedicated power source, an output terminal connected to the low potential side output terminal of the dedicated power source, and a control terminal A transistor to which the first control signal is input,
The power consumption circuit is:
A constant voltage diode having a cathode terminal connected to the control terminal and an anode terminal connected to the input terminal;
A resistor having one end connected to the control terminal and the other end connected to the output terminal;
A series connection circuit having one end connected to the input terminal and the other end connected to the high potential side output terminal of the dedicated power source;
The series connection circuit is:
An auxiliary switch opened and closed by the second control signal;
The power supply control device according to claim 1, further comprising: a diode having an anode terminal positioned on the input terminal side and a cathode terminal positioned on the high potential side output terminal side of the dedicated power supply.
前記主スイッチは、一端が専用電源の高電位側出力端子に接続される前記励磁コイルの他端に入力端子が接続され、出力端子が前記専用電源の低電位側出力端子に接続され、制御端子に前記第1の制御信号が入力されるトランジスタであり、
前記電力消費回路は、
カソード端子が前記専用電源の高電位側出力端子に接続されるダイオードと、
アノード端子が前記ダイオードのアノード端子に接続され、カソード端子が前記入力端子に接続される定電圧ダイオードと、
一端が前記定電圧ダイオードのアノード端子に接続され、他端が前記定電圧ダイオードのカソード端子に接続され、前記第2の制御信号によって開閉する補助スイッチとを備えることを特徴とする請求項1に記載の電源制御装置。
The main switch has an input terminal connected to the other end of the exciting coil whose one end is connected to the high potential side output terminal of the dedicated power source, an output terminal connected to the low potential side output terminal of the dedicated power source, and a control terminal A transistor to which the first control signal is input,
The power consumption circuit is:
A diode whose cathode terminal is connected to the high-potential side output terminal of the dedicated power source;
A constant voltage diode having an anode terminal connected to the anode terminal of the diode and a cathode terminal connected to the input terminal;
2. An auxiliary switch having one end connected to an anode terminal of the constant voltage diode, the other end connected to a cathode terminal of the constant voltage diode, and opened and closed by the second control signal. The power supply control device described.
前記電源装置は、負荷として自動車の走行用インバータに電力を供給することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の電源制御装置。   The power supply control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the power supply device supplies power as a load to an inverter for driving a vehicle. 請求項1〜4のいずれか一項に記載の電源制御装置と、
当該電源制御装置の制御対象である前記電源装置と
を備えることを特徴とする電源システム。
The power supply control device according to any one of claims 1 to 4,
A power supply system comprising: the power supply device to be controlled by the power supply control device.
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