JP2018098839A - Power storage device for railway vehicle - Google Patents

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Xuan Tang Hwang
シュアン タン ホアン
達也 新井
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達也 新井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power storage device for a railway vehicle which can easily detect ground fault.SOLUTION: A power storage device for a railway vehicle of an embodiment includes: multiple battery modules; a housing; a first connection wire; and a first detection part. The multiple battery modules are electrically connected in a serial manner. The housing houses the multiple battery modules. The first connection wire electrically connects an electric connection part between two battery modules included in the multiple battery modules with the housing. The first detection part is provided in the first connection wire and detects a value regarding a voltage between the electric connection part and the housing.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の実施形態は、鉄道車両用蓄電装置に関する。   Embodiments described herein relate generally to a railway vehicle power storage device.

減速時に発生する回生エネルギーにより蓄電装置を充電する車両が知られている。
このような蓄電装置は、地絡をより容易に検知することができると好ましい場合がある。
A vehicle is known that charges a power storage device with regenerative energy generated during deceleration.
Such a power storage device may be preferable if a ground fault can be detected more easily.

特開2004−325382号公報JP 2004-325382 A

本発明が解決しようとする課題は、地絡を容易に検出できる鉄道車両用蓄電装置を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide a railway vehicle power storage device capable of easily detecting a ground fault.

実施形態の鉄道車両用蓄電装置は、複数のバッテリモジュールと、筐体と、第1接続線と、第1検出部とを持つ。前記複数のバッテリモジュールは、電気的に直列に接続されている。前記筐体は、前記複数のバッテリモジュールを収容している。前記第1接続線は、前記複数のバッテリモジュールに含まれる2つのバッテリモジュールの間の電気的接続部と前記筐体とを電気的に接続している。前記第1検出部は、前記第1接続線に設けられ、前記電気的接続部と前記筐体との間の電圧に関する値を検出する。   The railway vehicle power storage device of the embodiment includes a plurality of battery modules, a housing, a first connection line, and a first detection unit. The plurality of battery modules are electrically connected in series. The case houses the plurality of battery modules. The first connection line electrically connects an electrical connection between two battery modules included in the plurality of battery modules and the housing. The first detection unit is provided in the first connection line and detects a value related to a voltage between the electrical connection unit and the housing.

第1の実施形態の鉄道車両用蓄電装置を示す構成図。The lineblock diagram showing the railcar power storage device of a 1st embodiment. 第1の実施形態の情報処理部による処理の流れの一例を示すフローチャート。6 is a flowchart illustrating an example of a flow of processing by an information processing unit according to the first embodiment. 第1の実施形態において地絡が発生した場合の一例を説明するための図。The figure for demonstrating an example when a ground fault generate | occur | produces in 1st Embodiment. 図3における地絡が生じた場合の回路を模式的に示した図。The figure which showed typically the circuit when the ground fault in FIG. 3 produced. 第1の実施形態において地絡が発生した場合の他の例を説明するための図。The figure for demonstrating the other example when a ground fault generate | occur | produces in 1st Embodiment. 図5における地絡が生じた場合の回路を模式的に示した図。The figure which showed typically the circuit when the ground fault in FIG. 5 produced. 電圧検出部の変形例を示す図。The figure which shows the modification of a voltage detection part. 第2の実施形態の鉄道車両用蓄電装置を示す構成図。The block diagram which shows the electrical storage apparatus for rail vehicles of 2nd Embodiment. 第2の実施形態において地絡が発生した場合の一例を説明するための図。The figure for demonstrating an example when a ground fault generate | occur | produces in 2nd Embodiment. 第2の実施形態において地絡が発生した場合の他の例を説明するための図。The figure for demonstrating the other example when a ground fault generate | occur | produces in 2nd Embodiment.

以下、実施形態の鉄道車両用蓄電装置を、図面を参照して説明する。   Hereinafter, a railway vehicle power storage device according to an embodiment will be described with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
まず、第1の実施形態について説明する。
図1は、第1の実施形態の鉄道車両用蓄電装置1を示す構成図である。鉄道車両用蓄電装置1(以下、単に蓄電装置1と称する)は、筐体11、正極側外部接続端子(外部接続端子)12P、負極側外部接続端子(外部接続端子)12N、組バッテリ(複数のバッテリモジュール、バッテリモジュールセット)14、電気的接続部15、電圧検出部(第1検出部)17、接続線(第1接続線)18、正極側接触器(接触器)20P、負極側接触器(接触器)20N、コントローラ(調整部)30、および情報処理部(判定部、推定部)40を有する。
(First embodiment)
First, the first embodiment will be described.
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a railway vehicle power storage device 1 according to the first embodiment. The railway vehicle power storage device 1 (hereinafter simply referred to as power storage device 1) includes a housing 11, a positive-side external connection terminal (external connection terminal) 12P, a negative-side external connection terminal (external connection terminal) 12N, and a set of batteries (multiple batteries). Battery module, battery module set) 14, electrical connection portion 15, voltage detection portion (first detection portion) 17, connection wire (first connection wire) 18, positive electrode side contactor (contactor) 20P, negative electrode side contact Device (contactor) 20N, controller (adjustment unit) 30, and information processing unit (determination unit, estimation unit) 40.

筐体11は、組バッテリ14を収容する。筐体11は、例えば、伝導性を有する金属で形成され、それに電気的に接続される接地極(グラウンド部)16Aを有する。接地極16Aは、筐体11の外部に設けられた接地極16Bに電気的に接続される。   The housing 11 accommodates the assembled battery 14. The housing 11 is formed of, for example, a conductive metal and has a grounding electrode (ground portion) 16A that is electrically connected thereto. The ground electrode 16 </ b> A is electrically connected to a ground electrode 16 </ b> B provided outside the housing 11.

正極側外部接続端子12P、および負極側外部接続端子12Nの各々は、「外部接続端子」の一例である。正極側外部接続端子12Pは、例えば筐体11に設けられ、組バッテリ14の正極と外部回路を接続するための端子である。負極側外部接続端子12Nは、例えば筐体11に設けられ、組バッテリ14の負極と外部回路を接続するための端子である。
同図に示す例では、負極側外部接続端子12Nの電位は、基準電位に対してマイナスの電位となる。例えば、正極側外部接続端子12Pは、+450V(ボルト)であり、負極側外部接続端子12Nは、−450Vである。しかしながら、正極側外部接続端子12P、および負極側外部接続端子12Nの各々の電位は特に限定されない。
Each of the positive external connection terminal 12P and the negative external connection terminal 12N is an example of an “external connection terminal”. The positive electrode side external connection terminal 12P is provided in the housing 11, for example, and is a terminal for connecting the positive electrode of the assembled battery 14 and an external circuit. The negative electrode side external connection terminal 12 </ b> N is provided on the housing 11, for example, and is a terminal for connecting the negative electrode of the assembled battery 14 and an external circuit.
In the example shown in the figure, the potential of the negative external connection terminal 12N is a negative potential with respect to the reference potential. For example, the positive electrode side external connection terminal 12P is + 450V (volt), and the negative electrode side external connection terminal 12N is -450V. However, the potential of each of the positive electrode side external connection terminal 12P and the negative electrode side external connection terminal 12N is not particularly limited.

組バッテリ14は、互いに直列に接続される複数のバッテリモジュールを備える。同図に示す組バッテリ14は、バッテリモジュール140_1、・・・140_Nを備える。以下の説明において、バッテリモジュール140_1、・・・140_Nを区別なく示す場合には、個別のバッテリモジュール140のことをバッテリモジュール140と呼び、それらを纏めて複数のバッテリモジュール140Sと呼ぶことがある。
複数のバッテリモジュール140Sの各々は、略同じ蓄電容量を有するバッテリモジュール140であってもよいし、異なる蓄電容量を有するバッテリモジュール140であってもよい。同図に示す例では、略同じの蓄電容量を有するバッテリモジュール140がN個あり、各々が電気的に直列に接続される。ここで、Nは偶数である。なお、組バッテリ14におけるバッテリモジュール140の個数は特に限定されない。
バッテリモジュール140の内部には、図示しない電圧検出器が設置される。電圧検出器は、コントローラ30にバッテリモジュール140の電圧値を送信する。
なお、組バッテリ14は、後述する電気的接続部15に対して正極側に設けられた、第1群のバッテリモジュール14Pと、電気的接続部15に対して負極側に設けられた第2群のバッテリモジュール14Nとを含む。同図に示す例では、第1群のバッテリモジュール14Pと第2群のバッテリモジュール14Nとが、同じ個数のN/2個である。なお、第1群のバッテリモジュール14Pと第2群のバッテリモジュール14Nとの各々の個数は特に限定されない。
The assembled battery 14 includes a plurality of battery modules connected to each other in series. The assembled battery 14 shown in the figure includes battery modules 140_1,... 140_N. In the following description, when the battery modules 140_1,... 140_N are shown without distinction, the individual battery modules 140 may be referred to as battery modules 140, and they may be collectively referred to as a plurality of battery modules 140S.
Each of the plurality of battery modules 140S may be a battery module 140 having substantially the same storage capacity, or may be a battery module 140 having a different storage capacity. In the example shown in the figure, there are N battery modules 140 having substantially the same storage capacity, and each is electrically connected in series. Here, N is an even number. The number of battery modules 140 in the assembled battery 14 is not particularly limited.
Inside the battery module 140, a voltage detector (not shown) is installed. The voltage detector transmits the voltage value of the battery module 140 to the controller 30.
The assembled battery 14 includes a first group of battery modules 14P provided on the positive electrode side with respect to an electrical connection portion 15 to be described later, and a second group provided on the negative electrode side with respect to the electrical connection portion 15. Battery module 14N. In the example shown in the figure, the first group of battery modules 14P and the second group of battery modules 14N have the same number N / 2. The numbers of the first group of battery modules 14P and the second group of battery modules 14N are not particularly limited.

電気的接続部15は、組バッテリ14に含まれる2つのバッテリモジュール140を電気的に接続する導体であり、例えばバスバーであるが、これに限定されない。
電気的接続部15は、第1群のバッテリモジュール14Pと、第2群のバッテリモジュール14Nとの間に設けられる。例えば、第1群のバッテリモジュール14Pの蓄電容量と、第2群のバッテリモジュール14Nの蓄電容量とが等しく、正極側外部接続端子12Pの電位の絶対値と、負極側外部接続端子12Nの電位の絶対値が等しくなる場合には、電気的接続部15の電圧は、略0Vとなる。
電気的接続部15と、筐体11の接地極16Aとが、電圧検出部17を介して接続線18により電気的に接続される。例えば、電気的接続部15の電圧は、筐体11の電圧と略同じであればよく、電圧値は特に限定されない。以下の説明において、電気的接続部15を中性点と呼ぶことが有る。
The electrical connection unit 15 is a conductor that electrically connects the two battery modules 140 included in the assembled battery 14 and is, for example, a bus bar, but is not limited thereto.
The electrical connection portion 15 is provided between the first group of battery modules 14P and the second group of battery modules 14N. For example, the storage capacity of the first group of battery modules 14P is equal to the storage capacity of the second group of battery modules 14N, and the absolute value of the potential of the positive external connection terminal 12P and the potential of the negative external connection terminal 12N are When the absolute values are equal, the voltage at the electrical connection 15 is approximately 0V.
The electrical connection portion 15 and the ground electrode 16 </ b> A of the housing 11 are electrically connected by the connection line 18 via the voltage detection portion 17. For example, the voltage of the electrical connection part 15 should just be substantially the same as the voltage of the housing | casing 11, and a voltage value is not specifically limited. In the following description, the electrical connection part 15 may be called a neutral point.

接地極16A、16Bは、電気的に接地されている電極である。接地極16Aは、電気的接続部15に接続された電圧検出部17の、電気的接続部15と接続される端子と異なる端子に接続される。接地極16Bは、筐体11に電気的に接続される。   The ground electrodes 16A and 16B are electrodes that are electrically grounded. The ground electrode 16 </ b> A is connected to a terminal different from the terminal connected to the electrical connection unit 15 of the voltage detection unit 17 connected to the electrical connection unit 15. The ground electrode 16 </ b> B is electrically connected to the housing 11.

電圧検出部17は、電気的接続部15と接地極16Aとの間に設置され、電気的接続部15と接地極16Aとの間の直流電圧(電圧)を検出する。電圧検出部17は、検出した電圧を情報処理部40に送信する。   The voltage detection unit 17 is installed between the electrical connection unit 15 and the ground electrode 16A, and detects a DC voltage (voltage) between the electrical connection unit 15 and the ground electrode 16A. The voltage detection unit 17 transmits the detected voltage to the information processing unit 40.

正極側接触器20Pは、正極側外部接続端子12Pと第1群のバッテリモジュール14Pの正極側の端子と間に電気的に直列に接続される。言い換えると、正極側接触器20Pは、正極側外部接続端子12Pと、第1群のバッテリモジュール14Pの正極側の端子との間に設置される。正極側接触器20Pは、例えば正極側外部接続端子12Pと第1群のバッテリモジュール14Pの正極側の端子との間を接触させた接触状態、又は遮断させた遮断状態にする高速度遮断器(High-Speed Breaker、HB)である。正極側接触器20Pは、コントローラ30の指示に基づき、正極側外部接続端子12Pと第1群のバッテリモジュール14Pの正極側の端子との間を接触状態、又は遮断状態にする。   The positive contactor 20P is electrically connected in series between the positive external connection terminal 12P and the positive terminal of the first group of battery modules 14P. In other words, the positive contactor 20P is installed between the positive external connection terminal 12P and the positive terminal of the first group of battery modules 14P. The positive-side contactor 20P is, for example, a high-speed circuit breaker that makes contact between the positive-side external connection terminal 12P and the positive-side terminal of the battery module 14P of the first group or shuts off the contact state. High-Speed Breaker (HB). Based on an instruction from the controller 30, the positive electrode side contactor 20P brings the positive electrode side external connection terminal 12P and the positive electrode side terminal of the battery module 14P of the first group into a contact state or a cutoff state.

負極側接触器20Nは、負極側外部接続端子12Nと第2群のバッテリモジュール14Nの負極側の端子と間に電気的に直列に接続される。言い換えると、負極側接触器20Nは、負極側外部接続端子12Nと、第2群のバッテリモジュール14Nの負極側の端子との間に設置される。負極側接触器20Nは、例えば負極側外部接続端子12Nと第2群のバッテリモジュール14Nの負極側の端子との間を接触状態又は遮断状態にする高速度遮断器(High-Speed Breaker、HB)である。負極側接触器20Nは、コントローラ30の指示に基づき、負極側外部接続端子12Nと第2群のバッテリモジュール14Nの負極側の端子との間を接触状態、又は遮断状態にする。   The negative electrode side contactor 20N is electrically connected in series between the negative electrode side external connection terminal 12N and the negative electrode side terminal of the second group of battery modules 14N. In other words, the negative electrode side contactor 20N is installed between the negative electrode side external connection terminal 12N and the negative electrode side terminal of the second group of battery modules 14N. The negative electrode side contactor 20N is, for example, a high-speed breaker (HB) that brings the negative electrode side external connection terminal 12N and the negative electrode side terminal of the second group of battery modules 14N into a contact state or a disconnected state. It is. The negative electrode side contactor 20N brings the negative electrode side external connection terminal 12N and the negative electrode side terminal of the battery module 14N of the second group into a contact state or a cutoff state based on an instruction from the controller 30.

コントローラ30は、蓄電装置1を制御する。コントローラ30および後述する情報処理部40は、例えば、CPU(Central Processing Unit)などのプロセッサがプログラムメモリに格納されたプログラムを実行することにより実現されるソフトウェア機能部である。また、これらの機能部のうち一部または全部は、LSI(Large Scale Integration)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、またはFPGA(Field-Programmable Gate Array)などのハードウェアにより実現されてもよい。
コントローラ30は、電圧調整部31と接触器制御部32とを有する。
The controller 30 controls the power storage device 1. The controller 30 and the information processing unit 40 to be described later are software function units realized by a processor such as a CPU (Central Processing Unit) executing a program stored in a program memory, for example. Some or all of these functional units may be realized by hardware such as LSI (Large Scale Integration), ASIC (Application Specific Integrated Circuit), or FPGA (Field-Programmable Gate Array).
The controller 30 includes a voltage adjustment unit 31 and a contactor control unit 32.

電圧調整部31は、組バッテリ14の各々のバッテリモジュール140の電圧が略同じとなるように調整する。電圧調整部31は、各々のバッテリモジュールの140内部に設置された電圧検出器からコントローラ30が受信した、各々のバッテリモジュール140の電圧に基づき、各々のバッテリモジュール140の電圧を調整する。   The voltage adjustment unit 31 adjusts the voltage of each battery module 140 of the assembled battery 14 to be substantially the same. The voltage adjustment unit 31 adjusts the voltage of each battery module 140 based on the voltage of each battery module 140 received by the controller 30 from the voltage detector installed inside each battery module 140.

接触器制御部32は、正極側接触器20Pと負極側接触器20Nとを制御する。接触器制御部32は、例えば正極側外部接続端子12Pに過電流等の異常な電流が流れ込んだ場合に、正極側接触器20Pおよび負極側接触器20Nを遮断状態にさせ、組バッテリ14を保護する。   The contactor control unit 32 controls the positive electrode side contactor 20P and the negative electrode side contactor 20N. For example, when an abnormal current such as an overcurrent flows into the positive external connection terminal 12P, the contactor control unit 32 shuts off the positive contactor 20P and the negative contactor 20N to protect the assembled battery 14 To do.

情報処理部40は、組バッテリ14の各々のバッテリモジュール140を接続する接続部分が地絡した場合の情報の処理を行う。情報処理部40は、地絡判定部41と、地絡場所推定部42とを有する。なお、同図において、情報処理部40は、コントローラ30と別体に設けられているが、一体に設けられてもよい。   The information processing unit 40 processes information when a connection portion connecting each battery module 140 of the assembled battery 14 is grounded. The information processing unit 40 includes a ground fault determination unit 41 and a ground fault location estimation unit 42. In addition, in the same figure, although the information processing part 40 is provided separately from the controller 30, it may be provided integrally.

本願でいう「地絡」とは、例えば、組バッテリ14の各々のバッテリモジュール140を接続する配線等の接続部分が、鉄道車両の振動等により、筐体11の一部に接触した状態をいう。本願でいう「地絡」とは、各々のバッテリモジュール140を接続する接続部分が筐体11の一部に接触した後に、接触していた筐体11の一部と非接触となる等の一瞬のショートの場合も含む。   The “ground fault” in the present application refers to a state in which a connection portion such as a wiring connecting each battery module 140 of the assembled battery 14 is in contact with a part of the housing 11 due to vibration of the railway vehicle or the like. . “Ground fault” as used in the present application refers to a moment when a connection part connecting each battery module 140 comes into contact with a part of the casing 11 and then comes into non-contact with a part of the casing 11 that has been in contact. Including the case of short circuit.

地絡判定部41は、電圧検出部17からコントローラ30が受信した電気的接続部15の電圧に基づき、地絡したか否かを判定する。地絡判定部41は、地絡の有無についての判定結果をコントローラ30に送信する。   The ground fault determination unit 41 determines whether or not a ground fault has occurred based on the voltage of the electrical connection unit 15 received by the controller 30 from the voltage detection unit 17. The ground fault determination unit 41 transmits a determination result regarding the presence or absence of a ground fault to the controller 30.

地絡場所推定部42は、電圧検出部17からコントローラ30が受信した電気的接続部15の電圧に基づき、地絡した場所を推定する。地絡場所推定部42は、推定した地絡した場所を示す情報をコントローラ30に送信する。   The ground fault location estimation unit 42 estimates a ground fault location based on the voltage of the electrical connection unit 15 received by the controller 30 from the voltage detection unit 17. The ground fault location estimation unit 42 transmits information indicating the estimated ground fault location to the controller 30.

図2は、第1の実施形態の情報処理部による処理流れの一例を示すフローチャートである。
まず、地絡判定部41は、電圧検出部17から情報処理部40が受信した電気的接続部15の電圧値Udcptを取得する(ステップS10)。地絡判定部41は、定期的に電気的接続部15の電圧値Udcptを取得してもよいし、コントローラ30の指示に従って、電気的接続部15の電圧値Udcptを取得してもよい。電気的接続部15の電圧値Udcptは、地絡がない状態において、予め定められた電圧範囲になり、その電圧範囲の代表値が略0Vである。そして、地絡判定部41は、電気的接続部15の電圧値Udcptが略0Vであるか否かを判定する(ステップS11)。電気的接続部15の電圧値Udcptが略0Vある場合、本フローチャートは終了する。
FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of a processing flow by the information processing unit of the first embodiment.
First, the ground fault determination unit 41 acquires the voltage value Udcpt of the electrical connection unit 15 received by the information processing unit 40 from the voltage detection unit 17 (step S10). The ground fault determination unit 41 may periodically acquire the voltage value Udcpt of the electrical connection unit 15 or may acquire the voltage value Udcpt of the electrical connection unit 15 in accordance with an instruction from the controller 30. The voltage value Udcpt of the electrical connection portion 15 is in a predetermined voltage range in a state where there is no ground fault, and the representative value of the voltage range is approximately 0V. And the ground fault determination part 41 determines whether the voltage value Udcpt of the electrical connection part 15 is substantially 0V (step S11). When the voltage value Udcpt of the electrical connection unit 15 is approximately 0 V, this flowchart ends.

一方、電気的接続部15の電圧値Udcptが略0Vでない場合、地絡判定部41は、地絡が発生したと判定する。
地絡が発生したと判定された場合、地絡場所推定部42は、電気的接続部15の電圧値Udcptが正の値であるか否かを判定する(ステップS12)。電気的接続部15の電圧値Udcptが正の値である場合、地絡場所推定部42は、下記に示す(1)式を用いて、電気的接続部15の電圧値Udcptに基づき、地絡した場所のバッテリモジュール140_iを推定する(ステップS13A)。
一方、電圧値Udcptが正の値でない場合、地絡場所推定部42は、下記に示す(2)式を用いて、電気的接続部15の電圧値Udcptに基づき、地絡した場所のバッテリモジュール140_jを推定する(ステップS13B)。
On the other hand, when the voltage value Udcpt of the electrical connection unit 15 is not approximately 0 V, the ground fault determination unit 41 determines that a ground fault has occurred.
When it is determined that a ground fault has occurred, the ground fault location estimation unit 42 determines whether or not the voltage value Udcpt of the electrical connection unit 15 is a positive value (step S12). When the voltage value Udcpt of the electrical connection unit 15 is a positive value, the ground fault location estimation unit 42 uses the following equation (1) to calculate the ground fault based on the voltage value Udcpt of the electrical connection unit 15. The battery module 140 — i at the place where it has been estimated is estimated (step S13A).
On the other hand, when the voltage value Udcpt is not a positive value, the ground fault location estimation unit 42 uses the following equation (2) to calculate the battery module at the ground fault location based on the voltage value Udcpt of the electrical connection unit 15. 140_j is estimated (step S13B).

ここで、図3から図6を用いて、地絡場所推定部42が地絡した場所を推定する方法について説明する。図3は、第1群のバッテリモジュール14Pにおいて地絡が発生した場合の例を説明するための図である。図4は、図3における地絡が生じた場合の回路を模式的に示した図である。図5は、第2群のバッテリモジュール14Nにおいて地絡が発生した場合の例を説明するための図である。図6は、図5における地絡が生じた場合の回路を模式的に示した図である。   Here, the method for estimating the place where the ground fault location estimation unit 42 has ground fault will be described using FIG. 3 to FIG. 6. FIG. 3 is a diagram for explaining an example when a ground fault occurs in the first group of battery modules 14P. FIG. 4 is a diagram schematically showing a circuit when a ground fault occurs in FIG. FIG. 5 is a diagram for explaining an example when a ground fault occurs in the second group of battery modules 14N. FIG. 6 is a diagram schematically showing a circuit when a ground fault occurs in FIG.

図3には、第1群のバッテリモジュール14Pに含まれる、電気的に直列に接続されたN/2個のバッテリモジュール140のうち、i−1番目に接続されたバッテリモジュール140_i−1とi番目に接続されたバッテリモジュール140_iとの間の経路LAが地絡した状態を示す。
経路LAが地絡して筐体11の一部に接触すると、経路LAにあるバッテリモジュール140の端子と筐体11が、経路LBにより接続された状態となる。このため、地絡が発生するまでの経路LAの電圧が筐体11の電圧(0V)より高電位である場合、地絡が発生すると経路LAから筐体11方向へ電流が流れることにより、経路LAの電圧が接地電位になる。これにより組バッテリ14全体の接地電位に対する電位が低下する。これに伴い、i−1番目に接続されたバッテリモジュール140_i−1の電圧が降下する。電圧検出部17は、分圧抵抗の内部インピーダンスが高く、微弱な電流しか流れないが、図3に示す閉回路LPPを定義して以下に説明する。
In FIG. 3, among the N / 2 battery modules 140 electrically connected in series included in the first group of battery modules 14 </ b> P, the battery modules 140 </ b> _i−1 and i connected to the i−1th battery module 140 </ b> P are connected to each other. The state where the path | route LA between the battery modules 140_i connected to the th is grounded is shown.
When the path LA is grounded and contacts a part of the housing 11, the terminal of the battery module 140 in the path LA and the housing 11 are connected by the path LB. For this reason, when the voltage of the path LA until the occurrence of the ground fault is higher than the voltage (0 V) of the housing 11, the current flows from the path LA toward the housing 11 when the ground fault occurs. The voltage at LA becomes the ground potential. As a result, the potential of the entire assembled battery 14 with respect to the ground potential decreases. Along with this, the voltage of the battery module 140 — i−1 connected i−1 drops. Although the voltage detection unit 17 has a high internal impedance of the voltage dividing resistor and only a weak current flows, the closed circuit LPP shown in FIG. 3 is defined and described below.

図3に示す閉回路LPPは、図4に示す回路と等価となる。言い換えれば、電圧検出部17に検出される電圧は、i+1番目のバッテリモジュール140_i+1からN/2番目のバッテリモジュール140_N/2までの各々のバッテリモジュール140に蓄電された電圧の総和となる。   The closed circuit LPP shown in FIG. 3 is equivalent to the circuit shown in FIG. In other words, the voltage detected by the voltage detector 17 is the sum of the voltages stored in the battery modules 140 from the (i + 1) th battery module 140_i + 1 to the N / 2th battery module 140_N / 2.

これより、電圧検出部17に検出される電気的接続部15の電圧値Udcpt1の値は以下の(1)式に示す値となる。ここで、Ubatは各々のバッテリモジュールが蓄電する電圧値、Nは組バッテリ14に含まれるバッテリモジュール140の個数、iは地絡が発生した経路LAに接続されるバッテリモジュール140の場所(N個の直列接続のうちi番目に接続されたバッテリモジュール140)を示す。   Accordingly, the voltage value Udcpt1 of the electrical connection unit 15 detected by the voltage detection unit 17 is a value represented by the following expression (1). Here, Ubat is the voltage value stored in each battery module, N is the number of battery modules 140 included in the assembled battery 14, and i is the location of the battery module 140 connected to the path LA where the ground fault has occurred (N pieces) The battery module 140 connected i-th of the serial connection is shown.

Udcpt1=Ubat×(N/2−i+1) ・・・(1)   Udcpt1 = Ubat × (N / 2−i + 1) (1)

地絡場所推定部42は、上記(1)式に基づき、iを算出することにより、地絡した場所を推定する。   The ground fault location estimation unit 42 estimates the location where the ground fault has occurred by calculating i based on the formula (1).

また、図5には、第2群のバッテリモジュール14Nに含まれる、電気的に直列に接続されたN/2個のバッテリモジュールのうち、j−1番目に接続されたバッテリモジュールとj番目に接続されたバッテリモジュールとの経路LCが地絡した状態を示す。
経路LCが地絡して筐体11の一部に接触すると、経路LCにある配線と筐体11が、経路LDにより電気的に接続された状態となる。このため、地絡が発生するまでの経路LCの電圧が筐体11の電圧(0V)より低電位である場合、筐体11から経路LC方向へ電流が流れることにより、経路LCの電圧が接地電位になる。これにより、組バッテリ14全体の接地電位に対する電位が上昇する。これに伴い、j−1番目に接続されたバッテリモジュール140_j−1の電圧が上昇する。電圧検出部17は、分圧抵抗の内部インピーダンスが高く、微弱な電流しか流れないが、図5に示す閉回路LPNを定義して以下に説明する。
FIG. 5 also shows the j−1th connected battery module among the N / 2 battery modules electrically connected in series included in the second group of battery modules 14N. The state where the path LC with the connected battery module is grounded is shown.
When the path LC is grounded and contacts a part of the housing 11, the wiring in the path LC and the housing 11 are electrically connected by the path LD. For this reason, when the voltage of the path LC until the occurrence of the ground fault is lower than the voltage (0 V) of the casing 11, a current flows from the casing 11 toward the path LC, so that the voltage of the path LC is grounded. Become potential. Thereby, the electric potential with respect to the ground potential of the whole assembled battery 14 rises. Along with this, the voltage of the battery module 140_j-1 connected to the (j-1) th rises. The voltage detection unit 17 has a high internal impedance of the voltage dividing resistor and only a weak current flows. The closed circuit LPN shown in FIG. 5 is defined and described below.

図5に示す閉回路LPNは、図6に示す回路と等価となる。言い換えれば、電圧検出部17に検出される電圧は、組バッテリ14に含まれる、14_(N+2)/2番目のバッテリモジュール14_(N+2)/2からj−1番目のバッテリモジュール14_j−1までの各々のバッテリモジュール140に蓄電された電圧の総和となる。   The closed circuit LPN shown in FIG. 5 is equivalent to the circuit shown in FIG. In other words, the voltage detected by the voltage detection unit 17 is included in the assembled battery 14 from 14_ (N + 2) / 2nd battery module 14_ (N + 2) / 2 to j−1th battery module 14_j−1. This is the sum of the voltages stored in each battery module 140.

これより、電気的接続部15の電圧値Udcpt2の値は以下の(2)式に示す値となる。ここで、Ubatは各々のバッテリモジュール140が蓄電する電圧値、Nは組バッテリ14に含まれるバッテリモジュールの個数、jは地絡が発生した経路LCに接続されるバッテリモジュールの場所(N個の直列接続のうち何番目に接続されたバッテリモジュールか)を示す。   Accordingly, the voltage value Udcpt2 of the electrical connection portion 15 is a value represented by the following expression (2). Here, Ubat is the voltage value stored in each battery module 140, N is the number of battery modules included in the assembled battery 14, and j is the location of the battery module connected to the path LC where the ground fault has occurred (N The battery module connected in the serial connection).

Udcpt2=Ubat×{(N+2)/2−(j−1)−1}
=Ubat×(N/2−j+1) ・・・(2)
Udcpt2 = Ubat × {(N + 2) / 2− (j−1) −1}
= Ubat × (N / 2−j + 1) (2)

地絡場所推定部42は、上記(2)式に基づき、jを算出することにより、地絡した場所を推定する。   The ground fault location estimation unit 42 estimates a ground fault location by calculating j based on the above equation (2).

図2に戻り、地絡場所推定部42は、ステップS13AまたはS13Bに示す処理を終えた後、推定した地絡した場所を、コントローラ30に送信する。コントローラ30は、地絡場所推定部42から受信した情報に基づき、地絡した場所を図示しない記憶領域に記憶させる(ステップS14)。   Returning to FIG. 2, the ground fault location estimation unit 42 transmits the estimated ground fault location to the controller 30 after completing the process shown in step S <b> 13 </ b> A or S <b> 13 </ b> B. Based on the information received from the ground fault location estimation unit 42, the controller 30 stores the ground fault location in a storage area (not shown) (step S14).

以上説明した第1の実施形態によれば、蓄電装置1は、組バッテリ14に含まれる2つのバッテリモジュールの間の電気的接続部15と筐体11との間の電圧を検出する電圧検出部17を備える。これにより、蓄電装置1によれば、電圧検出部17が検出した値に基づき、地絡を容易に検出することができる。   According to the first embodiment described above, the power storage device 1 detects the voltage between the electrical connection unit 15 between the two battery modules included in the assembled battery 14 and the housing 11. 17. Thereby, according to the electrical storage apparatus 1, a ground fault can be easily detected based on the value which the voltage detection part 17 detected.

また、電圧検出部17は、電気的接続部15と筐体11の接地極16Aとの間の電圧に関する値を検出する。これにより、蓄電装置1によれば、筐体11の電圧が略0Vとなり、地絡を容易に検出することができる。   In addition, the voltage detection unit 17 detects a value related to the voltage between the electrical connection unit 15 and the ground electrode 16 </ b> A of the housing 11. Thereby, according to the electrical storage apparatus 1, the voltage of the housing | casing 11 becomes substantially 0V, and a ground fault can be detected easily.

また、電気的接続部15が、第1群のバッテリモジュール14Pと、第2群のバッテリモジュール14Nとの間に設けられ、地絡がない状態でその電圧が略0Vであることにより、蓄電装置1によれば、電気的接続部15の電圧と筐体11の電圧が略同じとなり、地絡を容易に検出することができる。   Further, the electrical connection unit 15 is provided between the first group of battery modules 14P and the second group of battery modules 14N, and the voltage thereof is substantially 0 V in a state where there is no ground fault. According to 1, the voltage of the electrical connection portion 15 and the voltage of the housing 11 are substantially the same, and a ground fault can be easily detected.

また、電圧検出部17により検出された電圧に関する値に基づき、地絡の有無を判定する地絡判定部41を備える。これにより、蓄電装置1によれば、地絡を容易に検出することができる。   Moreover, the ground fault determination part 41 which determines the presence or absence of a ground fault based on the value regarding the voltage detected by the voltage detection part 17 is provided. Thereby, according to the electrical storage apparatus 1, a ground fault can be detected easily.

また、蓄電装置1は、電圧検出部17により検出された電圧に関する値と、組バッテリ14に含まれる少なくとも1つのバッテリモジュール140の電圧値とに基づき、地絡が生じた場所を推定する地絡場所推定部42を備える。これにより、蓄電装置1によれば、蓄電装置1内の地絡した場所を推定することができる。   In addition, the power storage device 1 estimates a place where a ground fault has occurred based on a value related to the voltage detected by the voltage detection unit 17 and a voltage value of at least one battery module 140 included in the assembled battery 14. A place estimation unit 42 is provided. Thereby, according to the electrical storage apparatus 1, the place where the ground fault in the electrical storage apparatus 1 can be estimated.

また、地絡場所推定部42は、組バッテリ14の電圧値を略同じに調整する電圧調整部31により組バッテリ14の電圧値が略同じに調整された後に、電圧検出部17により検出された電圧に関する値と、組バッテリ14に含まれる1のバッテリモジュール140の電圧値とに基づき、地絡が生じた場所を推定する。これにより、蓄電装置1によれば、地絡場所推定部42が上記(1)または(2)式を用いて容易に蓄電装置1内の地絡した場所を推定することができる。   The ground fault location estimation unit 42 is detected by the voltage detection unit 17 after the voltage value of the assembled battery 14 is adjusted to be approximately the same by the voltage adjusting unit 31 that adjusts the voltage value of the assembled battery 14 to be approximately the same. Based on the value relating to the voltage and the voltage value of one battery module 140 included in the assembled battery 14, the location where the ground fault has occurred is estimated. Thereby, according to the electrical storage apparatus 1, the ground fault location estimation part 42 can estimate the ground fault location in the electrical storage apparatus 1 easily using said (1) or (2) Formula.

また、蓄電装置1は、外部接続端子12P、12Nと組バッテリ14との間に電気的に直列に設けられた接触器20P、20Nを有する。これにより、蓄電装置1によれば、過電流から組バッテリ14を保護することができる。   In addition, the power storage device 1 includes contactors 20P and 20N provided electrically in series between the external connection terminals 12P and 12N and the assembled battery 14. Thereby, according to the electrical storage apparatus 1, the assembled battery 14 can be protected from an overcurrent.

(第1の実施形態の変形例)
第1の実施形態の変形例について図7を用いて説明する。図7は第1の実施形態の変形例について説明するための図である。
図7に示すように、蓄電装置1は、電圧検出部17に代えて、電流検出部170と抵抗171を備えていてもよい。この場合、情報処理部40は、電流検出部170が検出した電流値Udcctに抵抗171の抵抗値Reを乗算して電圧値を算出する。そして、情報処理部40は、算出した電圧値に基づき、地絡の判定および地絡した場所の推定等を行う。電流検出部170および抵抗171は、「第1検出部」の一例である。また、電流検出部170および抵抗171は、第2の実施形態における電圧検出部17の代わりに用いられてもよい。この場合、電流検出部170および抵抗171は、「第2検出部」の一例でもある。
(Modification of the first embodiment)
A modification of the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a diagram for explaining a modification of the first embodiment.
As illustrated in FIG. 7, the power storage device 1 may include a current detection unit 170 and a resistor 171 instead of the voltage detection unit 17. In this case, the information processing unit 40 calculates a voltage value by multiplying the current value Udcct detected by the current detection unit 170 by the resistance value Re of the resistor 171. Then, the information processing unit 40 determines a ground fault and estimates a ground fault location based on the calculated voltage value. The current detection unit 170 and the resistor 171 are examples of the “first detection unit”. Further, the current detection unit 170 and the resistor 171 may be used instead of the voltage detection unit 17 in the second embodiment. In this case, the current detection unit 170 and the resistor 171 are also examples of the “second detection unit”.

なお、第1の実施形態においては、組バッテリ14が筐体11に収容されている場合について説明したがこれに限定されない。第1の実施形態の蓄電装置1に、筐体11が含まれていなくともよい。筐体11がない場合には、組バッテリ14の2つのバッテリモジュール140を電気的に接続する接続部分が地絡すると、略0Vの電圧である物体(例えば、線路等)を介して閉回路が作られる。これにより、地絡場所推定部42は、電圧検出部17が検出した電圧に基づき、地絡した場所を推定する。   In addition, although the case where the assembled battery 14 was accommodated in the housing | casing 11 was demonstrated in 1st Embodiment, it is not limited to this. The power storage device 1 according to the first embodiment may not include the housing 11. When the housing 11 is not provided, when a connection portion that electrically connects the two battery modules 140 of the assembled battery 14 is grounded, a closed circuit is formed via an object (for example, a line) having a voltage of approximately 0V. Made. Thereby, the ground fault location estimation unit 42 estimates the location where the ground fault has occurred based on the voltage detected by the voltage detection unit 17.

(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態について説明する。図8は、第2の実施形態について説明するための図である。前述の構成と同じ構成には、同じ符号を付し、その説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described. FIG. 8 is a diagram for explaining the second embodiment. The same components as those described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

図8に示すように、第2の実施形態の蓄電装置1は、複数の組バッテリ(バッテリモジュールセット)14A、14B、・・・、14Mと、複数の正極側接触器(接触器)20PA、20PB、・・・20PMと、複数の負極側接触器(接触器)20NA、20NB、・・・、20NMと、複数の電圧検出部17A、17B、・・・、17Mとを備える。
組バッテリ14A、14B、・・・、14Mは、第1の実施形態の組バッテリ14に相当する。以下の説明において、組バッテリ14A、14B、・・・、14Mをまとめて、組バッテリ14と呼ぶことがある。また、電圧検出部17A、17B、・・・、17Mをまとめて電圧検出部17と呼ぶことがある。また、正極側接触器20PA、20PB、・・・20PMをまとめて、正極側接触器20Pと呼ぶことがある。また、負極側接触器20NA、20NB、・・・、20NMをまとめて負極側接触器20Nと呼ぶことがある。組バッテリ14A、14B、・・・、14Mの各々は、正極側接触器20Pと、複数の負極側接触器20Nとを介して互いに電気的に並列に接続される。
As shown in FIG. 8, the power storage device 1 of the second embodiment includes a plurality of assembled batteries (battery module sets) 14A, 14B,..., 14M, and a plurality of positive electrode side contactors (contactors) 20PA. 20PB,... 20PM, a plurality of negative electrode side contactors (contactors) 20NA, 20NB,..., 20NM, and a plurality of voltage detectors 17A, 17B,.
The assembled batteries 14A, 14B,..., 14M correspond to the assembled battery 14 of the first embodiment. In the following description, the assembled batteries 14A, 14B, ..., 14M may be collectively referred to as an assembled battery 14. In addition, the voltage detection units 17A, 17B,..., 17M may be collectively referred to as a voltage detection unit 17. Moreover, the positive electrode side contactors 20PA, 20PB,... 20PM may be collectively referred to as a positive electrode side contactor 20P. Further, the negative electrode side contactors 20NA, 20NB,..., 20NM may be collectively referred to as a negative electrode side contactor 20N. Each of the assembled batteries 14A, 14B,..., 14M is electrically connected to each other in parallel via the positive electrode side contactor 20P and a plurality of negative electrode side contactors 20N.

例えば、組バッテリ14Aにおけるバッテリモジュール140_N/2と、バッテリモジュール140_N/2+1との間は、電気的接続部15Aにより接続される。電気的接続部15Aは、電圧検出部17を介して接地極16Aにより接地される。
組バッテリ14B、・・・、14Mについても、組バッテリ14Aと同様である。本実施形態では、組バッテリ14Aの電気的接続部15と接地極16Aとを電気的に接続する接続線18は、「第1接続線」の一例である。また、組バッテリ14Aの電気的接続部15と接地極16Aとを電気的に接続する接続線18に設けられた電圧検出部17は、「第1検出部」の一例である。また、組バッテリ14Bの電気的接続部15と接地極16Aとを電気的に接続する接続線18は、「第2接続線」の一例である。また、組バッテリ14Bの電気的接続部15と接地極16Aとを電気的に接続する接続線18に設けられた電圧検出部17は、「第2検出部」の一例である。
For example, the battery module 140_N / 2 and the battery module 140_N / 2 + 1 in the assembled battery 14A are connected by the electrical connection unit 15A. The electrical connection unit 15A is grounded by the ground electrode 16A via the voltage detection unit 17.
The assembled batteries 14B,..., 14M are the same as the assembled battery 14A. In the present embodiment, the connection line 18 that electrically connects the electrical connection portion 15 of the assembled battery 14A and the ground electrode 16A is an example of a “first connection line”. Further, the voltage detection unit 17 provided in the connection line 18 that electrically connects the electrical connection unit 15 of the assembled battery 14A and the ground electrode 16A is an example of a “first detection unit”. The connection line 18 that electrically connects the electrical connection portion 15 of the battery pack 14B and the ground electrode 16A is an example of a “second connection line”. Moreover, the voltage detection part 17 provided in the connection line 18 which electrically connects the electrical connection part 15 of the assembled battery 14B and the grounding electrode 16A is an example of a “second detection part”.

第2の実施形態における地絡場所推定部42は、複数の電圧検出部17の各々により検出された電圧に関する値に基づき、地絡が生じた場所を推定する。   The ground fault location estimation unit 42 according to the second embodiment estimates the location where the ground fault has occurred based on the value related to the voltage detected by each of the plurality of voltage detection units 17.

図9および図10を用いて、地絡場所推定部42が地絡した場所を推定する方法について説明する。図9は、組バッテリ14A(第1バッテリモジュールセット)の内側において地絡が発生した場合の例を説明するための図である。図10は、組バッテリ14Aの外側において地絡が発生した場合の例を説明するための図である。
ここで、図9に示す例において、組バッテリ14Aの内側において地絡が発生した場合とは、組バッテリ14Aに対応する接触器20PAおよび20NAよりも内側で地絡が発生した場合を意味する。例えば、組バッテリ14Aの内側において地絡が発生した場合とは、組バッテリ14Aに含まれる2つのバッテリモジュール140の間の経路LEが筐体11に接触することにより、経路LEにある配線と筐体11とが経路LFにより電気的に接続され、地絡が発生した場合である。また、図10に示す例において、組バッテリ14Aとの間の外側において地絡が発生した場合とは、組バッテリ14Aに対応する接触器20PAおよび20NAよりも外側で地絡が発生した場合を意味する。例えば、組バッテリ14Aとの間の外側において地絡が発生した場合とは、正極側外部接続端子12Pと正極側接触器20PAとの間の経路LGが筐体11に接触することにより、経路LGにある配線と筐体11とが経路LFにより電気的に接続され、経路LHの地絡が発生した場合である。
図9に示すように、組バッテリ14Aの内側において地絡が発生した場合、すでに説明した通り電圧検出部17Aを経由する閉回路LPP−Aが作られる。また、組バッテリ14Aの内側において地絡が発生した場合、組バッテリ14Aと並列に接続される組バッテリ14Bの電圧検出部17Bを経由する閉回路LPP−Bが作られる。また、図10に示すように、組バッテリ14Aの外側において地絡が発生した場合、電圧検出部17Bを経由する閉回路LPP−Cが作られる。閉回路LPP−Bおよび閉回路LPP−Cにおいて、地絡に伴い、接触器20Pに異常な電流が流れた場合、接触器20Pは遮断状態となる。或いは、地絡判定部41が地絡を検出した場合、地絡判定部41は、組バッテリ14を保護するために、コントローラ10の接触器制御部32を介して接触器20P、20Nを遮断状態とすることができる。
A method for estimating a place where the ground fault location estimation unit 42 has ground fault will be described with reference to FIGS. 9 and 10. FIG. 9 is a diagram for explaining an example when a ground fault occurs inside the assembled battery 14A (first battery module set). FIG. 10 is a diagram for explaining an example when a ground fault occurs outside the assembled battery 14A.
Here, in the example shown in FIG. 9, the case where a ground fault occurs inside the assembled battery 14A means a case where a ground fault occurs inside the contactors 20PA and 20NA corresponding to the assembled battery 14A. For example, when a ground fault occurs inside the assembled battery 14A, the path LE between the two battery modules 140 included in the assembled battery 14A comes into contact with the casing 11, so that the wiring and the casing in the path LE are connected. This is a case where the body 11 is electrically connected by the path LF and a ground fault occurs. In the example shown in FIG. 10, the case where a ground fault occurs outside the battery pack 14A means that a ground fault occurs outside the contactors 20PA and 20NA corresponding to the battery pack 14A. To do. For example, when a ground fault occurs outside the battery pack 14A, the path LG between the positive external connection terminal 12P and the positive contactor 20PA comes into contact with the housing 11, thereby causing the path LG. This is a case where the wiring in the housing and the housing 11 are electrically connected by the path LF, and a ground fault occurs in the path LH.
As shown in FIG. 9, when a ground fault occurs inside the assembled battery 14A, a closed circuit LPP-A passing through the voltage detection unit 17A is created as described above. Further, when a ground fault occurs inside the assembled battery 14A, a closed circuit LPP-B is created via the voltage detection unit 17B of the assembled battery 14B connected in parallel with the assembled battery 14A. As shown in FIG. 10, when a ground fault occurs outside the assembled battery 14A, a closed circuit LPP-C that passes through the voltage detection unit 17B is created. In the closed circuit LPP-B and the closed circuit LPP-C, when an abnormal current flows through the contactor 20P due to a ground fault, the contactor 20P enters a cut-off state. Alternatively, when the ground fault determination unit 41 detects a ground fault, the ground fault determination unit 41 shuts off the contactors 20P and 20N via the contactor control unit 32 of the controller 10 in order to protect the assembled battery 14. It can be.

経路LEが地絡して筐体11の一部に接触すると、経路LEと筐体11が経路LFにより接続された状態となる。この場合、すでに説明したように、閉回路LPP−Aが作られ、電圧検出部17Aに検出される電圧値は、(1)または(2)式に示す値となる。
第2の実施形態においては、組バッテリ14Aが地絡した場合、組バッテリ14Aの影響を受けて、組バッテリ14Aから14Mの全ての組バッテリの電圧変動が生じる。
When the path LE is grounded and contacts a part of the housing 11, the path LE and the housing 11 are connected by the path LF. In this case, as already described, the closed circuit LPP-A is created, and the voltage value detected by the voltage detection unit 17A is the value shown in the equation (1) or (2).
In the second embodiment, when the assembled battery 14A has a ground fault, the assembled batteries 14A to 14M undergo voltage fluctuations due to the influence of the assembled battery 14A.

ここで、組バッテリ14の並列接続の接続を個々に解く(すなわち、接触器20Pおよび接触器20Nを個々に遮断状態にする)ことにより、その組バッテリ14に地絡が生じているか否かにより、検出される電圧が異なる。地絡場所推定部42は、検出される電圧に基づいて、地絡が発生している組バッテリ14を検出することができる。   Here, depending on whether or not a ground fault has occurred in the assembled battery 14 by individually disconnecting the parallel connection of the assembled battery 14 (that is, by individually bringing the contactor 20P and the contactor 20N into a disconnected state). The detected voltage is different. The ground fault location estimation unit 42 can detect the assembled battery 14 in which a ground fault has occurred based on the detected voltage.

例えば、並列接続の接続を解いた組バッテリ14(例えば組バッテリ14A)に地絡が生じていた場合には、他の組バッテリ14(例えば、組バッテリ14A以外の組バッテリ)の電圧変動が正常値に戻り、並列接続を解いた組バッテリ14(例えば組バッテリ14A)にのみ、電圧異常が観測される。なお、換言すれば、上記の場合は、並列接続を解いた接触器20P、20Nより組バッテリ14側に地絡が生じていた場合である。上記の電圧変動の「正常値」とは、電圧が不定な状態を含む。
或いは、並列接続を解いた組バッテリ14に地絡が生じていない場合には、並列接続を解いた組バッテリ14の電圧変動が正常値に戻り、並列接続を解いた組バッテリ14以外の組バッテリ14の全てに電圧異常が観測される。なお、換言すれば、上記の場合は、並列接続を解いた接触器20P、20Nの外側で地絡が生じていた場合である。
For example, when a ground fault has occurred in the assembled battery 14 (for example, the assembled battery 14A) that has been disconnected from the parallel connection, voltage fluctuations of other assembled batteries 14 (for example, an assembled battery other than the assembled battery 14A) are normal. Returning to the value, voltage abnormality is observed only in the assembled battery 14 (for example, the assembled battery 14A) that has been disconnected in parallel. In other words, the above case is a case where a ground fault has occurred on the assembled battery 14 side from the contactors 20P and 20N that have been disconnected in parallel. The “normal value” of the voltage fluctuation includes a state where the voltage is indefinite.
Alternatively, when there is no ground fault in the assembled battery 14 that has been disconnected in parallel, the voltage variation of the assembled battery 14 that has been disconnected in parallel returns to a normal value, and the assembled batteries other than the assembled battery 14 that has been disconnected in parallel Voltage abnormality is observed in all 14. In other words, the above case is a case where a ground fault has occurred outside the contactors 20P and 20N that have been disconnected in parallel.

地絡場所推定部42は、上記の手順の処理を実行することにより、地絡が生じている組バッテリ14を特定することができる。なお、地絡場所推定部42は、コントローラ30の接触器制御部32を介して正極側接触器20Pと、複数の負極側接触器20Nとを制御することにより、組バッテリ14の並列接続を個別に解くことができるものである。   The ground fault location estimation unit 42 can identify the assembled battery 14 in which a ground fault has occurred by executing the processing of the above procedure. In addition, the ground fault location estimation part 42 controls the positive electrode side contactor 20P and the some negative electrode side contactor 20N via the contactor control part 32 of the controller 30, and individual parallel connection of the assembled battery 14 is carried out. It can be solved.

第2の実施形態においては、地絡場所推定部42は、電圧検出部17に検出される電圧値が、不定か否かによって、地絡した電圧検出部17が含まれる組バッテリ14を推定する。また、第2の実施形態においては、地絡場所推定部42は、地絡が生じていることが特定された組バッテリ14における地絡地点の特定について、第1の実施形態と同様の手法をとってもよい。つまり、地絡場所推定部42は、第1の実施形態と同様に、(1)または(2)式を用いて、電圧検出部17に検出される電圧値に基づき、地絡した場所を推定する。   In the second embodiment, the ground fault location estimation unit 42 estimates the assembled battery 14 including the ground fault voltage detection unit 17 depending on whether or not the voltage value detected by the voltage detection unit 17 is indefinite. . In the second embodiment, the ground fault location estimation unit 42 uses the same technique as that of the first embodiment for specifying the ground fault point in the battery pack 14 in which the ground fault is specified. It may be taken. That is, the ground fault location estimation unit 42 estimates the ground fault location based on the voltage value detected by the voltage detection unit 17 using the formula (1) or (2), as in the first embodiment. To do.

以上説明した第2の実施形態によれば、地絡場所推定部42は、電圧検出部17A、17Bの各々により検出された電圧に関する値に基づき、地絡が生じた場所を推定する。これにより、蓄電装置1によれば、組バッテリ14Aに対して、電気的に並列に接続された組バッテリ14Bとを有する場合でも、いずれの組バッテリ14において地絡が発生したか否かを、推定することができる。   According to the second embodiment described above, the ground fault location estimation unit 42 estimates the location where the ground fault has occurred based on the values relating to the voltages detected by the voltage detection units 17A and 17B. Thereby, according to the electrical storage apparatus 1, even when it has the assembled battery 14B electrically connected in parallel with respect to the assembled battery 14A, whether or not a ground fault has occurred in any of the assembled batteries 14 Can be estimated.

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、鉄道車両用蓄電装置1は、組バッテリ14と、筐体11と、電気的接続部15と筐体11とを電気的に接続した接続線18と、電気的接続部15と筐体11との間の電圧に関する値を検出する電圧検出部17と、を持つ。これにより、蓄電装置1によれば、地絡を容易に検出することができる。   According to at least one embodiment described above, the railway vehicle power storage device 1 includes the assembled battery 14, the housing 11, the electrical connection unit 15, and the connection line 18 that electrically connects the housing 11. And a voltage detection unit 17 that detects a value related to a voltage between the electrical connection unit 15 and the casing 11. Thereby, according to the electrical storage apparatus 1, a ground fault can be detected easily.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

1…鉄道車両用蓄電装置、11…筐体、12P…正極側外部接続端子、12N…負極側外部接続端子、14、14A、14B…組バッテリ、140S…複数のバッテリモジュール、140…バッテリモジュール、15…電気的接続部、16A、16B…接地極、17…電圧検出部、18…接続線、20P…正極側接触器、20N…負極側接触器、30…コントローラ、31…電圧調整部、32…接触器制御部、40…情報処理部、41…地絡判定部、42…地絡場所推定部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Railway vehicle electrical storage apparatus, 11 ... Housing | casing, 12P ... Positive electrode side external connection terminal, 12N ... Negative electrode side external connection terminal, 14, 14A, 14B ... Assembly battery, 140S ... Multiple battery modules, 140 ... Battery module, DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 ... Electrical connection part, 16A, 16B ... Ground electrode, 17 ... Voltage detection part, 18 ... Connection line, 20P ... Positive electrode side contactor, 20N ... Negative electrode side contactor, 30 ... Controller, 31 ... Voltage adjustment part, 32 ... Contactor control unit, 40 ... Information processing unit, 41 ... Ground fault determination unit, 42 ... Ground fault location estimation unit

Claims (8)

電気的に直列に接続された複数のバッテリモジュールと、
前記複数のバッテリモジュールを収容した筐体と、
前記複数のバッテリモジュールに含まれる2つのバッテリモジュールの間の電気的接続部と前記筐体とを電気的に接続した第1接続線と、
前記第1接続線に設けられ、前記電気的接続部と前記筐体との間の電圧に関する値を検出する第1検出部と、
を備える鉄道車両用蓄電装置。
A plurality of battery modules electrically connected in series;
A housing containing the plurality of battery modules;
A first connection line electrically connecting an electrical connection between two battery modules included in the plurality of battery modules and the housing;
A first detection unit that is provided in the first connection line and detects a value related to a voltage between the electrical connection unit and the housing;
A railway vehicle power storage device.
前記筐体は、グラウンド部を有し、
前記第1接続線は、前記第1検出部を介して、前記電気的接続部と、前記筐体のグラウンド部とを電気的に接続し、
前記第1検出部は、前記電気的接続部と前記筐体のグラウンド部との間の電圧に関する値を検出する、
請求項1に記載の鉄道車両用蓄電装置。
The housing has a ground part,
The first connection line electrically connects the electrical connection portion and the ground portion of the housing via the first detection unit,
The first detection unit detects a value related to a voltage between the electrical connection unit and a ground portion of the housing.
The railway vehicle power storage device according to claim 1.
地絡がない状態で前記第1検出部により検出される前記電気的接続部の電圧は、予め定められた電圧範囲になる、
請求項1又は請求項2に記載の鉄道車両用蓄電装置。
The voltage of the electrical connection detected by the first detection unit in the absence of a ground fault is in a predetermined voltage range.
The railway vehicle power storage device according to claim 1 or 2.
前記第1検出部により検出された電圧に関する値に基づき、地絡の有無を判定する判定部をさらに備える、
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の鉄道車両用蓄電装置。
A determination unit for determining the presence or absence of a ground fault based on a value related to the voltage detected by the first detection unit;
The power storage device for a railway vehicle according to any one of claims 1 to 3.
前記第1検出部により検出された電圧に関する値と、前記複数のバッテリモジュールに含まれる少なくとも1つのバッテリモジュールの電圧値とに基づき、地絡が生じた場所を推定する推定部をさらに備える、
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の鉄道車両用蓄電装置。
An estimation unit that estimates a location where a ground fault has occurred based on a value related to the voltage detected by the first detection unit and a voltage value of at least one battery module included in the plurality of battery modules;
The power storage device for a railway vehicle according to any one of claims 1 to 4.
前記複数のバッテリモジュールの電圧値を略同じに調整する調整部をさらに備え、
前記推定部は、前記調整部により前記複数のバッテリモジュールの電圧値が略同じに調整された後に、前記第1検出部により検出された電圧に関する値と、前記複数のバッテリモジュールに含まれる1のバッテリモジュールの電圧値とに基づき、地絡が生じた場所を推定する、
請求項5に記載の鉄道車両用蓄電装置。
An adjustment unit for adjusting the voltage values of the plurality of battery modules to be substantially the same;
The estimation unit includes a value relating to a voltage detected by the first detection unit after the voltage values of the plurality of battery modules are adjusted to be substantially the same by the adjustment unit, and one of the plurality of battery modules included in the estimation unit. Based on the voltage value of the battery module, estimate the location where the ground fault occurred,
The railway vehicle power storage device according to claim 5.
外部接続端子と、
前記外部接続端子と前記複数のバッテリモジュールとの間に設けられた接触器と、
をさらに備え、
前記第1検出部は、前記接触器が開放された状態で前記電気的接続部と前記筐体との間の電圧に関する値を検出し、
前記推定部は、前記接触器が開放された状態で前記第1検出部により検出された電圧に関する値に基づき、地絡が生じた場所を推定する、
請求項5又は請求項6に記載の鉄道車両用蓄電装置。
An external connection terminal;
A contactor provided between the external connection terminal and the plurality of battery modules;
Further comprising
The first detection unit detects a value related to a voltage between the electrical connection unit and the housing in a state where the contactor is opened,
The estimation unit estimates a location where a ground fault has occurred based on a value related to a voltage detected by the first detection unit in a state where the contactor is opened.
The railway vehicle power storage device according to claim 5 or 6.
前記複数のバッテリモジュールを含む第1バッテリモジュールセットと、
別の複数のバッテリモジュールを含むとともに、前記第1バッテリモジュールセットに対して電気的に並列に接続された第2バッテリモジュールセットと、
前記第2バッテリモジュールセットに含まれる2つのバッテリモジュールの間の電気的接続部と前記筐体とを電気的に接続した第2接続線と、
前記第2接続線に設けられ、前記第2バッテリモジュールセットに含まれる前記電気的接続部と前記筐体との間の電圧に関する値を検出する第2検出部と、
前記第1検出部により検出された電圧に関する値と、前記第2検出部により検出された電圧に関する値とに基づき、地絡が生じた場所を推定する推定部と、
をさらに備える請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の鉄道車両用蓄電装置。

A first battery module set including the plurality of battery modules;
A second battery module set including another plurality of battery modules and electrically connected in parallel to the first battery module set;
A second connection line electrically connecting the electrical connection between the two battery modules included in the second battery module set and the housing;
A second detection unit that is provided in the second connection line and detects a value related to a voltage between the electrical connection unit and the housing included in the second battery module set;
An estimation unit that estimates a location where a ground fault has occurred based on a value related to the voltage detected by the first detection unit and a value related to the voltage detected by the second detection unit;
The power storage device for a railway vehicle according to any one of claims 1 to 7, further comprising:

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