JP2021016247A - 検出装置 - Google Patents

検出装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2021016247A
JP2021016247A JP2019129677A JP2019129677A JP2021016247A JP 2021016247 A JP2021016247 A JP 2021016247A JP 2019129677 A JP2019129677 A JP 2019129677A JP 2019129677 A JP2019129677 A JP 2019129677A JP 2021016247 A JP2021016247 A JP 2021016247A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sensor
voltage
ground fault
current
detector
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2019129677A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7055777B2 (ja
Inventor
充晃 森本
Mitsuaki Morimoto
充晃 森本
一男 杉村
Kazuo Sugimura
一男 杉村
和也 椿
Kazuya Tsubaki
和也 椿
英一郎 大石
Eiichiro Oishi
英一郎 大石
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yazaki Corp
Original Assignee
Yazaki Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yazaki Corp filed Critical Yazaki Corp
Priority to JP2019129677A priority Critical patent/JP7055777B2/ja
Priority to EP20182578.3A priority patent/EP3764111A1/en
Priority to US16/924,129 priority patent/US11500028B2/en
Priority to CN202010655691.4A priority patent/CN112285577B/zh
Publication of JP2021016247A publication Critical patent/JP2021016247A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7055777B2 publication Critical patent/JP7055777B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3842Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC combining voltage and current measurements
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/005Testing of electric installations on transport means
    • G01R31/006Testing of electric installations on transport means on road vehicles, e.g. automobiles or trucks
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/385Arrangements for measuring battery or accumulator variables
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0046Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electric energy storage systems, e.g. batteries or capacitors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0069Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to the isolation, e.g. ground fault or leak current
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/04Cutting off the power supply under fault conditions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/0084Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof measuring voltage only
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/0092Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof measuring current only
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/52Testing for short-circuits, leakage current or ground faults
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/54Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/545Temperature
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/54Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/547Voltage
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/54Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/549Current
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

【課題】車両の電源回路における検出対象を適正に検出することができる検出装置を提供する。【解決手段】センサユニット1は、電流を検出する電流センサ51と、電圧を検出する電圧センサ52と、地絡を検出する地絡センサ53と、電流センサ51、電圧センサ52、及び、地絡センサ53が搭載される共通の基板10とを備える。センサユニット1は、例えば、車両の電源回路において、高電圧系の3つのセンサを共通の基板10に集約することができるので、部品点数の増加を抑制することができる。【選択図】図2

Description

本発明は、検出装置に関する。
従来、検出装置として、例えば、特許文献1には、車両に搭載された蓄電池の充電状況に応じて、当該蓄電池と車載機器との電気的な接続を制御する車両制御システムが記載されている。
特開2011−217544号公報
ところで、上述の特許文献1に記載の車両制御システムは、例えば、蓄電池の充電状況を検出するために、電流検出器や電圧検出器、地絡検出器等を車両に搭載する場合があるが、これらの検出器を車両に搭載した場合、部品点数が増加するおそれがあり、更なる改善の余地がある。
そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、車両の電源回路における検出対象を適正に検出することができる検出装置を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る検出装置は、電流を検出する電流検出器と、電圧を検出する電圧検出器と、地絡を検出する地絡検出器と、前記電流検出器、前記電圧検出器、及び、前記地絡検出器が搭載される共通の基板と、を備えることを特徴とする。
上記検出装置において、前記電圧検出器及び前記地絡検出器が共に接続され且つ車両の電源から負荷部に電力を供給する電源回路の正極側に接続される正極端子と、前記電圧検出器及び前記地絡検出器が共に接続され且つ前記電源回路の負極側に接続される負極端子と、を備えることが好ましい。
上記検出装置において、前記電流検出器、前記電圧検出器、及び、前記地絡検出器からそれぞれ出力される信号を共通に処理する制御部を備えることが好ましい。
本発明に係る検出装置は、各検出器を共通の基板に集約することができるので部品点数の増加を抑制することができ、この結果、電源回路における検出対象を適正に検出することができる。
図1は、実施形態に係る電源回路の構成例を示すブロック図である。 図2は、実施形態に係るセンサユニットの構成例を示すブロック図である。 図3は、比較例に係る電力演算例を示す図である。 図4は、実施形態に係る電力演算例を示す図である。 図5は、実施形態に係る高電圧電池の劣化状態の第1判定例を示す図である。 図6は、実施形態に係る高電圧電池の劣化状態の第2判定例を示す図である。 図7は、実施形態の第1変形例に係るセンサユニットの構成例を示すブロック図である。 図8は、実施形態の第2変形例に係るセンサユニットの構成例を示すブロック図である。
本発明を実施するための形態(実施形態)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。更に、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
〔実施形態〕
図面を参照しながら実施形態に係る電源回路100のセンサユニット1について説明する。図1は、実施形態に係る電源回路100の構成例を示すブロック図である。図2は、実施形態に係るセンサユニット1の構成例を示すブロック図である。図3は、比較例に係る電力演算例を示す図である。図4は、実施形態に係る電力演算例を示す図である。図5は、実施形態に係る高電圧電池101の劣化状態の第1判定例を示す図である。図6は、実施形態に係る高電圧電池101の劣化状態の第2判定例を示す図である。
電源回路100は、高電圧電池101から負荷部102に電力を供給するものである。電源回路100は、例えば、電気車両(EV)、ハイブリッド車両(HEV)、プラグインハイブリッド車両(PHEV)等の車両に搭載される。電源回路100は、図1に示すように、電源としての高電圧電池101と、負荷部102と、高電圧J/B(Junction Box)103とを備える。
高電圧電池101は、電力を充放電可能な二次電池である。高電圧電池101は、例えば、複数の電池セルが直列に接続されて構成されている。高電圧電池101は、車両の車体から電気的に絶縁されている。高電圧電池101は、高電圧J/B103を介して負荷部102に接続され、高電圧の直流電力を負荷部102に供給する。
負荷部102は、電力を消費するものであり、例えば、電気車両等を走行させるためのモータやインバータ回路等を含んで構成される。負荷部102は、高電圧電池101から供給される電力を消費する。
高電圧J/B103は、高電圧電池101及び負荷部102を電気的に接続する電気接続箱である。高電圧J/B103は、高電圧電池101と負荷部102との間に設けられている。高電圧J/B103は、高電圧電池101と負荷部102との間を、銅板等の金属板を母材にして板状にプレス成形されたバスバ等により接続している。高電圧J/B103は、上流側リレー103aと、下流側リレー103b、103cと、検出装置としてのセンサユニット1とを有している。
上流側リレー103aは、バスバに流れる電流を通電又は遮断するものである。上流側リレー103aは、高電圧電池101の正極と負荷部102との間に設けられている。上流側リレー103aは、スイッチSW1と、コイルCL1とを備える。
スイッチSW1は、第1接点M1と、第2接点N1とを有する。第1接点M1は、高電圧電池101の正極に接続され、第2接点N1は、負荷部102に接続されている。スイッチSW1は、第1接点M1及び第2接点N1を電気的に接続(ON)することで、高電圧電池101の正極及び負荷部102を電気的に接続する。一方、スイッチSW1は、第1接点M1及び第2接点N1を電気的に遮断(OFF)することで、高電圧電池101の正極及び負荷部102を電気的に遮断する。
コイルCL1は、スイッチSW1をON又はOFFするものである。コイルCL1は、スイッチSW1に対向して配置され、磁力によりスイッチSW1をON又はOFFする。コイルCL1は、図示しないECU(電子制御ユニット;Electronic Control Unit)に接続されている。コイルCL1は、ECUからリレー駆動信号が出力された場合、磁力によりスイッチSW1をONする。一方、コイルCL1は、ECUからリレー駆動信号が出力されていない場合、磁力が作用せずスイッチSW1がOFFとなる。
下流側リレー103bは、バスバに流れる電流を通電又は遮断するものである。下流側リレー103bは、高電圧電池101の負極と負荷部102との間に設けられている。下流側リレー103bは、スイッチSW2と、コイルCL2とを備える。
スイッチSW2は、第1接点M2と、第2接点N2とを有する。第1接点M2は、高電圧電池101の負極に接続され、第2接点N2は、負荷部102に接続されている。スイッチSW2は、第1接点M2及び第2接点N2を電気的に接続(ON)することで、高電圧電池101の負極及び負荷部102を電気的に接続する。一方、スイッチSW2は、第1接点M2及び第2接点N2を電気的に遮断(OFF)することで、高電圧電池101の負極及び負荷部102を電気的に遮断する。
コイルCL2は、スイッチSW2をON又はOFFするものである。コイルCL2は、スイッチSW2に対向して配置され、磁力によりスイッチSW2をON又はOFFする。コイルCL2は、ECUに接続されている。コイルCL2は、ECUからリレー駆動信号が出力された場合、磁力によりスイッチSW2をONする。一方、コイルCL2は、ECUからリレー駆動信号が出力されていない場合、磁力が作用せずスイッチSW2がOFFとなる。
下流側リレー103cは、バスバに流れる電流を通電又は遮断するものである。下流側リレー103cは、高電圧電池101の負極と負荷部102との間に設けられ、抵抗器Rを介して下流側リレー103bに並列に接続されている。下流側リレー103cは、スイッチSW3と、コイルCL3とを備える。
スイッチSW3は、第1接点M3と、第2接点N3とを有する。第1接点M3は、高電圧電池101の負極に接続され、第2接点N3は、抵抗器Rを介して負荷部102に接続されている。スイッチSW3は、第1接点M3及び第2接点N3を電気的に接続(ON)することで、高電圧電池101の負極及び負荷部102を電気的に接続する。一方、スイッチSW3は、第1接点M3及び第2接点N3を電気的に遮断(OFF)することで、高電圧電池101の負極及び負荷部102を電気的に遮断する。
コイルCL3は、スイッチSW3をON又はOFFするものである。コイルCL3は、スイッチSW3に対向して配置され、磁力によりスイッチSW3をON又はOFFする。コイルCL3は、ECUに接続されている。コイルCL3は、ECUからリレー駆動信号が出力された場合、磁力によりスイッチSW3をONする。一方、コイルCL3は、ECUからリレー駆動信号が出力されていない場合、磁力が作用せずスイッチSW3がOFFとなる。
ECUは、高電圧電池101から負荷部102に電力を供給する場合、上流側リレー103aをONする。次に、ECUは、負荷部102への突入電流を防止するために下流側リレー103cをONにし、負荷部102のコンデンサが充電された後、下流側リレー103bをONする。ECUは、上流側リレー103aと下流側リレー103bがONになり、負荷部102への電力供給が開始されると下流側リレー103cをOFFする。ECUは、高電圧電池101から負荷部102に電力を供給しない場合、上流側リレー103a及び下流側リレー103b、103cをOFFする。
センサユニット1は、電源回路100における検出対象を検出するものである。本実施形態では、センサユニット1は、高電圧J/B103内に設けられ、当該高電圧J/B103のバスバに接続される。これにより、センサユニット1は、センサ用の高電圧信号を取得することが比較的容易である。また、センサユニット1は、上流側リレー103a及び下流側リレー103b、103cを有する高電圧J/B103内に設けられるので、ワイヤーハーネスは高電圧J/B103に接続されるだけで済む。そのためワハイヤーハーネスとセンサユニット1とを直接接続することが無いためワイヤーハーネス上の絶縁処理を省略することができる。センサユニット1は、図1及び図2に示すように、基板10と、電源20と、通信I/F30と、端子部40と、センサ部50と、制御部60とを有する。
基板10は、種々の電子部品が実装され、当該電子部品を電気的に接続する電子回路を構成するものであり、いわゆるプリント回路基板(Printed Circuit Board)である。基板10は、例えば、エポキシ樹脂、ガラスエポキシ樹脂、紙エポキシ樹脂やセラミック等の絶縁性の材料からなる絶縁層に銅箔等の導電性部材によって配線パターン(プリントパターン)が形成(印刷)されている。基板10には、電流検出器としての電流センサ51、電圧検出器としての電圧センサ52、及び、地絡検出器としての地絡センサ53が共に搭載される。つまり、電流センサ51、電圧センサ52、及び、地絡センサ53は、1つの基板10に集約して搭載されている。本実施形態では、電源回路100において、正極側に電流センサ51が配置され、負極側に地絡センサ53が配置され、電流センサ51と地絡センサ53との間に電圧センサ52が配置されている。
電源20は、制御部60に電力を供給するものである。電源20は、コネクタCNを介して外部の電源(図示省略)に接続され、当該外部の電源から供給される電力を所定の電力に変換し、変換した電力を制御部60に供給する。
通信I/F30は、外部通信機器と通信するためのインターフェースである。通信I/F30は、コネクタCNを介してECUに接続され、且つ、制御部60に接続されている。通信I/F30は、例えば、制御部60から出力されるセンサ出力信号を、ECUが入力可能な信号の形式に変換して当該ECUに出力する。
端子部40は、電源回路100の正極側及び負極側に電気的に接続されるものである。端子部40は、正極端子41と、負極端子42とを有する。正極端子41は、基板10に搭載され、電圧センサ52及び地絡センサ53が共に接続されている。正極端子41は、例えば、当該正極端子41から基板10上に延在する導線が途中で2つに分岐し、分岐した一方の導線が電圧センサ52に接続され、且つ、分岐した他方の導線が地絡センサ53に接続されている。更に、正極端子41は、電源回路100の正極側に接続されている。正極端子41は、例えば、高電圧電池101の正極と上流側リレー103aとの間に接続されている。
負極端子42は、基板10に搭載され、電圧センサ52及び地絡センサ53が共に接続されている。負極端子42は、例えば、当該負極端子42から基板10上に延在する導線が途中で2つに分岐し、分岐した一方の導線が電圧センサ52に接続され、且つ、分岐した他方の導線が地絡センサ53に接続されている。更に、負極端子42は、電源回路100の負極側に接続されている。負極端子42は、例えば、高電圧電池101の負極と下流側リレー103b、103cとの間に接続されている。
センサ部50は、車両の電源回路100における検出対象を検出するものである。センサ部50は、基板10に搭載されている。センサ部50は、電流センサ51と、電圧センサ52と、地絡センサ53とを有する。
電流センサ51は、電流を検出するセンサである。電流センサ51は、基板10に搭載されている。電流センサ51は、電流検出回路51aと、I/F回路51bとを有する。電流検出回路51aは、電流検出素子を有し、この電流検出素子が高電圧電池101の正極と上流側リレー103aとの間に設けられる。電流検出回路51aは、電流検出素子により高電圧電池101から負荷部102に流れる電流を検出する。電流検出回路51aは、I/F回路51bに接続され、検出した電流の電流値をI/F回路51bに出力する。
I/F回路51bは、電流値を所定のデータの形式に変換するものである。I/F回路51bは、電流検出回路51a及び制御部60に接続され、当該電流検出回路51aから出力された電流値を、制御部60が入力可能なデータの形式に変換し、変換した電流値を制御部60に出力する。
電圧センサ52は、電圧を検出するセンサである。電圧センサ52は、基板10に搭載されている。電圧センサ52は、電圧検出回路52aと、I/F回路52bとを有する。電圧検出回路52aは、正極端子41及び負極端子42に接続されている。そして、電圧検出回路52aは、正極端子41を介して電源回路100の正極側に接続され、且つ、負極端子42を介して電源回路100の負極側に接続されている。電圧検出回路52aは、電源回路100の正極側と負極側との電位差を表す電圧を検出する。電圧検出回路52aは、I/F回路52bに接続され、検出した電圧の電圧値をI/F回路52bに出力する。
I/F回路52bは、電圧値を所定のデータの形式に変換するものである。I/F回路52bは、電圧検出回路52a及び制御部60に接続され、当該電圧検出回路52aから出力された電圧値を、制御部60が入力可能なデータの形式に変換し、変換した電圧値を制御部60に出力する。
地絡センサ53は、地絡を検出するセンサである。地絡センサ53は、基板10に搭載されている。地絡センサ53は、地絡検出回路53aと、I/F回路53bとを有する。地絡検出回路53aは、正極端子41及び負極端子42に接続されている。そして、地絡検出回路53aは、正極端子41を介して電源回路100の正極側に接続され、且つ、負極端子42を介して電源回路100の負極側に接続されている。地絡検出回路53aは、地絡を判定するために用いる電圧を検出する。地絡検出回路53aは、I/F回路52bに接続され、検出した電圧の電圧値をI/F回路52bに出力する。
I/F回路53bは、電圧値を所定のデータの形式に変換するものである。I/F回路53bは、地絡検出回路53a及び制御部60に接続され、当該地絡検出回路53aから出力された電圧値を、制御部60が入力可能なデータの形式に変換し、変換した電圧値を制御部60に出力する。
制御部60は、センサ部50により検出された検出結果に基づいて各種演算を行うものである。制御部60は、CPU、記憶部を構成するROM、RAM及びインターフェースを含む周知のマイクロコンピュータを主体とする電子回路を含んで構成される。本実施形態では、制御部60は、基板10に搭載され、地絡センサ53において地絡を判定するCPUとして機能するものであるが、電流値及び電圧値を処理するCPUとしても機能する。
制御部60は、電流センサ51、電圧センサ52、及び、地絡センサ53からそれぞれ出力される信号を共通に処理する。制御部60は、例えば、地絡センサ53のI/F回路53bに接続され、当該I/F回路53bから電圧値が出力される。制御部60は、地絡センサ53のI/F回路53bから出力された電圧値に基づいて地絡を判定する。
また、制御部60は、電流センサ51のI/F回路51bに接続され、当該I/F回路51bから電流値が出力される。更に、制御部60は、電圧センサ52のI/F回路52bに接続され、当該I/F回路52bから電圧値が出力される。制御部60は、I/F回路51bから出力された電流値と、I/F回路52bから出力された電圧値とに基づいて、電力値を演算する。この場合、制御部60は、予め定められたサンプリング周期で取得した電流値及び電圧値に基づいて電力値を演算する。つまり、電力値は、1つの(共通の)制御部60が、共通のサンプリング周期で取得した電流値及び電圧値に基づいて演算される。
ここで、比較例に係る電流センサは、当該電流センサの制御部が、予め定められたサンプリング周期で電流値を取得する。また、比較例に係る電圧センサは、電流センサの制御部とは別の電圧センサの制御部が、予め定められたサンプリング周期で電圧値を取得する。これにより、比較例では、それぞれ異なる制御部により電流値及び電圧値を取得しているので、図3に示すように、電力値P(t)を演算する場合に、電流値I(t)及び電圧値V(t)を取得するタイミングが時間T、ズレており、演算で求めた電力値P(t)と実際の電力値Pwとの間で誤差が生じる問題がある。なお、図3では、「V0」が初期電圧を表し、「a」が電圧低下の定数を表し、「P」が定格電力を表し、「t」が時間を表している。
これに対して、実施形態に係るセンサユニット1は、1つの(共通の)制御部60が、共通のサンプリング周期で取得した電流値及び電圧値(それぞれの信号)に基づいて電力値を演算する。これにより、制御部60は、図4に示すように、電力値P(t)を演算する場合に、電流値I(t)及び電圧値V(t)を取得するタイミングの同期がとれており、電流値I(t)及び電圧値V(t)を掛け算することで瞬時電力(電力値P(t))を正確に算出することができる。これにより、制御部60は、算出した電力値P(t)と実際の電力値Pwとを一致させることができる。そして、制御部60は、瞬時電力を時間積分していけば高電圧電池101が使用した電力量又は高電圧電池101を充電した電力量を算出することができる。なお、図4では、「V0」が初期電圧を表し、「a」が電圧低下の定数を表し、「P」が定格電力を表し、「t」が時間を表している。
ECUは、制御部60により算出した電力量と、電池監視ユニット(図示省略)により監視される高電圧電池101の充電状態(SOC;State Of Charge)とを比較することで、高電圧電池101の劣化状態を判定することもできる。ECUは、例えば、図5に示すように、高電圧電池101のSOCが50%の場合に、高電圧電池101の使用状態K1の使用電力量が、高電圧電池101の初期状態K2の使用電力量よりも少ない場合(差分D1が生じる場合)、高電圧電池101が劣化していると判定することができる。なお、図5では、縦軸が使用電力量(Wh)を表し、横軸が充電状態(SOC)を表している。
また、ECUは、例えば、図6に示すように、高電圧電池101の使用電力量が所定値の場合に、高電圧電池101の使用状態K1のSOCが、高電圧電池101の初期状態K2のSOCよりも少ない場合(差分D2が生じる場合)、高電圧電池101が劣化していると判定することができる。なお、図6では、縦軸が使用電力量(Wh)を表し、横軸が充電状態(SOC)を表している。このように、ECUは、センサユニット1により算出された電力量と電池監視ユニットで取得されたSOCとを比較することにより、高電圧電池101の劣化状態を判定することができる。この構成により、従来では、電池監視ユニットにより高電圧電池101の劣化状態を診断していたが、本実施形態では、高電圧電池101の劣化診断の冗長構成を簡単に構成することができる。
以上のように、実施形態に係るセンサユニット1は、電流を検出する電流センサ51と、電圧を検出する電圧センサ52と、地絡を検出する地絡センサ53と、電流センサ51、電圧センサ52、及び、地絡センサ53が搭載される共通の基板10とを備える。従来では、各センサがそれぞれ個別の基板10を有していた為、部品点数の増加を招いていた。これに対して、実施形態に係るセンサユニット1は、車両の電源回路100において、高電圧系の3つのセンサを共通の基板10に集約することができるので、部品点数の増加を抑制することができる。この結果、センサユニット1は、電源回路100における検出対象を適正に検出することができる。
上記センサユニット1は、更に、正極端子41と、負極端子42とを備える。正極端子41は、電圧センサ52及び地絡センサ53が共に接続され、且つ、車両の高電圧電池101から負荷部102に電力を供給する電源回路100の正極側に接続される。負極端子42は、電圧センサ52及び地絡センサ53が共に接続され、且つ、電源回路100の負極側に接続される。この構成により、センサユニット1は、電源回路100の高電圧部の取り出しを、共通の正極端子41及び負極端子42を介して行うことができ、高電圧部からの分岐を最小限にすることができる。この結果、センサユニット1は、高電圧のワイヤーハーネスを削減することができ、高電圧のワイヤーハーネスの配索性を向上できる。
上記センサユニット1において、電流センサ51、電圧センサ52、及び、地絡センサ53からそれぞれ出力される信号を共通に処理する制御部60を備える。この構成により、センサユニット1は、1つの(共通の)制御部60が、共通のサンプリング周期で取得した電流値及び電圧値に基づいて電力値を演算することができ、電力値を正確に算出することができる。
〔変形例〕
次に、実施形態の変形例について説明する。変形例では、実施形態と同等の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。図7は、実施形態の第1変形例に係るセンサユニット1Aの構成例を示すブロック図である。第1変形例に係るセンサユニット1Aは、制御部60Aがセンサユニット1A内に含まれない点で実施形態に係るセンサユニット1とは異なる。センサユニット1Aは、図7に示すように、基板10と、端子部40と、センサ部50とを有する。センサユニット1Aは、コネクタCNを介して外部の制御部60A(他ECU)に接続される。制御部60Aは、センサ部50により検出された検出結果に基づいて各種演算を行う。このように、センサユニット1Aは、制御部60Aがセンサユニット1Aに含まれずに外部に配置されてもよい。
図8は、実施形態の第2変形例に係るセンサユニット1Bの構成例を示すブロック図である。第2変形例に係るセンサユニット1Bは、更に、温度センサ54を備える点で実施形態のセンサユニット1及び第1変形例のセンサユニット1Aとは異なる。センサユニット1Bは、図8に示すように、基板10と、電源20と、通信I/F30と、端子部40と、センサ部50と、制御部60とを有する。センサ部50は、電流センサ51と、電圧センサ52と、地絡センサ53と、温度センサ54とを有する。
温度センサ54は、温度を検出するセンサである。温度センサ54は、基板10に搭載され、温度検出回路54aと、I/F回路54bとを有する。温度検出回路54aは、センサユニット1の温度を検出する。温度検出回路54aは、I/F回路54bに接続され、検出した検出温度をI/F回路54bに出力する。
I/F回路54bは、検出温度を所定のデータの形式に変換するものである。I/F回路54bは、温度検出回路54a及び制御部60に接続され、当該温度検出回路54aから出力された検出温度を、制御部60が入力可能なデータの形式に変換し、変換した検出温度を制御部60に出力する。このように、センサユニット1Bは、更に、温度センサ54を備える。なお、センサユニット1Bは、上述の4つのセンサの以外に、その他のセンサを備えてもよい。
上記説明において、センサユニット1、1A、1Bは、共通の正極端子41及び負極端子42を有する例について説明したが、これに限定されず、電圧センサ52、地絡センサ53毎にそれぞれ正極端子41及び負極端子42を有するように構成してもよい。
また、電流センサ51、電圧センサ52、及び、地絡センサ53からそれぞれ出力される信号を共通に処理する制御部60を備える例について説明したが、これに限定されず、各センサからそれぞれ出力される信号を個別に処理する複数の制御部を備えてもよい。
また、センサユニット1は、高電圧J/B103内に設けられる例について説明したが、これに限定されず、高電圧J/B103内に設けられなくてもよい。
1、1A、1B センサユニット(検出装置)
10 基板
41 正極端子
42 負極端子
51 電流センサ(電流検出器)
52 電圧センサ(電圧検出器)
53 地絡センサ(地絡検出器)
60、60A 制御部
100 電源回路
101 高電圧電池(電源)
102 負荷部

Claims (3)

  1. 電流を検出する電流検出器と、
    電圧を検出する電圧検出器と、
    地絡を検出する地絡検出器と、
    前記電流検出器、前記電圧検出器、及び、前記地絡検出器が搭載される共通の基板と、
    を備えることを特徴とする検出装置。
  2. 前記電圧検出器及び前記地絡検出器が共に接続され且つ車両の電源から負荷部に電力を供給する電源回路の正極側に接続される正極端子と、
    前記電圧検出器及び前記地絡検出器が共に接続され且つ前記電源回路の負極側に接続される負極端子と、
    を備える請求項1に記載の検出装置。
  3. 前記電流検出器、前記電圧検出器、及び、前記地絡検出器からそれぞれ出力される信号を共通に処理する制御部を備える請求項1又は2に記載の検出装置。
JP2019129677A 2019-07-12 2019-07-12 検出装置 Active JP7055777B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019129677A JP7055777B2 (ja) 2019-07-12 2019-07-12 検出装置
EP20182578.3A EP3764111A1 (en) 2019-07-12 2020-06-26 Detection device
US16/924,129 US11500028B2 (en) 2019-07-12 2020-07-08 Detection device
CN202010655691.4A CN112285577B (zh) 2019-07-12 2020-07-09 检测装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019129677A JP7055777B2 (ja) 2019-07-12 2019-07-12 検出装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021016247A true JP2021016247A (ja) 2021-02-12
JP7055777B2 JP7055777B2 (ja) 2022-04-18

Family

ID=71266307

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019129677A Active JP7055777B2 (ja) 2019-07-12 2019-07-12 検出装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11500028B2 (ja)
EP (1) EP3764111A1 (ja)
JP (1) JP7055777B2 (ja)
CN (1) CN112285577B (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11702020B2 (en) * 2021-02-25 2023-07-18 Tusimple, Inc. Redundant power bridge battery architecture
CN114167164A (zh) * 2021-11-11 2022-03-11 潍柴动力股份有限公司 高边供电检测方法、装置、电子设备和存储介质

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010054468A (ja) * 2008-08-29 2010-03-11 Sanyo Electric Co Ltd 車両用の電源装置
JP2017011825A (ja) * 2015-06-18 2017-01-12 三菱電機株式会社 電力供給システム
US20170106764A1 (en) * 2015-10-15 2017-04-20 Powin Energy Corporation Battery-assisted electric vehicle charging system and method

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3350189B2 (ja) * 1993-04-30 2002-11-25 本田技研工業株式会社 電気自動車用バッテリボックス装置
JP3774103B2 (ja) * 1999-03-12 2006-05-10 矢崎総業株式会社 インテリジェントジャンクションボックス
JP4670775B2 (ja) * 2006-09-01 2011-04-13 横河電機株式会社 測定装置
JP2010239773A (ja) * 2009-03-31 2010-10-21 Tokyo Electric Power Co Inc:The 充電器、電動車両、および、充電システムにおける地絡・短絡の検知方法
JP5671249B2 (ja) 2010-03-31 2015-02-18 本田技研工業株式会社 電気自動車
JP5008782B1 (ja) * 2011-03-25 2012-08-22 三洋電機株式会社 バッテリシステム、電動車両、移動体、電力貯蔵装置および電源装置
CN102540098A (zh) * 2012-01-19 2012-07-04 北京优科利尔能源设备有限公司 一种电池组的数据采集系统
JP2014038023A (ja) * 2012-08-14 2014-02-27 Hitachi Vehicle Energy Ltd 地絡検出回路、電源装置
JP6337468B2 (ja) * 2013-12-27 2018-06-06 オムロン株式会社 地絡検出装置
JP6539441B2 (ja) * 2014-05-29 2019-07-03 矢崎総業株式会社 出力電流及び地絡抵抗の検出装置
US9931960B2 (en) * 2015-09-11 2018-04-03 Ford Global Technologies, Llc Electric or hybrid vehicle battery pack voltage measurement functional assessment and redundancy
JP6651941B2 (ja) * 2016-03-30 2020-02-19 株式会社オートネットワーク技術研究所 車載電源用のスイッチ装置および制御装置
JP6623937B2 (ja) * 2016-05-31 2019-12-25 株式会社オートネットワーク技術研究所 リレー装置及び電源装置
JP6728991B2 (ja) * 2016-05-31 2020-07-22 株式会社オートネットワーク技術研究所 リレー装置及び電源装置
JP6552456B2 (ja) * 2016-06-13 2019-07-31 本田技研工業株式会社 電動芝刈り機の制御装置
JP6494570B2 (ja) * 2016-07-20 2019-04-03 株式会社デンソーテン 空燃比センサの制御装置および異常検出方法
CN206349947U (zh) * 2016-11-08 2017-07-21 刘振华 一种具有有级变频无级调压软起动装置的通风机电路

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010054468A (ja) * 2008-08-29 2010-03-11 Sanyo Electric Co Ltd 車両用の電源装置
JP2017011825A (ja) * 2015-06-18 2017-01-12 三菱電機株式会社 電力供給システム
US20170106764A1 (en) * 2015-10-15 2017-04-20 Powin Energy Corporation Battery-assisted electric vehicle charging system and method

Also Published As

Publication number Publication date
CN112285577B (zh) 2024-06-25
US11500028B2 (en) 2022-11-15
US20210011088A1 (en) 2021-01-14
CN112285577A (zh) 2021-01-29
JP7055777B2 (ja) 2022-04-18
EP3764111A1 (en) 2021-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106926715B (zh) 电气化车辆的电池组电压测量的功能评估和冗余
CN106536260B (zh) 电池组系统及用于使所述电池组系统运行的方法
US10670637B2 (en) Current measuring circuit, battery and motor vehicle
EP2765643B1 (en) Controller and battery monitoring system
US10622685B2 (en) Problem detection apparatus
JP5747900B2 (ja) 電池監視装置
US10114056B2 (en) Deterioration specifying device and deterioration specifying method
US7109604B2 (en) Device for distributing electrical energy and method for monitoring the distribution of energy
KR20160062194A (ko) 복수의 배터리 셀을 포함한 배터리용 배터리 관리 시스템 및 그 방법
JP6539441B2 (ja) 出力電流及び地絡抵抗の検出装置
JP6706688B2 (ja) 電池制御装置
JP5860886B2 (ja) 電池制御装置、蓄電装置および車両
US20180090952A1 (en) Battery state detector
JP7055777B2 (ja) 検出装置
US11211644B2 (en) Vehicle battery device with improved current detection
JP2018096803A (ja) 内部抵抗算出装置、内部抵抗算出方法および内部抵抗算出プログラム
JP2014155420A (ja) 車載電源装置および電気自動車
US20210247450A1 (en) Battery diagnosis apparatus and vehicle
JP2015042013A (ja) 充電装置
WO2017006668A1 (ja) 電池監視装置
JP2014050311A (ja) 組電池モジュール、電源装置、制御方法及び制御プログラム
JP6541011B2 (ja) 電源装置
JP6669689B2 (ja) バッテリの電圧異常検出システム
CN117597592A (zh) 电池测定装置以及电池测定方法
KR20230047796A (ko) 배터리 측정 장치 및 이를 포함하는 배터리 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210318

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220127

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220208

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220308

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220405

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220406

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7055777

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350