JP2021180545A

JP2021180545A - バッテリユニット

Info

Publication number: JP2021180545A
Application number: JP2020083602A
Authority: JP
Inventors: 寛和伊東; Hirokazu Ito; 智彦久國; Tomohiko Hisakuni
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2020-05-12
Filing date: 2020-05-12
Publication date: 2021-11-18
Anticipated expiration: 2040-05-12
Also published as: JP7365962B2; US11588188B2; EP3910352A1; US20210359346A1

Abstract

【課題】リレースイッチの溶着を簡易な構成で検知可能なバッテリユニットの提供。【解決手段】正極リレースイッチ１６と、負極リレースイッチ１７と、正極外部端子１２と負極外部端子１３とに亘る第三配線部２２に配置される第一抵抗体Ｒ１と、第一抵抗体Ｒ１よりも負極側の部分に直列接続される第二抵抗体Ｒ２と、負極リレースイッチ１７と並列接続された状態で第二配線部１５に配置される第三抵抗体Ｒ３と、第三配線部２２のうちの第一抵抗体Ｒ１よりも負極側の部分と負極端子１１ｎとの電位差である第一電位差Ｖ２を検出可能な電位差検出部３１と、第一電位差Ｖ２に基づいて正極リレースイッチ１６と負極リレースイッチ１７との夫々の故障を判定する故障判定部３２と、が備えられている。【選択図】図１

Description

本発明は、バッテリユニットに関する。

例えば特許文献１や特許文献２に示されるように、負荷対象に対するリレースイッチの溶着を検知する技術は従来から知られている。特許文献１では、ディスチャージが行われる際の電流値が計測され、この電流値が所定の値を越えている場合に溶着状態が判定される。また、特許文献２では、正側と負側との夫々のリレースイッチ（文献では「メインリレー」）が遮断状態に切換えられた際の電圧降下が測定され、電圧が降下しなければ溶着状態が判定される。

特許第３５３６７１６号公報特許第４５７２１６８号公報

従来の技術では、バッテリユニットと負荷対象とが一体的に構成された状態で、バッテリユニットにおけるリレースイッチの溶着が検知されることが一般的であって、負荷対象と接続されていなければ溶着の検知が不可能であった。また、バッテリユニットの電圧測定の際にも、バッテリユニットの電圧が負荷対象の回路の影響を受けやすい場合があるため、当該リレースイッチの溶着を検知するために、複数の電圧センサの値を比較する必要があった。

上述した実情に鑑みて、本発明の目的は、内部に実装されたリレースイッチの溶着を簡易な構成で検知可能なバッテリユニットを提供することにある。

本発明は、負荷対象へ接続可能な正極外部端子及び負極外部端子を有するとともに前記負荷対象に対して着脱可能に構成されているバッテリユニットに関する発明であって、正極端子及び負極端子を有するとともに電力を供給可能なバッテリセルと、前記正極端子と前記正極外部端子とに亘る第一配線部に配置される正極リレースイッチと、前記負極端子と前記負極外部端子とに亘る第二配線部に配置される負極リレースイッチと、前記正極外部端子と前記負極外部端子とに亘る第三配線部に配置される第一抵抗体と、前記第三配線部のうちの前記第一抵抗体よりも負極側の部分に直列接続される第二抵抗体と、前記負極リレースイッチと並列接続された状態で前記第二配線部に配置される第三抵抗体と、前記第三配線部のうちの前記第一抵抗体と前記第二抵抗体との直列接続間に接続されるとともに前記負極端子に接続され、前記第三配線部のうちの前記第一抵抗体よりも負極側の部分と、前記負極端子と、の電位差である第一電位差を検出可能な電位差検出部と、前記第一電位差に基づいて前記正極リレースイッチと前記負極リレースイッチとの夫々の故障を判定する故障判定部と、が備えられていることを特徴とする。

本発明によると、バッテリユニットの内部に、正極リレースイッチと負極リレースイッチとの夫々の溶着を検知するための回路が備えられ、その回路は、第三配線部上に配置された第一抵抗体及び第二抵抗体と、第二配線部上に配置された第三抵抗体と、電位差検出部と、故障判定部と、を備えている。このため、バッテリユニットが負荷対象に接続されていない場合であっても、バッテリユニット単体での当該溶着の検知が可能となる。また、本発明であれば、バッテリユニット単体での当該溶着の検知が可能であるため、負荷対象の回路の影響を受けることがなく、当該溶着の検知精度が向上する。これにより、内部に実装されたリレースイッチの溶着を簡易な構成で検知可能なバッテリユニットが実現される。

本発明において、電位差検出部は、前記バッテリセルにおける前記正極端子と前記負極端子との電位差である第二電位差を検出可能に構成され、前記第一電位差の検出用の前記負極端子側の配線と、前記第二電位差の検出用の前記負極端子側の配線と、は同じ共用配線であると好適である。

本構成であれば、第一電位差の検出用の配線と、第二電位差の検出用の配線と、が同じであるため、電位差を検出するための回路構成が簡素化される。また、本構成であれば、第一電位差の検出用の配線と、第二電位差の検出用の配線と、が各別に構成される場合と比較して、第一電位差と第二電位差との夫々のバラツキが発生し難くなり、電位差の検出精度が向上する。

本発明において、前記第一抵抗体は、前記第二抵抗体と前記第三抵抗体との何れの抵抗値よりも大きな抵抗値を有すると好適である。

本構成であれば、第一抵抗体が大きな抵抗値を有することによって、電位差検出部によって検出される第一電位差が小さくなる。このため、電位差検出部の耐圧を小さく設定でき、省電力化とコストダウンとの面で有利となる。

本発明において、前記電位差検出部は、前記正極リレースイッチと前記負極リレースイッチとの夫々の入切制御を可能な制御ユニットの一部に組み込まれていると好適である。

本構成によって、リレースイッチの制御構成と、リレースイッチの溶着検出に関する構成と、が一体化され、制御ユニットの全体的な小型化及び多機能化が可能になる。

本発明において、前記故障判定部によって前記故障が判定されると前記故障を報知する報知部が備えられていると好適である。

本構成によって、バッテリユニットの監理者やオペレータがリレースイッチの溶着状態を速やかに認識できる。

バッテリユニットの構成を示す電気回路図である。正極リレースイッチと負極リレースイッチとの夫々の接点の溶着検知のステップを示す説明図である。正極リレースイッチと負極リレースイッチとの夫々の接点の溶着検知のステップを示す説明図である。

〔バッテリユニットの回路構成〕
図１に、バッテリユニット１０と、バッテリユニット１０が接続される負荷対象のインバータユニット２０と、が示される。バッテリユニット１０に、複数のバッテリセル１１と、正極外部端子１２と、負極外部端子１３と、が備えられている。即ち、バッテリユニット１０は、インバータユニット２０へ接続可能な正極外部端子１２及び負極外部端子１３を有するとともにインバータユニット２０に対して着脱可能に構成されている。インバータユニット２０は、例えば電動草刈機のモータやアクチュエータを制御するものである。

複数のバッテリセル１１の夫々は正極端子と負極端子とを有する。隣り合うバッテリセル１１同士の正極端子と負極端子とが接続されることによって、複数のバッテリセル１１は直列接続される。これら複数のバッテリセル１１から、例えば５０ボルト程度の起電力が発生する。

直列接続された複数のバッテリセル１１の集合体の一端部の正極端子１１ｐと、正極外部端子１２と、に亘って正極側配線部１４が設けられ、当該一端部の正極端子１１ｐと正極外部端子１２とが正極側配線部１４によって接続されている。正極側配線部１４は本発明の『第一配線部』である。

また、直列接続された複数のバッテリセル１１の集合体の他端部の負極端子１１ｎと、負極外部端子１３と、に亘って負極側配線部１５が設けられ、当該他端部の負極端子１１ｎと負極外部端子１３とが負極側配線部１５によって接続されている。負極側配線部１５は本発明の『第二配線部』である。

このように、バッテリセル１１は、負荷対象であるインバータユニット２０と直接接続されず、正極外部端子１２と負極外部端子１３とを介してインバータユニット２０と接続される。

正極側配線部１４の途中、即ち正極端子１１ｐと正極外部端子１２との間に正極リレースイッチ１６が設けられている。正極リレースイッチ１６は、正極端子１１ｐと正極外部端子１２とに亘る正極側配線部１４に配置されている。正極リレースイッチ１６のうち、端子１６ａが正極端子１１ｐと接続され、端子１６ｂが正極外部端子１２と接続される。

負極側配線部１５の途中、即ち負極端子１１ｎと負極外部端子１３との間に負極リレースイッチ１７が設けられている。負極リレースイッチ１７は、負極端子１１ｎと負極外部端子１３とに亘る負極側配線部１５に配置されている。負極リレースイッチ１７のうち、端子１７ａが負極端子１１ｎと接続され、端子１７ｂが負極外部端子１３と接続される。

正極リレースイッチ１６と負極リレースイッチ１７との夫々は、マグネットによって開閉操作可能な接点を有する。正極リレースイッチ１６の接点が閉じられると、正極リレースイッチ１６における端子１６ａと端子１６ｂとの間が導電可能な状態となる。正極リレースイッチ１６の接点が開かれると、正極リレースイッチ１６における端子１６ａと端子１６ｂとの間が絶縁状態となる。負極リレースイッチ１７の接点が閉じられると、負極リレースイッチ１７における端子１７ａと端子１７ｂとの間が導電可能な状態となる。負極リレースイッチ１７の接点が開かれると、負極リレースイッチ１７における端子１７ａと端子１７ｂとの間が絶縁状態となる。即ち、正極リレースイッチ１６と負極リレースイッチ１７との夫々の接点が開閉することによって、正極リレースイッチ１６と負極リレースイッチ１７との夫々は、通電状態と遮断状態とに切換可能に構成されている。正極リレースイッチ１６と負極リレースイッチ１７との夫々が通電状態になると、負荷対象であるインバータユニット２０に対してバッテリセル１１は電力を供給可能となる。

バッテリユニット１０に制御ユニット３０が備えられている。制御ユニット３０は集積回路であって、制御ユニット３０にリレードライバが組み込まれている。このリレードライバによって、正極リレースイッチ１６と負極リレースイッチ１７との夫々を通電状態と遮断状態とに切換える制御、即ち入切制御が行われる。

正極端子１１ｐと、正極リレースイッチ１６の端子１６ａと、の間にヒューズ１９が配置されている。正極側配線部１４に過電流が発生すると、ヒューズ１９によって正極側配線部１４が保護される。

インバータユニット２０に、インバータ回路２０ＡとコンデンサＣ１とが備えられている。インバータ回路２０Ａに対する供給電圧の安定化のために、インバータ回路２０ＡとコンデンサＣ１とは並列接続されている。また、インバータ回路２０Ａ及びコンデンサＣ１と並列接続された状態でディスチャージ回路２１が備えられている。インバータ回路２０Ａの電源が切られる際に、ディスチャージ回路２１が通電状態に切換えられ、コンデンサＣ１に蓄えられた電荷がディスチャージ回路２１によって放電される。

バッテリユニット１０からインバータユニット２０へ電力の供給が開始されるとき、コンデンサＣ１の容量に応じて大きな突入電流が発生すると、正極リレースイッチ１６と負極リレースイッチ１７との夫々の接点が溶着する可能性がある。このため、正極側配線部１４にプリチャージ回路１８が配置され、プリチャージ回路１８は正極リレースイッチ１６と並列接続されている。プリチャージ回路１８の内部に開閉可能なスイッチが内蔵され、プリチャージ回路１８は、通電状態と遮断状態とに切換可能に構成されている。

正極リレースイッチ１６の接点が閉じられる前に、プリチャージ回路１８が通電状態に切換えられるとともに負極リレースイッチ１７の接点が閉じられると、プリチャージ回路１８を介してバッテリセル１１とインバータユニット２０とが通電状態になる。プリチャージ回路１８は正極リレースイッチ１６よりも大きな抵抗値を有するため、このときの電流は、正極リレースイッチ１６が閉じられた場合よりも微小な電流となり、コンデンサＣ１が徐々に充電される。そして、コンデンサＣ１に電荷が蓄えられた状態で正極リレースイッチ１６が閉じられても、コンデンサＣ１に起因する突入電流が発生しないため、正極リレースイッチ１６と負極リレースイッチ１７との夫々の接点が溶着する虞は大きく軽減される。

〔リレースイッチの溶着検知について〕
バッテリユニット１０は、正極リレースイッチ１６と負極リレースイッチ１７との夫々の接点の溶着を検知可能なように構成されている。バッテリユニット１０の内部における正極外部端子１２と負極外部端子１３とに亘って検出用配線部２２が配線されている。検出用配線部２２に抵抗体Ｒ１，Ｒ２が配置され、抵抗体Ｒ１，Ｒ２の夫々は直列接続されている。抵抗体Ｒ２は、検出用配線部２２のうちの抵抗体Ｒ１よりも負極側の部分に直列接続されている。検出用配線部２２は本発明の『第三配線部』である。抵抗体Ｒ１は本発明の『第一抵抗体』であって、抵抗体Ｒ２は本発明の『第二抵抗体』である。

抵抗体Ｒ１は、例えば２７０ｋΩの抵抗値を有し、抵抗体Ｒ２は、例えば１０ｋΩの抵抗値を有する。抵抗体Ｒ１，Ｒ２の夫々は、インバータユニット２０の全体の抵抗値よりも大きな抵抗値を有し、検出用配線部２２には微小な電流が流れる。

また、負極側配線部１５に抵抗体Ｒ３が配置され、抵抗体Ｒ３は負極リレースイッチ１７と並列接続される。抵抗体Ｒ２は本発明の『第三抵抗体』である。抵抗体Ｒ３は、例えば６ｋΩ〜７ｋΩの抵抗値を有する。抵抗体Ｒ１は、抵抗体Ｒ２と抵抗体Ｒ３との何れの抵抗値よりも大きな抵抗値を有する。このため、抵抗体Ｒ１の抵抗値が抵抗体Ｒ２や抵抗体Ｒ３の抵抗値よりも小さい構成と比較して、電位差検出部３１の耐圧を小さく設定でき、電位差検出部３１の省電力化とコストダウンとが可能となる。負極リレースイッチ１７の接点が閉じられると、抵抗体Ｒ３に電流が殆ど流れなくなる。

正極外部端子１２と負極外部端子１３とに亘って検出用配線部２２が配線され、負極側配線部１５に負極リレースイッチ１７と抵抗体Ｒ３とが並列接続される構成によって、バッテリユニット１０に閉回路が構成される。これにより、正極外部端子１２及び負極外部端子１３に何も接続されない場合であっても、バッテリユニット１０は単体で正極リレースイッチ１６と負極リレースイッチ１７との夫々の接点の溶着を検知可能に構成されている。

制御ユニット３０に電位差検出部３１が組み込まれている。換言すると、電位差検出部３１は、正極リレースイッチ１６と負極リレースイッチ１７との夫々の入切制御を可能な制御ユニット３０の一部に組み込まれている。

抵抗体Ｒ１と抵抗体Ｒ２との直列接続間から電位差検出部３１の正極側へ配線が分岐し、電位差検出部３１の正極側に、図１の『Ｖ２＋』で示された電圧が印加される。また、電位差検出部３１の正極側に、電位差検出部３１に対する電圧クリップ用のダイオード２４（アノード）も接続されている。更に、制御ユニット３０と並列接続された状態でコンデンサＣ２が備えられ、コンデンサＣ２は電位差検出部３１に対するノイズ対策用に設けられている。電位差検出部３１の負極側の共用配線２５は負極端子１１ｎに接続されている。

正極端子１１ｐと電位差検出部３１の正極側とに亘って配線部２３が接続されている。電位差検出部３１はバッテリセル１１における正極端子１１ｐと負極端子１１ｎとの電位差Ｖ１（図１における『Ｖ１＋』と『Ｖ−』との電位差）を検出可能である。即ち電位差検出部３１は、正極端子１１ｐと他端部の負極端子１１ｎとの電位差Ｖ１を検出可能に構成されている。

また、電位差検出部３１は、検出用配線部２２のうちの抵抗体Ｒ１と抵抗体Ｒ２との直列接続間の部分（抵抗体Ｒ１よりも負極側の部分）と、負極端子１１ｎと、の電位差Ｖ２（図１における『Ｖ２＋』と『Ｖ−』との電位差）を検出可能である。電位差Ｖ２は、本発明の『第一電位差』である。また、電位差検出部３１によって検出される電位差Ｖ１は、本発明の『第二電位差』である。

電位差検出部３１の負極側の共用配線２５は、電位差Ｖ２の検出用と、電位差Ｖ１の検出用と、に兼用されている。即ち、電位差Ｖ２の検出用の負極端子１１ｎ側の配線と、電位差Ｖ１の検出用の負極端子１１ｎ側の配線と、は同じ共用配線２５である。このため、電位差Ｖ２の検出用の配線と、電位差Ｖ１の検出用の配線と、が各別に構成される場合と比較して、電位差Ｖ１と電位差Ｖ２との夫々のバラツキが発生し難くなり、電位差Ｖ２及び電位差Ｖ１の検出精度が向上する。

制御ユニット３０に故障判定部３２が組み込まれている。故障判定部３２は、電位差検出部３１によって検出された電位差Ｖ２に基づいて正極リレースイッチ１６と負極リレースイッチ１７との夫々の故障を判定する。

制御ユニット３０に報知部３３が組み込まれている。報知部３３は、例えば７セグメントの表示装置や液晶画面であって、バッテリユニット１０の種々の状態を表示可能に構成されている。報知部３３は、故障判定部３２によって判定された正極リレースイッチ１６と負極リレースイッチ１７との夫々の故障を表示可能に構成されている。なお、報知部３３は、例えばブザーや音声案内であっても良い。

図２及び図３に基づいて、正極リレースイッチ１６と負極リレースイッチ１７との夫々の接点の溶着検知に関して説明する。図２にステップ＃０１〜ステップ＃０５が示され、図３にステップ＃１１〜ステップ＃１５が示される。夫々のステップにおける正極リレースイッチ１６と負極リレースイッチ１７との夫々の通電状態と遮断状態とが示される。制御ユニット３０が正極リレースイッチ１６と負極リレースイッチ１７との夫々の接点を開放するように制御する状態が、図２及び図３で『ＯＦＦ』として示される。また、制御ユニット３０が正極リレースイッチ１６と負極リレースイッチ１７との夫々の接点を閉じるように制御する状態が、図２及び図３で『ＯＮ』として示される。図２には、プリチャージ回路１８の通電状態が『ＯＮ』として示され、プリチャージ回路１８の遮断状態が『ＯＦＦ』として示される。図３には、ディスチャージ回路２１の通電状態が『ＯＮ』として示され、ディスチャージ回路２１の遮断状態が『ＯＦＦ』として示される。

図２に示された溶着検知は、インバータユニット２０の起動時に行われる。なお、この溶着検知はバッテリユニット１０の起動時に行われても良い。また、バッテリユニット１０の単独での溶着チェックモードが起動した場合でも、図２に示された溶着検知が行われる。なお、図２に示された溶着検知は、正極外部端子１２及び負極外部端子１３に何も接続されない状態で行われても良いし、正極外部端子１２及び負極外部端子１３にインバータユニット２０等の負荷対象が接続された状態で行われても良い。図３に示された溶着検知は、バッテリユニット１０の停止時に行われる。なお、図３に示された溶着検知は、正極外部端子１２及び負極外部端子１３にインバータユニット２０等の負荷対象が接続された状態で行われる。

図２に示された溶着検知のステップについて説明する。ステップ＃０１では、制御ユニット３０が正極リレースイッチ１６と負極リレースイッチ１７との夫々を遮断状態とするように制御する。このとき、正極リレースイッチ１６と並列接続されたプリチャージ回路１８は遮断される。この状態で、電位差検出部３１によって検出される電位差Ｖ２がゼロ値よりも大きければ、正極リレースイッチ１６の溶着が故障判定部３２によって判定される。

ステップ＃０２では、制御ユニット３０が正極リレースイッチ１６のみを通電状態に切換制御する。この状態で、正極側配線部１４と、検出用配線部２２と、負極側配線部１５のうちの抵抗体Ｒ３側の配線と、が通電状態となる。この状態で、電位差検出部３１は、直列接続された抵抗体Ｒ２及び抵抗体Ｒ３の電位差Ｖ２を検出可能となる。抵抗体Ｒ１の抵抗値を『Ｒ１』とし、抵抗体Ｒ２の抵抗値を『Ｒ２』とし、抵抗体Ｒ３の抵抗値を『Ｒ３』とし、抵抗体Ｒ２及び抵抗体Ｒ３の電位差Ｖ２を『Ｖ２ａ』とすると、Ｖ２ａは下記の数式で示される。
Ｖ２ａ＝Ｖ１×（Ｒ２＋Ｒ３）／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）

負極リレースイッチ１７が溶着している場合、抵抗体Ｒ３に電流が殆ど流れずに負極リレースイッチ１７に電流が流れるため、この状態では抵抗体Ｒ２のみの電位差Ｖ２が電位差検出部３１によって検出される。このときの電位差Ｖ２を『Ｖ２ｂ』とすると、Ｖ２ｂは下記の数式で示される。
Ｖ２ｂ＝Ｖ１×Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）

Ｖ２ａはＶ２ｂよりも明らかに大きく、電位差検出部３１はＶ２ａとＶ２ｂとを明確に区別可能である。ステップ＃０２で電位差Ｖ２としてＶ２ｂが電位差検出部３１によって検出されると、負極リレースイッチ１７の溶着状態が故障判定部３２によって判定される。

ステップ＃０３で制御ユニット３０が正極リレースイッチ１６を遮断状態に切換制御する。ステップ＃０４では、制御ユニット３０が負極リレースイッチ１７とプリチャージ回路１８とを通電状態に切換制御する。負極リレースイッチ１７が通電状態に切換えられると、抵抗体Ｒ３に電流が殆ど流れなくなる。即ち、正極側配線部１４におけるプリチャージ回路１８と、検出用配線部２２における抵抗体Ｒ１，Ｒ２と、負極側配線部１５における負極リレースイッチ１７と、に電流が流れる。プリチャージ回路１８は、例えば抵抗値の大きな抵抗体とコンデンサとの直列接続によって構成されているため、電位差検出部３１によって検出される電位差Ｖ２は徐々にＶ２ｂとなる。つまり、制御ユニット３０が負極リレースイッチ１７とプリチャージ回路１８とを通電状態に切換制御すると、電位差Ｖ２が徐々にＶ２ｂに収束する。

制御ユニット３０が負極リレースイッチ１７とプリチャージ回路１８とを通電状態に切換制御した際に、電位差Ｖ２が即座にＶ２ｂとなる場合、正極リレースイッチ１６が溶着していることを意味する。即ち、ステップ＃０４で電位差Ｖ２が即座にＶ２ｂに収束すると、正極リレースイッチ１６の溶着状態が故障判定部３２によって判定される。また、電位差Ｖ２がＶ２ｂに収束しない場合、負極リレースイッチ１７の接触不良の状態が故障判定部３２によって判定される。負極リレースイッチ１７の接触不良とは、負極リレースイッチ１７が通電状態にならないことや、負極リレースイッチ１７が十分に通電状態にならないことを意味する。

ステップ＃０４で正常な状態が故障判定部３２によって判定されると、ステップ＃０５で制御ユニット３０が正極リレースイッチ１６を通電状態に切換制御し、正極リレースイッチ１６と負極リレースイッチ１７との両方が通電状態に切換わる。この状態で、電位差検出部３１によって検出される電位差Ｖ２はＶ２ｂとなる。電位差Ｖ２がＶ２ｂとならない場合、正極リレースイッチ１６の接触不良の状態、または、電位差検出部３１の故障の状態が、故障判定部３２によって判定される。ステップ＃０１〜ステップ＃０５で故障判定部３２による故障判定が無ければ、正極リレースイッチ１６と負極リレースイッチ１７との夫々は正常状態である。

図３に示された溶着検知のステップについて説明する。なお、図３に示された溶着検知では、プリチャージ回路１８は通電されない。ステップ＃１１では、図２に示されるステップ＃０５の場合と同様に、正極リレースイッチ１６と負極リレースイッチ１７との両方が通電状態であって、この状態で、電位差検出部３１によって検出される電位差Ｖ２はＶ２ｂとなる。電位差Ｖ２がＶ２ｂとならない場合、正極リレースイッチ１６の接触不良の状態、または、電位差検出部３１の故障の状態が、故障判定部３２によって判定される。

ステップ＃１２で、制御ユニット３０が正極リレースイッチ１６を遮断状態に切換制御するとともに、ディスチャージ回路２１を通電状態に切換制御する。正極リレースイッチ１６の接点が遮断状態に切換えられると、コンデンサＣ１に蓄えられた電荷がディスチャージ回路２１によって放電し、電位差検出部３１によって検出される電位差Ｖ２はゼロ値へ降下する。正極リレースイッチ１６が溶着していなければ、電位差Ｖ２がゼロ値へ漸近する。電位差Ｖ２が降下せずにＶ２ｂに収束すると、正極リレースイッチ１６の溶着状態が故障判定部３２によって判定される。

コンデンサＣ１の放電が完了（または略完了）すると、ステップ＃１３で制御ユニット３０が負極リレースイッチ１７の接点を通電状態から遮断状態に切換えるとともにディスチャージ回路２１を遮断状態に切換える。正極リレースイッチ１６及び負極リレースイッチ１７の夫々の接点が遮断状態となる。この状態で、電位差検出部３１によって検出される電位差Ｖ２がゼロ値よりも大きければ、正極リレースイッチ１６の溶着が故障判定部３２によって判定される。

ステップ＃１４で制御ユニット３０が正極リレースイッチ１６の接点のみを通電状態に切換える。負極リレースイッチ１７が溶着していなければ、電位差Ｖ２がＶ２ａになる。電位差Ｖ２がＶ２ｂとなると、負極リレースイッチ１７の溶着状態が故障判定部３２によって判定される。

ステップ＃１５で、制御ユニット３０が正極リレースイッチ１６の接点を通電状態から遮断状態に切換え、正極リレースイッチ１６及び負極リレースイッチ１７の夫々の接点が遮断状態となる。この状態で、電位差検出部３１によって検出される電位差Ｖ２がゼロ値よりも大きければ、正極リレースイッチ１６の溶着が故障判定部３２によって判定される。

〔別実施形態〕
本発明は、上述の実施形態に例示された構成に限定されるものではなく、以下、本発明の代表的な別実施形態を例示する。

（１）上述した実施形態において、インバータユニット２０は、例えば電動草刈機のモータやアクチュエータを制御するものであるが、これに限定されない。例えば、インバータユニット２０は、電動フォークリフトに設けられるものであったり、電動工具に設けられるものであったり、電動多目的車両に設けられるものであったりしても良い。また、負荷対象はインバータユニット２０に限定されず、例えば負荷対象はサーボアンプであっても良い。

（２）上述した実施形態に示されたバッテリセル１１は、例えばリチウムイオンのバッテリであっても良いし、リチウムイオンポリマーのバッテリであっても良いし、ニッケル・水素のバッテリであっても良い。また、バッテリセル１１は全個体電池であっても良い。更に、複数のバッテリセル１１が直列接続されているが、バッテリセル１１は単体であっても良いし、複数のバッテリセル１１が並列接続されても良い。

（３）上述した実施形態において、電位差検出部３１の負極側の共用配線２５は、電位差Ｖ２の検出用と、電位差Ｖ１の検出用と、に兼用されているが、この実施形態に限定されない。例えば、電位差検出部３１の負極側の配線として、電位差Ｖ２の検出用の配線と、電位差Ｖ１の検出用の配線と、が各別に設けられても良い。

（４）上述した実施形態において、抵抗体Ｒ１は、抵抗体Ｒ２と抵抗体Ｒ３との何れの抵抗値よりも大きな抵抗値を有するが、この実施形態に限定されない。例えば、抵抗体Ｒ１と抵抗体Ｒ２と抵抗体Ｒ３との夫々が同じ抵抗値であっても良い。

（５）上述した実施形態において、電位差検出部３１は制御ユニット３０の一部に組み込まれているが、この実施形態に限定されない。例えば、電位差検出部３１は制御ユニット３０とは別体の制御基板等によって構成されても良い。

（６）上述した実施形態において、プリチャージ回路１８はバッテリユニット１０の内部に組み込まれているが、プリチャージ回路１８はバッテリユニット１０の外部でバッテリユニット１０と接続されるものであっても良い。

なお、上述の実施形態（別実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能である。また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。

本発明は、負荷対象へ接続可能な正極外部端子及び負極外部端子を有するバッテリユニットに適用可能である。

１０：バッテリユニット
１１：バッテリセル
１１ｐ：正極端子
１１ｎ：負極端子
１２：正極外部端子
１３：負極外部端子
１４：正極側配線部（第一配線部）
１５：負極側配線部（第二配線部）
１６：正極リレースイッチ
１７：負極リレースイッチ
２０：インバータユニット（負荷対象）
２２：検出用配線部（第三配線部）
２４：共用配線
３０：制御ユニット
３１：電位差検出部
３２：故障判定部
３３：報知部
Ｒ１：抵抗体（第一抵抗体）
Ｒ２：抵抗体（第二抵抗体）
Ｒ３：抵抗体（第三抵抗体）
Ｖ１：電圧（第二電位差）
Ｖ２：電位差（第一電位差）

Claims

負荷対象へ接続可能な正極外部端子及び負極外部端子を有するとともに前記負荷対象に対して着脱可能に構成されているバッテリユニットであって、
正極端子及び負極端子を有するとともに電力を供給可能なバッテリセルと、
前記正極端子と前記正極外部端子とに亘る第一配線部に配置される正極リレースイッチと、
前記負極端子と前記負極外部端子とに亘る第二配線部に配置される負極リレースイッチと、
前記正極外部端子と前記負極外部端子とに亘る第三配線部に配置される第一抵抗体と、
前記第三配線部のうちの前記第一抵抗体よりも負極側の部分に直列接続される第二抵抗体と、
前記負極リレースイッチと並列接続された状態で前記第二配線部に配置される第三抵抗体と、
前記第三配線部のうちの前記第一抵抗体と前記第二抵抗体との直列接続間に接続されるとともに前記負極端子に接続され、前記第三配線部のうちの前記第一抵抗体よりも負極側の部分と、前記負極端子と、の電位差である第一電位差を検出可能な電位差検出部と、
前記第一電位差に基づいて前記正極リレースイッチと前記負極リレースイッチとの夫々の故障を判定する故障判定部と、が備えられているバッテリユニット。
前記電位差検出部は、前記バッテリセルにおける前記正極端子と前記負極端子との電位差である第二電位差を検出可能に構成され、
前記第一電位差の検出用の前記負極端子側の配線と、前記第二電位差の検出用の前記負極端子側の配線と、は同じ共用配線である請求項１に記載のバッテリユニット。
前記第一抵抗体は、前記第二抵抗体と前記第三抵抗体との何れの抵抗値よりも大きな抵抗値を有する請求項１または２に記載のバッテリユニット。
前記電位差検出部は、前記正極リレースイッチと前記負極リレースイッチとの夫々の入切制御を可能な制御ユニットの一部に組み込まれている請求項１から３の何れか一項に記載のバッテリユニット。
前記故障判定部によって前記故障が判定されると前記故障を報知する報知部が備えられている請求項１から４の何れか一項に記載のバッテリユニット。