JP2022533395A - Ｍｕｘを含む並列構造ｍｏｓｆｅｔの診断回路及びこれを用いた診断方法 - Google Patents
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Abstract
本発明は、二次電池パックを備えた電気自動車において、前記二次電池パックと電気自動車との間に備えられたＭＯＳＦＥＴの内部に備えられた多数の内部ＦＥＴの個別的異常を診断することができる回路及び診断方法に関するものであり、それぞれ内部のＭＯＳＦＥＴを個別的にＯＮ／ＯＦＦしながらそれぞれ内部のＭＯＳＦＥＴの両端電圧を測定し、これを診断テーブルと比較することにより異常有無を把握するものである。
Description
本発明は２０１９年１１月２１日付の韓国特許出願第２０１９－０１５０２１３号、２０１９年１１月２１日付の韓国特許出願第２０１９－０１５０２１４号及び２０２０年１１月１９日付の韓国特許出願第２０２０－０１５５９００号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容はこの明細書の一部として含まれる。
本発明はＭＵＸ（マルチプレクサ）を含む並列構造ＭＯＳＦＥＴの診断回路及びこれを用いた診断方法に関するものである。具体的に、自動車の電源供給に使われる並列連結された多数のＭＯＳＦＥＴの中で特定ＭＯＳＦＥＴの故障をＭＵＸを用いて診断することができる回路及びこれを用いて並列連結された多数のＭＯＳＦＥＴの中で特定ＭＯＳＦＥＴの故障を診断する方法である。
電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド電気自動車（Ｐｌｕｇ－Ｉｎ ＨＥＶ）の開発によってリチウム二次電池に対する需要はずっと増える見込みである。電気自動車に適用される二次電池は通常に複数の二次電池単位セル（ｃｅｌｌ）が集合した形態として使われる。複数の二次電池単位セルが直列／並列などで連結されるマルチモジュール構造を有する二次電池パック（ｐａｃｋ）が普遍的に用いられている。
二次電池パックは電気自動車とは別個の装置として備えられ、二次電池パックと電気自動車との間には電気的オン／オフ連結のためのリレーが備えられる。
自動車用二次電池パックから供給される電圧は通常に１２Ｖ、４８Ｖ、４００Ｖが使われている。４００Ｖの場合、物理的な限界によって機械式リレーを使うが、それ以下では電気的方式であるＦＥＴに急速に代替されている。
機械式リレーは高電圧及び大容量の電流を処理することができ、高熱にも使用可能であり、値段も安いという利点がある。一方、オン／オフの際に接点との接触による騷音が発生し、接点との接触の際に発生するスパークによって寿命が制限される。また、機械式リレーは内部の機械的構成部品によって物理的な衝撃に弱いという欠点がある。
自動車の急停車、衝突事故などの場合、自動車自体に非常に大きな重力加速度がかかることになる。このような力によって機械式リレーが破損されることがあり、このような破損と短絡によって火災などの２次事故が発生することがある。
ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）は代表的な電気式リレーである。ＭＯＳＦＥＴは、機械式リレーに比べ、相対的に低い容量と素材の抵抗（ＲＤＳ）によって多量の熱が発生する欠点がある。抵抗によって温度が２００℃以上に上がる場合も発生する。
発熱問題と機械式リレーに比べて高価であるにもかかわらず、ＭＯＳＦＥＴはほとんど半永久的な寿命、自動車の物理的な衝撃にもほとんど損傷されないという利点のため、多くの自動車で機械式リレーを代替すると予想される。機械式リレーの作動による騷音の問題も継続的に改善が要求される事項であり、高価の車両に電子式リレーが優先的に早く普及されると予想される。
ＭＯＳＦＥＴは、容量と発熱の問題のみ解決すれば、高電圧車両を除いた電気自動車が機械式リレーを代替するであろう。湿気、酸素による酸化問題があっても、ＦＥＴのケースを除去し、これを金属集電体に直ちに連結して外部空気との接触を遮断するか、熱を伝達するための面積を増やそうとする試みなど、多様な研究が行われている。
現在、一部の車両に適用されているＭＯＳＦＥＴは、容量などの問題のため、多数のＭＯＳＦＥＴが並列で使われる。多数のＭＯＳＦＥＴは単一のドライバーによって制御されている。実際の外部構成のみから見れば、自動車のＭＯＳＦＥＴは一つであるが、実際に内部には２Ｓ３Ｐ（２個の直列セットの３組が並列で連結される）の６個の内部ＦＥＴ又は内部ＭＯＳＦＥＴ（以下'内部ＦＥＴ'という）から構成された場合が多い。必要な容量によって内部ＦＥＴは、６個、１０個、１２個まで多様に増加することができる。
前述したように、内部ＦＥＴは直列及び並列で連結されている。現在はこのような内部ＦＥＴのどの所に異常があるかを判断することができる回路又は方法が備えられていない。
仮に、内部ＦＥＴの一部が破損されて継続的に連結された状態（ｆａｉｌ ｏｎ）の場合、当該内部ＦＥＴに流れずに分散されて流れていた電流が前記破損された内部ＦＥＴに集中して過熱しやすい問題が発生する。これにより、全体的なシステムが過熱することがある。バッテリーパックの過熱は自動車の安全に非常に致命的な危険になることができる。
図１は従来技術による自動車用ＭＯＳＦＥＴの連結回路図である。自動車の電池パックＢＡＴから供給される電源は外見から見て単一のＭＯＳＦＥＴによって制御される。図１で二点鎖線で表示された部分が外見から見たときに単一のＭＯＳＦＥＴに相当する。図１に表示した内部ＦＥＴは一例として２Ｓ３Ｐで連結されたものであるが、これは他の組合せに多様に変形可能である。
ＦＥＴ１～ＦＥＴ６は６個の内部ＦＥＴを示すものであり、ＭＯＳＦＥＴは必要に応じてＮ型又はＰ型が可能である。本発明で開示する全ての図にはＮ型のみ記載されているが、これをＰ型に置換することは必要に応じて容易に選択することができるものである。
ゲートに電圧がかからない場合、ＦＥＴ１、ＦＥＴ２、ＦＥＴ３とＦＥＴ４、ＦＥＴ５、ＦＥＴ６は互いに異なるように作動する。ゲートに電圧がかかる場合、ＦＥＴ１、ＦＥＴ２、ＦＥＴ３は電池パックから自動車の方向に（図１で左側から右側に）電流が流れることができ、ゲートに電圧がかからない場合、ダイオードによって自動車から電池パックの方向に（図１で右側から左側に）電流が流れる。ＦＥＴ４、ＦＥＴ５、ＦＥＴ６は、正反対に、ゲートに電圧がかかる場合、自動車から電池パックの方向に電流が流れることができ、ゲートに電圧がかからない場合は、ダイオードによって電池パックから自動車の方向に電流が流れる。
ゲートに電圧がかからない場合、全てのＦＥＴは作動しないが、別途のダイオード又は内部の寄生ダイオードによってＦＥＴ１、ＦＥＴ２、ＦＥＴ３は反対方向に（図１で右側から左側に）電流が流れることができ、ＦＥＴ４、ＦＥＴ５、ＦＥＴ６は順方向に（図１で左側から右側に）電流が流れることができる。すなわち、ＦＥＴ１、ＦＥＴ２、ＦＥＴ３はそれぞれＶ２、Ｖ３、Ｖ４からＶ１の方向に電流が流れることができ、ＦＥＴ４、ＦＥＴ５、ＦＥＴ６はＶ２、Ｖ３、Ｖ４からＶ５の方向に電流が流れることができる。
図１による従来のＭＯＳＦＥＴは単一のドライバーによって全てがいっぺんに制御される。図１で、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４が互いに連結されたことは、自動車の急加速、急制動のように瞬間的に多量の電流が流れ場合、これを多数の内部ＦＥＴに分散するためのものである。従来の自動車用ＭＯＳＦＥＴは単一のドライバーによって同時にＯＮ／ＯＦＦになり、ある内部ＦＥＴのエラーを診断することができる方法がない。
特許文献１～３はいずれも並列で連結された複数のＦＥＴ故障を診断する技術という点で一部共通点がある。
具体的な構成において、特許文献１は、各ＦＥＴに備えられたミラーＦＥＴの個別検出抵抗の抵抗値を用いる点で構成が複雑であり、個別ミラーＦＥＴの追加維持補修が必要である。特許文献２は、複数のＦＥＴのオン／オフを制御することにより生成される負荷側端子、すなわち最終出力の抵抗値の変化を測定して故障を診断する点で一部類似するが、特許文献２は検出のための別途の電源を使わないため高電圧に必要な電流測定手段を別に備えなければならなく、また特許文献２は具体的な回路のような解決手段を提示していない。特許文献３は、全てのＦＥＴの駆動を個別的に制御し、全てのＦＥＴに電流検出のための別途の抵抗を付け加えた点で構成が複雑であり、これを維持するための多数の部品が付け加わり、またこれらの診断回路自体の故障が問題になることがある。
以上のように、二次電池パックを備えた電気自動車において、ＭＯＳＦＥＴの個別ＦＥＴの異常有無を診断することができる効果的な方法が備えられなく、今後継続的に需要が増加するＭＯＳＦＥＴによる事故危険性が高くなっている。
本発明は前記のような問題を解決するためのものであり、二次電池パックを備えた電気自動車において、前記二次電池パックと電気自動車との間に備えられたＭＯＳＦＥＴの内部に備えられた多数の内部ＦＥＴの個別的異常を診断することができる回路及びこれを用いて内部ＦＥＴの異常を診断することができる方法を提供することを目的とする。
本発明は直列で連結された２個のＭＯＳＦＥＴの中で前記電池パック側に配置されたＭＯＳＦＥＴ及び前記自動車側に配置されたＭＯＳＦＥＴの両者に対して個別異常を診断することができる回路及び方法を提供することを目的とする。
前記のような目的を達成するために、本発明は、自動車に電力を供給する二次電池パックの（＋）端子と前記二次電池パックから電力を受ける自動車との間の連結を制御する多数のＭＯＳＦＥＴが直列及び並列で連結されたＭＯＳＦＥＴアセンブリーであって、前記ＭＯＳＦＥＴアセンブリーのそれぞれのＭＯＳＦＥＴゲート（Ｇａｔｅ）にチャネル別に連結されたＭＵＸを含むＭＯＳＦＥＴアセンブリーを提供する。
また、本発明は、前記二次電池パックの（＋）端子と前記二次電池パックから電力を受ける自動車との間にスイッチを含む追加の並列連結をさらに含むことができる。
また、本発明は、ＭＵＸの入力端であるドライバーモジュールと、前記ＭＵＸを制御するための前記チャネルの総数に相当する分だけの入力を提供するマイクロコントロールユニットとをさらに含むことができる。
前記ＭＯＳＦＥＴアセンブリーは、２個のＭＯＳＦＥＴが直列で連結され、前記直列で連結された２個のＭＯＳＦＥＴが２組以上並列で連結されたものである。
前記直列で連結された２個のＭＯＳＦＥＴの中で前記電池パック側に配置されたＭＯＳＦＥＴは、ゲートに電圧がかかる場合、前記電池パックから前記自動車の方向に電流が流れるように作動し、ゲートに電圧がかからない場合、前記自動車から前記電池パックの方向に電流が流れるようにするダイオードが配置され、前記直列で連結された２個のＭＯＳＦＥＴの中で前記自動車側に配置されたＭＯＳＦＥＴは、ゲートに電圧がかかる場合、前記自動車から前記電池パックの方向に電流が流れるように作動し、ゲートに電圧がかからない場合、前記電池パックから前記自動車の方向に電流が流れるようにするダイオードが配置される。
前記電池パック又は自動車側に配置されたＭＯＳＦＥＴは同じＭＯＳＦＥＴが対称状に配置されたものである。
前記ダイオードは別に連結されたダイオードであるか前記ＭＯＳＥＴの内部に配置された寄生ダイオードであることができる。
前記ＭＯＳＦＥＴアセンブリーは外見から見て単一のＭＯＳＦＥＴから構成されることができ、前記ＭＯＳＦＥＴアセンブリーは前記二次電池パックのＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ、バッテリー管理システム）によって制御されることができる。
また、本発明は、ＭＯＳＦＥＴアセンブリーを使って個別ＭＯＳＦＥＴの異常を確認する方法であって、前記ＭＵＸの各チャネルを順にオン／オフしながら個別ＭＯＳＦＥＴの両端電圧を測定する段階を含む個別ＭＯＳＦＥＴの異常を確認する方法を提供する。
また、前記方法で、全ての個別ＭＯＳＦＥＴの両端電圧を測定する段階を含むことができる。
また、本発明は、個別ＭＯＳＦＥＴの異常を確認する方法であって、前記ＭＯＳＦＥＴアセンブリーは２個のＭＯＳＦＥＴが直列で連結され、前記直列で連結された２個のＭＯＳＦＥＴが２組以上並列で連結され、前記直列で連結された２個のＭＯＳＦＥＴの中で電池パック側に配置されたＭＯＳＦＥＴの異常を前記電池パックから供給される電流を使って確認する個別ＭＯＳＦＥＴの異常を確認する方法を提供する。
また、本発明は、二次電池パックの（＋）端子と前記二次電池パックから電力を受ける自動車との間にスイッチを含む追加の並列連結をさらに含むＭＯＳＦＥＴアセンブリーを使って個別ＭＯＳＦＥＴの異常を確認する方法であって、１）前記スイッチをオフ状態に変換する段階と、２）前記ＭＵＸのチャネルの中で前記電池パック側に配置されたＭＯＳＦＥＴを制御するチャネルのみを順にオン／オフしながら個別ＭＯＳＦＥＴの両端電圧を測定する段階と、３）前記スイッチをオン状態に変換する段階と、４）前記ＭＵＸのチャネルの中で前記自動車側に配置されたＭＯＳＦＥＴを制御するチャネルのみを順にオン／オフしながら個別ＭＯＳＦＥＴの両端電圧を測定する段階とを含む個別ＭＯＳＦＥＴの異常を確認する方法を提供する。
前記段階２）及び段階４）で全ての個別ＭＯＳＦＥＴの両端電圧を測定する段階を含むことができる。
本発明は、前記全てのＭＯＳＦＥＴの両端の全ての電圧値を比較することにより個別ＭＯＳＦＥＴの異常有無を確認する方法を提供する。
本発明は前記発明の任意の可能な組合せの状態として提供することができる。
以下、添付図面に基づき、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が本発明を容易に実施することができる実施例を詳細に説明する。ただ、本発明の好適な実施例の動作原理を詳細に説明するにあたり、関連した公知の機能又は構成についての具体的な説明が本発明の要旨を不必要にあいまいにする可能性があると判断される場合にはその詳細な説明を省略する。
また、図面全般にわたって類似の機能及び作用をする部分に対しては同じ図面符号を使う。明細書全般で、ある部分が他の部分と連結されていると言うとき、これは直接的に連結されている場合だけではなく、その中間に他の素子を挟んで間接的に連結されている場合も含む。また、ある構成要素を含むというのは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。
以下、本発明をより詳細に説明する。
図２は従来技術による自動車用ＭＯＳＦＥＴの連結回路図を一部変更した図である。
本発明は、個別ＭＯＳＦＥＴの異常有無を判別するために、従来技術による自動車用ＭＯＳＦＥＴ連結回路図を一部変更した。図１でＶ２、Ｖ３、Ｖ４が連結されたが、本発明はこれらを短絡させてそれぞれ２個の個別ＭＯＳＦＥＴが直列で連結され、これらの多数が並列で連結されるように変更した。
図３は本発明の第１実施例による自動車用ＭＯＳＦＥＴの連結回路図、図４は本発明の第２実施例による自動車用ＭＯＳＦＥＴの連結回路図である。以下、図３及び図４を参照して説明する。
図１～図４を含む本明細書にＦＥＴとして記載されたものは電力供給用ＭＯＳＦＥＴを言う。
本発明は、自動車に電力を供給する二次電池パックの（＋）端子と前記二次電池パックから電力を受ける自動車との間の連結を制御する多数のＭＯＳＦＥＴ ＦＥＴ１～ＦＥＴ６が直列及び並列で連結されたＭＯＳＦＥＴアセンブリーに関するものである。ここで、自動車の連結点をＶ６及びＶ７で示した。
ＦＥＴ１～ＦＥＴ６は６個の内部ＦＥＴを示すものであり、ＭＯＳＦＥＴは必要に応じてＮ型又はＰ型が可能である。本発明で開示する全ての図にはＮ型のみ記載されているが、これをＰ型に置換することは必要に応じて容易に選択することができるものである。
ゲートに電圧がかからない場合、ＦＥＴ１、ＦＥＴ２、ＦＥＴ３とＦＥＴ４、ＦＥＴ５、ＦＥＴ６は互いに異なるように作動する。ゲートに電圧がかかる場合、ＦＥＴ１、ＦＥＴ２、ＦＥＴ３は電池パックから自動車の方向に電流が流れることができ、ゲートに電圧がかからない場合、ダイオードによって自動車から電池パックの方向に電流が流れる。ＦＥＴ４、ＦＥＴ５、ＦＥＴ６は、正反対に、ゲートに電圧がかかる場合、自動車から電池パックの方向に電流が流れることができ、ゲートに電圧がかからない場合、ダイオードによって電池パックから自動車の方向に電流が流れる。
前記ＭＯＳＦＥＴアセンブリーのそれぞれのＭＯＳＦＥＴゲート（Ｇａｔｅ）にそれぞれ連結された６個のＭＵＸは全部６個のチャネルＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、ＣＨ４、ＣＨ５、ＣＨ６を有し、それぞれのチャネルはいずれもマイクロコントロールユニットＭＣＵから伝送される制御信号（Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２）によって制御される。
ＭＵＸの入力端であるドライバーモジュールもＭＵＸに連結される。
ＭＵＸにはさらにＣＨ７が付加されることができ、診断しない場合に全てのＦＥＴを一括して制御することができるＣＨ７とスイッチによって正常作動することができる。図３ではＣＨ７によってＦＥＴ１、ＦＥＴ２、ＦＥＴ３が継続的にＯＮ状態であることができる。ここで、残りのＣＨ１～ＣＨ６はＯＦＦ状態である。
前記ＭＯＳＦＥＴアセンブリーは、２個のＭＯＳＦＥＴが直列で連結され、前記直列で連結された２個のＭＯＳＦＥＴが２組以上並列で連結されたものである。
前記直列で連結された２個のＭＯＳＦＥＴの中で前記電池パック側に配置されたＭＯＳＦＥＴ ＦＥＴ１、ＦＥＴ２、ＦＥＴ３は、ゲートに電圧がかからない場合、前記自動車から前記電池パックの方向に電流が流れることができるダイオードが配置され、前記直列で連結された２個のＭＯＳＦＥＴの中で前記自動車側に配置されたＭＯＳＦＥＴ ＦＥＴ４、ＦＥＴ５、ＦＥＴ６は、ゲートに電圧がかからない場合、前記電池パックから前記自動車の方向に電流が流れることができるダイオードが配置されたものである。
前記ダイオードは別に連結されたダイオードであるか前記ＭＯＳＥＴの内部に配置された寄生ダイオードであることができる。
本発明の第１実施例による自動車用ＭＯＳＦＥＴアセンブリーを使って個別ＭＯＳＦＥＴの異常を確認する方法において、前記ＭＵＸの各チャネルを順にオン／オフしながら個別ＭＯＳＦＥＴの両端電圧を測定する段階を含む個別ＭＯＳＦＥＴの異常を確認する方法を提供する。
前記方法で、全ての個別ＭＯＳＦＥＴの両端電圧を測定する段階を含むことができる。
ＭＵＸによって該当チャネルがＯＮになれば、ＯＮになる当該チャネルで信号が発生して該当ＦＥＴが作動する。仮に、ＣＨ１がＯＮになれば、ＦＥＴ１のゲートのみに電圧がかかる。例えば、電池パックの電圧が４８Ｖであり、ＦＥＴ１が正常作動すれば、ＦＥＴ１のみＯＮになる場合、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ５は４８Ｖになり、Ｖ３、Ｖ４は０Ｖになるであろう。仮に、ＦＥＴ１がずっとＯＮ状態（ｆａｉｌ ｏｎ又はｓｈｏｒｔ）であれば、全てのＦＥＴをＯＦＦしてもＶ１、Ｖ２、Ｖ５が４８Ｖになり、仮にＦＥＴ１がずっとＯＦＦ状態（ｆａｉｌ ｏｆｆ）であれば、ＦＥＴ１のみＯＮにしてもＶ１のみ４８Ｖになるであろう。
表１はＦＥＴ１に対する診断テーブルである。
このような方法でＦＥＴ１、ＦＥＴ２、ＦＥＴ３の異常有無を測定することができる。ＦＥＴ２、ＦＥＴ３の場合には、前記Ｖ２に相当する値がそれぞれＶ３、Ｖ４に代替される。
本発明の第２実施例による自動車用ＭＯＳＦＥＴ連結回路図は、第１実施例に付け加え、前記二次電池パックの（＋）端子と前記二次電池パックから電力を受ける自動車との間にスイッチＳＷ１を含む追加の並列連結をさらに含んでいる。前記スイッチＳＷ１は診断のみのために連結される。
本発明の第２実施例は、自動車用ＭＯＳＦＥＴアセンブリーを使って個別ＭＯＳＦＥＴの異常を確認する方法において、
１）前記スイッチをオフ状態に変換する段階と、
２）前記ＭＵＸのチャネルの中で前記電池パック側に配置されたＭＯＳＦＥＴを制御するチャネルのみを順にオン／オフしながら個別ＭＯＳＦＥＴの両端電圧を測定する段階と、
３）前記スイッチをオン状態に変換する段階と、
４）前記ＭＵＸのチャネルの中で前記自動車側に配置されたＭＯＳＦＥＴを制御するチャネルのみを順にオン／オフしながら個別ＭＯＳＦＥＴの両端電圧を測定する段階とを含む個別ＭＯＳＦＥＴの異常を確認する方法を提供する。
前記段階２）及び段階４）で全ての個別ＭＯＳＦＥＴの両端電圧を測定する段階を含むことができる。
ＭＵＸによって該当チャネルがＯＮになれば、ＯＮになる当該チャネルで信号が発生して該当ＦＥＴが作動する。仮に、ＣＨ１がＯＮになれば、ＦＥＴ１のゲートのみに電圧がかかる。例えば、電池パックの電圧が４８Ｖであり、ＦＥＴ１が正常作動すれば、ＦＥＴ１のみＯＮになる場合、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ５は４８Ｖになり、Ｖ３、Ｖ４は０Ｖになるであろう。仮に、ＦＥＴ１がずっとＯＮ状態（ｆａｉｌ ｏｎ又はｓｈｏｒｔ）であれば、全てのＦＥＴをＯＦＦにしてもＶ１、Ｖ２、Ｖ５が４８Ｖになり、仮にＦＥＴ１がずっとＯＦＦ状態（ｆａｉｌ ｏｆｆ）であれば、ＦＥＴ１のみＯＮにしてもＶ１のみ４８Ｖになるであろう。
反対の場合、ＳＷ１をＯＮにすれば、Ｖ５にも４８Ｖの電圧がかかる。仮に、ＣＨ４がＯＮになれば、ＦＥＴ４のゲートのみに電圧がかかる。例えば、電池パックの電圧が４８Ｖであり、ＦＥＴ４が正常作動すれば、ＦＥＴ４のみＯＮになる場合、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ５は４８Ｖになり、Ｖ３、Ｖ４は０Ｖになるであろう。仮に、ＦＥＴ４がずっとＯＮ状態（ｆａｉｌ ｏｎ又はｓｈｏｒｔ）であれば、全てのＦＥＴをＯＦＦしてもＶ１、Ｖ２、Ｖ５が４８Ｖになり、仮にＦＥＴ４がずっとＯＦＦ状態（ｆａｉｌ ｏｆｆ）であれば、ＦＥＴ４のみＯＮにしてもＶ１、Ｖ５のみ４８Ｖになるであろう。
表２はＦＥＴ１及びＦＥＴ４に対する診断テーブルである。
このような方法でＦＥＴ１、ＦＥＴ２、ＦＥＴ３とＦＥＴ４、ＦＥＴ５、ＦＥＴ６の異常有無を測定することができる。ＦＥＴ２、ＦＥＴ３とＦＥＴ５、ＦＥＴ６の場合は、前記Ｖ２に相当する値がそれぞれＶ３、Ｖ４に代替される。
図３及び図４は２個の直列連結とこれらの３組が並列連結されるものとして図式化されているが、これらを２個以上から多数に変形しても本発明の解決原理が同様に適用され、これらも本発明の権利に含まれるものである。
以上で、本発明の内容の特定部分を詳細に記述したが、当該分野で通常の知識を有する者にこのような具体的記述はただ好適な実施様態であるだけで、これにより本発明の範囲が制限されるものではなく、本発明の範疇及び技術思想の範囲内で多様な変更及び修正が可能であるというのは当業者に明白なものであり、このような変形及び修正が添付の特許請求の範囲に属するというのは言うまでもない。
以上で説明したように、本発明は、二次電池パックを備えた電気自動車において、前記二次電池パックと電気自動車との間に備えられたＭＯＳＦＥＴの内部に備えられた多数の内部ＦＥＴの個別的異常を診断することができる利点がある。これにより、本発明は、従来のＭＯＳＦＥＴアセンブリーに比べ、安全度の高い電力システムを提供することができる。
１０ 従来技術による自動車用ＭＯＳＦＥＴ連結回路図
２０ 従来技術の一部を改善した自動車用ＭＯＳＦＥＴ連結回路図
３０ 本発明の第１実施例による自動車用ＭＯＳＦＥＴ連結回路図
４０ 本発明の第２実施例による自動車用ＭＯＳＦＥＴ連結回路図
ＢＡＴ 二次電池パック
Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６、Ｖ７ 電圧測定ポイント
ＦＥＴ１、ＦＥＴ２、ＦＥＴ３、ＦＥＴ４、ＦＥＴ５、ＦＥＴ６ 内部ＦＥＴ
ＤＲＩＶＥＲ ドライバー
ＭＣＵ マイクロコントロールユニット（Ｍｉｃｒｏ－ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）
ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、ＣＨ４、ＣＨ５、ＣＨ６、ＣＨ７ ＭＵＸの制御チャネル
ＣＴＲＬ ドライバーユニットの伝送信号入力部
Ｓ０、Ｓ１、Ｓ３ マイクロコントロールユニットの制御信号入力部
２０ 従来技術の一部を改善した自動車用ＭＯＳＦＥＴ連結回路図
３０ 本発明の第１実施例による自動車用ＭＯＳＦＥＴ連結回路図
４０ 本発明の第２実施例による自動車用ＭＯＳＦＥＴ連結回路図
ＢＡＴ 二次電池パック
Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６、Ｖ７ 電圧測定ポイント
ＦＥＴ１、ＦＥＴ２、ＦＥＴ３、ＦＥＴ４、ＦＥＴ５、ＦＥＴ６ 内部ＦＥＴ
ＤＲＩＶＥＲ ドライバー
ＭＣＵ マイクロコントロールユニット（Ｍｉｃｒｏ－ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）
ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、ＣＨ４、ＣＨ５、ＣＨ６、ＣＨ７ ＭＵＸの制御チャネル
ＣＴＲＬ ドライバーユニットの伝送信号入力部
Ｓ０、Ｓ１、Ｓ３ マイクロコントロールユニットの制御信号入力部
Claims (14)
- 自動車に電力を供給する二次電池パックの端子と前記二次電池パックから電力を受ける自動車との間の連結を制御する多数のＭＯＳＦＥＴが直列及び並列で連結されたＭＯＳＦＥＴアセンブリーであって、
前記ＭＯＳＦＥＴアセンブリーのそれぞれのＭＯＳＦＥＴゲート（Ｇａｔｅ）にチャネル別に連結されたＭＵＸを含む、ＭＯＳＦＥＴアセンブリー。 - 前記二次電池パックの（＋）端子と前記二次電池パックから電力を受ける自動車との間にスイッチを含む追加の並列連結をさらに含む、請求項１に記載のＭＯＳＦＥＴアセンブリー。
- ＭＵＸの入力端であるドライバーモジュールと、
前記ＭＵＸを制御するための前記チャネルの総数に相当する分だけの入力を提供するマイクロコントロールユニットと、
をさらに含む、請求項１又は２に記載のＭＯＳＦＥＴアセンブリー。 - 前記ＭＯＳＦＥＴアセンブリーは、２個のＭＯＳＦＥＴが直列で連結され、前記直列で連結された２個のＭＯＳＦＥＴが２組以上並列で連結されたものである、請求項１又は２に記載のＭＯＳＦＥＴアセンブリー。
- 前記直列で連結された２個のＭＯＳＦＥＴの中で前記二次電池パック側に配置されたＭＯＳＦＥＴは、ゲートに電圧がかかる場合、前記二次電池パックから前記自動車の方向に電流が流れるように作動し、ゲートに電圧がかからない場合、前記自動車から前記二次電池パックの方向に電流が流れるようにするダイオードが配置され、
前記直列で連結された２個のＭＯＳＦＥＴの中で前記自動車側に配置されたＭＯＳＦＥＴは、ゲートに電圧がかかる場合、前記自動車から前記二次電池パックの方向に電流が流れるように作動し、ゲートに電圧がかからない場合、前記二次電池パックから前記自動車の方向に電流が流れるようにするダイオードが配置される、請求項４に記載のＭＯＳＦＥＴアセンブリー。 - 前記ダイオードは別に連結されたダイオードであるか前記ＭＯＳＦＥＴの内部に配置された寄生ダイオードである、請求項５に記載のＭＯＳＦＥＴアセンブリー。
- 前記ＭＯＳＦＥＴアセンブリーは外見から見て単一のＭＯＳＦＥＴから構成される、請求項１又は２に記載のＭＯＳＦＥＴアセンブリー。
- 前記ＭＯＳＦＥＴアセンブリーは前記二次電池パックのＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ、バッテリー管理システム）によって制御される、請求項１又は２に記載のＭＯＳＦＥＴアセンブリー。
- 請求項１に記載のＭＯＳＦＥＴアセンブリーを使って個別ＭＯＳＦＥＴの異常を確認する方法であって、
前記ＭＵＸの各チャネルを順にオン／オフしながら個別ＭＯＳＦＥＴの両端電圧を測定する段階を含む、個別ＭＯＳＦＥＴの異常を確認する方法。 - 請求項２に記載のＭＯＳＦＥＴアセンブリーを使って個別ＭＯＳＦＥＴの異常を確認する方法であって、
１）前記スイッチをオフ状態に変換する段階と、
２）前記ＭＵＸのチャネルの中で前記二次電池パック側に配置されたＭＯＳＦＥＴを制御するチャネルのみを順にオン／オフしながら個別ＭＯＳＦＥＴの両端電圧を測定する段階と、
３）前記スイッチをオン状態に変換する段階と、
４）前記ＭＵＸのチャネルの中で前記自動車側に配置されたＭＯＳＦＥＴを制御するチャネルのみを順にオン／オフしながら個別ＭＯＳＦＥＴの両端電圧を測定する段階と、
を含む、個別ＭＯＳＦＥＴの異常を確認する方法。 - 全ての個別ＭＯＳＦＥＴの両端電圧を測定する段階を含む、請求項９に記載の個別ＭＯＳＦＥＴの異常を確認する方法。
- 前記段階２）及び段階４）で全ての個別ＭＯＳＦＥＴの両端電圧を測定する段階を含む、請求項１０に記載の個別ＭＯＳＦＥＴの異常を確認する方法。
- 前記全てのＭＯＳＦＥＴの両端の全ての電圧値を比較することにより個別ＭＯＳＦＥＴの異常有無を確認する、請求項９又は１０に記載の個別ＭＯＳＦＥＴの異常を確認する方法。
- 前記ＭＯＳＦＥＴアセンブリーは、２個のＭＯＳＦＥＴが直列で連結され、前記直列で連結された２個のＭＯＳＦＥＴが２組以上並列で連結され、
前記直列で連結された２個のＭＯＳＦＥＴの中で二次電池パック側に配置されたＭＯＳＦＥＴの異常を前記二次電池パックから供給される電流を使って確認する、請求項９に記載の個別ＭＯＳＦＥＴの異常を確認する方法。
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