JP4789669B2 - 車両用の電源装置とこの電源装置の基準接続ラインの断線を検出する方法 - Google Patents
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車両用の電源装置は、複数の電池モジュール2を直列に接続している走行用のバッテリ1と、該走行用のバッテリ1を中間接続点16に対してプラス側のバッテリブロック1Aとマイナス側のブロック1Bに分割し、プラス側のバッテリブロック1Aの中点電位付近に設けられた基準点8と、プラス側のバッテリブロック1Aの電池モジュール2間に設けられ、電池モジュール2の電圧を検出する複数の接続点7と、基準点8に対するプラス側の電池モジュール2Aの接続点7に接続している第1の検出スイッチ12Aと、基準点8に対するマイナス側の電池モジュール2Bの接続点7に接続している第2の検出スイッチ12Bと、マイナス側のバッテリブロック1Bのマイナス側に接続している第3の検出スイッチ12Cと、第1〜第3の検出スイッチ12A、12B、12Cを介して接続されて、基準点8に対する各接続点7の電圧を検出する電圧検出回路3と、第1〜第3の検出スイッチ12A、12B、12C をオン又はオフに切り換える制御回路6と、一端を基準点8に、他端を電圧検出回路3に接続された基準接続ライン9とを設けている。そして、基準接続ライン9を電圧検出回路3のアースラインとし、電圧検出回路3が第1〜第3の検出スイッチ12A、12B、12C をオン又はオフに切り換えた状態で検出される接続点7の電圧変化でもって基準接続ライン9の断線を検出する。
基準接続ラインの断線を検出する方法は、複数の電池モジュール2を直列に接続している走行用のバッテリ1と、該走行用のバッテリ1を中間接続点16に対してプラス側のバッテリブロック1Aとマイナス側のブロック1Bに分割し、プラス側のバッテリブロック1Aの中点電位付近に設けられた基準点8と、プラス側のバッテリブロック1Aの電池モジュール2間に設けられ、電池モジュール2の電圧を検出する複数の接続点7と、基準点8に対するプラス側の電池モジュール2Aの接続点7に接続している第1の検出スイッチ12Aと、基準点8に対するマイナス側の電池モジュール2Bの接続点7に接続している第2の検出スイッチ12Bと、マイナス側のバッテリブロック1Bのマイナス側に接続している第3の検出スイッチ12Cと、第1〜第3の検出スイッチ12A、12B、12Cを介して接続されて、基準点8に対する各接続点7の電圧を検出する電圧検出回路3と、第1〜第3の検出スイッチ12A、12B、12Cをオン又はオフに切り換える制御回路6と、一端を基準点8に、他端を電圧検出回路3に接続された基準接続ライン9とを備える基準接続ライン9の断線を検出する。この検出方法は、基準接続ライン9を電圧検出回路3のアースラインとし、制御回路6で第1〜第3の検出スイッチ12A 、12B、12Cをオン又はオフに切り換え、第1〜第3の検出スイッチ12A 、12B、12Cをオン又はオフに切り換えた状態で、電圧検出回路3が接続点7の電圧変化を検出し、検出される電圧変化から基準接続ライン9の断線を検出する電源装置の基準接続ラインの断線を検出する。
図5に示すように基準接続ライン9が断線しない状態では、基準点8から電圧検出回路3Aの基準入力端子18に接続される。したがって、基準入力端子18の電位は、基準点8の電位、すなわちプラス側のバッテリブロック1Aのアース電位となる。この状態で、矢印で示すように、電圧検出回路3Aの抵抗器14を介して電流が流れるが、基準点8が基準接続ライン9で電圧検出回路3Aの基準入力端子18に接続されるので、基準入力端子18の電位は基準点8の電位となる。
基準接続ライン9が断線すると、図6に示すように、電圧検出回路3Aの抵抗器14を介して電流が流れ、この電流経路によって、電圧検出回路3Aの基準入力端子18の電位が仮想アース電位にずれる。仮想アース電位は、プラス側のバッテリブロック1Aの基準点8の電位からマイナス側にずれる。それは、オン状態にある第3の検出スイッチ12Cによって、マイナス側のバッテリブロック1Bの電池モジュール2とこのバッテリブロックのマイナス側に接続する抵抗分圧回路11の抵抗器14に電流が流れ、基準入力端子18の電位がマイナス側に引っ張られるからである。したがって、基準接続ライン9が断線すると、基準入力端子18の電位がマイナス側にずれる。
この状態になると、電圧検出回路3Aが検出する接続点7の電位は、基準接続ライン9が断線しない状態と比べてプラス側にずれる。それは、電圧検出回路3Aが、基準入力端子18の電位に対する電圧として接続点7の電圧を検出しているからである。このため、プラス側のバッテリブロック1Aの接続点7の電圧を検出する電圧検出回路3Aは、検出する全ての接続点7の電位を、基準接続ライン9が断線しない状態と比べてプラス側にずれる電圧として検出する。
図7に示すように基準接続ライン9が断線しない状態では、基準点8から電圧検出回路3Aの基準入力端子18に接続される。したがって、基準入力端子18の電位は、基準点8の電位、すなわちプラス側のバッテリブロック1Aのアース電位となる。この状態で、矢印で示すように、電圧検出回路3Aの抵抗器14を介して電流が流れるが、基準点8が基準接続ライン9で電圧検出回路3Aの基準入力端子18に接続されるので、基準入力端子18の電位は基準点8の電位となる。
基準接続ライン9が断線すると、図8に示すように、電圧検出回路3Aの抵抗器14を介して電流が流れ、この電流経路によって、電圧検出回路3Aの基準入力端子18の電位が仮想アース電位にずれる。仮想アース電位は、プラス側のバッテリブロック1Aの基準点8の電位からマイナス側にずれる。それは、オン状態にある第2の検出スイッチ12Bによって、第2組の電池モジュール2Bとこれ等に接続している抵抗分圧回路11の抵抗器14に電流が流れ、基準入力端子18の電位がマイナス側に引っ張られるからである。したがって、基準接続ライン9が断線すると、基準入力端子18の電位がマイナス側にずれる。
この状態になると、電圧検出回路3Aが検出する接続点7の電位は、基準接続ライン9が断線しない状態と比べてプラス側にずれる。それは、電圧検出回路3Aが、基準入力端子18の電位に対する電圧として接続点7の電圧を検出しているからである。このため、プラス側のバッテリブロック1Aの接続点7の電圧を検出する電圧検出回路3Aは、検出する全ての接続点7の電位を、基準接続ライン9が断線しない状態と比べてプラス側にずれる電圧として検出する。
図9に示すように基準接続ライン9が断線しない状態では、基準点8から電圧検出回路3Aの基準入力端子18に接続される。したがって、基準入力端子18の電位は、基準点8の電位、すなわちプラス側のバッテリブロック1Aのアース電位となる。この状態で、矢印で示すように、電圧検出回路3Aの抵抗器14を介して電流が流れるが、基準点8が基準接続ライン9で電圧検出回路3Aの基準入力端子18に接続されるので、基準入力端子18の電位は基準点8の電位となる。
基準接続ライン9が断線すると、図10に示すように、電圧検出回路3Aの抵抗器14を介して電流が流れ、この電流経路によって、電圧検出回路3Aの基準入力端子18の電位が仮想アース電位にずれる。仮想アース電位は、プラス側のバッテリブロック1Aの基準点8の電位からマイナス側にずれる。それは、オン状態にある第2の検出スイッチ12Bによって、第2組の電池モジュール2Bとこれ等に接続している抵抗分圧回路11の抵抗器14に電流が流れ、また、オン状態にある第3の検出スイッチ12Cによって、マイナス側のバッテリブロック1Bの電池モジュール2とこのバッテリブロックのマイナス側に接続する抵抗分圧回路11の抵抗器14に電流が流れ、基準入力端子18の電位がマイナス側に引っ張られるからである。したがって、基準接続ライン9が断線すると、基準入力端子18の電位がマイナス側にずれる。
この状態になると、電圧検出回路3Aが検出する接続点7の電位は、基準接続ライン9が断線しない状態と比べてプラス側にずれる。それは、電圧検出回路3Aが、基準入力端子18の電位に対する電圧として接続点7の電圧を検出しているからである。このため、プラス側のバッテリブロック1Aの接続点7の電圧を検出する電圧検出回路3Aは、検出する全ての接続点7の電位を、基準接続ライン9が断線しない状態と比べてプラス側にずれる電圧として検出する。
図6に示すように、基準接続ライン9が断線する状態で、第1ないし第3の全ての検出スイッチ12をオンにすると、マイナス側のバッテリブロック1Bの電池モジュール2とこのバッテリブロックのマイナス側に接続している抵抗分圧回路11が仮想アース電位をマイナス側にずらせるが、第1組の電池モジュール2Aとこれ等に接続している抵抗分圧回路11の抵抗器14が仮想アース電位をプラス側にずらせる。このため、仮想アース電位がマイナス側のバッテリブロック1Bの電池モジュール2とこのバッテリブロックのマイナス側に接続している抵抗分圧回路11でマイナス側にずらされるとしても、第1組の電池モジュール2Aとその抵抗分圧回路11でずれが補正されて電位のずれは小さくなる。
図8に示すように、基準接続ライン9が断線する状態で、第2の検出スイッチ12Bのみをオンにすると、第2組の電池モジュール2Bとその抵抗分圧回路11のみで仮想アース電位をマイナス側にずらせる。
以上のように、図6と図8の状態では、基準接続ライン9が断線する状態において、仮想アース電位をマイナス側にずられる電池モジュール2と抵抗分圧回路11が異なる。このため、図6と図8の状態では、仮想アース電位のマイナス側へのずれ量を変化できる。したがって、基準接続ライン9が断線する状態で、図6と図8の状態に検出スイッチ12を切り換えて、電圧検出回路3Aが接続点7の電圧として検出する電圧を変化できる。いいかえると、電圧検出回路3Aが接続点7の電圧を検出し、その電圧が図6と図8に示す状態で変化すると、基準接続ライン9の断線と判定できる。基準接続ライン9が断線しない状態にあっては、図5と図7に示すように、電圧検出回路3Aの基準入力端子18の基準電位が変化せず、検出スイッチ12を切り換えても電圧検出回路3Aの検出電圧は変化しないからである。
さらに、図10に示すように、基準接続ライン9が断線する状態で、第2の検出スイッチ12Bと第3の検出スイッチ12Cをオンにして、第2組の電池モジュール2Bとマイナス側のバッテリブロック1Bの電池モジュール2とこれらに接続される抵抗分圧回路11で仮想アース電位をマイナス側にずらせると、第2組の電池モジュール2Bとマイナス側のバッテリブロック1Bの電池モジュール2と抵抗分圧回路11の両方が仮想アース電位をマイナス側にずらせるので、マイナス側のずれが最も大きくなる。
この表において、状態1は、第1の検出スイッチ12A(SW1)のみをオンにして、第2の検出スイッチ12B(SW2)と第3の検出スイッチ12C(SW3)をオフにする状態を示している。この状態で、基準点8よりもプラス側に位置する接続点7の電圧をデータ1として検出する。
状態2は、第1の検出スイッチ12A(SW1)と第2の検出スイッチ12B(SW2)をオンにして、第3の検出スイッチ12C(SW3)をオフにする状態を示している。この状態で、基準点8よりもプラス側に位置する接続点7の電圧をデータ2として検出し、基準点8よりもマイナス側に位置する接続点7の電圧をデータ3として検出する。
さらに、状態3は、第1の検出スイッチ12A(SW1)と第3の検出スイッチ12C(SW3)をオフにして、第2の検出スイッチ12B(SW2)をオンにする状態を示している。この状態で、基準点8よりもマイナス側に位置する接続点7の電圧をデータ4として検出する。
この表において、状態1は、第1の検出スイッチ12A(SW1)と第2の検出スイッチ12B(SW2)をオンにして、第3の検出スイッチ12C(SW3)をオフにする状態を示している。この状態で、基準点8よりもマイナス側に位置する接続点7の電圧をデータ1として検出する。
状態2は、第1ないし第3の検出スイッチ12(SW1、SW2、SW3)をオンにする状態を示している。この状態で、基準点8よりもマイナス側に位置する接続点7の電圧をデータ2として検出する。
この表において、状態1は、第2の検出スイッチ12B(SW2)のみをオンにして、第1の検出スイッチ12A(SW1)と第3の検出スイッチ12C(SW3)をオフにする状態を示している。この状態で、基準点8よりもマイナス側に位置する接続点7の電圧をデータ1として検出する。
状態2は、第1の検出スイッチ12A(SW1)をオフにして、第2の検出スイッチ12B(SW2)と第3の検出スイッチ12C(SW3)をオンにする状態を示している。この状態で、基準点8よりもマイナス側に位置する接続点7の電圧をデータ2として検出し、基準点8よりもプラス側に位置する接続点7の電圧をデータ3として検出する。
さらに、状態3は、第1ないし第3の検出スイッチ12(SW1、SW2、SW3)をオンにする状態を示している。この状態で、基準点8よりもプラス側に位置する接続点7の電圧をデータ4として検出する。
この表において、状態1は、第2の検出スイッチ12B(SW2)のみをオンにして、第1の検出スイッチ12A(SW1)と第3の検出スイッチ12C(SW3)をオフにする状態を示している。この状態で、基準点8よりもマイナス側に位置する接続点7の電圧をデータ1として検出する。
状態2は、第1の検出スイッチ12A(SW1)をオフにして、第2の検出スイッチ12B(SW2)と第3の検出スイッチ12C(SW3)をオンにする状態を示している。この状態で、基準点8よりもマイナス側に位置する接続点7の電圧をデータ2として検出する。
さらに、状態3は、第1ないし第3の検出スイッチ12(SW1、SW2、SW3)をオンにする状態を示している。この状態で、基準点8よりもマイナス側に位置する接続点7の電圧をデータ3として検出する。
1B…マイナス側のバッテリブロック
2…電池モジュール 2A…第1組の電池モジュール
2B…第2組の電池モジュール
2C…第3組の電池モジュール
2D…第4組の電池モジュール
3…電圧検出回路 3A…電圧検出回路
3B…電圧検出回路
4…マルチプレクサ
5…電圧検出部 5A…差動増幅器
6…制御回路
7…接続点
8…基準点
9…基準接続ライン
10…電圧検出ライン
11…抵抗分圧回路
12…検出スイッチ 12A…第1の検出スイッチ
12B…第2の検出スイッチ
12C…第3の検出スイッチ
12D…第4の検出スイッチ
12E…第5の検出スイッチ
12F…第6の検出スイッチ
14…抵抗器 14A…直列抵抗
14B…並列抵抗
15…A/Dコンバータ
16…中間接続点
17…電圧入力端子
18…基準入力端子
19…ヒューズ
21…バッテリ
22…電池モジュール
23…電圧検出回路
24…マルチプレクサ
28…基準点
29…基準接続ライン
30…検出回路
31…バッテリ
32…電池モジュール
33…電圧検出回路
34…マルチプレクサ
35…オンオフスイッチ
36…電流制限抵抗
37…フォトカプラ
38…基準点
39…基準接続ライン
40…判定回路
Claims (4)
- 複数の電池モジュール(2)を直列に接続している走行用のバッテリ(1)と、該走行用のバッテリ(1)を中間接続点(16)に対してプラス側のバッテリブロック(1A)とマイナス側のブロック(1B)に分割し、プラス側のバッテリブロック(1A)の中点電位付近に設けられた基準点(8)と、プラス側のバッテリブロック(1A)の電池モジュール(2)間に設けられ、電池モジュール(2)の電圧を検出する複数の接続点(7)と、基準点(8)に対するプラス側の電池モジュール(2A)の接続点(7)に接続している第1の検出スイッチ(12A)と、基準点(8)に対するマイナス側の電池モジュール(2B)の接続点(7)に接続している第2の検出スイッチ(12B)と、マイナス側のバッテリブロック(1B)のマイナス側に接続している第3の検出スイッチ(12C)と、第1〜第3の検出スイッチ(12A) 、(12B)、(12C)を介して接続されて、基準点(8)に対する各接続点(7)の電圧を検出する電圧検出回路(3)と、第1〜第3の検出スイッチ(12A) 、(12B)、(12C)をオン又はオフに切り換える制御回路(6)と、一端を基準点(8)に、他端を電圧検出回路(3)に接続された基準接続ライン(9)とを設け、
基準接続ライン(9)を電圧検出回路(3)のアースラインとし、電圧検出回路(3)が第1〜第3の検出スイッチ(12A) 、(12B)、(12C)をオン又はオフに切り換えた状態で検出される接続点(7)の電圧変化でもって基準接続ライン(9)の断線を検出する車両用の電源装置。 - 複数の電池モジュール(2)を直列に接続している走行用のバッテリ(1)と、該走行用のバッテリ(1)を中間接続点(16)に対してプラス側のバッテリブロック(1A)とマイナス側のブロック(1B)に分割し、マイナス側のバッテリブロック(1B)の中点電位付近に設けられた基準点(8)と、マイナス側のバッテリブロック(1B)の電池モジュール(2)間に設けられ、電池モジュール(2)の電圧を検出する複数の接続点(7)と、基準点(8)に対するプラス側の電池モジュール(2C)の接続点(7)に接続している第1の検出スイッチ(12E)と、基準点(8)に対するマイナス側の電池モジュール(2D)の接続点(7)に接続している第2の検出スイッチ(12F)と、プラス側のバッテリブロック(1A)のプラス側に接続している第3の検出スイッチ(12D)と、第1〜第3の検出スイッチ(12D) 、(12E)、(12F)を介して接続されて、基準点(8)に対する各接続点(7)の電圧を検出する電圧検出回路(3)と、第1〜第3の検出スイッチ(12D) 、(12E)、(12F)をオン又はオフに切り換える制御回路(6)と、一端を基準点(8)に、他端を電圧検出回路(3)に接続された基準接続ライン(9)とを設け、
基準接続ライン(9)を電圧検出回路(3)のアースラインとし、電圧検出回路(3)が第1〜第3の検出スイッチ(12D) 、(12E)、(12F)をオン又はオフに切り換えた状態で検出される接続点(7)の電圧変化でもって基準接続ライン(9)の断線を検出する車両用の電源装置。 - 複数の電池モジュール(2)を直列に接続している走行用のバッテリ(1)と、該走行用のバッテリ(1)を中間接続点(16)に対してプラス側のバッテリブロック(1A)とマイナス側のブロック(1B)に分割し、プラス側のバッテリブロック(1A)の中点電位付近に設けられた基準点(8)と、プラス側のバッテリブロック(1A)の電池モジュール(2)間に設けられ、電池モジュール(2)の電圧を検出する複数の接続点(7)と、基準点(8)に対するプラス側の電池モジュール(2A)の接続点(7)に接続している第1の検出スイッチ(12A)と、基準点(8)に対するマイナス側の電池モジュール(2B)の接続点(7)に接続している第2の検出スイッチ(12B)と、マイナス側のバッテリブロック(1B)のマイナス側に接続している第3の検出スイッチ(12C)と、第1〜第3の検出スイッチ(12A) 、(12B)、(12C)を介して接続されて、基準点(8)に対する各接続点(7)の電圧を検出する電圧検出回路(3)と、第1〜第3の検出スイッチ(12A) 、(12B)、(12C)をオン又はオフに切り換える制御回路(6)と、一端を基準点(8)に、他端を電圧検出回路(3)に接続された基準接続ライン(9)とを備える電源装置の基準接続ラインの断線を検出する方法であって、
基準接続ライン(9)を電圧検出回路(3)のアースラインとし、制御回路(6)で第1〜第3の検出スイッチ(12A) 、(12B)、(12C)をオン又はオフに切り換え、電圧検出回路(3)が、第1〜第3の検出スイッチ(12A) 、(12B)、(12C)をオン又はオフに切り換えた状態で接続点(7)の電圧変化を検出し、検出される電圧変化から基準接続ライン(9)の断線を検出する電源装置の基準接続ラインの断線を検出する方法。 - 複数の電池モジュール(2)を直列に接続している走行用のバッテリ(1)と、該走行用のバッテリ(1)を中間接続点(16)に対してプラス側のバッテリブロック(1A)とマイナス側のブロック(1B)に分割し、マイナス側のバッテリブロック(1B)の中点電位付近に設けられた基準点(8)と、マイナス側のバッテリブロック(1B)の電池モジュール(2)間に設けられ、電池モジュール(2)の電圧を検出する複数の接続点(7)と、基準点(8)に対するプラス側の電池モジュール(2C)の接続点(7)に接続している第1の検出スイッチ(12E)と、基準点(8)に対するマイナス側の電池モジュール(2D)の接続点(7)に接続している第2の検出スイッチ(12F)と、プラス側のバッテリブロック(1A)のプラス側に接続している第3の検出スイッチ(12D)と、第1〜第3の検出スイッチ(12D) 、(12E)、(12F)を介して接続されて、基準点(8)に対する各接続点(7)の電圧を検出する電圧検出回路(3)と、第1〜第3の検出スイッチ(12D) 、(12E)、(12F)をオン又はオフに切り換える制御回路(6)と、一端を基準点(8)に、他端を電圧検出回路(3)に接続された基準接続ライン(9)とを備える電源装置の基準接続ラインの断線を検出する方法であって、
基準接続ライン(9)を電圧検出回路(3)のアースラインとし、制御回路(6)で第1〜第3の検出スイッチ(12D) 、(12E)、(12F)をオン又はオフに切り換え、電圧検出回路(3)が、第1〜第3の検出スイッチ(12D) 、(12E)、(12F)をオン又はオフに切り換えた状態で接続点(7)の電圧変化を検出し、検出される電圧変化から基準接続ライン(9)の断線を検出する電源装置の基準接続ラインの断線を検出する方法。
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