JP5234282B2

JP5234282B2 - バッテリパックの検査装置

Info

Publication number: JP5234282B2
Application number: JP2009027257A
Authority: JP
Inventors: 浩恭鈴木
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2009-02-09
Filing date: 2009-02-09
Publication date: 2013-07-10
Anticipated expiration: 2029-02-09
Also published as: JP2010181368A

Description

本発明は、バッテリパックの検査装置に係り、詳しくは車両に搭載するバッテリパックの漏電を検出する検査装置が正しく接続されていることを確認する装置に関するものである。

近年、大容量のバッテリが搭載され、当該バッテリの電力で駆動モータを作動させることで走行可能な電気自動車またはハイブリッド電気自動車が広く開発されている。
このような大容量のバッテリを収容したバッテリパックの組立工程では、車両に搭載する前に当該バッテリパックに内装されている各部品が正常に機能することを確認する検査工程があり、当該検査工程には、バッテリパック内に収容されている多数のバッテリセルが正常に結線されていることを確認する工程が含まれている。

即ち、結線される多数のバッテリセルのうち、特性の悪いバッテリセルが含まれている場合、電気自動車用のバッテリとしての性能に影響を及ぼしてしまうため、このような特性の悪いバッテリセルを予め検査により排除するようにしている。
そこで、従来、容易に検査可能なバッテリの検査システムを用いたバッテリの検査方法が知られている（特許文献１参照）。

特開２００６−１１７２４１号公報

一方、バッテリパック内には高電圧配分や制御に関する多くの要素部品が存在するため、バッテリパックを構成する各部品単体の動作確認終了後、バッテリパックを組み立てた後に、全体の接続状態について検査装置を用いて検査する必要がある。
特に、直列に結線されたバッテリセルは高電圧となり、車両に搭載され、直列に結線されたバッテリセルを収容した高電圧のバッテリパックと低電圧バッテリはグランドを共通にしていないため、バッテリセルの結線に異常がある場合には、高圧電源から車体側の低圧電源に地絡して漏電する可能性を含んでおり、バッテリパック内に介装されている漏電センサを用いたバッテリパックの検査が必要である。

この点に関し、上記特許文献１に開示された従来技術では、検査システムにおいてバッテリセルのセル電圧を測定し、電圧判別手段にてバッテリセルを組立ラインに振り分け、バッテリセルを組み立てた後に冷却系統の検査を行うようにしている。
しかしながら、このような構成では、バッテリパックの検査に適用すると検査システムの構成が複雑になるという問題がある。

また、バッテリパック内に介装されている漏電センサとバッテリ回路との接続部における締結部材の緩みというように接続不良がある場合でも、接続の状態を検出できないという問題がある。
本発明は、上述した課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、バッテリパックの漏電を確実に検出することの可能なバッテリパックの検査装置を提供することにある。

上記の目的を達成するべく、請求項１のバッテリパックの検査装置は、電気的に接続されて回路を形成する複数のバッテリセルが収容されたバッテリパックの検査装置において、前記バッテリパックの前記回路からの漏電を検出する漏電検出手段と、前記バッテリパックと別体に設けられ、第１抵抗を介して地面に接地する第１接地線及び該第１接地線の連通と遮断とを行う第１断接手段を有する外部強制漏電回路とを備え、前記漏電検出手段は、第２抵抗を介して地面に接地する第２接地線及び該第２接地線の連通と遮断とを行う第２断接手段からなり、漏電を検出可能であることを自己診断する自己診断回路を有し、前記外部強制漏電回路は前記バッテリパックの検査を行う際に前記回路に接続され、前記漏電検出手段は、前記外部強制漏電回路が前記回路に接続されて前記第１断接手段により前記第１接地線が連通されると漏電の有無を検出することを特徴とする。

請求項２のバッテリパックの検査装置は、請求項１において、前記バッテリパックの前記回路は、前記回路の連通と遮断とを行う第３断接手段を含んでなることを特徴とする。

請求項１のバッテリパックの検査装置によれば、バッテリパックの検査時には、バッテリパックの結線回路に接続された外部強制漏電回路の接地線が断接手段により連通されてバッテリパックの結線回路が強制的に地絡させられ、この際、漏電検出手段により漏電の有無が検出される。
従って、バッテリパックに接続された漏電検出手段の結線回路との接続状態やバッテリパック内の結線状態を確認することが可能であり、強制的に地絡させたにも拘わらず漏電が検出されない場合には、漏電検出手段とバッテリパックの結線回路との接続及びバッテリパック内の結線を確保することで、通常時においてバッテリパックの結線回路の漏電を漏電検出手段によって確実に検出することができる。

また、漏電検出手段は第２抵抗を介して地面に接地する第２接地線及び第２接地線の連通と遮断とを行う第２断接手段からなる自己診断回路を有しているので、漏電検出手段自身に異常がないことを確認することで、漏電検出手段の結線回路との接続状態やバッテリパック内の結線状態を良好に確認することが可能である。

本発明に係るバッテリパックの検査装置を含む概略構成図である。バッテリブロックを形成するバッテリセルの接続状態を示す図である。バッテリパック内に接続された漏電センサの検査工程を示すフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係るバッテリパックの検査装置を含む回路図である。本願発明に直接関係のない機器（インバータ、駆動モーター等）については図示とその説明を省略する。
バッテリパック１は、例えば電気自動車に搭載されるものであり、当該電気自動車は外部電源からの充電回路を備え、当該充電回路から電力の供給を受けて充電を行う充電器を介して蓄電するものである。

図１に示すように、バッテリパック１は、外部の充放電経路に接続されるＰＮ端子２を有している。そして、バッテリパック１内にはバッテリが直列に結線されてバッテリブロック１０が形成され、バッテリブロック１０にはサービスプラグ１１が装着されている。
詳しくは、図２に示すように、バッテリパック１には複数のバッテリセル１２が収容されており、隣接するバッテリセル１２の正極１４ａ及び負極１４ｂが逆にされて配置され、互いに隣接するバッテリセル１２の正極１４ａ及び負極１４ｂが接合部材１６を介して配線接続され、全体として複数のバッテリセル１２が直列に結線されることにより、高圧回路（結線回路）１８が形成される。そして、高圧回路１８はコンタクタ（第３断接手段）１９ａ、１９ｂを含んで構成されている。

図１に戻り、バッテリパック１内には漏電センサ（漏電検出手段）２０が接続されており、漏電センサ２０によりバッテリパック１内の漏電が検出される。
詳しくは、漏電センサ２０は、例えば検査装置４２から電力が供給され、検査装置４２は交流電源２４に接続されており、交流電源２４はコンデンサ２６に接続されるとともに、整流回路２７、フィルター２８を介してコンパレータ２９にそれぞれ接続されている。そして、コンデンサ２６とバッテリパック１との接続部３６の間には、プリチェック回路（自己診断回路）３０が設けられている。

プリチェック回路３０には抵抗（第２抵抗）３１とスイッチ（第２断接手段）３２が設けられ、当該スイッチ３２の一端には接地線（第２接地線）３４が接続されており、スイッチ３２をＯＮすることにより漏電センサ２０の回路が接地線３４を介してアースされる。即ち、プリチェック回路３０のスイッチ３２をＯＮすることで漏電回路が形成される。
また、バッテリパック１には、バッテリパック検査装置４０が接続されている。バッテリパック検査装置４０はバッテリパック１の検査を行うものであり、バッテリパック１とは別体にして、バッテリパック１の各コネクタ（図示せず）と接続するための入出力ユニット（図示せず）を含む検査装置４２から構成されており、検査装置４２は制御用装置４４等を含んで構成されている。そして、検査装置４２はＰＮ端子２に接続されている。バッテリパック検査装置４０は、漏電センサ２０の検査を行うとともに、シャットバルブや冷却ファン（図示せず）等の検査を行う。

詳しくは、バッテリパック検査装置４０は、外部強制漏電回路５０を含み、外部強制漏電回路５０には抵抗（第１抵抗）５２とリレー（第１断接手段）５４が設けられ、当該リレー５４の一端には接地線（第１接地線）５６が接続されて構成されている。
外部強制漏電回路５０は、バッテリパック１の高圧回路１８に接続されており、接続箇所は例えばＰＮ端子２と検査装置４２の間となる。このような構成により、コンタクタ１９ａをＯＮしてからリレー５４をＯＮすることにより外部強制漏電回路５０が接地線５６を介してアースされるので、高圧回路１８を強制的に漏電させることが可能である。

図３には、バッテリパック１を組み立てた後に実施する、バッテリパック１内に接続されている漏電センサ２０の検査工程がフローチャートで示されており、以下同フローチャートに基づいて説明する。
ステップＳ１では、組立完了後のバッテリパック１をバッテリパック検査装置４０に接続する。詳しくは、バッテリパック１の各コネクタを検査装置４２の入出力ユニットや制御装置４４等に接続する。

続くステップＳ２では、検査装置４２の電源をＯＮする。
ステップＳ３では、漏電センサ２０のプリチェック回路３０のスイッチ３２をＯＮする。これにより、漏電センサ２０に漏電回路が形成される。
ステップＳ４では、漏電センサ２０が漏電を検出したか否かを判定する。当該判定結果が真（Ｙｅｓ）と判定された場合にはステップＳ５へ進む。

ステップＳ５では、漏電センサ２０のプリチェック回路３０のスイッチ３２をＯＦＦする。
ステップＳ６では、漏電センサ２０が漏電を検出したか否かを判定する。当該判定結果が偽（Ｎｏ）と判定された場合はステップＳ８へ進む。
一方、上記ステップＳ４の判定結果が偽（Ｎｏ）、または上記ステップＳ６の判定結果が真（Ｙｅｓ）である場合、ステップＳ７へ進む。

ステップＳ７では、漏電センサ２０の回路または部品に異常があるとして、バッテリパック１内の漏電センサ２０の異常と判定される。
ステップＳ８では、コンタクタ１９ａをＯＮしてから、バッテリパック１に接続されている外部強制漏電回路５０のリレー５４をＯＮする。これにより、高圧回路１８を強制的に漏電させる。

ステップＳ９では、漏電センサ２０が漏電を検出したか否かを判定する。当該判定結果が真（Ｙｅｓ）と判定された場合はステップＳ１０へ進む。
ステップＳ１０では、バッテリパック検査装置４０の外部強制漏電回路５０のリレー５２をＯＦＦする。
ステップＳ１１では、漏電センサ２０が漏電を検出したか否かを判定する。当該判定結果が偽（Ｎｏ）と判定された場合はステップＳ１３へ進む。

一方、上記ステップＳ９の判定結果が偽（Ｎｏ）、または、上記ステップＳ１１の判定結果が真（Ｙｅｓ）である場合、ステップＳ１２へ進む。
ステップＳ１２では、バッテリパック１内の結線に異常があるとして、バッテリパック１の組立異常と判定される。
ステップＳ１３では、バッテリパック１内の結線及び漏電センサ２０を構成する部品は全て正常と判定され、本検査工程は終了となり、次の検査工程へと移行する。

このように、本実施形態によれば、コンタクタ１９ａをＯＮした上でバッテリパック検査装置４０が有する外部強制漏電回路５０のリレー５２をＯＮすることにより、高圧回路１８を強制的に漏電させる漏電回路が形成される。
このような構成にすることにより、漏電センサ２０が漏電を検出できるか否かを判定するので、漏電センサ２０とバッテリパック１の接続部３６における接続状態を確認することが可能である。

また、直列に結線されているバッテリセル１２の接合部材１６の接合異常等、バッテリパック１内の結線異常がある場合に漏電センサ２０において漏電が検出されるので、バッテリパック１内の結線異常をも検出することができる。
また、漏電センサ２０のプリチェック回路３０のスイッチ３２をＯＮすることにより、漏電センサ２０の回路を漏電させる漏電回路が形成されるので、漏電センサ２０自身が正常に動作することを確認することができる。一方、漏電センサ２０において漏電が検出されない場合には、漏電センサ２０自身の回路または構成する部品の異常を検出することができる。

これにより、漏電センサ２０自身の正常な動作を確保しつつ、上記バッテリパック１の接続部３６における接続状態やバッテリパック１内の結線状態を良好に確認することができ、通常時おいてバッテリパック１の高圧回路１８の漏電を漏電センサ２０によって確実に検出することができる。
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。

例えば、上記実施形態では検査装置４２をバッテリパック１のＰＮ端子２に接続するようにしているが、高圧回路１８に接続することができれば、接続箇所はＰＮ端子２に限られない。

１バッテリパック
１２バッテリセル
１６結合部材
１８高圧回路（結線回路）
１９ａ、１９ｂコンタクタ（第３断接手段）
２０漏電センサ（漏電検出手段）
３０プリチェック回路（自己診断回路）
３１抵抗（第２抵抗）
３２スイッチ（第２断接手段）
３４接地線（第２接地線）
３６接続部
４０バッテリパック検査装置
５０外部強制漏電回路
５２抵抗（第１抵抗）
５４リレー（第１断接手段）
５６接地線（第１接地線）

Claims

電気的に接続されて回路を形成する複数のバッテリセルが収容されたバッテリパックの検査装置において、
前記バッテリパックの前記回路からの漏電を検出する漏電検出手段と、
前記バッテリパックと別体に設けられ、第１抵抗を介して地面に接地する第１接地線及び該第１接地線の連通と遮断とを行う第１断接手段を有する外部強制漏電回路とを備え、
前記漏電検出手段は、第２抵抗を介して地面に接地する第２接地線及び該第２接地線の連通と遮断とを行う第２断接手段からなり、漏電を検出可能であることを自己診断する自己診断回路を有し、
前記外部強制漏電回路は前記バッテリパックの検査を行う際に前記回路に接続され、前記漏電検出手段は、前記外部強制漏電回路が前記回路に接続されて前記第１断接手段により前記第１接地線が連通されると漏電の有無を検出することを特徴とするバッテリパックの検査装置。
前記バッテリパックの前記回路は、前記回路の連通と遮断とを行う第３断接手段を含んでなることを特徴とする、請求項１に記載のバッテリパックの検査装置。