JP6497257B2 - 給電路遮断装置及び給電路遮断方法 - Google Patents
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Description
本実施形態について図面を参照して説明する。図1は第1の実施形態の電路遮断装置の構成例を示す。図1は電池パック1に備えた電路遮断装置の構成例を示し、電池パック1は、複数の電池モジュール10、総和電流センサ20、及び各電池モジュール10を監視し、その充放電等を制御する電池制御ユニット(ECU)30を備える。
<第2の実施形態>
次に本発明の第2の実施形態について説明する。電池モジュール10に過電流が流れるのを防ぐリレー12及びヒューズ13を有する給電路の遮断において、リレー12の遮断可能最大電流を超える電流が流れているとき、リレー12を遮断せず、ヒューズ13の熔断により給電路を遮断させる場合、ヒューズ13の熔断に長時間掛かり、電池11に過放電又は過充電の電流が流れ、或いはワイヤハーネス等の各種部品に過電流が流れて損傷しまうことがある。
<第3の実施形態>
図6に第3の実施形態の給電路遮断装置を含む電池パックの構成例を示す。
図6に示す電池パック1内の構成は、電池制御ユニット(ECU)30の一部の内部構成を除いて、図1に示した構成と同一であるので、同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。すなわち、電池制御ユニット(ECU)30は、電流判定部31、リレー制御部32、及び遮断判定部34を備える。また、各電池モジュール10は、電池11、リレー12、ヒューズ13、電池電流センサ14、及び監視制御ユニット(ECU)15を備える。なお、リレー12として、例えば、機械式リレーやMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)などの半導体リレーが考えられる。
第3の実施形態のリレー制御部32は、遮断判定部34の判定結果及び電流判定部31の判定結果を基に、各電池モジュール10のリレー12のオン/オフを制御する。すなわち、リレー制御部32は、遮断判定部34により、給電路を遮断すると判定されることでその給電路を遮断するとき、電流判定部31により、その給電路に対応する電池11に流れている電池電流が遮断可能最大電流以下であると判定された場合に、その給電路に対応するリレー12をオフするよう制御する。また、リレー制御部32は、遮断判定部34により、給電路を遮断すると判定されることでその給電路を遮断するとき、電流判定部31により、その給電路に対応する電池11に流れている電池電流が遮断可能最大電流を超えていると判定された場合に、ヒューズ13でその給電路が遮断されるように、その給電路に対応するリレー12をオン状態に保つよう制御する。
まず、遮断判定部34は、給電路を遮断するか否かを判定し(S71)、給電路を遮断しないと判定する場合(S71でNO)、S71に戻る。
<第4の実施形態>
第4の実施形態の給電路遮断装置の構成例は、図6に示す給電路遮断装置の構成例と同様とする。なお、第4の実施形態の給電路遮断装置において、遮断判定部34を省略してもよい。
まず、電流判定部31は、電池11に流れている電池電流が閾値Ith1以上であるか否かを判定する、又は、電池11に流れている電池電流の単位時間あたりの変化量が所定値Ith2以上であるか否かを判定し(S81)、電池11に流れている電池電流が閾値Ith1以上でないと判定する場合、又は、電池11に流れている電池電流の単位時間あたりの変化量が所定値Ith2以上でないと判定する場合(S81でNO)、S81に戻る。
<第5の実施形態>
図9に第5の実施形態の給電路遮断装置を含む電池パックの構成例を示す。
図9に示す電池パック1内の構成は、電池制御ユニット(ECU)30の一部の内部構成及び電池モジュール10の一部の内部構成を除いて、図6に示した構成と同一であるので、同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。すなわち、電池制御ユニット(ECU)30は、リレー制御部32、遮断判定部34、及び温度判定部35を備える。また、各電池モジュール10は、電池11、リレー12、ヒューズ13、電池電流センサ14、監視制御ユニット(ECU)15、及び温度検出部18を備える。
温度判定部35は、各電池モジュール10の温度検出部18で検出され、各監視制御ユニット(ECU)15からの監視情報として通信線41を介して通知される各電池モジュール10のリレー12の温度が、遮断可能最大温度以下であるか否かを判定する。
まず、遮断判定部34は、給電路を遮断するか否かを判定し(S101)、給電路を遮断しないと判定する場合(S101でNO)、S101に戻る。
<第6の実施形態>
第6の実施形態の給電路遮断装置の構成例は、図9に示す給電路遮断装置の構成例と同様とする。なお、第6の実施形態の給電路遮断装置において、遮断判定部34を省略してもよい。
まず、温度判定部35は、リレー12の温度が閾値Tth1以上であるか否かを判定する、又は、リレー12の温度の単位時間あたりの変化量が所定値Tth2以上であるか否かを判定し(S111)、リレー12の温度が閾値Tth1以上でないと判定する場合、又は、リレー12の温度の単位時間あたりの変化量が所定値Tth2以上でないと判定する場合(S111でNO)、S111に戻る。
<第7の実施形態>
図12に第7の実施形態の給電路遮断装置を含む電池パックの構成例を示す。
図12に示す電池パック1内の構成は、電池制御ユニット(ECU)30の一部の内部構成及び電池モジュール10の一部の内部構成を除いて、図6及び図9に示した構成と同一であるので、同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。すなわち、電池制御ユニット(ECU)30は、電流判定部31、リレー制御部32、遮断判定部34、及び記憶部36を備える。また、各電池モジュール10は、電池11、リレー12、ヒューズ13、電池電流センサ14、監視制御ユニット(ECU)15、及び温度検出部18を備える。
まず、遮断判定部34は、給電路を遮断するか否かを判定し(S141)、給電路を遮断しないと判定する場合(S141でNO)、S141に戻る。
<第8の実施形態>
第8の実施形態の給電路遮断装置の構成例は、図12に示す給電路遮断装置の構成例と同様とする。なお、第8の実施形態の給電路遮断装置において、遮断判定部34を省略してもよい。
第8の実施形態のリレー制御部32は、電流判定部31により、電池11に流れている電池電流が閾値Ith1以上であると判定された場合に、その電池11に対応するリレー12をオフするよう制御する。
まず、電流判定部31は、リレー12の温度に応じて、閾値Ith1を変える(S151)。
<第9の実施形態>
図16に第9の実施形態の給電路遮断装置の構成例を示す。
図16に示す電池パック1内の構成は、電池制御ユニット(ECU)30の一部の内部構成及び電池モジュール10の一部の内部構成を除いて、図9及び図12に示した構成と同一であるので、同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。すなわち、電池制御ユニット(ECU)30は、リレー制御部32、遮断判定部34、温度判定部35、及び記憶部36を備える。また、各電池モジュール10は、電池11、リレー12、ヒューズ13、電池電流センサ14、監視制御ユニット(ECU)15、及び温度検出部18を備える。
まず、遮断判定部34は、給電路を遮断するか否かを判定し(S181)、給電路を遮断しないと判定する場合(S181でNO)、S181に戻る。
<第10の実施形態>
第10の実施形態の給電路遮断装置の構成例は、図16に示す給電路遮断装置の構成例と同様とする。なお、第10の実施形態の給電路遮断装置において、遮断判定部34を省略してもよい。
第10の実施形態のリレー制御部32は、温度判定部35により、リレー12の温度が閾値Tth1以上であると判定された場合に、そのリレー12をオフするよう制御する。
まず、温度判定部35は、電池11に流れている電池電流に応じて、閾値Tth1を変える(S191)。
2 充電リレー
3 メインリレー
4 充電器
5 インバータ/モータ
6 走行制御ECU
10 電池モジュール
11 電池
12 リレー
13 ヒューズ
14 電池電流センサ
15 監視制御ユニット(ECU)
16 加熱抵抗
17 電流制限回路
18 温度検出部
20 総和電流センサ
30 電池制御ユニット(ECU)
31 電流判定部
32 リレー制御部
33 加熱制御部
34 遮断判定部
35 温度判定部
36 記憶部
41 通信線
42 通信線
Claims (22)
- 複数の並列接続された電池モジュールの各電池電流の給電路に直列に挿入され、前記給電路を通電させ又は遮断するリレーとヒューズとを有する給電路遮断装置であって、
前記電池モジュールの各電池電流が、電池の過電流異常閾値を超えるか否かを判定するとともに、前記複数の電池モジュールの各電池電流の全ての総和電流が、前記リレーの遮断可能最大電流を超えるか否かを判定する電流判定手段と、
前記電流判定手段により、前記電池モジュールの電池電流が、前記過電流異常閾値を超えると判定されたとき、前記総和電流が前記リレーの遮断可能最大電流より小さいと判定された場合にのみ、前記電池モジュールの全てのリレーをオフにするよう制御するリレー制御手段と、
を備えたことを特徴とする給電路遮断装置。 - 前記電流判定手段は、前記電池モジュールの各電池電流が、前記リレーの遮断可能最大電流を超えるか否かを判定し、
前記リレー制御手段は、前記電流判定手段により、前記電池モジュールの電池電流が、前記リレーの遮断可能最大電流より小さいと判定された場合に、前記電池モジュールのリレーをオフにするよう制御し、前記電池モジュールの電池電流が、前記リレーの遮断可能最大電流を超えると判定された場合に、前記電池モジュールのリレーをオン状態に保つよう制御する
ことを特徴とする請求項1に記載の給電路遮断装置。 - 前記ヒューズを加熱するヒューズ加熱手段と、
前記総和電流が前記リレーの遮断可能最大電流を超える場合に、前記ヒューズ加熱手段により前記ヒューズを加熱する加熱制御手段と、
を備えたことを特徴とする請求項1に記載の給電路遮断装置。 - 電池モジュールの電池電流の給電路に直列に挿入され、該給電路を通電させ又は遮断するリレーとヒューズとを有する給電路遮断装置であって、
前記電池モジュールの電池電流が、電池の過電流異常閾値を超えるか否かを判定するとともに、前記リレーの遮断可能最大電流を超えるか否かを判定する電流判定手段と、
前記電流判定手段により、前記電池モジュールの電池電流が前記過電流異常閾値を超え、前記リレーの遮断可能最大電流より小さいと判定された場合に、前記電池モジュールのリレーをオフにするよう制御し、前記電池電流が前記リレーの遮断可能最大電流を超えたと判定された場合に、前記電池モジュールのリレーをオン状態に保つよう制御するリレー制御手段と、
前記ヒューズを加熱するヒューズ加熱手段と、
前記電池電流が前記リレーの遮断可能最大電流を超えた場合に、前記ヒューズ加熱手段により前記ヒューズを加熱する加熱制御手段と、
を備えたことを特徴とする給電路遮断装置。 - 複数の並列接続された電池モジュールの各電池電流を通電させ又は遮断するリレーとヒューズとが挿入された電池電流の給電路を遮断する給電路遮断方法であって、
前記電池モジュールの各電池電流が、電池の過電流異常閾値を超えるか否かを判定するとともに、前記複数の電池モジュールの各電池電流の全ての総和電流が、前記リレーの遮断可能最大電流を超えるか否かを判定する電流判定ステップと、
前記電流判定ステップにより、前記電池モジュールの電池電流が、前記過電流異常閾値を超えると判定されたとき、前記総和電流が前記リレーの遮断可能最大電流より小さい判定された場合にのみ、前記電池モジュールの全てのリレーをオフにするよう制御するリレー制御ステップと、
を含むことを特徴とする給電路遮断方法。 - 前記電流判定ステップは、前記電池モジュールの各電池電流が、前記リレーの遮断可能最大電流を超えるか否かを判定し、
前記リレー制御ステップは、前記電流判定ステップにより、前記電池モジュールの電池電流が、前記リレーの遮断可能最大電流より小さいと判定された場合に、該電池モジュールのリレーをオフにするよう制御し、前記電池モジュールの電池電流が、前記リレーの遮断可能最大電流を超えると判定された場合に、前記電池モジュールのリレーをオン状態に保つよう制御する
ことを特徴とする請求項5に記載の給電路遮断方法。 - 前記総和電流が前記リレーの遮断可能最大電流を超える場合に、前記ヒューズを加熱する加熱制御ステップを含むことを特徴とする請求項5に記載の給電路遮断方法。
- 電池モジュールの電池電流を通電させ又は遮断するリレーとヒューズとが挿入された電池電流の給電路を遮断する給電路遮断方法であって、
前記電池モジュールの電池電流が、電池の過電流異常閾値を超えるか否かを判定するとともに、前記リレーの遮断可能最大電流を超えるか否かを判定する電流判定ステップと、
前記電流判定ステップにより、前記電池モジュールの電池電流が前記過電流異常閾値を超え、前記リレーの遮断可能最大電流より小さいと判定された場合に、前記電池モジュールのリレーをオフにするよう制御し、前記電池電流が前記リレーの遮断可能最大電流を超えたと判定された場合に、前記電池モジュールのリレーをオン状態に保つよう制御するリレー制御ステップと、
前記電池電流が前記リレーの遮断可能最大電流を超えた場合に、前記ヒューズを加熱する加熱制御ステップと、
を含むことを特徴とする給電路遮断方法。 - 電池モジュールの電池電流の給電路に直列に挿入され、該給電路を通電させ又は遮断するリレーとヒューズとを有する給電路遮断装置であって、
前記電池電流が前記リレーの遮断可能最大電流以下であるか否かを判定する電流判定手段と、
前記給電路を遮断するとき、前記電流判定手段により、前記電池電流が前記遮断可能最大電流以下であると判定された場合に、前記リレーをオフするよう制御し、前記電流判定手段により、前記電池電流が前記遮断可能最大電流を超えていると判定された場合に、前記リレーをオン状態に保つよう制御するリレー制御手段と、
を備えたことを特徴とする給電路遮断装置。 - 前記電流判定手段は、前記電池電流が電池の過電流異常閾値を超えているか否かを判定し、
前記リレー制御手段は、前記電流判定手段により、前記電池電流が前記過電流異常閾値を超え、前記遮断可能最大電流以下であると判定された場合に、前記リレーをオフにするよう制御し、前記電流判定手段により、前記電池電流が前記過電流異常閾値を超え、前記遮断可能最大電流を超えていると判定された場合に、前記リレーをオン状態に保つよう制御する
ことを特徴とする請求項9に記載の給電路遮断装置。 - 前記リレー制御手段は、前記電流判定手段により、前記電池電流が前記遮断可能最大電流を超えていると判定された場合に、前記ヒューズで前記給電路が遮断されるように、前記リレーをオン状態に保つよう制御する
ことを特徴とする請求項9又は請求項10に記載の給電路遮断装置。 - 前記電流判定手段は、前記リレーの温度に応じて、前記遮断可能最大電流を変える
ことを特徴とする請求項9〜11の何れか1項に記載の給電路遮断装置。 - 前記電流判定手段は、前記電池電流が前記遮断可能最大電流よりも小さい閾値以上であるか否かを判定し、又は、前記電池電流の単位時間あたりの変化量が所定値以上であるか否かを判定し、
前記リレー制御手段は、前記電流判定手段により、前記電池電流が前記閾値以上であると判定された場合に、又は、前記電池電流の単位時間あたりの変化量が前記所定値以上であると判定された場合に、前記リレーをオフするよう制御する
ことを特徴とする請求項9に記載の給電路遮断装置。 - 前記電流判定手段は、前記リレーの温度に応じて、前記閾値を変える
ことを特徴とする請求項13に記載の給電路遮断装置。 - 電池モジュールの電池電流の給電路に直列に挿入され、該給電路を通電させ又は遮断するリレーとヒューズとを有する給電路遮断装置であって、
前記リレーの温度が前記リレーの遮断可能最大温度以下であるか否かを判定する温度判定手段と、
前記給電路を遮断するとき、前記温度判定手段により、前記リレーの温度が前記遮断可能最大温度以下であると判定された場合に、前記リレーをオフするよう制御し、前記温度判定手段により、前記リレーの温度が前記遮断可能最大温度を超えていると判定された場合に、前記リレーをオン状態に保つよう制御するリレー制御手段と、
を備えたことを特徴とする給電路遮断装置。 - 前記電池電流が電池の過電流異常閾値を超えているか否かを判定する遮断判定手段を備え、
前記リレー制御手段は、前記遮断判定手段により、前記電池電流が前記過電流異常閾値を超えていると判定され、前記温度判定手段により、前記リレーの温度が前記遮断可能最大温度以下であると判定された場合に、前記リレーをオフにするよう制御し、前記遮断判定手段により、前記電池電流が前記過電流異常閾値を超えていると判定され、前記温度判定手段により、前記リレーの温度が前記遮断可能最大温度を超えていると判定された場合に、前記リレーをオン状態に保つよう制御する
ことを特徴とする請求項15に記載の給電路遮断装置。 - 前記リレー制御手段は、前記温度判定手段により、前記リレーの温度が前記遮断可能最大温度を超えていると判定された場合に、前記ヒューズで前記給電路が遮断されるように、前記リレーをオン状態に保つよう制御する
ことを特徴とする請求項15又は請求項16に記載の給電路遮断装置。 - 前記温度判定手段は、前記電池電流に応じて、前記遮断可能最大温度を変える
ことを特徴とする請求項15〜17の何れか1項に記載の給電路遮断装置。 - 前記温度判定手段は、前記リレーの温度が前記リレーの遮断可能最大温度よりも小さい閾値以上であるか否かを判定し、又は、前記リレーの温度の単位時間あたりの変化量が所定値以上であるか否かを判定し、
前記リレー制御手段は、前記温度判定手段により、前記リレーの温度が前記閾値以上であると判定された場合に、又は、前記リレーの温度の単位時間あたりの変化量が前記所定値以上であると判定された場合に、前記リレーをオフするよう制御する
ことを特徴とする請求項15に記載の給電路遮断装置。 - 前記温度判定手段は、前記電池電流に応じて、前記閾値を変える
ことを特徴とする請求項19に記載の給電路遮断装置。 - 電池モジュールの電池電流の給電路に直列に挿入され、該給電路を通電させ又は遮断するリレーとヒューズとを有する給電路遮断装置における給電路遮断方法であって、
前記電池電流が前記リレーの遮断可能最大電流以下であるか否かを判定する電流判定ステップと、
前記給電路を遮断するとき、前記電流判定ステップにより、前記電池電流が前記遮断可能最大電流以下であると判定された場合に、前記リレーをオフするよう制御し、前記電流判定ステップにより、前記電池電流が前記遮断可能最大電流を超えていると判定された場合に、前記リレーをオン状態に保つよう制御するリレー制御ステップと、
を含むことを特徴とする給電路遮断方法。 - 電池モジュールの電池電流の給電路に直列に挿入され、該給電路を通電させ又は遮断するリレーとヒューズとを有する給電路遮断装置における給電路遮断方法であって、
前記リレーの温度が前記リレーの遮断可能最大温度以下であるか否かを判定する温度判定ステップと、
前記給電路を遮断するとき、前記温度判定ステップにより、前記リレーの温度が前記遮断可能最大温度以下であると判定された場合に、前記リレーをオフするよう制御し、前記温度判定ステップにより、前記リレーの温度が前記遮断可能最大温度を超えていると判定された場合に、前記リレーのオン状態を保つよう制御するリレー制御ステップと、
を含むことを特徴とする給電路遮断方法。
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