JP6712811B2 - 検出回路、及び管理装置 - Google Patents
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Description
本発明は、蓄電モジュールの異常・断線を検出する検出回路、及び蓄電モジュールの管理装置に関する。
蓄電システムでは、複数の蓄電モジュールを直列に接続して電圧を高くしたり、複数の蓄電モジュールを並列に接続して容量を増加させることが行われている。また、複数の蓄電モジュールを管理する管理装置が設置されることが一般的である（例えば、特許文献１参照）。
管理装置が複数の蓄電モジュールの異常発生を瞬時に検出するために、管理装置と複数の蓄電モジュール間を異常検出ラインで接続する構成が用いられることがある。例えば、各蓄電モジュールが異常発生時にターンオンする異常通知用のスイッチを設け、各異常検出用のスイッチを異常検出ラインに並列に接続する構成が考えられる。この構成では、いずれかの蓄電モジュールで異常が発生し、当該蓄電モジュールの異常通知用のスイッチがターンオンすると異常検出ラインが導通するため、管理装置は蓄電モジュールのいずれかに異常が発生したことを検出することができる。
上述のようにＡ接点スイッチ（通常時オープン、異常時クローズ）を使用し、Ａ接点スイッチを並列に接続すると、いずれかの蓄電モジュールで異常が発生すると異常検出ラインが導通することになる。Ｂ接点スイッチ（通常時クローズ、異常時オープン）を直列に接続することも考えられるが、異常検出ラインに電流が流れなくなった際、それが蓄電モジュールからの異常発生通知であるか、異常検出ラインの断線によるものか直ぐには判断できない。
Ａ接点スイッチを並列に接続する場合、複数の蓄電モジュールに異常が発生していない状態では異常検出ラインに電流が流れないため、異常検出ラインが断線しても管理装置は基本的に断線を検知することができない。従って、異常検出ラインが断線した状態で、蓄電モジュールのいずれかに異常が発生した場合、管理装置はその異常を検出することができなかった。
本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、Ａ接点スイッチが並列に接続された異常検出ラインの断線を瞬時に検出する技術を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある態様の検出回路は、第１ハイサイド基準電位とローサイド基準電位との間の電流線に挿入されるスイッチであり、蓄電モジュールが異常なときオン、正常なときオフする異常通知スイッチと、前記第１ハイサイド基準電位と前記異常通知スイッチとの間の電流線に挿入され、当該電流線に電流が流れていることを検出すると前記蓄電モジュールの異常を示す信号を出力する第１検出素子と、前記第１ハイサイド基準電位より電位が高い第２ハイサイド基準電位と、前記第１検出素子と前記異常通知スイッチ間のノードとの間の電流線に挿入され、当該電流線に電流が流れていないことを検出すると、前記第２ハイサイド基準電位から前記ローサイド基準電位との間の電流線に断線が発生したことを示す信号を出力する第２検出素子と、前記ノードの電位を前記第１ハイサイド基準電位より高く、前記第２ハイサイド基準電位より低い電位に保持する保持回路と、を備える。
本発明の別の態様は、管理装置である。この装置は、第１ハイサイド基準電位とローサイド基準電位との間の電流線に挿入されるスイッチであり、蓄電モジュールが異常なときオン、正常なときオフする異常通知スイッチを備える蓄電モジュールを管理する管理装置であって、前記第１ハイサイド基準電位と前記異常通知スイッチとの間の電流線に挿入され、当該電流線に電流が流れていることを検出すると前記蓄電モジュールの異常を示す信号を出力する第１検出素子と、前記第１ハイサイド基準電位より電位が高い第２ハイサイド基準電位と、前記第１検出素子と前記異常通知スイッチ間のノードとの間の電流線に挿入され、当該電流線に電流が流れていないことを検出すると、前記第２ハイサイド基準電位から前記ローサイド基準電位との間の電流線に断線が発生したことを示す信号を出力する第２検出素子と、を備える。前記ノードの電位が前記第１ハイサイド基準電位より高く、前記第２ハイサイド基準電位より低い電位に保持されている。
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせ、本発明の表現を方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
本発明によれば、Ａ接点スイッチが並列に接続された異常検出ラインの断線を瞬時に検出することができる。
図１は、本発明の実施の形態に係る異常検出回路が適用される蓄電システム１の全体構成を示す図である。蓄電システム１は蓄電ユニット１０、電池管理装置２０及び充放電装置３０を備える。充放電装置３０は双方向インバータ３１及び制御部３２を含む。蓄電ユニット１０は複数の蓄電モジュールが接続されて形成される。図１では第１蓄電モジュール１１、第２蓄電モジュール１２及び第３蓄電モジュール１３が直列接続されて形成される。なお直列数は３に限るものではない。また蓄電モジュールを並列接続または多直多並接続してもよい。
各蓄電池モジュールは、直列接続された複数の電池セルと、当該複数の電池セルの状態を監視する監視部を備える。図１では第１蓄電モジュール１１は第１監視部１１ａを備え、第２蓄電モジュール１２は第２監視部１２ａを備え、第３蓄電モジュール１３は第３監視部１３ａを備える。
以下本明細書では電池セルとしてリチウムイオン電池を使用することを想定する。監視部は図示しない電流センサ、電圧センサ及び温度センサを含み、各電池セルの電流、電圧、温度を監視する。監視部は、電池管理装置２０からのデータ取得要求に応じて監視データを電池管理装置２０に送信する。なお蓄電モジュール内の複数の電池セルも直列接続に限らず、並列接続または多直多並接続であってもよい。
充放電装置３０は蓄電ユニット１０に外部から充電、または蓄電ユニット１０から外部へ放電させる装置である。充電時、充放電装置３０の双方向インバータ４１は、系統２から供給される交流電力を制御部３２による制御にしたがいＡＣ−ＤＣ変換して蓄電ユニット１０に供給する。
例えば、制御部３２は所定の設定電圧まで定電流充電（ＣＣ充電）し、当該設定電圧に到達すると定電圧充電（ＣＶ充電）するよう双方向インバータ３１を制御する。具体的には、双方向インバータ３１の出力電流値または出力電圧値が一定値を保つよう、双方向インバータ３１に含まれるスイッチング素子（例えば、ＩＧＢＴ）のデューティ比を調整する。
放電時、双方向インバータ３１は、蓄電ユニット１０から供給される直流電力を制御部３２による制御にしたがいＤＣ−ＡＣ変換し、系統２に逆潮流させる。または図示しない交流負荷に供給する。
電池管理装置２０は、蓄電ユニット１０を管理・保護するための装置である。電池管理装置２０は、各蓄電モジュール１１〜１３内の監視部１１ａ〜１３ａ、充放電装置３０内の制御部３２と通信線により接続される。当該通信線にはＲＳ−４８５ケーブル、ＲＳ−４２２ケーブル、光ファイバ等を使用できる。
蓄電ユニット１０と充放電装置３０の間の電力線にリレーＲＹが挿入される。電池管理装置２０は、過電圧や過電流などの異常が発生した際、リレーＲＹをオープンして、蓄電ユニット１０を保護する。いずれかの蓄電モジュールで異常が発生した場合、リレーＲＹをできるだけ早くオープンする必要がある。しかしながら、通信線を利用して監視部１１ａ〜１３ａから電池管理装置２０に異常検出信号を送信する場合、監視部１１ａ〜１３ａにおける送信時の通信処理と、電池管理装置２０における受信時の通信処理が発生するため、監視部１１ａ〜１３ａがセルの異常を検出してから、電池管理装置２０によりリレーＲＹがオープンされるまでの間に若干のタイムラグが発生する。
そこで、監視部１１ａ〜１３ａがセルの異常を検出してから、電池管理装置２０によりリレーＲＹがオープンされるまでの間のタイムラグを短縮するために、本実施の形態に係る異常検出回路を導入する。
図２は、本実施の形態に係る異常検出回路の構成を示す図である。当該異常検出回路は、第１フォトカプラＰＣ１〜第５フォトカプラＰＣ５、第１抵抗Ｒ１〜第５抵抗Ｒ５、ツェナーダイオードＺＤを備える。
第１蓄電モジュール１１内に第３抵抗Ｒ３と第３フォトカプラＰＣ３が設けられる。第３フォトカプラＰＣ３の発光ダイオードは、第１監視部１１ａに接続される。第１監視部１１ａは、第１蓄電モジュール１１内のセルの異常を検出すると当該発光ダイオードを通電させる。これにより当該発光ダイオードは発光する。
第３フォトカプラＰＣ３のフォトトランジスタは、電池管理装置２０内の第１電源電位Ｖｄｄ１及び第２電源電位Ｖｄｄ２に繋がる、異常検出用の電流線に挿入される。当該フォトトランジスタのコレクタ端子は、電流線の中間点のノードＮに第３抵抗Ｒ３を介して接続され、当該フォトトランジスタのエミッタ端子はグラウンド電位に接続される。当該フォトトランジスタは、当該発光ダイオードからの光を受光するとターンオンし、当該光を受光しない間はオフ状態を維持する。
第２蓄電モジュール１２内に第４抵抗Ｒ４と第４フォトカプラＰＣ４が設けられ、第３蓄電モジュール１３内に第５抵抗Ｒ５と第５フォトカプラＰＣ５が設けられる。これらの素子の接続関係は、第１蓄電モジュール１１内の第３抵抗Ｒ３と第３フォトカプラＰＣ３と同様であるため説明を省略する。
電池管理装置２０内に第１抵抗Ｒ１、第１フォトカプラＰＣ１、第２抵抗Ｒ２、第２フォトカプラＰＣ２が設けられる。第１フォトカプラＰＣ１の発光ダイオードは、当該異常検出用の電流線に順方向に挿入される。具体的には当該発光ダイオードのアノード端子は、第１抵抗Ｒ１を介して第１電源電位Ｖｄｄ１に接続され、当該発光ダイオードのカソード端子はノードＮに接続される。第１フォトカプラＰＣ１のフォトトランジスタのコレクタ端子は、電池管理装置２０の制御部２１に接続され、エミッタ端子はグラウンド電位に接続される。
第２フォトカプラＰＣ２の発光ダイオードは、当該異常検出用の電流線に順方向に挿入される。具体的には当該発光ダイオードのアノード端子は、第２抵抗Ｒ２を介して第２電源電位Ｖｄｄ２に接続され、当該発光ダイオードのカソード端子はノードＮに接続される。第２フォトカプラＰＣ２のフォトトランジスタのコレクタ端子は、電池管理装置２０の制御部２１に接続され、エミッタ端子はグラウンド電位に接続される。
第２電源電位Ｖｄｄ２は第１電源電位Ｖｄｄ１より高い電位に設定される。一例として第１電源電位Ｖｄｄ１の電位を３．０〜５．０Ｖ（例えば、３．３Ｖ）、第２電源電位Ｖｄｄ２の電位を１２．０Ｖに設定する。第２電源電位Ｖｄｄ２には、電池管理装置２０内の基準電位を使用することができる。当該基準電位は、系統２の電圧を降圧するＡＣ−ＤＣコンバータ（不図示）または蓄電ユニット１０の電圧を降圧するＤＣ−ＤＣコンバータ（不図示）により生成される。第１電源電位Ｖｄｄ１は、当該ＡＣ−ＤＣコンバータまたは当該ＤＣ−ＤＣコンバータの電圧を別の降圧回路（例えば、３端子レギュレータなど）でさらに降圧して生成される。
ツェナーダイオードＺＤはノードＮの電位を、第１電源電位Ｖｄｄ１より高く第２電源電位Ｖｄｄ２の電位より低い電位に保持する。一例として６．０〜８．０Ｖ（例えば、６．８Ｖ）に維持する。より具体的には、ツェナーダイオードＺＤはノードＮとグラウンド電位との間にノードＮからグラウンド電位方向にツェナー電流が流れる方向に挿入される。ツェナーダイオードＺＤは例えば、末端の蓄電モジュールに取り付けられる。図２において、ノードＮとグラウンド電位との間にはツェナーダイオードＺＤのみが挿入される構成が示されているが、ツェナーダイオードＺＤの他に抵抗を挿入しても良い。前記抵抗を挿入することにより前記抵抗をシャント抵抗として使用し、ツェナーダイオードＺＤが導通状態になったことを前記抵抗の電圧降下により検出することが可能となる。
以上の回路構成において、第１監視部１１ａが電池セルの異常を検出すると第３フォトカプラＰＣ３のフォトトランジスタがターンオンする。これにより第１電源電位Ｖｄｄ１とグラウンド電位が導通し、第１フォトカプラＰＣ１の発光ダイオードに電流が流れ、発光する。当該発光により第１フォトカプラＰＣ１のフォトトランジスタがターンオンし、制御部２１の異常検出信号入力端子の電位がローレベルになる。第２監視部１２ａ又は第３監視部１３ａが電池セルの異常を検出した場合も同様の動作となる。
制御部２１は異常検出信号入力端子の電位がローレベルになると、いずれかの蓄電モジュールで異常が発生したと判定し、リレーＲＹをオープンする。電池セルに異常が発生している場合、緊急性が高いため瞬時にリレーＲＹをオープンできる構成が好ましい。例えば、リレーＲＹのドライバ回路に異常検出信号が直接入力される、ソフトウェア処理が介在しない構成を採用してもよい。
ノードＮの電位は、第２電源電位Ｖｄｄ２より低い電位に維持されるため、断線が発生していなければ第２フォトカプラＰＣ２の発光ダイオードには常時電流が流れる。従って、第２フォトカプラＰＣ２のフォトトランジスタは通常時、オン状態であり、制御部２１の断線検出信号入力端子の電位は通常時、ローレベルになる。
第２電源電位Ｖｄｄ２から、第２フォトカプラＰＣ２の発光ダイオード及びツェナーダイオードＺＤを介してグラウンド電位に繋がる電流線の間のいずれかの箇所で断線が発生すると、第２フォトカプラＰＣ２の発光ダイオードに電流が流れなくなる。これにより第２フォトカプラＰＣ２のフォトトランジスタがターンオフし、制御部２１の断線検出信号入力端子の電位が上がる。
制御部２１は、異常検出信号入力端子の電位が異常を検出していないことを示している状態において、断線検出信号入力端子の電位が上がると、断線が発生したと判定する。異常検出用の電流線の断線の場合、電池セルの異常の場合より緊急性は低い。そのため異常検出信号をＣＰＵに入力し、ソフトウェア処理を実行してもよい。例えば、当該ＣＰＵは断線検出信号を充放電装置３０の内の制御部３２に通知し、制御部３２に双方向インバータ３１の動作停止を指示してもよい。
以上の回路構成において、第３フォトカプラＰＣ３〜第５フォトカプラＰＣ５の代わりに他のスイッチ素子を使用してもよい。第１監視部１１ａ〜第３監視部１３ａが異常を検出したときに導通するスイッチ素子であれば、いずれの種類のスイッチ素子を使用してもよい。例えば、ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ等の半導体スイッチや、リレー等の機械スイッチを用いてもよい。
また以上の回路構成において、第１フォトカプラＰＣ１〜第２フォトカプラＰＣ２の代わりに他の電流検出素子を使用してもよい。各電流線に電流が流れているか流れていないかを検出して制御部２１に通知できる素子であればよい。例えば、第１フォトカプラＰＣ１の代わりにシャント抵抗と整流素子を電流線に挿入し、当該シャント抵抗の両端電圧を差動増幅器で検出してもよい。また、シャント抵抗を電流線に挿入せずに、ホール素子等の磁気を用いた電流検出素子を使用してもよい。第２フォトカプラＰＣ２も同様である。
また以上の回路構成において、ツェナーダイオードＺＤの代わりに、ノードＮの電位を第１電源電位Ｖｄｄ１より高く第２電源電位Ｖｄｄ２の電位より低い電位に保持することができる他の電圧保持回路を用いてもよい。例えば、ノードＮの電位を、第１電源電位Ｖｄｄ１より高く第２電源電位Ｖｄｄ２の電位より低い電位に分圧できる抵抗を用いてもよい。
図３は、図２の異常検出回路と比較すべき異常検出回路の構成を示す図である。図３の比較例に係る異常検出回路の構成は、図２の実施の形態に係る異常検出回路の構成から、ツェナーダイオードＺＤ、第２フォトカプラＰＣ２、第２抵抗Ｒ２を省略した構成である。この構成では、電池管理装置２０と蓄電ユニット１０間の異常検出用の電流線が断線しても、制御部２１は認識することができず、電流線が断線した状態で蓄電ユニット１０の運用が継続される。従って第１監視部１１ａ〜第３監視部１３ａが電池セルの異常を検出して第３フォトカプラＰＣ３〜第５フォトカプラＰＣ５をターンオンしても、制御部２１は当該電流線のレベルから異常を認識することができない。
以上説明したように本実施の形態によれば、ツェナーダイオードＺＤ及び第２フォトカプラＰＣ２を追加したことにより、Ａ接点スイッチである第３フォトカプラＰＣ３〜第５フォトカプラＰＣ５が並列に接続された異常検出用の電流線の断線を瞬時に検出することができる。
異常検出用の電流線の断線検出を、第３フォトカプラＰＣ３〜第５フォトカプラＰＣ５を定期的をターンオンするソフトウェア制御によっても実現できるが、上述のハードウェア制御で断線検出する場合の方が、信頼性および即時応答性の面で優位性がある。また異常検出信号をリレーＲＹのドライバ回路に直に入力している場合、第３フォトカプラＰＣ３〜第５フォトカプラＰＣ５のターンオンによるソフトウェア制御は使用することができない。
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
図４は、変形例に係る異常検出回路の構成を示す図である。図４の変形例に係る異常検出回路の構成は、図２の実施の形態に係る異常検出回路の構成に、ダイオードＤ１が追加された構成である。
第１電源電位Ｖｄｄに接続された電流線の導通／非導通を検出する素子としての第１フォトカプラＰＣ１の発光ダイオードは、ノードＮから第１電源電位Ｖｄｄへの逆流を防止する整流作用も担う。ただし当該発光ダイオードの逆電圧定格では足りない場合がある。変形例では第１電源電位Ｖｄｄに接続された電流線にダイオードＤ１を順方向に追加して、逆電圧定格を高めている。このように当該変形例によれば、ノードＮから第１電源電位Ｖｄｄへの逆流を、より確実に防止することができる。
上述の実施の形態では蓄電モジュール内のセルとして、リチウムイオン電池を使用する例を想定したが、ニッケル水素電池や鉛電池などの他の種別の電池を使用してもよい。また電池の代わりに、キャパシタ（例えば、電気二重層キャパシタ）を用いてもよい。
なお、実施の形態は、以下の項目によって特定されてもよい。
［項目１］
第１ハイサイド基準電位（Ｖｄｄ１）とローサイド基準電位（ＧＮＤ）との間の電流線に挿入されるスイッチであり、蓄電モジュール（１１）が異常なときオン、正常なときオフする異常通知スイッチ（ＰＣ３）と、
前記第１ハイサイド基準電位（Ｖｄｄ１）と前記異常通知スイッチ（ＰＣ３）との間の電流線に挿入され、当該電流線に電流が流れていることを検出すると前記蓄電モジュール（１１）の異常を示す信号を出力する第１検出素子（ＰＣ１）と、
前記第１ハイサイド基準電位（Ｖｄｄ１）より電位が高い第２ハイサイド基準電位（Ｖｄｄ２）と、前記第１検出素子（ＰＣ１）と前記異常通知スイッチ（ＰＣ３）間のノード（Ｎ）との間の電流線に挿入され、当該電流線に電流が流れていないことを検出すると、前記第２ハイサイド基準電位（Ｖｄｄ２）から前記ローサイド基準電位（ＧＮＤ）との間の電流線に断線が発生したことを示す信号を出力する第２検出素子（ＰＣ２）と、
前記ノード（Ｎ）の電位を前記第１ハイサイド基準電位（Ｖｄｄ１）より高く、前記第２ハイサイド基準電位（Ｖｄｄ２）より低い電位に保持する保持回路（ＺＤ）と、
を備えることを特徴とする検出回路。
これによれば、電流線の断線をハードウェアで検出することができる。
［項目２］
前記蓄電モジュールは複数設けられ、
前記異常通知スイッチ（ＰＣ３〜ＰＣ５）は、前記蓄電モジュール（１１〜１３）ごとに設けられ、
前記複数の異常通知スイッチ（ＰＣ３〜ＰＣ５）は、前記ノード（Ｎ）と前記ローサイド基準電位（ＧＮＤ）との間に並列に接続されることを特徴とする項目１に記載の検出回路。
これによれば、複数の蓄電モジュール（１１〜１３）のいずれかに異常が発生したことと、電流線の断線を全てハードウェアで検出することができる。
［項目３］
前記保持回路（ＺＤ）は、前記ノード（Ｎ）と前記ローサイド基準電位（ＧＮＤ）との間に、前記ノードＮから前記ローサイド基準電位方向にツェナー電流が流れる方向に挿入されるツェナーダイオード（ＺＤ）であることを特徴とする項目１または２に記載の検出回路。
これによれば、ノード（Ｎ）の電位を高精度にクランプすることができる。
［項目４］
前記第１検出素子（ＰＣ１）は、
前記第１ハイサイド基準電位（Ｖｄｄ１）と前記ノード（Ｎ）間の電流線に順方向に挿入される第１発光ダイオードと、当該第１発光ダイオードからの光で制御される第１フォトトランジスタを含む第１フォトカプラ（ＰＣ１）であり、
前記第２検出素子（ＰＣ２）は、
前記第２ハイサイド基準電位（Ｖｄｄ２）と前記ノード（Ｎ）間の電流線に順方向に挿入される第２発光ダイオードと、当該第２発光ダイオードからの光で制御される第２フォトトランジスタを含む第２フォトカプラ（ＰＣ２）であることを特徴とする項目１から３のいずれかに記載の検出回路。
これによれば、電流線の導通状態の検出機能と整流機能を１つの素子で担うことができる。
［項目５］
第１ハイサイド基準電位（Ｖｄｄ１）とローサイド基準電位（ＧＮＤ）との間の電流線に挿入されるスイッチであり、蓄電モジュール（１１）が異常なときオン、正常なときオフする異常通知スイッチ（ＰＣ３）を備える蓄電モジュール（１１）を管理する管理装置（２０）であって、
前記第１ハイサイド基準電位（Ｖｄｄ１）と前記異常通知スイッチ（ＰＣ３）との間の電流線に挿入され、当該電流線に電流が流れていることを検出すると前記蓄電モジュール（１１）の異常を示す信号を出力する第１検出素子（ＰＣ１）と、
前記第１ハイサイド基準電位（Ｖｄｄ１）より電位が高い第２ハイサイド基準電位（Ｖｄｄ２）と、前記第１検出素子（ＰＣ１）と前記異常通知スイッチ（ＰＣ３）間のノード（Ｎ）との間の電流線に挿入され、当該電流線に電流が流れていないことを検出すると、前記第２ハイサイド基準電位（Ｖｄｄ２）から前記ローサイド基準電位（ＧＮＤ）との間の電流線に断線が発生したことを示す信号を出力する第２検出素子（ＰＣ２）と、を備え、
前記ノード（Ｎ）の電位が前記第１ハイサイド基準電位（Ｖｄｄ１）より高く、前記第２ハイサイド基準電位（Ｖｄｄ２）より低い電位に保持されていることを特徴とする管理装置（２０）。
これによれば、電流線の断線をハードウェアで検出することができる。
第１ハイサイド基準電位（Ｖｄｄ１）とローサイド基準電位（ＧＮＤ）との間の電流線に挿入されるスイッチであり、蓄電モジュール（１１）が異常なときオン、正常なときオフする異常通知スイッチ（ＰＣ３）と、
前記第１ハイサイド基準電位（Ｖｄｄ１）と前記異常通知スイッチ（ＰＣ３）との間の電流線に挿入され、当該電流線に電流が流れていることを検出すると前記蓄電モジュール（１１）の異常を示す信号を出力する第１検出素子（ＰＣ１）と、
前記第１ハイサイド基準電位（Ｖｄｄ１）より電位が高い第２ハイサイド基準電位（Ｖｄｄ２）と、前記第１検出素子（ＰＣ１）と前記異常通知スイッチ（ＰＣ３）間のノード（Ｎ）との間の電流線に挿入され、当該電流線に電流が流れていないことを検出すると、前記第２ハイサイド基準電位（Ｖｄｄ２）から前記ローサイド基準電位（ＧＮＤ）との間の電流線に断線が発生したことを示す信号を出力する第２検出素子（ＰＣ２）と、
前記ノード（Ｎ）の電位を前記第１ハイサイド基準電位（Ｖｄｄ１）より高く、前記第２ハイサイド基準電位（Ｖｄｄ２）より低い電位に保持する保持回路（ＺＤ）と、
を備えることを特徴とする検出回路。
これによれば、電流線の断線をハードウェアで検出することができる。
［項目２］
前記蓄電モジュールは複数設けられ、
前記異常通知スイッチ（ＰＣ３〜ＰＣ５）は、前記蓄電モジュール（１１〜１３）ごとに設けられ、
前記複数の異常通知スイッチ（ＰＣ３〜ＰＣ５）は、前記ノード（Ｎ）と前記ローサイド基準電位（ＧＮＤ）との間に並列に接続されることを特徴とする項目１に記載の検出回路。
これによれば、複数の蓄電モジュール（１１〜１３）のいずれかに異常が発生したことと、電流線の断線を全てハードウェアで検出することができる。
［項目３］
前記保持回路（ＺＤ）は、前記ノード（Ｎ）と前記ローサイド基準電位（ＧＮＤ）との間に、前記ノードＮから前記ローサイド基準電位方向にツェナー電流が流れる方向に挿入されるツェナーダイオード（ＺＤ）であることを特徴とする項目１または２に記載の検出回路。
これによれば、ノード（Ｎ）の電位を高精度にクランプすることができる。
［項目４］
前記第１検出素子（ＰＣ１）は、
前記第１ハイサイド基準電位（Ｖｄｄ１）と前記ノード（Ｎ）間の電流線に順方向に挿入される第１発光ダイオードと、当該第１発光ダイオードからの光で制御される第１フォトトランジスタを含む第１フォトカプラ（ＰＣ１）であり、
前記第２検出素子（ＰＣ２）は、
前記第２ハイサイド基準電位（Ｖｄｄ２）と前記ノード（Ｎ）間の電流線に順方向に挿入される第２発光ダイオードと、当該第２発光ダイオードからの光で制御される第２フォトトランジスタを含む第２フォトカプラ（ＰＣ２）であることを特徴とする項目１から３のいずれかに記載の検出回路。
これによれば、電流線の導通状態の検出機能と整流機能を１つの素子で担うことができる。
［項目５］
第１ハイサイド基準電位（Ｖｄｄ１）とローサイド基準電位（ＧＮＤ）との間の電流線に挿入されるスイッチであり、蓄電モジュール（１１）が異常なときオン、正常なときオフする異常通知スイッチ（ＰＣ３）を備える蓄電モジュール（１１）を管理する管理装置（２０）であって、
前記第１ハイサイド基準電位（Ｖｄｄ１）と前記異常通知スイッチ（ＰＣ３）との間の電流線に挿入され、当該電流線に電流が流れていることを検出すると前記蓄電モジュール（１１）の異常を示す信号を出力する第１検出素子（ＰＣ１）と、
前記第１ハイサイド基準電位（Ｖｄｄ１）より電位が高い第２ハイサイド基準電位（Ｖｄｄ２）と、前記第１検出素子（ＰＣ１）と前記異常通知スイッチ（ＰＣ３）間のノード（Ｎ）との間の電流線に挿入され、当該電流線に電流が流れていないことを検出すると、前記第２ハイサイド基準電位（Ｖｄｄ２）から前記ローサイド基準電位（ＧＮＤ）との間の電流線に断線が発生したことを示す信号を出力する第２検出素子（ＰＣ２）と、を備え、
前記ノード（Ｎ）の電位が前記第１ハイサイド基準電位（Ｖｄｄ１）より高く、前記第２ハイサイド基準電位（Ｖｄｄ２）より低い電位に保持されていることを特徴とする管理装置（２０）。
これによれば、電流線の断線をハードウェアで検出することができる。
１ 蓄電システム、 ２ 系統、 １０ 蓄電ユニット、 １１ 第１蓄電モジュール、 １１ａ 第１監視部、 １２ 第２蓄電モジュール、 １２ａ 第２監視部、 １３ 第３蓄電モジュール、 １３ａ 第３監視部、 ２０ 電池管理装置、 ２１ 制御部、 ３０ 充放電装置、 ３１ 双方向インバータ、 ３２ 制御部、 ＲＹ リレー、 Ｒ１ 第１抵抗、 Ｒ２ 第２抵抗、 Ｒ３ 第３抵抗、 Ｒ４ 第４抵抗、 Ｒ５ 第５抵抗、 ＰＣ１ 第１フォトカプラ、 ＰＣ２ 第２フォトカプラ、 ＰＣ３ 第３フォトカプラ、 ＰＣ４ 第４フォトカプラ、 ＰＣ５ 第５フォトカプラ、 ＺＤ ツェナーダイオード、 Ｄ１ ダイオード。
Claims (5)
- 第１ハイサイド基準電位とローサイド基準電位との間の電流線に挿入されるスイッチであり、蓄電モジュールが異常なときオン、正常なときオフする異常通知スイッチと、
前記第１ハイサイド基準電位と前記異常通知スイッチとの間の電流線に挿入され、当該電流線に電流が流れていることを検出すると前記蓄電モジュールの異常を示す信号を出力する第１検出素子と、
前記第１ハイサイド基準電位より電位が高い第２ハイサイド基準電位と、前記第１検出素子と前記異常通知スイッチ間のノードとの間の電流線に挿入され、当該電流線に電流が流れていないことを検出すると、前記第２ハイサイド基準電位から前記ローサイド基準電位との間の電流線に断線が発生したことを示す信号を出力する第２検出素子と、
前記ノードの電位を前記第１ハイサイド基準電位より高く、前記第２ハイサイド基準電位より低い電位に保持する保持回路と、
を備えることを特徴とする検出回路。 - 前記蓄電モジュールは複数設けられ、
前記異常通知スイッチは、前記蓄電モジュールごとに設けられ、
前記複数の異常通知スイッチは、前記ノードと前記ローサイド基準電位との間に並列に接続されることを特徴とする請求項１に記載の検出回路。 - 前記保持回路は、前記ノードと前記ローサイド基準電位との間に、前記ノードから前記ローサイド基準電位方向にツェナー電流が流れる方向に挿入されるツェナーダイオードであることを特徴とする請求項１または２に記載の検出回路。
- 前記第１検出素子は、
前記第１ハイサイド基準電位と前記ノード間の電流線に順方向に挿入される第１発光ダイオードと、当該第１発光ダイオードからの光で制御される第１フォトトランジスタを含む第１フォトカプラであり、
前記第２検出素子は、
前記第２ハイサイド基準電位と前記ノード間の電流線に順方向に挿入される第２発光ダイオードと、当該第２発光ダイオードからの光で制御される第２フォトトランジスタを含む第２フォトカプラであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の検出回路。 - 第１ハイサイド基準電位とローサイド基準電位との間の電流線に挿入されるスイッチであり、蓄電モジュールが異常なときオン、正常なときオフする異常通知スイッチを備える蓄電モジュールを管理する管理装置であって、
前記第１ハイサイド基準電位と前記異常通知スイッチとの間の電流線に挿入され、当該電流線に電流が流れていることを検出すると前記蓄電モジュールの異常を示す信号を出力する第１検出素子と、
前記第１ハイサイド基準電位より電位が高い第２ハイサイド基準電位と、前記第１検出素子と前記異常通知スイッチ間のノードとの間の電流線に挿入され、当該電流線に電流が流れていないことを検出すると、前記第２ハイサイド基準電位から前記ローサイド基準電位との間の電流線に断線が発生したことを示す信号を出力する第２検出素子と、を備え、
前記ノードの電位が前記第１ハイサイド基準電位より高く、前記第２ハイサイド基準電位より低い電位に保持されていることを特徴とする管理装置。
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