JP6725440B2 - Battery system - Google Patents

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Description

本発明は、電池システム、特に組電池と電気機器とを接続する正極側電力線及び負極側電力線にそれぞれ設けられたシステムメインリレーが閉状態で固定される不具合を生じているか否かを判別する手段を備える電池システムに関する。 The present invention is a means for determining whether or not there is a problem that system main relays respectively provided on a positive electrode side power line and a negative electrode side power line that connect an assembled battery and an electric device are fixed in a closed state. And a battery system including.

複数の単電池を直列に接続した組電池、及びこれに接続される電気機器(例えば、ハイブリッド自動車に搭載されるインバータ及びモータなど)を備える電池システムでは、組電池と電気機器との間を接続又は切断できるように、組電池と電気機器とを接続する正極ライン及び負極ラインのそれぞれにシステムメインリレーを設けている。このように構成することで、例えば、異常が生じた場合には、システムメインリレーを開状態にすることで組電池と電気機器との間を切断してシステムの安全性の向上を図っている。 In a battery system including an assembled battery in which a plurality of cells are connected in series and an electric device connected to the battery (for example, an inverter and a motor mounted in a hybrid vehicle), the assembled battery and the electric device are connected to each other. Alternatively, a system main relay is provided in each of the positive electrode line and the negative electrode line that connect the assembled battery and the electric device so that they can be disconnected. With this configuration, for example, when an abnormality occurs, the system main relay is opened to disconnect between the battery pack and the electric device to improve the safety of the system. ..

ところで、組電池と電気機器との間を流れる大電流によりシステムメインリレーの可動接点が固定接点に溶着して、システムメインリレーが閉状態で固定されたままとなり、異常時にシステムメインリレーを開状態にできないおそれがある。そこで、システムメインリレーを設けた電池システムにおいて、システムメインリレーが固着しているか否かを判別する手段を設けることが提案されている。 By the way, the moving current of the system main relay is welded to the fixed contact due to the large current flowing between the battery pack and the electric equipment, and the system main relay remains fixed in the closed state, and the system main relay is opened in the abnormal state. May not be possible. Therefore, it has been proposed to provide a means for determining whether or not the system main relay is stuck in the battery system provided with the system main relay.

例えば、特許文献1においては、スイッチ回路及び演算増幅回路を設け、正極側(又は負極側)のシステムメインリレーがそれぞれ閉状態又は開状態のときに検出した電圧の差によりシステムメインリレーの溶着を検出する技術が提案されている。 For example, in Patent Document 1, a switch circuit and an operational amplifier circuit are provided, and welding of the system main relay is performed by the difference in voltage detected when the positive side (or negative side) system main relay is in a closed state or an open state, respectively. Detection techniques have been proposed.

特開2016−146280号公報JP, 2016-146280, A

しかしながら、従来においては、システムメインリレーが溶着したときに、演算増幅回路に含まれるオペアンプ出力がボディグランド(GND)に対して負電圧となる。この電圧を正しく検出するためには、負電圧を出力する電源が必要となるのでコストが増加してしまう。 However, conventionally, when the system main relay is welded, the output of the operational amplifier included in the operational amplifier circuit becomes a negative voltage with respect to the body ground (GND). In order to detect this voltage correctly, a power supply that outputs a negative voltage is required, which increases the cost.

本発明は、負電圧を出力する電源を設けることなくシステムメインリレーの溶着を検知できるようにすることを目的とする。 An object of the present invention is to make it possible to detect welding of a system main relay without providing a power source that outputs a negative voltage.

本発明に係る電池システムは、直列に接続される第1電池ブロック及び第2電池ブロックを少なくとも含む組電池と、前記組電池から電力が供給される電気機器と、前記第1電池ブロックの正極側と前記電気機器の正極側端子とを接続する正極側電力線に設けられる正極側システムメインリレーと、前記第2電池ブロックの負極側と前記電気機器の負極側端子とを接続する負極側電力線に設けられる負極側システムメインリレーと、前記正極側及び負極側の各システムメインリレーを介さずに前記各電池ブロックの正極側及び負極側それぞれに接続される複数の絶縁スイッチ及び前記絶縁スイッチを介して接続される前記各電池ブロックの電圧を検出する検出手段を有する電圧検出回路と、を備える車両の電池システムにおいて、前記各システムメインリレー及び前記絶縁スイッチのオンオフを制御する制御装置を備え、前記制御装置は、前記各システムメインリレーをオフにすると共に前記各絶縁スイッチを所定のオンオフ状態に設定したときに、前記第1電池ブロック又は前記第2電池ブロックの電圧が当該所定のオンオフ状態に対応して設定された閾値以上となった場合に前記システムメインリレーの少なくとも一方が異常と判定することを特徴とする。 A battery system according to the present invention includes an assembled battery including at least a first battery block and a second battery block connected in series, an electric device supplied with power from the assembled battery, and a positive electrode side of the first battery block. And a positive-side system main relay provided on the positive-side power line connecting the positive-side terminal of the electric device and a negative-side power line connecting the negative-side of the second battery block and the negative-side terminal of the electric device. And a negative side system main relay connected to the positive side and the negative side of each battery block without passing through each of the positive side and negative side system main relays. In a battery system of a vehicle, which includes a voltage detection circuit having a detection unit that detects a voltage of each of the battery blocks, a control device that controls ON/OFF of each system main relay and the insulation switch, When the respective system main relays are turned off and the respective insulation switches are set to a predetermined on/off state, the voltage of the first battery block or the second battery block corresponds to the predetermined on/off state. It is characterized in that at least one of the system main relays is determined to be abnormal when the threshold value is equal to or more than a set threshold value.

上記発明において、組電池の出力を分圧し、中点電圧をボディーグランドとした場合において、前記電圧検出回路は前記ボディーグランドを基準として電圧検出を行うとよい。 In the above invention, when the output of the battery pack is divided and the midpoint voltage is used as the body ground, the voltage detection circuit may detect the voltage with reference to the body ground.

また、前記制御装置は、前記各絶縁スイッチに設定する所定のオンオフ状態として、前記絶縁スイッチのうち前記組電池の一端側、すなわち前記組電池の正極側又は負極側に接続された絶縁スイッチのみをオン状態とするのがよい。 Further, the control device, as a predetermined on-off state to be set in each of the insulation switch, only the insulation switch connected to one end side of the assembled battery, that is, the positive side or the negative side of the assembled battery among the insulation switches. It is better to turn it on.

すなわち、前記制御装置は、前記絶縁スイッチのうち前記組電池の正極側に接続された前記絶縁スイッチのみをオン状態にしたときの、前記組電池の負極側に接続された前記絶縁スイッチを接続する前記電圧検出回路の検出値と、前記絶縁スイッチのうち前記組電池の負極側に接続された前記絶縁スイッチのみをオン状態にしたときの、前記組電池の正極側に接続された前記絶縁スイッチを接続する前記電圧検出回路の検出値と、を取得し、その取得した両方の検出値が所定の閾値以下の場合に前記システムメインリレーの故障と判定し、その取得したいずれかの検出値が前記所定の閾値を超えた場合に前記絶縁スイッチの故障と判定する。 That is, the control device connects the insulation switch connected to the negative side of the assembled battery when only the insulation switch connected to the positive side of the assembled battery of the insulation switches is turned on. When the detection value of the voltage detection circuit and only the insulation switch connected to the negative electrode side of the assembled battery among the insulation switches is turned on, the insulation switch connected to the positive electrode side of the assembled battery is The detection value of the voltage detection circuit to be connected, and, if both the acquired detection values are less than a predetermined threshold value is determined to be a failure of the system main relay, any of the acquired detection value is the When it exceeds a predetermined threshold value, it is determined that the insulation switch has failed.

本発明によれば、負電圧を出力する電源を設けることなくシステムメインリレーの溶着を検知することができる。 According to the present invention, welding of the system main relay can be detected without providing a power source that outputs a negative voltage.

本発明に係る電池システムの一実施の形態を示す回路構成図である。It is a circuit block diagram which shows one Embodiment of the battery system which concerns on this invention. 図1に示した回路のうちボディGND電位に寄与する部分以外を簡略化した回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram in which parts of the circuit shown in FIG. 1 other than a part contributing to a body GND potential are simplified. 実施の形態1において、SWパターンと、当該SWパターンにおける絶縁スイッチのオンオフ状態と、当該SWパターンのときに検出する電圧及びシステムメインリレーの溶着検知の組合せを示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a combination of a SW pattern, an on/off state of an insulation switch in the SW pattern, a voltage detected in the SW pattern, and welding detection of a system main relay in the first embodiment. 実施の形態1において、SWパターン及び正常に動作するシステムメインリレーのオンオフ状態を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing an SW pattern and an ON/OFF state of a system main relay that operates normally in the first embodiment. 実施の形態1において、SWパターン及び正常に動作しないシステムメインリレーのオンオフ状態を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing an SW pattern and an on/off state of a system main relay that does not operate normally in the first embodiment. 実施の形態1において、SWパターン及び正常に動作しないシステムメインリレーの他のオンオフ状態を示す回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram showing another ON/OFF state of the SW pattern and the system main relay that does not operate normally in the first embodiment. 実施の形態1においてSWパターンと検出電圧との関係を模式的に示す図である。FIG. 5 is a diagram schematically showing the relationship between the SW pattern and the detected voltage in the first embodiment. 実施の形態1における溶着検知処理を示すフローチャートである。5 is a flowchart showing a welding detection process in the first embodiment. 実施の形態2における電池システムの回路構成図である。FIG. 7 is a circuit configuration diagram of a battery system in the second embodiment. 図9に示した回路のうちボディGND電位に寄与する部分以外を簡略化した回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram in which parts of the circuit shown in FIG. 9 other than those contributing to the body GND potential are simplified. 実施の形態2において、SWパターンと、当該SWパターンにおける絶縁スイッチのオンオフ状態と、当該SWパターンのときに検出する電圧及びシステムメインリレーの溶着検知の組合せを示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a combination of a SW pattern, an on/off state of an insulation switch in the SW pattern, a voltage detected in the SW pattern, and welding detection of a system main relay in the second embodiment. 実施の形態2において、SWパターン及び正常に動作するシステムメインリレーのオンオフ状態を示す回路図である。FIG. 9 is a circuit diagram showing an on/off state of a SW pattern and a system main relay that operates normally in the second embodiment. 実施の形態2において、SWパターン及び正常に動作しないシステムメインリレーのオンオフ状態を示す回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram showing an on/off state of a SW pattern and a system main relay that does not operate normally in the second embodiment. 実施の形態2において、SWパターン及び正常に動作しないシステムメインリレーの他のオンオフ状態を示す回路図である。FIG. 16 is a circuit diagram showing another ON/OFF state of the SW pattern and the system main relay that does not operate normally in the second embodiment. 実施の形態2において、SWパターン及び正常に動作しないシステムメインリレーの他のオンオフ状態を示す回路図である。FIG. 16 is a circuit diagram showing another ON/OFF state of the SW pattern and the system main relay that does not operate normally in the second embodiment. 実施の形態2においてSWパターンと検出電圧との関係を模式的に示す図である。FIG. 9 is a diagram schematically showing the relationship between SW patterns and detection voltages in the second embodiment. 実施の形態2における溶着検知処理を示すフローチャートである。7 is a flowchart showing a welding detection process in the second embodiment. 実施の形態3における電池システムの回路構成図である。FIG. 9 is a circuit configuration diagram of a battery system in the third embodiment. 実施の形態3において、SWパターンと、当該SWパターンにおける絶縁スイッチのオンオフ状態と、当該SWパターンのときに検出する電圧及びシステムメインリレーの溶着検知の組合せを示す図である。FIG. 16 is a diagram showing a combination of a SW pattern, an on/off state of an insulating switch in the SW pattern, a voltage detected in the SW pattern, and welding detection of a system main relay in the third embodiment. 実施の形態4における電池システムの回路構成の要部を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing a main part of a circuit configuration of a battery system in a fourth embodiment. 実施の形態5における電池システムの回路構成図である。FIG. 16 is a circuit configuration diagram of a battery system in the fifth embodiment. 実施の形態5における溶着検知処理を示すフローチャートである。16 is a flowchart showing welding detection processing in the fifth embodiment. 実施の形態6において、SWパターンと、当該SWパターンにおける絶縁スイッチのオンオフ状態と、当該SWパターンのときに検出する電圧及びシステムメインリレーの溶着検知の組合せを示す図である。FIG. 27 is a diagram showing a combination of a SW pattern, an on/off state of an insulation switch in the SW pattern, a voltage detected in the SW pattern, and welding detection of a system main relay in the sixth embodiment. 実施の形態6において、SWパターン及び正常に動作しないシステムメインリレー及び絶縁スイッチのオンオフ状態を示す回路図である。FIG. 27 is a circuit diagram showing an on/off state of a SW pattern, a system main relay that does not operate normally, and an insulation switch in the sixth embodiment. 実施の形態6において、SWパターン及び正常に動作しないシステムメインリレー及び絶縁スイッチの他のオンオフ状態を示す回路図である。FIG. 27 is a circuit diagram showing another ON/OFF state of the SW pattern, the system main relay that does not operate normally, and the isolation switch in the sixth embodiment. 実施の形態6において、SWパターン及び正常に動作しないシステムメインリレー及び絶縁スイッチの他のオンオフ状態を示す回路図である。FIG. 27 is a circuit diagram showing another ON/OFF state of the SW pattern, the system main relay that does not operate normally, and the isolation switch in the sixth embodiment. 実施の形態6においてSWパターンと検出電圧との関係を模式的に示す図である。FIG. 19 is a diagram schematically showing the relationship between SW patterns and detection voltages in the sixth embodiment. 実施の形態6における溶着検知処理を示すフローチャートである。21 is a flowchart showing a welding detection process in the sixth embodiment. 実施の形態7において、SWパターンと、当該SWパターンにおける絶縁スイッチのオンオフ状態と、当該SWパターンのときに検出する電圧及びシステムメインリレーの溶着検知の組合せを示す図である。FIG. 28 is a diagram showing a combination of a SW pattern, an on/off state of an insulating switch in the SW pattern, a voltage detected in the SW pattern, and welding detection of a system main relay in the seventh embodiment. 実施の形態7においてSWパターンと検出電圧との関係を模式的に示す図である。FIG. 20 is a diagram schematically showing the relationship between SW patterns and detection voltages in the seventh embodiment. 実施の形態7における溶着検知処理を示すフローチャートである。20 is a flowchart showing welding detection processing according to the seventh embodiment.

以下、図面に基づいて、本発明の好適な実施の形態について説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

実施の形態1.
図1は、本発明に係る電池システムの一実施の形態を示す回路構成図である。なお、本実施の形態の説明に用いない構成要素については、図から適宜省略している。本実施の形態における電池システムは、車両として電気自動車(EV)又はプラグインハイブリッドカー(PHV)に搭載される場合を例にして説明する。図1には、組電池1、電気機器2、昇圧回路3、制御装置4、及び電圧検出回路5が示されている。
Embodiment 1.
FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing an embodiment of a battery system according to the present invention. Note that components that are not used in the description of this embodiment are omitted from the drawings as appropriate. The battery system according to the present embodiment will be described by taking as an example the case where the battery system is installed in an electric vehicle (EV) or a plug-in hybrid vehicle (PHV) as a vehicle. FIG. 1 shows an assembled battery 1, an electric device 2, a booster circuit 3, a control device 4, and a voltage detection circuit 5.

組電池1は、電池ブロックB及び電池ブロックGを直列に接続して構成される。本実施の形態の場合、電池ブロックBが第1電池ブロックに、電池ブロックGが第2電池ブロックに、それぞれ対応する。電池ブロックB,Gは、充放電可能な二次電池であり、例えば鉛蓄電池や、ニッケル−カドミウム蓄電池、ニッケル−水素蓄電池、リチウム二次電池など種々の二次電池を用いることができる。 The assembled battery 1 is configured by connecting a battery block B and a battery block G in series. In the case of the present embodiment, the battery block B corresponds to the first battery block and the battery block G corresponds to the second battery block. The battery blocks B and G are rechargeable secondary batteries, and various secondary batteries such as a lead storage battery, a nickel-cadmium storage battery, a nickel-hydrogen storage battery, and a lithium secondary battery can be used.

電気機器2は、組電池1に接続される、例えばインバータ及びモータを備える。モータは、車両の走行に用いる三相交流モータである。インバータは、組電池1から出力された直流電力を三相の交流電力に変換して、モータに印加する電力変換器である。 The electric device 2 includes, for example, an inverter and a motor that are connected to the assembled battery 1. The motor is a three-phase AC motor used to drive the vehicle. The inverter is a power converter that converts the DC power output from the battery pack 1 into three-phase AC power and applies it to the motor.

組電池1と電気機器2のインバータとは、組電池1の正極と電気機器2(インバータ)の正極側端子とを接続する正極側電力線(正極ライン)BL、及び、組電池1の負極と電気機器2(インバータ)の負極側端子とを接続する負極側電力線(負極ライン)GLにより接続されている。そして、正極ラインBLには、この正極ラインBLを開閉する正極側のシステムメインリレーSMR−Bが設けられている。また、負極ラインGLには、この負極ラインGLを開閉する負極側のシステムメインリレーSMR−Gが設けられている。 The assembled battery 1 and the inverter of the electric device 2 are a positive electrode side power line (positive electrode line) BL that connects the positive electrode of the assembled battery 1 and the positive electrode side terminal of the electric device 2 (inverter), and the negative electrode of the assembled battery 1 and the electricity. It is connected by a negative electrode side power line (negative electrode line) GL that connects to the negative electrode side terminal of the device 2 (inverter). The positive electrode line BL is provided with a system main relay SMR-B on the positive electrode side that opens and closes the positive electrode line BL. Further, the negative electrode line GL is provided with a system main relay SMR-G on the negative electrode side that opens and closes the negative electrode line GL.

昇圧回路3は、電力線BL,GLのシステムメインリレーSMR−B,SMR−Gと電気機器2との間に設けられ、組電池1から出力された電圧を昇圧する。 The booster circuit 3 is provided between the system main relays SMR-B and SMR-G of the power lines BL and GL and the electric device 2, and boosts the voltage output from the assembled battery 1.

制御装置4は、マイクロコンピュータを中心とした論理回路として構成される。具体的には、予め設定された制御プログラムに従って所定の演算などを実行する図示しないCPUと、CPUで各種演算処理を実行するのに必要な制御プログラムや制御データ等が予め格納された図示しないROMと、同じくCPUで各種演算処理をするのに必要な各種データが一時的に読み書きされる図示しないRAMと、各種信号を入出力する図示しない入出力ポート等を備える。制御装置4は、ECU(Engine Control Unit)により実現され、本実施の形態の場合、実施する動作制御の一つとして、システムメインリレーSMR−B,SMR−G及び後述する各絶縁スイッチSW1〜SW4のオンオフを制御する。 The control device 4 is configured as a logic circuit centered on a microcomputer. Specifically, a CPU (not shown) that executes a predetermined calculation and the like according to a preset control program, and a ROM (not shown) in which the control programs and control data necessary for the CPU to execute various calculation processes are stored in advance. Similarly, it is provided with a RAM (not shown) in which various data necessary for various arithmetic processing by the CPU are temporarily read and written, an input/output port (not shown) for inputting and outputting various signals, and the like. The control device 4 is realized by an ECU (Engine Control Unit), and in the case of the present embodiment, as one of the operation controls to be performed, the system main relays SMR-B, SMR-G and each of the insulation switches SW1 to SW4 described later. Control on and off.

電圧検出回路5は、組電池1に含まれている各電池ブロックB,Gの電圧を検出する回路である。電圧検出回路5は、各電池ブロックB,Gの正極側及び負極側の電位の差分を検出することで各電池ブロックB,Gの電圧を検出する検出手段としての差動増幅部51及び差動増幅部51を各電池ブロックB,Gと接続又は切断する絶縁スイッチ部52を備える。差動増幅部51は、各電池ブロックB,Gの検出電圧を制御装置4が認識できる0〜5Vに変換する。絶縁スイッチ部52には、電池ブロックBの正極を差動増幅部51に接続又は切断する絶縁スイッチSW1、電池ブロックBの負極を差動増幅部51に接続又は切断する絶縁スイッチSW2、電池ブロックGの正極を差動増幅部51に接続又は切断する絶縁スイッチSW3、及び電池ブロックGの負極を差動増幅部51に接続又は切断する絶縁スイッチSW4が含まれている。 The voltage detection circuit 5 is a circuit that detects the voltages of the battery blocks B and G included in the assembled battery 1. The voltage detection circuit 5 detects the voltage difference between the positive electrode side and the negative electrode side of each battery block B, G to detect the voltage of each battery block B, G, and a differential amplifier section 51 and a differential amplifier as detection means. An insulating switch section 52 for connecting or disconnecting the amplifier section 51 to or from each of the battery blocks B and G is provided. The differential amplifier 51 converts the detection voltage of each battery block B, G into 0 to 5 V which the control device 4 can recognize. The insulation switch unit 52 includes an insulation switch SW1 that connects or disconnects the positive electrode of the battery block B to the differential amplification unit 51, an insulation switch SW2 that connects or disconnects the negative electrode of the battery block B to the differential amplification unit 51, and a battery block G. An insulating switch SW3 for connecting or disconnecting the positive electrode of the battery block G to the differential amplifier 51 and an insulating switch SW4 for connecting or disconnecting the negative electrode of the battery block G to the differential amplifier 51 are included.

本実施の形態においては、組電池1を電池ブロックB,Gで構成しているので、電池ブロックB,Gの電圧検出系として2組のブロックを備えることになる。従って、以降の説明では、電池ブロックBを含む組電池1の正極側のブロックBBを「ブロック上」、電池ブロックGを含む組電池1の負極側のブロックBGを「ブロック下」、とそれぞれ称することにする。 In the present embodiment, since the assembled battery 1 is composed of the battery blocks B and G, two sets of blocks are provided as the voltage detection system for the battery blocks B and G. Therefore, in the following description, the block BB on the positive side of the assembled battery 1 including the battery block B is referred to as “upper block”, and the block BG on the negative side of the assembled battery 1 including the battery block G is referred to as “lower block”. I will decide.

本実施の形態における電池システムにおいては、更に電力線BL,GLのシステムメインリレーSMR−B,SMR−Gと昇圧回路3との間に設けられたVLセンサ(図示せず)によるVL電圧検出のために電力線BL,GL間の電圧を分圧する抵抗R5,R6を備えている。同様に、電力線BL,GLの昇圧回路3と電気機器2との間に設けられたVHセンサ(図示せず)によるVH電圧検出のために電力線BL,GL間の電圧を分圧する抵抗R7,R8を備えている。抵抗R5,R6と抵抗R7,R8との間は、それぞれボディグランド(以下、「ボディGND」)に接続されている。 In the battery system according to the present embodiment, the VL sensor (not shown) provided between the system main relays SMR-B and SMR-G of the power lines BL and GL and the booster circuit 3 further detects VL voltage. In addition, resistors R5 and R6 for dividing the voltage between the power lines BL and GL are provided. Similarly, resistors R7 and R8 that divide the voltage between the power lines BL and GL for VH voltage detection by a VH sensor (not shown) provided between the booster circuit 3 of the power lines BL and GL and the electric device 2. Equipped with. The resistors R5 and R6 and the resistors R7 and R8 are connected to a body ground (hereinafter, “body GND”).

本実施の形態において特徴的なことは、電圧検出回路5をシステムメインリレーSMR−B,SMR−Gの溶着検知回路として流用することである。より具体的には、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gをオフにすると共に絶縁スイッチSW1〜SW4を所定のオンオフ状態に設定したときに、電池ブロックB又は電池ブロックGの電圧が当該所定のオンオフ状態に対応して設定された閾値以上となった場合にシステムメインリレーSMR−B,SMR−Gの少なくとも一方が異常と判定する、すなわちシステムメインリレーSMR−B,SMR−Gの溶着を検知できるようにしたことである。 A characteristic of this embodiment is that the voltage detection circuit 5 is used as a welding detection circuit for the system main relays SMR-B and SMR-G. More specifically, when the system main relays SMR-B and SMR-G are turned off and the insulating switches SW1 to SW4 are set to a predetermined on/off state, the voltage of the battery block B or the battery block G is set to the predetermined voltage. At least one of the system main relays SMR-B and SMR-G is determined to be abnormal when the threshold value set for the on/off state is exceeded, that is, the welding of the system main relays SMR-B and SMR-G is detected. That's what I was able to do.

図2は、図1に示した回路のうちボディGNDの電位VGNDに寄与する部分以外を簡略化した回路図である。図2では、電圧検出回路5の差動増幅部51を省略しているので、各ブロック上下の検出電圧VB,VGに関しては、入力側の端子間電圧V1,V2,V3,V4を参照して説明する。以降の実施の形態においても同様とする。 FIG. 2 is a circuit diagram in which parts of the circuit shown in FIG. 1 other than the part contributing to the potential VGND of the body GND are simplified. In FIG. 2, since the differential amplifier section 51 of the voltage detection circuit 5 is omitted, regarding the detection voltages VB and VG above and below each block, the inter-terminal voltages V1, V2, V3 and V4 on the input side are referred to. explain. The same applies to the following embodiments.

本実施の形態では、電池ブロックBの電圧を120V、電池ブロックGの電圧を80V、すなわち組電池1の電圧を200Vとする。また、昇圧回路3は、非稼動で0Vを想定する。各抵抗R1〜R8は全て8MΩとする。なお、実際のボディGNDの電位VGNDには、差動増幅部51のオフセット電圧(例えば、0.77V)が加算されるが、電池ブロックB,Gの電圧に対しては無視できるので、以下に説明する計算には考慮しない。以降の実施の形態においても同様とする。 In the present embodiment, the voltage of the battery block B is 120V, the voltage of the battery block G is 80V, that is, the voltage of the assembled battery 1 is 200V. Further, the booster circuit 3 is assumed to be 0V when not operating. All the resistors R1 to R8 are set to 8 MΩ. Note that the offset voltage (for example, 0.77 V) of the differential amplifier 51 is added to the actual potential VGND of the body GND, but it can be ignored for the voltages of the battery blocks B and G. It is not taken into account in the calculations described. The same applies to the following embodiments.

図3は、本実施の形態において、SWパターンと、当該SWパターンにおける絶縁スイッチSW1〜SW4のオンオフ状態と、当該SWパターンのときに検出する電圧及びシステムメインリレーSMR−B,SMR−Gの溶着検知の組合せを示す図である。以下、図3を用いて、本実施の形態における回路動作について説明する。前述したように、システムメインリレーSMR−B,SMR−G及び絶縁スイッチSW1〜SW4のオンオフ制御は、制御装置4が行う。 FIG. 3 shows the SW pattern, the on/off states of the insulating switches SW1 to SW4 in the SW pattern, the voltage detected during the SW pattern, and the welding of the system main relays SMR-B and SMR-G in the present embodiment. It is a figure which shows the combination of detection. The circuit operation in the present embodiment will be described below with reference to FIG. As described above, the control device 4 performs on/off control of the system main relays SMR-B, SMR-G and the isolation switches SW1 to SW4.

本実施の形態において、ブロック上下の電圧をそれぞれ検出するには、SWパターン1、すなわち全ての絶縁スイッチSW1〜SW4をオンにすることによって電圧VB,VGを検出する。また、電圧の検出を行わないときにはSWパターン2、すなわち全ての絶縁スイッチSW1〜SW4をオフにする。制御装置4は、このように電圧検出回路5を電圧検出のために動作させる。 In the present embodiment, in order to detect the voltages above and below the block, SW pattern 1, that is, all the insulating switches SW1 to SW4 are turned on to detect the voltages VB and VG. When the voltage is not detected, the SW pattern 2, that is, all the insulation switches SW1 to SW4 are turned off. The controller 4 thus operates the voltage detection circuit 5 for voltage detection.

次に、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gの少なくとも一方が溶着し、電力線BL,GLの少なくとも一方が閉状態のまま固定される不具合を検知するための回路動作について説明する。 Next, a circuit operation for detecting a defect that at least one of the system main relays SMR-B and SMR-G is welded and at least one of the power lines BL and GL is fixed in the closed state will be described.

不具合の検知のために、制御装置4は、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gを共にオフ制御し、かつSWパターン3、すなわち絶縁スイッチSW1をオンにすると同時にそれ以外の絶縁スイッチSW2〜4をオフにする。このときの回路の状態を図4に示す。ここでは、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gは共に正常に動作し、開状態になったものとして説明する。また、本実施の形態から実施の形態5までは、絶縁スイッチSW1〜SW4は制御装置4からの制御に従ったオンオフの状態になるものとする。 In order to detect a malfunction, the control device 4 controls both the system main relays SMR-B and SMR-G to turn off, and turns on the SW pattern 3, that is, the insulation switch SW1, and at the same time, the other insulation switches SW2 to SW4. Turn off. The state of the circuit at this time is shown in FIG. Here, it is assumed that the system main relays SMR-B and SMR-G both operate normally and are in the open state. In addition, from the present embodiment to the fifth embodiment, it is assumed that the insulating switches SW1 to SW4 are turned on and off under the control of the control device 4.

以降の説明では、抵抗R1〜R8は同一の抵抗値(8MΩ)として計算しているが、高い抵抗値、例えばメガオーダーの抵抗値であれば異なる値でもよい。 In the following description, the resistors R1 to R8 are calculated as the same resistance value (8 MΩ), but different resistance values may be used as long as they are high resistance values, for example, mega order resistance values.

ここでは、絶縁スイッチSW1はオンなので、ブロック上のプラス端子の電位V1は、絶縁スイッチSW1における電池電位200Vとなる。ボディGNDは、絶縁スイッチSW1を介してのみ組電池1と繋がっているので、ボディGNDの電位VGNDは、ブロック上のプラス端子と同じ200Vとなる。また、絶縁スイッチSW2〜SW4はオフなので、各電位V2〜V4は、ボディGNDの電位VGNDと同じ200Vとなる。 Here, since the isolation switch SW1 is on, the potential V1 of the plus terminal on the block becomes the battery potential 200V in the isolation switch SW1. Since the body GND is connected to the assembled battery 1 only through the insulation switch SW1, the potential VGND of the body GND becomes 200V, which is the same as the plus terminal on the block. Further, since the insulating switches SW2 to SW4 are off, the respective potentials V2 to V4 become 200V, which is the same as the potential VGND of the body GND.

このように、ブロック上の端子の電位V1,V2はいずれも200Vとなるので、ブロック上の検出電圧VBは、V1(200V)−V2(200V)=0Vとなる。同様に、ブロック下の端子の電位V3,V4はいずれも200Vとなるので、ブロック下の検出電圧VGは、V3(200V)−V4(200V)=0Vとなる。この例のように、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gが溶着しておらず、制御装置4からの制御に従って正常にオフ動作する場合において、絶縁スイッチSW1のみをオンにすると、各ブロックの検出電圧VB,VGはいずれも0Vとなる。 As described above, since the potentials V1 and V2 of the terminals on the block are both 200V, the detection voltage VB on the block is V1 (200V)-V2 (200V)=0V. Similarly, since the potentials V3 and V4 of the terminals under the block are both 200V, the detection voltage VG under the block is V3 (200V)-V4 (200V)=0V. As in this example, when the system main relays SMR-B and SMR-G are not welded and are normally turned off under the control of the control device 4, when only the insulation switch SW1 is turned on, each block of the blocks is turned on. The detection voltages VB and VG are both 0V.

ここで、上記と同様に、制御装置4は、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gが共にオフになるよう制御したものの、システムメインリレーSMR−Gが溶着により閉状態のままだったとする。このときの回路の状態を図5に示す。 Here, similarly to the above, it is assumed that the control device 4 controls the system main relays SMR-B and SMR-G to be turned off, but the system main relay SMR-G remains in the closed state due to welding. The state of the circuit at this time is shown in FIG.

この場合、絶縁スイッチSW1はオンなので、ブロック上のプラス端子の電位V1は、上記と同様に200Vとなる。一方、ボディGNDは、絶縁スイッチSW1を介して組電池1の正極側と繋がっていると同時に、システムメインリレーSMR−Gがオンの状態であることから組電池1の負極側とも繋がっていることになる。この結果、ボディGNDの電位VGNDは、抵抗R1〜R8の接続関係により200Vより小さい67Vとなる。そして、絶縁スイッチSW2はオフなので、絶縁スイッチSW2の端子(ブロック上のマイナス端子)は、ボディGNDの電位VGNDと同じ67Vとなる。なお、ブロック下の絶縁スイッチSW3,4はオフなので、絶縁スイッチSW3,4の端子も67Vとなる。 In this case, since the insulating switch SW1 is turned on, the potential V1 of the plus terminal on the block becomes 200V as in the above. On the other hand, the body GND is connected to the positive electrode side of the battery pack 1 through the insulation switch SW1, and at the same time, is connected to the negative electrode side of the battery pack 1 because the system main relay SMR-G is in the ON state. become. As a result, the potential VGND of the body GND becomes 67V, which is smaller than 200V, due to the connection relationship of the resistors R1 to R8. Since the isolation switch SW2 is off, the terminal of the isolation switch SW2 (minus terminal on the block) becomes 67V, which is the same as the potential VGND of the body GND. Since the isolation switches SW3, 4 under the block are off, the terminals of the isolation switches SW3, 4 are also 67V.

このように、ブロック上のプラス端子の電位V1は200Vで、マイナス端子の電位V2は67Vとなるので、ブロック上の検出電圧VBは、V1(200V)−V2(67V)=133Vとなる。なお、ブロック下の検出電圧VGは、V3(67V)−V4(67V)=0Vとなる。 In this way, the potential V1 of the plus terminal on the block is 200V and the potential V2 of the minus terminal is 67V, so the detection voltage VB on the block is V1(200V)-V2(67V)=133V. The detection voltage VG under the block is V3(67V)-V4(67V)=0V.

この結果、ブロック上の検出電圧VBは正常時の0Vとは異なる電圧を示すため、ブロック上の検出電圧VBを参照することで、システムメインリレーSMR−Gの溶着を検知できる。なお、ブロック下の検出電圧VGは正常時と同じ0Vを示すので、システムメインリレーSMR−Gの溶着の検知のためにブロック下の検出電圧VGは参照しない。 As a result, the detected voltage VB on the block shows a voltage different from 0 V in the normal state, so that the welding of the system main relay SMR-G can be detected by referring to the detected voltage VB on the block. Since the detection voltage VG under the block shows 0 V, which is the same as in the normal state, the detection voltage VG under the block is not referred to for detecting the welding of the system main relay SMR-G.

次に、制御装置4がシステムメインリレーSMR−B,SMR−Gを共にオフになるよう制御したものの、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gが共に溶着により閉状態のままだったとする。このときの回路の状態を図6に示す。 Next, it is assumed that the control device 4 controls both the system main relays SMR-B and SMR-G to be turned off, but the system main relays SMR-B and SMR-G are both closed due to welding. The state of the circuit at this time is shown in FIG.

この場合、絶縁スイッチSW1はオンなので、ブロック上のプラス端子の電位V1は、上記と同様に200Vとなる。一方、ボディGNDは、絶縁スイッチSW1及びシステムメインリレーSMR−Bをそれぞれ介して組電池1の正極側と繋がっていると同時に、システムメインリレーSMR−Gを介して組電池1の負極側とも繋がっていることになる。この結果、ボディGNDの電位VGNDは、抵抗R1〜R8の接続関係により200Vより小さい120Vとなる。そして、絶縁スイッチSW2はオフなので、絶縁スイッチSW2の端子(ブロック上のマイナス端子)は、ボディGNDの電位VGNDと同じ120Vとなる。なお、ブロック下の絶縁スイッチSW3,4はオフなので、絶縁スイッチSW3,4の端子も120Vとなる。 In this case, since the insulating switch SW1 is turned on, the potential V1 of the plus terminal on the block becomes 200V as in the above. On the other hand, the body GND is connected to the positive electrode side of the battery pack 1 via the insulation switch SW1 and the system main relay SMR-B, respectively, and is also connected to the negative electrode side of the battery pack 1 via the system main relay SMR-G. Will be. As a result, the potential VGND of the body GND becomes 120V, which is smaller than 200V, due to the connection relationship of the resistors R1 to R8. Since the isolation switch SW2 is off, the terminal of the isolation switch SW2 (minus terminal on the block) becomes 120 V, which is the same as the potential VGND of the body GND. Since the insulation switches SW3 and SW4 under the block are off, the terminals of the insulation switches SW3 and SW4 are also 120V.

このように、ブロック上のプラス端子の電位V1は200Vで、マイナス端子の電位V2は120Vとなるので、ブロック上の検出電圧VBは、V1(200V)−V2(120V)=80Vとなる。なお、ブロック下の検出電圧VGは、V3(120V)−V4(120V)=0Vとなる。 In this way, the potential V1 of the plus terminal on the block is 200V and the potential V2 of the minus terminal is 120V, so the detection voltage VB on the block is V1 (200V)-V2 (120V)=80V. The detection voltage VG under the block is V3(120V)-V4(120V)=0V.

この結果、ブロック上の検出電圧VBは正常時の0Vとは異なる電圧を示すため、ブロック上の検出電圧VBを参照することで、システムメインリレーSMR−B,SMR−G両方の溶着を検知できる。なお、ブロック下の検出電圧VGは正常時と同じ0Vを示すので、システムメインリレーSMR−B,SMR−G両方の溶着検知のためにブロック下の検出電圧VGは参照しない。 As a result, the detected voltage VB on the block shows a voltage different from 0 V at the normal time, so by referring to the detected voltage VB on the block, it is possible to detect the welding of both the system main relays SMR-B and SMR-G. .. Since the detection voltage VG under the block shows 0 V, which is the same as in the normal state, the detection voltage VG under the block is not referred to detect the welding of both the system main relays SMR-B and SMR-G.

上記説明では、SWパターン3、すなわち絶縁スイッチSW1のみをオンとするよう制御することによってシステムメインリレーSMR−B,SMR−Gの溶着を検知するようにしたが、SWパターン4、すなわち絶縁スイッチSW4をオンにすると同時にそれ以外の絶縁スイッチSW1〜3をオフにするよう制御しても、上記と同様にシステムメインリレーSMR−B,SMR−Gの溶着を検知することができる。 In the above description, the welding of the system main relays SMR-B and SMR-G is detected by controlling only the SW pattern 3, that is, the insulation switch SW1 to be turned on. However, the SW pattern 4, that is, the insulation switch SW4 is detected. If the control is performed so that the other insulation switches SW1 to SW3 are turned off at the same time as turning on, the welding of the system main relays SMR-B and SMR-G can be detected in the same manner as above.

すなわち、制御装置4は、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gを共にオフ制御することによってシステムメインリレーSMR−B,SMR−Gが共に正常に動作し、開状態になると、各電位V1〜V4は全て0Vとなるので、各ブロックの検出電圧VB,VGはいずれも0Vとなる。 That is, the control device 4 controls both the system main relays SMR-B and SMR-G to be off, so that the system main relays SMR-B and SMR-G both operate normally and become in the open state. Since all V4 are 0V, the detection voltages VB and VG of each block are 0V.

ここで、制御装置4がシステムメインリレーSMR−B,SMR−Gが共にオフになるよう制御したものの、システムメインリレーSMR−Bが溶着により閉状態のままだったとする。この場合、ブロック下のマイナス端子の電位V4は、上記と同様に0Vとなる。一方、ボディGNDは、絶縁スイッチSW4を介して組電池1の負極側と繋がっていると同時に、システムメインリレーSMR−Bがオンの状態であることから組電池1の正極側とも繋がっていることになる。この結果、ボディGNDの電位VGNDは、抵抗R1〜R8の接続関係により0Vより大きい133Vとなるので、電位V1〜V3も133Vとなる。これにより、ブロック下の検出電圧VGは、V3(133V)−V4(0V)=133Vとなる。なお、ブロック上の検出電圧VBは、V1(133V)−V2(133V)=0Vとなる。 Here, it is assumed that the control device 4 controls both the system main relays SMR-B and SMR-G to be turned off, but the system main relay SMR-B remains closed due to welding. In this case, the potential V4 of the minus terminal under the block becomes 0V as described above. On the other hand, the body GND is connected to the negative electrode side of the assembled battery 1 via the insulation switch SW4, and at the same time, connected to the positive electrode side of the assembled battery 1 because the system main relay SMR-B is in the ON state. become. As a result, the potential VGND of the body GND becomes 133V, which is larger than 0V, due to the connection relationship of the resistors R1 to R8, and thus the potentials V1 to V3 also become 133V. As a result, the detection voltage VG under the block becomes V3(133V)-V4(0V)=133V. The detection voltage VB on the block is V1(133V)-V2(133V)=0V.

また、制御装置4がシステムメインリレーSMR−B,SMR−Gを共にオフになるよう制御したものの、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gが共に溶着により閉状態のままだったとする。この場合も上記と同様に、ボディGNDの電位VGNDは、抵抗R1〜R8の接続関係により0Vより大きい80Vとなるので、電位V1〜V3も80Vとなる。これにより、ブロック下の検出電圧VGは、V3(80V)−V4(0V)=80Vとなる。なお、ブロック上の検出電圧VBは、V1(80V)−V2(80V)=0Vとなる。 Further, it is assumed that the control device 4 controls both the system main relays SMR-B and SMR-G to be turned off, but both the system main relays SMR-B and SMR-G remain closed due to welding. In this case as well, similarly to the above, the potential VGND of the body GND is 80 V, which is higher than 0 V due to the connection relationship of the resistors R1 to R8, and therefore the potentials V1 to V3 are also 80 V. As a result, the detection voltage VG under the block becomes V3(80V)-V4(0V)=80V. The detection voltage VB on the block is V1(80V)-V2(80V)=0V.

図7は、上記説明した回路動作により各SWパターン1,3,4と検出電圧との関係を模式的に示す図である。図7に示すように、本実施の形態では、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gが正常か異常(溶着)かの判定基準として閾値(Vth)を予め設定しておく。閾値は、組電池1の電圧、抵抗R1〜R8の値等を参照して適切な値を設定しておけばよい。本実施の形態の場合は、40V程度の値を設定しておけばよい。なお、ブロック上とブロック下とで異なる閾値を設定するようにしてもよい。以降の実施の形態においても同様である。 FIG. 7 is a diagram schematically showing the relationship between the SW patterns 1, 3, 4 and the detected voltage by the circuit operation described above. As shown in FIG. 7, in the present embodiment, a threshold value (Vth) is preset as a criterion for determining whether the system main relays SMR-B and SMR-G are normal or abnormal (welding). The threshold value may be set to an appropriate value with reference to the voltage of the assembled battery 1, the values of the resistors R1 to R8, and the like. In the case of this embodiment, a value of about 40 V may be set. It should be noted that different thresholds may be set above and below the block. The same applies to the following embodiments.

図7(a)及び図7(b)から明らかなように、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gが正常に動作するのであれば、いずれのSWパターン1,3,4においても0Vとなる。そこで、絶縁スイッチSW1〜SW4をSWパターン3に設定してブロック上の検出電圧を参照する、あるいは絶縁スイッチSW1〜SW4をSWパターン4に設定してブロック下の検出電圧を参照し、各検出電圧が閾値を超える場合は、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gが溶着していると判定できる。なお、図7(a)において、システムメインリレーSMR−Bが固着している場合、ブロック上の検出電圧は、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gの正常動作時と同様、いずれのSWパターン1,3,4においても0Vとなる。また、図7(b)において、システムメインリレーSMR−Gが固着している場合、ブロック下の検出電圧は、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gの正常動作時と同様、いずれのSWパターン1,3,4においても0Vとなる。従って、正常動作時を示す線と図面上重なっている。以上説明した処理について図8に示すフローチャートを用いて説明する。 As is clear from FIGS. 7(a) and 7(b), if the system main relays SMR-B and SMR-G operate normally, the voltage will be 0V in any of the SW patterns 1, 3 and 4. .. Therefore, the insulation switches SW1 to SW4 are set to the SW pattern 3 to refer to the detection voltage on the block, or the insulation switches SW1 to SW4 are set to the SW pattern 4 to refer to the detection voltage under the block to detect each detection voltage. Is greater than the threshold value, it can be determined that the system main relays SMR-B and SMR-G are welded. In addition, in FIG. 7A, when the system main relay SMR-B is fixed, the detected voltage on the block is the same as in the normal operation of the system main relays SMR-B and SMR-G. It becomes 0V in 1, 3, and 4. Further, in FIG. 7B, when the system main relay SMR-G is fixed, the detected voltage under the block is the same as in the normal operation of the system main relays SMR-B and SMR-G in any SW pattern. It becomes 0V in 1, 3, and 4. Therefore, the line showing the normal operation overlaps with the drawing. The processing described above will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

まず、制御装置4は、絶縁スイッチSW1〜SW4をSWパターン3に設定して(ステップ101)、ブロック上の検出電圧VBを取得する(ステップ102)。また、絶縁スイッチSW1〜SW4をSWパターン4に設定して(ステップ103)、ブロック下の検出電圧VGを取得する(ステップ104)。 First, the control device 4 sets the insulation switches SW1 to SW4 to the SW pattern 3 (step 101) and acquires the detection voltage VB on the block (step 102). Further, the isolation switches SW1 to SW4 are set to the SW pattern 4 (step 103), and the detection voltage VG under the block is acquired (step 104).

そして、制御装置4は、検出電圧VBが閾値(Vth)以下でなければ(ステップ105でN)、システムメインリレーSMR−Gがオンに固着されている、すなわちシステムメインリレーSMR−Gの溶着を検知する(ステップ106)。また、検出電圧VGが閾値(Vth)以下でなければ(ステップ107でN)、システムメインリレーSMR−Bがオンに固着されている、すなわちシステムメインリレーSMR−Bの溶着を検知する(ステップ108)。また、検出電圧VB,VGが共に閾値(Vth)以下の場合(ステップ105でY、ステップ107でY)、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gは共に正常であると判定する。 If the detected voltage VB is not lower than the threshold value (Vth) (N in step 105), the control device 4 fixes the system main relay SMR-G on, that is, welds the system main relay SMR-G. It is detected (step 106). If the detected voltage VG is not lower than the threshold value (Vth) (N in step 107), the system main relay SMR-B is fixed to be on, that is, the welding of the system main relay SMR-B is detected (step 108). ). If both the detected voltages VB and VG are equal to or lower than the threshold value (Vth) (Y in step 105, Y in step 107), it is determined that both the system main relays SMR-B and SMR-G are normal.

なお、各ブロックの電圧の検出(ステップ101,102とステップ103,104)及びシステムメインリレーSMR−B,SMR−Gの正常か否かの判定(ステップ105,106とステップ107,108)は、逆に実施するようにしてもよい。 The detection of the voltage of each block (steps 101 and 102 and steps 103 and 104) and the determination of whether the system main relays SMR-B and SMR-G are normal (steps 105 and 106 and steps 107 and 108) are as follows. You may make it implement reversely.

実施の形態2.
図9は、本実施の形態における電池システムの回路構成図である。なお、実施の形態1と同じ構成要素には同じ符号を付け、説明を省略する。
Embodiment 2.
FIG. 9 is a circuit configuration diagram of the battery system in the present embodiment. The same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

上記実施の形態1では、組電池1とボディGNDをつなぐ高抵抗R1〜R8が図1に示した抵抗のみであることを想定している。しかしながら、実際の回路構成には、漏洩検出回路6が実装されている。漏洩検出回路6では、組電池1の負極側とボディGNDとの間のカップリングコンデンサのリーク電流が無視できず、絶縁抵抗として最低1.5MΩの抵抗が接続される。そうすると、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gの正常時でもボディGNDが組電池1の負極側に引っ張られ、これにより図4を用いて説明したときの電圧VBは0Vとならず、よってシステムメインリレーSMR−B,SMR−Gを正常と判定することが困難となる。このため、実施の形態1において説明したSWパターン3(絶縁スイッチSW1のみオン)では、溶着の検知ができなくなる。 In the first embodiment, it is assumed that the high resistances R1 to R8 connecting the battery pack 1 and the body GND are only the resistances shown in FIG. However, the leak detection circuit 6 is mounted in the actual circuit configuration. In the leakage detection circuit 6, the leakage current of the coupling capacitor between the negative electrode side of the assembled battery 1 and the body GND cannot be ignored, and a resistance of at least 1.5 MΩ is connected as an insulation resistance. Then, even when the system main relays SMR-B and SMR-G are normal, the body GND is pulled to the negative electrode side of the assembled battery 1, and thus the voltage VB described with reference to FIG. 4 does not become 0V. It becomes difficult to determine that the main relays SMR-B and SMR-G are normal. Therefore, the SW pattern 3 (only the insulating switch SW1 is turned on) described in the first embodiment cannot detect welding.

そこで、本実施の形態においては、正極ラインBLのシステムメインリレーSMR−Bと抵抗R5の接続点との間と、負極ラインGLのシステムメインリレーSMR−Gと抵抗R6の接続点との間に、双方向DCDCコンバータ(双方向DDC)7を設けるように構成する。双方向DCDCコンバータ7は、組電池1から補機バッテリ(図示せず)にエネルギーを移動させることで補機上がりを防止する既存のコンバータに、補機バッテリから組電池1へもエネルギーを移動させる機能を追加して構成されるコンバータである。 Therefore, in the present embodiment, between the system main relay SMR-B on the positive line BL and the connection point of the resistor R5, and between the system main relay SMR-G on the negative line GL and the connection point of the resistor R6. , A bidirectional DCDC converter (bidirectional DDC) 7 is provided. The bidirectional DCDC converter 7 also transfers energy from the auxiliary battery to the assembled battery 1 to an existing converter that prevents energy loss from the assembled battery 1 to the auxiliary battery (not shown). It is a converter that is configured by adding functions.

図10は、図9に示した回路のうちボディGNDの電位VGNDに寄与する部分以外を簡略化した回路図である。図10において、抵抗R9は絶縁抵抗であり、1.5MΩとする。また、双方向DCDCコンバータ7の起動時における出力電圧は200Vとする。 FIG. 10 is a circuit diagram in which parts of the circuit shown in FIG. 9 other than those contributing to the potential VGND of the body GND are simplified. In FIG. 10, the resistance R9 is an insulation resistance and is set to 1.5 MΩ. Further, the output voltage when the bidirectional DCDC converter 7 is activated is 200V.

図11は、本実施の形態において、SWパターンと、当該SWパターンにおける絶縁スイッチSW1〜SW4のオンオフ状態と、当該SWパターンのときに検出する電圧及びシステムメインリレーSMR−B,SMR−Gの溶着検知の組合せを示す図である。以下、図11を用いて、本実施の形態における回路動作について説明する。なお、双方向DCDCコンバータ7の駆動制御は、制御装置4が行う。 FIG. 11 shows the SW pattern, the on/off states of the insulating switches SW1 to SW4 in the SW pattern, the voltage detected during the SW pattern, and the welding of the system main relays SMR-B and SMR-G in the present embodiment. It is a figure which shows the combination of detection. The circuit operation in the present embodiment will be described below with reference to FIG. The controller 4 controls the driving of the bidirectional DCDC converter 7.

本実施の形態において、ブロック上下の電圧をそれぞれ検出するには、SWパターン1、すなわち全ての絶縁スイッチSW1〜SW4をオンにすることによって電圧VB,VGを検出する。また、電圧の検出を行わないときにはSWパターン2、すなわち全ての絶縁スイッチSW1〜SW4をオフにする。制御装置4は、このように電圧検出回路5を電圧検出のために使用する。 In the present embodiment, in order to detect the voltages above and below the block, SW pattern 1, that is, all the insulating switches SW1 to SW4 are turned on to detect the voltages VB and VG. When the voltage is not detected, the SW pattern 2, that is, all the insulation switches SW1 to SW4 are turned off. The control device 4 thus uses the voltage detection circuit 5 for voltage detection.

次に、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gの少なくとも一方が溶着し、電力線BL,GLの少なくとも一方が閉状態のまま固定される不具合を検知するための回路動作について説明する。 Next, a circuit operation for detecting a defect that at least one of the system main relays SMR-B and SMR-G is welded and at least one of the power lines BL and GL is fixed in the closed state will be described.

不具合の検知のために、制御装置4は、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gを共にオフ制御し、かつSWパターン4すなわち絶縁スイッチSW4をオンにすると同時にそれ以外の絶縁スイッチSW1〜3をオフにする。このときの回路の状態を図12に示す。ここでは、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gは共に正常に動作し、開状態になったものとして説明する。 In order to detect a malfunction, the control device 4 turns off both the system main relays SMR-B and SMR-G, turns on the SW pattern 4, that is, the isolation switch SW4, and simultaneously turns on the other isolation switches SW1 to SW3. Turn off. The state of the circuit at this time is shown in FIG. Here, it is assumed that the system main relays SMR-B and SMR-G both operate normally and are in the open state.

このとき、絶縁スイッチSW4はオンなので、ブロック下のマイナス端子の電位V4は、絶縁スイッチSW4における電池電位0Vとなる。ボディGNDは、絶縁スイッチSW4を介して組電池1と繋がっているので、ボディGNDの電位VGNDは、ブロック下のマイナス端子と同じ0Vとなる。また、絶縁スイッチSW1〜SW3はオフなので、各電位V1〜V3は、ボディGNDの電位VGNDと同じ0Vとなる。 At this time, since the insulation switch SW4 is on, the potential V4 of the negative terminal under the block becomes the battery potential 0V in the insulation switch SW4. Since the body GND is connected to the assembled battery 1 via the insulation switch SW4, the potential VGND of the body GND becomes 0 V, which is the same as the minus terminal under the block. Further, since the isolation switches SW1 to SW3 are off, the potentials V1 to V3 are 0 V, which is the same as the potential VGND of the body GND.

このように、ブロック上の端子の電位V1,V2はいずれも0Vとなり、ブロック上の検出電圧VBは0Vとなる。同様に、ブロック下の端子の電位V3,V4はいずれも0Vとなり、ブロック上の検出電圧VGは0Vとなる。この例のように、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gが溶着しておらず、制御装置4からの制御に従って正常にオフ動作する場合において、絶縁スイッチSW4のみをオンにすると、各ブロックの検出電圧VB,VGはいずれも0Vとなる。 Thus, the potentials V1 and V2 of the terminals on the block are both 0V, and the detection voltage VB on the block is 0V. Similarly, the potentials V3 and V4 of the terminals under the block are both 0V, and the detection voltage VG on the block is 0V. As in this example, when the system main relays SMR-B and SMR-G are not welded and are normally turned off under the control of the control device 4, if only the insulation switch SW4 is turned on, each block of the blocks is turned on. The detection voltages VB and VG are both 0V.

ここで、制御装置4がシステムメインリレーSMR−B,SMR−Gが共にオフになるよう制御したものの、システムメインリレーSMR−Bが溶着により閉状態のままだったとする。このときの回路の状態を図13に示す。この場合、ブロック下のマイナス端子の電位V4は、上記と同様に0Vとなる。一方、ボディGNDは、絶縁スイッチSW4を介して組電池1の負極側と繋がっていると同時に、システムメインリレーSMR−Bがオンの状態であることから組電池1の正極側とも繋がっている。更に、ボディGNDの電位VGNDは、システムメインリレーSMR−Bで電圧が持ち上がるため抵抗R1〜R8の接続関係により0Vより大きい39Vとなるので、電位V1〜V3も39Vとなる。これにより、ブロック下の検出電圧VGは、V3(39V)−V4(0V)=39Vとなる。なお、ブロック上の検出電圧VBは、V1(39V)−V2(39V)=0Vとなる。 Here, it is assumed that the control device 4 controls both the system main relays SMR-B and SMR-G to be turned off, but the system main relay SMR-B remains closed due to welding. The state of the circuit at this time is shown in FIG. In this case, the potential V4 of the minus terminal under the block becomes 0V as described above. On the other hand, the body GND is connected to the negative electrode side of the assembled battery 1 via the insulation switch SW4, and at the same time, is connected to the positive electrode side of the assembled battery 1 since the system main relay SMR-B is in the ON state. Further, the potential VGND of the body GND becomes 39V higher than 0V due to the connection relationship of the resistors R1 to R8 because the voltage rises in the system main relay SMR-B, so the potentials V1 to V3 also become 39V. As a result, the detection voltage VG under the block becomes V3(39V)-V4(0V)=39V. The detection voltage VB on the block is V1(39V)-V2(39V)=0V.

また、制御装置4がシステムメインリレーSMR−B,SMR−Gが共にオフになるよう制御したものの、システムメインリレーSMR−Gが溶着により閉状態のままの場合(図14)、更にシステムメインリレーSMR−B,SMR−Gが共に溶着により閉状態のままの場合(図15)も、上記と同様にブロック下の検出電圧VGは、V3(39V)−V4(0V)=39V、ブロック上の検出電圧VBは、V1(39V)−V2(39V)=0Vとなる。 Further, when the control device 4 controls the system main relays SMR-B and SMR-G to be turned off, but the system main relay SMR-G remains closed due to welding (FIG. 14), the system main relay Even when both SMR-B and SMR-G remain in the closed state due to welding (FIG. 15), the detection voltage VG under the block is V3(39V)-V4(0V)=39V and on the block similarly to the above. The detection voltage VB is V1(39V)-V2(39V)=0V.

図16は、上記説明した回路動作により各SWパターン3,4と検出電圧との関係を模式的に示す図である。本実施の形態では、組電池1及び双方向DCDCコンバータ7の出力電圧が等しいので、ボディGNDの電位VGNDは、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gの溶着箇所によらず同じ電位となる。従って、溶着時(図13〜図15)におけるブロック上下の出力電圧は同じとなり、絶縁スイッチSW1〜SW4をSWパターン4に設定してブロック下の検出電圧を参照し、検出電圧が閾値を超える場合は、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gの少なくとも一方が溶着していると判定できる。なお、本実施の形態の場合、SWパターン3では、漏電抵抗R9(1.5MΩ)のためブロック上の検出電圧にシステムメインリレーSMR−B,SMR−Gが正常か異常(溶着)かを正確に判定しうるだけの差は生じないで、SWパターン4に設定してブロック下の検出電圧を参照することになる。以上説明した処理について図17に示すフローチャートを用いて説明する。 FIG. 16 is a diagram schematically showing the relationship between the SW patterns 3 and 4 and the detected voltage by the circuit operation described above. In the present embodiment, since the output voltages of the battery pack 1 and the bidirectional DCDC converter 7 are equal, the potential VGND of the body GND becomes the same potential regardless of where the system main relays SMR-B and SMR-G are welded. Therefore, when the welding is performed (FIGS. 13 to 15), the output voltages above and below the block are the same, and when the insulation switches SW1 to SW4 are set to SW pattern 4 and the detection voltage under the block is referred to, the detection voltage exceeds the threshold value. Can determine that at least one of the system main relays SMR-B and SMR-G is welded. In the case of the present embodiment, since the SW pattern 3 has the leakage resistance R9 (1.5 MΩ), whether the system main relays SMR-B and SMR-G are normal or abnormal (welding) is accurately detected in the detection voltage on the block. There is no difference that can be determined in step S3, and the detection voltage under the block is set by referring to the SW pattern 4. The processing described above will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

制御装置4は、絶縁スイッチSW1〜SW4をSWパターン1に設定して(ステップ201)、ブロック上下の検出電圧VB,VGを取得する(ステップ202)。そして、検出した電圧VB,VGの和を双方向DCDCコンバータ7からの出力電圧に設定する(ステップ203)。本実施の形態の場合、前述したように200V=(120V+80V)となる。 The control device 4 sets the insulating switches SW1 to SW4 to the SW pattern 1 (step 201) and acquires the detection voltages VB and VG above and below the block (step 202). Then, the sum of the detected voltages VB and VG is set as the output voltage from the bidirectional DCDC converter 7 (step 203). In the case of the present embodiment, as described above, 200V=(120V+80V).

続いて、制御装置4は、絶縁スイッチSW1〜SW4をSWパターン4に設定して(ステップ204)、ブロック下の検出電圧VGを取得する(ステップ205)。 Subsequently, the control device 4 sets the insulation switches SW1 to SW4 to the SW pattern 4 (step 204) and acquires the detection voltage VG under the block (step 205).

そして、制御装置4は、検出電圧VGが閾値(Vth)以下でなければ(ステップ206でN)、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gの少なくとも一方はオンに固着されている、すなわちシステムメインリレーSMR−B,SMR−Gの溶着を検知する(ステップ207)。一方、検出電圧VGが閾値(Vth)以下の場合(ステップ206でY)、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gは共に正常であると判定する(ステップ208)。 Then, the control device 4 determines that at least one of the system main relays SMR-B and SMR-G is fixed to be on, that is, the system main if the detected voltage VG is not equal to or lower than the threshold value (Vth) (N in step 206). Welding of the relays SMR-B and SMR-G is detected (step 207). On the other hand, when the detected voltage VG is equal to or lower than the threshold value (Vth) (Y in step 206), it is determined that both the system main relays SMR-B and SMR-G are normal (step 208).

実施の形態3.
図18は、本実施の形態における電池システムの回路構成図である。なお、実施の形態1,2と同じ構成要素には同じ符号を付け、説明を省略する。
Embodiment 3.
FIG. 18 is a circuit configuration diagram of the battery system in the present embodiment. The same components as those in the first and second embodiments are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

本実施の形態では、電圧検出回路5における差動増幅部51をフライングキャパシタ回路8に置き換えた構成を有している。 In the present embodiment, the differential amplifier 51 in the voltage detection circuit 5 is replaced with the flying capacitor circuit 8.

図19は、本実施の形態において、SWパターンと、当該SWパターンにおける絶縁スイッチSW1〜SW4のオンオフ状態と、当該SWパターンのときに検出する電圧及びシステムメインリレーSMR−B,SMR−Gの溶着検知の組合せを示す図である。以下、図19を用いて、本実施の形態における回路動作について説明する。 FIG. 19 shows the SW pattern, the on/off states of the insulating switches SW1 to SW4 in the SW pattern, the voltage detected during the SW pattern, and the welding of the system main relays SMR-B and SMR-G in the present embodiment. It is a figure which shows the combination of detection. The circuit operation in this embodiment will be described below with reference to FIG.

本実施の形態において、ブロック上下の電圧をそれぞれ検出するには、まず全ての絶縁スイッチSW1〜SW6をオフにした後、SWパターン5、すなわち絶縁スイッチSW1,SW2をオンにしてキャパシタ9にチャージする。チャージ後、SWパターン7、すなわち絶縁スイッチSW1,SW2をオフにすると同時に絶縁スイッチSW5,SW6をオンにする。これにより、キャパシタ9にチャージされた電圧が電圧VBとして検出される。 In the present embodiment, in order to detect the voltages above and below the block, first, all the insulating switches SW1 to SW6 are turned off, and then the SW pattern 5, that is, the insulating switches SW1 and SW2 are turned on to charge the capacitor 9. .. After charging, the SW pattern 7, that is, the insulating switches SW1 and SW2 are turned off, and at the same time, the insulating switches SW5 and SW6 are turned on. As a result, the voltage charged in the capacitor 9 is detected as the voltage VB.

同様に、全ての絶縁スイッチSW1〜SW6をオフにした後、SWパターン6、すなわち絶縁スイッチSW3,SW4をオンにしてキャパシタ9にチャージする。チャージ後、SWパターン7、すなわち絶縁スイッチSW3,SW4をオフにすると同時に絶縁スイッチSW5,SW6をオンにする。これにより、キャパシタ9にチャージされた電圧が電圧VGとして検出される。 Similarly, after turning off all the insulating switches SW1 to SW6, the SW pattern 6, that is, the insulating switches SW3 and SW4 are turned on to charge the capacitor 9. After charging, the SW pattern 7, that is, the insulating switches SW3 and SW4 are turned off, and at the same time, the insulating switches SW5 and SW6 are turned on. As a result, the voltage charged in the capacitor 9 is detected as the voltage VG.

システムメインリレーSMR−B,SMR−Gの溶着検知に関しては、基本的には実施の形態2と同じとなるので説明を省略する。ただ、SWパターン3で絶縁スイッチSW1をオンするときには絶縁スイッチSW5も合わせてオンにする必要がある。また、SWパターン4で絶縁スイッチSW4をオンするときには絶縁スイッチSW6も合わせてオンにする必要がある。 Since the welding detection of the system main relays SMR-B and SMR-G is basically the same as that of the second embodiment, the description thereof will be omitted. However, when the insulation switch SW1 is turned on by the SW pattern 3, it is necessary to also turn on the insulation switch SW5. Further, when the insulation switch SW4 is turned on by the SW pattern 4, it is necessary to also turn on the insulation switch SW6.

実施の形態4.
図20は、本実施の形態における電池システムの回路構成の要部を示す図である。なお、実施の形態3と同じ構成要素には同じ符号を付け、説明を省略する。
Fourth Embodiment
FIG. 20 is a diagram showing a main part of the circuit configuration of the battery system in the present embodiment. The same components as those in the third embodiment will be assigned the same reference numerals and explanations thereof will be omitted.

上記各実施の形態においては、組電池には2つの電池ブロックB,Gが含まれていることから、電圧検出回路5がブロックBBとブロックBGの2チャンネルを備えていたが、これに限らず、1チャンネルでも3チャンネル以上でも上記と同様に動作することでシステムメインリレーSMR−B,SMR−Gの溶着を検知することは可能である。 In each of the above-described embodiments, since the assembled battery includes the two battery blocks B and G, the voltage detection circuit 5 has the two channels of the block BB and the block BG, but the present invention is not limited to this. It is possible to detect the welding of the system main relays SMR-B and SMR-G by operating in the same manner as above for 1 channel or 3 channels or more.

図20では、4ブロックを備えた構成を示しているが、図20に示すように、組電池1に含まれる電池ブロック11のうち正極ラインBLに最も近い電池ブロックBの正極側に接続される絶縁スイッチSW1と、組電池1に含まれる電池ブロック11のうち負極ラインGLに最も近い電池ブロックGの負極側に接続される絶縁スイッチSW4に対して、上記各実施の形態1〜3に対して実施したオンオフ制御を行うことで、各実施の形態1〜3と同様の作用効果を奏することができる。 Although FIG. 20 shows a configuration including four blocks, as shown in FIG. 20, the battery block 11 included in the assembled battery 1 is connected to the positive electrode side of the battery block B closest to the positive electrode line BL. For the insulation switch SW1 and the insulation switch SW4 connected to the negative electrode side of the battery block G included in the assembled battery 1 that is closest to the negative electrode line GL, as compared with the above-described first to third embodiments. By performing the on/off control that has been performed, it is possible to achieve the same operational effects as in the first to third embodiments.

実施の形態5.
図21は、本実施の形態における電池システムの回路構成図である。なお、実施の形態2と同じ構成要素には同じ符号を付け、説明を省略する。図21には、組電池1に外部電力を供給することで充電を行うAC充電器10が示されている。また、図21では、補機電池12も明示した。プラグインハイブリッドカーにおいては、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gとは別個に、充電リレーBR−B,BR−Gを介してAC充電器10が接続される。より具体的には、AC充電器10の正極側は、充電リレーBR−Bを介して組電池1とシステムメインリレーSMR−Bとの間の正極ラインBLに接続される。また、AC充電器10の負極側は、充電リレーBR−Gを介して組電池1とシステムメインリレーSMR−Gとの間の負極ラインGLに接続される。
Embodiment 5.
FIG. 21 is a circuit configuration diagram of the battery system in the present embodiment. The same components as those in the second embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. FIG. 21 shows an AC charger 10 that charges an assembled battery 1 by supplying external power. Further, in FIG. 21, the auxiliary battery 12 is also shown. In the plug-in hybrid car, the AC charger 10 is connected via the charging relays BR-B and BR-G separately from the system main relays SMR-B and SMR-G. More specifically, the positive electrode side of AC charger 10 is connected to positive electrode line BL between assembled battery 1 and system main relay SMR-B via charging relay BR-B. Moreover, the negative electrode side of the AC charger 10 is connected to the negative electrode line GL between the battery pack 1 and the system main relay SMR-G via the charging relay BR-G.

前述した溶着検知方法では、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gと充電リレーBR−B,BR−Gのいずれが溶着しているのか判別できない場合がある。例えば、システムメインリレーSMR−Bの溶着を検知するために、双方向DCDCコンバータ7を昇圧させ、絶縁スイッチSW4をオンにして、ブロック下の電圧VGを検出する場合、システムメインリレーSMR−Bが溶着しても、充電リレーBR−Bが溶着しても、ボディGNDの電位は共に、双方向DCDCコンバータ7による昇圧により持ち上がることとなり、電圧の検出値が上昇する。確かに、システムメインリレーSMR−Bの溶着は検知できるが、充電リレーBR−Bの溶着との切り分けができない。 In the welding detection method described above, it may not be possible to determine which of the system main relays SMR-B and SMR-G and the charging relays BR-B and BR-G is welded. For example, in order to detect the welding of the system main relay SMR-B, when the bidirectional DCDC converter 7 is stepped up and the insulation switch SW4 is turned on to detect the voltage VG under the block, the system main relay SMR-B is Whether the charging relay BR-B is welded or not, the potential of the body GND is raised by the step-up by the bidirectional DCDC converter 7, and the voltage detection value rises. Certainly, the welding of the system main relay SMR-B can be detected, but it cannot be separated from the welding of the charging relay BR-B.

そこで、本実施の形態においては、双方向DCDCコンバータ7の昇圧電圧を変動させたときの検出電圧の変動量を検出するロジックを追加する。ここでは、絶縁スイッチSW4のみをオンに設定することとする。双方向DCDCコンバータ7を駆動させる場合、システムメインリレーSMR−Bが溶着していることから双方向DCDCコンバータ7の昇圧電圧の変動に応じてボディGNDの電位が変動する。その一方、システムメインリレーSMR−Bが溶着していない場合、双方向DCDCコンバータ7の昇圧電圧の変動の影響を受けないため、ボディGNDの電位は変動しない。仮に、充電リレーBR−B,BR−Gが溶着していてもボディGNDの電位は変動しないので切り分け可能である。以下、前述した本実施の形態における溶着検知処理について図22に示すフローチャートを用いて説明する。 Therefore, in the present embodiment, a logic for detecting the variation amount of the detected voltage when the boosted voltage of the bidirectional DCDC converter 7 is varied is added. Here, it is assumed that only the isolation switch SW4 is turned on. When the bidirectional DCDC converter 7 is driven, since the system main relay SMR-B is welded, the potential of the body GND fluctuates according to the fluctuation of the boosted voltage of the bidirectional DCDC converter 7. On the other hand, when the system main relay SMR-B is not welded, the potential of the body GND does not change because it is not affected by the change in the boosted voltage of the bidirectional DCDC converter 7. Even if the charging relays BR-B and BR-G are welded, the potential of the body GND does not fluctuate, and therefore, they can be separated. The welding detection process according to the present embodiment described above will be described below with reference to the flowchart shown in FIG.

制御装置4は、まず双方向DCDCコンバータ7の昇圧を停止し(ステップ501)、この状態でSWパターン3に設定する(ステップ502)。すなわち、絶縁スイッチSW1のみをオンにして、ブロック上の電圧VBを検出する(ステップ503)。この双方向DCDCコンバータ7の昇圧が停止された状態で検出した電圧VBをVB1_OFFとする。続いて、制御装置4は、SWパターン4に設定する(ステップ504)。すなわち、絶縁スイッチSW4のみをオンにして、ブロック下の電圧VGを検出する(ステップ505)。この双方向DCDCコンバータ7の昇圧が停止された状態で検出した電圧VGをVG4_OFFとする。 The control device 4 first stops the boosting of the bidirectional DCDC converter 7 (step 501), and sets the SW pattern 3 in this state (step 502). That is, only the isolation switch SW1 is turned on to detect the voltage VB on the block (step 503). The voltage VB detected with the boosting of the bidirectional DCDC converter 7 stopped is set to VB1_OFF. Subsequently, the control device 4 sets the SW pattern 4 (step 504). That is, only the insulating switch SW4 is turned on to detect the voltage VG under the block (step 505). The voltage VG detected with the boosting of the bidirectional DCDC converter 7 stopped is set to VG4_OFF.

双方向DCDCコンバータ7のオフ状態時でのブロック上下の電圧を検出すると、制御装置4は、双方向DCDCコンバータ7を起動して昇圧させる(ステップ506)。この状態でSWパターン3に設定する(ステップ507)。すなわち、絶縁スイッチSW1のみをオンにして、ブロック上の電圧VBを検出する(ステップ508)。この双方向DCDCコンバータ7が昇圧を行う状態で検出した電圧VBをVB1_ONとする。続いて、制御装置4は、SWパターン4に設定する(ステップ509)。すなわち、絶縁スイッチSW4のみをオンにして、ブロック下の電圧VGを検出する(ステップ510)。この双方向DCDCコンバータ7の昇圧が停止された状態で検出した電圧VGをVG4_ONとする。 When the voltage above and below the block is detected when the bidirectional DCDC converter 7 is in the off state, the control device 4 activates the bidirectional DCDC converter 7 to boost the voltage (step 506). In this state, SW pattern 3 is set (step 507). That is, only the isolation switch SW1 is turned on to detect the voltage VB on the block (step 508). The voltage VB detected while the bidirectional DCDC converter 7 is boosting is set to VB1_ON. Subsequently, the control device 4 sets the SW pattern 4 (step 509). That is, only the isolation switch SW4 is turned on to detect the voltage VG under the block (step 510). The voltage VG detected with the boosting of the bidirectional DCDC converter 7 stopped is set to VG4_ON.

以上のようにして、双方向DCDCコンバータ7がオン状態のときとオフ状態のときの電圧を検出すると、例えば実施の形態2において説明したように、双方向DCDCコンバータ7がオン状態であってSWパターン4(絶縁スイッチSW4のみがオン)に設定されたときに検出された電圧VG4_ONが閾値(ここでは、Vth1)以下の場合(ステップ511でY)、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gは共に正常であると判定する(ステップ513)。 As described above, when the voltages when the bidirectional DCDC converter 7 is in the ON state and the OFF state are detected, for example, as described in the second embodiment, the bidirectional DCDC converter 7 is in the ON state and the SW When the voltage VG4_ON detected when the pattern 4 (only the insulating switch SW4 is turned on) is set to the threshold value (here, Vth1) or less (Y in step 511), the system main relays SMR-B and SMR-G are Both are determined to be normal (step 513).

ここで、前述したようにシステムメインリレーSMR−B,SMR−Gが溶着しているとボディGNDの電位が変動する。実施の形態1で説明したように、ブロック上下それぞれの検出電圧は、ボディGNDの電位と等しくなるので、ボディGNDの電位の変動量は、ブロック上下それぞれの検出電圧の変動量と等しい。つまり、双方向DCDCコンバータ7がオフ状態のときとオン状態のときの検出電圧VB,VGそれぞれの差が変動量となるので、ブロック上の検出電圧VBであればVB1_OFFとVB1_ONとの差の絶対値、ブロック下の検出電圧VGであればVG4_OFFとVG4_ONとの差の絶対値をそれぞれボディGNDの電位の変動量として算出する。そして、それぞれの変動量が共に、変動の有無を判別するための閾値として予め設定されている閾値Vth2以下の場合(ステップ512でY)、充電リレーBR−B,BR−Gが溶着していると判定する。つまり、充電リレーBR−B,BR−Gの溶着を検知することになる(ステップ514)。一方、それぞれの変動量のいずれかが閾値Vth2を超えている場合(ステップ512でN)、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gが溶着していると判定する。つまり、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gの溶着を検知することになる(ステップ515)。 Here, if the system main relays SMR-B and SMR-G are welded as described above, the potential of the body GND changes. As described in the first embodiment, the detected voltages at the upper and lower sides of the block are equal to the potentials of the body GND, so that the fluctuation amount of the potential of the body GND is equal to the fluctuation amounts of the detected voltages at the upper and lower sides of the block. That is, since the difference between the detection voltages VB and VG when the bidirectional DCDC converter 7 is in the OFF state and the ON state is the variation amount, the absolute value of the difference between VB1_OFF and VB1_ON is the detection voltage VB on the block. In the case of the detected voltage VG under the block, the absolute value of the difference between VG4_OFF and VG4_ON is calculated as the fluctuation amount of the potential of the body GND. Then, when both the respective variation amounts are equal to or less than the threshold value Vth2 preset as the threshold value for determining the presence or absence of the variation (Y in step 512), the charging relays BR-B and BR-G are welded. To determine. That is, the welding of the charging relays BR-B and BR-G is detected (step 514). On the other hand, if any of the fluctuation amounts exceeds the threshold value Vth2 (N in step 512), it is determined that the system main relays SMR-B and SMR-G are welded. That is, the welding of the system main relays SMR-B and SMR-G is detected (step 515).

なお、本実施の形態では、ブロック上下双方の電圧VB,VGを検出するようにしたが、これは、実際の回路設計においては、溶着箇所によりブロック上下のいずれかがレンジオーバーする可能性があるからである。そのため、ブロック上又はブロック下のいずれかにおいて電圧変動が発生すれば、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gが溶着していると判定するようにした。一方、ブロック上又はブロック下のいずれも電圧変動が発生しなければ、充電リレーBR−B,BR−Gが溶着していると判定する。 In the present embodiment, the voltages VB and VG both above and below the block are detected. However, in the actual circuit design, there is a possibility that either the top or bottom of the block may exceed the range depending on the welding location. Because. Therefore, if a voltage fluctuation occurs either on the block or under the block, it is determined that the system main relays SMR-B and SMR-G are welded. On the other hand, if the voltage fluctuation does not occur either on the block or under the block, it is determined that the charging relays BR-B and BR-G are welded.

また、本実施の形態では、組電池1と接続されているリレーは、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gと充電リレーBR−B,BR−Gの2種類なので、双方向DCDCコンバータ7の昇圧変動のみによって切り分け可能であるが、3種類以上のリレーが接続されている電池システムの場合、AC充電器10等を昇圧変動させれば、それぞれのリレーの溶着を検知することが可能となる。 Further, in the present embodiment, there are two types of relays connected to the battery pack 1; the system main relays SMR-B and SMR-G and the charging relays BR-B and BR-G. It is possible to separate only by the step-up fluctuation, but in the case of a battery system in which three or more types of relays are connected, if the AC charger 10 and the like are stepped up, it is possible to detect the welding of each relay. ..

実施の形態6.
上記各実施の形態においては、絶縁スイッチSW1〜SW4のオンオフ状態を制御することによってシステムメインリレーSMR−B,SMR−Gの溶着を検知するようにした。ただ、絶縁スイッチSW1〜SW4に不具合が生じていた場合、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gの溶着を正常に検知できない可能性が生じてくる。仮に、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gが正常に動作するのにもかかわらず、溶着と誤って検知してしまうと、バッテリレス走行が可能な状況において走行を禁止してしまう。本実施の形態では、システムメインリレーSMR−B,SMR−G又は絶縁スイッチSW1〜SW4の異常を切り分け可能に検知することによって、走行禁止というような過剰なフェールとなる状況を未然に防止できるようにすることを特徴とする。
Sixth Embodiment
In each of the above-described embodiments, the welding of the system main relays SMR-B and SMR-G is detected by controlling the on/off states of the insulating switches SW1 to SW4. However, if the insulation switches SW1 to SW4 are defective, the welding of the system main relays SMR-B and SMR-G may not be normally detected. Even if the system main relays SMR-B and SMR-G are normally operated, if they are erroneously detected as welding, traveling is prohibited in a situation where batteryless traveling is possible. In the present embodiment, it is possible to prevent excessive failure such as travel prohibition by detecting abnormalities in the system main relays SMR-B, SMR-G or the insulation switches SW1 to SW4 so that they can be separated. It is characterized by

本実施の形態における電池システムの回路構成は、実施の形態1(図1,図2)と同じでよい。本実施の形態では、絶縁スイッチSW1〜SW4のオンオフ制御に特徴がある。 The circuit configuration of the battery system in the present embodiment may be the same as that in the first embodiment (FIGS. 1 and 2). The present embodiment is characterized by the on/off control of the insulating switches SW1 to SW4.

図23は、本実施の形態において、SWパターンと、当該SWパターンにおける絶縁スイッチSW1〜SW4のオンオフ状態と、当該SWパターンのときに検出する電圧及びシステムメインリレーSMR−B,SMR−Gの溶着検知の組合せを示す図である。以下、図23及び実施の形態1において用いた図3を用いて、本実施の形態における回路動作について説明する。 FIG. 23 shows the SW pattern, the on/off states of the insulating switches SW1 to SW4 in the SW pattern, the voltage detected during the SW pattern, and the welding of the system main relays SMR-B and SMR-G in the present embodiment. It is a figure which shows the combination of detection. The circuit operation in the present embodiment will be described below with reference to FIG. 23 and FIG. 3 used in the first embodiment.

制御装置4は、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gを共にオフ制御し、かつSWパターン3、すなわち絶縁スイッチSW1のみをオンにすると同時にそれ以外の絶縁スイッチSW2〜4をオフにする。このときの回路の状態は図4に示す通りである。ここでは、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gは共に正常に動作し、開状態になったものとすると、ブロック上の検出電圧VBは、実施の形態1において説明したようにV1(200V)−V2(200V)=0Vとなり、ブロック下の検出電圧VGもV3(200V)−V4(200V)=0Vとなる。 The control device 4 turns off both the system main relays SMR-B and SMR-G, and turns on only the SW pattern 3, that is, the insulating switch SW1, and simultaneously turns off the other insulating switches SW2 to SW4. The state of the circuit at this time is as shown in FIG. Here, assuming that the system main relays SMR-B and SMR-G both operate normally and are in the open state, the detection voltage VB on the block is V1 (200V) as described in the first embodiment. -V2 (200V)=0V, and the detection voltage VG under the block also becomes V3 (200V)-V4 (200V)=0V.

続いて、制御装置4は、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gが共にオフになるよう制御したものの、システムメインリレーSMR−Gが溶着により閉状態のままだったとする。このときの回路の状態は図5に示す通りである。前述したように、このような状態において、ブロック上のプラス端子の電位V1は200V、マイナス端子の電位V2は67Vとなるので、ブロック上の検出電圧VBは、V1(200V)−V2(67V)=133Vとなる。そして、ブロック下の検出電圧VGは、V3(67V)−V4(67V)=0Vとなる。 Subsequently, the control device 4 controls the system main relays SMR-B and SMR-G so that both are turned off, but it is assumed that the system main relay SMR-G remains closed due to welding. The state of the circuit at this time is as shown in FIG. As described above, in such a state, the potential V1 of the plus terminal on the block is 200V and the potential V2 of the minus terminal on the block is 67V, so the detection voltage VB on the block is V1(200V)-V2(67V). =133V. The detection voltage VG under the block is V3(67V)-V4(67V)=0V.

ここで、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gは共に、制御装置4によるオフ制御に従ってオフの状態になったとする、一方、制御装置4がSWパターン3、すなわち絶縁スイッチSW1のみをオンに、それ以外の絶縁スイッチSW2〜4をオフになるよう制御したものの、絶縁スイッチSW2が不具合によりオン状態のままだったとする。このときの回路の状態を図24に示す。 Here, it is assumed that both the system main relays SMR-B and SMR-G are turned off according to the off control by the control device 4, while the control device 4 turns on only the SW pattern 3, that is, the insulation switch SW1. It is assumed that the other insulation switches SW2 to SW4 are controlled to be turned off, but the insulation switch SW2 remains on due to a problem. The state of the circuit at this time is shown in FIG.

この場合、絶縁スイッチSW1,SW2は共にオン状態なので、差動増幅部51は、電池ブロックBと接続されるため、電位V1は200V、電位V2は80Vとなる。ボディGNDの電位は、電位V1,V2の平均値の140Vとなり、これにより、電位V3,V4は共に140Vとなる。よって、ブロック上の検出電圧VBは、V1(200V)−V2(80V)=120Vとなる。なお、ブロック下の検出電圧VGは、V3(140V)−V4(140V)=0Vとなる。 In this case, since the isolation switches SW1 and SW2 are both in the ON state, the differential amplifier 51 is connected to the battery block B, so that the potential V1 is 200V and the potential V2 is 80V. The potential of the body GND is 140 V, which is the average value of the potentials V1 and V2, and thus the potentials V3 and V4 are both 140 V. Therefore, the detection voltage VB on the block is V1 (200V)-V2 (80V)=120V. The detection voltage VG under the block is V3(140V)-V4(140V)=0V.

このように、制御装置4がSWパターン3(絶縁スイッチSW1のみオン)に設定した場合において、システムメインリレーSMR−Gは正常に動作せずにオン状態のままとなるが、全ての絶縁スイッチSW1〜SW4が正常に動作したとき(図5に示す絶縁スイッチSW1のみがオン)の検出電圧VB(=133V)と、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gは共に正常に動作してオフ状態になるが、絶縁スイッチSW2が正常に動作せずにオンになったとき(図24に示す絶縁スイッチSW1,SW2がオン)の検出電圧VB(=120V)とは、近い値を示す。つまり、システムメインリレーSMR−Gが異常のときと絶縁スイッチSW2が異常のときの判別がしづらい状況になる。そこで、本実施の形態においては、次のようにして異常の発生箇所が判別できるようにした。 Thus, when the control device 4 sets the SW pattern 3 (only the insulation switch SW1 is turned on), the system main relay SMR-G does not operate normally and remains in the on state, but all the insulation switches SW1 ~ When SW4 operates normally (only the insulation switch SW1 shown in FIG. 5 is on), the detection voltage VB (=133V) and the system main relays SMR-B and SMR-G both operate normally and are turned off. However, the detection voltage VB (=120 V) when the insulation switch SW2 is turned on without normally operating (the insulation switches SW1 and SW2 shown in FIG. 24 are on) shows a close value. In other words, it is difficult to distinguish when the system main relay SMR-G is abnormal and when the insulation switch SW2 is abnormal. Therefore, in the present embodiment, the location where the abnormality has occurred can be determined as follows.

すなわち、本実施の形態では、SWパターン4、すなわち絶縁スイッチSW4のみをオンに、それ以外の絶縁スイッチSW1〜3をオフになるよう制御するようにした。絶縁スイッチSW2が正常に動作したときの回路の状態を図25に示す。なお、システムメインリレーSMR−Gは正常に動作せずにオン状態のままとなっている。 That is, in this embodiment, the SW pattern 4, that is, only the insulation switch SW4 is turned on, and the other insulation switches SW1 to SW3 are turned off. FIG. 25 shows the state of the circuit when the isolation switch SW2 operates normally. The system main relay SMR-G does not operate normally and remains in the ON state.

このとき、絶縁スイッチSW4はオンなので、電位V4は、絶縁スイッチSW4における電池電位0Vとなる。ボディGNDは、絶縁スイッチSW4を介してのみ組電池1と繋がっているので、ボディGNDの電位VGNDは、0Vとなる。また、絶縁スイッチSW1〜SW3はオフなので、各電位V1〜V3は、ボディGNDの電位VGNDと同じ0Vとなる。これにより、各ブロックの検出電圧VB,VGはいずれも0Vとなる。 At this time, since the insulation switch SW4 is on, the potential V4 becomes the battery potential 0V in the insulation switch SW4. Since the body GND is connected to the assembled battery 1 only through the insulation switch SW4, the potential VGND of the body GND becomes 0V. Further, since the isolation switches SW1 to SW3 are off, the potentials V1 to V3 are 0 V, which is the same as the potential VGND of the body GND. As a result, the detection voltages VB and VG of each block become 0V.

ここで、制御装置4がSWパターン4(絶縁スイッチSW4のみをオン)になるよう制御したものの、絶縁スイッチSW2が正常に動作しなかったときの回路の状態を図26に示す。なお、システムメインリレーSMR−Gは正常に動作してオフ状態のままとなっている。 FIG. 26 shows the state of the circuit when the control device 4 controls the SW pattern 4 (only the insulation switch SW4 is turned on), but the insulation switch SW2 does not operate normally. The system main relay SMR-G operates normally and remains in the off state.

このとき、絶縁スイッチSW4はオンなので、電位V4は、絶縁スイッチSW4における電池電位0Vとなる。また、絶縁スイッチSW2もオンなので、電位V2は、絶縁スイッチSW2における電池電位80Vとなる。ボディGNDは、絶縁スイッチSW2,SW4を介して組電池1と繋がっているので、ボディGNDの電位VGNDは、各電位V2,V4の平均値の40Vとなる。絶縁スイッチSW1,SW3はオフなので、各電位V1,V3は、ボディGNDの電位VGNDと同じ40Vとなる。 At this time, since the insulation switch SW4 is on, the potential V4 becomes the battery potential 0V in the insulation switch SW4. Further, since the isolation switch SW2 is also turned on, the potential V2 becomes the battery potential 80V in the isolation switch SW2. Since the body GND is connected to the assembled battery 1 via the insulation switches SW2 and SW4, the potential VGND of the body GND is 40V which is the average value of the respective potentials V2 and V4. Since the isolation switches SW1 and SW3 are off, the potentials V1 and V3 are 40V, which is the same as the potential VGND of the body GND.

この結果、ブロック上の検出電圧VBは、V1(40V)−V2(80V)=−40Vとなり、ブロック下の検出電圧VGは、V3(40V)−V4(0V)=40Vとなる。 As a result, the detection voltage VB on the block becomes V1(40V)-V2(80V)=-40V, and the detection voltage VG under the block becomes V3(40V)-V4(0V)=40V.

実施の形態1では、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gの異常判定を、SWパターン3(絶縁スイッチSW1のみをオン)に設定してブロック上の検出電圧VBを参照する、あるいはSWパターン4(絶縁スイッチSW4のみをオン)に設定してブロック下の検出電圧VGを参照するようにした。これに対し、本実施の形態においてシステムメインリレーSMR−B,SMR−G又は絶縁スイッチSW1〜SW4の溶着の切り分け時には、上記とは逆にSWパターン3(絶縁スイッチSW1のみをオン)に設定してブロック下の検出電圧VGを参照する、あるいはSWパターン4(絶縁スイッチSW4のみをオン)に設定してブロック上の検出電圧VBを参照する。 In the first embodiment, the abnormality determination of the system main relays SMR-B and SMR-G is set to SW pattern 3 (only the insulating switch SW1 is turned on) and the detected voltage VB on the block is referred to, or the SW pattern 4 is set. (Only the insulation switch SW4 is turned on) to refer to the detection voltage VG under the block. On the other hand, in the present embodiment, when the welding of the system main relays SMR-B, SMR-G or the insulation switches SW1 to SW4 is separated, the SW pattern 3 (only the insulation switch SW1 is turned on) is set in reverse to the above. The detection voltage VG under the block is referred to, or the SW pattern 4 (only the insulating switch SW4 is turned on) is set to refer to the detection voltage VB above the block.

図27は、上記説明した回路動作により各SWパターン1,3,4と検出電圧との関係を模式的に示す図である。図27に示すように、本実施の形態では、実施の形態1と同様にSWパターン3に対してシステムメインリレーSMR−B,SMR−Gが正常か異常(溶着)かの判定基準として閾値(Vth)を予め設定しておく。閾値は、組電池1の電圧、抵抗R1〜R8の値等を参照して適切な値を設定しておけばよい。更に、本実施の形態では、SWパターン4に対してプラスのみならずマイナスにも閾値(−Vth)を予め設定しておく。 FIG. 27 is a diagram schematically showing the relationship between the SW patterns 1, 3, 4 and the detected voltage by the circuit operation described above. As shown in FIG. 27, in the present embodiment, similarly to the first embodiment, a threshold value () is set as a criterion for determining whether the system main relays SMR-B and SMR-G are normal or abnormal (welding) with respect to the SW pattern 3. Vth) is set in advance. The threshold value may be set to an appropriate value with reference to the voltage of the assembled battery 1, the values of the resistors R1 to R8, and the like. Furthermore, in the present embodiment, the threshold value (-Vth) is set not only for the SW pattern 4 but also for the minus, in advance.

図27から明らかなように、絶縁スイッチSW1,SW2が固着している場合、SWパターン4のときにブロック上の電圧VBを検出すると所定の閾値以上の値となる。絶縁スイッチSW3,SW4が固着している場合、SWパターン3のときにブロック下の電圧VGを検出すると所定の閾値以上の値となる。一方、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gは溶着しても、いずれの場合も電圧VB,VGが0Vとなる。従って、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gあるいは絶縁スイッチSW1〜SW4のいずれかで異常が発生したかの切り分けが可能となる。以上説明した処理について図28に示すフローチャートを用いて説明する。 As is clear from FIG. 27, when the insulation switches SW1 and SW2 are fixed, when the voltage VB on the block is detected in the SW pattern 4, the value becomes equal to or higher than the predetermined threshold value. When the insulation switches SW3 and SW4 are fixed, when the voltage VG under the block is detected in the SW pattern 3, the value becomes equal to or higher than a predetermined threshold value. On the other hand, even if the system main relays SMR-B and SMR-G are welded, the voltages VB and VG become 0V in any case. Therefore, it is possible to distinguish whether the system main relays SMR-B, SMR-G or the insulation switches SW1 to SW4 have an abnormality. The processing described above will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

制御装置4は、絶縁スイッチSW1〜SW4をSWパターン3に設定する(ステップ601)。すなわち、制御装置4は、絶縁スイッチSW1のみをオンにした状態にて、ブロック上の電圧VB(VB3)及びブロック下の電圧VG(VG3)をそれぞれ検出する(ステップ602)。 The control device 4 sets the insulation switches SW1 to SW4 to the SW pattern 3 (step 601). That is, the control device 4 detects the voltage VB (VB3) above the block and the voltage VG (VG3) below the block with only the insulation switch SW1 turned on (step 602).

次に、絶縁スイッチSW1〜SW4をSWパターン4に設定する(ステップ603)。すなわち、制御装置4は、絶縁スイッチSW4のみをオンにした状態にて、ブロック上の電圧VB(VB4)及びブロック下の電圧VG(VG4)をそれぞれ検出する(ステップ604)。なお、ステップ601,602とステップ603,604は、逆に処理してもよい。 Next, the insulating switches SW1 to SW4 are set to the SW pattern 4 (step 603). That is, the control device 4 detects the voltage VB (VB4) above the block and the voltage VG (VG4) below the block with only the insulation switch SW4 turned on (step 604). Note that steps 601, 602 and steps 603, 604 may be processed in reverse.

ここで、ブロック上の電圧VB(VB3)及びブロック下の電圧VG(VG4)の各絶対値が共に閾値(Vth)以下の場合(ステップ605でY)、システムメインリレーSMR−B,SMR−G及び絶縁スイッチSW1〜SW4は共に正常であると判定する(ステップ607)。そうでない場合というのは、システムメインリレーSMR−B,システムメインリレーSMR−G又は絶縁スイッチSW1〜SW4のいずれかに不具合が発生していることになるので、本実施の形態では、ここで切り分ける処理を実行することになる。 Here, when both the absolute values of the voltage VB (VB3) on the block and the voltage VG (VG4) under the block are both equal to or less than the threshold value (Vth) (Y in step 605), the system main relays SMR-B and SMR-G. Also, the isolation switches SW1 to SW4 are both determined to be normal (step 607). If not, it means that the system main relay SMR-B, the system main relay SMR-G, or any one of the isolation switches SW1 to SW4 is defective, so in the present embodiment, the isolation is performed here. Processing will be executed.

すなわち、いずれかに不具合が発生している場合において(ステップ605でN)、ブロック上の電圧VB(VB4)及びブロック下の電圧VG(VG3)の各絶対値が共に閾値(Vth)以下の場合(ステップ606でY)、システムメインリレーSMR−B又はシステムメインリレーSMR−Gの少なくとも一方の溶着を検知することになる(ステップ608)。一方、それぞれの絶対値の少なくとも一方が閾値Vthを超えている場合(ステップ606でN)、絶縁スイッチSW1〜SW4のいずれかの溶着を検知することになる(ステップ609)。 That is, in the case where a failure occurs in any of them (N in step 605), when the absolute values of the voltage VB (VB4) above the block and the voltage VG (VG3) below the block are both below the threshold value (Vth). (Y in step 606), the welding of at least one of the system main relay SMR-B and the system main relay SMR-G will be detected (step 608). On the other hand, if at least one of the absolute values exceeds the threshold value Vth (N in step 606), welding of any of the insulating switches SW1 to SW4 is detected (step 609).

以上説明したように、システムメインリレーSMR−B、SMR−Gの溶着検知時には、絶縁スイッチSW1のみをオンにしてブロック上の検出電圧VBを参照し、あるいは絶縁スイッチSW4のみをオンにしてブロック下の検出電圧VGを参照するようにしたが、不具合発生箇所を切り分け時には、検出電圧を参照するブロックの上下を入れ替えるようにした。換言すると、ブロックの上下を入れ替えることで不具合発生箇所の切り分けが可能となる。本実施の形態では、以上説明したようにしてシステムメインリレーSMR−B、SMR−G又は絶縁スイッチSW1〜SW4のいずれかに不具合が発生していることを切り分けることができる。 As described above, when welding of the system main relays SMR-B and SMR-G is detected, only the insulation switch SW1 is turned on to refer to the detection voltage VB on the block, or only the insulation switch SW4 is turned on to detect the bottom of the block. The reference voltage of the detection voltage VG is referred to, but the upper and lower sides of the block referring to the detection voltage are switched when the defect occurrence point is divided. In other words, by replacing the upper and lower parts of the block, it is possible to isolate the location where the defect has occurred. In the present embodiment, as described above, it is possible to isolate the occurrence of a malfunction in any of the system main relays SMR-B, SMR-G or the insulation switches SW1 to SW4.

実施の形態7.
本実施の形態における電池システムの回路構成は、実施の形態2(図9,図10)と同じでよい。本実施の形態は、このように漏洩検出回路6及び双方向DCDCコンバータ7を備える回路構成においても実施の形態6において説明した技術、すなわちシステムメインリレーSMR−B,SMR−G又は絶縁スイッチSW1〜SW4の異常の切り分け時において異常判定に用いるブロックの上下を入れ替える技術が適用可能であることを説明するものである。
Embodiment 7.
The circuit configuration of the battery system in the present embodiment may be the same as that in the second embodiment (FIGS. 9 and 10). In the present embodiment, even in the circuit configuration including the leakage detection circuit 6 and the bidirectional DCDC converter 7 as described above, the technique described in the sixth embodiment, that is, the system main relays SMR-B, SMR-G or the insulation switches SW1 to SW1. It is to be explained that the technology of switching the upper and lower sides of the block used for the abnormality determination when the abnormality of the SW4 is separated is applicable.

図29は、本実施の形態において、SWパターンと、当該SWパターンにおける絶縁スイッチSW1〜SW4のオンオフ状態と、当該SWパターンのときに検出する電圧及びシステムメインリレーSMR−B,SMR−Gの溶着検知の組合せを示す図である。本実施の形態では、図29及び実施の形態2において用いた図11を組み合わせることで、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gと絶縁スイッチSW1〜SW4との異常の切り分けを行うことが可能となる。なお、回路動作自体は、実施の形態6と同じなので説明を省略する。 FIG. 29 shows, in the present embodiment, a SW pattern, ON/OFF states of insulating switches SW1 to SW4 in the SW pattern, voltages detected during the SW pattern, and welding of system main relays SMR-B and SMR-G. It is a figure which shows the combination of detection. In the present embodiment, by combining FIG. 29 and FIG. 11 used in the second embodiment, it is possible to separate an abnormality between the system main relays SMR-B and SMR-G and the isolation switches SW1 to SW4. Become. Since the circuit operation itself is the same as that of the sixth embodiment, its explanation is omitted.

図30は、上記説明した回路動作により各SWパターン3,4と検出電圧との関係を模式的に示す図である。本実施の形態の場合、実施の形態2と同様に、SWパターン3では、漏電抵抗R9(1.5MΩ)のためブロック上の検出電圧VBにシステムメインリレーSMR−B,SMR−Gが正常か異常(溶着)かを正確に判定しうるだけの差は生じないで、異常判定及び切り分け判定に用いない。この代わりにSWパターン4に設定してブロック下の検出電圧VGにて正常異常の判定することになる。そして、異常と判定した場合において、SWパターン4に設定してブロック上の検出電圧VG及びSWパターン3に設定してブロック下の検出電圧VGにて切り分け判定を行うことになる。以上説明した処理について図31に示すフローチャートを用いて説明する。 FIG. 30 is a diagram schematically showing the relationship between the SW patterns 3 and 4 and the detected voltage by the circuit operation described above. In the case of the present embodiment, similarly to the second embodiment, in the SW pattern 3, whether the system main relays SMR-B and SMR-G are normal to the detection voltage VB on the block due to the leakage resistance R9 (1.5 MΩ). There is no difference that can accurately determine whether there is an abnormality (welding), and is not used for abnormality determination and separation determination. Instead, the SW pattern 4 is set to determine whether the detection voltage VG under the block is normal or abnormal. Then, when it is determined that there is an abnormality, the determination is made based on the detection voltage VG on the block and the detection voltage VG on the block, and the detection voltage VG on the block and the detection voltage VG under the block. The processing described above will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

まず、制御装置4は、双方向DCDCコンバータ7を起動して昇圧させる(ステップ701)。この状態でSWパターン4に設定する(ステップ702)。すなわち、制御装置4は、絶縁スイッチSW4のみをオンにした状態にて、ブロック上の電圧VB(VB4)及びブロック下の電圧VG(VG4)をそれぞれ検出する(ステップ703)。 First, the control device 4 activates the bidirectional DCDC converter 7 to boost the voltage (step 701). In this state, SW pattern 4 is set (step 702). That is, the control device 4 detects the voltage VB (VB4) above the block and the voltage VG (VG4) below the block with only the insulation switch SW4 turned on (step 703).

続いて、制御装置4は、SWパターン3に設定する(ステップ704)。すなわち、制御装置4は、絶縁スイッチSW1のみをオンにした状態にて、ブロック下の電圧VG(VG3)を検出する(ステップ705)。 Subsequently, the control device 4 sets the SW pattern 3 (step 704). That is, the control device 4 detects the voltage VG (VG3) under the block while only the insulation switch SW1 is turned on (step 705).

以上のようにしてブロック上下の電圧を検出すると、実施の形態2において説明したように、双方向DCDCコンバータ7がオン状態であってSWパターン4(絶縁スイッチSW4のみがオン)に設定されたときに検出された電圧VGが閾値(Vth)以下の場合(ステップ706でY)、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gは共に正常であると判定する(ステップ708)。そうでない場合に不具合発生箇所の切り分けを行うことになるが(ステップ706でN)、制御装置4は、ブロック上の電圧VB(VB4)及びブロック下の電圧VG(VG3)の各絶対値が共に閾値(Vth)以下の場合(ステップ707でY)、システムメインリレーSMR−B又はシステムメインリレーSMR−Gの少なくとも一方の溶着を検知することになる(ステップ709)。一方、それぞれの絶対値の少なくとも一方が閾値Vthを超えている場合(ステップ707でN)、絶縁スイッチSW1〜SW4のいずれかの溶着を検知することになる(ステップ710)。 When the voltages above and below the block are detected as described above, when the bidirectional DCDC converter 7 is in the ON state and the SW pattern 4 (only the insulating switch SW4 is ON) is set as described in the second embodiment. When the voltage VG detected in step S6 is equal to or lower than the threshold value (Vth) (Y in step 706), it is determined that both system main relays SMR-B and SMR-G are normal (step 708). If this is not the case, the failure occurrence point is to be separated (N in step 706), but the control device 4 determines that the absolute values of the voltage VB (VB4) above the block and the voltage VG (VG3) below the block are both If it is less than or equal to the threshold value (Vth) (Y in step 707), welding of at least one of the system main relay SMR-B and the system main relay SMR-G will be detected (step 709). On the other hand, when at least one of the absolute values exceeds the threshold value Vth (N in step 707), welding of any of the insulation switches SW1 to SW4 is detected (step 710).

本実施の形態では、以上説明したようにしてシステムメインリレーSMR−B、SMR−G又は絶縁スイッチSW1〜SW4のいずれかで固着が発生していることを切り分けることができる。 In the present embodiment, as described above, it is possible to distinguish whether the system main relays SMR-B, SMR-G or the insulation switches SW1 to SW4 are stuck.

1 組電池、2 電気機器、3 昇圧回路、4 制御装置、5 電圧検出回路、6 漏洩検出回路、7 双方向DCDCコンバータ(双方向DDC)、8 フライングキャパシタ回路、9 キャパシタ、10 充電器、11,B,G 電池ブロック、12 補機電池、51 差動増幅部、52 絶縁スイッチ部、BB,BG ブロック、BL 正極ライン、BR−B,BR−G 充電リレー、GL 負極ライン、R1〜R9 各抵抗、SMR−B,SMR−G システムメインリレー、SW1〜SW4 絶縁スイッチ。 1 assembled battery, 2 electric equipment, 3 booster circuit, 4 control device, 5 voltage detection circuit, 6 leakage detection circuit, 7 bidirectional DCDC converter (bidirectional DDC), 8 flying capacitor circuit, 9 capacitor, 10 charger, 11 , B, G battery block, 12 auxiliary battery, 51 differential amplification part, 52 insulation switch part, BB, BG block, BL positive line, BR-B, BR-G charging relay, GL negative line, R1 to R9 Resistance, SMR-B, SMR-G system main relay, SW1 to SW4 isolation switch.

Claims (2)

直列に接続される第1電池ブロック及び第2電池ブロックを少なくとも含む組電池と、前記組電池から電力が供給される電気機器と、前記第1電池ブロックの正極側と前記電気機器の正極側端子とを接続する正極側電力線に設けられる正極側システムメインリレーと、前記第2電池ブロックの負極側と前記電気機器の負極側端子とを接続する負極側電力線に設けられる負極側システムメインリレーと、前記正極側及び負極側の各システムメインリレーを介さずに前記各電池ブロックの正極側及び負極側にそれぞれ絶縁スイッチを介して接続され前記各電池ブロックの電圧を検出する検出手段を有する電圧検出回路と、を備える車両の電池システムにおいて、
前記各システムメインリレー及び前記絶縁スイッチのオンオフを制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、前記各システムメインリレーをオフにすると共に前記各絶縁スイッチを所定のオンオフ状態に設定したときに、前記第1電池ブロック又は前記第2電池ブロックの電圧が当該所定のオンオフ状態に対応して設定された閾値以上となった場合に前記システムメインリレーの少なくとも一方が異常と判定することを特徴とする電池システム。
An assembled battery including at least a first battery block and a second battery block connected in series, an electric device supplied with electric power from the assembled battery, a positive electrode side of the first battery block, and a positive electrode side terminal of the electric device. A positive electrode side system main relay provided on a positive electrode side power line connecting to the negative electrode side power line connecting the negative electrode side of the second battery block and a negative electrode side terminal of the electric device; A voltage detection circuit having a detection unit that is connected to the positive electrode side and the negative electrode side of each of the battery blocks via an insulation switch without passing through the system main relays of the positive electrode side and the negative electrode side and detects the voltage of each of the battery blocks. In a vehicle battery system including
A control device for controlling ON/OFF of each of the system main relays and the insulation switch is provided,
When the control device turns off the system main relays and sets the insulation switches to a predetermined on/off state, the voltage of the first battery block or the second battery block is set to the predetermined on/off state. A battery system, wherein at least one of the system main relays is determined to be abnormal when a threshold value corresponding to or higher than the threshold value is set.
前記制御装置は、前記絶縁スイッチのうち前記組電池の正極側に接続された前記絶縁スイッチのみをオン状態にしたときの、前記組電池の負極側に接続された前記絶縁スイッチを接続する前記電圧検出回路の検出値と、前記絶縁スイッチのうち前記組電池の負極側に接続された前記絶縁スイッチのみをオン状態にしたときの、前記組電池の正極側に接続された前記絶縁スイッチを接続する前記電圧検出回路の検出値と、を取得し、その取得した両方の検出値が所定の閾値以下の場合に前記システムメインリレーの故障と判定し、その取得したいずれかの検出値が前記所定の閾値を超えた場合に前記絶縁スイッチの故障と判定することを特徴とする請求項1に記載の電池システム。 The control device, when only the insulation switch connected to the positive electrode side of the assembled battery among the insulation switches is turned on, the voltage connecting the insulation switch connected to the negative electrode side of the assembled battery. Connect the detection value of the detection circuit and the insulation switch connected to the positive side of the battery pack when only the insulation switch connected to the negative side of the battery pack of the insulation switch is turned on. The detection value of the voltage detection circuit, and, if both of the acquired detection values are less than a predetermined threshold value is determined to be a failure of the system main relay, any of the acquired detection value is the predetermined The battery system according to claim 1, wherein it is determined that the insulation switch has failed when a threshold value is exceeded.
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