JP7346157B2 - 電力供給装置、及び、電力供給装置の制御方法 - Google Patents

電力供給装置、及び、電力供給装置の制御方法 Download PDF

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Description

本発明は、電力供給装置、及び、電力供給装置の制御方法に関する。
従来、絶縁性や地絡を検出する電力供給装置が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
しかしながら、このような従来の電力供給装置は、その構成が複雑であり、また、電圧の異なる２つのバッテリ間の絶縁性を検出するものではない。
このように、従来の電力供給装置では、所定の絶縁耐圧条件を満たしつつ、比較的簡易な構成で、電圧の異なる２つのバッテリ間を絶縁する絶縁抵抗が絶縁劣化したか否かを判断することができない。
特開２０１４－１７９７４ 特開平８－２２６９５１
そこで、本発明は、比較的簡易な構成で、電圧の異なる２つのバッテリ間を絶縁する絶縁抵抗が絶縁劣化したか否かを判断することが可能なことが可能な電力供給装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様に係る電力供給装置は、
第１バッテリから第１電流経路を介して第１負荷に電力を供給するとともに、前記第１バッテリよりも低い電圧の第２バッテリから第２電流経路を介して第２負荷に電力を供給する電力供給装置であって、
前記第１バッテリと前記第２バッテリとの間を絶縁するための絶縁抵抗と、
前記第１バッテリと前記第２バッテリとの間の電流経路に流れるリーク電流若しくは前記リーク電流による電圧降下を測定する計測部と、
測定した電流若しくは電圧の測定値に基づいて、前記第１電流経路と前記第２電流経路との間で前記絶縁抵抗の絶縁劣化が発生しているか否かを判定する制御部と、を備える
ことを特徴とする。
前記電力供給装置において、
前記第１バッテリが出力する第１出力電圧に基づいた電圧を第１出力部から出力する第１出力手段と、
前記第２バッテリが出力する第２出力電圧に基づいた電圧を第２出力部から出力する第２出力手段と、をさらに備え、
前記計測部は、前記第１出力部と前記第２出力部との間の電流経路に流れるリーク電流若しくは前記リーク電流による電圧降下を測定する
ことを特徴とする。
前記電力供給装置において、
前記第１出力手段は、
前記第１バッテリが出力する第１出力電圧を分圧した第１分圧電圧を第１出力部から出力する第１出力分圧回路であり、
前記第２出力手段は、
前記第２バッテリが出力する第２出力電圧を分圧した第２分圧電圧を第２出力部から出力するとともに、その分圧比を変更可能である第２出力分圧回路である
ことを特徴とする。
前記電力供給装置において、
前記計測部は、
前記第１出力分圧回路の出力と前記第２出力分圧回路の出力との間に接続された計測用抵抗回路を構成する抵抗に流れるリーク電流若しくは前記リーク電流による電圧降下を測定する
ことを特徴とする。
前記電力供給装置において、
前記制御部は、
前記第２出力分圧回路の分圧比を制御するとともに、前記第２出力分圧回路の分圧比の変更に伴って前記計測部がそれぞれ測定した電圧の測定値に基づいて、前記第１電流経路と前記第２電流経路との間に絶縁劣化が発生しているか否かを判定する。
前記電力供給装置において、
前記第１バッテリの負極は、接地されておらず、
前記第２バッテリの負極は、接地されている。
前記電力供給装置において、
前記絶縁劣化は、
前記絶縁抵抗の抵抗値が予め設定した値以下になった場合であることを特徴とする。
前記電力供給装置において、
前記制御部は、
前記第２出力分圧回路の分圧比を変更するように制御しながら、前記計測部が測定した電圧の測定値を取得し、取得したそれぞれの測定値と予め設定した判定用閾値とを順次比較し、取得した測定値が前記判定用閾値よりも大きくなった場合には、前記絶縁劣化が発生していると判定する
ことを特徴とする。
前記電力供給装置において、
前記制御部は、
前記分圧比を変更した範囲内で取得した測定値が前記判定用閾値よりも小さい場合には、前記絶縁劣化が発生していないと判定する
ことを特徴とする。
前記電力供給装置において、
前記第１バッテリの正極が接続されるとともに前記第１負荷の一端が接続される第１正バッテリ端子と、
前記第１バッテリの負極が接続されるとともに前記第１負荷の他端が接続される第１負バッテリ端子と、
前記第２バッテリの正極が接続されるとともに前記第２負荷の一端が接続される第２正バッテリ端子と、
前記第２バッテリの負極が接続されるとともに前記第２負荷の他端が接続される第２負バッテリ端子と、を備え、
前記第１出力分圧回路は、
前記第１正バッテリ端子と前記第１負バッテリ端子との間に接続され、
前記第２出力分圧回路は、
前記第２正バッテリ端子と前記第２負バッテリ端子との間に接続されている
ことを特徴とする。
前記電力供給装置において、
前記第２出力分圧回路は、
前記第２正バッテリ端子と前記第２出力部との間に接続された第１可変抵抗と、
前記第２負バッテリ端子と前記第２出力部との間に接続された第２可変抵抗と、を備え、
前記制御部は、
前記第１及び第２可変抵抗を制御することにより、前記第２出力分圧回路の分圧比を変更する
ことを特徴とする。
本発明の一態様に係る電力供給装置の制御方法は、
第１バッテリから第１電流経路を介して第１負荷に電力を供給するとともに、前記第１バッテリよりも低い電圧の第２バッテリから第２電流経路を介して第２負荷に電力を供給する電力供給装置であって、前記第１バッテリと前記第２バッテリとの間を絶縁するための絶縁抵抗と、前記第１バッテリと前記第２バッテリとの間の電流経路に流れるリーク電流若しくは前記リーク電流による電圧降下を測定する計測部と、制御部と、を備える電力供給装置の制御方法であって、
前記制御部は、測定した電流若しくは電圧の測定値に基づいて、前記第１電流経路と前記第２電流経路との間で前記絶縁抵抗の絶縁劣化が発生しているか否かを判定する
ことを特徴とする。
本発明の一態様に係る電力供給装置は、第１バッテリから第１電流経路を介して第１負荷に電力を供給するとともに、第１バッテリよりも低い電圧の第２バッテリから第２電流経路を介して第２負荷に電力を供給する電力供給装置であって、第１バッテリと第２バッテリとの間を絶縁するための絶縁抵抗と、第１バッテリと第２バッテリとの間の電流経路に流れるリーク電流若しくはリーク電流による電圧降下を測定する計測部と、測定した電流若しくは電圧の測定値に基づいて、第１電流経路と第２電流経路との間で絶縁抵抗の絶縁劣化が発生しているか否かを判定する制御部と、を備える。
そして、制御部は、計測部が測定した電圧の測定値を取得し、取得したそれぞれの測定値と予め設定した判定用閾値とを順次比較し、取得した測定値が判定用閾値よりも大きくなった場合には、絶縁抵抗に絶縁劣化が発生していると判定する。
一方、制御部は、取得した測定値が当該判定用閾値よりも小さい場合には、絶縁抵抗に絶縁劣化が発生していないと判定する。
このように、本発明の一態様に係る電力供給装置によれば、比較的簡易な構成で、電圧の異なる２つのバッテリ間を絶縁する絶縁抵抗が絶縁劣化したか否かを判断することができる。
図１は、実施例１に係る電力供給装置１００を含むシステムの構成の一例を示す図である。 図２は、図１に示す電力供給装置１００における計測部ＭＶによる計測時の電流経路の一例を示す図である。 図３は、図２に示す電力供給装置１００において計測部ＭＶによる計測値と閾値電圧Ｖｔｈ１との関係の一例を示す図である。 図４は、絶縁抵抗ＲＸの接続位置が図１と異なる電力供給装置１００における計測部ＭＶによる計測時の電流経路の一例を示す図である。 図５は、図４に示す電力供給装置１００において計測部ＭＶによる計測値と閾値電圧Ｖｔｈ２との関係の一例を示す図である。 図６は、絶縁抵抗ＲＸの接続位置が図１と異なる電力供給装置１００における計測部ＭＶによる計測時の電流経路の一例を示す図である。 図７は、図６に示す電力供給装置１００において計測部ＭＶによる計測値と閾値電圧Ｖｔｈ３との関係の一例を示す図である。 図８は、絶縁抵抗ＲＸの接続位置が図１と異なる電力供給装置１００における計測部ＭＶによる計測時の電流経路の一例を示す図である。 図９は、図８に示す電力供給装置１００において計測部ＭＶによる計測値と閾値電圧Ｖｔｈ４との関係の一例を示す図である。 図１０は、実施例２に係る電力供給装置２００を含むシステムの構成の一例を示す図である。 図１１は、図１０に示す電力供給装置２００において、第１及び第２の可変抵抗ＶＲ１、ＶＲ２、及び、計測部ＭＶによる計測値と閾値電圧Ｖｔｈとの関係の一例を示す図である。
以下、本発明に係る電力供給装置について、図面とともに説明する。
図１は、実施例１に係る電力供給装置１００を含むシステムの構成の一例を示す図である。また、図２は、図１に示す電力供給装置１００における計測部ＭＶによる計測時の電流経路の一例を示す図である。また、図３は、図２に示す電力供給装置１００において計測部ＭＶによる計測値と閾値電圧Ｖｔｈ１との関係の一例を示す図である。なお、図３の例では、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２のオン／オフを順次切り替えて制御することで、第２出力分圧回路ＲＣ２の分圧比を順次変更している。なお、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２を、その抵抗値が可変である第１及び第２可変抵抗に代替するようにして、第２出力分圧回路ＲＣ２の分圧比を連続的に変更するようにしてもよい。
この図１に示す電力供給装置１００は、例えば、図１に示すように、第１バッテリ（高圧側のバッテリ）ＢＡ１から第１電流経路Ｗ１を介して第１負荷Ｌｏａｄ１に電力を供給するとともに、第１バッテリＢＡ１よりも低い電圧の第２バッテリ（低圧側のバッテリ）ＢＡ２から第２電流経路Ｗ２を介して第２負荷Ｌｏａｄ２に電力を供給するようになっている。
なお、第１バッテリＢＡ１は、例えば、リチウムバッテリである。また、第２バッテリＢＡ２は、例えば、当該リチウムバッテリよりも電圧が低い鉛バッテリである。
そして、この電力供給装置１００は、例えば、車両に積載される。そして、第１負荷Ｌｏａｄ１は、例えば、当該車両を駆動するモータを含んでいる。そして、第２負荷Ｌｏａｄ２は、例えば、当該モータを制御するモータ制御ユニットＭＣＵを含んでいる。
この電力供給装置１００は、例えば、図１に示すように、第１正バッテリ端子ＴＰＢ１と、第１負バッテリ端子ＴＮＢ１と、第２正バッテリ端子ＴＰＢ２と、第１出力手段（第１出力分圧回路）ＲＣ１と、第２出力手段（第２出力分圧回路）ＲＣ２と、計測用抵抗回路ＲＭと、計測部ＭＶと、制御部ＣＮＴと、絶縁抵抗ＲＸと、を備える。
そして、第１正バッテリ端子ＴＰＢ１は、第１バッテリＢＡ１の正極が接続されるとともに第１負荷Ｌｏａｄ１の一端が接続されている。
また、第１負バッテリ端子ＴＮＢ１は、第１バッテリＢＡ１の負極が接続されるとともに第１負荷Ｌｏａｄ１の他端が接続されている。
なお、この第１負バッテリ端子ＴＮＢ１は、接地されていない。すなわち、第１バッテリＢＡ１の負極は、接地されていない。
また、第２正バッテリ端子ＴＰＢ２は、第２バッテリＢＡ２の正極が接続されるとともに第２負荷Ｌｏａｄ２の一端が接続されている。
また、第２負バッテリ端子ＴＮＢ２は、第２バッテリＢＡ２の負極が接続されるとともに第２負荷Ｌｏａｄ２の他端が接続されている。
この第２負バッテリ端子ＴＮＢ２は、例えば、図１に示すように、接地されている。より詳しくは、第２負バッテリ端子ＴＮＢ２は、当該車両のシャーシに接続されることにより接地されている。すなわち、第２バッテリＢＡ２の負極は、接地されている。
また、絶縁抵抗ＲＸは、例えば、図１に示すように、第１バッテリＢＡ１と第２バッテリＢＡ２との間を絶縁するための抵抗である。
この図１の例では、絶縁抵抗ＲＸは、一端が第１正バッテリ端子ＴＰＢ１と第１負荷Ｌｏａｄ１との間に接続され、他端が第２正バッテリ端子ＴＰＢ２と第２負荷Ｌｏａｄ２との間に接続されている。
なお、後述のように、絶縁抵抗ＲＸは、一端が第１正バッテリ端子ＴＰＢ１と第１負荷Ｌｏａｄ１との間に接続され、他端が第２負バッテリ端子ＴＮＢ２と第２負荷Ｌｏａｄ２との間に接続されていてもよい（図４）。
また、絶縁抵抗ＲＸは、一端が第１負バッテリ端子ＴＮＢ１と第１負荷Ｌｏａｄ１との間に接続され、他端が第２正バッテリ端子ＴＰＢ２と第２負荷Ｌｏａｄ２との間に接続されていてもよい（図６）。
また、絶縁抵抗ＲＸは、一端が第１負バッテリ端子ＴＮＢ１と第１負荷Ｌｏａｄ１との間に接続され、他端が第２負バッテリ端子ＴＮＢ２と第２負荷Ｌｏａｄ２との間に接続されていてもよい（図８）。
また、第１出力手段ＲＣ１は、第１バッテリＢＡ１が出力する第１出力電圧に基づいた電圧ＶＲＣ１を第１出力部ＲＣ１ａから出力するようになっている。
この第１出力手段ＲＣ１は、例えば、図１に示すように、第１バッテリＢＡ１が出力する第１出力電圧を分圧した第１分圧電圧ＶＲＣ１を第１出力部ＲＣ１ａから出力する第１出力分圧回路（高圧側の分圧回路）ＲＣ１である。
この第１出力分圧回路ＲＣ１は、例えば、図１に示すように、第１正バッテリ端子ＴＰＢ１と第１負バッテリ端子ＴＮＢ１との間に接続されている。
この第１出力分圧回路ＲＣ１は、例えば、図１に示すように、第１高圧側分圧抵抗Ｒ１と、第２高圧側分圧抵抗Ｒ２と、を備える。
そして、第１高圧側分圧抵抗Ｒ１は、一端が第１正バッテリ端子ＴＰＢ１に接続され且つ他端が第１出力部ＲＣ１ａに接続されている。
また、第２高圧側分圧抵抗Ｒ２は、一端が第１出力部ＲＣ１ａに接続され且つ他端が第１負バッテリ端子ＴＮＢ１に接続されている。
このような第１出力分圧回路ＲＣ１は、第１バッテリＢＡ１が出力する第１出力電圧を分圧した第１分圧電圧ＶＲＣ１を第１出力部ＲＣ１ａから出力するようになっている。
また、第２出力手段ＲＣ２は、第２バッテリＢＡ２が出力する第２出力電圧に基づいた電圧ＶＲＣ２を第２出力部ＲＣ２ａから出力するようになっている。
この第２出力手段ＲＣ２は、例えば、図１に示すように、第２バッテリＢＡ２が出力する第２出力電圧を分圧した第２分圧電圧ＶＲＣ２を第２出力部ＲＣ２ａから出力するとともに、その分圧比を変更可能である第２出力分圧回路（低圧側の分圧回路）ＲＣ２である。
この第２出力分圧回路ＲＣ２は、例えば、図１に示すように、第２正バッテリ端子ＴＰＢ２と第２負バッテリ端子ＴＮＢ２との間に接続されている。
この第２出力分圧回路ＲＣ２は、例えば、図１に示すように、第１スイッチＳＷ１と、第２スイッチＳＷ２と、第１保護抵抗Ｒ６と、第１低圧側分圧抵抗Ｒ７と、第２低圧側分圧抵抗Ｒ８と、第２保護抵抗Ｒ９と、を備える。
そして、第１スイッチＳＷ１は、第２正バッテリ端子ＴＰＢ２と第２出力部ＲＣ２ａとの間に接続されている。
この第１スイッチ素子ＳＷ１は、後述のように、制御部ＣＮＴにより、オン／オフが制御されるようになっている。この第１スイッチ素子ＳＷ１がオン／オフすることにより、第２出力分圧回路ＲＣ２の分圧比が変更されるようになっている。
また、第２スイッチＳＷ２は、第２負バッテリ端子ＴＮＢ２と第２出力部ＲＣ２ａとの間に接続されている。
この第２スイッチ素子ＳＷ２は、後述のように、制御部ＣＮＴにより、オン／オフが制御されるようになっている。この第２スイッチ素子ＳＷ２がオン／オフすることにより、第２出力分圧回路ＲＣ２の分圧比が変更されるようになっている。
また、第１低圧側分圧抵抗Ｒ７は、第２正バッテリ端子ＴＰＢ２（第１保護抵抗Ｒ６）と第２出力部ＲＣ２ａとの間で第１スイッチＳＷ１と並列に接続されている。
また、第２低圧側分圧抵抗Ｒ８は、第２負バッテリ端子ＴＮＢ２（第２保護抵抗Ｒ９）と第２出力部ＲＣ２ａとの間で第２スイッチＳＷ２と並列に接続されている。
また、第１保護抵抗Ｒ６は、第２正バッテリ端子ＴＰＢ２と第１スイッチＳＷ１との間に接続され、第１スイッチＳＷ１を保護するようになっている。
また、第２保護抵抗Ｒ９は、第２負バッテリ端子ＴＮＢ２と第２スイッチＳＷ２の間に接続され、第２スイッチＳＷ２を保護するようになっている。
このような構成を有する第２出力分圧回路ＲＣ２は、第２バッテリＢＡ２が出力する第２出力電圧に基づいた電圧ＶＲＣ２を第２出力部ＲＣ２ａから出力するようになっている。
また、計測用抵抗回路ＲＭは、例えば、図１に示すように、第１出力手段（第１出力分圧回路）ＲＣ１の出力ＲＣ１ａと第２出力手段（第２出力分圧回路）ＲＣ２の出力ＲＣ２ａとの間に接続されている。
この計測用抵抗回路ＲＭは、例えば、図１に示すように、第１計測用抵抗Ｒ３と、第２計測用抵抗Ｒ４と、を備える。
そして、第１計測用抵抗Ｒ３は、一端が第１出力分圧回路ＲＣ１の第１出力部ＲＣ１ａに接続されている。
そして、第２計測用抵抗Ｒ４は、一端が第１計測用抵抗Ｒ３の他端に接続され且つ他端が第１出力分圧回路ＲＣ２の第２出力部ＲＣ２ａに接続されている。
また、計測部ＭＶは、第１バッテリＢＡ１と第２バッテリＢＡ２との間の電流経路に流れるリーク電流若しくは当該リーク電流による電圧降下を測定するようになっている（図２）。
より詳しくは、計測部ＭＶは、第１出力部ＲＣ１ａと第２出力部ＲＣ２ａとの間の電流経路に流れるリーク電流若しくは当該リーク電流による電圧降下を測定するようになっている。すなわち、計測部ＭＶは、電流計若しくは電圧計として機能するようになっている。
特に、この計測部ＭＶは、計測用抵抗回路ＲＭを構成する抵抗に流れるリーク電流若しくはリーク電流による電圧降下を測定するようになっている。
なお、本実施形態においては、計測部ＭＶは、第２計測用抵抗Ｒ４に流れる電流による電圧降下を測定することで、当該測定値を得るようになっており、電圧計として機能している（図２）。
また、制御部ＣＮＴは、計測部ＭＶが測定した電流若しくは電圧の測定値に基づいて、第１電流経路Ｗ１と第２電流経路Ｗ２との間で絶縁抵抗ＲＸの絶縁劣化が発生しているか否かを判定するようになっている。
なお、当該絶縁劣化は、例えば、絶縁抵抗ＲＸの抵抗値が予め設定した値以下になった場合を意味するものとする。
また、制御部ＣＮＴは、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２を制御することにより、第２出力分圧回路ＲＣ２の分圧比を変更するようになっている。
ここで、制御部ＣＮＴは、第２出力分圧回路ＲＣ２の分圧比を制御するとともに、第２出力分圧回路ＲＣ２の分圧比の変更に伴って計測部ＭＶがそれぞれ測定した電圧の測定値に基づいて、第１電流経路Ｗ１と第２電流経路Ｗ２との間に絶縁劣化が発生しているか否かを判定するようになっている。
そして、例えば、図３に示すように、この制御部ＣＮＴは、第２出力分圧回路ＲＣ２の分圧比を変更するように制御しながら、計測部ＭＶが測定した電圧の測定値を取得し、取得したそれぞれの測定値と予め設定した判定用閾値Ｖｔｈ１とを順次比較し、取得した測定値が判定用閾値よりも大きくなった場合には、絶縁抵抗ＲＸに絶縁劣化が発生していると判定するようになっている。
なお、この制御部ＣＮＴは、第２出力分圧回路ＲＣ２の分圧比を変更するように制御しないで（当該分圧比を一定に維持して）、計測部ＭＶが測定した電圧の測定値を取得し、取得したそれぞれの測定値と予め設定した判定用閾値Ｖｔｈ１とを順次比較し、取得した測定値が判定用閾値よりも大きくなった場合には、絶縁抵抗ＲＸに絶縁劣化が発生していると判定するようにしてもよい。
一方、この制御部ＣＮＴは、第２出力分圧回路ＲＣ２の分圧比を変更した範囲内で取得した測定値が当該判定用閾値Ｖｔｈ１よりも小さい場合には、絶縁抵抗ＲＸに絶縁劣化が発生していないと判定するようになっている。
なお、この制御部ＣＮＴは、第２出力分圧回路ＲＣ２の分圧比を変更しないで（当該分圧比を一定に維持して）取得した測定値が当該判定用閾値Ｖｔｈ１よりも小さい場合には、絶縁抵抗ＲＸに絶縁劣化が発生していないと判定するようにしてもよい。
また、図３の例では、計測用抵抗回路ＲＭを流れるリーク電流の極性に応じて、判定用閾値Ｖｔｈ１は、０Ｖよりも大きい値に設定されている。
ここで、図４は、絶縁抵抗ＲＸの接続位置が図１と異なる電力供給装置１００における計測部ＭＶによる計測時の電流経路の一例を示す図である。また、図５は、図４に示す電力供給装置１００において計測部ＭＶによる計測値と閾値電圧Ｖｔｈ２との関係の一例を示す図である。
例えば、図４に示すように、絶縁抵抗ＲＸは、一端が第１正バッテリ端子ＴＰＢ１と第１負荷Ｌｏａｄ１との間に接続され、他端が第２負バッテリ端子ＴＮＢ２と第２負荷Ｌｏａｄ２との間に接続されていてもよい。
なお、図５の例では、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２のオン／オフを順次切り替えて制御することで、第２出力分圧回路ＲＣ２の分圧比を順次変更している。
そして、図５の例では、計測用抵抗回路ＲＭを流れるリーク電流の極性に応じて、判定用閾値Ｖｔｈ２は、０Ｖよりも大きい値、特に既述の判定用閾値Ｖｔｈ１よりも絶対値が大きい値に設定されている。
また、図６は、絶縁抵抗ＲＸの接続位置が図１と異なる電力供給装置１００における計測部ＭＶによる計測時の電流経路の一例を示す図である。また、図７は、図６に示す電力供給装置１００において計測部ＭＶによる計測値と閾値電圧Ｖｔｈ３との関係の一例を示す図である。
また、図６に示すように、絶縁抵抗ＲＸは、一端が第１負バッテリ端子ＴＮＢ１と第１負荷Ｌｏａｄ１との間に接続され、他端が第２正バッテリ端子ＴＰＢ２と第２負荷Ｌｏａｄ２との間に接続されていてもよい。
なお、図７の例では、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２のオン／オフを順次切り替えて制御することで、第２出力分圧回路ＲＣ２の分圧比を順次変更している。
そして、図７の例では、計測用抵抗回路ＲＭを流れるリーク電流の極性に応じて、判定用閾値Ｖｔｈ３は、０Ｖよりも小さい値に設定されている。
また、図８は、絶縁抵抗ＲＸの接続位置が図１と異なる電力供給装置１００における計測部ＭＶによる計測時の電流経路の一例を示す図である。また、図９は、図８に示す電力供給装置１００において計測部ＭＶによる計測値と閾値電圧Ｖｔｈ４との関係の一例を示す図である。
また、図８に示すように、絶縁抵抗ＲＸは、一端が第１負バッテリ端子ＴＮＢ１と第１負荷Ｌｏａｄ１との間に接続され、他端が第２負バッテリ端子ＴＮＢ２と第２負荷Ｌｏａｄ２との間に接続されていてもよい。
なお、図９の例では、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２のオン／オフを順次切り替えて制御することで、第２出力分圧回路ＲＣ２の分圧比を順次変更している。
そして、図９の例では、計測用抵抗回路ＲＭを流れるリーク電流の極性に応じて、判定用閾値Ｖｔｈ４は、０Ｖよりも小さい値、特に既述の判定用閾値Ｖｔｈ３よりも絶対値が大きい値に設定されている。
次に、以上のような構成を有する電力供給装置１００の制御方法の例について説明する。
既述のように、計測部ＭＶは、計測用抵抗回路ＲＭを構成する抵抗に流れる第１電流経路Ｗ１と第２電流経路Ｗ２との間のリーク電流若しくはリーク電流による電圧降下を測定する。特に、本実施形態においては、計測部ＭＶは、第２計測用抵抗Ｒ４に流れる電流による電圧降下を測定することで、当該測定値を得るようになっており、電圧計として機能している。
そして、制御部ＣＮＴは、計測部ＭＶが測定した電流若しくは電圧の測定値に基づいて、第１電流経路Ｗ１と第２電流経路Ｗ２との間で絶縁抵抗ＲＸの絶縁劣化が発生しているか否かを判定する。特に、本実施形態においては、制御部ＣＮＴは、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２を制御することにより、第２出力分圧回路ＲＣ２の分圧比を変更する。
すなわち、本実施形態においては、制御部ＣＮＴは、第２出力分圧回路ＲＣ２の分圧比を制御するとともに、第２出力分圧回路ＲＣ２の分圧比の変更に伴って計測部ＭＶがそれぞれ測定した電圧の測定値に基づいて、第１電流経路Ｗ１と第２電流経路Ｗ２との間に絶縁劣化が発生しているか否かを判定する。
そして、例えば、図３に示すように、この制御部ＣＮＴは、第２出力分圧回路ＲＣ２の分圧比を変更するように制御しながら、計測部ＭＶが測定した電圧の測定値を取得し、取得したそれぞれの測定値と予め設定した判定用閾値Ｖｔｈ１とを順次比較し、取得した測定値が判定用閾値よりも大きくなった場合には、絶縁抵抗ＲＸに絶縁劣化が発生していると判定する。
なお、既述のように、この制御部ＣＮＴは、第２出力分圧回路ＲＣ２の分圧比を変更するように制御しないで（当該分圧比を一定に維持して）、計測部ＭＶが測定した電圧の測定値を取得し、取得したそれぞれの測定値と予め設定した判定用閾値Ｖｔｈ１とを順次比較し、取得した測定値が判定用閾値よりも大きくなった場合には、絶縁抵抗ＲＸに絶縁劣化が発生していると判定するようにしてもよい。
一方、この制御部ＣＮＴは、第２出力分圧回路ＲＣ２の分圧比を変更した範囲内で取得した測定値が当該判定用閾値Ｖｔｈ１よりも小さい場合には、絶縁抵抗ＲＸに絶縁劣化が発生していないと判定する。
なお、既述のように、この制御部ＣＮＴは、第２出力分圧回路ＲＣ２の分圧比を変更しないで（当該分圧比を一定に維持して）取得した測定値が当該判定用閾値Ｖｔｈ１よりも小さい場合には、絶縁抵抗ＲＸに絶縁劣化が発生していないと判定するようにしてもよい。
なお、本実施形態においては、絶縁劣化を判定する基準として電圧値を用いたが、既述のように、絶縁劣化を判定する基準として電流値を用いてもよい。
既述の実施例１では、電力供給装置において、分圧回路のスイッチを切り替えて４パターンの判定用閾値に基づいて絶縁劣化を判断する例について説明した。
本実施例２では、電力供給装置において、分圧回路の可変抵抗で連続的に（リニアに）抵抗値を変化させながら計測部で測定し続け、測定値の最大値を記憶し、記憶した値に基づいて判定用閾値を設定し、当該判定用閾値に基づいて絶縁劣化と判断する例について説明する。
図１０は、実施例２に係る電力供給装置２００を含むシステムの構成の一例を示す図である。また、図１１は、図１０に示す電力供給装置２００において、第１及び第２の可変抵抗ＶＲ１、ＶＲ２、及び、計測部ＭＶによる計測値と閾値電圧Ｖｔｈとの関係の一例を示す図である。
この図１０に示す電力供給装置２００は、例えば、図１０に示すように、第１バッテリ（高圧側のバッテリ）ＢＡ１から第１電流経路Ｗ１を介して第１負荷Ｌｏａｄ１に電力を供給するとともに、第１バッテリＢＡ１よりも低い電圧の第２バッテリ（低圧側のバッテリ）ＢＡ２から第２電流経路Ｗ２を介して第２負荷Ｌｏａｄ２に電力を供給するようになっている。
なお、既述のように、第１バッテリＢＡ１は、例えば、リチウムバッテリである。また、第２バッテリＢＡ２は、例えば、当該リチウムバッテリよりも電圧が低い鉛バッテリである。
そして、この電力供給装置２００は、例えば、車両に積載される。そして、第１負荷Ｌｏａｄ１は、例えば、当該車両を駆動するモータを含んでいる。そして、第２負荷Ｌｏａｄ２は、例えば、当該モータを制御するモータ制御ユニットＭＣＵを含んでいる。
この電力供給装置２００は、例えば、図１０に示すように、第１正バッテリ端子ＴＰＢ１と、第１負バッテリ端子ＴＮＢ１と、第２正バッテリ端子ＴＰＢ２と、第１出力手段（第１出力分圧回路）ＲＣ１と、第２出力手段（第２出力分圧回路）ＲＣ２と、計測用抵抗回路ＲＭと、計測部ＭＶと、制御部ＣＮＴと、絶縁抵抗ＲＸと、を備える。
そして、第１正バッテリ端子ＴＰＢ１は、第１バッテリＢＡ１の正極が接続されるとともに第１負荷Ｌｏａｄ１の一端が接続されている。
また、第１負バッテリ端子ＴＮＢ１は、第１バッテリＢＡ１の負極が接続されるとともに第１負荷Ｌｏａｄ１の他端が接続されている。
なお、この第１負バッテリ端子ＴＮＢ１は、接地されていない。すなわち、第１バッテリＢＡ１の負極は、接地されていない。
また、第２正バッテリ端子ＴＰＢ２は、第２バッテリＢＡ２の正極が接続されるとともに第２負荷Ｌｏａｄ２の一端が接続されている。
また、第２負バッテリ端子ＴＮＢ２は、第２バッテリＢＡ２の負極が接続されるとともに第２負荷Ｌｏａｄ２の他端が接続されている。
この第２負バッテリ端子ＴＮＢ２は、例えば、図１０に示すように、接地されている。より詳しくは、第２負バッテリ端子ＴＮＢ２は、当該車両のシャーシに接続されることにより接地されている。すなわち、第２バッテリＢＡ２の負極は、接地されている。
また、絶縁抵抗ＲＸは、例えば、図１０に示すように、第１バッテリＢＡ１と第２バッテリＢＡ２との間を絶縁するための抵抗である。
この図１０の例では、絶縁抵抗ＲＸは、一端が第１正バッテリ端子ＴＰＢ１と第１負荷Ｌｏａｄ１との間に接続され、他端が第２正バッテリ端子ＴＰＢ２と第２負荷Ｌｏａｄ２との間に接続されている。
なお、絶縁抵抗ＲＸは、一端が第１正バッテリ端子ＴＰＢ１と第１負荷Ｌｏａｄ１との間に接続され、他端が第２負バッテリ端子ＴＮＢ２と第２負荷Ｌｏａｄ２との間に接続されていてもよい。
また、絶縁抵抗ＲＸは、一端が第１負バッテリ端子ＴＮＢ１と第１負荷Ｌｏａｄ１との間に接続され、他端が第２正バッテリ端子ＴＰＢ２と第２負荷Ｌｏａｄ２との間に接続されていてもよい。
また、絶縁抵抗ＲＸは、一端が第１負バッテリ端子ＴＮＢ１と第１負荷Ｌｏａｄ１との間に接続され、他端が第２負バッテリ端子ＴＮＢ２と第２負荷Ｌｏａｄ２との間に接続されていてもよい。
また、第１出力手段ＲＣ１は、第１バッテリＢＡ１が出力する第１出力電圧に基づいた電圧ＶＲＣ１を第１出力部ＲＣ１ａから出力するようになっている。
この第１出力手段ＲＣ１は、例えば、図１０に示すように、第１バッテリＢＡ１が出力する第１出力電圧を分圧した第１分圧電圧ＶＲＣ１を第１出力部ＲＣ１ａから出力する第１出力分圧回路（高圧側の分圧回路）ＲＣ１である。
この第１出力分圧回路ＲＣ１は、例えば、図１０に示すように、第１正バッテリ端子ＴＰＢ１と第１負バッテリ端子ＴＮＢ１との間に接続されている。
この第１出力分圧回路ＲＣ１は、例えば、図１０に示すように、第１高圧側分圧抵抗Ｒ１と、第２高圧側分圧抵抗Ｒ２と、を備える。
そして、第１高圧側分圧抵抗Ｒ１は、一端が第１正バッテリ端子ＴＰＢ１に接続され且つ他端が第１出力部ＲＣ１ａに接続されている。
また、第２高圧側分圧抵抗Ｒ２は、一端が第１出力部ＲＣ１ａに接続され且つ他端が第１負バッテリ端子ＴＮＢ１に接続されている。
このような第１出力分圧回路ＲＣ１は、第１バッテリＢＡ１が出力する第１出力電圧を分圧した第１分圧電圧ＶＲＣ１を第１出力部ＲＣ１ａから出力するようになっている。
また、第２出力手段ＲＣ２は、第２バッテリＢＡ２が出力する第２出力電圧に基づいた電圧ＶＲＣ２を第２出力部ＲＣ２ａから出力するようになっている。
この第２出力手段ＲＣ２は、例えば、図１０に示すように、第２バッテリＢＡ２が出力する第２出力電圧を分圧した第２分圧電圧ＶＲＣ２を第２出力部ＲＣ２ａから出力するとともに、その分圧比を変更可能である第２出力分圧回路（低圧側の分圧回路）ＲＣ２である。
この第２出力分圧回路ＲＣ２は、例えば、図１０に示すように、第２正バッテリ端子ＴＰＢ２と第２負バッテリ端子ＴＮＢ２との間に接続されている。
この第２出力分圧回路ＲＣ２は、例えば、図１０に示すように、第１可変抵抗ＶＲ１と、第２可変抵抗ＶＲ２と、を備える。
そして、第１可変抵抗ＶＲ１は、第２正バッテリ端子ＴＰＢ２と第２出力部ＲＣ２ａとの間に接続されている。
この第１可変抵抗ＶＲ１は、制御部ＣＮＴにより、その抵抗値が制御されるようになっている。この第１可変抵抗ＶＲ１の抵抗値が変化することにより、第２出力分圧回路ＲＣ２の分圧比が変更されるようになっている。
また、第２可変抵抗ＶＲ２は、第２負バッテリ端子ＴＮＢ２と第２出力部ＲＣ２ａとの間に接続されている。
この第２可変抵抗ＶＲ２は、制御部ＣＮＴにより、その抵抗値が制御されるようになっている。この第２可変抵抗ＶＲ２の抵抗値が連続的に変化することにより、第２出力分圧回路ＲＣ２の分圧比が連続的に変更されるようになっている。
このような構成を有する第２出力分圧回路ＲＣ２は、第２バッテリＢＡ２が出力する第２出力電圧に基づいた電圧ＶＲＣ２を第２出力部ＲＣ２ａから出力するようになっている。
また、計測用抵抗回路ＲＭは、例えば、図１０に示すように、第１出力手段（第１出力分圧回路）ＲＣ１の出力ＲＣ１ａと第２出力手段（第２出力分圧回路）ＲＣ２の出力ＲＣ２ａとの間に接続されている。
この計測用抵抗回路ＲＭは、例えば、図１０に示すように、計測用抵抗Ｒ３ａを備える。
そして、計測用抵抗Ｒ３ａは、一端が第１出力分圧回路ＲＣ１の第１出力部ＲＣ１ａに接続され、且つ、他端が第１出力分圧回路ＲＣ２の第２出力部ＲＣ２ａに接続されている。
また、計測部ＭＶは、第１バッテリＢＡ１と第２バッテリＢＡ２との間の電流経路に流れるリーク電流若しくは当該リーク電流による電圧降下を測定するようになっている。
より詳しくは、計測部ＭＶは、第１出力部ＲＣ１ａと第２出力部ＲＣ２ａとの間の電流経路に流れるリーク電流若しくは当該リーク電流による電圧降下を測定するようになっている。すなわち、計測部ＭＶは、電流計若しくは電圧計として機能するようになっている。
特に、この計測部ＭＶは、計測用抵抗回路ＲＭを構成する抵抗に流れるリーク電流若しくはリーク電流による電圧降下を測定するようになっている。
なお、本実施例２においては、計測部ＭＶは、計測用抵抗Ｒ３ａに流れる電流による電圧降下を測定することで、当該測定値を得るようになっており、電圧計として機能している。
また、制御部ＣＮＴは、計測部ＭＶが測定した電流若しくは電圧の測定値に基づいて、第１電流経路Ｗ１と第２電流経路Ｗ２との間で絶縁抵抗ＲＸの絶縁劣化が発生しているか否かを判定するようになっている。
なお、当該絶縁劣化は、例えば、絶縁抵抗ＲＸの抵抗値が予め設定した値以下になった場合を意味するものとする。
また、制御部ＣＮＴは、第１可変抵抗ＶＲ１及び第２可変抵抗ＶＲ２を制御することにより、第２出力分圧回路ＲＣ２の分圧比を連続的に変更するようになっている。
ここで、制御部ＣＮＴは、第２出力分圧回路ＲＣ２の分圧比を制御するとともに、第２出力分圧回路ＲＣ２の分圧比の連続的な変更に伴って計測部ＭＶがそれぞれ測定した電圧の測定値に基づいて、第１電流経路Ｗ１と第２電流経路Ｗ２との間に絶縁劣化が発生しているか否かを判定するようになっている。
そして、例えば、図１１に示すように、この制御部ＣＮＴは、第２出力分圧回路ＲＣ２の分圧比を連続的に（リニアに）変更するように制御しながら、計測部ＭＶが測定した電圧の測定値を取得し、取得したそれぞれの測定値と予め設定した判定用閾値（閾値電圧）Ｖｔｈとを順次比較し、取得した測定値が判定用閾値Ｖｔｈよりも大きくなった場合には、絶縁抵抗ＲＸに絶縁劣化が発生していると判定するようになっている。
一方、この制御部ＣＮＴは、第２出力分圧回路ＲＣ２の分圧比を連続的に変更した範囲内で取得した測定値が当該判定用閾値Ｖｔｈ（図１１）よりも小さい場合には、絶縁抵抗ＲＸに絶縁劣化が発生していないと判定するようになっている。
なお、本実施例２に係る電力供給装置２００のその他の構成、機能、及び動作は、既述の実施例１の電力供給装置１００と同様である。
このように、本実施例２に係る電力供給装置２００によっても、比較的簡易な構成で、電圧の異なる２つのバッテリ間を絶縁する絶縁抵抗が絶縁劣化したか否かを判断することができる。
以上のように、本実施形態に係る電力供給装置は、第１バッテリから第１電流経路を介して第１負荷に電力を供給するとともに、第１バッテリよりも低い電圧の第２バッテリから第２電流経路を介して第２負荷に電力を供給する電力供給装置であって、第１バッテリと第２バッテリとの間を絶縁するための絶縁抵抗と、第１バッテリと第２バッテリとの間の電流経路に流れるリーク電流若しくはリーク電流による電圧降下を測定する計測部と、測定した電流若しくは電圧の測定値に基づいて、第１電流経路と第２電流経路との間で絶縁抵抗の絶縁劣化が発生しているか否かを判定する制御部と、を備える。
そして、制御部は、計測部が測定した電圧の測定値を取得し、取得したそれぞれの測定値と予め設定した判定用閾値とを順次比較し、取得した測定値が判定用閾値よりも大きくなった場合には、絶縁抵抗に絶縁劣化が発生していると判定する。
一方、制御部は、取得した測定値が当該判定用閾値よりも小さい場合には、絶縁抵抗に絶縁劣化が発生していないと判定する。
このように、本発明の一態様に係る電力供給装置によれば、比較的簡易な構成で、電圧の異なる２つのバッテリ間を絶縁する絶縁抵抗が絶縁劣化したか否かを判断することができる。
特に、本実施形態に係る電力供給装置では、分圧抵抗を変えながら絶縁劣化を測定する。一般的に、リーク電流測定の弱点として、２つのバッテリの分圧回路がバランスする（同電位になる）とリーク電流は流れない。しかし、本実施形態に係る電力供給装置では、分圧回路の抵抗を変化させながら測定するため、意図的にバランスを崩すことができる。そのため、リーク電流が発生していても、リーク電流が発生していないように見える、不感帯が存在しないようにすることができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
１００、２００ 電力供給装置
Ｌｏａｄ１ 第１負荷
Ｌｏａｄ２ 第２負荷
ＴＰＢ１ 第１正バッテリ端子
ＴＮＢ１ 第１負バッテリ端子
ＴＰＢ２ 第２正バッテリ端子
ＴＮＢ２ 第２負バッテリ端子
ＲＣ１ 第１出力手段（第１出力分圧回路）
ＲＣ２ 第２出力手段（第２出力分圧回路）
ＲＭ 計測用抵抗回路
ＭＶ 計測部
ＣＮＴ 制御部
ＲＸ 絶縁抵抗
ＢＡ１ 第１バッテリ
ＢＡ２ 第２バッテリ
Ｒ１ 第１高圧側分圧抵抗
Ｒ２ 第２高圧側分圧抵抗
Ｒ３ 第１計測用抵抗
Ｒ４ 第２計測用抵抗
Ｒ３ａ 計測用抵抗
ＳＷ１ 第１スイッチ
ＳＷ２ 第２スイッチ
Ｒ６ 第１保護抵抗
Ｒ７ 第１低圧側分圧抵抗
Ｒ８ 第２低圧側分圧抵抗
Ｒ９ 第２保護抵抗
ＶＲ１ 第１可変抵抗
ＶＲ２ 第２可変抵抗

Claims (11)

  1. 第１バッテリから第１電流経路を介して第１負荷に電力を供給するとともに、前記第１バッテリよりも低い電圧の第２バッテリから第２電流経路を介して第２負荷に電力を供給する電力供給装置であって、
    前記第１バッテリと前記第２バッテリとの間を絶縁するための絶縁抵抗と、
    前記第１バッテリと前記第２バッテリとの間の電流経路に流れるリーク電流若しくは前記リーク電流による電圧降下を測定する計測部と、
    測定した電流若しくは電圧の測定値に基づいて、前記第１電流経路と前記第２電流経路との間で前記絶縁抵抗の絶縁劣化が発生しているか否かを判定する制御部と、
    前記第１バッテリが出力する第１出力電圧に基づいた電圧を第１出力部から出力する第１出力手段と、
    前記第２バッテリが出力する第２出力電圧に基づいた電圧を第２出力部から出力する第２出力手段と、を備え、
    前記計測部は、前記第１出力部と前記第２出力部との間の電流経路に流れるリーク電流若しくは前記リーク電流による電圧降下を測定する
    ことを特徴とする電力供給装置。
  2. 前記第１出力手段は、
    前記第１バッテリが出力する第１出力電圧を分圧した第１分圧電圧を第１出力部から出力する第１出力分圧回路であり、
    前記第２出力手段は、
    前記第２バッテリが出力する第２出力電圧を分圧した第２分圧電圧を第２出力部から出力するとともに、その分圧比を変更可能である第２出力分圧回路である
    ことを特徴とする請求項１に記載の電力供給装置。
  3. 前記計測部は、
    前記第１出力分圧回路の出力と前記第２出力分圧回路の出力との間に接続された計測用抵抗回路を構成する抵抗に流れるリーク電流若しくは前記リーク電流による電圧降下を測定する
    ことを特徴とする請求項２に記載の電力供給装置。
  4. 前記制御部は、
    前記第２出力分圧回路の分圧比を制御するとともに、前記第２出力分圧回路の分圧比の変更に伴って前記計測部がそれぞれ測定した電圧の測定値に基づいて、前記第１電流経路と前記第２電流経路との間に絶縁劣化が発生しているか否かを判定する
    ことを特徴とする請求項２又は３に記載の電力供給装置。
  5. 前記第１バッテリの負極は、接地されておらず、
    前記第２バッテリの負極は、接地されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の電力供給装置。
  6. 前記絶縁劣化は、
    前記絶縁抵抗の抵抗値が予め設定した値以下になった場合であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の電力供給装置。
  7. 前記制御部は、
    前記第２出力分圧回路の分圧比を変更するように制御しながら、前記計測部が測定した電圧の測定値を取得し、取得したそれぞれの測定値と予め設定した判定用閾値とを順次比較し、取得した測定値が前記判定用閾値よりも大きくなった場合には、前記絶縁劣化が発生していると判定する
    ことを特徴とする請求項２ないし４のいずれか一項に記載の電力供給装置。
  8. 前記制御部は、
    前記分圧比を変更した範囲内で取得した測定値が前記判定用閾値よりも小さい場合には、前記絶縁劣化が発生していないと判定する
    ことを特徴とする請求項７に記載の電力供給装置。
  9. 前記第１バッテリの正極が接続されるとともに前記第１負荷の一端が接続される第１正バッテリ端子と、
    前記第１バッテリの負極が接続されるとともに前記第１負荷の他端が接続される第１負バッテリ端子と、
    前記第２バッテリの正極が接続されるとともに前記第２負荷の一端が接続される第２正バッテリ端子と、
    前記第２バッテリの負極が接続されるとともに前記第２負荷の他端が接続される第２負バッテリ端子と、を備え、
    前記第１出力分圧回路は、
    前記第１正バッテリ端子と前記第１負バッテリ端子との間に接続され、
    前記第２出力分圧回路は、
    前記第２正バッテリ端子と前記第２負バッテリ端子との間に接続されている
    ことを特徴とする請求項２ないし４に記載の電力供給装置。
  10. 前記第２出力分圧回路は、
    前記第２正バッテリ端子と前記第２出力部との間に接続された第１可変抵抗と、
    前記第２負バッテリ端子と前記第２出力部との間に接続された第２可変抵抗と、を備え、
    前記制御部は、
    前記第１及び第２可変抵抗を制御することにより、前記第２出力分圧回路の分圧比を変更する
    ことを特徴とする請求項９に記載の電力供給装置。
  11. 第１バッテリから第１電流経路を介して第１負荷に電力を供給するとともに、前記第１バッテリよりも低い電圧の第２バッテリから第２電流経路を介して第２負荷に電力を供給する電力供給装置であって、前記第１バッテリと前記第２バッテリとの間を絶縁するための絶縁抵抗と、前記第１バッテリと前記第２バッテリとの間の電流経路に流れるリーク電流若しくは前記リーク電流による電圧降下を測定する計測部と、前記第１バッテリが出力する第１出力電圧に基づいた電圧を第１出力部から出力する第１出力手段と、前記第２バッテリが出力する第２出力電圧に基づいた電圧を第２出力部から出力する第２出力手段と、制御部と、を備える電力供給装置の制御方法であって、
    前記制御部は、測定した電流若しくは電圧の測定値に基づいて、前記第１電流経路と前記第２電流経路との間で前記絶縁抵抗の絶縁劣化が発生しているか否かを判定し、
    前記計測部は、前記第１出力部と前記第２出力部との間の電流経路に流れるリーク電流若しくは前記リーク電流による電圧降下を測定する
    ことを特徴とする電力供給装置の制御方法。
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