TWI678860B

TWI678860B - 電力控制裝置及電力控制裝置之控制方法

Info

Publication number: TWI678860B
Application number: TW107128340A
Authority: TW
Inventors: 目黑一由希; Takayuki MEGURO; 井口雄大; Yuta INOGUCHI
Original assignee: 日商新電元工業股份有限公司; Shindengen Electric Manufacturing Co., Ltd.
Priority date: 2017-09-08
Filing date: 2018-08-14
Publication date: 2019-12-01
Also published as: TW201914153A; WO2019049338A1; JP6972140B2; JPWO2019049338A1

Abstract

電力控制裝置的驅動控制部在判定第1接觸器及第2接觸器之故障的故障判定模式中，會根據第1驅動電壓端子與第2驅動電壓端子之間的電容器電壓，來判定第1接觸器或第2接觸器之至少任一者的故障，該電容器電壓是在控制第1接觸器及第2接觸器以使第1電池與第2電池並聯或串聯連接時的電壓。

Description

電力控制裝置及電力控制裝置之控制方法

本發明是有關於一種電力控制裝置及電力控制裝置之控制方法。

以往，將馬達作為動力源的電動二輪車已為人所知。在這種以往的電動二輪車中，是使用1個電池來作為電源。

在此，設想一種在將複數個(例如2個)行動電池(mobile battery)適用於上述電動二輪車時，使用接觸器(contactor)來並聯或串聯連接複數個電池的情況。

而且，在該接觸器故障時，會變得無法從各行動電池供給馬達輸出所需的電力，或是無法從充電器對各行動電池充電。又，在該接觸器故障時，在行走時/充電器系統啟動中的接觸器操作時會成為電池短路模式，而導致電池故障。

像這樣，已在尋求用於並聯或串聯連接複數個電池的接觸器的故障診斷(參照專利文獻1、專利文獻2)。

先前技術文獻專利文獻

專利文獻1：日本專利特開2011-160589號公報

專利文獻2：日本專利特開2014-147139號公報

發明概要

因此，本發明之目的在於提供一種電力控制裝置，可執行用於並聯或串聯連接複數個電池的接觸器的故障診斷。

依照本發明的一態樣之實施形態的電力控制裝置之特徵在於：具備：第1正電池端子及第1負電池端子，該第1正電池端子可連接第1電池的正極，該第1負電池端子可連接前述第1電池的負極；第2正電池端子及第2負電池端子，該第2正電池端子可連接第2電池的正極，該第2負電池端子可連接前述第2電池的負極；第1充電端子，連接充電器的高電位側的輸出，並被施加前述充電器的高電位側的電壓；第2充電端子，連接前述充電器的低電位側的輸出，並被施加前述充電器的低電位側的電壓；第1驅動電壓端子，連接於前述第1正電池端子；第2驅動電壓端子，連接於前述第2充電端子；第1整流元件，第1節點連接於前述第1充電端子，第2節點連接於前述第1正電池端子，會防止電流的逆流；第2整流元件，第1節點連接於前述第1充電端子，第2節點連接於前述第2正電池端子，會防止電流的逆流；第1接觸器，連接於前述第1負電池端子與前述第2正電池端子之間；第2接觸器，連接於前述第1負電池端子與前述第2充電端子之間；及驅動控制部，藉由控制前述第1接觸器及前述第2接觸器，來控制連接於前述第1正電池端子及第1負電池端子之前述第1電池與連接於前述第2正電池端子及第2負電池端子之前述第2電池的電性電路連接，並且控制前述第1電池及前述第2電池的充放電，且具有連接於前述第1驅動電壓端子與前述第2驅動電壓端子之間的電容器，前述驅動控制部在判定前述第1接觸器及前述第2接觸器之故障的故障判定模式中，會根據前述第1驅動電壓端子與前述第2驅動電壓端子之間的電容器電壓，來判定前述第1接觸器或前述第2接觸器之至少任一者的故障，該電容器電壓是在控制前述第1接觸器及前述第2接觸器以使前述第1電池與前述第2電池並聯或串聯連接時的電壓。

在前述電力控制裝置中，特徵在於：在前述故障判定模式中，前述驅動控制部在將前述第1接觸器控制成關閉且將前述第2接觸器控制成關閉後，會在前述電容器沒有殘留電荷的狀態下，使前述第1電池啟動，從而使第1電池電壓輸出，在使前述第1電池電壓從前述第1電池輸出後，檢測前述第1驅動電壓端子與前述第2驅動電壓端子之間的電容器電壓，當檢測出的第1檢測電壓為預先設定的第1閾值電壓以上時，判定前述第2接觸器有短路故障，另一方面，當檢測出的前述第1檢測電壓未達前述第1閾值電壓時，判定前述第2接觸器沒有短路故障，判定出前述第2接觸器沒有短路故障時，在將前述第2接觸器控制成開啟後，檢測前述第1驅動電壓端子與前述第2驅動電壓端子之間的電容器電壓，當檢測出的第2檢測電壓未達前述第1閾值電壓時，判定前述第2接觸器有開路故障，另一方面，當檢測出的前述第2檢測電壓為前述第1閾值電壓以上時，判定前述第2接觸器沒有開路故障。

在前述電力控制裝置中，特徵在於：在前述故障判定模式中，前述驅動控制部判定出前述第2接觸器沒有開路故障時，會在將前述第2接觸器控制成關閉後，使前述第2電池啟動，從而使第2電池電壓輸出，在使前述第2電池電壓從前述第2電池輸出後，檢測前述第1驅動電壓端子與前述第2驅動電壓端子之間的電容器電壓，當檢測出的第3檢測電壓為預先設定的高於前述第1閾值電壓之第2閾值電壓以上時，判定前述第1接觸器有短路故障，另一方面，當檢測出的前述第3檢測電壓未達前述第2閾值電壓時，判定前述第1接觸器沒有短路故障，判定出前述第1接觸器沒有短路故障時，在將前述第1接觸器控制成開啟後，檢測前述第1驅動電壓端子與前述第2驅動電壓端子之間的電容器電壓，當檢測出的第4檢測電壓未達前述第2閾值電壓時，判定前述第1接觸器有開路故障，另一方面，當檢測出的前述第4檢測電壓為前述第2閾值電壓以上時，判定前述第1接觸器沒有開路故障。

在前述電力控制裝置中，特徵在於：前述驅動控制部會從前述第1驅動電壓端子與前述第2驅動電壓端子之間的電壓來生成馬達驅動電壓，並藉由前述馬達驅動電壓來驅動馬達。

在前述電力控制裝置中，特徵在於：前述驅動控制部更具備橋式電路，該橋式電路會被供給前述第1驅動電壓端子與前述第2驅動電壓端子之間的電壓，對前述馬達輸出馬達驅動電壓來驅動前述馬達，又，前述驅動控制部在前述故障判定模式中，在使前述第1電池啟動前，會藉由前述橋式電路，來將前述電容器的電壓放電。

在前述電力控制裝置中，特徵在於：具備：基準電池端子，連接基準電池的正極，會被供給基準電壓；基準充電端子，可連接前述充電器；及開關電路，一端連接於前述基準電池端子，另一端連接於前述基準充電端子、第1電池用電源端子及驅動控制部用電源端子。

在前述電力控制裝置中，特徵在於：前述第1電池具備：第1電槽(cell)，將前述第1正電池端子與前述第1負電池端子之間的電壓充電，或是在前述第1正電池端子與前述第1負電池端子之間將充電電壓放電；及第1管理部，以被供給至前述第1電池用電源端子的前述基準電壓來啟動，會監視前述第1電槽的狀態，並輸出與前述第1電槽的狀態有關的資訊，又，前述第2電池具備：第2電槽，將前述第2正電池端子與前述第2負電池端子之間的電壓充電，或是在前述第2正電池端子與前述第2負電池端子之間將充電電壓放電；及第2管理部，以從前述驅動控制部所供給的第1啟動電壓或是從前述充電器所供給的第2啟動電壓來啟動，會監視前述第2電槽的狀態，並輸出與前述第2電槽的狀態有關的資訊。

在前述電力控制裝置中，特徵在於：前述驅動控制部在從前述第1管理部被通知前述第1電池有正常連接的訊息，且從第2管理部被通知前述第2電池有正常連接的訊息後，會執行前述故障判定模式。

在前述電力控制裝置中，特徵在於：前述驅動控制部在前述故障判定模式後的驅動模式中，將前述第1電池及前述第2電池的電壓供給至馬達來驅動前述馬達時，會控制前述第1接觸器及前述第2接觸器以使前述第1 電池與前述第2電池串聯連接，並藉由串聯前述第1電池與前述第2電池後的電壓來驅動前述馬達。

在前述電力控制裝置中，特徵在於：前述驅動控制部在前述故障判定模式後的充電模式中，藉由前述充電器來將前述第1電池及前述第2電池充電時，會控制前述第1接觸器及前述第2接觸器以使前述第1電池與前述第2電池並聯連接，並藉由前述充電器來將前述第1電池及前述第2電池並聯充電。

在前述電力控制裝置中，特徵在於：前述驅動控制部在將前述第1電池及前述第2電池放電時，會將前述第1接觸器開啟且將前述第2接觸器關閉，藉此來串聯連接前述第1電池與前述第2電池，另一方面，在將前述第1電池及前述第2電池充電時，會將前述第1接觸器關閉且將前述第2接觸器開啟，藉此來並聯連接前述第1電池與前述第2電池。

在前述電力控制裝置中，特徵在於：前述第2電池的構成與前述第1電池的構成相同。

在前述電力控制裝置中，特徵在於：前述電力控制裝置裝載於電動二輪車，前述馬達連接於前述電動二輪車的車輪，前述驅動控制部藉由控制前述馬達的驅動，來控制前述車輪的旋轉。

在前述電力控制裝置中，特徵在於：前述基準電池是鉛電池，前述第1及第2電池是鋰電池。

依照本發明的一態樣之實施形態的電力控制裝置之控制方法中，該電力控制裝置具備：第1正電池端子及第1負電池端子，該第1正電池端子可連接第1電池的正極，該第1負電池端子可連接前述第1電池的負極；第2正電池端子及第2負電池端子，該第2正電池端子可連接第2電池的正極，該第2負電池端子可連接前述第2電池的負極；第1充電端子，連接充電器的高電位側的輸出，並被施加前述充電器的高電位側的電壓；第2充電端子，連接前述充電器的低電位側的輸出，並被施加前述充電器的低電位側的電壓；第1驅動電壓端子，連接於前述第1正電池端子；第2驅動電壓端子，連接於前述第2充電端子；第1整流元件，第1節點連接於前述第1充電端子，第2節點連接於前述第1正電池端子，會防止電流的逆流；第2整流元件，第1節點連接於前述第1充電端子，第2節點連接於前述第2正電池端子，會防止電流的逆流；第1接觸器，連接於前述第1負電池端子與前述第2正電池端子之間；第2接觸器，連接於前述第1負電池端子與前述第2充電端子之間；及驅動控制部，藉由控制前述第1接觸器及前述第2接觸器，來控制連接於前述第1正電池端子及第1負電池端子之前述第1電池與連接於前述第2正電池端子及第2負電池端子之前述第2電池的電性電路連接，並且控制前述第1電池與前述第2電池的充放電，且具有連接於前述第1驅動電壓端子與前述第2驅動電壓端子之間的電容器，該電力控制裝置之控制方法之特徵在於：在判定前述第1接觸器及前述第2接觸器之故障的故障判定模式中，會藉由前述驅動控制部，根據前述第1驅動電壓端子與前述第2驅動電壓端子之間的電容器電壓，來判定前述第1接觸器或前述第2接觸器之至少任一者的故障，該電容器電壓是在控制前述第1接觸器及前述第2接觸器以使前述第1電池與前述第2電池並聯或串聯連接時的電壓。

本發明的一態樣之電力控制裝置具備：第1正電池端子及第1負電池端子，該第1正電池端子可連接第1電池的正極，該第1負電池端子可連接第1電池的負極；第2正電池端子及第2負電池端子，該第2正電池端子可連接第2電池的正極，該第2負電池端子可連接第2電池的負極；第1充電端子，連接充電器的高電位側的輸出，並被施加充電器的高電位側的電壓；第2充電端子，連接充電器的低電位側的輸出，並被施加充電器的低電位側的電壓；第1驅動電壓端子，連接於第1正電池端子；第2驅動電壓端子，連接於第2充電端子；第1整流元件，第1節點連接於第1充電端子，第2節點連接於第1正電池端子，會防止電流的逆流；第2整流元件，第1節點連接於第1充電端子，第2節點連接於第2正電池端子，會防止電流的逆流；第1接觸器，連接於第1負電池端子與第2正電池端子之間；第2接觸器，連接於第1負電池端子與第2充電端子之間；及驅動控制部，藉由控制第1接觸器及第2接觸器，來控制連接於第1正電池端子及第1負電池端子之第1電池與連接於第2正電池端子及第2負電池端子之第2電池的電性電路連接，並且控制第1電池與第2電池的充放電，且具有連接於第1驅動電壓端子與第2驅動電壓端子之間的電容器。

而且，驅動控制部在判定第1接觸器及第2接觸器之故障的故障判定模式中，會根據第1驅動電壓端子與第2驅動電壓端子之間的電容器電壓，來判定第1接觸器或第2接觸器之至少任一者的故障，該電容器電壓是在控制第1接觸器及第2接觸器以使第1電池與第2電池並聯或串聯連接時的電壓。

像這樣，依據本發明，便可適當地執行用於並聯或串聯連接複數個電池的接觸器的故障診斷。

100‧‧‧電力控制裝置

B1‧‧‧第1電池

B2‧‧‧第2電池

BMU1‧‧‧第1管理部

BMU2‧‧‧第2管理部

CA‧‧‧第1接觸器

CB‧‧‧第2接觸器

CAN‧‧‧通訊線

CAN1‧‧‧第1通訊線

CAN2‧‧‧第2通訊線

CH‧‧‧充電器

D1、DA‧‧‧第1整流元件

D2、DB‧‧‧第2整流元件

DR‧‧‧降壓調節器

K‧‧‧基準電池

Load‧‧‧負載

M‧‧‧馬達

N1、N2、N3、N4、N5‧‧‧時刻

PDU‧‧‧驅動控制部

S1‧‧‧第1電槽

S2‧‧‧第2電槽

SW‧‧‧開關電路

T1‧‧‧第1管理用接觸器

T2‧‧‧第2管理用接觸器

T1B‧‧‧第1電池用電源端子

T2B‧‧‧第2電池用電源端子

T1N‧‧‧第1負電池端子

T2N‧‧‧第2負電池端子

T1P‧‧‧第1正電池端子

T2P‧‧‧第2正電池端子

TCP‧‧‧第1充電端子

TCN‧‧‧第2充電端子

TCS‧‧‧基準充電端子

TCOUT‧‧‧第2啟動電壓端子

TDP‧‧‧第1驅動電壓端子

TDN‧‧‧第2驅動電壓端子

TG‧‧‧驅動控制部用電源端子

TK‧‧‧基準電池端子

TPS1‧‧‧驅動控制部用電源端子

TPS2‧‧‧第1啟動電壓端子

TR‧‧‧負載端子

X‧‧‧主開關控制部

Y‧‧‧橋式電路

Z‧‧‧電容器

圖1是顯示實施形態之電力控制裝置100的構成之一例的圖。

圖2是用以說明判定圖1所示之電力控制裝置100的第2接觸器CB的故障的動作之一例的圖。

圖3是用以說明判定圖1所示之電力控制裝置100的第1接觸器CA的故障的動作之一例的圖。

圖4是顯示圖1所示之電力控制裝置100的故障判定模式中的第1及第2接觸器CA、CB、第1及第2電池B1、B2的動作之一例的圖。

用以實施發明之形態

以下，針對本發明之實施形態，根據圖式來進行說明。

第1實施形態

圖1是顯示實施形態之電力控制裝置100的構成之一例的圖。另外，在圖1中，雖記載了行動電池為最小單位的2個(第1、第2電池B1、B2)的情況，但作成為連接3個以上的行動電池的情況，也是同樣地來說明。

本實施形態之電力控制裝置100例如圖1所示，具備：基準電池端子TK、基準充電端子TCS、第1正電池端子T1P、第1負電池端子T1N、第2正電池端子T2P、第2負電池端子T2N、第1電池用電源端子T1B、第2電池用電源端子T2B、第1驅動電壓端子TDP、第2驅動電壓端子TDN、通訊線CAN、驅動控制部用電源端子TG、第1啟動電壓端子TPS2、第2啟動電壓端子TCOUT、第1充電端子TCP、第2充電端子TCN、開關電路SW、主開關控制部X、驅動控制部PDU、降壓調節器DR、第1整流元件DA、第2整流元件DB、第1接觸器CA、第2接觸器CB。

該電力控制裝置100構成為會裝載於例如電動二輪車(車輛)。而且，馬達M連接於該電動二輪車的車輪。

該電力控制裝置100構成為會藉由基準電池(鉛電池)K的電壓而啟動。而且，電力控制裝置100構成為會從第1及第2電池(Li電池)B1、B2的電壓來生成馬達驅動電壓，並藉由該馬達驅動電壓來驅動馬達M。而且，電力控制裝置100構成為會藉由控制馬達M的驅動，來控制該車輪的旋轉。

在此，基準電池端子TK連接基準電池K的正極，會被供給基準電壓。另外，基準電池K例如是鉛電池。

又，第1充電端子TCP在圖1的範例中，構成為會連接充電器CH的高電位側的輸出，並被施加充電器CH的高電位側的電壓。

又，第2充電端子TCN在圖1的範例中，構成為會連接充電器CH的低電位側的輸出，並被施加充電器CH的低電位側的電壓。

又，基準充電端子TCS可連接充電器CH，且電性連接於第1電池用電源端子T1B及驅動控制部用電源端子TPS1。

另外，充電器CH可以至少在第1及第2電池B1、B2充電時才連接，亦可在上述的電動二輪車的行走時等，從裝載於該電動二輪車的電力控制裝置100(各端子TCN、TCP、TCOUT、TCS)卸除。

又，第1驅動電壓端子TDP電性連接於第1正電池端子T1P。

又，第2驅動電壓端子TDN電性連接於第2充電端子TCN。

又，驅動控制部用電源端子TG電性連接於基準充電端子TCS。

又，第1啟動電壓端子TPS2連接於驅動控制部PDU，且電性連接於第2電池用電源端子T2B。

又，第2啟動電壓端子TCOUT可連接充電器CH，且電性連接於第2電池用電源端子T2B。

又，第1電池用電源端子T1B可連接第1電池B1，且連接於開關電路SW的另一端及基準充電端子TCS。

又，第2電池用電源端子T2B可連接第2電池B2，且連接於第1及第2啟動電壓端子TPS2、TCOUT。

又，行動電池即第1及第2電池B1、B2例如是鋰電池。亦即，第1及第2電池B1、B2輸出的電池電壓(48V)被設定成會變得比基準電池K輸出的基準電壓即電池電壓(12V)還高。

又，第1正電池端子T1P可連接上述的第1電池B1的正極。而且，第1負電池端子T1N可連接該第1電池B1的負極。

在此，第1電池B1例如圖1所示，具備第1電槽(串聯連接的複數個鋰離子電池)S1與第1管理部BMU1。

而且，第1電槽S1構成為會將第1正電池端子T1P與第1負電池端子T1N之間的電壓充電，或是在第1正電池端子T1P與第1負電池端子T1N之間將充電電壓放電。

而且，第1管理部BMU1構成為會以被供給至第1電池用電源端子T1B的基準電壓來啟動，會監視第1電槽S1(亦即，第1電池B1)的狀態(第1電槽S1的電槽電壓、第1電槽S1的SOC、第1電槽S1的溫度、第1電槽S1的電流等)，並透過通訊線CAN，間歇輸出包含與該第1電槽S1(亦即，第1電池B1)的狀態有關的資訊，或是上述的識別資訊等在內的資料。

另外，在該第1電池B1連接前的初期狀態中，第1電池B1的識別資訊被設定為初期識別資訊。

又，第1電池B1構成為在從電力控制裝置100(例如，各端子T1P、T1N、及T1B)卸除後，其識別資訊就會被重置為該初期識別資訊。

而且，該第1管理部BMU1具備第1管理用接觸器T1，該第1管理用接觸器T1是用於因應第1電槽S1的狀態(故障等)，來強制停止第1電槽S1的充放電。

又，第2正電池端子T2P可連接上述的第2電池B2的正極。而且，第2負電池端子T2N可連接該第2電池B2的負極。

在此，第2電池B2具備第2電槽(串聯連接的複數個鋰離子電池)S2與第2管理部BMU2。

而且，第2電槽S2構成為會將第2正電池端子T2P與第2負電池端子T2N之間的電壓充電，或是在第2正電池端子T2P與第2負電池端子T2N之間將充電電壓放電。

而且，第2管理部BMU2構成為會以從驅動控制部PDU所供給的第1啟動電壓或是從充電器CH所供給的第2啟動電壓(亦即，被供給至第2電池用電源端子T2B的第1或第2啟動電壓)來啟動，會監視第2電槽S2(亦即，第2電池B2)的狀態(第2電槽S2的電槽電壓、第2電槽S2的SOC、第2電槽S2的溫度、第2電槽S2的電流等)，並輸出與第2電槽S2(亦即，第2電池B2)的狀態有關的資訊。

另外，在該第2電池B2連接前的初期狀態中，第2電池B2的識別資訊跟第1電池B1的識別資訊一樣被設定為該初期識別資訊。

而且，該第2管理部BMU2具備第2管理用接觸器T2，該第2管理用接觸器T2是用於因應第2電槽S2的狀態(故障等)，來強制停止第2電槽S2的充放電。

又，第2電池B2構成為在從電力控制裝置100(例如，各端子T2P、T2N、及T2B)卸除後，其識別資訊就會被重置為該初期識別資訊。

另外，該第2電池B2的構成與上述的第1電池B1的構成相同。

又，開關電路SW的一端連接於基準電池端子TK，另一端電性連接於基準充電端子TCS、第1電池用電源端子T1B及驅動控制部用電源端子TPS1。

該開關電路SW例如構成為藉由將其開啟，就會將基準電池K的基準電壓供給至驅動控制部PDU及第1電池B1。

另一方面，該開關電路SW構成為藉由將其關閉，就會阻斷基準電池K的基準電壓對驅動控制部PDU及第1電池B1的供給。

又，主開關控制部X構成為會從基準電池K的正極被供給電力，並因應使用者的操作(行為)等，來控制開關電路SW。

又，通訊線CAN是用於供連接於第1正電池端子T1P及第1負電池端子T1N之第1電池B1與驅動控制部PDU(或充電器CH)進行通訊，並且供連接於第2正電池端子T2P及第2負電池端子T2N之第2電池B2與驅動控制部PDU(或充電器CH)進行通訊的構件。

該通訊線CAN具備：第1通訊線CAN1，用於供第1及第2電池B1、B2將資料發送至驅動控制部PDU；及第2通訊線CAN2，用於將驅動控制部PDU或充電器CH的指令發送至第1及第2電池B1、B2。

又，降壓調節器DR構成為會將第1驅動電壓端子TDP與第2驅動電壓端子TDN之間的電壓降壓並輸出。

該降壓調節器DR例如是DC-DC變換器，會將第1驅動電壓端子TDP與第2驅動電壓端子TDN之間的電壓降壓，並輸出至連接負載Load的負載端子TR。另外，基準電池K構成為會藉由該降壓調節器DR輸出的電壓來充電。

另外，該負載Load例如包含上述的電動二輪車的車燈、方向指示燈、或指示器(indicator)、其他電動二輪車的行走等所需的電子零件之任一者。

又，第1整流元件DA是第1二極體，第1節點(陽極)連接於第1充電端子TCP，第2節點(陰極)連接於第1正電池端子T1P，會防止電流的逆流。

又，第2整流元件DB是第2二極體，第1節點(陽極)連接於第1充電端子TCP，第2節點(陰極)連接於第2 正電池端子T2P，會防止電流的逆流。

又，第1接觸器CA連接於第1負電池端子T1N與第2正電池端子T2P之間。該第1接觸器CA構成為會藉由驅動控制部PDU來控制開啟(ON)/關閉(OFF)。

又，第2接觸器CB連接於第1負電池端子T1N與第2充電端子TCN之間。該第2接觸器CB構成為會藉由驅動控制部PDU來控制開啟/關閉。

又，驅動控制部PDU例如圖1所示，構成為會從第1電池B1及第2電池B1、B2的電壓來生成馬達驅動電壓，並藉由該馬達驅動電壓來驅動馬達。而且，驅動控制部PDU構成為會藉由控制馬達M的驅動，來控制該車輪的旋轉。

該驅動控制部PDU例如圖1所示，具備：電容器Z，連接於第1驅動電壓端子TDP與第2驅動電壓端子TDN之間；及橋式電路Y，會被供給第1驅動電壓端子TDP與第2驅動電壓端子TDN之間的電壓(電容器Z的電壓)，對馬達M輸出馬達驅動電壓來驅動馬達M。

例如，驅動控制部PDU構成為會藉由橋式電路Y，從第1驅動電壓端子TDP與第2驅動電壓端子TDN之間的電壓來生成馬達驅動電壓，並藉由該馬達驅動電壓來驅動馬達。

該驅動控制部PDU構成為會透過通訊線CAN，來接收如下資料，即，包含連接於第1正電池端子T1P及第1負電池端子T1N之第1電池B1的識別資訊在內的資料、及包含連接於第2正電池端子T1P及第2負電池端子T2N之第2電池B2的識別資訊在內的資料。

藉此，驅動控制部PDU構成為會辨識第1及第2電池B1、B2的識別資訊，來控制第1電池B1與第2電池B2的電性電路連接(第1及第2接觸器CA、CB)，並且控制第1電池B1及第2電池B2的充放電。

例如，驅動控制部PDU構成為在將第1電池B1及第2電池B2放電時(車輛行走時)，會將第1接觸器CA開啟且將第2接觸器CB關閉，藉此來串聯連接第1電池B1與第2電池B2。

另一方面，驅動控制部PDU構成為在將第1電池B1及第2電池B2充電時(藉由充電器CH充電時)，會將第1接觸器CA關閉且將第2接觸器CB開啟，藉此來並聯連接第1電池B1與第2電池B2。

又，驅動控制部PDU構成為在開關電路SW開啟後，會透過開關電路SW被供給基準電池K的基準電壓而啟動。

而且，該驅動控制部PDU構成為在啟動後，會使第1電池B1啟動，並透過通訊線CAN進行通訊，來設定第1電池B1的識別資訊，之後，會使第2電池B2啟動，並透過通訊線CAN進行通訊，來設定第2電池B2的識別資訊，且設定成有別於第1電池B1的識別資訊。

又，驅動控制部PDU構成為會透過通訊線CAN，從管理部BMU1、BMU2取得複數個資訊。尤其，驅動控制部PDU構成為會根據管理部BMU1、BMU2輸出的與第1電池B1、第2電池B2的狀態有關的電池資訊，來判斷第1電池B1的狀態是正常還是異常(是否有故障)。

在此，該驅動控制部PDU構成為在停止馬達M的驅動功能時，例如會使橋式電路Y的電晶體全部斷開，或是使高側或低側的電晶體短路。

另外，該驅動控制部PDU構成為可透過通訊線CAN來與上述的充電器CH進行通訊。而且，驅動控制部PDU構成為在充電器CH連接於基準充電端子TCS後，會透過基準充電端子TCS及驅動控制部用電源端子TG，被供給充電器CH輸出的第1啟動電壓而啟動。

而且，充電器CH也構成為會透過通訊線CAN，來接收如下資料，即，包含連接於第1正電池端子T1P及第1負電池端子T1N之第1電池B1的識別資訊在內的資料、及包含連接於第2正電池端子T1P及第2負電池端子T2N之第2電池B2的識別資訊在內的資料。

而且，充電器CH能夠在充電時，使第1電池B1啟動，並透過通訊線CAN進行通訊，來設定第1電池B1的識別資訊，之後，使第2電池B2啟動，並透過通訊線CAN進行通訊，來設定第2電池B2的識別資訊，且設定成有別於第1電池B1的識別資訊。

另外，驅動控制部PDU在上述第1及第2電池B1、B2的識別資訊的設定後，將第1電池B1及第2電池B2的電壓供給至馬達來驅動馬達M時，會控制電路連接(第1 及第2接觸器CA、CB)以使第1電池B1與第2電池B2串聯連接，並藉由串聯第1電池B1與第2電池B2後的電壓來驅動馬達M。藉由該馬達M的驅動，車輪會旋轉，電動二輪車將會行走。

又，驅動控制部PDU在上述第1及第2電池B2的識別資訊的設定後，藉由充電器CH來將第1電池B1及第2電池B2充電時，會控制電路連接(第1及第2接觸器CA、CB)以使第1電池B1與第2電池B2並聯連接。

而且，充電器CH會在第1電池B1與第2電池B2並聯連接的狀態下，將第1電池B1及第2電池B2並聯充電。

接下來，針對具有如以上之構成的電力控制裝置100的控制方法(判定第1接觸器CA及第2接觸器CB之故障的故障判定模式)的動作範例來進行說明。

圖2是用以說明判定圖1所示之電力控制裝置100的第2接觸器CB的故障的動作之一例的圖。又，圖3是用以說明判定圖1所示之電力控制裝置100的第1接觸器CA的故障的動作之一例的圖。又，圖4是顯示圖1所示之電力控制裝置100的故障判定模式中的第1及第2接觸器CA、CB、第1及第2電池B1、B2的動作之一例的圖。

如同上述，驅動控制部PDU構成為藉由控制第1接觸器CA及第2接觸器CB，來控制連接於第1正電池端子T1P及第1負電池端子T1N之第1電池B1與連接於第2正電池端子T2P及第2負電池端子T2N之第2電池B2的電性電路連接，並且控制第1電池B1及第2電池B2的充放電。

而且，驅動控制部PDU構成為在判定第1接觸器CA及第2接觸器CB之故障的故障判定模式中，會根據第1驅動電壓端子TDP與第2驅動電壓端子TDN之間的電容器電壓，來判定第1接觸器CA或第2接觸器CB之至少任一者的故障，該電容器電壓是在控制第1接觸器CA及第2接觸器CB以使第1電池B1與第2電池並聯或串聯連接時的電壓。

在此，針對驅動控制部PDU在該故障判定模式中，判定第2接觸器CB的故障的動作之一例來進行說明。

首先，驅動控制部PDU透過通訊線CAN，在從第1管理部BMU1被通知第1電池B1有正常連接的訊息，且從第2管理部BMU2被通知第2電池B2有正常連接的訊息後，會執行故障判定模式。又，該故障判定模式亦可作成為是在驅動控制部PDU確認第1整流元件D1及第2整流元件D2有正常動作之後再執行。

例如圖2所示，在故障判定模式中，驅動控制部PDU在將第1接觸器CA控制成關閉(阻斷狀態)且將第2接觸器CB控制成關閉(阻斷狀態)後，會在電容器Z沒有殘留電荷的狀態下，使第1電池B1啟動(開啟)，從而使第1電池電壓輸出(圖4的時刻N1)。

另外，在該時刻N1中，第2電池B2並未啟動(關閉著)。又，驅動控制部PDU在故障判定模式中，在使第1電池B1啟動前，會藉由例如橋式電路Y，來將電容器Z 的電壓放電。

而且，驅動控制部PDU在使第1電池電壓從第1電池B1輸出後，會檢測第1驅動電壓端子TDP與第2驅動電壓端子TDN之間的電容器電壓。

而且，當檢測出的第1檢測電壓(電容器電壓)為預先設定的第1閾值電壓以上(第1電池電壓(接近48V))時，驅動控制部PDU會判定第2接觸器CB有短路故障(儘管已將第2接觸器CB控制成關閉，但還是處於導通狀態)。

另一方面，當檢測出的該第1檢測電壓未達該第1閾值電壓(接近0V)時，驅動控制部PDU會判定第2接觸器CB沒有短路故障(將第2接觸器CB控制成關閉，且正常地處於阻斷狀態)。

接下來，驅動控制部PDU判定出第2接觸器CB沒有短路故障時，會將第2接觸器CB控制成開啟(導通狀態)(圖4的時刻N2)。

而且，驅動控制部PDU在將第2接觸器CB控制成開啟後，會檢測第1驅動電壓端子TDP與第2驅動電壓端子TDN之間的電容器電壓。

而且，當檢測出的第2檢測電壓(電容器電壓)未達該第1閾值電壓(接近0V)時，驅動控制部PDU會判定第2接觸器CB有開路故障(儘管已將第2接觸器CB控制成開啟，但還是處於阻斷狀態)。

另一方面，當檢測出的該第2檢測電壓為該第1閾值電壓以上(接近第1電池電壓)時，驅動控制部PDU 會判定第2接觸器CB沒有開路故障(將第2接觸器CB控制成開啟，且正常地處於導通狀態)。

藉由上述的驅動控制部PDU的控制動作，便可判定第2接觸器CB的故障。

接下來，針對驅動控制部PDU在故障判定模式中，判定第1接觸器CA的故障的動作之一例來進行說明。

上述的圖4的時刻N2後，在故障判定模式中，驅動控制部PDU判定出第2接觸器CB沒有開路故障時，會將第2接觸器CB控制成關閉(阻斷狀態)(圖4的時刻N3)。而且，驅動控制部PDU在將第2接觸器CB控制成關閉後，例如圖3所示，會使第2電池B2啟動(開啟)，從而使第2電池電壓輸出(圖4的時刻N4)。

而且，驅動控制部PDU在使第2電池電壓從第2電池B2輸出後，會檢測第1驅動電壓端子TDP與第2驅動電壓端子TDN之間的電容器電壓。

而且，當檢測出的第3檢測電壓(電容器電壓)為預先設定的高於上述第1閾值電壓(高於第1電池電壓)之第2閾值電壓以上(接近第1電池電壓加上第2電池電壓後的電壓(96V))時，驅動控制部PDU會判定第1接觸器CA有短路故障(儘管已將第1接觸器CA控制成關閉，但還是處於導通狀態)。

另一方面，當檢測出的該第3檢測電壓未達該第2閾值電壓時，驅動控制部PDU會判定第1接觸器CA 沒有短路故障(將第1接觸器CA控制成關閉，且正常地處於阻斷狀態)。

而且，驅動控制部PDU判定出第1接觸器CA沒有短路故障時，會將第1接觸器CA控制成開啟(導通狀態)(圖4的時刻N5)。

而且，驅動控制部PDU在將第1接觸器CA控制成開啟(導通狀態)後，會檢測第1驅動電壓端子TDP與第2驅動電壓端子TDN之間的電容器電壓。

而且，當檢測出的第4檢測電壓(電容器電壓)未達該第2閾值電壓(接近48V)時，驅動控制部PDU會判定第1接觸器CA有開路故障(儘管已將第1接觸器CA控制成開啟，但還是處於阻斷狀態)。

另一方面，當檢測出的該第4檢測電壓為該第2閾值電壓以上(接近96V)時，驅動控制部PDU會判定第1接觸器CB沒有開路故障(將第1接觸器CA控制成開啟，且正常地處於導通狀態)。

藉由上述的驅動控制部PDU的控制動作，便可判定第1接觸器CA的故障。

另外，驅動控制部PDU在上述的故障判定模式後的驅動模式中，將第1電池B1及第2電池B2的電壓供給至馬達來驅動馬達M時，會控制第1接觸器CA及第2接觸器CB以使第1電池B1與第2電池B2串聯連接，並藉由串聯第1電池B1與第2電池B2後的電壓來驅動馬達M。

又，驅動控制部PDU在上述的故障判定模式後的充電模式中，藉由充電器CH來將第1電池B1及第2電池B2充電時，會控制第1接觸器CA及第2接觸器CB以使第1電池B1與第2電池B2並聯連接，並藉由充電器CH來將第1電池B1及第2電池B2並聯充電。

如以上所述，本發明的一態樣之電力控制裝置具備：第1正電池端子及第1負電池端子，該第1正電池端子可連接第1電池的正極，該第1負電池端子可連接第1電池的負極；第2正電池端子及第2負電池端子，該第2正電池端子可連接第2電池的正極，該第2負電池端子可連接第2電池的負極；第1充電端子，連接充電器的高電位側的輸出，並被施加充電器的高電位側的電壓；第2充電端子，連接充電器的低電位側的輸出，並被施加充電器的低電位側的電壓；第1驅動電壓端子，連接於第1正電池端子；第2驅動電壓端子，連接於第2充電端子；第1整流元件，第1節點連接於第1充電端子，第2節點連接於第1正電池端子，會防止電流的逆流；第2整流元件，第1節點連接於第1充電端子，第2節點連接於第2正電池端子，會防止電流的逆流；第1接觸器，連接於第1負電池端子與第2正電池端子之間；第2接觸器，連接於第1負電池端子與第2充電端子之間；及驅動控制部，藉由控制第1接觸器及第2接觸器，來控制連接於第1正電池端子及第1負電池端子之第1電池與連接於第2正電池端子及第2負電池端子之第2電池的電性電路連接，並且控制第1電池與第2電池的充放電，且具有連接於第1驅動電壓端子與第2驅動電壓端子之間的電容器。

如以上所述，依據實施形態之電力控制裝置，便可執行用於並聯或串聯連接複數個電池的接觸器的故障診斷。

雖然說明了本發明的幾個實施形態，但該等實施形態都是作為範例而提出，並非意圖限定發明範圍。該等實施形態可用其他各種形態來實施，在不脫離發明要旨的範圍內，能夠進行各種省略、置換、及變更。該等實施形態或其變形包含在發明範圍或要旨，且同樣包含在申請專利範圍所記載之發明與其均等範圍中。

Claims

一種電力控制裝置，其特徵在於：具備：第1正電池端子及第1負電池端子，該第1正電池端子可連接第1電池的正極，該第1負電池端子可連接前述第1電池的負極；第2正電池端子及第2負電池端子，該第2正電池端子可連接第2電池的正極，該第2負電池端子可連接前述第2電池的負極；第1充電端子，連接充電器的高電位側的輸出，並被施加前述充電器的高電位側的電壓；第2充電端子，連接前述充電器的低電位側的輸出，並被施加前述充電器的低電位側的電壓；第1驅動電壓端子，連接於前述第1正電池端子；第2驅動電壓端子，連接於前述第2充電端子及前述第2負電池端子；第1整流元件，第1節點連接於前述第1充電端子，第2節點連接於前述第1正電池端子，會防止電流的逆流；第2整流元件，第1節點連接於前述第1充電端子，第2節點連接於前述第2正電池端子，會防止電流的逆流；第1接觸器，連接於前述第1負電池端子與前述第2正電池端子之間；第2接觸器，連接於前述第1負電池端子與前述第2充電端子之間；及驅動控制部，藉由控制前述第1接觸器及前述第2接觸器，來控制連接於前述第1正電池端子及第1負電池端子之前述第1電池與連接於前述第2正電池端子及第2負電池端子之前述第2電池的電性電路連接，並且控制前述第1電池及前述第2電池的充放電，且具有連接於前述第1驅動電壓端子與前述第2驅動電壓端子之間的電容器，前述驅動控制部在判定前述第1接觸器及前述第2接觸器之故障的故障判定模式中，會根據前述第1驅動電壓端子與前述第2驅動電壓端子之間的電容器電壓，來判定前述第1接觸器或前述第2接觸器之至少任一者的故障，該電容器電壓是在控制前述第1接觸器及前述第2接觸器以使前述第1電池與前述第2電池並聯或串聯連接時的電壓。
如請求項1之電力控制裝置，其中在前述故障判定模式中，前述驅動控制部在將前述第1接觸器控制成關閉且將前述第2接觸器控制成關閉後，會在前述電容器沒有殘留電荷的狀態下，使前述第1電池啟動，從而使第1電池電壓輸出，在使前述第1電池電壓從前述第1電池輸出後，檢測前述第1驅動電壓端子與前述第2驅動電壓端子之間的電容器電壓，當檢測出的第1檢測電壓為預先設定的第1閾值電壓以上時，判定前述第2接觸器有短路故障，另一方面，當檢測出的前述第1檢測電壓未達前述第1閾值電壓時，判定前述第2接觸器沒有短路故障，判定出前述第2接觸器沒有短路故障時，在將前述第2接觸器控制成開啟後，檢測前述第1驅動電壓端子與前述第2驅動電壓端子之間的電容器電壓，當檢測出的第2檢測電壓未達前述第1閾值電壓時，判定前述第2接觸器有開路故障，另一方面，當檢測出的前述第2檢測電壓為前述第1閾值電壓以上時，判定前述第2接觸器沒有開路故障。
如請求項2之電力控制裝置，其中在前述故障判定模式中，前述驅動控制部判定出前述第2接觸器沒有開路故障時，會在將前述第2接觸器控制成關閉後，使前述第2電池啟動，從而使第2電池電壓輸出，在使前述第2電池電壓從前述第2電池輸出後，檢測前述第1驅動電壓端子與前述第2驅動電壓端子之間的電容器電壓，當檢測出的第3檢測電壓為預先設定的高於前述第1閾值電壓之第2閾值電壓以上時，判定前述第1接觸器有短路故障，另一方面，當檢測出的前述第3檢測電壓未達前述第2閾值電壓時，判定前述第1接觸器沒有短路故障，判定出前述第1接觸器沒有短路故障時，在將前述第1接觸器控制成開啟後，檢測前述第1驅動電壓端子與前述第2驅動電壓端子之間的電容器電壓，當檢測出的第4檢測電壓未達前述第2閾值電壓時，判定前述第1接觸器有開路故障，另一方面，當檢測出的前述第4檢測電壓為前述第2閾值電壓以上時，判定前述第1接觸器沒有開路故障。
如請求項3之電力控制裝置，其中前述驅動控制部會從前述第1驅動電壓端子與前述第2驅動電壓端子之間的電壓來生成馬達驅動電壓，並藉由前述馬達驅動電壓來驅動馬達。
如請求項4之電力控制裝置，其中前述驅動控制部更具備橋式電路，該橋式電路會被供給前述第1驅動電壓端子與前述第2驅動電壓端子之間的電壓，對前述馬達輸出馬達驅動電壓來驅動前述馬達，又，前述驅動控制部在前述故障判定模式中，在使前述第1電池啟動前，會藉由前述橋式電路，來將前述電容器的電壓放電。
如請求項3之電力控制裝置，其具備：基準電池端子，連接基準電池的正極，會被供給基準電壓；基準充電端子，可連接前述充電器；及開關電路，一端連接於前述基準電池端子，另一端連接於前述基準充電端子、第1電池用電源端子及驅動控制部用電源端子。
如請求項6之電力控制裝置，其中前述第1電池具備：第1電槽(cell)，將前述第1正電池端子與前述第1負電池端子之間的電壓充電，或是在前述第1正電池端子與前述第1負電池端子之間將充電電壓放電；及第1管理部，以被供給至前述第1電池用電源端子的前述基準電壓來啟動，會監視前述第1電槽的狀態，並輸出與前述第1電槽的狀態有關的資訊，又，前述第2電池具備：第2電槽，將前述第2正電池端子與前述第2負電池端子之間的電壓充電，或是在前述第2正電池端子與前述第2負電池端子之間將充電電壓放電；及第2管理部，以從前述驅動控制部所供給的第1啟動電壓或是從前述充電器所供給的第2啟動電壓來啟動，會監視前述第2電槽的狀態，並輸出與前述第2電槽的狀態有關的資訊。
如請求項7之電力控制裝置，其中前述驅動控制部在從前述第1管理部被通知前述第1電池有正常連接的訊息，且從第2管理部被通知前述第2電池有正常連接的訊息後，會執行前述故障判定模式。
如請求項5之電力控制裝置，其中前述驅動控制部在前述故障判定模式後的驅動模式中，將前述第1電池及前述第2電池的電壓供給至馬達來驅動前述馬達時，會控制前述第1接觸器及前述第2接觸器以使前述第1電池與前述第2電池串聯連接，並藉由串聯前述第1電池與前述第2電池後的電壓來驅動前述馬達。
如請求項5之電力控制裝置，其中前述驅動控制部在前述故障判定模式後的充電模式中，藉由前述充電器來將前述第1電池及前述第2電池充電時，會控制前述第1接觸器及前述第2接觸器以使前述第1電池與前述第2電池並聯連接，並藉由前述充電器來將前述第1電池及前述第2電池並聯充電。
如請求項1之電力控制裝置，其中前述驅動控制部在將前述第1電池及前述第2電池放電時，會將前述第1接觸器開啟且將前述第2接觸器關閉，藉此來串聯連接前述第1電池與前述第2電池，另一方面，在將前述第1電池及前述第2電池充電時，會將前述第1接觸器關閉且將前述第2接觸器開啟，藉此來並聯連接前述第1電池與前述第2電池。
如請求項3之電力控制裝置，其中前述第2電池的構成與前述第1電池的構成相同。
如請求項5之電力控制裝置，其中前述電力控制裝置裝載於電動二輪車，前述馬達連接於前述電動二輪車的車輪，前述驅動控制部藉由控制前述馬達的驅動，來控制前述車輪的旋轉。
如請求項7之電力控制裝置，其中前述基準電池是鉛電池，前述第1及第2電池是鋰電池。
一種電力控制裝置之控制方法，該電力控制裝置具備：第1正電池端子及第1負電池端子，該第1正電池端子可連接第1電池的正極，該第1負電池端子可連接前述第1電池的負極；第2正電池端子及第2負電池端子，該第2正電池端子可連接第2電池的正極，該第2負電池端子可連接前述第2電池的負極；第1充電端子，連接充電器的高電位側的輸出，並被施加前述充電器的高電位側的電壓；第2充電端子，連接前述充電器的低電位側的輸出，並被施加前述充電器的低電位側的電壓；第1驅動電壓端子，連接於前述第1正電池端子；第2驅動電壓端子，連接於前述第2充電端子及前述第2負電池端子；第1整流元件，第1節點連接於前述第1充電端子，第2節點連接於前述第1正電池端子，會防止電流的逆流；第2整流元件，第1節點連接於前述第1充電端子，第2節點連接於前述第2正電池端子，會防止電流的逆流；第1接觸器，連接於前述第1負電池端子與前述第2正電池端子之間；第2接觸器，連接於前述第1負電池端子與前述第2充電端子之間；及驅動控制部，藉由控制前述第1接觸器及前述第2接觸器，來控制連接於前述第1正電池端子及第1負電池端子之前述第1電池與連接於前述第2正電池端子及第2負電池端子之前述第2電池的電性電路連接，並且控制前述第1電池與前述第2電池的充放電，且具有連接於前述第1驅動電壓端子與前述第2驅動電壓端子之間的電容器，該電力控制裝置之控制方法之特徵在於：在判定前述第1接觸器及前述第2接觸器之故障的故障判定模式中，會藉由前述驅動控制部，根據前述第1驅動電壓端子與前述第2驅動電壓端子之間的電容器電壓，來判定前述第1接觸器或前述第2接觸器之至少任一者的故障，該電容器電壓是在控制前述第1接觸器及前述第2接觸器以使前述第1電池與前述第2電池並聯或串聯連接時的電壓。