WO2023228592A1 - バッテリ遮断システムおよび故障検出方法 - Google Patents

バッテリ遮断システムおよび故障検出方法 Download PDF

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WO2023228592A1
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battery
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current
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英一 定行
秀樹 岩城
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/18—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for batteries; for accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present disclosure relates to a battery disconnection system and a failure detection method.
  • Patent Document 1 describes a system that causes a fuse to cut off the flow of current based on a detected current detected by a current sensor.
  • the present disclosure provides a battery cutoff system and the like that can detect failure of a current sensor without providing multiple current sensors.
  • a battery cutoff system includes: a main relay connected between a battery and a load; a precharge relay and a precharge resistor connected in parallel with the main relay and connected in series; a current sensor that measures the current of the battery, a pyrotechnic cutoff device that cuts off the current of the battery, a voltage measurement unit that measures the voltage of the precharge resistor, and a control circuit, the control circuit comprising: The pyrotechnic cutoff device is controlled based on the measured value of the current sensor when the main relay is on, and the voltage is controlled when the main relay is off and the precharge relay is on. A failure of the current sensor is detected based on the measured value of the measuring section.
  • a failure detection method includes: a main relay connected between a battery and a load; a precharge relay and a precharge resistor connected in parallel with the main relay and connected in series; A fault detection method for the current sensor carried out by a battery cutoff system comprising a current sensor that measures the current of the battery, and a pyrotechnic cutoff device that cuts off the current of the battery, the main relay being turned off, and , a step of measuring the voltage of the precharge resistor when the precharge relay is on, and a step of detecting a failure of the current sensor based on the measured value measured in the measuring step.
  • a battery cutoff system comprising a current sensor that measures the current of the battery, and a pyrotechnic cutoff device that cuts off the current of the battery, the main relay being turned off, and , a step of measuring the voltage of the precharge resistor when the precharge relay is on, and a step of detecting a failure of the current sensor based on the measured value measured in the measuring step.
  • a failure of a current sensor can be detected without providing a plurality of current sensors.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of a battery cutoff system according to Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a configuration diagram showing an example of a battery cutoff system according to a modification of the first embodiment.
  • FIG. 2 is a configuration diagram showing an example of a battery cutoff system according to a second embodiment.
  • FIG. 7 is a configuration diagram showing an example of a battery cutoff system according to a modification of the second embodiment. 7 is a flowchart illustrating an example of a failure detection method according to another embodiment.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of a battery cutoff system 1 according to the first embodiment.
  • a battery 10 a smoothing capacity 20, and an inverter 30 are shown in FIG. Note that the battery 10, the smoothing capacity 20, or the inverter 30 may be components of the battery cutoff system 1.
  • the battery cutoff system 1 is installed, for example, in a vehicle such as an electric vehicle that uses electric power for propulsion.
  • a high-voltage battery 10 is mounted on a vehicle such as an electric vehicle, and power is supplied from the battery 10 to a load to propel the vehicle such as an electric vehicle.
  • a large current due to an abnormality such as a short circuit may flow in the path connecting the battery 10 and the load, causing the battery 10 to emit smoke or catch fire, so the battery disconnection system 1 shuts off the path.
  • the smoothing capacitor 20 and the inverter 30 are shown as an example of a load.
  • the smoothing capacitor 20 smoothes the current from the battery 10, and the inverter 30 converts the direct current from the battery 10 into alternating current. This allows the motor to be driven by alternating current to propel the vehicle.
  • the battery cutoff system 1 includes main relays 40 and 41, a precharge relay 42, a precharge resistor 43, a current sensor 50, a pyrotechnic cutoff device 60, and a control board 70.
  • the control board 70 is provided with an ignition circuit 71, a control circuit 73, an amplifier circuit 74, a voltage measuring section 75, a communication interface 80, and the like.
  • Main relays 40 and 41 are provided on a path connecting battery 10 and a load, and can supply power from battery 10 to the load when main relays 40 and 41 are on. Note that when the relay is on, it means that the relay is in a conductive state, and when the relay is off, it means that the relay is in a non-conductive state.
  • the battery cutoff system 1 is provided with a precharge relay 42 and a precharge resistor 43 as a measure against rush current.
  • the precharge relay 42 and the precharge resistor 43 are connected in series, and the circuit in which the precharge relay 42 and the precharge resistor 43 are connected in series is connected in parallel with the main relay 40.
  • main relay 40 when starting the vehicle, main relay 40 is turned off, main relay 41 is turned on, and precharge relay 42 is turned on.
  • precharge relay 42 is turned on.
  • current flows to the load via the precharge resistor 43 so generation of rush current can be suppressed.
  • the voltage of the smoothing capacitor 20 becomes approximately the same as the voltage of the battery 10
  • the precharge relay 42 is turned off, the main relay 40 is turned on, and normal operation is started.
  • main relays 40 and 41 and precharge relay 42 are controlled by an ECU (Electronic Control Unit) or the like outside battery cutoff system 1.
  • ECU Electronic Control Unit
  • the main relays 40 and 41 and the precharge relay 42 are mechanical relays (contact relays).
  • the main relays 40, 41 and the precharge relay 42 can be replaced by other types of relays (for example, semiconductor relays or non-contact relays), but they are not suitable for hybrid electric vehicles or pure electric vehicles.
  • the main relays 40, 41 and the precharge relay 42 are mechanical relays.
  • the main relays 40 and 41 are mechanical relays than the precharge relay 42.
  • the current sensor 50 measures the current of the battery 10 (specifically, the current flowing through the path connecting the battery 10 and the load).
  • the current sensor 50 is, for example, a shunt resistor, and measures the current of the battery 10 by converting the current flowing through the resistance element of the shunt resistor into a voltage.
  • the resistance value of the resistance element of the shunt resistor is small, about several tens of microohms, and the generated voltage is also small, so the current sensor 50 may include an amplifier circuit.
  • the battery cutoff system 1 includes an amplifier circuit 74 in addition to the amplifier circuit.
  • the current sensor 50 can also use other methods (for example, a current sensor using a Hall element).
  • a shunt resistor shunt type
  • shunt type shunt type
  • the pyrotechnic cutoff device 60 is a device for cutting off the current of the battery 10. Specifically, the pyrotechnic cutoff device 60 is a device that is provided on a path that connects the battery 10 and the load, and is used to cut off the path. The pyrotechnic cutoff device 60 is, for example, a pyrofuse.
  • the voltage measurement unit 75 measures the voltage of the precharge resistor 43.
  • the voltage measuring section 75 includes a first voltage sensor 72 that measures the voltage across the precharge resistor 43 as the voltage of the precharge resistor 43.
  • the communication interface 80 is an interface that communicates with a higher-level system of the battery cutoff system 1.
  • the control circuit 73 is a circuit for cutting off the current of the battery 10, and is also a circuit for detecting a failure of the current sensor 50.
  • the control circuit 73 is realized by, for example, a microcontroller unit (MCU).
  • the control circuit 73 controls the pyrotechnic cutoff device 60 based on the measured value of the current sensor 50 when the main relay 40 is on (that is, during normal operation). Specifically, the control circuit 73 controls the pyrotechnic cutoff device 60 to cut off the path connecting the battery 10 and the load when the measured value of the current sensor 50 satisfies a predetermined condition.
  • the predetermined condition is not particularly limited, it is a condition that the measured value of the current sensor 50 becomes a value corresponding to the current that should interrupt the above-mentioned path.
  • control circuit 73 controls pyrotechnic shutoff device 60 via ignition circuit 71 .
  • the ignition circuit 71 is a circuit that controls the pyrotechnic cutoff device 60 according to the output signal from the control circuit 73 when the output signal from the control circuit 73 is small and the pyrotechnic cutoff device 60 cannot be driven by the control circuit 73 alone. It is. Note that if the pyrotechnic cutoff device 60 can be controlled by the control circuit 73 alone, the ignition circuit 71 may not be provided.
  • the control circuit 73 also measures the voltage of the voltage measuring unit 75 when the main relay 40 is off and the precharge relay 42 is on (that is, when inrush current countermeasures are being taken before the start of normal operation). A failure of the current sensor 50 is detected based on the value. The control circuit 73 recognizes that the precharge relay 42 is turned on and the main relay is turned off when a current flows through the precharge resistor 43 and the voltage measuring section 75 measures a voltage equal to or higher than a predetermined value. be able to.
  • the control circuit 73 adjusts the measured value of the first voltage sensor 72 and the value of the precharge resistor 43 after the precharge relay 42 turns on from off until it turns off after a certain period of time (for example, 0.1 seconds).
  • a failure of the current sensor 50 is detected by calculating the current from the resistance value and comparing the calculated current with the measured value of the current sensor 50. For example, if the calculated current (that is, the current that flows through the precharge resistor 43) and the measured value of the current sensor 50 (that is, the current that flows through the current sensor 50 (shunt resistor)) substantially match, the control circuit 73 It is determined that the current sensor 50 is not out of order.
  • the control circuit 73 detects a failure of the current sensor 50. This is because the current flowing through the current sensor 50 and the current flowing through the precharge resistor 43 substantially match if the current sensor 50 is not malfunctioning.
  • the measured value of the first voltage sensor 72 and the measured value of the current sensor 50 are values measured at approximately the same timing.
  • the timing of measuring the measured value of the first voltage sensor 72 and the measured value of the current sensor 50 is not particularly limited, but after the precharge relay 42 is turned on from off, the smoothing capacitor 20 is gradually charged and the current flows. , the timing may be as early as possible after the precharge relay 42 is turned on from off. Further, as the measured value of the first voltage sensor 72 and the measured value of the current sensor 50, an average value at a plurality of timings may be used.
  • control circuit 73 detects a failure of the current sensor 50 by comparing the measured value of the current sensor 50 and the current calculated from the measured value of the voltage measurement section 75
  • the control circuit 73 is not limited to this. do not have.
  • the control circuit 73 may detect a failure of the current sensor 50 by comparing the slope of the time change of the measured value of the current sensor 50 and the slope of the time change of the measured value of the voltage measuring section 75. .
  • the detection accuracy of the current sensor 50 may be lowered due to the influence of resistance value errors, etc., but in the case of comparing the slope of the time change of the measured value, the slope of the time change is This is because the current sensor 50 is less susceptible to the effects of value errors and the like, and a decrease in detection accuracy of the current sensor 50 can be suppressed.
  • the amplifier circuit 74 amplifies the signal of the current sensor 50 when detecting a failure of the current sensor 50.
  • the amplifier circuit 74 receives the signal from the current sensor 50 when the main relay 40 is off and the precharge relay 42 is on (that is, when inrush current countermeasures are being taken before the start of normal operation). amplify.
  • inrush current countermeasures When inrush current countermeasures are being taken, the current flowing through the current sensor 50 is small, unlike large currents during abnormal conditions, and the measurement accuracy of the current sensor 50 is poor. is amplified.
  • the signal of the current sensor 50 amplified by the amplifier circuit 74 is input to the control circuit 73, and the control circuit 73 outputs the signal of the current sensor 50 based on the signal of the current sensor 50 amplified as the measurement value of the current sensor 50. Detect failure. However, if the signal from the current sensor 50 is amplified and input to the control circuit 73 during normal operation, there is a risk that the measurement range of the control circuit 73 will be exceeded, so the amplification circuit 74 is not used during normal operation.
  • control circuit 73 detects a failure of the current sensor 50, it notifies the higher-level system of the abnormality via the communication interface 80. As a result, it is possible to notify the driver of the vehicle of the abnormality and improve safety.
  • the battery cutoff system 1 includes a main relay 40 connected between the battery 10 and the load, a precharge relay 42 and a precharge resistor 43 connected in parallel and in series with the main relay 40. , a current sensor 50 that measures the current of the battery 10 , a pyrotechnic cutoff device 60 that cuts off the current of the battery 10 , a voltage measuring section 75 that measures the voltage of the precharge resistor 43 , and a control circuit 73 .
  • the control circuit 73 controls the pyrotechnic cutoff device 60 based on the measured value of the current sensor 50 when the main relay 40 is on, and when the main relay 40 is off and the precharge relay 42 is on. A failure of the current sensor 50 is detected based on the measured value of the voltage measuring section 75 when it is turned on.
  • a precharge relay 42 and a precharge resistor 43 are provided, and the precharge relay 42 is turned on before the main relay 40 is turned on, and current flows through the precharge resistor 43. This will take measures against inrush current.
  • the precharge resistor 43 used as a countermeasure against inrush current to also detect a failure of the current sensor 50, a failure of the current sensor 50 can be detected without providing a plurality of current sensors 50.
  • control circuit 73 may control the pyrotechnic cutoff device 60 to cut off the path connecting the battery 10 and the load when the measured value of the current sensor 50 satisfies a predetermined condition.
  • the battery cutoff system 1 uses the pyrotechnic cutoff device 60 to perform the following operations when the measured value of the current sensor 50 satisfies a predetermined condition (specifically, when a large current flows through the current sensor 50).
  • a predetermined condition specifically, when a large current flows through the current sensor 50.
  • the path connecting the battery 10 and the load can be cut off.
  • the voltage measurement unit 75 may include a first voltage sensor 72 that measures the voltage across the precharge resistor 43 as the voltage of the precharge resistor 43.
  • the voltage across the precharge resistor 43 may be measured as the voltage of the precharge resistor 43.
  • control circuit 73 calculates a current from the measured value of the first voltage sensor 72 and the resistance value of the precharge resistor 43, and compares the calculated current with the measured value of the current sensor 50, so that the current sensor 50 failures may be detected.
  • the current flowing through the precharge resistor 43 can be calculated from the voltage across the precharge resistor 43 and the resistance value of the precharge resistor 43, and the current flowing through the calculated precharge resistor 43 and the current sensor 50 can be measured. By comparing the values (specifically, the current flowing through the current sensor 50), if they do not substantially match, it can be detected that the current sensor 50 is out of order.
  • the battery cutoff system 1 may further include a communication interface 80 that communicates with a higher-level system.
  • the control circuit 73 may notify the higher-level system of the abnormality via the communication interface 80.
  • the failure of the current sensor 50 can be notified to the higher-level system.
  • the battery cutoff system 1 may further include an amplifier circuit 74 that amplifies the signal of the current sensor 50 when detecting a failure of the current sensor 50.
  • the signal of the current sensor 50 amplified by the amplifier circuit 74 is input to the control circuit 73, and the control circuit 73 uses the current sensor 50 as a measurement value of the current sensor 50 based on the amplified signal of the current sensor 50. It may also be possible to detect a failure in the
  • the current flowing through the precharge resistor 43 when detecting a failure of the current sensor 50 is small. Therefore, there is a problem that the current measured by the current sensor 50 is also small, and the accuracy of detecting a failure of the current sensor 50 is reduced. Therefore, by amplifying the signal of the current sensor 50 using the amplification circuit 74, it is possible to improve the accuracy of detecting a failure of the current sensor 50.
  • FIG. 2 is a configuration diagram showing an example of a battery cutoff system 1a according to a modification of the first embodiment.
  • the voltage measuring unit 75 uses a first voltage sensor 72 that measures the voltage across the precharge relay 42 and the precharge resistor 43 connected in series as the voltage of the precharge resistor 43.
  • the configuration provided is different from the first embodiment.
  • the other configurations are the same as those in Embodiment 1, so the explanation will be omitted.
  • the voltage across the precharge relay 42 and the precharge resistor 43 connected in series may be measured as the voltage of the precharge resistor 43. This is because the on-resistance of the precharge relay 42 is small and can be ignored, and the voltage across the precharge relay 42 and the precharge resistor 43 connected in series can be regarded as the voltage across the precharge resistor 43.
  • control circuit 73 calculates a current from the measured value of the first voltage sensor 72 and the resistance value of the precharge resistor 43, and compares the calculated current with the measured value of the current sensor 50. A failure of the current sensor 50 is detected.
  • the current flowing through the precharge resistor 43 can be calculated from the voltage across the precharge relay 42 and the precharge resistor 43 connected in series and the resistance value of the precharge resistor 43.
  • the current flowing through the current sensor 50 is compared with the measured value of the current sensor 50 (specifically, the current flowing through the current sensor 50), and if they do not substantially match, it is detected that the current sensor 50 is malfunctioning. be able to.
  • FIG. 3 is a configuration diagram showing an example of the battery cutoff system 2 according to the second embodiment.
  • the voltage measurement unit 75 has a configuration that is different from the first embodiment in that it includes a first voltage sensor 72a that measures the voltage of the battery 10 and a second voltage sensor 72b that measures the voltage of the load. different from.
  • the other configurations are the same as those in Embodiment 1, so the explanation will be omitted.
  • the first voltage sensor 72a measures the voltage between the nodes of the main relay 40 and precharge relay 42 on the battery 10 side and the node of the main relay 41 on the battery 10 side, as the voltage of the battery 10.
  • the first voltage sensor 72a may measure the voltage between the node of the pyrotechnic cutoff device 60 on the battery 10 side and the node of the main relay 41 on the battery 10 side, as the voltage of the battery 10.
  • the second voltage sensor 72b measures the voltage between the load-side node of the main relay 40 and precharge resistor 43 and the load-side node of the main relay 41 as the voltage of the load.
  • the voltage of the precharge resistor 43 is determined by the measurement value of the first voltage sensor 72a (voltage of the battery 10) and the measurement value of the second voltage sensor 72b. (load voltage). Therefore, the voltage measuring section 75 measuring the voltage of the battery 10 and the voltage of the load is equivalent to measuring the voltage of the precharge resistor 43.
  • the voltage of the battery 10 and the voltage of the load may be measured as the voltage of the precharge resistor 43.
  • control circuit 73 calculates the voltage of the precharge resistor 43 from the above difference, calculates the current from the calculated voltage of the precharge resistor 43 and the resistance value of the precharge resistor 43, and calculates the calculated current and the current. By comparing the measured value of the sensor 50, a failure of the current sensor 50 is detected.
  • the current flowing through the precharge resistor 43 can be calculated from the above difference and the resistance value of the precharge resistor 43, and the calculated current flowing through the precharge resistor 43 and the measured value of the current sensor 50 (specifically, (current flowing through the current sensor 50), and if they do not substantially match, it can be detected that the current sensor 50 is malfunctioning.
  • FIG. 4 is a configuration diagram showing an example of a battery cutoff system 2a according to a modification of the second embodiment.
  • the modification of the second embodiment differs from the second embodiment in that the reference potential of the first voltage sensor 72a and the reference potential of the second voltage sensor 72b are common. Other points are the same as those in Embodiment 2, so explanations will be omitted.
  • the reference potential of the first voltage sensor 72a and the reference potential of the second voltage sensor 72b may be common. Specifically, as shown in FIG. 4, even if the reference potential of the first voltage sensor 72a and the reference potential of the second voltage sensor 72b are the potential of the node of the main relay 41 on the battery 10 side, good.
  • the reference potential of the first voltage sensor 72a and the reference potential of the second voltage sensor 72b may each be the potential of a node on the load side of the main relay 41.
  • the reference potential of the first voltage sensor 72a and the reference potential of the second voltage sensor 72b may each be the ground potential of the control board 70.
  • the reference potential of the first voltage sensor 72a and the reference potential of the second voltage sensor 72b may be common.
  • the control circuit 73 calculates the voltage of the precharge resistor 43 from the difference between the measured value of the first voltage sensor 72a (voltage of the battery 10) and the measured value of the second voltage sensor 72b (voltage of the load).
  • a failure of the current sensor 50 is detected by calculating the current from the calculated voltage of the precharge resistor 43 and the resistance value of the precharge resistor 43, and comparing the calculated current with the measured value of the current sensor 50. do.
  • the current flowing through the precharge resistor 43 can be calculated from the above difference and the resistance value of the precharge resistor 43, and the calculated current flowing through the precharge resistor 43 and the measured value of the current sensor 50 (specifically, (current flowing through the current sensor 50), and if they do not substantially match, it can be detected that the current sensor 50 is malfunctioning.
  • the battery cutoff system includes the amplifier circuit 74, but the battery cutoff system does not need to include the amplifier circuit 74.
  • the battery cutoff system includes the communication interface 80, but the battery cutoff system does not need to include the communication interface 80.
  • the present disclosure can be realized not only as a battery cutoff system, but also as a failure detection method including steps (processing) performed by the components that make up the battery cutoff system.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of a failure detection method according to another embodiment.
  • the failure detection method includes a main relay connected between the battery and the load, a precharge relay and a precharge resistor connected in parallel with the main relay and connected in series, and a current sensor that measures the battery current.
  • a fault detection method for a current sensor carried out by a battery cutoff system comprising: a pyrotechnic cutoff device for cutting off battery current; as shown in FIG. 5, the main relay is turned off and the precharge relay a step of measuring the voltage of the precharge resistor when the is on (step S11), and a step of detecting a failure of the current sensor based on the measured value measured in the measuring step (step S12).
  • the steps in the fault detection method may be performed by a computer (computer system).
  • the present disclosure can be realized as a program for causing a computer to execute the steps included in the failure detection method.
  • the present disclosure can be realized as a non-transitory computer-readable recording medium such as a CD-ROM on which the program is recorded.
  • each step is executed by executing the program using hardware resources such as a computer's CPU, memory, and input/output circuits. . That is, each step is executed by the CPU acquiring data from a memory or input/output circuit, etc., and performing calculations, and outputting the calculation results to the memory, input/output circuit, etc.
  • hardware resources such as a computer's CPU, memory, and input/output circuits.
  • each component included in the battery cutoff system of the above embodiment may be realized as a dedicated or general-purpose circuit.
  • each component included in the battery cutoff system of the above embodiment may be realized as an LSI (Large Scale Integration) that is an integrated circuit (IC).
  • LSI Large Scale Integration
  • IC integrated circuit
  • the integrated circuit is not limited to LSI, and may be realized by a dedicated circuit or a general-purpose processor.
  • a programmable FPGA (Field Programmable Gate Array) or a reconfigurable processor in which connections and settings of circuit cells inside the LSI can be reconfigured may be used.
  • the present disclosure can be applied to a device that interrupts current flowing in a current path.

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Abstract

バッテリ遮断システムは、バッテリと負荷との間に接続されるメインリレーと、メインリレーと並列に接続され、直列接続されたプリチャージリレーおよびプリチャージ抵抗と、バッテリの電流を測定する電流センサーと、バッテリの電流を遮断するための火工遮断装置と、プリチャージ抵抗の電圧を測定する電圧測定部と、制御回路と、を備え、制御回路は、メインリレーがオンしているときの電流センサーの測定値に基づいて火工遮断装置を制御し、メインリレーがオフし、かつ、プリチャージリレーがオンしているときの電圧測定部の測定値に基づいて電流センサーの故障を検出する。

Description

バッテリ遮断システムおよび故障検出方法
　本開示は、バッテリ遮断システムおよび故障検出方法に関する。
　特許文献１には、電流センサーによって検出された検出電流に基づいて、ヒューズに電流の流れを遮断させるシステムが記載されている。
特開２０１５－９１１９９号公報
　特許文献１に記載されたシステムでは、電流センサーが故障した場合、電流の誤検出により、過電流が流れていないのに誤って遮断されたり、過電流が流れているのに遮断されなかったりする場合がある。例えば、電流センサーの故障を検出するために、電流センサーを複数設けて冗長化することも考えられるが、高コスト化してしまう。
　そこで、本開示は、電流センサーを複数設けることなく、電流センサーの故障を検出できるバッテリ遮断システムなどを提供する。
　本開示の一態様に係るバッテリ遮断システムは、バッテリと負荷との間に接続されるメインリレーと、前記メインリレーと並列に接続され、直列接続されたプリチャージリレーおよびプリチャージ抵抗と、前記バッテリの電流を測定する電流センサーと、前記バッテリの電流を遮断するための火工遮断装置と、前記プリチャージ抵抗の電圧を測定する電圧測定部と、制御回路と、を備え、前記制御回路は、前記メインリレーがオンしているときの前記電流センサーの測定値に基づいて前記火工遮断装置を制御し、前記メインリレーがオフし、かつ、前記プリチャージリレーがオンしているときの前記電圧測定部の測定値に基づいて前記電流センサーの故障を検出する。
　本開示の一態様に係る故障検出方法は、バッテリと負荷との間に接続されるメインリレーと、前記メインリレーと並列に接続され、直列接続されたプリチャージリレーおよびプリチャージ抵抗と、前記バッテリの電流を測定する電流センサーと、前記バッテリの電流を遮断する火工遮断装置と、を備えるバッテリ遮断システムにより実行される前記電流センサーの故障検出方法であって、前記メインリレーがオフし、かつ、前記プリチャージリレーがオンしているときの前記プリチャージ抵抗の電圧を測定するステップと、前記測定するステップで測定された測定値に基づいて、前記電流センサーの故障を検出するステップと、を含む。
　本開示の一態様に係るバッテリ遮断システムなどによれば、電流センサーを複数設けることなく、電流センサーの故障を検出できる。
実施の形態１に係るバッテリ遮断システムの一例を示す構成図である。 実施の形態１の変形例に係るバッテリ遮断システムの一例を示す構成図である。 実施の形態２に係るバッテリ遮断システムの一例を示す構成図である。 実施の形態２の変形例に係るバッテリ遮断システムの一例を示す構成図である。 その他の実施の形態に係る故障検出方法の一例を示すフローチャートである。
　以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
　なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。
　（実施の形態１）
　以下、実施の形態１に係るバッテリ遮断システム１について図１を用いて説明する。
　図１は、実施の形態１に係るバッテリ遮断システム１の一例を示す構成図である。なお、図１には、バッテリ遮断システム１の他に、バッテリ１０、平滑容量２０およびインバータ３０が示されている。なお、バッテリ１０、平滑容量２０またはインバータ３０は、バッテリ遮断システム１の構成要素であってもよい。
　バッテリ遮断システム１は、例えば、推進駆動に電力が用いられる電気自動車などの車両に搭載される。電気自動車などの車両には、高電圧のバッテリ１０が搭載され、バッテリ１０から負荷に電力が供給されることで、電気自動車などの車両の推進駆動が行われる。事故などが発生したときにバッテリ１０と負荷とを接続する経路に短絡などの異常による大電流が流れ、バッテリ１０が発煙、発火するおそれがあるため、バッテリ遮断システム１は、当該経路を遮断するために設けられる。以下では、負荷の一例として平滑容量２０およびインバータ３０を示している。
　平滑容量２０は、バッテリ１０からの電流を平滑化し、インバータ３０は、バッテリ１０からの直流電流を交流電流に変換する。これにより、交流電流によってモーターを駆動し車両を推進させることができる。
　バッテリ遮断システム１は、メインリレー４０および４１、プリチャージリレー４２、プリチャージ抵抗４３、電流センサー５０、火工遮断装置６０および制御基板７０を備える。制御基板７０には、点火回路７１、制御回路７３、増幅回路７４、電圧測定部７５および通信インタフェース８０などが設けられる。
　メインリレー４０および４１は、バッテリ１０と負荷とを接続する経路上に設けられ、メインリレー４０および４１がオンしているときに負荷にバッテリ１０からの電力を供給することができる。なお、リレーがオンしているとは、リレーが導通状態となっていることを意味し、リレーがオフしているとは、リレーが非導通状態となっていることを意味する。
　なお、車両の起動時などに、メインリレー４０および４１を両方オンにすると、突入電流が流れてしまう。そこで、バッテリ遮断システム１には、突入電流対策として、プリチャージリレー４２およびプリチャージ抵抗４３が設けられている。
　プリチャージリレー４２およびプリチャージ抵抗４３は、直列接続されており、かつ、プリチャージリレー４２とプリチャージ抵抗４３とが直列接続された回路は、メインリレー４０と並列に接続される。例えば、車両の起動時などには、メインリレー４０がオフされ、メインリレー４１がオンされ、プリチャージリレー４２がオンされる。これにより、負荷へプリチャージ抵抗４３を介して電流が流れるため、突入電流の発生を抑制できる。例えば、０．１ｓ程度で平滑容量２０の電圧がバッテリ１０の電圧と同程度になり、プリチャージリレー４２がオフされ、メインリレー４０がオンされて通常動作が開始される。例えば、メインリレー４０および４１ならびにプリチャージリレー４２は、バッテリ遮断システム１外のＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）などによって制御される。
　メインリレー４０、４１、及びプリチャージリレー４２は、メカニカルリレー（有接点リレー）である。なお、本実施の形態において、メインリレー４０、４１、及びプリチャージリレー４２は、その他方式のリレー（一例として、半導体リレー、無接点リレー）を用いることも出来るが、ハイブリッド電気自動車又は純粋電気自動車等の電気自動車に搭載される大容量のバッテリからの大電流を、確実に遮断と供給を切り替えるためには、メインリレー４０、４１、及びプリチャージリレー４２は、メカニカルリレーであることがより好ましい。特に、メインリレー４０、４１は、プリチャージリレー４２よりも、メカニカルリレーであることが、より好ましい。
　電流センサー５０は、バッテリ１０の電流（具体的には、バッテリ１０と負荷とを接続する経路に流れる電流）を測定する。電流センサー５０は、例えば、シャント抵抗であり、シャント抵抗の抵抗素子に流れる電流を電圧に変換することで、バッテリ１０の電流を測定する。例えば、シャント抵抗の抵抗素子の抵抗値は、数１０マイクロオーム程度と小さく、発生する電圧も小さいため、電流センサー５０は増幅回路を備えていてもよい。なお、バッテリ遮断システム１は、当該増幅回路とは別に、増幅回路７４を備える。
　電流センサー５０は、シャント抵抗（シャント方式）以外にもその他方式（一例として、ホール素子を用いる電流センサー）を用いることもできる。しかし、バッテリ遮断システム１への搭載容易性から、ホール素子を用いる電流センサーよりも小型化ができるシャント抵抗（シャント方式）を用いることが、より好ましい。
　火工遮断装置６０は、バッテリ１０の電流を遮断するための装置である。具体的には、火工遮断装置６０は、バッテリ１０と負荷とを接続する経路上に設けられ、当該経路を遮断するための装置である。火工遮断装置６０は、例えばパイロヒューズである。
　電圧測定部７５は、プリチャージ抵抗４３の電圧を測定する。実施の形態１では、図１に示されるように、電圧測定部７５は、プリチャージ抵抗４３の電圧として、プリチャージ抵抗４３の両端電圧を測定する第１の電圧センサー７２を備える。
　通信インタフェース８０は、バッテリ遮断システム１の上位のシステムと通信を行うインタフェースである。
　制御回路７３は、バッテリ１０の電流を遮断するための回路であり、また、電流センサー５０の故障を検出するための回路である。制御回路７３は、例えば、マイコン（ＭＣＵ：Ｍｉｃｒｏ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　Ｕｎｉｔ）などにより実現される。
　制御回路７３は、メインリレー４０がオンしているとき（すなわち、通常動作時）の電流センサー５０の測定値に基づいて火工遮断装置６０を制御する。具体的には、制御回路７３は、電流センサー５０の測定値が所定条件を満たしたときに、バッテリ１０と負荷とを接続する経路の遮断を実行するように火工遮断装置６０を制御する。所定条件は、特に限定されないが、電流センサー５０の測定値が、上記経路を遮断すべき電流に相当する値となるといった条件である。例えば、制御回路７３は、点火回路７１を介して火工遮断装置６０を制御する。点火回路７１は、制御回路７３からの出力信号が小さく、制御回路７３だけでは火工遮断装置６０を駆動できない場合に、制御回路７３からの出力信号に応じて火工遮断装置６０を制御する回路である。なお、制御回路７３単独で火工遮断装置６０を制御できる場合には、点火回路７１が設けられていなくてもよい。
　また、制御回路７３は、メインリレー４０がオフし、かつ、プリチャージリレー４２がオンしているとき（すなわち通常動作開始前の突入電流対策が行われているとき）の電圧測定部７５の測定値に基づいて電流センサー５０の故障を検出する。制御回路７３は、プリチャージ抵抗４３に電流が流れて電圧測定部７５が所定値以上の電圧を測定している場合に、プリチャージリレー４２がオンし、かつ、メインリレーがオフしたと認識することができる。
　制御回路７３は、プリチャージリレー４２がオフからオンした後、一定時間（例えば０．１ｓなど）後にオンからオフするまでの間に、第１の電圧センサー７２の測定値とプリチャージ抵抗４３の抵抗値とから電流を算出し、算出した電流と電流センサー５０の測定値とを比較することで、電流センサー５０の故障を検出する。例えば、制御回路７３は、算出した電流（すなわちプリチャージ抵抗４３に流れる電流）と、電流センサー５０の測定値（すなわち電流センサー５０（シャント抵抗）を流れる電流）とが略一致した場合には、電流センサー５０が故障していないと判定する。一方で、制御回路７３は、略一致しない場合には、電流センサー５０の故障を検出する。電流センサー５０が故障していない場合には、電流センサー５０に流れる電流とプリチャージ抵抗４３に流れる電流とが略一致するためである。
　なお、第１の電圧センサー７２の測定値と電流センサー５０の測定値とは、略同じタイミングに測定された値である。第１の電圧センサー７２の測定値および電流センサー５０の測定値の測定のタイミングは、特に限定されないが、プリチャージリレー４２がオフからオンした後、徐々に平滑容量２０が充電されていき流れる電流が小さくなっていくため、プリチャージリレー４２がオフからオンした後、なるべく早いタイミングであってもよい。また、第１の電圧センサー７２の測定値および電流センサー５０の測定値として、複数タイミングでの平均値が用いられてもよい。
　なお、制御回路７３は、電流センサー５０の測定値と電圧測定部７５の測定値から算出された電流とを比較することで、電流センサー５０の故障を検出する例を説明したが、これに限らない。例えば、制御回路７３は、電流センサー５０の測定値の時間変化の勾配と、電圧測定部７５の測定値の時間変化の勾配とを比較することで、電流センサー５０の故障を検出してもよい。測定値自体の比較の場合には、抵抗値の誤差などの影響により電流センサー５０の検出精度が低くなり得るが、測定値の時間変化の勾配の比較の場合には、時間変化の勾配は抵抗値の誤差などの影響を受けにくく、電流センサー５０の検出精度の低下を抑制できるためである。
　また、増幅回路７４は、電流センサー５０の故障を検出する際に電流センサー５０の信号を増幅する。つまり、増幅回路７４は、メインリレー４０がオフし、かつ、プリチャージリレー４２がオンしているとき（すなわち通常動作開始前の突入電流対策が行われているとき）に、電流センサー５０の信号を増幅する。突入電流対策が行われているときは、異常時の大電流と異なり、電流センサー５０に流れる電流は小さく、電流センサー５０の測定精度が悪いため、このときには、増幅回路７４によって電流センサー５０の信号が増幅される。そして、増幅回路７４により増幅された電流センサー５０の信号は制御回路７３へ入力され、制御回路７３は、電流センサー５０の測定値として増幅された電流センサー５０の信号に基づいて、電流センサー５０の故障を検出する。ただし、通常動作時に電流センサー５０の信号が増幅されて制御回路７３に入力された場合には、制御回路７３の測定範囲を超えるおそれがあるため、通常動作時には、増幅回路７４は用いられない。
　また、例えば、制御回路７３は、電流センサー５０の故障を検出したとき、通信インタフェース８０を介して上位のシステムに異常の通知を行う。これにより、車両の運転者などに異常を通知でき、安全性を高めることができる。
　以上説明したように、バッテリ遮断システム１は、バッテリ１０と負荷との間に接続されるメインリレー４０と、メインリレー４０と並列に接続され、直列接続されたプリチャージリレー４２およびプリチャージ抵抗４３と、バッテリ１０の電流を測定する電流センサー５０と、バッテリ１０の電流を遮断するための火工遮断装置６０と、プリチャージ抵抗４３の電圧を測定する電圧測定部７５と、制御回路７３と、を備え、制御回路７３は、メインリレー４０がオンしているときの電流センサー５０の測定値に基づいて火工遮断装置６０を制御し、メインリレー４０がオフし、かつ、プリチャージリレー４２がオンしているときの電圧測定部７５の測定値に基づいて電流センサー５０の故障を検出する。
　バッテリ遮断システム１では、プリチャージリレー４２およびプリチャージ抵抗４３が設けられており、メインリレー４０がオンされる前にプリチャージリレー４２がオンされて、プリチャージ抵抗４３を介して電流が流されることで、突入電流対策が行われる。本開示では、突入電流対策として用いられるプリチャージ抵抗４３を電流センサー５０の故障の検出にも用いることで、電流センサー５０を複数設けることなく、電流センサー５０の故障を検出できる。
　例えば、制御回路７３は、電流センサー５０の測定値が所定条件を満たしたときに、バッテリ１０と負荷とを接続する経路の遮断を実行するように火工遮断装置６０を制御してもよい。
　このように、バッテリ遮断システム１は、電流センサー５０の測定値が所定条件を満たしたときに（具体的には、電流センサー５０に大きな電流が流れたときに）、火工遮断装置６０により、バッテリ１０と負荷とを接続する経路を遮断することができる。
　例えば、電圧測定部７５は、プリチャージ抵抗４３の電圧として、プリチャージ抵抗４３の両端電圧を測定する第１の電圧センサー７２を備えていてもよい。
　このように、プリチャージ抵抗４３の電圧として、プリチャージ抵抗４３の両端電圧が測定されてもよい。
　例えば、制御回路７３は、第１の電圧センサー７２の測定値とプリチャージ抵抗４３の抵抗値とから電流を算出し、算出した電流と電流センサー５０の測定値とを比較することで、電流センサー５０の故障を検出してもよい。
　このように、プリチャージ抵抗４３に流れる電流を、プリチャージ抵抗４３の両端電圧とプリチャージ抵抗４３の抵抗値とから算出でき、算出されたプリチャージ抵抗４３に流れる電流と、電流センサー５０の測定値（具体的には電流センサー５０に流れる電流）とを比較して、略一致していない場合には、電流センサー５０が故障していることを検出することができる。
　例えば、バッテリ遮断システム１は、更に、上位のシステムと通信を行う通信インタフェース８０を備えていてもよい。例えば、制御回路７３は、電流センサー５０の故障を検出したとき、通信インタフェース８０を介して上位のシステムに異常の通知を行ってもよい。
　これによれば、電流センサー５０の故障を上位のシステムに通知することができる。
　例えば、バッテリ遮断システム１は、更に、電流センサー５０の故障を検出する際に電流センサー５０の信号を増幅する増幅回路７４を備えていてもよい。例えば、増幅回路７４により増幅された電流センサー５０の信号は制御回路７３へ入力され、制御回路７３は、電流センサー５０の測定値として、増幅された電流センサー５０の信号に基づいて、電流センサー５０の故障を検出してもよい。
　電流センサー５０の故障を検出する際にプリチャージ抵抗４３を介して流れる電流は小さい。このため、電流センサー５０が測定する電流も小さく、電流センサー５０の故障の検出精度が低下するという問題がある。そこで、増幅回路７４によって電流センサー５０の信号を増幅することで、電流センサー５０の故障の検出精度を上げることができる。
　（実施の形態１の変形例）
　次に、実施の形態１の変形例に係るバッテリ遮断システム１ａについて図２を用いて説明する。
　図２は、実施の形態１の変形例に係るバッテリ遮断システム１ａの一例を示す構成図である。
　実施の形態１の変形例では、電圧測定部７５は、プリチャージ抵抗４３の電圧として、直列接続されたプリチャージリレー４２とプリチャージ抵抗４３との両端電圧を測定する第１の電圧センサー７２を備える構成が、実施の形態１と異なる。その他の構成は、実施の形態１と同様であるため、説明は省略する。
　実施の形態１の変形例のように、プリチャージ抵抗４３の電圧として、直列接続されたプリチャージリレー４２とプリチャージ抵抗４３との両端電圧が測定されてもよい。プリチャージリレー４２のオン抵抗は小さく無視することができ、直列接続されたプリチャージリレー４２とプリチャージ抵抗４３との両端電圧をプリチャージ抵抗４３の両端電圧とみなすことができるためである。
　これに伴い、制御回路７３は、第１の電圧センサー７２の測定値とプリチャージ抵抗４３の抵抗値とから電流を算出し、算出した電流と電流センサー５０の測定値とを比較することで、電流センサー５０の故障を検出する。
　このように、プリチャージ抵抗４３に流れる電流を、直列接続されたプリチャージリレー４２とプリチャージ抵抗４３との両端電圧とプリチャージ抵抗４３の抵抗値とから算出でき、算出されたプリチャージ抵抗４３に流れる電流と、電流センサー５０の測定値（具体的には電流センサー５０に流れる電流）とを比較して、略一致していない場合には、電流センサー５０が故障していることを検出することができる。
　（実施の形態２）
　次に、実施の形態２に係るバッテリ遮断システム２について図３を用いて説明する。
　図３は、実施の形態２に係るバッテリ遮断システム２の一例を示す構成図である。
　実施の形態２では、電圧測定部７５は、バッテリ１０の電圧を測定する第１の電圧センサー７２ａと、負荷の電圧を測定する第２の電圧センサー７２ｂと、を備える構成が、実施の形態１と異なる。その他の構成は、実施の形態１と同様であるため、説明は省略する。
　例えば、第１の電圧センサー７２ａは、バッテリ１０の電圧として、メインリレー４０およびプリチャージリレー４２のバッテリ１０側のノードと、メインリレー４１のバッテリ１０側のノードとの間の電圧を測定する。なお、第１の電圧センサー７２ａは、バッテリ１０の電圧として、火工遮断装置６０のバッテリ１０側のノードと、メインリレー４１のバッテリ１０側のノードとの間の電圧を測定してもよい。
　また、例えば、第２の電圧センサー７２ｂは、負荷の電圧として、メインリレー４０およびプリチャージ抵抗４３の負荷側のノードと、メインリレー４１の負荷側のノードとの間の電圧を測定する。
　プリチャージリレー４２およびメインリレー４１のオン抵抗は小さく無視できることから、プリチャージ抵抗４３の電圧は、第１の電圧センサー７２ａの測定値（バッテリ１０の電圧）と第２の電圧センサー７２ｂの測定値（負荷の電圧）との差分に対応する。このため、電圧測定部７５がバッテリ１０の電圧および負荷の電圧を測定することは、プリチャージ抵抗４３の電圧を測定することに等しい。
　このように、プリチャージ抵抗４３の電圧として、バッテリ１０の電圧と負荷の電圧とが測定されてもよい。
　これに伴い、制御回路７３は、上記差分からプリチャージ抵抗４３の電圧を算出し、算出したプリチャージ抵抗４３の電圧とプリチャージ抵抗４３の抵抗値とから電流を算出し、算出した電流と電流センサー５０の測定値とを比較することで、電流センサー５０の故障を検出する。
　このように、プリチャージ抵抗４３に流れる電流を、上記差分とプリチャージ抵抗４３の抵抗値とから算出でき、算出されたプリチャージ抵抗４３に流れる電流と、電流センサー５０の測定値（具体的には電流センサー５０に流れる電流）とを比較して、略一致していない場合には、電流センサー５０が故障していることを検出することができる。
　（実施の形態２の変形例）
　次に、実施の形態２の変形例に係るバッテリ遮断システム２ａについて図４を用いて説明する。
　図４は、実施の形態２の変形例に係るバッテリ遮断システム２ａの一例を示す構成図である。
　実施の形態２の変形例では、第１の電圧センサー７２ａの基準電位と、第２の電圧センサー７２ｂの基準電位とは共通である点が、実施の形態２と異なる。その他の点は、実施の形態２におけるものと同じであるため、説明は省略する。
　実施の形態２の構成に対して、回路を簡素化するため、第１の電圧センサー７２ａの基準電位と、第２の電圧センサー７２ｂの基準電位とは共通であってもよい。具体的には、図４に示されるように、第１の電圧センサー７２ａの基準電位および第２の電圧センサー７２ｂの基準電位がそれぞれ、メインリレー４１のバッテリ１０側のノードの電位であってもよい。あるいは、第１の電圧センサー７２ａの基準電位および第２の電圧センサー７２ｂの基準電位がそれぞれ、メインリレー４１の負荷側のノードの電位であってもよい。また、第１の電圧センサー７２ａの基準電位および第２の電圧センサー７２ｂの基準電位がそれぞれ、制御基板７０のグランドの電位であってもよい。
　このように、第１の電圧センサー７２ａの基準電位と、第２の電圧センサー７２ｂの基準電位とは共通であってもよい。
　これに伴い、制御回路７３は、第１の電圧センサー７２ａの測定値（バッテリ１０の電圧）と第２の電圧センサー７２ｂの測定値（負荷の電圧）との差分からプリチャージ抵抗４３の電圧を算出し、算出したプリチャージ抵抗４３の電圧とプリチャージ抵抗４３の抵抗値とから電流を算出し、算出した電流と電流センサー５０の測定値とを比較することで、電流センサー５０の故障を検出する。
　このように、プリチャージ抵抗４３に流れる電流を、上記差分とプリチャージ抵抗４３の抵抗値とから算出でき、算出されたプリチャージ抵抗４３に流れる電流と、電流センサー５０の測定値（具体的には電流センサー５０に流れる電流）とを比較して、略一致していない場合には、電流センサー５０が故障していることを検出することができる。
　（その他の実施の形態）
　以上のように、本開示に係る技術の例示として実施の形態を説明した。しかしながら、本開示に係る技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。例えば、以下のような変形例も本開示の一実施の形態に含まれる。
　例えば、上記実施の形態では、バッテリ遮断システムが増幅回路７４を備える例について説明したが、バッテリ遮断システムは、増幅回路７４を備えていなくてもよい。
　例えば、上記実施の形態では、バッテリ遮断システムが通信インタフェース８０を備える例について説明したが、バッテリ遮断システムは、通信インタフェース８０を備えていなくてもよい。
　例えば、本開示は、バッテリ遮断システムとして実現できるだけでなく、バッテリ遮断システムを構成する構成要素が行うステップ（処理）を含む故障検出方法として実現できる。
　図５は、その他の実施の形態に係る故障検出方法の一例を示すフローチャートである。
　故障検出方法は、バッテリと負荷との間に接続されるメインリレーと、メインリレーと並列に接続され、直列接続されたプリチャージリレーおよびプリチャージ抵抗と、バッテリの電流を測定する電流センサーと、バッテリの電流を遮断する火工遮断装置と、を備えるバッテリ遮断システムにより実行される電流センサーの故障検出方法であって、図５に示されるように、メインリレーがオフし、かつ、プリチャージリレーがオンしているときのプリチャージ抵抗の電圧を測定するステップ（ステップＳ１１）と、測定するステップで測定された測定値に基づいて、電流センサーの故障を検出するステップ（ステップＳ１２）と、を含む。
　例えば、故障検出方法におけるステップは、コンピュータ（コンピュータシステム）によって実行されてもよい。そして、本開示は、故障検出方法に含まれるステップを、コンピュータに実行させるためのプログラムとして実現できる。
　さらに、本開示は、そのプログラムを記録したＣＤ－ＲＯＭなどである非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体として実現できる。
　例えば、本開示が、プログラム（ソフトウェア）で実現される場合には、コンピュータのＣＰＵ、メモリおよび入出力回路などのハードウェア資源を利用してプログラムが実行されることによって、各ステップが実行される。つまり、ＣＰＵがデータをメモリまたは入出力回路などから取得して演算したり、演算結果をメモリまたは入出力回路などに出力したりすることによって、各ステップが実行される。
　また、上記実施の形態のバッテリ遮断システムに含まれる各構成要素は、専用または汎用の回路として実現されてもよい。
　また、上記実施の形態のバッテリ遮断システムに含まれる各構成要素は、集積回路（ＩＣ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）であるＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ　Ｓｃａｌｅ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）として実現されてもよい。
　また、集積回路はＬＳＩに限られず、専用回路または汎用プロセッサで実現されてもよい。プログラム可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）、または、ＬＳＩ内部の回路セルの接続および設定が再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサが、利用されてもよい。
　さらに、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて、バッテリ遮断システムに含まれる各構成要素の集積回路化が行われてもよい。
　その他、実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素および機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。
　本開示は、電流経路に流れる電流を遮断する装置に適用できる。
　１、１ａ、２、２ａ　バッテリ遮断システム
　１０　バッテリ
　２０　平滑容量
　３０　インバータ
　４０、４１　メインリレー
　４２　プリチャージリレー
　４３　プリチャージ抵抗
　５０　電流センサー
　６０　火工遮断装置
　７０　制御基板
　７１　点火回路
　７２、７２ａ　第１の電圧センサー
　７２ｂ　第２の電圧センサー
　７３　制御回路
　７４　増幅回路
　７５　電圧測定部
　８０　通信インタフェース

Claims (15)

  1. 　バッテリと負荷との間に接続されるメインリレーと、
    　前記メインリレーと並列に接続され、直列接続されたプリチャージリレーおよびプリチャージ抵抗と、
    　前記バッテリの電流を測定する電流センサーと、
    　前記バッテリの電流を遮断するための火工遮断装置と、
    　前記プリチャージ抵抗の電圧を測定する電圧測定部と、
    　制御回路と、を備え、
    　前記制御回路は、前記メインリレーがオンしているときの前記電流センサーの測定値に基づいて前記火工遮断装置を制御し、前記メインリレーがオフし、かつ、前記プリチャージリレーがオンしているときの前記電圧測定部の測定値に基づいて前記電流センサーの故障を検出する
    　バッテリ遮断システム。
  2. 　前記制御回路は、前記電流センサーの測定値が所定条件を満たしたときに、前記バッテリと前記負荷とを接続する経路の遮断を実行するように前記火工遮断装置を制御する
    　請求項１記載のバッテリ遮断システム。
  3. 　前記電圧測定部は、前記プリチャージ抵抗の電圧として、前記プリチャージ抵抗の両端電圧を測定する第１の電圧センサーを備える
    　請求項１または２記載のバッテリ遮断システム。
  4. 　前記制御回路は、前記第１の電圧センサーの測定値と前記プリチャージ抵抗の抵抗値とから電流を算出し、算出した電流と前記電流センサーの測定値とを比較することで、前記電流センサーの故障を検出する
    　請求項３記載のバッテリ遮断システム。
  5. 　前記電圧測定部は、前記プリチャージ抵抗の電圧として、直列接続された前記プリチャージリレーと前記プリチャージ抵抗との両端電圧を測定する第１の電圧センサーを有する
    　請求項１または２記載のバッテリ遮断システム。
  6. 　前記制御回路は、前記第１の電圧センサーの測定値と前記プリチャージ抵抗の抵抗値とから電流を算出し、算出した電流と前記電流センサーの測定値とを比較することで、前記電流センサーの故障を検出する
    　請求項５記載のバッテリ遮断システム。
  7. 　前記電圧測定部は、
    　　前記バッテリの電圧を測定する第１の電圧センサーと、
    　　前記負荷の電圧を測定する第２の電圧センサーと、
    を有し、
    　前記プリチャージ抵抗の電圧は、前記第１の電圧センサーの測定値と前記第２の電圧センサーの測定値との差分に対応する
    　請求項１または２記載のバッテリ遮断システム。
  8. 　前記制御回路は、前記差分から前記プリチャージ抵抗の電圧を算出し、算出した前記プリチャージ抵抗の電圧と前記プリチャージ抵抗の抵抗値とから電流を算出し、算出した電流と前記電流センサーの測定値とを比較することで、前記電流センサーの故障を検出する
    　請求項７記載のバッテリ遮断システム。
  9. 　前記第１の電圧センサーの基準電位と、前記第２の電圧センサーの基準電位とは共通である
    　請求項７記載のバッテリ遮断システム。
  10. 　前記制御回路は、前記差分から前記プリチャージ抵抗の電圧を算出し、算出した前記プリチャージ抵抗の電圧と前記プリチャージ抵抗の抵抗値とから電流を算出し、算出した電流と前記電流センサーの測定値とを比較することで、前記電流センサーの故障を検出する
    　請求項９記載のバッテリ遮断システム。
  11. 　前記バッテリ遮断システムは、更に、上位のシステムと通信を行う通信インタフェースを備える
    　請求項１～９のいずれか１項に記載のバッテリ遮断システム。
  12. 　前記制御回路は、前記電流センサーの故障を検出したとき、前記通信インタフェースを介して前記上位のシステムに異常の通知を行う
    　請求項１１記載のバッテリ遮断システム。
  13. 　前記バッテリ遮断システムは、更に、前記電流センサーの故障を検出する際に前記電流センサーの信号を増幅する増幅回路を備える
    　請求項１～１２のいずれか１項に記載のバッテリ遮断システム。
  14. 　前記増幅回路により増幅された前記電流センサーの信号は前記制御回路へ入力され、
    　前記制御回路は、前記電流センサーの測定値として、増幅された前記電流センサーの信号に基づいて、前記電流センサーの故障を検出する
    　請求項１３記載のバッテリ遮断システム。
  15. 　バッテリと負荷との間に接続されるメインリレーと、前記メインリレーと並列に接続され、直列接続されたプリチャージリレーおよびプリチャージ抵抗と、前記バッテリの電流を測定する電流センサーと、前記バッテリの電流を遮断する火工遮断装置と、を備えるバッテリ遮断システムにより実行される前記電流センサーの故障検出方法であって、
    　前記メインリレーがオフし、かつ、前記プリチャージリレーがオンしているときの前記プリチャージ抵抗の電圧を測定するステップと、
    　前記測定するステップで測定された測定値に基づいて、前記電流センサーの故障を検出するステップと、を含む
    　故障検出方法。
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