(57)【要約】【課題】専用の電圧検出回路を設けることなく、すでに備えている電圧検出回路を使用して、走行用バッテリの出力側とシャーシーとの漏電抵抗を正確に検出する。【解決手段】車両用の電源装置は、複数の電池モジュール２を直列に接続している走行用バッテリ１と、この走行用バッテリ１の電池電圧を検出する電圧検出回路３とを備える。電圧検出回路３は、電圧を検出する電池モジュール２を時分割に切り換えるマルチプレクサ４と、このマルチプレクサ４で切り換えられる電池モジュール２の電圧を検出する電圧検出部５とを備える。電源装置は、電池モジュール２の特定点１０を漏電検出抵抗６を介してシャーシー７に接続すると共に、電圧検出回路３のマルチプレクサ４を切り換えて、電圧検出回路３でもって漏電検出抵抗６の両端に誘導されるシャーシー電圧を検出し、シャーシー電圧から漏電抵抗を検出する。【選択図】図３
2006025502.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池モジュール(2)を直列に接続している走行用バッテリ(1)と、この走行用バッテリ(1)の電池電圧を検出する電圧検出回路(3)とを備え、
電圧検出回路(3)は、電圧を検出する電池モジュール(2)を時分割に切り換えるマルチプレクサ(4)と、このマルチプレクサ(4)で切り換えられる電池モジュール(2)の電圧を検出する電圧検出部(5)とを備えており、
電池モジュール(2)の特定点(10)を漏電検出抵抗(6)を介してシャーシー(7)に接続すると共に、電圧検出回路(3)のマルチプレクサ(4)を切り換えて、電圧検出回路(3)でもって漏電検出抵抗(6)の両端に誘導されるシャーシー電圧を検出し、シャーシー電圧から漏電抵抗を検出する車両用の電源装置。
【請求項２】
電圧検出回路(3)が、漏電抵抗を検出する状態で、電池モジュール(2)の特定点(10)を漏電検出抵抗(6)を介してシャーシー(7)に接続する検出スイッチ(8)を備えており、この検出スイッチ(8)をオンに切り換えて、電池モジュール(2)の特定点(10)をシャーシー(7)に接続し、漏電検出抵抗(6)に誘導されるシャーシー電圧を検出して漏電抵抗を検出する請求項１に記載される車両用の電源装置。
【請求項３】
電圧検出回路(3)のマルチプレクサ(4)が、電圧検出部(5)の入力側を走行用バッテリ(1)のプラス側とマイナス側に切り換えて、走行用バッテリ(1)のプラス側出力電圧とマイナス側出力電圧を検出し、検出されたプラス側出力電圧とマイナス側出力電圧とシャーシー電圧から漏電抵抗を演算して検出する請求項１に記載される車両用の電源装置。
【請求項４】
複数組の電圧検出回路(3)を備えており、各々の電圧検出回路(3)でもって、複数のブロックに分割された走行用バッテリ(1)の電池モジュール(2)の電圧を検出すると共に、各々の電圧検出回路(3)が、特定点(10)を漏電検出抵抗(6)を介してシャーシー(7)に接続する状態でシャーシー電圧を検出して、漏電抵抗を検出する請求項１に記載される車両用の電源装置。
【請求項５】
複数組の電圧検出回路(3)を備えており、各々の電圧検出回路(3)でもって、複数のブロックに分割された走行用バッテリ(1)の電池モジュール(2)の電圧を検出すると共に、ひとつの電圧検出回路(3)が、特定点(10)を漏電検出抵抗(6)を介してシャーシー(7)に接続する状態でシャーシー電圧を検出して、漏電抵抗を検出する請求項１に記載される車両用の電源装置。
【請求項６】
電圧検出回路(3)が、マルチプレクサ(4)を切り換えて、走行用バッテリ(1)のマイナス側出力電圧と、プラス側出力電圧と、シャーシー電圧を検出して漏電抵抗を検出する請求項４または５に記載される車両用の電源装置。
【請求項７】
走行用バッテリ(1)とシャーシー(7)との間に、スイッチング素子(17)を介して漏電試験抵抗(16)を接続し、スイッチング素子(17)をオンに切り換えて漏電試験抵抗(16)で走行用バッテリ(1)をシャーシー(7)に接続する状態として漏電抵抗を検出する請求項１に記載される車両用の電源装置。
【請求項８】
電圧検出回路(3)が、電池モジュール(2)の特定点(10)に対する電圧を検出し、各々の電池モジュール(2)の電圧を検出する請求項１に記載される車両用の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッドカーや電気自動車等の電動車両を走行させるモーターを駆動する電源装置であって、簡単な回路構成としながら、走行用バッテリの出力側の漏電を正確に検出できる車両用の電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動車両を走行させる電源装置は、出力を大きくするために電圧を高くする必要がある。出力が電圧と電流の積に比例すること、また電圧が高いほどモーター駆動時に有利であるからである。たとえば、ハイブリッドカーや電気自動車を走行させる電源装置の出力電圧は２００Ｖ以上と極めて高い。高電圧の電源装置は、メンテナンス時に作業者が触れることにより感電する恐れがあるので、安全性を考慮してシャーシーには接続されない。そのため、この電源装置には、感電を検出して回路を切り離すために、漏電抵抗を検出する機能が備わっている。漏電抵抗は、電源装置とシャーシーとの間の抵抗である。図１は、電源装置が漏電抵抗を検出する検出回路を示す。この図に示す漏電検出回路５０は、漏電検出抵抗５１と漏電検出スイッチ５２と漏電検出抵抗５１に発生する電圧を検出する電圧検出回路５３とを備える。漏電抵抗Ｒrがあると、漏電検出スイッチ５２をオンにする状態で、漏電検出抵抗５１に電流が流れる。したがって、漏電検出抵抗５１の電圧を検出して漏電を検出できる。
【０００３】
この図に示すように、特定部分の電圧を検出して漏電抵抗を検出する電源装置は開発されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１６９４０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
走行用バッテリの出力側とシャーシーとの漏電抵抗を検出するために、特定点の電圧を検出する電源装置は、専用の電圧検出回路を設けて電圧を検出する必要がある。このため、漏電抵抗を検出するために回路構成が複雑になる欠点がある。
【０００５】
本発明は、この欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、回路構成を複雑にすることなく、車両用の電源装置にすでに備えている電圧検出回路を特別な状態で使用して、専用の電圧検出回路を設けることなく走行用バッテリの出力側とシャーシーとの漏電抵抗を正確に検出できる車両用の電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の車両用の電源装置は、複数の電池モジュール２を直列に接続している走行用バッテリ１と、この走行用バッテリ１の電池電圧を検出する電圧検出回路３とを備える。電圧検出回路３は、電圧を検出する電池モジュール２を時分割に切り換えるマルチプレクサ４と、このマルチプレクサ４で切り換えられる電池モジュール２の電圧を検出する電圧検出部５とを備える。電源装置は、電池モジュール２の特定点１０を漏電検出抵抗６を介してシャーシー７に接続すると共に、電圧検出回路３のマルチプレクサ４を切り換えて、電圧検出回路３でもって漏電検出抵抗６の両端に誘導されるシャーシー電圧を検出し、シャーシー電圧から漏電抵抗を検出する。
【０００７】
本発明の請求項２の車両用の電源装置は、電圧検出回路３が、漏電抵抗を検出する状態で、電池モジュール２の特定点１０を漏電検出抵抗６を介してシャーシー７に接続する検出スイッチ８を備える。この検出スイッチ８をオンに切り換えて、電池モジュール２の特定点１０をシャーシー７に接続し、漏電検出抵抗６に誘導されるシャーシー電圧を検出して漏電抵抗を検出する。
【０００８】
本発明の請求項３の車両用の電源装置は、電圧検出回路３のマルチプレクサ４が、電圧検出部５の入力側を走行用バッテリ１のプラス側とマイナス側に切り換えて、走行用バッテリ１のプラス側出力電圧とマイナス側出力電圧を検出し、検出されたプラス側出力電圧とマイナス側出力電圧とシャーシー電圧から漏電抵抗を演算して検出する。
【０００９】
本発明の請求項４の車両用の電源装置は、複数組の電圧検出回路３を備えており、各々の電圧検出回路３でもって、複数のブロックに分割された走行用バッテリ１の電池モジュール２の電圧を検出すると共に、各々の電圧検出回路３が、特定点１０を漏電検出抵抗６を介してシャーシー７に接続する状態でシャーシー電圧を検出して、漏電抵抗を検出する。
【００１０】
本発明の請求項５の車両用の電源装置は、複数組の電圧検出回路３を備えており、各々の電圧検出回路３でもって、複数のブロックに分割された走行用バッテリ１の電池モジュール２の電圧を検出すると共に、ひとつの電圧検出回路３が、特定点１０を漏電検出抵抗６を介してシャーシー７に接続する状態でシャーシー電圧を検出して、漏電抵抗を検出する。
【００１１】
本発明の請求項６の車両用の電源装置は、電圧検出回路３が、マルチプレクサ４を切り換えて、走行用バッテリ１のマイナス側出力電圧とプラス側出力電圧と、シャーシー電圧を検出して漏電抵抗を検出する。
【００１２】
本発明の請求項７の車両用の電源装置は、走行用バッテリ１とシャーシー７との間に、スイッチング素子１７を介して漏電試験抵抗１６を接続し、スイッチング素子１７をオンに切り換えて漏電試験抵抗１６で走行用バッテリ１をシャーシー７に接続する状態として漏電抵抗を検出する。
【００１３】
本発明の請求項８の車両用の電源装置は、電圧検出回路３が、電池モジュール２の特定点１０に対する電圧を検出し、各々の電池モジュール２の電圧を検出する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の車両用の電源装置は、回路構成を複雑にすることなく、走行用バッテリの出力側とシャーシーとの漏電抵抗を正確に検出できる特長がある。それは、本発明の車両用の電源装置が、走行用バッテリの電池モジュールの特定点を漏電検出抵抗を介してシャーシーに接続すると共に、走行用バッテリの電池電圧を検出する電圧検出回路のマルチプレクサを切り換えて、漏電検出抵抗の両端に誘導されるシャーシー電圧を検出し、このシャーシー電圧から漏電抵抗を検出しているからである。すなわち、本発明の電源装置は、漏電抵抗を検出するための専用の電圧検出回路を設けることなく、走行用バッテリの電池電圧を検出するために既に備えている電圧検出回路を使用して、走行用バッテリの出力側とシャーシーとの漏電抵抗用を検出する。したがって、簡単な回路構成として製造コストを低減しながら走行用バッテリの漏電を確実に検出できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための車両用の電源装置を例示するものであって、本発明は電源装置を以下のものに特定しない。
【００１６】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００１７】
図２と図３に示す車両用の電源装置は、複数の電池モジュール２を直列に接続している走行用バッテリ１と、この走行用バッテリ１の電池電圧を検出する電圧検出回路３とを備える。
【００１８】
電圧検出回路３は、複数の電池モジュール２の電圧を時分割に切り換えて検出するためのマルチプレクサ４と、このマルチプレクサ４で選択された電池モジュール２の電圧を検出する電圧検出部５と、漏電抵抗を検出するときに限って、電池モジュール２の特定点１０、すなわち特定点１０に接続している電圧検出部５の基準入力端子１１を漏電検出抵抗６を介してシャーシー７に接続する検出スイッチ８を備えている。
【００１９】
電圧検出回路３は、全ての電池モジュール２の電圧を検出するために電源装置に装備する回路である。たとえば、５０個の電池モジュール２を直列に接続している走行用バッテリ１の電源装置は、５０個の全ての電池モジュール２の電圧を電圧検出回路３で検出する。検出された各々の電池モジュール２の電圧は、電池モジュール２の残容量の検出に使用され、あるいは充放電の電流を積算して演算される残容量の補正に使用され、あるいはまた、残容量が０になって完全に放電されたことを検出して過充電にされる状態では放電電流を遮断し、さらに満充電されたことを検出して、過充電される状態になると充電電流を遮断するために使用される。
【００２０】
多数の電池モジュール２を直列に接続している走行用バッテリ１は、同じ電流で充放電される。したがって、全ての電池モジュール２の充電量と放電量は同じになる。しかしながら、必ずしも全ての電池モジュール２の電気特性は、等しく揃って変化するわけではない。とくに、充放電の回数が多くなると、各々の電池モジュール２は劣化する程度が異なって、満充電できる容量が変化する。この状態になると、満充電できる容量が減少した電池モジュール２は、過充電されやすく、また過放電もされやすくなる。電池モジュール２は過充電と過放電で著しく電気特性が劣化するので、満充電できる容量が減少した電池モジュール２が過充電や過放電されると急激に劣化してしまう。このため、走行用バッテリ１は多数の電池モジュール２を直列に接続しているが、全ての電池モジュール２の過充電と過放電を防止しながら、すなわち、電池モジュール２を保護しながら充放電することが大切となる。電圧検出回路３は、全ての電池モジュール２を保護しながら充放電するために、各々の電池モジュール２の電圧を検出している。
【００２１】
図２と図３の電源装置は、全体の電池モジュール２を２ブロックに分割している。２ブロックに分割された電池モジュール２の電圧を検出するために、２組の電圧検出回路３を備える。たとえば、５０個の電池モジュール２を直列に接続している走行用バッテリ１は、２５個の同数の電池モジュール２に２分割する。あるいは２４個と２６個等と異なる個数に分割してがトータルで５０個となるように２ブロックに分割してもよい。電池モジュール２は、５個のニッケル水素電池を直列に接続している。この走行用バッテリ１は、全体で２５０個のニッケル水素電池を直列に接続して、出力電圧を３００Ｖとしている。電池モジュールは、必ずしも５個の電池を直列に接続するものではなく、たとえば、４個以下、あるいは６個以上の二次電池を直列に接続することもできる。また、走行用バッテリは、必ずしも５０個の電池モジュールを直列に接続する必要はなく、これよりも少なく、あるいは多くの電池モジュールを直列に接続することができる。
【００２２】
５０個の電池モジュール２を直列に接続して、これを２組の電圧検出回路３で電圧を検出する電源装置は、ひとつの電圧検出回路３で２５個の電池モジュール２の電圧を検出する。電圧検出回路３のマルチプレクサ４は、電圧を検出する電池モジュール２を切り換えて、順番に全ての電池モジュール２の電圧を検出する。したがって、マルチプレクサ４は、電圧検出部５の入力側に接続されて、電圧検出部５が検出する電池モジュール２を順番に切り換える。
【００２３】
ところで、マルチプレクサは、一般的に、２チャンネル、４チャンネル、８チャンネル、１６チャンネル、３２チャンネル、６４チャンネルと、チャンネル数を２倍単位で多くするものが使用される。マルチプレクサ４には、全ての電池モジュール２に切り換えできるように、電池モジュール２の個数以上のチャンネル数のものを使用する。たとえば、２５個の電池モジュール２の電圧を検出する電圧検出回路３には、３２チャンネルのマルチプレクサ４を使用する。したがって、マルチプレクサ４のチャンネル数と電池モジュール２の個数とは、ほとんどの場合は一致せず、マルチプレクサ４のチャンネル数が電池モジュール２の個数よりも多くなる。このため、マルチプレクサ４には使用されないチャンネルができる。
【００２４】
たとえば、３２チャンネルのマルチプレクサ４が２５個の電池モジュール２を切り換える場合、マルチプレクサ４の２〜８チャンネルは、電池モジュール２の切り換えに使用されない。
【００２５】
本発明は、電池モジュール２の切り換えに使用されないでマルチプレクサ４に残る余分のチャンネルを、漏電抵抗を検出するため必要な電圧検出に有効利用する。さらに、マルチプレクサ４に接続している電圧検出部５も、漏電抵抗を検出するための電圧検出に併用する。したがって、この電源装置は、マルチプレクサ４の残余のチャンネルに、漏電抵抗を検出するために必要な電圧の検出ポイントを接続して漏電抵抗を検出するので、専用の電圧検出回路を設ける必要がない。
【００２６】
さらに、検出した電圧から漏電抵抗を演算する演算回路には、電源装置に内蔵しているＣＰＵ１２を併用する。車両用の電源装置は、バッテリーＥＣＵ９にＣＰＵ１２を内蔵している。また、電圧検出回路にＣＰＵ１２を内蔵することもできる。ＣＰＵ１２を内蔵する電圧検出回路３は、残容量を演算して、残容量をバッテリーＥＣＵ９に通信回線で伝送することができる。ＣＰＵ１２を内蔵するバッテリーＥＣＵ９は、電圧検出回路３から入力される電圧信号を演算して、電池モジュール２の残容量を演算し、さらに各々の電池モジュール２の電圧から過充電や過放電を検出して、走行用バッテリ１の充放電を制御し、さらに漏電抵抗の演算処理もする。
【００２７】
また前述したように、電池モジュールを２４個と２６個といった異なる個数に分割する場合、電圧検出回路を制御するソフトウエアは、２４個側と２６個側で処理すべき個数が変わるため、各々処理個数が異なるソフトウエアが必要となるが、マルチプレクサに残る余分のチャンネルを利用して、ソフトウエアによりどちらに搭載されたかを判別することができる。例えば２４個側の余分のチャンネルのうち１点ないし複数点を通常動作であれば、ありえない電圧値に設定する回路を追加することにより、これをサンプリングすることで同じソフトウエアの動作を２４個用もしくは２６個用として処理内容を切り替えることが可能である。電圧値を設定する回路は、抵抗により容易に分圧回路を構成することで実現可能である。他の判定方法としては例えばＥＥＰＲＯＭといった不揮発性メモリに、２４個側と２６個側を判別する識別情報を予め書き込む方法がある。
【００２８】
以上の電源装置は、極めて簡単な回路構成で、漏電抵抗を検出する。漏電抵抗を検出するための電圧検出回路が、電池モジュール２の電圧を検出するための電圧検出回路３に併用され、とくに、マルチプレクサ４の使用されないで残っているチャンネルを有効に使用して漏電抵抗検出のための電圧を検出するので、電圧を検出するために特別に回路を付加することなく、漏電抵抗を演算するための電圧を検出できる。マルチプレクサに不使用チャンネルがない場合、電圧検出回路の電圧検出部のみを併用して、漏電抵抗を検出するための電圧を検出できる。この電源装置は、マルチプレクサのみを追加して、電池モジュールの電圧を検出する電圧検出部を併用する。検出した電圧から漏電抵抗を検出する処理は、バッテリーＥＣＵ９等に装備されるＣＰＵ１２で処理するので、検出電圧から漏電抵抗を演算する専用の演算回路を設ける必要はない。ただ、専用の演算回路を設けて演算することもできるのは言うまでもない。
【００２９】
電圧検出部５は、一対の入力端子の間に入力される電圧差を検出する差動アンプ５Ａである。図の電圧検出部５は、一方の入力端子を基準入力端子１１とし、この基準入力端子１１を電池モジュール２の特定点１０に接続している。走行用バッテリ１は、好ましくは、２ブロックに分割された複数の電池モジュール２の中間電圧となる中間点を特定点１０として、この特定点１０に基準入力端子１１を接続する。ただ、電圧検出部の基準入力端子を接続する特定点は、必ずしも中間電圧とする必要はなく、中間電圧からずれた位置を特定点として、ここに電圧検出部の基準入力端子を接続することもできる。電圧検出部５は、他方の入力端子をマルチプレクサ４の出力側に接続している。差動アンプ５Ａからなる電圧検出部５は、特定点１０を差動アンプ５Ａの基準入力端子１１であるマイナス側、マルチプレクサ４をプラス側に接続する。ただし、差動アンプからなる電圧検出部は、入力端子のプラスとマイナスを逆にして、出力を反転することもできる。
【００３０】
電圧検出部５の出力は、Ａ／Ｄコンバータ１３でデジタル信号に変換され、さらに出力を絶縁回路１４で絶縁して、言いかえると、Ａ／Ｄコンバータ１３とアースを切り離してバッテリーＥＣＵ９にデジタル信号を出力する。絶縁回路１４には、発光ダイオード１４ａとフォトトランジスター１４ｂとを光で結合しているフォトモスリレー１４Ａが使用される。絶縁回路には、アースを切り離して信号を伝送するトランスも使用できる。
【００３１】
図の電源装置は、図４に示す動作原理で漏電抵抗を検出する。
この図は、プラス側の電圧検出回路３Ａで漏電抵抗を検出する。電圧検出回路３は、漏電抵抗を検出するときに、検出スイッチ８をオンにする。検出スイッチ８は、電池モジュール２の特定点１０を漏電検出抵抗６を介してシャーシー７に接続する。走行用バッテリ１が漏電して、いいかえると漏電抵抗が無限大でないと、矢印Ａで示すループでシャーシー７を通じて漏電電流（Ｉ）が流れる。この漏電電流（Ｉ）は、漏電検出抵抗６の両端にシャーシー電圧（Ｖl）を発生させる。シャーシー電圧（Ｖl）は、マルチプレクサ４を切り換えて、電圧検出部５に検出される。すなわち、図に示すように、一対の入力端子がマルチプレクサ４を介して漏電検出抵抗６の両端に接続されて、プラス側電位はシャーシー電圧（Ｖl）を検出する。
【００３２】
シャーシー電圧（Ｖl）が検出されると、漏電検出抵抗６に流れる電流（Ｉ）は、以下の数１で計算される。
【００３３】
【数１】
2006025502.tif 000003
【００３４】
この式において、Ｒcは漏電検出抵抗６の電気抵抗である。
漏電検出抵抗６に流れる電流が漏電抵抗にも流れるので、この電流（Ｉ）によって、漏電抵抗の両端に、以下の数２で示される電圧（ＶR）が発生する。
【００３５】
【数２】
2006025502.tif 000004
【００３６】
漏電抵抗の両端の電圧と漏電検出抵抗６の両端の電圧の和が、走行用バッテリ１の特定点１０からプラス側までの電圧である、プラス側出力電圧（Ｖa）となる。したがって、以下の数３が成立する。
【００３７】
【数３】
2006025502.tif 000005
【００３８】
この式から、漏電抵抗の電気抵抗（Ｒl）は以下の数４で演算される。
【００３９】
【数４】
2006025502.tif 000006
【００４０】
この式において、Ｒcは漏電検出抵抗６の電気抵抗で既知の抵抗、Ｖaは走行用バッテリ１の特定点１０からプラス側出力までのプラス側出力電圧、Ｖlはシャーシー電圧であるから、シャーシー電圧のみを検出して漏電抵抗の電気抵抗を検出することができる。特定点１０に対するプラス側出力電圧は、必ずしも測定しないでほぼ特定できる。特定点１０からプラス側出力までの電池モジュール２の個数と、１個の電池モジュール２の電圧の積がプラス側出力電圧となるからである。ただ、電池モジュール２の電圧は、充放電の状態や電流によって多少は変動するので、特定点１０からプラス側出力までのプラス側出力電圧（Ｖa）は、マルチプレクサ４を切り換えて測定して正確に検出できる。プラス側出力電圧が正確に検出できると、漏電抵抗の電気抵抗も正確に検出できる。
【００４１】
走行用バッテリ１のプラス側が漏電していない状態、言いかえると漏電抵抗が無限大であるとき、漏電検出抵抗６に漏電電流は流れない。この状態で、漏電検出抵抗６の両端に発生するシャーシー電圧は０Ｖとなるので、数４においてＶlが０となり、漏電抵抗は無限大となる。数４で演算された漏電抵抗が設定抵抗よりも小さくなると、前述した感電の問題が発生する恐れがある。したがって、電源装置は、たとえば漏電抵抗が第１設定抵抗よりも小さくなると、運転者もしくはサービスマンに対して警告を促すランプを点灯させる。さらに漏電抵抗が小さくなって第２設定抵抗よりも小さくなると、コンタクタが閉じないように制御する。第１設定抵抗は、走行用バッテリ１の出力電圧により一定でないが、たとえば、定格出力電圧が３００Ｖの電源装置にあっては、１００ｋΩ〜２００ｋΩ、好ましくは約１５０ｋΩとし、第２設定抵抗は、４０ｋΩ〜８０ｋΩと、好ましくは５０ｋΩ〜６０ｋΩとする。
【００４２】
図４は走行用バッテリ１のプラス側出力の漏電を検出する状態を示しているが、走行用バッテリ１は、マイナス側出力が漏電することもある。図５は、マイナス側出力の漏電を検出する動作原理を示す。走行用バッテリ１のマイナス側が漏電すると、矢印Ｂで示すループでシャーシー７を通じて漏電電流（Ｉ）が流れる。この状態で漏電すると、漏電抵抗（Ｒl2）は以下の数５で演算できる。
【００４３】
【数５】
2006025502.tif 000007
【００４４】
この式においてＶbは、特定点１０からマイナス側出力までの電圧であるマイナス側出力電圧である。この電圧も、必ずしも検出しないでほぼ特定できるが、マルチプレクサ４を切り換えて正確に検出して、漏電抵抗を正確に検出することができる。Ｖlは、漏電検出抵抗６に誘導される電圧であるが、この電圧は、図４の場合と逆方向となる。すなわち、図４において、差動アンプ５Ａの出力はプラスとなる。基準入力端子１１に対してシャーシー側がプラスとなるからである。しかしながら、漏電抵抗（Ｒl2）でマイナス側に漏電が発生すると、漏電検出抵抗６に逆方向の電圧が発生するので、差動アンプ５Ａの出力はマイナスとなる。
【００４５】
図４に示すようにプラス側が漏電する場合は、数４で漏電抵抗を演算し、図５に示すようにマイナス側が漏電する場合は、数５で漏電抵抗を演算する。いずれの式で漏電抵抗を検出するかは、漏電検出抵抗６に誘導される電圧の方向、すなわち、差動アンプ５Ａの出力が正であるか負であるか、いいかえると、基準入力端子１１に対してシャーシー側がプラスになるかマイナスになるかで、演算する式を特定する。差動アンプ５Ａの出力がプラスとなる場合は、プラス側が漏電するので、数４で漏電抵抗を演算する。また、差動アンプ５Ａの出力がマイナスの場合は、マイナス側が漏電するので、数５で漏電抵抗を演算する。
【００４６】
以上の電源装置は、２組の電圧検出回路３を備える。図４と図５は、２分割されたプラス側の電池モジュール２の電圧を検出するプラス側の電圧検出回路３Ａで漏電抵抗を検出する。電源装置は、図６と図７に示す動作原理で、２分割されたマイナス側の電池モジュール２の電圧を検出するマイナス側の電圧検出回路３Ｂで漏電抵抗を検出することもできる。プラス側の電圧検出回路３Ａと、マイナス側の電圧検出回路３Ｂの両方で漏電抵抗を検出する電源装置は、プラス側とマイナス側のいずれか一方の電圧検出回路３が故障しても、漏電抵抗を検出できる。
【００４７】
図６は、マイナス側の電圧検出回路３Ｂで、走行用バッテリ１のプラス側出力の漏電を検出する状態を示す。マイナス側の電圧検出回路３Ｂは、漏電検出抵抗６をシャーシー７に接続するマイナス側の検出スイッチ８をオンにして漏電抵抗を検出する。このとき、プラス側の電圧検出回路３Ａの検出スイッチ８はオフに保持される。検出スイッチ８は、漏電抵抗を検出しない状態では、常にオフに保持されて、走行用バッテリ１をシャーシー７に接続しない状態とする。
【００４８】
この状態で走行用バッテリ１のプラス側が漏電すると、矢印Ｃで示すループでシャーシー７を通じて漏電電流（Ｉ）が流れる。このとき、漏電抵抗（Ｒl3）は、以下の数６で演算できる。
【００４９】
【数６】
2006025502.tif 000008
【００５０】
この式においてＶcは、特定点１０からプラス側出力までのプラス側出力電圧である。この電圧も、必ずしも検出しないでほぼ特定できるが、マルチプレクサ４を切り換えて正確に検出して、漏電抵抗を正確に検出することができる。
【００５１】
図７は、マイナス側出力の漏電をマイナス側の電圧検出回路３Ｂで検出する動作原理を示している。この状態で走行用バッテリ１のマイナス側が漏電すると、矢印Ｄで示すループでシャーシー７を通じて漏電電流（Ｉ）が流れる。漏電抵抗（Ｒl4）は、以下の数７で演算できる。
【００５２】
【数７】
2006025502.tif 000009
【００５３】
この式においてＶdは、特定点１０からマイナス側出力までのマイナス側出力電圧である。この電圧も、必ずしも検出しないでほぼ特定できるが、マルチプレクサ４を切り換えて正確に検出して、漏電抵抗を正確に検出することができる。
【００５４】
数７のＶlは、漏電検出抵抗６に誘導されるシャーシー電圧であるが、この電圧は、図６の場合と逆方向となる。すなわち、図６において、差動アンプ５Ａの出力はプラスとなる。基準入力端子１１に対してシャーシー側がプラスとなるからである。しかしながら、漏電抵抗（Ｒl4）でマイナス側に漏電が発生すると、漏電検出抵抗６に逆方向の電圧が発生するので、差動アンプ５Ａの出力はマイナスとなる。
【００５５】
図６に示すようにプラス側が漏電する場合は、数６で漏電抵抗を演算し、図７に示すようにマイナス側が漏電する場合は、数７で漏電抵抗を演算する。いずれの式で漏電抵抗を検出するかは、漏電検出抵抗６に誘導される電圧の方向、すなわち、差動アンプ５Ａの出力が正であるか負であるか、いいかえると、基準入力端子１１に対してシャーシー側がプラスになるかマイナスになるかで、演算する式を特定する。差動アンプ５Ａの出力がプラスとなる場合は、プラス側が漏電するので、数６で漏電抵抗を演算する。また、差動アンプ５Ａの出力がマイナスの場合は、マイナス側が漏電するので、数７で漏電抵抗を演算する。
【００５６】
以上の動作原理で、走行用バッテリ１のプラス側又はマイナス側の漏電を検出する電源装置の回路図を図３に示す。この電源装置は、●で示すマルチプレクサ４の不使用のチャンネルを、シャーシー電圧の検出と、特定点１０に対するプラス側出力電圧やマイナス側出力電圧の検出に使用している。図３は、上側にプラス側の電圧検出回路３Ａを、下側にマイナス側の電圧検出回路３Ｂを示している。
【００５７】
プラス側の電圧検出回路３Ａは、●で示すマルチプレクサ４の不使用の第１チャンネルと第２チャンネルを以下に接続している。
［第１チャンネル］
漏電検出抵抗６と検出スイッチ８との接続点に接続。
マルチプレクサ４が、第１チャンネル（１ｃｈ）に切り換えられると、電圧検出部５は、漏電検出抵抗６の両端の電圧を検出する。漏電検出抵抗６の両端の電圧は、特定点１０に対するシャーシー７の電圧、すなわちシャーシー電圧（Ｖl）となる。したがって、マルチプレクサ４が第１チャンネルに切り換えられる状態で、電圧検出部５はシャーシー電圧（Ｖl）を検出する。
【００５８】
［第２チャンネル］
走行用バッテリ１のマイナス側出力に接続。
マルチプレクサ４が、第２チャンネル（２ｃｈ）に切り換えられると、電圧検出部５は、特定点１０に対するマイナス側出力電圧（Ｖb）を検出する。この電圧は、電池モジュール２を直列に接続している個数で特定されるので、必ずしも電圧検出回路３で検出しないで推定できるが、電圧検出回路３で検出すると正確に特定できる。
【００５９】
図３の下側に示すマイナス側の電圧検出回路３Ｂは、●で示すマルチプレクサ４の不使用の第１チャンネルと第２チャンネルを以下に接続している。
［第１チャンネル］
プラス側の電圧検出回路３Ａと同じように、漏電検出抵抗６と検出スイッチ８との接続点に接続。
マルチプレクサ４が、第１チャンネル（１ｃｈ）に切り換えられると、電圧検出部５は、漏電検出抵抗６の両端の電圧を検出する。漏電検出抵抗６の両端の電圧は、特定点１０に対するシャーシー７の電圧、すなわちシャーシー電圧（Ｖl）となる。したがって、マルチプレクサ４が第１チャンネルに切り換えられる状態で、電圧検出部５はシャーシー電圧（Ｖl）を検出する。
【００６０】
［第２チャンネル］
走行用バッテリ１のプラス側出力に接続。
マルチプレクサ４が、第２チャンネル（２ｃｈ）に切り換えられると、電圧検出部５は、特定点１０に対するプラス側出力電圧（Ｖc）を検出する。この電圧も、電池モジュール２を直列に接続している個数で特定されるので、必ずしも電圧検出回路３で検出しないで推定できるが、電圧検出回路３で検出すると正確に特定できる。
【００６１】
図３の電源装置のマルチプレクサ４は、一定の周期でチャンネルを順番に切り換えて、各々の電池モジュール２の電圧を検出し、さらに、シャーシー電圧と、特定点１０に対するプラス側出力電圧及びマイナス側出力電圧を検出する。マルチプレクサ４は、たとえば１〜５秒の周期で、シャーシー電圧と特定点１０に対するプラス側出力電圧とマイナス側出力電圧を検出する。検出された電圧は、バッテリーＥＣＵ９のＣＰＵ１２、あるいは電圧検出回路に内蔵されるＣＰＵで演算されて、漏電抵抗が検出される。この電源装置は、１〜５秒周期で漏電抵抗を検出するので、漏電抵抗の電気抵抗が設定抵抗よりも小さくなると、直ちに充放電の電流を制限し、あるいはコンタクターを遮断して安全に使用できる状態とする。
【００６２】
マルチプレクサ４のチャンネル切り換えと、検出スイッチ８のオンオフは、制御回路１５で制御される。制御回路１５は、バッテリーＥＣＵ９に内蔵されるＣＰＵ１２に併用され、あるいは電圧検出回路にＣＰＵを内蔵して、このＣＰＵに併用される。ただ、専用の制御回路を設けることもできる。制御回路１５は、漏電抵抗を検出するときに、一方の検出スイッチ８をオン、他方の検出スイッチ８をオフにする。
【００６３】
図３において、プラス側の電圧検出回路３Ａで漏電抵抗を検出するときに、制御回路１５は、プラス側の電圧検出回路３Ａの検出スイッチ８をオン、マイナス側の電圧検出回路３Ｂの検出スイッチ８をオフにする。この状態で、制御回路１５は、マルチプレクサ４を第１、第２、第３チャンネルと順番に切り換えて、シャーシー電圧（Ｖl）と、基準入力端子１１に対するプラス側出力電圧（Ｖa）とマイナス側出力電圧（Ｖb）を検出する。検出されたシャーシー電圧（Ｖl）と、プラス側出力電圧（Ｖa）とマイナス側出力電圧（Ｖb）から数４または数５で漏電抵抗を演算する。数４を使用するか、数５を使用するかは、電圧検出部５の差動アンプ５Ａの出力が正か負かで特定する。電圧検出部５の出力が正であると、数４でプラス側出力の漏電抵抗を演算し、電圧検出部５の出力が負であると、数５でマイナス側出力の漏電抵抗を演算する。
【００６４】
また、図３において、マイナス側の電圧検出回路３Ｂで漏電抵抗を検出するときに、制御回路１５は、マイナス側の電圧検出回路３Ｂの検出スイッチ８をオン、プラス側の電圧検出回路３Ａの検出スイッチ８をオフにする。この状態で、制御回路１５は、マルチプレクサ４を第１、第２、第３チャンネルと順番に切り換えて、シャーシー電圧（Ｖl）と、基準入力端子１１に対するプラス側出力電圧（Ｖc）とマイナス側出力電圧（Ｖd）を検出する。検出されたシャーシー電圧（Ｖl）と、プラス側出力電圧（Ｖc）とマイナス側出力電圧（Ｖd）から数６または数７で漏電抵抗を演算する。電圧検出部５の出力が正であると、数６でプラス側出力の漏電抵抗を演算し、プラス側出力電圧の出力が負であると、数７でマイナス側出力の漏電抵抗を演算する。
【００６５】
漏電抵抗を検出しないタイミングにおいて、制御回路１５はマルチプレクサ４を電池モジュール２の接続点に切り換えて、電池モジュール２の電圧を検出する。
【００６６】
さらに、図２の電源装置は、走行用バッテリ１のプラス側とシャーシー７との間に、スイッチング素子１７を介して漏電試験抵抗１６を接続している。この電源装置は、スイッチング素子１７をオンに切り換えて漏電試験抵抗１６で走行用バッテリ１をシャーシー７に接続する状態で漏電抵抗を検出する。電圧検出回路３が正常に動作して漏電抵抗が検出されると、検出された漏電抵抗は漏電試験抵抗１６と同じもしくは小さい値となる。したがって、この状態で漏電抵抗を検出して、正常に漏電抵抗を検出できるかどうかの判定ができる。
【００６７】
全電池モジュール２を個数が異なる複数のブロックに分割し、同じチャンネル数のマルチプレクサ４で切り換えて、各々の電池モジュール２の電圧を検出する電源装置は、電池モジュール２の個数の差に相当して、マルチプレクサ４に使用されないチャンネルができる。たとえば、５０個の電池モジュール２を２６個と２４個の２ブロックに分割する電源装置は、分割された各々の電池モジュール２を同じチャンネル数のマルチプレクサ４で切り換えて電圧を検出すると、一方のマルチプレクサ４が２個多く、使用されないチャンネルができる。図３の電源装置は、下側に示すマイナス側の電池モジュール２の個数を、上側に示すプラス側よりも２個少なくしている。この電源装置は、図の●で示すように、マイナス側の電圧検出回路３Ｂのマルチプレクサ４に２個の使用されないチャンネル（３ｃｈと４ｃｈ）ができる。この不使用の２チャンネルは、電圧検出回路３の信号アース１８（シャーシーアースとは切り離されている）に接続している。不使用チャンネルを電源回路のアースに接続している電圧検出回路３は、不使用チャンネルの電圧をほぼ０Ｖとして出力する。この不使用チャンネルの出力電圧０Ｖでもって、プラス側の電圧検出回路３Ａとマイナス側の電圧検出回路３Ｂとを識別できる。電圧検出回路３は、不使用チャンネルに特定の基準電圧を入力して識別用に使用することもできる。ただし、基準電圧が電池モジュールの電圧に近似する場合、電池モジュールの電圧と基準電圧と区別できなくなるので、基準電圧は電池モジュールと異なるように、たとえば、電池モジュールの電圧よりも低く、あるいは電池モジュールの電圧よりも高く設定される。
【００６８】
各々の電圧検出回路３は、プラス側とマイナス側を識別するための信号を、たとえばＥＰＲＯＭ（図示せず）に記憶している。したがってＥＰＲＯＭが正常に動作するかぎり、このＥＰＲＯＭに記憶する信号で、電圧検出回路３から出力される信号を、プラス側の電圧検出回路３Ａの信号と、マイナス側の電圧検出回路３Ｂの信号とに判別できる。しかしながら、ＥＰＲＯＭが故障して正常に動作しない場合、ＥＰＲＯＭの信号で、電圧検出回路３から出力される信号を、プラス側の電圧検出回路３Ａからの信号と、マイナス側の電圧検出回路３Ｂからの信号とに識別できなくなる。この場合、マルチプレクサ４の不使用チャンネルから出力される信号でもって、プラス側の電圧検出回路３Ａの信号と、マイナス側の電圧検出回路３Ｂからの信号とを識別できる。図３の電源装置は、マイナス側の電圧検出回路３Ｂのマルチプレクサ４に２チャンネルの不使用チャンネルがある。不使用チャンネルは、入力側を信号アース１８に接続している。したがって、不使用チャンネルの電圧として、０Ｖの信号が出力されると、マイナス側の電圧検出回路３Ｂと判別することかできる。図の電源装置は、不使用チャンネルを０Ｖラインに接続しているので、不使用チャンネルから０Ｖが出力されると、不使用チャンネル側の電圧検出回路と判別できる。ただし、不使用チャンネルは必ずしも０Ｖラインに接続する必要はなく、特定の電圧ライン、たとえば５Ｖの電源ラインに接続して、不使用チャンネルの電圧検出回路を判別することもできる。これにより、本機能をソフトウエアで実現させようとした場合、２組の電圧検出回路に適用させるソフトは、判定機能を持たせることで同じ物を使用するように構成することができる。
【００６９】
以上のように、本実施例の電源装置は、プラス側の電圧検出回路３Ａとマイナス側の電圧検出回路３Ｂの各々で漏電抵抗を検出できるので、プラス側の電圧検出回路３Ａ、マイナス側の電圧検出回路３Ｂのいずれか一方が故障等の不具合時においても、他方の正常な電圧検出回路にて、漏電抵抗を検出することができる。なお、本実施例において、プラス側の電圧検出回路３Ａとマイナス側の電圧検出回路３Ｂの両方が正常に動作する通常時には、本願出願人が先に出願した漏電検出方法（特願２００４−１６０３４４号）にて漏電抵抗を検出することができる。この検出方法の詳細を以下に説明する。
【００７０】
この検出方法は、図８〜１０に示す漏電検出回路にて、以下のようにして、漏電抵抗Ｒlを正確に検出する。なお、これらの図に示す漏電検出回路は、本発明の電源装置を図１１に示す回路構成として実現できる。図１１に示す回路は、図３に示す回路のプラス側の電圧検出回路３Ａにおいて、マルチプレクサ４を１ｃｈに切り換え、漏電検出抵抗６を漏電抵抗Ｒa、検出スイッチ８を漏電検出スイッチＳＷ1とし、検出スイッチ８のシャーシー７側に漏電抵抗Ｒbを設けると共に、マイナス側の電圧検出回路３Ｂにおいて、マルチプレクサ４を１ｃｈに切り換え、漏電検出抵抗６を漏電抵抗Ｒa、検出スイッチ８を漏電検出スイッチＳＷ2とし、検出スイッチ８のシャーシー７側に漏電抵抗Ｒbを設けたものである。また、図８においては、漏電電流を検出する電流検出回路３０’が開示されているが、後述するように、漏電電流は計算式に利用するだけであり、実際には使用していない。
【００７１】
図８ないし図１０の漏電検出回路１００’は、電動車両用の組電池１０’の漏電を検出するための漏電検出回路であって、複数の電池１１’を直列に接続した組電池１０’と、電池１１’の任意の高電圧側と低電圧側との２箇所の電池端子とグランドとの間に、それぞれ直列に接続された漏電検出抵抗Ｒa、Ｒbと、ｔのタイミングで、高電圧側の電池端子での電圧をＶg11（ｔ）、低電圧側の電池端子での電圧をＶg12（ｔ）として測定する電圧検出手段２００’と、漏電検出抵抗Ｒa、Ｒbの間に直列に接続された漏電検出スイッチＳＷ1、ＳＷ2と、高電圧側の電池端子に接続された一方の漏電検出スイッチＳＷ1をｔのタイミングで閉じ、他方の漏電検出スイッチＳＷ2を開いたとき漏電検出スイッチＳＷ1と接続された漏電検出抵抗Ｒaに発生する電圧Ｖl11（ｔ）、及び、低電圧側の電池端子に接続された他方の漏電検出スイッチＳＷ2をｔのタイミングで閉じ、一方の漏電検出スイッチＳＷ1を開いたとき他方の漏電検出スイッチＳＷ2と接続された漏電検出抵抗Ｒaに発生する電圧Ｖl12（ｔ）を検出する電圧検出回路２０’、２０’とを備える。さらに、漏電抵抗の合成値Ｒlを、異なる時間ｔを、ｔ1、ｔ2とするとき、以下の数８に基づいて漏電抵抗Ｒlを演算する漏電演算部４０’を備える。
【００７２】
【数８】
2006025502.tif 000010
【００７３】
この構成によって漏電抵抗値を容易に得ることができ、漏電箇所が複数あっても回路全体の漏電抵抗値を演算することが可能である。
また、この漏電検出回路１００’は、ｔのタイミングで組電池１０’の両端の端子間電圧ＶT（ｔ）を測定する回路を備え、漏電演算部４０’が、漏電箇所が一箇所である場合に、ｔのタイミングで漏電が発生した電池端子の電圧をＶl（ｔ）として、この電圧を端子間電圧ＶT（ｔ）と比例定数ＫlとによりＫlＶT（ｔ）と表わされるときに、以下の数９に基づいてを演算し、ｋlに基づいて漏電箇所を推定する。
【００７４】
【数９】
2006025502.tif 000011
【００７５】
この構成によって、漏電抵抗値のみならず漏電位置を特定できる。
以上のようにして、漏電抵抗を検出する方法は、特定の数式に基づいて漏電に関する情報を演算でき、しかも特別な装置を付加する必要がないため既存の設備に容易に適用して、安価かつ簡単に漏電抵抗値や漏電の位置などを特定して速やかに必要な策を講じ、電動車両を安全に使用することができる。
以下に、漏電検出回路１００’と、この回路を用いた漏電検出方法を詳細に説明する。
【００７６】
図８に示す漏電検出回路１００’は、ｎ個の電池１１’を直列に接続した組電池１０’に対して付加されるものであって、説明のため組電池１０’の充放電回路等は図示していない。なお、電池１１’は、図においては単位セルとして示されているが、複数セルを直列或いは並列接続したものでも良い。
【００７７】
この漏電検出回路１００’は、各電池１１’の端子位置における電圧Ｖ0〜nを所定のタイミングで測定可能な電圧検出手段２００’を備えている。ここで電圧検出手段２００’で時間ｔに測定された電圧をＶ0〜n（ｔ）とする。ここで、Ｖ0（ｔ）、Ｖ1（ｔ）、Ｖ2（ｔ）、…、Ｖn-1（ｔ）、Ｖn（ｔ）は、Ｖ0（ｔ）に対する電位とする。また、いずれかの電池１１’で漏電が発生した場合は各電池１１’の端子から接地まで通電するため、漏電の等価回路として各電池１１’の端子が漏電抵抗Ｒ0〜nを介してグランドに接地（ここでは車両のシャーシに接続）されたものとする。さらに各漏電抵抗Ｒ0〜nには、電流Ｉ0〜nが流れていると想定している。ここで電流測定回路で時間ｔに測定された電流をＩ0〜n（ｔ）とする。図８において、Ｉ0〜n（ｔ1、ｔ2）と示されるのは、Ｉ0〜n（ｔ1）または、Ｉ0〜n（ｔ2）ということを意味している。
【００７８】
さらに、高電圧側と低電圧側との任意の２つの電池端子Ａ、Ｂに、それぞれ漏電検出抵抗Ｒa、漏電検出スイッチＳＷ1、ＳＷ2、漏電検出抵抗Ｒbを直列に接続して接地する。ここで、電池端子Ａ、Ｂは、組電池１０’の両端子でも良い。Ａ、Ｂ点にそれぞれ接続される漏電検出抵抗Ｒa、Ｒbの抵抗値はそれぞれ同じとし、漏電検出スイッチＳＷ1、ＳＷ2は個別のタイミングで開閉可能とする。図８の例では、Ａ点に接続された漏電検出スイッチＳＷ1をｔ1のタイミングで閉じたとき、漏電検出抵抗Ｒa、Ｒbに流れる電流をＩg11（ｔ1）とし、ｔ2のタイミングで閉じたとき、漏電検出抵抗Ｒa、Ｒbに流れる電流をＩg11（ｔ2）とする。またＢ点に接続された漏電検出スイッチＳＷ2をｔ1のタイミングで閉じたとき、漏電検出抵抗Ｒa、Ｒbに流れる電流をＩg12（ｔ1）とし、ｔ2のタイミングで閉じたとき、漏電検出抵抗Ｒa、Ｒbに流れる電流をＩg12（ｔ2）とする（ここで計測される電流は、電流検出回路３０’を利用している）。さらにまた、Ａ、Ｂ点における電圧を、それぞれｔ1、ｔ2のタイミングで 電圧検出回路２０’を用いて測定された電圧をＶl11（ｔ1）、Ｖl11（ｔ2）、Ｖl12（ｔ1）、Ｖl12（ｔ2）とする。ここで、漏電検出抵抗Ｒa、Ｒbの合成抵抗をＲとし、またＡ−Ｂ間の電圧をＶf（ｔ1、ｔ2）とすると、以下の数１０が成立する。
【００７９】
【数１０】
2006025502.tif 000012
【００８０】
ここで、Ｖg11（ｔ）は、上述の電池端子Ａでの電圧（図８においてはＶn-2（ｔ））であり、Ｖg12（ｔ）は、上述の電池端子Ｂでの電圧（図８においてはＶ2（ｔ））である。下記に詳細に説明するが、上式を利用すると、図８の漏電抵抗値Ｒlは、以下の数１１で表現できる。
【００８１】
【数１１】
2006025502.tif 000013
【００８２】
さらに、図８の漏電検出回路は、漏電を検出し、漏電抵抗を演算、あるいは漏電位置を検出するための漏電演算部４０’を備える。漏電演算部４０’は、ゲートアレイ（ＦＰＧＡやＡＳＩＣ等）のハードウェアやソフトウェアで実現できる。また、演算結果として漏電抵抗値や漏電位置などを表示可能な表示部を備えてもよい。表示部はＬＥＤによる７セグメント表示器や液晶モニタなどが利用できる。
【００８３】
以下、上式を求める手順を詳述する。まず、時間ｔ1において、図９のように漏電検出スイッチＳＷ2を開き、漏電検出スイッチＳＷ1を閉じた時点では、Ａ点に接続された漏電検出抵抗Ｒaに流れる電流Ｉg11（ｔ1）は、各漏電電流の総和となるから、以下の数１２で表現できる。
【００８４】
【数１２】
2006025502.tif 000014
【００８５】
一方、漏電抵抗Ｒnに流れる電流Ｉn（ｔ1）は、以下の数１３のように求めることができる。ただし上述の通りＲ＝Ｒa＋Ｒbとする。
【００８６】
【数１３】
2006025502.tif 000015
【００８７】
上記数１２、数１３より、Ｉg11（ｔ1）は、以下の数１４のように表現できる。
【００８８】
【数１４】
2006025502.tif 000016
【００８９】
よって、上記数１４を変形して、Ｉg11（ｔ1）は、以下の数１５のように表現できる。
【００９０】
【数１５】
2006025502.tif 000017
【００９１】
一方、図１０のように時間ｔ2において、漏電検出スイッチＳＷ1を開き、漏電検出スイッチＳＷ2を閉じた時点では、Ｂ点に接続された漏電検出抵抗Ｒaに流れる電流Ｉg12（ｔ2）は、各漏電電流の総和となるから、以下の数１６で表現できる。
【００９２】
【数１６】
2006025502.tif 000018
【００９３】
上述の通り、漏電抵抗Ｒnに流れる電流Ｉn（ｔ2）より、上記数１６は以下の数１７のように変形できる。
【００９４】
【数１７】
2006025502.tif 000019
【００９５】
ゆえに、上記数１７を変形して電流Ｉg12（ｔ2）は、以下の数１８で表現できる。
【００９６】
【数１８】
2006025502.tif 000020
【００９７】
ここで、漏電が発生している位置、漏電抵抗値は、検出中、時間にかかわらず変化しないとしている。よって、漏電が発生している位置は、漏電検出スイッチＳＷ1、ＳＷ2を切り替えても変化しないため、以下の数１９が成立する。
【００９８】
更には、ここでは、漏電抵抗値が十分に大きい範囲において漏電を想定しているので、漏電があってもなくても、漏電の大小にかかわらず、漏電が発生している位置が変化しないなら、任意の端子位置におけるＶi（ｔ）は、後述する端子間電圧ＶT（ｔ）に比例定数ｋiを掛けた値として表すことができる。そして、ｔ1、ｔ2において、同じ端子位置のＶi、端子間電圧ＶTは変動するかもしれないが、比例定数ｋiは変動しないことになる。よって、次の数１９が成り立つ。
【００９９】
【数１９】
2006025502.tif 000021
【０１００】
ここで、ＶT（ｔ）は、組電池１０’の両端に位置する端子間電圧、すなわち総電圧を表す。よって、各電池１１’は直列に接続されていることより、上記数１９を用いて、上記数１５、数１８は、以下の数２０、数２１のように変形できる。また、この検出方法において、端子間電圧ＶT（ｔ）は、電圧検出手段２００’にて電圧Ｖn（ｔ）、Ｖ0（ｔ）を測定し、漏電演算部４０’にて差を求めることで得ることができる。つまり、ここでは、端子間電圧ＶT（ｔ）の測定は、電圧検出手段２００’及び漏電演算部４０’の回路にて行われる。これに代わって、端子間電圧ＶT（ｔ）を直接測定する回路を設けて測定し、測定値を漏電演算部４０’に出力しても良い。
【０１０１】
【数２０】
2006025502.tif 000022
【０１０２】
【数２１】
2006025502.tif 000023
【０１０３】
上記数２０は、以下の数２２のように変形できる。
【０１０４】
【数２２】
2006025502.tif 000024
【０１０５】
数２２を数２１に代入すると、以下の数２３が得られる。
【０１０６】
【数２３】
2006025502.tif 000025
【０１０７】
ここで、Ｖg11（ｔ1）とＶg12（ｔ2）の位置は、総電圧ＶT（ｔ1）、ＶT（ｔ2）に対して変化しないため、以下の数２４が成立する。
【０１０８】
【数２４】
2006025502.tif 000026
【０１０９】
上記においてεは定数である。したがって上記数２３は、さらに以下の数２５のように変形できる。
【０１１０】
【数２５】
2006025502.tif 000027
【０１１１】
ここで、以下の数２６〜数２９が成立する。
【０１１２】
【数２６】
2006025502.tif 000028
【０１１３】
【数２７】
2006025502.tif 000029
【０１１４】
【数２８】
2006025502.tif 000030
【０１１５】
【数２９】
2006025502.tif 000031
【０１１６】
したがって、上記数２６〜数２９を数２５に代入すると、以下の数３０、即ち、数１１のＲlが得られる。
【０１１７】
【数３０】
2006025502.tif 000032
【０１１８】
以上のようにして、漏電抵抗の合成抵抗値が演算により求められる。そして、漏電演算部４０’において、この演算された漏電抵抗が、所定値と比較し、所定値以下である場合、警告表示等の対策を取ることになる。一方、漏電が一箇所で発生している場合は、抵抗値のみならず漏電の発生している部位についても演算することが可能となる。ここで、漏電がｌ点のみで発生したと想定し、ｌ点以外の漏電抵抗値が無限大であると仮定すると、以下の数３１が成立する。ただし、０≦ｌ≦ｎとする。
【０１１９】
【数３１】
2006025502.tif 000033
【０１２０】
このとき、上記数２０を変形してＩg11（ｔ1）を求めると、以下の数３２が成立する。
【０１２１】
【数３２】
2006025502.tif 000034
【０１２２】
よって、上記数１０に数３２を代入すると、以下の数３３が成立する。
【０１２３】
【数３３】
2006025502.tif 000035
【０１２４】
この式から、数３１より、１／∞＝０として展開すると、ｋlは、以下の数３４のように演算できる。
【０１２５】
【数３４】
2006025502.tif 000036
【０１２６】
ここで、上式の分母のＶT（ｔ1）は、数１９より、Ｖn（ｔ1）−Ｖ0（ｔ1）である。
【０１２７】
したがって、前述の数３０に基づき各測定値よりＲlが求めるまることより、上記数３４を演算することでｋlの値を得ることができる。そして、上述の数１９で示されるように、比例定数ｋlは、漏電抵抗Ｒlが接続された電池端子での電圧Ｖl（ｔ）（＝ｋlＶT（ｔ））を表すときにおいて、端子間電圧ＶT（ｔ）に掛ける比例定数ｋlである。したがって、この比例定数ｋlとは、漏電抵抗Ｒlが接続された電池端子の位置を意味することになるので、この値に基づいて漏電の発生部位を知ることが可能となる。なお、上記の方法では漏電箇所が一箇所の場合はｋlを正しく演算できるが、漏電が複数の部位で発生している場合には発生箇所を特定することは困難となる。ただ、この場合においても回路全体の漏電抵抗の合成値は上記数３０から得ることができる。
【０１２８】
以上のようにして漏電演算部４０’で漏電抵抗Ｒlや漏電位置を示すｋlなどを演算し、必要に応じて演算結果を他の処理のため送出し、あるいは表示部で表示する。この方法は２つの時点における測定値に基づき、演算のみで漏電に関する情報を取得できるので、極めて容易に漏電を把握でき、特別なハードウェアを付加することなく既存の設備に適用できるという優れた特長が実現される。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】従来の電源装置の漏電検出回路を示す回路図である。
【図２】本発明の一実施例にかかる車両用の電源装置の概略構成図である。
【図３】図２に示す車両用の電源装置の回路図である。
【図４】プラス側の電圧検出回路がプラス側出力の漏電を検出する動作原理を示す図である。
【図５】プラス側の電圧検出回路がマイナス側出力の漏電を検出する動作原理を示す図である。
【図６】マイナス側の電圧検出回路がプラス側出力の漏電を検出する動作原理を示す図である。
【図７】マイナス側の電圧検出回路がマイナス側出力の漏電を検出する動作原理を示す図である。
【図８】本出願人が先に出願した漏電検出方法に使用する漏電検出回路を示す回路図である。
【図９】図８の回路において、時間ｔ1での動作を示す回路図である。
【図１０】図１の回路において、時間ｔ2での動作を示す回路図である。
【図１１】図３に示す電源装置を使用して図８に示す漏電検出回路を実現する一例を示す回路図である。
【符号の説明】
【０１３０】
１…走行用バッテリ
２…電池モジュール
３…電圧検出回路        ３Ａ…プラス側の電圧検出回路
３Ｂ…マイナス側の電圧検出回路
４…マルチプレクサ
５…電圧検出部          ５Ａ…差動アンプ
６…漏電検出抵抗
７…シャーシー
８…検出スイッチ
９…バッテリーＥＣＵ
１０…特定点
１１…基準入力端子
１２…ＣＰＵ
１３…Ａ／Ｄコンバータ
１４…絶縁回路          １４Ａ…フォトモスリレー
１４ａ…発光ダイオード
１４ｂ…フォトトランジスター
１５…制御回路
１６…漏電試験抵抗
１７…スイッチング素子
１８…信号アース
５０…漏電検出回路
５１…漏電検出抵抗
５２…漏電検出スイッチ
５３…電圧検出回路
１００’…電動車両用漏電検出回路
２００’…電圧検出手段
１０’…組電池
１１’…電池
２０’…電圧検出回路
３０’…電流検出回路
４０’…漏電演算部
ＳＷ1 …漏電検出スイッチ
ＳＷ2 …漏電検出スイッチ
Ｒ0〜n…漏電抵抗
Ｒa …漏電検出抵抗
Ｒb …漏電検出抵抗
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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