(57)【要約】【課題】電池パックにおいて、電池から補機への電力供給を停止させずに、電池と補機との間に接続されるリレーの接点溶着診断を精度良く行う。【解決手段】電池Ｂと、補機Ａｕと電池Ｂとの間に接続される第１のリレーＲｅ１と、第１のシャント抵抗Ｒ１と、第１のリレーＲｅ１に並列接続される第２のリレーＲ２と、第１のリレーＲｅ１に並列接続されるとともに第２のリレーＲｅ２に直列接続される第２のシャント抵抗Ｒ２と、制御部２とを備えて電池パック１を構成し、制御部２は、第２のリレーＲｅ２を開状態から閉状態にさせた後、第１のリレーＲｅ１を閉状態から開状態にさせたときに、第１のシャント抵抗Ｒ１により検出される電流Ｉ１と、第２のシャント抵抗Ｒ２により検出される電流Ｉ２とが互いに同じである場合、第１のリレーＲｅ１の接点が溶着していないと判断する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される補機に電力を供給する電池と、
前記補機と前記電池との間に接続される第１のリレーと、
前記電池に直列接続され、前記電池に流れる電流を検出するための第１のシャント抵抗と、
前記第１のリレーに並列接続される第２のリレーと、
前記第１のリレーに並列接続されるとともに前記第２のリレーに直列接続され、前記第２のリレーに流れる電流を検出するための第２のシャント抵抗と、
前記第１及び第２のリレーの動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記第２のリレーを開状態から閉状態にさせた後、前記第１のリレーを閉状態から開状態にさせたときに、前記第１のシャント抵抗により検出される電流と、前記第２のシャント抵抗により検出される電流とが互いに同じである場合、前記第１のリレーの接点が溶着していないと判断する
ことを特徴とする電池パック。
【請求項２】
請求項１に記載の電池パックであって、
前記制御部は、前記第２のリレーを開状態から閉状態にさせた後、前記第１のリレーを閉状態から開状態にさせたときに、前記第１のシャント抵抗により検出される電流と、前記第２のシャント抵抗により検出される電流とが互いに同じで、かつ、それぞれゼロでない場合、前記第１のリレーの接点が溶着していないとともに、前記第２のリレーが開固着していないと判断する
ことを特徴とする電池パック。
【請求項３】
請求項１に記載の電池パックであって、
前記制御部は、前記第２のリレーを開状態にさせているときに前記第１のシャント抵抗により検出される電流がゼロでなく、かつ、前記第２のシャント抵抗により検出される電流がゼロである場合、前記第２のリレーの接点が溶着していないと判断する
ことを特徴とする電池パック。
【請求項４】
請求項１に記載の電池パックであって、
前記第２のリレー及び前記第２のシャント抵抗の許容電流は、前記第１のリレー及び前記第１のシャント抵抗の許容電流よりも小さく、
前記制御部は、前記第１のシャント抵抗により検出される電流が前記第２のリレー及び前記第２のシャント抵抗の許容電流によって決まる閾値以下である場合、前記第１のリレーの接点が溶着しているか否かの判断を行い、前記第１のシャント抵抗により検出される電流が前記閾値よりも大きい場合、前記第１のリレーの接点が溶着しているか否かの判断を行わない
ことを特徴とする電池パック。
【請求項５】
請求項１に記載の電池パックであって、
前記第２のリレーに直列接続される電流制限用抵抗を備える
ことを特徴とする電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載される電池パックとして、電池が過放電状態になることを防止するために電池と補機との間に設けられる第１のリレーを開状態にさせているとき、電池に電流が流れていないことを検知すると、第１のリレーの接点が溶着していないと判断するものがある。
【０００３】
関連する技術として、例えば、特許文献１または特許文献２がある。
しかしながら、上記電池パックでは、第１のリレーの接点が溶着しているか否かを判断する際、第１のリレーを開状態にさせる必要があり、その間、電池から補機への電力供給が停止してしまうという懸念がある。
【０００４】
そこで、他の電池パックとして、第１のリレーに第２のリレー及びシャント抵抗を並列接続し、第１のリレーが閉状態、第２のリレーが開状態である場合のシャント抵抗にかかる第１の電圧と、第１のリレーが開状態、第２のリレーが閉状態である場合のシャント抵抗にかかる第２の電圧との電圧差が閾値以上である場合、第１のリレーの接点が溶着していないと判断するものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−００９５５２号公報
【特許文献２】特開２００８−１３１６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記他の電池パックでは、シャント抵抗の抵抗値が比較的小さく、第１の電圧と第２の電圧との電圧差も比較的小さくなるため、第１のリレーが正常にもかかわらずシャント抵抗の温度変化やノイズにより電圧差が閾値以上になり易く、第１のリレーの接点が溶着しているか否かの判断精度が低下するおそれがある。
【０００７】
そこで、本発明の一側面に係る目的は、電池から補機への電力供給を停止させずに、電池と補機との間に接続されるリレーの接点溶着診断を精度良く行うことが可能な電池パックを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る一つの形態である電池パックは、車両に搭載される補機に電力を供給する電池と、補機と電池との間に接続される第１のリレーと、電池に直列接続され、電池に流れる電流を検出するための第１のシャント抵抗と、第１のリレーに並列接続される第２のリレーと、第１のリレーに並列接続されるとともに第２のリレーに直列接続され、第２のリレーに流れる電流を検出するための第２のシャント抵抗と、第１及び第２のリレーの動作を制御する制御部とを備える。
【０００９】
制御部は、第２のリレーを開状態から閉状態にさせた後、第１のリレーを閉状態から開状態にさせたときに、第１のシャント抵抗により検出される電流と、第２のシャント抵抗により検出される電流とが互いに同じである場合、第１のリレーの接点が溶着していないと判断する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電池パックにおいて、電池から補機への電力供給を停止させずに、電池と補機との間に接続されるリレーの接点溶着診断を精度良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態の電池パックの一例を示す図である。
【図２】第１のリレーの接点溶着診断処理の一例を示すフローチャートである。
【図３】実施形態の電池パックの他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下図面に基づいて実施形態について詳細を説明する。
図１は、実施形態の電池パックの一例を示す図である。
図１に示す電池パックは、エンジン車またはハイブリッド車などの車両Ｖｅに搭載されるものであって、電池Ｂと、第１のリレーＲｅ１と、第１のシャント抵抗Ｒ１と、第１のオペアンプＯＰ１と、第２のリレーＲｅ２と、第２のシャント抵抗Ｒ２と、第２のオペアンプＯＰ２と、制御部２とを備える。
【００１３】
電池Ｂは、例えば、１つ以上の二次電池（リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、または電気二重層コンデンサなど）により構成される。
通常モードにおいて、電池Ｂから、車両Ｖｅに搭載される補機Ａｕへ電力が供給されると、電池Ｂが放電される。なお、補機Ａｕは、例えば、スタータモータやエアコンディショナーなどとする。
【００１４】
充電モードにおいて、不図示のオルタネータや不図示の救援車両に搭載される電池などから電池Ｂへ電力が供給されると、電池Ｂが充電される。
第１のリレーＲｅ１は、例えば、電磁式リレーにより構成され、補機Ａｕと電池Ｂとの間に接続される。
【００１５】
第１のシャント抵抗Ｒ１は、電池Ｂに直列接続され、電池Ｂに流れる電流Ｉ１を検出する。
第２のリレーＲｅ２は、例えば、電磁式リレーにより構成され、第１のリレーＲｅ１に並列接続される。
【００１６】
第２のシャント抵抗Ｒ２は、第１のリレーＲｅ１に並列接続されるとともに第２のリレーＲｅ２に直列接続され、第２のリレーＲｅ２に流れる電流Ｉ２を検出する。
すなわち、第１のシャント抵抗Ｒ１の一方端が電池Ｂのマイナス端子に接続され、第１のシャント抵抗Ｒ１の他方端がグランドに接続されている。また、第２のシャント抵抗Ｒ２の一方端が第１のリレーＲｅの一方端に接続され、第２のシャント抵抗Ｒ２の他方端が第２のリレーＲｅ２の一方端に接続され、第２のリレーＲｅ２の他方端が第１のリレーＲｅ１の他方端及び電池Ｂのプラス端子に接続されている。
【００１７】
なお、第２のリレーＲｅ２及び第２のシャント抵抗Ｒ２の許容電流は、第１のリレーＲｅ１及び第１のシャント抵抗Ｒ１の許容電流よりも小さいものとする。
第１のオペアンプＯＰ１は、第１のシャント抵抗Ｒ１に電流Ｉ１が流れることにより第１のシャント抵抗Ｒ１にかかる電圧を電圧Ｖ１に増幅して制御部２へ出力する。なお、電圧Ｖ１は、基準電圧Ｖｒ分オフセットされているものとする。
【００１８】
第２のオペアンプＯＰ２は、第２のシャント抵抗Ｒ２に電流Ｉ２が流れることにより第２のシャント抵抗Ｒ２にかかる電圧を電圧Ｖ２に増幅して制御部２へ出力する。なお、電圧Ｖ２は、基準電圧Ｖｒ分オフセットされているものとする。
【００１９】
制御部２は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、マルチコアＣＰＵ、プログラマブルなデバイス（ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）など）により構成される。
【００２０】
制御部２は、第１のリレーＲｅ１及び第２のリレーＲｅ２の動作を制御する。例えば、制御部２は、通常モードにおいて、第１のリレーＲｅ１を閉状態にさせるとともに、第２のリレーＲｅ２を開状態にさせることにより、電池Ｂから第１のリレーＲｅ１を介して補機Ａｕへ電流を流すことが可能な状態にする。また、制御部２は、通常モードにおいて、電池Ｂの電圧が電圧閾値以下になると、または、電池Ｂの充電率（ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ））が充電率閾値以下になると、第１のリレーＲｅ１を閉状態から開状態にさせるとともに、第２のリレーＲｅ２を開状態のままにさせることにより、電池Ｂから補機Ａｕを切り離して電池Ｂの放電を禁止する。これにより、電池Ｂが過放電状態になることを防止することができる。
【００２１】
また、制御部２は、第１のオペアンプＯＰ１から出力される電圧Ｖ１を電流Ｉ１に換算する。
また、制御部２は、第２のオペアンプＯＰ２から出力される電圧Ｖ２を電流Ｉ２に換算する。
【００２２】
なお、第１のリレーＲｅ１及び第２のリレーＲｅ２に異常が発生していない場合で、かつ、第１のリレーＲｅ１が開状態、第２のリレーＲｅ２が閉状態である場合において、電池Ｂから補機Ａｕへ電流が流れているとき、電流Ｉ１と電流Ｉ２は互いに同じになるものとする。
【００２３】
また、制御部２は、通常モードから溶着検知モードに移行すると、第１のリレーＲｅ１の接点溶着診断処理を行う。例えば、制御部２は、車両Ｖｅの各種制御を統括する走行制御部３（例えば、ＥＦＩ（Electrical Fuel Injection）−ＥＣＵ（Electronic Control Unit）またはＨＶ（Hybrid Vehicle）−ＥＣＵ）からイグニッションがオフした旨の情報を受信すると、通常モードから溶着検知モードに移行する。
【００２４】
図２は、第１のリレーＲｅ１の接点溶着診断処理の一例を示すフローチャートである。なお、第１のリレーＲｅ１が閉状態、第２のリレーＲｅ２が開状態（通常モード）になっているものとする。
【００２５】
まず、制御部２は、電流Ｉ１が閾値Ｉｔｈよりも大きい場合（Ｓ１０１：Ｎｏ）、今回の接点溶着診断処理を終了し、溶着検知モードから通常モードに移行する。なお、閾値Ｉｔｈは、第２のリレーＲｅ２及び第２のシャント抵抗Ｒ２の許容電流以下の値とする。つまり、閾値Ｉｔｈは、第２のリレーＲｅ２及び第２のシャント抵抗Ｒ２の許容電流によって決まる値である。このように閾値Ｉｔｈを設定することにより、溶着検知モード時に第２のリレーＲｅ２及び第２のシャント抵抗Ｒ２に許容電流よりも大きい電流が流れることを防止することができる。
【００２６】
また、制御部２は、電流Ｉ１が閾値Ｉｔｈ以下である場合（Ｓ１０１：Ｙｅｓ）で、かつ、電流Ｉ２がゼロでない場合（Ｓ１０２：Ｎｏ）、第２のリレーＲｅ２の接点が溶着していると判断し（Ｓ１０３）、今回の接点溶着診断処理を終了し、溶着検知モードから通常モードに移行する。なお、制御部２は、第２のリレーＲｅ２の接点が溶着していると判断すると、第２のリレーＲｅ２の接点が溶着している旨の情報を、走行制御部３に送信するように構成してもよい。
【００２７】
また、制御部２は、電流Ｉ１が閾値Ｉｔｈ以下である場合（Ｓ１０１：Ｙｅｓ）で、かつ、電流Ｉ２がゼロである場合（Ｓ１０２：Ｙｅｓ）、第２のリレーＲｅ２の接点が溶着していないと判断し（Ｓ１０４）、第２のリレーＲｅ２を開状態から閉状態にさせた後（Ｓ１０５）、第１のリレーＲｅ１を閉状態から開状態にさせる（Ｓ１０６）。
【００２８】
次に、制御部２は、電流Ｉ１と電流Ｉ２とが互いに同じである場合（Ｓ１０７：Ｙｅｓ）、第１のリレーＲｅ１の接点が溶着していないと判断する（Ｓ１０８）。
一方、制御部２は、電流Ｉ１と電流Ｉ２とが互いに同じない場合（Ｓ１０７：Ｎｏ）、第１のリレーＲｅ１の接点が溶着していると判断する（Ｓ１０９）。
【００２９】
そして、制御部２は、第１のリレーＲｅ１を開状態から閉状態にさせた後（Ｓ１１０）、第２のリレーＲｅ２を閉状態から開状態にさせて（Ｓ１１１）、今回の接点溶着診断処理を終了し、溶着検知モードから通常モードに移行する。
【００３０】
このように、実施形態の電池パック１では、第２のリレーＲｅ２を開状態から閉状態にさせた後、第１のリレーＲｅ１を閉状態から開状態にさせたときに、第１のシャント抵抗Ｒ１により検出される電流Ｉ１と、第２のシャント抵抗Ｒ２により検出される電流Ｉ２とが互いに同じである場合、第１のリレーＲｅ１の接点が溶着していないと判断する構成であるため、補機Ａｕへの電力供給を停止させずに、第１のリレーＲｅ１の接点溶着診断を行うことができる。
【００３１】
また、実施形態の電池パック１では、第１のシャント抵抗Ｒ１及び第２のシャント抵抗Ｒ２により検出される各電流が互いに同じであるか否かにより第１のリレーＲｅ１の接点が溶着しているか否かを判断する構成であり、検出される各電流が比較的小さい場合でも、各電流が精度良く検出され、シャント抵抗の温度変化やノイズにより各電流が互いに同じように変動する場合、各電流が互いに同じであるか否かを精度良く判断することができるため、第２のシャント抵抗Ｒｅ２にかかる電圧差により第１のリレーＲｅ１の接点が溶着しているか否かを判断する場合に比べて、第１のリレーＲｅ１の接点が溶着しているか否かを精度良く判断することができる。
【００３２】
また、実施形態の電池パック１では、第２のリレーＲｅ２を開状態にさせているときに第２のシャント抵抗Ｒ２により検出される電流Ｉ２がゼロである場合、第２のリレーＲｅ２の接点が溶着していないと判断する構成であるため、第２のリレーＲｅ２の接点溶着診断処理を行うことができる。
【００３３】
また、第２のリレーＲｅ２及び第２のシャント抵抗Ｒ２の許容電流は、第１のリレーＲｅ１及び第１のシャント抵抗Ｒ１の許容電流よりも小さいため、第２のリレーＲｅ２及び第２のシャント抵抗Ｒ２の体格やコストを抑えることができる。
【００３４】
また、実施形態の電池パック１では、第１のシャント抵抗Ｒ１により検出される電流Ｉ１が第２のリレーＲｅ２及び第２のシャント抵抗Ｒ２の許容電流によって決まる閾値Ｉｔｈ以下である場合、第１のリレーＲｅ１の接点が溶着しているか否かの判断を行い、第１のシャント抵抗Ｒ１により検出される電流Ｉ１が閾値Ｉｔｈよりも大きい場合、第１のリレーＲｅ１の接点が溶着しているか否かの判断を行わない構成であるため、第２のリレーＲｅ２及び第２のシャント抵抗Ｒ２の許容電流が第１のリレーＲｅ１及び第１のシャント抵抗Ｒ１の許容電流よりも小さくても、第２のリレーＲｅ２及び第２のシャント抵抗Ｒ２に許容電流を超える電流が流れることを防ぐことができ、第２のリレーＲｅ２及び第２のシャント抵抗Ｒ２が故障することを防ぐことができる。
【００３５】
本発明は、上記実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。
例えば、図２に示すＳ１０７において、制御部２は、電流Ｉ１と電流Ｉ２とが互いに同じであり、かつ、それぞれゼロでない場合、第１のリレーＲｅ１の接点が溶着していないとともに、第２のリレーＲｅ２が開固着していないと判断するように構成してもよい。
【００３６】
これにより、補機Ａｕへの電力供給を停止させずに、第１のリレーＲｅ１の接点溶着診断処理と第２のリレーＲｅ２の開固着診断処理を同時に行うことができる。
また、図２に示すＳ１０２において、電流Ｉ１がゼロでなく、かつ、電流Ｉ２がゼロである場合、第２のリレーＲｅ２の接点が溶着していないと判断してもよい。これにより、より確実に第２のリレーＲｅ２の接点が溶着していないと判断できる。
【００３７】
また、図２に示すＳ１０７において、電流Ｉ１と電流Ｉ２とが互いに同じで、かつ、それぞれゼロでない場合、第１のリレーＲｅ１の接点が溶着していないと判断してもよい。これにより、より確実に第１のリレーＲｅ１の接点が溶着していないと判断できる。
【００３８】
また、図１において、第１のリレーＲｅ１と第２のリレーＲｅ２と第２のシャント抵抗Ｒ２は電池Ｂのプラス端子側に接続されているが、電池Ｂのマイナス端子側に接続されていてもよい。その場合、第２のシャント抵抗Ｒ２の一方端が第１のリレーＲｅの一方端及び電池Ｂのマイナス端子に接続され、第２のリレーＲｅ２の他方端が第１のリレーＲｅ１の他方端及び第１のシャント抵抗Ｒ１の一方端に接続される。また、第１のリレーＲｅ１と第２のリレーＲｅ２と第２のシャント抵抗Ｒ２は第１のシャント抵抗Ｒ１とグランドとの間に接続されていてもよい。また、第１のシャント抵抗Ｒ１は電池Ｂのマイナス端子側に接続されているが、電池Ｂのプラス端子側に接続されていてもよい。
【００３９】
また、例えば、図３に示す実施形態の電池パック１の他の例のように、第２のリレーＲｅ２に直列接続される電流制限用抵抗Ｒ３を電池パック１に備えるように構成してもよい。
【００４０】
これにより、第２のリレーＲｅ２及び第２のシャント抵抗Ｒ２に流れる電流を抑えることができるため、第２のリレーＲｅ２及び第２のシャント抵抗Ｒ２の体格やコストを抑えることができる。
【符号の説明】
【００４１】
１  電流パック
２  制御部
３  走行制御部
Ｂ  電池
Ｒｅ１  第１のリレー
Ｒｅ２  第２のリレー
Ｒ１  第１のシャント抵抗
Ｒ２  第２のシャント抵抗
ＯＰ１  第１のオペアンプ
ＯＰ２  第２のオペアンプ
Ｖｅ  車両
Ａｕ  補機
Ｉ１、Ｉ２  電流
【図１】
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【図２】
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【図３】
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