(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の電池が直列に接続された直流電源回路において、地絡を正確に判断することができ、また漏れ電流を削減できる地絡検出装置およびその方法を提供する。【解決手段】地絡検出装置１００は、アース電極１０４と、正極側コンデンサ（第１正極側コンデンサ１０２ａ・第２正極側コンデンサ１０２ｂ）および負極側コンデンサ１０２ｃと、スイッチ１０６と、第１電圧計１０８ａおよび第２電圧計１０８ｂと、地絡検出部１１０とを備え、地絡検出部は、スイッチが開状態および閉状態のときの正極対地電圧および負極対地電圧の分圧比率が、正極側コンデンサと負極側コンデンサの容量の比率に応じた比率であるか否かを判定し、スイッチが開状態および閉状態のときの分圧比率のうち、少なくとも一方の分圧比率が、正極側コンデンサと負極側コンデンサの容量の比率に応じていない場合に直流電源回路における地絡が生じていると判断する。【選択図】図１
2015187572.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池が直列に接続された直流電源回路の地絡検出装置であって、
前記直列に接続された複数の電池の正極と負極との間に配置されるアース電極と、
前記電池の正極と前記アース電極との間に配置される１または複数の正極側コンデンサと、
前記電池の負極と前記アース電極との間に配置される１または複数の負極側コンデンサと、
前記正極側コンデンサまたは負極側コンデンサのいずれかの容量を変化させるスイッチと、
前記電池の正極と前記アース電極との間の電圧である正極対地電圧を測定する第１電圧計と、
前記電池の負極と前記アース電極との間の電圧である負極対地電圧を測定する第２電圧計と、
前記直流電源回路における地絡を検出する地絡検出部と、
を備え、
前記地絡検出部は、
前記スイッチが開状態および閉状態のときの前記正極対地電圧および前記負極対地電圧の分圧比率が、前記正極側コンデンサと前記負極側コンデンサの容量の比率に応じた比率であるか否かを判定し、
前記スイッチが開状態および閉状態のときの前記分圧比率のうち、少なくとも一方の分圧比率が、前記正極側コンデンサと前記負極側コンデンサの容量の比率に応じていない場合に前記直流電源回路における地絡が生じていると判断することを特徴とする地絡検出装置。
【請求項２】
前記地絡検出装置は、前記正極側コンデンサと正極との間、および前記負極側コンデンサと負極との間にそれぞれ配置される抵抗を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の地絡検出装置。
【請求項３】
複数の電池が直列に接続された直流電源回路の地絡検出方法であって、
前記直流電源回路には、
前記直列に接続された複数の電池の正極と負極との間に配置されるアース電極と、
前記電池の正極と前記アース電極との間に配置される１または複数の正極側コンデンサと、
前記電池の負極と前記アース電極との間に配置される１または複数の負極側コンデンサと、
前記正極側コンデンサまたは負極側コンデンサのいずれかの容量を変化させるスイッチと、
前記電池の正極と前記アース電極との間の電圧である正極対地電圧を測定する第１電圧計と、
前記電池の負極と前記アース電極との間の電圧である負極対地電圧を測定する第２電圧計と、
が設けられていて、
前記スイッチが開状態および閉状態のときの前記正極対地電圧および前記負極対地電圧の分圧比率をそれぞれ算出し、
前記算出した分圧比率が、前記正極側コンデンサと前記負極側コンデンサの容量の比率に応じた比率であるか否かを判定し、
前記スイッチが開状態および閉状態のときの前記分圧比率のうち、少なくとも一方の分圧比率が、前記正極側コンデンサと前記負極側コンデンサの容量の比率に応じていない場合に前記直流電源回路における地絡が生じていると判断することを特徴とする地絡検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電池が直列に接続された直流電源回路の地絡検出装置および地絡検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大容量の電力を蓄電（充電）することが可能な大容量蓄電池システムの普及が進んでいる。これにより、電気料金が安い深夜等の時間帯に蓄電しておき、蓄電した電力を日中に設備に出力（放電）することで、需要家側では電力コストの削減を図ることができ、電気事業者側では負荷の平準化を図ることが可能となる。
【０００３】
上記大容量蓄電池システムとしては、例えばナトリウム−硫黄電池（以下、ＮＡＳ電池と称する）を例示することができる。ＮＡＳ電池では、直列に接続された複数の単電池（組電池）を収容する複数のブロック体を更に複数連結することによりモジュール電池が構成される（例えば特許文献１）。複数の連結されたモジュール電池は、高温の作動温度域を維持するため真空断熱容器（モジュール容器とも称される）に収容される。そして、この複数のモジュール電池を複数接続することによりＮＡＳ電池が構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１４９９７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、大容量蓄電池システムでは蓄電池（ＮＡＳ電池）において生じた地絡を正確に把握したいという要請がある。上述したようにＮＡＳ電池のモジュール電池は複数の単電池を接続した組電池で構成されている。このため、組電池のどの位置で地絡が生じたかまで知る必要がある。
【０００６】
そこで従来の地絡検出方法では、電池の正極と負極との間にアース電極を配置し、正極とアース電極との間、および負極とアース電極との間にそれぞれ抵抗器を配置し、正極および負極とアース電極との間の対地電圧の分圧比率を監視することにより、電源回路における地絡を検出している。地絡が生じていない場合には、正極側および負極側の抵抗値が同じであれば分圧比率は１：１になる。抵抗値が異なっている場合には、分圧比率は抵抗比の逆比になる。地絡が生じている場合には、地絡した位置がアース電極と同電位になるために、分圧比率に変化が生じる。このため、地絡が生じたことを検知することができる。
【０００７】
しかしながら従来の方法であると、どの単電池同士の接続点において地絡が生じているのかが判断しづらい場合があるという課題がある。例えば正極側と負極側の抵抗器の抵抗値が同じであった場合、組電池の中央で地絡が生じると、分圧比率が１：１のままであるために地絡を検知できない。仮に正極側と負極側の抵抗値を異ならせたとしても、その比に応じた位置で地絡が生じた場合に同様に検知できない。
【０００８】
また、正極または負極とアース電極とを抵抗器によって接続しておくと、常に漏れ電流が流れてしまうという問題がある。この漏れ電流は蓄電池に蓄えられている貴重な電流であるため、できるかぎり削減したいという課題もある。
【０００９】
本発明は、このような課題に鑑み、複数の電池が直列に接続された直流電源回路において、地絡を正確に判断することができ、また漏れ電流を削減することが可能な地絡検出装置および地絡検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明にかかる地絡検出装置の代表的な構成は、複数の電池が直列に接続された直流電源回路の地絡検出装置であって、直列に接続された複数の電池の正極と負極との間に配置されるアース電極と、電池の正極とアース電極との間に配置される１または複数の正極側コンデンサと、電池の負極とアース電極との間に配置される１または複数の負極側コンデンサと、正極側コンデンサまたは負極側コンデンサのいずれかの容量を変化させるスイッチと、電池の正極とアース電極との間の電圧である正極対地電圧を測定する第１電圧計と、電池の負極とアース電極との間の電圧である負極対地電圧を測定する第２電圧計と、直流電源回路における地絡を検出する地絡検出部と、を備え、地絡検出部は、スイッチが開状態および閉状態のときの正極対地電圧および負極対地電圧の分圧比率が、正極側コンデンサと負極側コンデンサの容量の比率に応じた比率であるか否かを判定し、スイッチが開状態および閉状態のときの分圧比率のうち、少なくとも一方の分圧比率が、正極側コンデンサと負極側コンデンサの容量の比率に応じていない場合に直流電源回路における地絡が生じていると判断することを特徴とする。
【００１１】
上記構成において、正極側コンデンサおよび負極側コンデンサは、１つのコンデンサであってもよいし、複数のコンデンサから構成されていてもよい。ただしスイッチによって容量を変化させる側のコンデンサは、少なくとも２つのコンデンサ（スイッチによってＯＮ／ＯＦＦされる１または複数のコンデンサ）が必要である。
【００１２】
上記構成によれば、例えばスイッチが開状態のときに正極側コンデンサと負極側コンデンサとを同容量になるようにすると、平常時すなわち地絡が生じてない場合には、正極および負極の対地電圧の分圧比率は等しくなる。したがって、正極および負極の分圧比率が等しくない場合には、中間点以外の箇所において地絡が生じていると判断することができる。また正極および負極の対地電圧の分圧比率を参照することにより、複数接続されている電池（単電池）のうち、どの接続点において地絡が生じているかを判断することも可能となる。
【００１３】
しかしながら、上記のように正極側コンデンサと負極側コンデンサとを同容量とした場合、複数接続された電池の中間点において地絡が生じていても、正極および負極の対地電圧の分圧は等しくなるため、中間点における地絡を検出することができない。そこで、本発明では、スイッチを閉状態とすることにより正極側コンデンサおよび負極側コンデンサのいずれかの容量を変化させる。スイッチが閉状態のとき、平常時には、正極および負極の対地電圧の分圧比率は各コンデンサの容量比率の逆比となる。そして、中間点において地絡が発生した時には、分圧比率に変化が生じる。ただし、スイッチが閉状態の時に正極側コンデンサと負極側コンデンサの容量比の逆比の位置で地絡が生じると、分圧比率が変化しないことになる。
【００１４】
したがって、スイッチが開状態および閉状態のときの分圧比率が両方とも正しい時にのみ地絡が生じていないと判断することができる。すなわち、開状態と閉状態の少なくとも一方の分圧比率がコンデンサの容量の比率に応じていない場合には、地絡が生じていると判断することができる。このようにして、中間点を含むいずれの位置における地絡であっても確実に検出することが可能となる。
【００１５】
特に、上述したように本発明では、正極とアース電極との間、および負極とアース電極との間に、抵抗器ではなくコンデンサを設けている。これにより、コンデンサに電荷がたまった後は直流電流が流れることがないため、抵抗器を使用した場合に比べて電池に蓄電された電力の消耗を抑制することが可能となる。
【００１６】
上記地絡検出装置は、正極側コンデンサと正極との間、および負極側コンデンサと負極との間にそれぞれ配置される抵抗を更に備えるとよい。かかる構成によれば、直流‐直流の電圧変換（インバータによるＤＣ−ＤＣコンバータ）によるリップル電流の低減、およびスイッチ開閉時の過渡電流の安定化を図ることが可能となる。
【００１７】
上記課題を解決するために、本発明にかかる地絡検出方法の代表的な構成は、複数の電池が直列に接続された直流電源回路の地絡検出方法であって、直流電源回路には、直列に接続された複数の電池の正極と負極との間に配置されるアース電極と、電池の正極とアース電極との間に配置される１または複数の正極側コンデンサと、電池の負極とアース電極との間に配置される１または複数の負極側コンデンサと、正極側コンデンサまたは負極側コンデンサのいずれかの容量を変化させるスイッチと、電池の正極とアース電極との間の電圧である正極対地電圧を測定する第１電圧計と、電池の負極とアース電極との間の電圧である負極対地電圧を測定する第２電圧計と、が設けられていて、スイッチが開状態および閉状態のときの正極対地電圧および負極対地電圧の分圧比率をそれぞれ算出し、算出した分圧比率が、正極側コンデンサと負極側コンデンサの容量の比率に応じた比率であるか否かを判定し、スイッチが開状態および閉状態のときの分圧比率のうち、少なくとも一方の分圧比率が、正極側コンデンサと負極側コンデンサの容量の比率に応じていない場合に直流電源回路における地絡が生じていると判断することを特徴とする。上述した地絡検出装置の技術的思想に基づく構成要素やその説明は、当該地絡検出方法にも適用可能である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、複数の電池が直列に接続された直流電源回路において、地絡を正確に判断することができ、また漏れ電流を削減することが可能な地絡検出装置および地絡検出方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態にかかる地絡検出装置を例示する図である。
【図２】中間点における地絡の検出を説明する図である。
【図３】中間点以外における地絡の検出を説明する図である。
【図４】本実施形態にかかる地絡検出装置の他の構成を例示する図である。
【図５】従来の地絡検出装置を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００２１】
図５は、従来の地絡検出装置１０を例示する図である。なお、理解を容易にするために、本実施形態では、地絡検出装置１０によって地絡を検出する直流電源回路５０としてＮＡＳ電池を例示するが、これに限定するものではなく、複数の電池が直列に接続された組電池を有する直流電源回路であれば、他の構成であっても後述する地絡検出装置および地絡検出方法を適用することが可能である。
【００２２】
図５に示すように、直流電源回路５０では、複数の電池５２ａが直列に接続されていて（以下、直列に複数接続された電池５２ａを組電池５２と称する）、かかる組電池５２から負荷５４に対して電力が供給される。また直流電源回路５０には、従来の地絡検出装置１０が接続されている。
【００２３】
地絡検出装置１０は、組電池５２の正極Ｐ側に接続される正極側スイッチ１２ａ、および組電池５２の負極Ｎ側に接続される負極側スイッチ１２ｂを備える。正極側スイッチ１２ａと負極側スイッチ１２ｂとの間にはアース電極１４が配置されていて、かかるアース電極１４と正極側スイッチ１２ａとの間には正極側抵抗器１６ａが、アース電極１４と負極側スイッチ１２ｂとの間には負極側抵抗器１６ｂが配置されている。
【００２４】
従来の地絡検出装置１０では、正極側スイッチ１２ａを閉状態（スイッチオンの状態）とし、負極側スイッチ１２ｂを開状態（スイッチオフの状態）として正極−アース電極間電圧Ｖ＋（正極−接地間電圧）を測定し、正極側スイッチ１２ａを開状態とし、負極側スイッチ１２ｂを閉状態として負極−アース電極間電圧Ｖ−（負極−接地間電圧）を測定する。そして、正極−アース電極間電圧Ｖ＋および負極−アース電極間電圧Ｖ−の測定を所定時間ごとに交互に行い、図５に示す式１により、地絡抵抗Ｒｇ（≒絶縁抵抗）を算出している。
【００２５】
上記のような従来の地絡検出装置１０では、地絡が生じていない場合には正極Ｐ側および負極Ｎ側の分圧比率は１：１（または抵抗比の逆比）になる。一方、地絡が生じている場合には、その位置がアース電極１４と同電位になる。このように、分圧比率の変化によって、地絡が生じたことを検知することができる。
【００２６】
しかしながら、上記のような方法であると、直流電源回路５０において、正極側抵抗器１６ａと負極側抵抗器１６ｂの抵抗値の比（厳密には逆比）に応じた位置で地絡が生じた場合、その地絡を検出することができない。このため、組電池５２を構成する複数の電池５２ａ同士のどの接続点において地絡が生じているかを判断しづらいという課題があった。また組電池５２の正極Ｐおよび負極Ｎとアース電極１４とを抵抗器（正極側抵抗器１６ａ・負極側抵抗器１６ｂ）によって接続する構成であると、常に漏れ電流が流れてしまうため、直流電源回路５０（蓄電池）に蓄えられている貴重な電流を無駄に消費してしまうことも課題となっていた。
【００２７】
そこで本実施形態では、複数の電池５２ａが直列に接続された直流電源回路５０において、地絡を正確に判断することができ、また漏れ電流を削減することが可能な地絡検出装置１０および地絡検出方法を提供する。なお、以下の実施形態では、地絡検出装置について詳述しながら、本実施形態にかかる地絡検出方法についても併せて説明する。また以下、図５と重複する構成要素については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００２８】
図１は、本実施形態にかかる地絡検出装置１００を例示する図である。図１の直流電源回路５０においても、複数の電池５２ａが直列に接続されることにより組電池５２が構成されていて、かかる組電池５２から負荷５４に対して電力が供給される。また直流電源回路５０には、本実施形態にかかる地絡検出装置１００が接続されている。
【００２９】
図１に示すように、地絡検出装置１００では、組電池５２の正極Ｐと負極Ｎとの間にアース電極１０４が配置されている。組電池５２の正極Ｐとアース電極１０４との間には、複数の正極側コンデンサとして第１正極側コンデンサ１０２ａおよび第２正極側コンデンサ１０２ｂが配置されていて、組電池５２の負極Ｎとアース電極１０４との間には、負極側コンデンサ１０２ｃが配置されている。なお、本実施形態では、２つの正極側コンデンサと１つの負極側コンデンサを配置する構成を例示するが、これに限定するものではなく、負極側コンデンサを複数設ける構成としてもよいし、正極側コンデンサおよび負極側コンデンサの数についても任意に変更することが可能である。
【００３０】
第１正極側コンデンサ１０２ａと第２正極側コンデンサ１０２ｂとの間には、それらから構成される正極側コンデンサの容量を変化させるスイッチ１０６が配置される。正極側コンデンサの容量は、スイッチ１０６を開状態とすることにより第１正極側コンデンサ１０２ａのみの値となり、スイッチ１０６を閉状態とすることにより第１正極側コンデンサ１０２ａおよび第２正極側コンデンサ１０２ｂの合成容量の値となる。なお、本実施形態では正極側コンデンサの容量を変化させるスイッチ１０６を配置する構成を例示したが、これに限定するものではなく、負極側コンデンサが複数設けられる場合には、負極側にスイッチを設けてもよい。
【００３１】
組電池５２の正極Ｐとアース電極１０４との間には、それらの間の電圧である正極対地電圧を測定する第１電圧計１０８ａが配置される。また組電池５２の負極Ｎとアース電極１０４との間には、それらの電圧である負極対地電圧を測定する第２電圧計１０８ｂが配置される。これらの第１電圧計１０８ａおよび第２電圧計１０８ｂは地絡検出部１１０に接続されている。地絡検出部１１０は、第１電圧計１０８ａによって測定された正極対地電圧および第２電圧計１０８ｂによって測定された負極対地電圧を参照することにより、直流電源回路５０における地絡を検出する。
【００３２】
本実施形態の地絡検出装置１００および地絡検出方法において、地絡検出部１１０は、まずスイッチ１０６が開状態および閉状態のときの正極対地電圧および負極対地電圧の分圧比率をそれぞれ算出する。分圧比率を算出したら、地絡検出部１１０は、その算出した分圧比率が、正極側コンデンサ（第１正極側コンデンサ１０２ａおよび第２正極側コンデンサ１０２ｂ）と負極側コンデンサ１０２ｃの容量の比率に応じた比率であるか否かを判定する。そして、地絡検出部１１０は、スイッチ１０６が開状態および閉状態のときの分圧比率のうち、少なくとも一方の分圧比率が、正極側コンデンサと負極側コンデンサの容量の比率に応じていない（逆比でない）場合に直流電源回路５０における地絡が生じていると判断する。
【００３３】
以下に具体例について説明する。以下の説明では、組電池の電圧をＶｔとし、第１正極側コンデンサ１０２ａ、第２正極側コンデンサ１０２ｂおよび負極側コンデンサ１０２ｃの容量がすべて等しいと仮定して説明する。また組電池５２が１０個の電池５２ａを直列に接続されて構成されている場合を例示する。
【００３４】
上述したように、スイッチ１０６がオフの状態のとき、正極側および負極側のコンデンサ容量は等しくなる。このため、平常時すなわち地絡が生じていない場合には、図１の式２および式３に示すように、正極対地電圧Ｖ１＋と負極対地電圧Ｖ１−の分圧比は、正極側および負極側のコンデンサ容量の比率である１：１に応じた値である１：１となる。
【００３５】
一方、スイッチ１０６がオンの状態のとき、正極側および負極側のコンデンサ容量は、２：１となる。このため、平常時（地絡が生じていない場合）には、図１の式４および式５に示すように、正極対地電圧Ｖ２＋と負極対地電圧Ｖ２−の分圧比は、正極側および負極側のコンデンサ容量の比率の応じた値である１：２となる（逆比として対応した値である）。
【００３６】
図２は、中間点における地絡の検出を説明する図である。図２では、直流電源回路５０の組電池５２において、正極Ｐおよび負極Ｎからそれぞれから５番目の間、すなわち組電池５２の中間点で地絡が生じた場合を例示している。図２に示すように組電池５２の中間点において地絡が生じている場合、スイッチ１０６をオフにした状態であると、式２および式６、ならびに式３および式７からわかるように、平常時および地絡時のいずれにおいても正極Ｐおよび負極Ｎの対地電圧の分圧は等しくなる。このため、すなわち正極側コンデンサと負極側コンデンサとが同容量となっている状態であると、中間点の地絡を検出することができない。
【００３７】
これに対し、スイッチ１０６をオンにした状態であると、上述したように地絡が生じていない場合（平常時）の地絡検出装置１００の正極側および負極側のコンデンサ容量は２：１である。このため、式４および式５に示すように、正極Ｐおよび負極Ｎの対地電圧の分圧比率はコンデンサ容量の逆比となる。一方、スイッチ１０６をオンにした状態において地絡時の正極Ｐおよび負極Ｎの対地電圧の分圧は、スイッチをオフにした状態の式６および式７と同じ値であり、分圧比率が、正極側コンデンサと負極側コンデンサの容量の比率に応じた比率となっていない。このことから、スイッチ１０６によって正極側コンデンサの容量を変化させ、正極および負極の対地電圧の分圧比率を参照することにより中間点における地絡を確実に把握可能であることがわかる。
【００３８】
図３は、中間点以外における地絡の検出を説明する図である。図３では、直流電源回路５０の組電池５２において、正極Ｐから４番目、負極Ｎから６番目、すなわち組電池５２の６番目と７番目の間の中間点以外で地絡が生じた場合を例示している。スイッチ１０６をオフにした状態であると、図３に示す式２および式３のように、平常時の正極対地電圧Ｖ１＋の分圧比と負極対地電圧Ｖ１−の分圧比は、正極側および負極側のコンデンサ容量の比率（逆比）である１：１である。これに対し、地絡が生じた場合、正極対地電圧Ｖ１＋の分圧比と負極対地電圧Ｖ１−の分圧比は、地絡点をゼロ点として分圧され、式８および式９に示すように正極側および負極側のコンデンサ容量の比率（逆比）とは異なる比率となる。
【００３９】
またスイッチ１０６をオンにした状態では、式４および式５に示すように、平常時の正極Ｐおよび負極Ｎの対地電圧の分圧比率は、コンデンサ容量の逆比に応じた値となっている。これに対し、地絡時には、上述したスイッチ１０６がオフの状態のときと同様に、スイッチ１０６をオンにした状態においても、正極対地電圧Ｖ２＋の分圧比と負極対地電圧Ｖ２−の分圧比は、地絡点をゼロ点として分圧され、式８および式９に示すように正極側および負極側のコンデンサ容量の比率（逆比）とは異なる比率となる。
【００４０】
上記説明したように、本実施形態にかかる地絡検出装置１００および地絡検出方法によれば、正極および負極の分圧比率が等しくない場合、すなわち開状態と閉状態の少なくとも一方の分圧比率がコンデンサの容量の比率(逆比)に応じていない場合には、地絡が生じていると判断することができる。換言すれば、スイッチ１０６が開状態および閉状態のときの分圧比率が両方とも正しい時にのみ地絡が生じていないと判断することができる。そして、地絡が生じていると判断された場合に、正極および負極の対地電圧の分圧比率を参照することにより、複数接続されている電池５２ａのうち、どの接続点において地絡が生じているかを判断することも可能となる。
【００４１】
また本実施形態の地絡検出装置１００のように、正極Ｐとアース電極１０４との間、および負極Ｎとアース電極１０４との間に、抵抗器ではなくコンデンサ（第１正極側コンデンサ１０２ａ・第２正極側コンデンサ１０２ｂ・負極側コンデンサ１０２ｃ）を配置することにより、抵抗器を設置した場合のように直流電流が流れることがない。したがって、組電池５２に蓄電された電力の消耗を抑制することが可能となる。
【００４２】
なお、組電池５２において、スイッチ１０６がオンの状態の時に正極側コンデンサと負極側コンデンサの容量比の逆比の位置で地絡が生じると、正極Ｐおよび負極Ｎの対地電圧の分圧比率は、コンデンサ容量の逆比に応じた値となってしまうため、スイッチ１０６がオンの状態ではその地絡を検出できない。このような場合スイッチをオフの状態とし、正極側コンデンサと負極側コンデンサの容量比を等しくすることにより、正極側コンデンサと負極側コンデンサの容量比の位置での地絡を確実に検出することが可能となる。
【００４３】
また上述したように、本実施形態ではスイッチ１０６を切り替えることにより正極側コンデンサと負極側コンデンサの容量比を変化させるが、かかるスイッチ１０６の切替タイミングについては適宜設定することが可能である。更に、地絡検出の判断については、中間点および中間点以外の接続点のいずれにおいても、平常時の正極および負極の対地電圧の分圧比率から所定の閾値以上の変化が生じた場合に地絡が生じていると判断することが好ましい。
【００４４】
図４は、本実施形態にかかる地絡検出装置１００の他の構成を例示する図である。図４に示す地絡検出装置１００ａでは、図１に示す地絡検出装置１００に加えて、正極側コンデンサと正極Ｐとの間、および負極側コンデンサと負極Ｎとの間に抵抗が更に配置されている。詳細には、第１正極側コンデンサ１０２ａと正極Ｐとの間には第１抵抗部１１２ａ、第２正極側コンデンサ１０２ｂと正極Ｐとの間には第２抵抗部１１２ｂ、負極側コンデンサ１０２ｃと負極Ｎとの間には第３抵抗部１１２ｃが設けられている。このように、各コンデンサと正極Ｐまたは負極Ｎとの間に抵抗を配置することにより、直流‐直流の電圧変換（インバータによるＤＣ−ＤＣコンバータ）によるリップル電流の低減、およびスイッチ開閉時の過渡電流の安定化を図ることが可能となる。
【００４５】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、複数の電池が直列に接続された直流電源回路の地絡検出装置および地絡検出方法に適用可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１０…地絡検出装置、１２ａ…正極側スイッチ、１２ｂ…負極側スイッチ、１４…アース電極、１６ａ…正極側抵抗器、１６ｂ…負極側抵抗器、５０…直流電源回路、５２…組電池、５２ａ…電池、５４…負荷、１００…地絡検出装置、１００ａ…地絡検出装置、１０２ａ…第１正極側コンデンサ、１０２ｂ…第２正極側コンデンサ、１０２ｃ…負極側コンデンサ、１０４…アース電極、１０６…スイッチ、１０８ａ…第１電圧計、１０８ｂ…第２電圧計、１１０…地絡検出部、１１２ａ…第１抵抗部、１１２ｂ…第２抵抗部、１１２ｃ…第３抵抗部、Ｎ…負極、Ｐ…正極
【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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