(57)【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のバッテリ(1)と、該走行用のバッテリ(1)を中間接続点(16)に対してプラス側のバッテリブロック(1A)とマイナス側のブロック(1B)に分割し、プラス側のバッテリブロック(1A)の中点電位付近に設けられた基準点(8)と、プラス側のバッテリブロック(1A)の電池モジュール(2)間に設けられ、電池モジュール(2)の電圧を検出する複数の接続点(7)と、基準点(8)に対するプラス側の電池モジュール(2A)の接続点(7)に接続している第１の検出スイッチ(12A)と、基準点(8)に対するマイナス側の電池モジュール(2B)の接続点(7)に接続している第２の検出スイッチ(12B)と、マイナス側のバッテリブロック(1B)のマイナス側に接続している第３の検出スイッチ(12C)と、第１〜第３の検出スイッチ(12A) 、(12B)、(12C)を介して接続されて、基準点(8)に対する各接続点(7)の電圧を検出する電圧検出回路(3)と、第１〜第３の検出スイッチ(12A) 、(12B)、(12C)をオン又はオフに切り換える制御回路(6)と、一端を基準点(8)に、他端を電圧検出回路(3)に接続された基準接続ライン(9)とを設け、
基準接続ライン(9)を電圧検出回路(3)のアースラインとし、電圧検出回路(3)が第１〜第３の検出スイッチ(12A) 、(12B)、(12C)をオン又はオフに切り換えた状態で検出される接続点(7)の電圧変化でもって基準接続ライン(9)の断線を検出する車両用の電源装置。
【請求項２】
複数の電池モジュール(2)を直列に接続している走行用のバッテリ(1)と、該走行用のバッテリ(1)を中間接続点(16)に対してプラス側のバッテリブロック(1A)とマイナス側のブロック(1B)に分割し、マイナス側のバッテリブロック(1B)の中点電位付近に設けられた基準点(8)と、マイナス側のバッテリブロック(1B)の電池モジュール(2)間に設けられ、電池モジュール(2)の電圧を検出する複数の接続点(7)と、基準点(8)に対するプラス側の電池モジュール(2C)の接続点(7)に接続している第１の検出スイッチ(12E)と、基準点(8)に対するマイナス側の電池モジュール(2D)の接続点(7)に接続している第２の検出スイッチ(12F)と、プラス側のバッテリブロック(1A)のプラス側に接続している第３の検出スイッチ(12D)と、第１〜第３の検出スイッチ(12D) 、(12E)、(12F)を介して接続されて、基準点(8)に対する各接続点(7)の電圧を検出する電圧検出回路(3)と、第１〜第３の検出スイッチ(12D) 、(12E)、(12F)をオン又はオフに切り換える制御回路(6)と、一端を基準点(8)に、他端を電圧検出回路(3)に接続された基準接続ライン(9)とを設け、
基準接続ライン(9)を電圧検出回路(3)のアースラインとし、電圧検出回路(3)が第１〜第３の検出スイッチ(12D) 、(12E)、(12F)をオン又はオフに切り換えた状態で検出される接続点(7)の電圧変化でもって基準接続ライン(9)の断線を検出する車両用の電源装置。
【請求項３】
複数の電池モジュール(2)を直列に接続している走行用のバッテリ(1)と、該走行用のバッテリ(1)を中間接続点(16)に対してプラス側のバッテリブロック(1A)とマイナス側のブロック(1B)に分割し、プラス側のバッテリブロック(1A)の中点電位付近に設けられた基準点(8)と、プラス側のバッテリブロック(1A)の電池モジュール(2)間に設けられ、電池モジュール(2)の電圧を検出する複数の接続点(7)と、基準点(8)に対するプラス側の電池モジュール(2A)の接続点(7)に接続している第１の検出スイッチ(12A)と、基準点(8)に対するマイナス側の電池モジュール(2B)の接続点(7)に接続している第２の検出スイッチ(12B)と、マイナス側のバッテリブロック(1B)のマイナス側に接続している第３の検出スイッチ(12C)と、第１〜第３の検出スイッチ(12A) 、(12B)、(12C)を介して接続されて、基準点(8)に対する各接続点(7)の電圧を検出する電圧検出回路(3)と、第１〜第３の検出スイッチ(12A) 、(12B)、(12C)をオン又はオフに切り換える制御回路(6)と、一端を基準点(8)に、他端を電圧検出回路(3)に接続された基準接続ライン(9)とを備える電源装置の基準接続ラインの断線を検出する方法であって、
基準接続ライン(9)を電圧検出回路(3)のアースラインとし、制御回路(6)で第１〜第３の検出スイッチ(12A) 、(12B)、(12C)をオン又はオフに切り換え、電圧検出回路(3)が、第１〜第３の検出スイッチ(12A) 、(12B)、(12C)をオン又はオフに切り換えた状態で接続点(7)の電圧変化を検出し、検出される電圧変化から基準接続ライン(9)の断線を検出する電源装置の基準接続ラインの断線を検出する方法。
【請求項４】
複数の電池モジュール(2)を直列に接続している走行用のバッテリ(1)と、該走行用のバッテリ(1)を中間接続点(16)に対してプラス側のバッテリブロック(1A)とマイナス側のブロック(1B)に分割し、マイナス側のバッテリブロック(1B)の中点電位付近に設けられた基準点(8)と、マイナス側のバッテリブロック(1B)の電池モジュール(2)間に設けられ、電池モジュール(2)の電圧を検出する複数の接続点(7)と、基準点(8)に対するプラス側の電池モジュール(2C)の接続点(7)に接続している第１の検出スイッチ(12E)と、基準点(8)に対するマイナス側の電池モジュール(2D)の接続点(7)に接続している第２の検出スイッチ(12F)と、プラス側のバッテリブロック(1A)のプラス側に接続している第３の検出スイッチ(12D)と、第１〜第３の検出スイッチ(12D) 、(12E)、(12F)を介して接続されて、基準点(8)に対する各接続点(7)の電圧を検出する電圧検出回路(3)と、第１〜第３の検出スイッチ(12D) 、(12E)、(12F)をオン又はオフに切り換える制御回路(6)と、一端を基準点(8)に、他端を電圧検出回路(3)に接続された基準接続ライン(9)とを備える電源装置の基準接続ラインの断線を検出する方法であって、
基準接続ライン(9)を電圧検出回路(3)のアースラインとし、制御回路(6)で第１〜第３の検出スイッチ(12D) 、(12E)、(12F)をオン又はオフに切り換え、電圧検出回路(3)が、第１〜第３の検出スイッチ(12D) 、(12E)、(12F)をオン又はオフに切り換えた状態で接続点(7)の電圧変化を検出し、検出される電圧変化から基準接続ライン(9)の断線を検出する電源装置の基準接続ラインの断線を検出する方法。
【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、電池モジュールの電圧を検出する基準接続ラインの断線を検出できる車両用の電源装置と、基準接続ラインの断線を検出する方法に関する。
【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バッテリの電圧を高くする必要がある。出力がバッテリの電圧と電流の積に比例するからである。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バッテリは、２００Ｖ以上と極めて高い。高電圧のバッテリは、複数の二次電池を直列に接続して電池モジュールとし、さらに電池モジュールを直列に接続して出力電圧を高くしている。
【０００３】
以上のように、多数の電池モジュールを直列に接続しているバッテリは、各々の電池モジュールの過充電と過放電を防止しながら充放電することが大切である。過充電と過放電が電池の電気性能を低下させると共に、劣化させて寿命を短くするからである。電池モジュールの過充電や過放電を防止するために、電池モジュールの電圧を検出してバッテリの充放電を制御する車両用の電源装置が開発されている（特許文献１参照）。
【０００４】
この公報に記載される電源装置は、各々の電池モジュールの電圧を差動増幅器で検出する。この電源装置は、各々の差動増幅器の一対の入力端子間の電圧はほぼ一定であるが、入力端子のアースに対する電圧が次第に高くなる。それは、直列に接続して次第に電圧が高くなる電池モジュールの電圧を、各々の差動増幅器で検出するからである。したがって、差動増幅器の電源回路の設計が複雑になったり、あるいは差動増幅器として電源電圧が高いものを使用する必要がある。
【０００５】
この欠点は、図１に示すように、電池モジュール２２の中点電位付近の基準点２８に対する各々の接続点の電圧を検出する電圧検出回路２３で解消できる。この図の電圧検出回路２３は、電池モジュール２２の接続点の電圧の差から、電池モジュール２２の電圧を検出する。この電圧検出回路２３は、基準点２８に対する電池モジュール２２の接続点の電圧を検出するので、全ての検出電圧が基準点２８に対する電圧となる。したがって、図に示すように、マルチプレクサ２４で電池モジュール２２の接続点を切り換えて、接続点の電圧を検出できる。
【０００６】
ただ、この電圧検出回路２３は、全ての電圧を基準点２８に対する電圧として検出する。したがって、基準点２８を電圧検出回路２３に接続する基準接続ライン２９が断線すると、全ての電池モジュール２２の電圧を正確に検出できなくなる。基準接続ライン２９は、コネクターと接続コード、あるいは端子と接続コード等で、バッテリ２１の基準点２８を電圧検出回路２３に接続する。コネクターや端子は、互いに金属表面を押圧して電気接続している。金属表面は経時的に変質するのを皆無にできない。変質した金属表面は接触不良の原因となる。とくに車両は、温度、湿度、ほこり等の厳しい外的環境で使用されることから、コネクターや端子の変質を皆無にできない。基準接続ラインのコネクターや端子の接触不良は、接触部分の電気抵抗を大きくし、あるいは変動させて、基準点の電圧を不安定に変動させる。また、接続コードが断線すると、基準点の電圧を検出できなくなる。車両用の電源装置は、電池モジュールの電圧を正確に検出できなくなると、バッテリを過充電したり、あるいは過放電して著しく劣化させる弊害や、バッテリを充放電できるにもかかわらず、充放電が制限されたり停止されて、バッテリでもって車両を正常に走行できなくなる。
【０００７】
本出願人は、この欠点を解消するために、基準接続ラインの断線を検出する回路を備える電源装置を開発した（特許文献２参照）。この電源装置は、図２に示すように、基準接続ライン３９に電流を流して断線を検出する検出回路３０を備える。検出回路３０は、オンオフスイッチ３５と電流制限抵抗３６とフォトカプラ３７との直列回路である。検出回路３０は、基準接続ライン３９の断線をより確実に検出するために、オンオフスイッチ３５と電流制限抵抗３６とフォトカプラ３７との直列回路を２回路並列に接続して、いずれかの直列回路が故障しても基準接続ライン３９を検出できるようにしている。この検出回路３６は、オンオフスイッチ３５をオンにすると基準接続ライン３９に所定の電流が流れる。電流はフォトカプラ３７を介して判定回路４０に入力される。なお、この図において、３１はバッテリ、３２は電池モジュール、３３は電圧検出回路、３４はマルチプレクサ、３８は基準点をそれぞれ示している。
【特許文献１】特開２００２−１９９５１０号公報
【特許文献２】特開２００６−１４４８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この検出回路は、基準接続ラインの断線を確実に検出できる。ただ、専用の検出回路を設ける必要があるので、製造コストが高くなる欠点がある。とくに、検出回路は、イグニッションスイッチをオンにした極めて短い時間に動作して、基準接続ラインの断線を検出する用途に限って使用される。このため、検出回路を簡単な回路構成として製造コストを低減することが切望されている。
【０００９】
さらに、この検出回路は、電池モジュールの接続点を電圧検出回路に接続する電圧検出ラインに短絡電流制限抵抗を接続している電源装置には使用が制限される。それは、短絡電流制限抵抗がフォトカプラに流す電流を減少して、フォトカプラをオンに切り換えできなくなるからである。短絡電流制限抵抗をパスして専用回線を接続して、この弊害は解消できる。ただ、専用回線は引き回しが複雑となり、また専用回線が短絡するとショート電流を制限できなくなる等の弊害もある。
【００１０】
本発明は、さらに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、簡単な回路構成で基準接続ラインの断線を検出して、電圧検出機能に障害が発生していないかどうかを判別して、電池モジュールを保護しながら充放電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】
【００１１】
本発明の車両用の電源装置は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。
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のバッテリ１と、該走行用のバッテリ１を中間接続点１６に対してプラス側のバッテリブロック１Ａとマイナス側のブロック１Ｂに分割し、プラス側のバッテリブロック１Ａの中点電位付近に設けられた基準点８と、プラス側のバッテリブロック１Ａの電池モジュール２間に設けられ、電池モジュール２の電圧を検出する複数の接続点７と、基準点８に対するプラス側の電池モジュール２Ａの接続点７に接続している第１の検出スイッチ１２Ａと、基準点８に対するマイナス側の電池モジュール２Ｂの接続点７に接続している第２の検出スイッチ１２Ｂと、マイナス側のバッテリブロック１Ｂのマイナス側に接続している第３の検出スイッチ１２Ｃと、第１〜第３の検出スイッチ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃを介して接続されて、基準点８に対する各接続点７の電圧を検出する電圧検出回路３と、第１〜第３の検出スイッチ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ をオン又はオフに切り換える制御回路６と、一端を基準点８に、他端を電圧検出回路３に接続された基準接続ライン９とを設けている。そして、基準接続ライン９を電圧検出回路３のアースラインとし、電圧検出回路３が第１〜第３の検出スイッチ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ をオン又はオフに切り換えた状態で検出される接続点７の電圧変化でもって基準接続ライン９の断線を検出する。
【００１２】
本発明の請求項２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のバッテリ１と、該走行用のバッテリ１を中間接続点１６に対してプラス側のバッテリブロック１Ａとマイナス側のブロック１Ｂに分割し、マイナス側のバッテリブロック１Ｂの中点電位付近に設けられた基準点８と、マイナス側のバッテリブロック１Ｂの電池モジュール２間に設けられ、電池モジュール２の電圧を検出する複数の接続点７と、基準点８に対するプラス側の電池モジュール２Ｃの接続点７に接続している第１の検出スイッチ１２Ｅと、基準点８に対するマイナス側の電池モジュール２Ｄの接続点７に接続している第２の検出スイッチ１２Ｆと、プラス側のバッテリブロック１Ａのプラス側に接続している第３の検出スイッチ１２Ｄと、第１〜第３の検出スイッチ１２Ｄ 、１２Ｅ、１２Ｆを介して接続されて、基準点８に対する各接続点７の電圧を検出する電圧検出回路３と、第１〜第３の検出スイッチ１２Ｄ 、１２Ｅ、１２Ｆをオン又はオフに切り換える制御回路６と、一端を基準点８に、他端を電圧検出回路３に接続された基準接続ライン９とを設けている。そして、基準接続ライン９を電圧検出回路３のアースラインとし、電圧検出回路３が第１〜第３の検出スイッチ１２Ｄ、１２Ｅ、１２Ｆをオン又はオフに切り換えた状態で検出される接続点７の電圧変化でもって基準接続ライン９の断線を検出する。
【００１４】
本発明の電源装置の基準接続ラインの断線を検出する方法は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。
基準接続ラインの断線を検出する方法は、複数の電池モジュール２を直列に接続している走行用のバッテリ１と、該走行用のバッテリ１を中間接続点１６に対してプラス側のバッテリブロック１Ａとマイナス側のブロック１Ｂに分割し、プラス側のバッテリブロック１Ａの中点電位付近に設けられた基準点８と、プラス側のバッテリブロック１Ａの電池モジュール２間に設けられ、電池モジュール２の電圧を検出する複数の接続点７と、基準点８に対するプラス側の電池モジュール２Ａの接続点７に接続している第１の検出スイッチ１２Ａと、基準点８に対するマイナス側の電池モジュール２Ｂの接続点７に接続している第２の検出スイッチ１２Ｂと、マイナス側のバッテリブロック１Ｂのマイナス側に接続している第３の検出スイッチ１２Ｃと、第１〜第３の検出スイッチ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃを介して接続されて、基準点８に対する各接続点７の電圧を検出する電圧検出回路３と、第１〜第３の検出スイッチ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃをオン又はオフに切り換える制御回路６と、一端を基準点８に、他端を電圧検出回路３に接続された基準接続ライン９とを備える基準接続ライン９の断線を検出する。この検出方法は、基準接続ライン９を電圧検出回路３のアースラインとし、制御回路６で第１〜第３の検出スイッチ１２Ａ 、１２Ｂ、１２Ｃをオン又はオフに切り換え、第１〜第３の検出スイッチ１２Ａ 、１２Ｂ、１２Ｃをオン又はオフに切り換えた状態で、電圧検出回路３が接続点７の電圧変化を検出し、検出される電圧変化から基準接続ライン９の断線を検出する電源装置の基準接続ラインの断線を検出する。
【００１５】
本発明の請求項４の基準接続ラインの断線を検出する方法は、複数の電池モジュール２を直列に接続している走行用のバッテリ１と、該走行用のバッテリ１を中間接続点１６に対してプラス側のバッテリブロック１Aとマイナス側のブロック１Bに分割し、マイナス側のバッテリブロック１Bの中点電位付近に設けられた基準点８と、マイナス側のバッテリブロック１Bの電池モジュール２間に設けられ、電池モジュール２の電圧を検出する複数の接続点７と、基準点８に対するプラス側の電池モジュール２Cの接続点７に接続している第１の検出スイッチ１２Eと、基準点８に対するマイナス側の電池モジュール２Dの接続点７に接続している第２の検出スイッチ１２Fと、プラス側のバッテリブロック１Aのプラス側に接続している第３の検出スイッチ１２Dと、第１〜第３の検出スイッチ１２D 、１２E、１２Fを介して接続されて、基準点８に対する各接続点７の電圧を検出する電圧検出回路３と、第１〜第３の検出スイッチ１２D 、１２E、１２Fをオン又はオフに切り換える制御回路６と、一端を基準点８に、他端を電圧検出回路３に接続された基準接続ライン９とを備える基準接続ラインの断線を検出する。この検出方法は、基準接続ライン９を電圧検出回路３のアースラインとし、制御回路６で第１〜第３の検出スイッチ１２D 、１２Ｅ、１２Ｆをオン又はオフに切り換え、第１〜第３の検出スイッチ１２D 、１２Ｅ、１２Ｆをオン又はオフに切り換えた状態で、電圧検出回路３が接続点７の電圧変化を検出し、検出される電圧変化から基準接続ライン９の断線を検出する電源装置の基準接続ラインの断線を検出する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、簡単な回路構成で基準接続ラインの断線を検出して、電圧検出機能に障害が発生していないかどうかを判別し、電池モジュールを保護しながら充放電できる特長がある。それは、基準点に対するプラス側の電池モジュールの接続点に接続している第１の検出スイッチと、基準点に対するマイナス側の電池モジュールの接続点に接続している第２の検出スイッチと、中間接続点に対してマイナス側のバッテリブロックのマイナス側又はプラス側のバッテリブロックのプラス側に接続している第３の検出スイッチとを設け、バッテリブロックの基準点に接続される基準接続ラインを電圧検出回路のアースラインとし、電圧検出回路が、第１〜第３の検出スイッチをオン又はオフに切り換えた状態で接続点の電圧を検出し、接続点の電圧変化でもって、基準接続ラインの断線を検出するからである。この構造の電源装置は、基準接続ラインが断線していると、第１〜第３の検出スイッチをオフに切り換えた状態で検出される接続点の電圧が変化する。それは、基準接続ラインが断線していると、電圧検出回路の基準入力端子であるアース側入力端子が基準点に接続されなくなるので、第１〜第３の検出スイッチをオン又はオフに切り換えると、基準入力端子の基準電位がアース電位から変化してしまうからである。したがって、基準接続ラインが断線すると、第１〜第３の検出スイッチをオン又はオフに切り換えた状態では基準入力端子の基準電位が変化し、この結果、第１〜第３の検出スイッチをオン又はオフに切り換えると接続点の電圧も変化する。このため、第１〜第３の検出スイッチをオン又はオフに切り換え、接続点の電圧が変化する状態を検出して、基準接続ラインの断線を検出できる。とくに、本発明の電源装置は、従来のように専用の検出回路を設けることなく、電池モジュールの電圧を検出するための回路を利用して、基準接続ラインの検出を判定できるので、簡単な回路構成とし、コストを低減しながら、基準接続ラインの断線を検出できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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とこの電源装置の基準接続ラインの断線を検出する方法を例示するものであって、本発明は装置と方法を以下のものに特定しない。
【００１９】
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。
【００２０】
図３と図４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のバッテリ１と、この走行用のバッテリ１を構成する電池モジュール２の電圧を検出する電圧検出回路３とを備える。走行用のバッテリ１は、中間接続点１６で互いに直列に接続しているプラス側のバッテリブロック１Ａとマイナス側のバッテリブロック１Ｂとを備える。図に示す走行用のバッテリ１は、中間接続点１６において、ヒューズ１９を介してプラス側のバッテリブロック１Ａとマイナス側のバッテリブロック１Ｂとを接続している。このヒューズ１９は、過電流が流れるときに溶断されて走行用のバッテリ１を保護する。各々のバッテリブロックは、基準点８のプラス側とマイナス側に複数の電池モジュール２を直列に接続している。
【００２１】
図４の電圧検出回路３は、各々の電池モジュール２の電圧を検出して、電池モジュール２の過充電と過放電を防止しながら充電放電するために、電源装置に装備される回路である。したがって、この電源装置は、各々の電池モジュール２の接続点７の電圧を検出して、電池モジュール２の電圧を検出する。電圧検出回路３は、全ての接続点７の電圧を検出して、全ての電池モジュール２の電圧を検出することができる。ただ、電圧検出回路は、必ずしも全ての接続点の電圧を検出する必要はなく、直列に接続している複数の電池モジュールをひとつのユニットとして、ユニット間の接続点の電圧を検出して、複数の電池モジュールからなる１ユニットの電圧として検出することもできる。たとえば、５０個の電池モジュールを直列に接続しているバッテリは、好ましくは５０個の全ての電池モジュールの電圧を各々独立して電圧検出回路で検出し、あるいは２個の電池モジュールを１ユニットとして２個の電池モジュールの電圧をトータル電圧として検出することもできる。
【００２２】
検出された電池モジュール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、過放電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。
【００２３】
多数の電池モジュール２を直列に接続している走行用のバッテリ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、充放電の繰り返し回数が多くなると、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、満充電できる容量の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、走行用のバッテリ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。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、電圧検出回路３は、電池モジュール２の電圧を検出している。
【００２４】
図３と図４の電源装置は、走行用バッテリ１をプラス側のバッテリブロック１Ａと、マイナス側のバッテリブロック１Ｂの２ブロックに分割している。各々のバッテリブロックの電池モジュール２の電圧を検出するために、２組の電圧検出回路３Ａ、３Ｂを備える。たとえば、全体で５０個の電池モジュールを直列に接続している走行用のバッテリは、２５個の電池モジュールを接続しているプラス側のバッテリブロックと、２５個の電池モジュールを接続しているマイナス側のバッテリブロックに分割し、あるいは２４個の電池モジュールを接続しているプラス側のバッテリブロックと、２６個の電池モジュールを接続しているマイナス側のバッテリブロックのように、異なる個数に分割してトータルで５０個となるように２ブロックに分割することができる。
【００２５】
各々の電池モジュール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、たとえば、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、走行用のバッテリは、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。さらにまた、電池モジュールの二次電池は、リチウムイオン二次電池やニッケルカドミウム電池等の他の二次電池も使用できる。
【００２６】
走行用バッテリ１をプラス側のバッテリブロック１Ａとマイナス側のバッテリブロック１Ｂに分割し、これを直列に接続して、２組の電圧検出回路３Ａ、３Ｂで電圧を検出する電源装置は、たとえば、１組の電圧検出回路で２４個〜２６個の電池モジュールの電圧を検出する。
【００２７】
図４に示す各バッテリブロックは、中点電位付近である基準点８のプラス側とマイナス側に直列に複数の電池モジュール２を接続している。プラス側とマイナス側の電池モジュール２は、接続点７で接続されて互いに直列に接続される。図３と図４においては、基準点８は中点電位であるが、多数の電池モジュールを接続している場合においては、中点電位付近であればよい。電圧検出回路３は、基準点８に対する接続点７の電圧を検出し、検出した接続点７の電圧差から各々の電池モジュール２の電圧を演算する。走行用バッテリ１の基準点８は、基準接続ライン９を介して電圧検出回路３の基準入力端子１８に接続される。基準接続ライン９は、端子やコネクターを介して一端を走行用バッテリ１の基準点８に、他端を電圧検出回路３の基準入力端子１８に接続しているリード線である。この基準接続ライン９は、電圧検出回路３のアースラインとなる。ただ、電圧検出回路３のアースラインとなる基準接続ライン９は、車両のシャーシーアースには接続されない。感電を防止するためである。
【００２８】
電池モジュール２の接続点７は電圧検出点として、検出スイッチ１２と電圧検出ライン１０を介して電圧検出回路３の電圧入力端子１７に接続される。電圧検出回路３は、基準点８に対する接続点７の電圧を検出して、各々の電池モジュール２の電圧を演算する。
【００２９】
電圧検出回路３は、図３と図４に示すように、各々の電池モジュール２の接続点７の電圧を分圧する抵抗分圧回路１１と、抵抗分圧回路１１で分圧された電圧を時分割に切り換えて検出するマルチプレクサ４と、マルチプレクサ４の出力側に接続している電圧検出部５とを備える。電源装置は、図示しないが、各々の電圧検出ライン１０に短絡電流制限抵抗を接続することもできる。この短絡電流制限抵抗は、電圧検出ラインが短絡したときに、大きな短絡電流が流れるのを防止する。短絡電流制限抵抗の電気抵抗は、数十ｋΩと大きくして、短絡電流を小さく制限することができる。
【００３０】
抵抗分圧回路１１は、ふたつの抵抗器１４を直列に接続して、接続点７の電圧を分圧してマルチプレクサ４に入力する。接続点７の最高電圧は、マルチプレクサ４の最高入力電圧よりも高電圧となる。抵抗分圧回路１１は、特定の分圧比で接続点７の電圧を降下する。抵抗分圧回路１１の分圧比は、直列に接続している抵抗器１４の電気抵抗で特定される。マルチプレクサ４の入力と並列に接続している並列抵抗１４Ｂに比較して、直列に接続している直列抵抗１４Ａの電気抵抗を大きくして、抵抗分圧回路１１の分圧比を大きく、すなわちマルチプレクサ４の入力電圧を低くできる。
【００３１】
電圧検出ラインに短絡電流制限抵抗を接続する電源装置は、抵抗分圧回路と直列に短絡電流制限抵抗を接続する。この短絡電流制限抵抗は、図示しないが、バッテリのケースに固定しているエンドプレートに固定することができる。この電源装置は、抵抗分圧回路の直列抵抗の電気抵抗を、短絡電流制限抵抗の電気抵抗を考慮して特定する。すなわち、直列抵抗の電気抵抗を、短絡電流制限抵抗の電気抵抗を減算した電気抵抗とする。この電源装置は、抵抗分圧回路の直列抵抗と短絡電流制限抵抗を介して接続点に接続する。
【００３２】
抵抗分圧回路１１は、好ましくは、接続点７の電圧を数Ｖに降圧してマルチプレクサ４に入力する。抵抗分圧回路１１が接続点７の電圧を低下させる割合は電気抵抗の比で特定されているので、検出された電圧は、後述するように、電圧検出部５、Ａ／Ｄコンバータ１５を経て、制御回路６にて演算されて、抵抗分圧回路１１の分圧比を考慮して、実際の電圧に補正される。たとえば、抵抗分圧回路１１の分圧比が１／５０であれば、電圧検出回路３は、検出された電圧を５０倍して接続点７の電圧とする。
【００３３】
抵抗分圧回路１１は、各々の接続点７に接続される。すなわち、全ての接続点７の電圧は、抵抗分圧回路１１で降圧してマルチプレクサ４に入力される。各々の接続点７に接続される抵抗分圧回路１１は、マルチプレクサ４の入力電圧がほぼ等しくなる分圧比に設定される。
【００３４】
電圧検出ライン１０には、検出スイッチ１２を接続している。したがって、接続点７は、検出スイッチ１２と電圧検出ライン１０を介して、電圧検出回路３の電圧入力端子１７に接続される。電源装置は、検出スイッチ１２をオンオフに切り換えて、基準接続ライン９の断線を検出する。基準接続ライン９の断線は、イグニッションスイッチをオンに切り換えた直後に検出される。したがって、検出スイッチ１２は、イグニッションスイッチをオンに切り換えた直後に、制御回路６にコントロールされてオンオフに切り換えられて、基準接続ライン９の断線を検出する。その後、全ての検出スイッチ１２をオンとし、電圧検出回路３でもって順番に接続点７の電圧を検出する。検出された電圧から、電池モジュール２の電圧が演算される。
【００３５】
図３と図４の電源装置は、基準点８のマイナス側とプラス側の両方の電池モジュール２の接続点７に接続している電圧検出ライン１０の途中に検出スイッチ１２を接続している。全ての電圧検出ライン１０に検出スイッチ１２を接続している電源装置は、全ての検出スイッチ１２をオフに切り換えて、車両が使用されない間の走行用のバッテリ１の抵抗分圧回路１１による放電電流を遮断できる。したがって、この電源装置は、検出スイッチ１２を電流遮断スイッチに併用できる。いいかえると、イグニッションスイッチをオフに切り換える状態で走行用のバッテリ１の放電を停止する電流遮断スイッチを検出スイッチ１２に併用できる。
【００３６】
基準接続ライン９の断線は、プラス側とマイナス側の電池モジュール２の接続点７に接続している検出スイッチ１２をオンオフに切り換え、接続点７の電圧変化から検出される。基準接続ライン９の断線は、基準点８のプラス側の電池モジュール２の電圧を電圧検出回路３でもって接続点７の電圧変化として検出し、あるいは基準点８のマイナス側の電池モジュール２の電圧を電圧検出回路３でもって接続点７の電圧変化として検出して、接続点７の電圧変化から検出することができる。
【００３７】
検出スイッチ１２は、制御回路６にコントロールされてオンオフに切り換えられる。制御回路６は、イグニッションスイッチをオンに切り換えて、基準接続ライン９の断線を検出するときに、検出スイッチ１２をオンオフに切り換える。また、イグニッションスイッチをオフに切り換える状態では、検出スイッチ１２をオフに切り換えて、走行用のバッテリ１の放電電流を遮断する。
【００３８】
検出スイッチ１２をオンオフに切り換える状態で、接続点７の電圧変化から基準接続ライン９の断線を検出する動作原理を図５ないし図１０に示す。ただし、これらの図は、図４に示す電源装置において、プラス側のバッテリブロック１Ａの電圧検出回路３Ａで接続点７の電圧を検出する状態を示している。これ等の図において、プラス側のバッテリブロック１Ａの基準点８よりもプラス側の電池モジュール２を第１組の電池モジュール２Ａ、基準点８よりもマイナス側の電池モジュール２を第２組の電池モジュール２Ｂ、マイナス側のバッテリブロック１Ｂの基準点８よりもプラス側の電池モジュール２を第３組の電池モジュール２Ｃ、基準点８よりもマイナス側の電池モジュール２を第４組の電池モジュール２Ｄとする。また、これらの図において、プラス側のバッテリブロック１Ａであって、基準点８のプラス側の電池モジュール２（第１組の電池モジュール２Ａ）の接続点７に接続している検出スイッチ１２を第１の検出スイッチ１２Ａ（ＳＷ１）とし、基準点８のマイナス側の電池モジュール２（第２組の電池モジュール２Ｂ）の接続点７に接続している検出スイッチ１２を第２の検出スイッチ１２Ｂ（ＳＷ２）とし、マイナス側のバッテリブロック１Ｂのマイナス側に接続している検出スイッチ１２を第３の検出スイッチ１２Ｃ（ＳＷ３）としている。この電源装置は、これらの３組の検出スイッチ１２をオンオフに切り換えて、プラス側のバッテリブロック１Ａの基準接続ライン９の断線を検出する。
【００３９】
これ等の図に示すように、基準接続ライン９が断線すると、基準点８が電圧検出回路３Ａの基準入力端子１８に接続されなくなる。この状態になると、電圧検出回路３Ａの基準入力端子１８の電位が仮想アース電位にずれる。基準入力端子１８の基準電位がずれるので、電圧入力端子１７に入力される接続点７の電圧が変化する。電圧検出回路３Ａが、基準入力端子１８と電圧入力端子１７との電位差を検出しているからである。
【００４０】
図５と図６は、全ての検出スイッチ１２をオンに切り換える状態を示している。図５は基準接続ライン９が断線しない状態、図６は基準接続ライン９が断線する状態を示している。
図５に示すように基準接続ライン９が断線しない状態では、基準点８から電圧検出回路３Ａの基準入力端子１８に接続される。したがって、基準入力端子１８の電位は、基準点８の電位、すなわちプラス側のバッテリブロック１Ａのアース電位となる。この状態で、矢印で示すように、電圧検出回路３Ａの抵抗器１４を介して電流が流れるが、基準点８が基準接続ライン９で電圧検出回路３Ａの基準入力端子１８に接続されるので、基準入力端子１８の電位は基準点８の電位となる。
基準接続ライン９が断線すると、図６に示すように、電圧検出回路３Ａの抵抗器１４を介して電流が流れ、この電流経路によって、電圧検出回路３Ａの基準入力端子１８の電位が仮想アース電位にずれる。仮想アース電位は、プラス側のバッテリブロック１Ａの基準点８の電位からマイナス側にずれる。それは、オン状態にある第３の検出スイッチ１２Ｃによって、マイナス側のバッテリブロック１Ｂの電池モジュール２とこのバッテリブロックのマイナス側に接続する抵抗分圧回路１１の抵抗器１４に電流が流れ、基準入力端子１８の電位がマイナス側に引っ張られるからである。したがって、基準接続ライン９が断線すると、基準入力端子１８の電位がマイナス側にずれる。
この状態になると、電圧検出回路３Ａが検出する接続点７の電位は、基準接続ライン９が断線しない状態と比べてプラス側にずれる。それは、電圧検出回路３Ａが、基準入力端子１８の電位に対する電圧として接続点７の電圧を検出しているからである。このため、プラス側のバッテリブロック１Ａの接続点７の電圧を検出する電圧検出回路３Ａは、検出する全ての接続点７の電位を、基準接続ライン９が断線しない状態と比べてプラス側にずれる電圧として検出する。
【００４１】
図７と図８は、第２の検出スイッチ１２Ｂのみをオンにして、第１の検出スイッチ１２Ａ及び第３の検出スイッチ１２Ｃをオフにする状態を示している。図７は基準接続ライン９が断線しない状態、図８は基準接続ライン９が断線する状態を示している。
図７に示すように基準接続ライン９が断線しない状態では、基準点８から電圧検出回路３Ａの基準入力端子１８に接続される。したがって、基準入力端子１８の電位は、基準点８の電位、すなわちプラス側のバッテリブロック１Ａのアース電位となる。この状態で、矢印で示すように、電圧検出回路３Ａの抵抗器１４を介して電流が流れるが、基準点８が基準接続ライン９で電圧検出回路３Ａの基準入力端子１８に接続されるので、基準入力端子１８の電位は基準点８の電位となる。
基準接続ライン９が断線すると、図８に示すように、電圧検出回路３Ａの抵抗器１４を介して電流が流れ、この電流経路によって、電圧検出回路３Ａの基準入力端子１８の電位が仮想アース電位にずれる。仮想アース電位は、プラス側のバッテリブロック１Ａの基準点８の電位からマイナス側にずれる。それは、オン状態にある第２の検出スイッチ１２Ｂによって、第２組の電池モジュール２Ｂとこれ等に接続している抵抗分圧回路１１の抵抗器１４に電流が流れ、基準入力端子１８の電位がマイナス側に引っ張られるからである。したがって、基準接続ライン９が断線すると、基準入力端子１８の電位がマイナス側にずれる。
この状態になると、電圧検出回路３Ａが検出する接続点７の電位は、基準接続ライン９が断線しない状態と比べてプラス側にずれる。それは、電圧検出回路３Ａが、基準入力端子１８の電位に対する電圧として接続点７の電圧を検出しているからである。このため、プラス側のバッテリブロック１Ａの接続点７の電圧を検出する電圧検出回路３Ａは、検出する全ての接続点７の電位を、基準接続ライン９が断線しない状態と比べてプラス側にずれる電圧として検出する。
【００４２】
さらに、図９と図１０は、第２の検出スイッチ１２Ｂと第３の検出スイッチ１２Ｃをオンにして、第１の検出スイッチ１２Ａをオフにする状態を示している。図９は基準接続ライン９が断線しない状態、図１０は基準接続ライン１０が断線する状態を示している。
図９に示すように基準接続ライン９が断線しない状態では、基準点８から電圧検出回路３Ａの基準入力端子１８に接続される。したがって、基準入力端子１８の電位は、基準点８の電位、すなわちプラス側のバッテリブロック１Ａのアース電位となる。この状態で、矢印で示すように、電圧検出回路３Ａの抵抗器１４を介して電流が流れるが、基準点８が基準接続ライン９で電圧検出回路３Ａの基準入力端子１８に接続されるので、基準入力端子１８の電位は基準点８の電位となる。
基準接続ライン９が断線すると、図１０に示すように、電圧検出回路３Ａの抵抗器１４を介して電流が流れ、この電流経路によって、電圧検出回路３Ａの基準入力端子１８の電位が仮想アース電位にずれる。仮想アース電位は、プラス側のバッテリブロック１Ａの基準点８の電位からマイナス側にずれる。それは、オン状態にある第２の検出スイッチ１２Ｂによって、第２組の電池モジュール２Ｂとこれ等に接続している抵抗分圧回路１１の抵抗器１４に電流が流れ、また、オン状態にある第３の検出スイッチ１２Ｃによって、マイナス側のバッテリブロック１Ｂの電池モジュール２とこのバッテリブロックのマイナス側に接続する抵抗分圧回路１１の抵抗器１４に電流が流れ、基準入力端子１８の電位がマイナス側に引っ張られるからである。したがって、基準接続ライン９が断線すると、基準入力端子１８の電位がマイナス側にずれる。
この状態になると、電圧検出回路３Ａが検出する接続点７の電位は、基準接続ライン９が断線しない状態と比べてプラス側にずれる。それは、電圧検出回路３Ａが、基準入力端子１８の電位に対する電圧として接続点７の電圧を検出しているからである。このため、プラス側のバッテリブロック１Ａの接続点７の電圧を検出する電圧検出回路３Ａは、検出する全ての接続点７の電位を、基準接続ライン９が断線しない状態と比べてプラス側にずれる電圧として検出する。
【００４３】
基準接続ライン９が断線すると、図６、図８及び図１０に示すように、電圧検出回路３Ａの基準入力端子１８の基準電位である仮想アース電位はマイナス側にずれる。ただ、これ等の図に示すように、何れの検出スイッチ１２をオンにするかで、基準入力端子１８の仮想アース電位のずれは変化する。
図６に示すように、基準接続ライン９が断線する状態で、第１ないし第３の全ての検出スイッチ１２をオンにすると、マイナス側のバッテリブロック１Ｂの電池モジュール２とこのバッテリブロックのマイナス側に接続している抵抗分圧回路１１が仮想アース電位をマイナス側にずらせるが、第１組の電池モジュール２Ａとこれ等に接続している抵抗分圧回路１１の抵抗器１４が仮想アース電位をプラス側にずらせる。このため、仮想アース電位がマイナス側のバッテリブロック１Ｂの電池モジュール２とこのバッテリブロックのマイナス側に接続している抵抗分圧回路１１でマイナス側にずらされるとしても、第１組の電池モジュール２Ａとその抵抗分圧回路１１でずれが補正されて電位のずれは小さくなる。
図８に示すように、基準接続ライン９が断線する状態で、第２の検出スイッチ１２Ｂのみをオンにすると、第２組の電池モジュール２Ｂとその抵抗分圧回路１１のみで仮想アース電位をマイナス側にずらせる。
以上のように、図６と図８の状態では、基準接続ライン９が断線する状態において、仮想アース電位をマイナス側にずられる電池モジュール２と抵抗分圧回路１１が異なる。このため、図６と図８の状態では、仮想アース電位のマイナス側へのずれ量を変化できる。したがって、基準接続ライン９が断線する状態で、図６と図８の状態に検出スイッチ１２を切り換えて、電圧検出回路３Ａが接続点７の電圧として検出する電圧を変化できる。いいかえると、電圧検出回路３Ａが接続点７の電圧を検出し、その電圧が図６と図８に示す状態で変化すると、基準接続ライン９の断線と判定できる。基準接続ライン９が断線しない状態にあっては、図５と図７に示すように、電圧検出回路３Ａの基準入力端子１８の基準電位が変化せず、検出スイッチ１２を切り換えても電圧検出回路３Ａの検出電圧は変化しないからである。
さらに、図１０に示すように、基準接続ライン９が断線する状態で、第２の検出スイッチ１２Ｂと第３の検出スイッチ１２Ｃをオンにして、第２組の電池モジュール２Ｂとマイナス側のバッテリブロック１Ｂの電池モジュール２とこれらに接続される抵抗分圧回路１１で仮想アース電位をマイナス側にずらせると、第２組の電池モジュール２Ｂとマイナス側のバッテリブロック１Ｂの電池モジュール２と抵抗分圧回路１１の両方が仮想アース電位をマイナス側にずらせるので、マイナス側のずれが最も大きくなる。
【００４４】
以上のように、電源装置は、第１ないし第３の検出スイッチ１２をオンオフに切り換える状態で、電圧検出回路３Ａで検出される接続点７の電圧変化から、プラス側のバッテリブロック１Ａの基準接続ライン９の断線を検出する。さらに、図３と図４に示す電源装置は、第４ないし第６の検出スイッチ１２をオンオフに切り換える状態で、電圧検出回路３Ｂで検出される接続点７の電圧変化から、マイナス側のバッテリブロック１Ｂの基準接続ライン９の断線を検出することができる。図の電源装置は、プラス側のバッテリブロック１Ａのプラス側に第４の検出スイッチ１２Ｄ（ＳＷ４）を、マイナス側のバッテリブロック１Ｂの基準点８のプラス側の電池モジュール２（第３組の電池モジュール２Ｃ）の接続点７に第５の検出スイッチ１２Ｅ（ＳＷ５）を、基準点８のマイナス側の電池モジュール２（第４組の電池モジュール２Ｆ）の接続点７に第６の検出スイッチ１２Ｆ（ＳＷ６）をそれぞれ接続している。この電源装置は、これらの３組の検出スイッチ１２をオンオフに切り換えて、マイナス側のバッテリブロック１Ｂの基準接続ライン９の断線を検出する。
【００４５】
マイナス側のバッテリブロック１Ｂの基準接続ライン９の断線は、図５ないし図１０と同様の動作原理で検出される。マイナス側のバッテリブロック１Ｂの基準接続ライン９が断線すると、電圧検出回路３Ｂの基準入力端子１８のアース電位がずれるからである。ただし、このとき、電圧検出回路３Ｂの基準入力端子１８のアース電位はプラス側にずれる。したがって、この状態になると、電圧検出回路３Ｂが検出する接続点７の電位はマイナス側にずれる。このため、マイナス側のバッテリブロック１Ｂの接続点７の電圧を検出する電圧検出回路３Ｂは、検出する全ての接続点７の電位をマイナス側にずれる電圧として検出する。したがって、基準接続ライン９が断線する状態で、第４ないし第６の検出スイッチ１２をオンオフに切り換えると、仮想アース電位がずれて電圧検出回路３Ｂの検出電圧が変動する。すなわち、電圧検出回路３Ｂの電圧変化を検出して、マイナス側のバッテリブロック１Ｂの基準接続ライン９の断線を検出できる。
【００４６】
以上のように、基準接続ライン９が断線する状態で、検出スイッチ１２をオンオフに切り換えると、電圧検出回路３の検出電圧が変化する。図の電源装置は、電池モジュール２の複数の接続点７の電圧をマルチプレクサ４で切り換えて順番に検出する。この電源装置は、特定の接続点７の電圧変化から基準接続ライン９の断線を判定できる。ただ、複数の接続点７の電圧変化から、あるいは全ての接続点７の電圧変化から基準接続ライン９の断線を判定することもできる。
【００４７】
以上の回路構成の電源装置は、表１ないし表４に示すように検出スイッチ１２をオンオフに切り換えて、基準接続ライン９の断線を判定できる。ただし、これらの表に示す方法は、図４に示す電源装置において、第１ないし第３の検出スイッチ１２をオンオフに切り換えて、電圧検出回路３Ａで接続点７の電圧を検出し、プラス側のバッテリブロック１Ａの基準接続ライン９の断線を検出する状態を示している。
【００４８】
【表１】
0004789669.tif 000002
【００４９】
表１の方法は、状態１〜３に検出スイッチ１２を切り換えて、基準接続ライン９の断線を判定する。
この表において、状態１は、第１の検出スイッチ１２Ａ（ＳＷ１）のみをオンにして、第２の検出スイッチ１２Ｂ（ＳＷ２）と第３の検出スイッチ１２Ｃ（ＳＷ３）をオフにする状態を示している。この状態で、基準点８よりもプラス側に位置する接続点７の電圧をデータ１として検出する。
状態２は、第１の検出スイッチ１２Ａ（ＳＷ１）と第２の検出スイッチ１２Ｂ（ＳＷ２）をオンにして、第３の検出スイッチ１２Ｃ（ＳＷ３）をオフにする状態を示している。この状態で、基準点８よりもプラス側に位置する接続点７の電圧をデータ２として検出し、基準点８よりもマイナス側に位置する接続点７の電圧をデータ３として検出する。
さらに、状態３は、第１の検出スイッチ１２Ａ（ＳＷ１）と第３の検出スイッチ１２Ｃ（ＳＷ３）をオフにして、第２の検出スイッチ１２Ｂ（ＳＷ２）をオンにする状態を示している。この状態で、基準点８よりもマイナス側に位置する接続点７の電圧をデータ４として検出する。
【００５０】
以上のようにして検出したデータ１〜４を比較して基準接続ライン９の断線を判定する。基準接続ライン９が断線していない場合、データ１に対するデータ２の電圧変化、及び、データ３に対するデータ４の電圧変化は設定値より小さくなる。これに対して、基準接続ライン９が断線している場合、設定値以上の電圧変化が発生する。したがって、これらの電圧変化が共に設定値より小さい場合には、基準接続ライン９が断線していないと判定し、それ以外の場合には、基準接続ライン９が断線していると判定する。
【００５１】
【表２】
0004789669.tif 000003
【００５２】
表２の方法は、状態１と状態２に検出スイッチ１２を切り換えて、基準接続ライン９の断線を判定する。
この表において、状態１は、第１の検出スイッチ１２Ａ（ＳＷ１）と第２の検出スイッチ１２Ｂ（ＳＷ２）をオンにして、第３の検出スイッチ１２Ｃ（ＳＷ３）をオフにする状態を示している。この状態で、基準点８よりもマイナス側に位置する接続点７の電圧をデータ１として検出する。
状態２は、第１ないし第３の検出スイッチ１２（ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３）をオンにする状態を示している。この状態で、基準点８よりもマイナス側に位置する接続点７の電圧をデータ２として検出する。
【００５３】
以上のようにして検出したデータ１とデータ２を比較して基準接続ライン９の断線を判定する。基準接続ライン９が断線していない場合、データ１に対するデータ２の電圧変化は設定値より小さくなる。これに対して、基準接続ライン９が断線している場合、設定値以上の電圧変化が発生する。したがって、この電圧変化が設定値より小さい場合には基準接続ライン９が断線していないと判定し、設定値以上の場合には、基準接続ライン９が断線していると判定する。
【００５４】
【表３】
0004789669.tif 000004
【００５５】
表３の方法は、状態１〜３に検出スイッチ１２を切り換えて、基準接続ライン９の断線を判定する。
この表において、状態１は、第２の検出スイッチ１２Ｂ（ＳＷ２）のみをオンにして、第１の検出スイッチ１２Ａ（ＳＷ１）と第３の検出スイッチ１２Ｃ（ＳＷ３）をオフにする状態を示している。この状態で、基準点８よりもマイナス側に位置する接続点７の電圧をデータ１として検出する。
状態２は、第１の検出スイッチ１２Ａ（ＳＷ１）をオフにして、第２の検出スイッチ１２Ｂ（ＳＷ２）と第３の検出スイッチ１２Ｃ（ＳＷ３）をオンにする状態を示している。この状態で、基準点８よりもマイナス側に位置する接続点７の電圧をデータ２として検出し、基準点８よりもプラス側に位置する接続点７の電圧をデータ３として検出する。
さらに、状態３は、第１ないし第３の検出スイッチ１２（ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３）をオンにする状態を示している。この状態で、基準点８よりもプラス側に位置する接続点７の電圧をデータ４として検出する。
【００５６】
以上のようにして検出したデータ１〜４を比較して基準接続ライン９の断線を判定する。基準接続ライン９が断線している場合、データ１に対するデータ２の電圧変化が設定値以上になる。したがって、この電圧変化が設定値以上の場合には、基準接続ライン９が断線していると判定する。データ１に対するデータ２の電圧変化が設定値よりも小さい場合、基準接続ライン９が断線していないか、ヒューズ１９もしくはＨＶ線が断線していることが考えられる。この状態では、基準接続ライン９の断線を特定できないので、データ３とデータ４を比較して基準接続ライン９の断線を判定する。基準接続ライン９が断線している場合、データ３に対するデータ４の電圧変化は設定値以上となる。したがって、データ３に対するデータ４の電圧変化が設定値以上であると基準接続ライン９が断線していると判定し、この電圧変化が設定値より小さいときには、基準接続ライン９が断線していないと判定する。
【００５７】
【表４】
0004789669.tif 000005
【００５８】
表４の方法は、状態１〜３に検出スイッチ１２を切り換えて、基準接続ライン９の断線を判定する。
この表において、状態１は、第２の検出スイッチ１２Ｂ（ＳＷ２）のみをオンにして、第１の検出スイッチ１２Ａ（ＳＷ１）と第３の検出スイッチ１２Ｃ（ＳＷ３）をオフにする状態を示している。この状態で、基準点８よりもマイナス側に位置する接続点７の電圧をデータ１として検出する。
状態２は、第１の検出スイッチ１２Ａ（ＳＷ１）をオフにして、第２の検出スイッチ１２Ｂ（ＳＷ２）と第３の検出スイッチ１２Ｃ（ＳＷ３）をオンにする状態を示している。この状態で、基準点８よりもマイナス側に位置する接続点７の電圧をデータ２として検出する。
さらに、状態３は、第１ないし第３の検出スイッチ１２（ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３）をオンにする状態を示している。この状態で、基準点８よりもマイナス側に位置する接続点７の電圧をデータ３として検出する。
【００５９】
以上のようにして検出したデータ１〜３を比較して基準接続ライン９の断線を判定する。基準接続ライン９が断線している場合、データ１に対するデータ２の電圧変化が設定値以上になる。したがって、この電圧変化が設定値以上の場合には、基準接続ライン９が断線していると判定する。データ１に対するデータ２の電圧変化が設定値よりも小さい場合、基準接続ライン９が断線していないか、ヒューズ１９もしくはＨＶ線が断線していることが考えられる。この状態では、基準接続ライン９の断線を特定できないので、データ２とデータ３を比較して基準接続ライン９の断線を判定する。基準接続ライン９が断線している場合、データ２に対するデータ３の電圧変化は設定値以上となる。したがって、データ２に対するデータ３の電圧変化が設定値以上であると基準接続ライン９が断線していると判定し、この電圧変化が設定値より小さいときには、基準接続ライン９が断線していないと判定する。
【００６０】
以上の方法で基準接続ライン９が断線していると判定されると、電源装置を搭載している車両は、走行用バッテリの出力を制限させるように充放電させる。
【００６１】
複数の接続点７の電圧を切り換えて検出するためのマルチプレクサ４は、電圧検出部５の入力側に接続されて、電池モジュール２との接続点７を切り換えて、各接続点７の電圧を電圧検出部５に入力する。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の接続点７の電圧を電圧検出部５に出力する。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の接続点７を順番に切り換える。
【００６２】
電圧検出部５は、基準点８に対する電池モジュール２の接続点７の電圧を検出して、電池モジュール２の電圧を検出する。基準点８は、直列に接続された複数の電池モジュール２の中間点であり、基準点８のプラス側とマイナス側には、略等しい個数の電池モジュール２を接続している。図の電圧検出部５は、差動増幅器５Ａである。差動増幅器５Ａは一方の入力端子である基準入力側端子を基準点８に、他方の入力端子である電圧入力側端子をマルチプレクサ４を介して電池モジュール２の接続点７に接続して、基準点８に対する接続点７の電圧を検出する。ただし、電圧検出部は、必ずしも差動増幅器とする必要はない。基準点をアンプのマイナス側の入力端子である基準入力側端子に接続し、マルチプレクサを介して電池モジュールの接続点をアンプのプラス側の入力端子である電圧入力側端子に接続して、基準点に対する接続点の電圧を検出することもできるからである。
【００６３】
電池モジュール２の電圧は、電池モジュール２の両端を接続している接続点７の電圧差として検出される。たとえば、図４において電池モジュールＭ1の電圧Ｅ1は、Ｖ1−Ｖ0として検出され、電池モジュールＭ2の電圧Ｅ2は、Ｖ2−Ｖ1で検出される。接続点７の電圧差から電池モジュール２の電圧を検出する演算は、制御回路６で処理される。図の電圧検出回路３は、マルチプレクサ４の出力側に電圧検出部５を接続し、電圧検出部５の出力側にＡ／Ｄコンバータ１５を接続している。この電圧検出回路３は、マルチプレクサ４で切り換えて電圧検出部５で接続点７の電圧を順番に検出し、電圧検出部５の出力をＡ／Ｄコンバータ１５でデジタル信号に変換して制御回路６に入力する。制御回路６は、入力されるデジタル信号の電圧信号を演算して、電池モジュール２の電圧を検出する。
【００６４】
電圧検出回路３は、バッテリ１の基準点８に対する接続点７の電圧を検出する。すなわち、基準点８を基準として、接続点７の電圧を検出する。したがって、基準点８の電圧が狂うと、全ての接続点７の電圧を正確に検出できなくなり、電池モジュール２の電圧も正確に検出できなくなる。バッテリ１の基準点８は、基準接続ライン９を介して電圧検出回路３に接続される。基準接続ライン９は、接続コードを介して、電圧検出回路３の入力側をバッテリ１の基準点８に接続する。また、接続コードは、コネクターや端子を介してバッテリ１の基準点８に接続される。一端を基準点８に接続している接続コードは、他端を、電圧検出回路３を実現する電子部品を実装している基板に半田付して接続され、あるいはコネクターを介して電圧検出回路３の入力側に接続される。接続コード、コネクター、端子等の接続部は、接触不良が起こりやすい。基準接続ライン９に接触不良が発生すると、電圧検出回路３に入力される基準点８の電圧が変動する。
【００６５】
基準接続ライン９の断線は前述の方法で検出される。基準接続ライン９の断線が検出されると、電源装置は、たとえば走行用バッテリ１の出力を制限するように充放電して、電池モジュール２を保護しながら、車両を走行させる。また、基準接続ライン９が断線すると、イグニッションスイッチをオフにして車両を停止させた後は、電源装置からモーターに出力しないように制御し、あるいは車両をスタートできない状態とする。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】従来の電源装置の電圧検出回路を示す回路図である。
【図２】本出願人が先に開発した車両用の電源装置の概略構成図である。
【図３】本発明の一実施例にかかる車両用の電源装置の概略ブロック図である。
【図４】本発明の一実施例にかかる車両用の電源装置の回路図である。
【図５】図４に示す車両用の電源装置の動作原理を示す図である。
【図６】図４に示す車両用の電源装置の動作原理を示す図である。
【図７】図４に示す車両用の電源装置の動作原理を示す図である。
【図８】図４に示す車両用の電源装置の動作原理を示す図である。
【図９】図４に示す車両用の電源装置の動作原理を示す図である。
【図１０】図４に示す車両用の電源装置の動作原理を示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
１…走行用のバッテリ      １Ａ…プラス側のバッテリブロック
１Ｂ…マイナス側のバッテリブロック
２…電池モジュール        ２Ａ…第１組の電池モジュール
２Ｂ…第２組の電池モジュール
２Ｃ…第３組の電池モジュール
２Ｄ…第４組の電池モジュール
３…電圧検出回路          ３Ａ…電圧検出回路
３Ｂ…電圧検出回路
４…マルチプレクサ
５…電圧検出部            ５Ａ…差動増幅器
６…制御回路
７…接続点
８…基準点
９…基準接続ライン
１０…電圧検出ライン
１１…抵抗分圧回路
１２…検出スイッチ        １２Ａ…第１の検出スイッチ
１２Ｂ…第２の検出スイッチ
１２Ｃ…第３の検出スイッチ
１２Ｄ…第４の検出スイッチ
１２Ｅ…第５の検出スイッチ
１２Ｆ…第６の検出スイッチ
１４…抵抗器              １４Ａ…直列抵抗
１４Ｂ…並列抵抗
１５…Ａ／Ｄコンバータ
１６…中間接続点
１７…電圧入力端子
１８…基準入力端子
１９…ヒューズ
２１…バッテリ
２２…電池モジュール
２３…電圧検出回路
２４…マルチプレクサ
２８…基準点
２９…基準接続ライン
３０…検出回路
３１…バッテリ
３２…電池モジュール
３３…電圧検出回路
３４…マルチプレクサ
３５…オンオフスイッチ
３６…電流制限抵抗
３７…フォトカプラ
３８…基準点
３９…基準接続ライン
４０…判定回路
【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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