JP2013157282A - Power supply device, and vehicle and power storage device having the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主として車両に搭載されて車両を走行させるモータに電力を供給する電源装置の漏電を検出する漏電検出回路を備える電源装置及びこの電源装置を備える車両並びに蓄電装置に関する。 The present invention mainly relates to a power supply device including a leakage detection circuit that detects a leakage of a power supply device that is mounted on a vehicle and supplies power to a motor that runs the vehicle, a vehicle including the power supply device, and a power storage device.
電動車両を走行させる電源装置や、太陽電池の出力を充電して負荷に電力を供給する電源装置は、出力を大きくするために、直列接続する電池セル数を増加させて電圧を高くしている。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、漏電を考慮してグランドラインをシャーシーアースには接続しない。シャーシーアースに接続されない電源装置は、漏電を検出して警告するために、漏電抵抗を検出する必要がある。漏電抵抗は、電池とシャーシーアースとの間の抵抗である。電池の漏電は、専用の検出回路を設けて検出できる。このことを実現するために、電池の出力側の漏電を検出する漏電検出回路を備える電源装置が開発されている。（特許文献１参照） Power supply devices that run electric vehicles and power supply devices that charge the output of solar cells and supply power to the load increase the voltage by increasing the number of battery cells connected in series to increase the output. . For example, the output voltage of a power supply device that runs a hybrid car or an electric vehicle is as extremely high as 200V or more. The high-voltage power supply unit does not connect the ground line to the chassis ground in consideration of electric leakage. A power supply unit that is not connected to the chassis ground needs to detect a leakage resistance in order to detect and warn of the leakage. The earth leakage resistance is a resistance between the battery and the chassis ground. Battery leakage can be detected by providing a dedicated detection circuit. In order to realize this, a power supply device including a leakage detection circuit that detects a leakage on the output side of the battery has been developed. (See Patent Document 1)
この電源装置は、漏電検出回路でもって、電池ユニットの出力側におけるＤＣ出力については漏電を検出できる。しかしながら、この電源装置は、電池ユニットにＤＣ／ＡＣ変換回路を介して接続される負荷側のＡＣ出力については漏電を検出できない欠点がある。 This power supply device can detect a leakage in the DC output on the output side of the battery unit with a leakage detection circuit. However, this power supply device has a drawback that it is not possible to detect a leakage in the AC output on the load side connected to the battery unit via the DC / AC conversion circuit.
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、電池ユニットの漏電を検出する漏電検出回路でもって、電池の出力側にＤＣ／ＡＣ変換回路を介して接続される負荷側のＡＣ出力の漏電をも検出できる電源装置及びこれを備える車両並びに蓄電装置を提供することにある。 The present invention has been developed for the purpose of solving this drawback. An important object of the present invention is a power supply device capable of detecting a leakage of an AC output on a load side connected to the output side of a battery via a DC / AC conversion circuit with a leakage detection circuit for detecting a leakage of the battery unit. Another object of the present invention is to provide a vehicle and a power storage device including the same.
本発明の電源装置は、複数の電池１０を直列に接続している電池ユニット１と、この電池ユニット１を構成している電池１０のシャーシーアース３５に対する電圧を検出して、電池ユニット１の漏電を検出する漏電検出回路５とを備えており、電池ユニット１の出力側にＤＣ／ＡＣ変換回路３１を介して接続される負荷３０に電力供給している。漏電検出回路５は、検出する電圧の変動を検出して、ＤＣ／ＡＣ変換回路３１の出力側の漏電を検出している。
The power supply device of the present invention detects the voltage of the
以上の電源装置は、電池ユニットの漏電を検出する漏電検出回路でもって、出力側にＤＣ／ＡＣ変換回路を介して接続される負荷側の漏電をも検出できる特徴がある。漏電検出回路は、電池ユニットの漏電を、検出電圧の直流成分の変化として検出し、ＤＣ／ＡＣ変換回路の出力側の漏電を、検出電圧の交流成分の変化として検出できる。負荷の漏電を、検出電圧の交流成分として検出できるのは、負荷が漏電して、負荷が漏電抵抗を介してシャーシーアースに接続されると、この漏電抵抗がＤＣ／ＡＣ変換回路のスイッチング素子を介して、電池ユニットのプラス側とマイナス側の出力に交互に接続されるからである。図５に示すように、漏電抵抗１５がスイッチング素子３７を介して電池ユニット１のプラス側に接続されると、漏電検出回路５の検出電圧はプラス側にシフトされ、また、図６に示すように、漏電抵抗１５がスイッチング素子３７を介して電池ユニット１のマイナス側に接続されると検出電圧がマイナス側にシフトされるからである。ＤＣ／ＡＣ変換回路のスイッチング素子は、所定の周期でオンオフに切り換えられて、電池の直流を交流に変換するので、負荷が漏電すると、漏電検出回路の検出電圧が、スイッチング素子を介してプラス側とマイナス側とに接続されて、検出電圧が交流のように変動する。負荷が漏電しない状態で、漏電検出回路の入力側は、漏電抵抗を介してシャーシーアースに接続されず、検出電圧が交流のように変動することがない。したがって、漏電検出回路は、検出電圧の交流成分を検出して、負荷の漏電を検出できる。負荷の漏電が大きく、すなわち漏電抵抗の電気抵抗が小さくなると、負荷の入力側が小さい抵抗を介して電池ユニットの出力側に接続される状態となるので、交流成分が大きくなる。したがって、交流成分のレベルで、漏電抵抗の大きさを検出できる。
The power supply device described above has a feature that it can also detect a leakage on the load side connected to the output side via a DC / AC conversion circuit with a leakage detection circuit that detects leakage of the battery unit. The leakage detection circuit can detect the leakage of the battery unit as a change in the DC component of the detection voltage, and can detect the leakage on the output side of the DC / AC conversion circuit as a change in the AC component of the detection voltage. The leakage of the load can be detected as an AC component of the detection voltage when the load is leaked and when the load is connected to the chassis ground through the leakage resistance, this leakage resistance is the switching element of the DC / AC conversion circuit. This is because the output is alternately connected to the positive side and negative side outputs of the battery unit. As shown in FIG. 5, when the
電源装置は、漏電検出回路５が、電池ユニット１を構成している電池１０の電圧を分圧して検出して、シャーシーアース３５に対する電圧を検出してもよい。
以上の電源装置は、簡単な回路構成で電池ユニットの漏電と、負荷の漏電の両方を検出できる。
In the power supply device, the
The above power supply device can detect both the leakage of the battery unit and the leakage of the load with a simple circuit configuration.
さらに、電源装置は、電池ユニット１が、プラス側電池ユニット１Ａとマイナス側電池ユニット１Ｂとを互いに直列に接続し、漏電検出回路５が、プラス側電池ユニット１Ａの漏電を検出するプラス側漏電検出回路５Ａとマイナス側電池ユニット１Ｂの漏電を検出するマイナス側漏電検出回路５Ａとを備えてもよい。
以上の電源装置は、プラス側電池ユニットとマイナス側電池ユニットの漏電を各々の漏電検出回路で検出できると共に、負荷の漏電を両方の漏電検出回路で検出できる特徴がある。
Further, in the power supply device, the
The power supply apparatus described above is characterized in that the leakage of the plus battery unit and the minus battery unit can be detected by each of the leakage detection circuits, and the leakage of the load can be detected by both of the leakage detection circuits.
さらに、電源装置は、漏電検出回路５が、電池１０と並列に接続してなる、電圧検出抵抗２８と分圧抵抗２９との直列回路と、電圧検出抵抗２８の電圧を検出する電圧検出回路２３とを備えて、電圧検出回路２３の検出電圧で漏電を検出してもよい。
Furthermore, the power supply device includes a series circuit of a
さらに、電源装置は、漏電検出回路５が、漏電検出スイッチ２１と漏電検出抵抗２２の直列回路と、漏電検出スイッチ２１をオンオフに制御する制御回路３とを備えて、漏電検出スイッチ２１と漏電検出抵抗２２の直列回路の一端を電圧検出抵抗２８と分圧抵抗２９の分圧接続点２７に接続して、他端をシャーシーアース３５に接続し、制御回路３が、漏電検出スイッチ２１をオンに制御する状態で漏電検出回路５が漏電を検出することができる。
Further, the power supply device includes the
さらにまた、電源装置は、漏電検出回路５が、ＤＣ／ＡＣ変換回路３１のスイッチング素子３７をオンオフに切り換えるデューティーを検出して、検出する漏電抵抗１５の電気抵抗を補正することができる。
Furthermore, the power supply device can correct the electric resistance of the
さらに、本発明の車両は、以上の電源装置を搭載することができる。 Furthermore, the vehicle of the present invention can be equipped with the above power supply device.
さらに、本発明の蓄電装置は、以上の電源装置を備えることができる。 Furthermore, the power storage device of the present invention can include the above power supply device.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための電源装置及びこれを備える車両並びに蓄電装置を例示するものであって、本発明は電源装置及びこれを備える車両並びに蓄電装置を以下のものに特定しない。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、実施の形態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、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。
（実施の形態１）
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the embodiment described below exemplifies a power supply device for embodying the technical idea of the present invention, a vehicle including the power supply device, and a power storage device, and the present invention includes a power supply device, a vehicle including the power supply device, The power storage device is not specified as follows. Further, in this specification, in order to facilitate understanding of the scope of claims, numbers corresponding to the members shown in the embodiments are indicated in “Claims” and “Means for Solving the Problems”. It is appended to the members shown. However, the members shown in the claims are not limited to the members in the embodiments.
(Embodiment 1)
図１の電源装置は、電動車両に搭載される電源に使用され、あるいは太陽電池の電力を蓄えて負荷に電力を供給する電源として使用される。図の電源装置は、電池ユニット１の出力側をＤＣ／ＡＣ変換回路３１を介して負荷３０に接続している。ＤＣ／ＡＣ変換回路３１は、電池ユニット１の直流を交流に変換して、負荷３０であるモータ４１や電気機器に交流電圧として供給する。
The power supply device of FIG. 1 is used as a power supply mounted on an electric vehicle, or used as a power supply that stores electric power of a solar cell and supplies electric power to a load. In the illustrated power supply apparatus, the output side of the
電池ユニット１の出力側、すなわちＤＣ／ＡＣ変換回路３１の入力側には大容量のコンデンサー３２を接続している。コンデンサー３２は、電池ユニット１の出力電圧の変動を少なくして、ＤＣ／ＡＣ変換回路３１に安定して電力を供給する。
A
図１の電源装置は、電池ユニット１と出力端子９との間にメインリレー２を接続して、電池ユニット１をメインリレー２を介してＤＣ／ＡＣ変換回路３１に接続している。
In the power supply device of FIG. 1, a
電池ユニット１は、複数の電池１０が直列に接続されている。図１の電源装置は、プラス側に位置するプラス側電池ユニット１Ａと、マイナス側に位置するマイナス側電池ユニット１Ｂとが、中間接続点１１で直列に接続されている。電池ユニットは、複数の電池１０が直列に接続されて、出力電圧を高くしている。プラス側電池ユニット１Ａとマイナス側電池ユニット１Ｂは、同じ個数の、あるいはほぼ同じ個数の電池１０が直列に接続されている。電池１０は、リチウムイオン電池やニッケル−水素電池である。ただ、電池には、充電できる他の全ての電池を使用できる。
The
メインリレー２は、プラス側メインリレー２Ａとマイナス側メインリレー２Ｂとからなる。なお、プラス側メインリレー２Ａは、電池ユニット１のプラス側に位置するプラス側出力端子９Ａに接続しているプラス側に位置する。また、マイナス側メインリレー２Ｂは、電池ユニット１のマイナス側に位置するマイナス側出力端子９Ｂに接続しているマイナス側に位置する。メインリレー２は、オン状態で電池ユニット１を充放電させる。すなわち、電池ユニット１から負荷３０に電力を供給し、また電池ユニット１を充電する。ハイブリッドカーに搭載される電源装置は、ＤＣ／ＡＣ変換回路３１の出力側に負荷３０であるモータ４１と発電機４２が接続されている。太陽電池に使用される電源装置は、図示しないが、メインリレーの出力側に太陽電池が接続されて、太陽電池の出力で電池を充電する。メインリレー２は、電池ユニット１を充放電しない状態でオフに切り換えられる。プラス側メインリレー２Ａとマイナス側メインリレー２Ｂは、制御回路３でオンオフに制御される。
The
図１の電源装置は、プラス側メインリレー２Ａと並列にプリチャージ回路８が接続されている。プリチャージ回路８は、プラス側メインリレー２Ａをオンに切り換える前に、ＤＣ／ＡＣ変換回路３１に接続している大容量のコンデンサー３２を充電する回路である。プリチャージ回路８を備える電源装置は、プリチャージ回路８でコンデンサー３２をプリチャージした後、オンに切り換えられる。
In the power supply device of FIG. 1, a
プリチャージ回路８は、プラス側メインリレー２Ａと並列に接続される。プリチャージ回路８は、互いに直列に接続しているプリチャージ抵抗１３とプリチャージリレー１２からなる。プリチャージ抵抗１３は、コンデンサー３２を充電する充電電流を制限する抵抗である。プリチャージ回路８は、プラス側メインリレー２Ａをオンに切り換えるに先だって、プリチャージリレー１２がオンに切り換えられてコンデンサー３２を充電する。コンデンサー３２が充電されて充電電流が減少した後、プラス側メインリレー２Ａがオンに切り換えられる。
The
制御回路３は、メインリレー２とプリチャージリレー１２とを以下のように制御する。メインリレー２をオンに切り換えるとき、マイナス側メインリレー２Ｂをオンに切り換えた後、プリチャージリレー１２をオンに切り換え、あるいはマイナス側メインリレー２Ｂとプリチャージリレー１２とをオンに切り換えて、コンデンサー３２をプリチャージする。コンデンサー３２がプリチャージされた後、プラス側メインリレー２Ａをオンに切り換えて、プリチャージリレー１２をオフに切り換える。さらに、制御回路３は、メインリレー２をオフに切り換えるときは、プラス側メインリレー２Ａとマイナス側メインリレー２Ｂとを一緒に、あるいは時間差を設けてオフに切り換える。
The
図１に示す電源装置は、プラス側メインリレー２Ａと並列にプリチャージ回路８が接続されている。図示しないが、電源装置は、プリチャージ回路を、電池ユニットのマイナス側に接続しているマイナス側メインリレーと並列に接続することもできる。さらに、メインリレーの電流容量が大きく、あるいはＤＣ／ＡＣ変換回路に接続しているコンデンサーの容量が小さく、あるいはまた、負荷側にコンデンサーを設けない構造にあっては、プリチャージ回路は必ずしも必要でない。
In the power supply apparatus shown in FIG. 1, a
漏電検出回路５は、プラス側漏電検出回路５Ａとマイナス側漏電検出回路５Ｂとを備えている。プラス側漏電検出回路５Ａは、プラス側電池ユニット１Ａとシャーシーアース３５との間の電圧を検出して電池ユニット１の漏電を検出する。マイナス側漏電検出回路５Ｂは、マイナス側電池ユニット１Ｂとシャーシーアース３５との間の電圧を検出して電池ユニット１の漏電を検出する。
ところで、漏電は、ＤＣ／ＡＣ変換回路３１の入力側、すなわち電池ユニット側で発生し、あるいは、出力側である負荷側で発生することもある。漏電検出回路５は、以下のようにして、ＤＣ／ＡＣ変換回路３１の入力側（直流側）である電池ユニット１側での漏電を検出し、また、ＤＣ／ＡＣ変換回路３１の出力側（交流側）である負荷３０側における漏電を検出する。
The
By the way, electric leakage may occur on the input side of the DC /
まず、漏電検出回路５がＤＣ／ＡＣ変換回路３１の入力側（直流側）である電池ユニット１側の漏電を検出する一手法について説明する。
図２と図３は、漏電検出回路５が電池ユニット１の漏電を検出する原理を示している。これ等の図に示すように、電池ユニット１が漏電すると、電池ユニット１とシャーシーアース３５との間に漏電抵抗１５が接続された状態となる。漏電抵抗１５は、シャーシーアース３５を介して漏電検出抵抗２２の一端を電池ユニット１に接続する。したがって、漏電抵抗１５は、図の太線の鎖線で示すように、漏電検出回路５の分圧接続点２７を、漏電検出抵抗２２を介して電池ユニット１の正負の出力側に接続する。図２は電池ユニット１のプラス側が漏電する状態を示し、図３は電池ユニット１のマイナス側が漏電する状態を示している。図の漏電検出回路５は、分圧抵抗２９と電圧検出抵抗２８との直列回路と、電圧検出抵抗２８の両端の電圧を検出する電圧検出回路２３とを備える。電圧検出抵抗２８と分圧抵抗２９の直列回路は、１組の電池１０と並列に接続して、一端を電池ユニット１の中間接続点１１に接続している。この中間接続点１１は、シャーシーアース３５に接続されないグランドライン１４に接続されている。さらに、電圧検出抵抗２８と分圧抵抗２９の分圧接続点２７は、漏電検出スイッチ２１と漏電検出抵抗２２の直列回路を介してシャーシーアース３５に接続している。
First, a method for detecting the leakage on the
2 and 3 show the principle that the
図２と図３に示すように、電池ユニット１の出力側が漏電する状態は、電池ユニット１とシャーシーアース３５との間に漏電抵抗１５が接続された等価回路となる。漏電しない状態は、漏電抵抗１５が接続されない状態となる。等価回路において、漏電が大きくなるにしたがって、漏電抵抗１５の電気抵抗は小さくなる。漏電抵抗１５が接続される状態で、漏電検出スイッチ２１がオンに切り換えられると、漏電検出抵抗２２を介して分圧接続点２７が電池ユニット１のプラス側又はマイナス側に接続される。漏電抵抗１５が、シャーシーアース３５を介して漏電検出抵抗２２の一端に接続されるからである。したがって、漏電抵抗１５は、図２と図３の鎖線で示すように、漏電検出回路５の分圧接続点２７を、漏電検出抵抗２２を介して電池ユニット１の正負の出力側に接続する。分圧接続点２７が電池ユニット１の正の出力側又は負の出力側に接続されると、電池ユニット１の電圧によって、分圧接続点２７の電圧が、プラス側又はマイナス側にシフトされる。このため、電圧検出回路２３の検出電圧がプラス側又はマイナス側にシフトされる。したがって、漏電検出回路５は、電圧検出回路２３の検出電圧がプラス側又はマイナス側にシフトされたことを検出して漏電を検出できる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the state in which the output side of the
図２は、プラス側出力が漏電する状態を示している。この状態は、プラス側出力とシャーシーアース３５との間に漏電抵抗１５が接続される。漏電抵抗１５は、図に示す位置に接続されることになる。漏電抵抗１５は、分圧接続点２７をプラス側にシフトさせるので、電圧検出回路２３の検出電圧はプラス側にシフトされる。この図において、漏電しない状態では、電圧検出抵抗２８と分圧抵抗２９の直列回路に、矢印Ａと矢印Ｂで示す電流が流れて、この電流による電圧降下が電圧検出回路２３で検出される。プラス側出力が漏電すると、矢印Ａと矢印Ｂで示す電流のみでなく、漏電抵抗１５とシャーシーアース３５を介してできるループによって、矢印Ｃと矢印Ｄで示す電流が流れる。矢印Ｃで流れる電流は、矢印Ａで流れる電流と同じ方向となって、プラス側漏電検出回路５Ａの電圧検出回路２３の検出電圧を高くする。矢印Ｄで流れる電流は、矢印Ｂで流れる電流と反対方向となって、マイナス側漏電検出回路５Ｂの電圧検出回路２３が検出する電圧を小さくする。したがって、この状態になると、図４の一点鎖線で示すように、電圧検出回路２３が検出する電圧は、漏電しない検出電圧よりも矢印Ｇ及び矢印Ｈで示すようにプラス側にシフトする。
なお、図４において、漏電しない状態における電圧検出回路の検出電圧を実線で示し、プラス側出力が漏電する状態における検出電圧を一点鎖線で示し、マイナス側出力が漏電する状態における検出電圧を二点鎖線で示している。
FIG. 2 shows a state where the plus side output is leaking. In this state, the
In FIG. 4, the detection voltage of the voltage detection circuit when there is no leakage is indicated by a solid line, the detection voltage when the plus output is leaking is indicated by a one-dot chain line, and the detection voltage when the minus output is leaking is indicated by two points. Shown with a chain line.
図３は、マイナス側出力が漏電する状態を示している。この状態は、マイナス側出力とシャーシーアース３５との間に漏電抵抗１５が接続される。漏電抵抗１５は、図に示す位置に接続されることになる。漏電抵抗１５は、分圧接続点２７をマイナス側にシフトさせるので、電圧検出回路２３の検出電圧はマイナス側にシフトされる。この図において、漏電しない状態では、電圧検出抵抗２８と分圧抵抗２９の直列回路に、矢印Ａと矢印Ｂで示す電流が流れて、この電流による電圧降下が電圧検出回路２３で検出される。マイナス側出力が漏電すると、矢印Ａと矢印Ｂで示す電流のみでなく、漏電抵抗１５とシャーシーアース３５を介してできるループによって、矢印Ｅと矢印Ｆで示す電流が流れる。矢印Ｅで流れる電流は、矢印Ａで流れる電流と異なる方向となって、プラス側漏電検出回路５Ａの電圧検出回路２３の検出電圧を低くする。矢印Ｆで流れる電流は、矢印Ｂで流れる電流と同じ方向となって、マイナス側漏電検出回路５Ｂの電圧検出回路２３が検出する電圧を大きくする。したがって、この状態になると、図４の二点鎖線で示すように、電圧検出回路２３が検出する電圧は、漏電しない検出電圧よりも矢印Ｉ及び矢印Ｊで示すようにマイナス側にシフトする。
FIG. 3 shows a state where the negative output leaks. In this state, the
すなわち、電圧検出回路２３の検出電圧は、電池ユニット１のプラス側出力が漏電すると、図４の矢印Ｇ及び矢印Ｈで示すようにプラス側にシフトし、電池ユニット１のマイナス側出力が漏電すると、図４の矢印Ｉ及び矢印Ｊで示すようにマイナス側にシフトする。漏電抵抗１５の電気抵抗が小さくなると、漏電抵抗１５によって分圧接続点２７の電圧が大きくシフトされるので、電圧検出回路２３が検出する電圧のシフト量は大きくなる。したがって、漏電抵抗１５の電気抵抗は、電圧検出回路２３の検出電圧で検出できる。電池ユニット１の出力側が漏電して漏電抵抗１５の電気抵抗が変動しない状態で、検出電圧のシフト量は時間と共に変動せず、図４に示すように一定値となる。
That is, the detected voltage of the
電圧検出回路２３の検出電圧のシフト量で漏電抵抗１５の電気抵抗は特定される。漏電抵抗１５の電気抵抗は、出力側とシャーシーアース３５との間に、仮想の漏電抵抗１５として電気抵抗が既知の抵抗器を接続し、この状態で電圧検出回路２３の検出電圧を検出して、漏電抵抗１５の電気抵抗に対する検出電圧を決定して、検出電圧に対する漏電抵抗１５の電気抵抗を関数として、あるいはルックアップテーブルとしてメモリに記憶し、記憶する検出電圧から漏電抵抗１５の電気抵抗を検出することができる。ただ、分圧抵抗２９と電圧検出抵抗２８と漏電抵抗１５の電気抵抗と、電池１０の電圧と、検出電圧から漏電抵抗１５を演算して漏電抵抗１５の電気抵抗を検出することもできる。
The electric resistance of the
以上は、ＤＣ／ＡＣ変換回路３１の入力側が漏電する一例として、電池ユニット１の出力側が漏電する状態を示している。電池ユニットが複数の電池を直列に接続している構造にあっては、直列に接続している電池の接続点が漏電することもある。電池の接続点が漏電すると、電池の接続点が漏電抵抗と漏電検出抵抗とを介して分圧接続点に接続されて、検出電圧がシフトされる。したがって、漏電検出回路は、複数の電池を直列に接続している電池ユニットを構成している電池の接続点の漏電も検出できる。ただ、電池の接続点の電圧は、出力側の電圧よりも低くなるので、漏電による検出電圧のシフト量は小さくなる。
The above shows a state where the output side of the
漏電検出回路５の漏電検出スイッチ２１は制御回路３でオンオフに制御される。この制御回路３は、メインリレー２と漏電検出スイッチ２１をオンオフに制御して、漏電を検出する。この漏電検出回路５は、メインリレー２をオフにして、メインリレー２よりも電池ユニット１側の漏電を検出し、メインリレー２をオンに切り換えて、メインリレー２よりも負荷側の漏電を検出する。メインリレー２よりも負荷側には、ＤＣ／ＡＣ変換回路３１を介して負荷３０を接続している。漏電は、ＤＣ／ＡＣ変換回路３１の入力側、すなわち電池ユニット１側と、出力側である負荷側とで発生する。漏電検出回路５は、ＤＣ／ＡＣ変換回路３１の入力側の漏電を、前述したように直流成分の変化として検出できる。
The
次に、漏電検出回路５がＤＣ／ＡＣ変換回路３１の出力側（交流側）における漏電を検出する一手法について説明する。
電源装置は、ＤＣ／ＡＣ変換回路３１を介して接続している負荷側の漏電も、以上の漏電検出回路５の検出電圧で検出できる。漏電検出回路５は、ＤＣ／ＡＣ変換回路３１の出力側の漏電を、電圧検出回路２３が検出する電圧の電圧変動、すなわち交流成分として検出する。漏電検出回路５は、ＤＣ／ＡＣ変換回路３１の入力側である電池ユニット１側の漏電を、前述したように、検出電圧のシフト量、すなわち直流成分の変化として検出する。これに対して、ＤＣ／ＡＣ変換回路３１の出力側の漏電は、検出電圧の交流成分の変化として検出される。ＤＣ／ＡＣ変換回路３１の出力側、すなわち負荷側の漏電を、検出電圧の交流成分として検出できるのは、負荷３０が漏電すると、ＤＣ／ＡＣ変換回路３１のスイッチング素子３７を介して漏電抵抗１５が電池ユニット１の出力側に接続されるからである。
Next, a method for detecting the leakage on the output side (AC side) of the DC /
The power supply device can also detect the leakage on the load side connected via the DC /
図５と図６は、ＤＣ／ＡＣ変換回路３１の出力側の負荷３０が漏電する状態を示している。負荷側の漏電は、図の太線の鎖線で示すように、負荷３０の一端が漏電抵抗１５を介してシャーシーアース３５に接続されることによって生じる。漏電抵抗１５は、図５と図６に示すように、ＤＣ／ＡＣ変換回路３１のスイッチング素子３７を介して、電池ユニット１のプラス側とマイナス側の出力側に交互に接続される。ＤＣ／ＡＣ変換回路３１は、所定の周期で互いに同期して、スイッチング素子３７をオンオフに切り換えて、電池ユニット１の直流を交流に変換して負荷３０に出力する。
5 and 6 show a state where the
図５と図６のＤＣ／ＡＣ変換回路３１は、４組のスイッチング素子３７Ａ、３７Ｂ、３７Ｃ、３７Ｄを備えている。図において対角に位置するスイッチング素子３７Ａ、３７Ｂは一緒にオン又はオフに切り換えられ、他のスイッチング素子３７Ｃ、３７Ｄは反対にオンオフに切り換えられる。すなわち、スイッチング素子３７Ａ、３７Ｂは同時にオンオフに切り換えられ、スイッチング素子３７Ｃ、３７Ｄは同時にオンオフに切り換えられるが、図５に示すように、スイッチング素子３７Ａ、３７Ｂがオンの状態ではスイッチング素子３７Ｃ、３７Ｄはオフに切り換えられ、図６に示すように、スイッチング素子３７Ａ、３７Ｂがオフの状態では、スイッチング素子３７Ｃ、３７Ｄはオンに切り換えられる。図５に示すように、スイッチング素子３７Ａ、３７Ｂがオン、スイッチング素子３７Ｃ、３７Ｄがオフの状態では、負荷３０の接続端子３８Ｅはプラス電位に、接続端子３８Ｆはマイナス電位になる。また、図６に示すように、スイッチング素子３７Ａ、３７Ｂがオフ、スイッチング素子３７Ｃ、３７Ｄがオンの状態では、負荷３０の接続端子３８Ｅはマイナス電位に、接続端子３８Ｆはプラス電位になる。したがって、スイッチング素子３７を所定の周期でオンオフに切り換えて、負荷３０に交流が出力される。
The DC /
図５に示すように、スイッチング素子３７Ａ、３７Ｂがオンに切り換えられるタイミングで、負荷３０の接続端子３８Ｅは、電池ユニット１のプラス側出力に接続される。図６に示すように、スイッチング素子３７Ｃ、３７Ｄがオンの状態で、負荷３０の接続端子３８Ｅは電池ユニット１のマイナス側出力に接続される。スイッチング素子３７が交互にオンオフに切り換えられて、負荷３０に交流が供給されるので、負荷３０の接続端子３８Ｅは、スイッチング素子３７が交互にオンオフに切り換えられる毎に、電池ユニット１のプラス側とマイナス側とに接続される。
As shown in FIG. 5, the connection terminal 38 </ b> E of the
負荷３０の接続端子３８Ｅが漏電して、ここに漏電抵抗１５が接続される状態を仮定する。この状態で、漏電抵抗１５は、図５に示すように、オン状態に切り換えられるスイッチング素子３７Ａを介して電池ユニット１のプラス側に接続され、図６に示すように、オン状態に切り換えられるスイッチング素子３７Ｃを介して電池ユニット１のマイナス側に接続される。スイッチング素子３７Ａとスイッチング素子３７Ｃは交互にオンに切り換えられるので、漏電抵抗１５は、スイッチング素子３７のオンオフに同期して、電池ユニット１のプラス側とマイナス側とに交互に接続される。漏電抵抗１５が電池ユニット１のプラス側に接続されるタイミングにおいて、漏電検出回路５の検出電圧はプラス側にシフトする。漏電抵抗１５とオン状態のスイッチング素子３７Ａを介して、分圧接続点２７がプラス側にシフトされるからである。漏電抵抗１５が電池ユニット１のマイナス側に接続されるタイミングにおいて、漏電検出回路５の検出電圧はマイナス側にシフトする。漏電抵抗１５とオン状態のスイッチング素子３７Ｃを介して、分圧接続点２７がマイナス側にシフトされるからである。
It is assumed that the
接続端子３８Ｅは、交互にオンオフに切り換えられるスイッチング素子３７Ａとスイッチング素子３７Ｃとを介して、電池ユニット１のプラス側とマイナス側に接続されて、負荷３０に交流電圧を供給している。したがって、接続端子３８Ｅに接続される漏電抵抗１５は、スイッチング素子３７Ａ、３７Ｃを介して電池ユニット１のプラス側とマイナス側とに接続されて、電圧検出回路２３の検出電圧をプラス側とマイナス側とにシフトさせる。漏電が発生する状態で、スイッチング素子３７Ａ、３７Ｃのオンオフに同期して、漏電抵抗１５が電池ユニット１のプラス側とマイナス側とに接続されて、電圧検出回路２３の検出電圧をプラス側とマイナス側とにシフトさせる。したがって、接続端子３８Ｅが漏電すると、電圧検出回路２３の検出電圧は、スイッチング素子３７Ａ、３７Ｃのオンオフに同期してプラス側とマイナス側とにシフトされる。すなわち、漏電抵抗１５が一定の電気抵抗であっても、検出電圧は一定のシフト量とはならず、図７に示すように、所定の周期で変動して交流成分を含む状態となる。漏電による交流成分は、スイッチング素子３７のオンオフに同期して変動する。スイッチング素子３７のオンオフでプラス側とマイナス側とにシフトするからである。
The connection terminal 38 </ b> E is connected to the positive side and the negative side of the
ところで、ＤＣ／ＡＣ変換回路３１は、図５と図６に示すスイッチング素子３７を所定のデューティーでオンオフに切り換えて、負荷３０に供給する交流電圧をコントロールする。ＤＣ／ＡＣ変換回路３１は、スイッチング素子３７を所定のデューティーでオンオフに切り換えて、負荷３０に供給する交流電圧をコントロールし、また、オーバーフローに切り換える周期で、負荷３０に供給する交流の周波数を特定する。たとえば、スイッチング素子３７は、１０ＫＨｚ〜１００ＫＨｚの周期でスイッチング素子３７をオンオフに切り換えて、負荷３０に数１００Ｈｚ以下の交流を出力する。ＤＣ／ＡＣ変換回路３１は、図８に示すように、サイン波の交流電圧を負荷３０に供給する。車両に搭載される電源装置は、モータ４１を所定の回転数で回転させる周波数の交流電圧を出力し、太陽電池の電力を蓄電する電源装置は、５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの交流電圧を出力する。
By the way, the DC /
負荷３０が漏電する状態で、漏電検出回路５の電圧検出回路２３が検出する検出電圧は、図７に示すように、負荷３０に供給する交流の周波数で変動する。負荷３０が漏電しない状態で、検出電圧は一定の電圧となる。検出電圧の交流成分は、スイッチング素子３７のオンオフに同期して変動する。したがって、検出電圧の交流成分は、負荷３０に供給する交流の周波数で変動する。また、検出電圧は、漏電抵抗１５の電気抵抗で交流成分の振幅ｈが変化する。漏電抵抗１５の電気抵抗で、分圧接続点２７の電圧シフト量が変化するからである。漏電抵抗１５の電気抵抗が小さくなると、検出電圧の交流成分は振幅ｈが大きくなり、反対に漏電抵抗１５の電気抵抗が大きくなると、検出電圧の交流成分は振幅ｈが小さくなる。したがって、検出電圧が変動する交流成分の振幅ｈで、負荷３０の漏電抵抗１５の電気抵抗を検出できる。
In the state where the
また、漏電が発生する状態で、検出電圧の交流成分の振幅ｈは、負荷３０に供給する交流電圧、すなわちスイッチング素子３７をオンオフに切り換えるデューティーによっても変化する。負荷３０に供給される交流電圧が高くなると、検出電圧の交流成分の振幅ｈは大きくなる。漏電抵抗１５を介して分圧接続点２７に供給される電流が大きくなるからである。
In addition, in a state where leakage occurs, the amplitude h of the AC component of the detection voltage also changes depending on the AC voltage supplied to the
漏電検出回路５は、検出電圧の交流成分の振幅ｈから、漏電抵抗１５の電気抵抗を検出できる。漏電抵抗１５の電気抵抗によって検出電圧の振幅ｈが変動するので、漏電抵抗１５の電気抵抗に対する検出電圧の交流成分の振幅ｈをあらかじめ測定して、検出電圧から漏電抵抗１５の電気抵抗を検出することができる。この方法は、既知の電気抵抗の抵抗器を負荷３０とシャーシーアース３５との間に接続して、検出電圧の交流成分の振幅ｈを検出し、抵抗器の電気抵抗に対する交流成分の振幅ｈを検出し、メモリに関数として、あるいはルックアップテーブルとして記憶し、検出電圧の交流成分の振幅ｈをメモリに記憶するデータに比較して、漏電抵抗１５の電気抵抗を検出することができる。この方法は、電気抵抗が異なる抵抗器を接続して、各々の抵抗器に対する交流成分の振幅ｈを検出し、電気抵抗の変化に対する交流成分の振幅ｈを検出することで、交流成分の振幅ｈを検出してより正確に漏電抵抗１５の電気抵抗を検出できる。また、交流成分の振幅ｈは、負荷３０に供給する交流電圧によっても変化するので、負荷３０に供給する電圧をスイッチング素子３７のデューティーを変化させる電源装置にあっては、負荷３０に供給する電圧や、スイッチング素子３７のデューティーと電気抵抗に対する交流成分の振幅ｈをあらかじめ検出してメモリに記憶し、交流成分の振幅ｈをメモリに記憶するデータに比較して漏電抵抗１５の電気抵抗を検出する。
The
さらに、漏電抵抗１５の電気抵抗に対する検出電圧の交流成分の振幅ｈは、分圧抵抗２９と、電圧検出抵抗２８と、漏電検出抵抗２２の電気抵抗と、スイッチング素子３７のデューティーや負荷の給電電圧等から演算して検出することもできる。
Further, the amplitude h of the AC component of the detection voltage with respect to the electric resistance of the
以上は、ＤＣ／ＡＣ変換回路３１の出力側が漏電する一例として、図５と図６において接続端子３８Ｅが漏電した状態を詳述したが、接続端子３８Ｆが漏電しても、同じように検出電圧が変動して交流成分を含む状態となる。ただ、接続端子３８Ｆが漏電するときの交流成分と、接続端子３８Ｅが漏電するときの交流成分は、互いに逆位相となり、漏電抵抗１５の電気抵抗が同じであれば、交流成分の振幅は同じになる。したがって、交流成分の振幅と位相から、接続端子３８Ｅと接続端子３８Ｆの漏電と、その漏電抵抗１５の電気抵抗を検出することができる。
The above has described in detail the state in which the
また、以上の実施の形態では、ＤＣ／ＡＣ変換回路３１として、単相の交流を負荷３０に供給する装置を例示したが、負荷として接続されるモータは、三相モータであってもよく、ＤＣ／ＡＣ変換回路は、図９に示すように、三層交流を負荷に供給することもできる。ＤＣ／ＡＣ変換回路が三相交流を負荷に供給する状態においても、負荷に接続している何れかの接続端子が漏電して、漏電抵抗を介して接続端子がシャーシーアースに接続される状態になると、漏電検出回路の検出電圧が交流成分を含む状態となる。したがって、三相交流を出力するＤＣ／ＡＣ変換回路においても、漏電検出回路は、前述した単相交流と同じようにして、電圧検出回路の検出電圧の交流成分の振幅から漏電を検出できる。三相交流を出力するＤＣ／ＡＣ変換回路は、位相のずれを１２０度とする三相交流を負荷に供給するので、漏電検出回路は、検出電圧の交流成分の振幅から漏電を検出して、検出電圧の交流成分の位相から漏電している出力端子を特定できる。
（実施の形態２）
Moreover, in the above embodiment, although the apparatus which supplies the alternating current of single phase to the
(Embodiment 2)
本発明は、漏電検出回路を以上の回路構成には特定しない。図１０は、本発明の実施の形態２にかかる電源装置の漏電検出回路を示している。図１０に示す電源装置は、マイナス側出力にプラス側漏電検出回路５Ａを接続し、プラス側出力にマイナス側漏電検出回路５Ｂを接続している。プラス側漏電検出回路５Ａは、漏電検出抵抗２２と漏電検出スイッチ２１との直列回路を、マイナス側出力とシャーシーアース３５との間に接続して、漏電検出抵抗２２の電圧を電圧検出回路２３で検出している。マイナス側漏電検出回路５Ｂは、漏電検出抵抗２２と漏電検出スイッチ２１との直列回路を、プラス側出力とシャーシーアース３５との間に接続して、漏電検出抵抗２２の電圧を電圧検出回路２３で検出している。
The present invention does not specify the leakage detection circuit in the above circuit configuration. FIG. 10 shows a leakage detection circuit of the power supply device according to the second embodiment of the present invention. The power supply device shown in FIG. 10 has a plus side
図１０の漏電検出回路５は、漏電が発生しない状態、すなわち出力側に漏電抵抗１５が接続されない出力では、漏電検出スイッチ２１をオンに切り換える状態で、漏電検出抵抗２２に電流が流れない。このため、漏電しない状態で、電圧検出回路２３の検出電圧は０Ｖとなる。図１１に示すように、プラス側出力が漏電して、プラスの出力側に漏電抵抗１５が接続される状態になると、プラス側漏電検出回路５Ａの電圧検出回路２３が電圧を検出する。プラス側漏電検出回路５Ａの漏電検出抵抗２２が、図１１の太線の鎖線で示すように、シャーシーアース３５と漏電抵抗１５を介して電池ユニット１に接続されて、漏電検出抵抗２２に電流が流れるからである。また、図１２に示すように、マイナス側出力が漏電して、マイナスの出力側に漏電抵抗１５が接続される状態になると、マイナス側漏電検出回路５Ｂの電圧検出回路２３が電圧を検出する。マイナス側漏電検出回路５Ｂの漏電検出抵抗２２が、図１２の太線の鎖線で示すように、シャーシーアース３５と漏電抵抗１５を介して電池ユニット１に接続されて、漏電検出抵抗２２に電流が流れるからである。以上の漏電検出回路５は、電圧検出回路２３が電圧を検出して、プラス側とマイナス側の漏電を検出できる。
In the
以上のように、図１０の漏電検出回路５も、ＤＣ／ＡＣ変換回路３１の入力側である電池ユニット１側の漏電を、検出電圧のシフト量、すなわち直流成分の変化として検出できる。また、この漏電検出回路５は、ＤＣ／ＡＣ変換回路３１の出力側に接続している負荷３０の漏電についても、前述の図５と図６に示す動作原理と同様にして、電圧検出回路２３が検出する電圧の電圧変動、すなわち検出電圧の交流成分の変化として検出できる。
As described above, the
以上の電源装置は、漏電検出回路５の漏電検出スイッチ２１をオンに切り換えて、電池ユニット１の出力側の漏電と、ＤＣ／ＡＣ変換回路３１の出力側、すなわち負荷３０の漏電とを検出する。漏電検出スイッチ２１は制御回路３でオンオフに制御される。制御回路３は、漏電を検出するタイミングにおいて、漏電検出スイッチ２１をオンに切り換えて漏電を検出する。図１ないし図３、図５、図６、及び図１０ないし図１２に示すように、プラス側漏電検出回路５Ａとマイナス側漏電検出回路５Ｂとを備える電源装置は、マイナス側漏電検出回路５Ｂの漏電検出スイッチ２１をオフとする状態で、プラス側漏電検出回路５Ａの漏電検出スイッチ２１をオンに切り換えて漏電を検出し、また、プラス側漏電検出回路５Ａの漏電検出スイッチ２１をオフとする状態で、マイナス側漏電検出回路５Ｂの漏電検出スイッチ２１をオンに切り換えて漏電を検出し、両方の漏電検出回路５の検出電圧から漏電を検出する。
The above power supply apparatus switches on the
車両に搭載される電源装置は、車両のメインスイッチであるイグニッションスイッチがオンに切り換えられた直後に漏電を検出し、あるいは車両を走行させる状態で、所定のタイミングで漏電を検出する。太陽電池の電力を蓄電する電源装置にあっては、所定のタイミングで漏電を検出する。 A power supply device mounted on a vehicle detects a leakage immediately after an ignition switch, which is a main switch of the vehicle, is turned on, or detects a leakage at a predetermined timing while the vehicle is running. In the power supply device that stores the electric power of the solar cell, the leakage is detected at a predetermined timing.
以上の電源装置は、車載用の電源として利用できる。電源装置を搭載する車両としては、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッド車やプラグインハイブリッド車、あるいはモータのみで走行する電気自動車などの電動車両が利用でき、これらの車両の電源として使用される。 The above power supply apparatus can be used as a vehicle-mounted power supply. As a vehicle equipped with a power supply device, an electric vehicle such as a hybrid vehicle or a plug-in hybrid vehicle that runs with both an engine and a motor, or an electric vehicle that runs only with a motor can be used, and it is used as a power source for these vehicles. .
（ハイブリッド車用電源装置）
図１３に、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッド車に電源装置を搭載する例を示す。この図に示す電源装置を搭載した車両ＨＶは、車両ＨＶを走行させるエンジン４３及び走行用のモータ４１と、モータ４１に電力を供給する電源装置１００と、電源装置１００の電池を充電する発電機４２とを備えている。電源装置１００は、ＤＣ／ＡＣ変換回路３１を介してモータ４１と発電機４２に接続している。車両ＨＶは、電源装置１００の電池を充放電しながらモータ４１とエンジン４３の両方で走行する。モータ４１は、エンジン効率の悪い領域、例えば加速時や低速走行時に駆動されて車両を走行させる。モータ４１は、電源装置１００から電力が供給されて駆動する。発電機４２は、エンジン４３で駆動され、あるいは車両にブレーキをかけるときの回生制動で駆動されて、電源装置１００の電池を充電する。
(Power supply for hybrid vehicles)
FIG. 13 shows an example in which a power supply device is mounted on a hybrid vehicle that runs with both an engine and a motor. A vehicle HV equipped with the power supply device shown in this figure includes an
（電気自動車用電源装置）
また、図１４に、モータのみで走行する電気自動車に電源装置を搭載する例を示す。この図に示す電源装置を搭載した車両ＥＶは、車両ＥＶを走行させる走行用のモータ４１と、このモータ４１に電力を供給する電源装置１００と、この電源装置１００の電池を充電する発電機４２とを備えている。モータ４１は、電源装置１００から電力が供給されて駆動する。発電機４２は、車両ＥＶを回生制動する時のエネルギーで駆動されて、電源装置１００の電池を充電する。
(Power supply for electric vehicles)
FIG. 14 shows an example in which a power supply device is mounted on an electric vehicle that runs only with a motor. A vehicle EV equipped with the power supply device shown in this figure has a traveling
（蓄電用電源装置）
さらに、この電源装置は、移動体用の動力源としてのみならず、載置型の蓄電用設備としても利用できる。例えば家庭用、工場用の電源として、太陽光や深夜電力などで充電し、必要時に放電する電源システム、あるいは日中の太陽光を充電して夜間に放電する街路灯用の電源や、停電時に駆動する信号機用のバックアップ電源などにも利用できる。このような例を図１５に示す。この図に示す電源装置は、商用電源の深夜電力や太陽電池等の充電用電源５１から供給される電力をＤＣ／ＤＣ／コンバータ５６で所定の電圧に調整して電源ユニット１の電池１０を充電し、電源ユニット１からＤＣ／ＡＣ変換回路３１を介して負荷３０に電力を供給する。このため電源装置は、充電モードと放電モードを備える。ＤＣ／ＡＣ変換回路３１と充電用電源５１は、それぞれ、放電スイッチ５２及び充電スイッチ５３を介して電源装置と接続されている。放電スイッチ５２及び充電スイッチ５３のＯＮ／ＯＦＦは、電源装置の制御回路３によって切り替えられる。充電モードにおいては、制御回路３は充電スイッチ５３をＯＮに、放電スイッチ５２をＯＦＦに切り替えて、充電用電源５１から電源装置への充電を許可する。また、充電が完了して満充電になると、あるいは所定値以上の容量が充電された状態で負荷側からの要求に応じて、制御回路３は充電スイッチ５３をＯＦＦに、放電スイッチ５２をＯＮにして放電モードに切り替え、電源装置からＤＣ／ＡＣ変換回路３１への放電を許可する。また、必要に応じて、充電スイッチ５３をＯＮに、放電スイッチ５２をＯＮにして、ＤＣ／ＡＣ変換回路３１への電力供給と、電源装置への充電を同時に行うこともできる。
(Power storage device for power storage)
Furthermore, this power supply apparatus can be used not only as a power source for a moving body but also as a stationary power storage facility. For example, as a power source for home and factory use, a power supply system that is charged with sunlight or midnight power and discharged when necessary, or a streetlight power source that charges sunlight during the day and discharges at night, or during a power outage It can also be used as a backup power source for driving traffic signals. Such an example is shown in FIG. The power supply device shown in this figure charges the
電源装置から電力が供給されるＤＣ／ＡＣ変換回路３１は、放電スイッチ５２を介して電源装置と接続されている。電源装置の放電モードにおいては、制御回路３が放電スイッチ５２をＯＮに切り替えて、ＤＣ／ＡＣ変換回路３１に接続し、ＤＣ／ＡＣ変換回路３１を介して電源装置からの電力を負荷３０である電気機器５４に供給する。放電スイッチ５２のＯＮ／ＯＦＦは、電源装置の制御回路３によって制御される。また、制御回路３は、外部機器と通信するための通信インターフェースを備えている。図１５の例では、ＵＡＲＴやＲＳ−２３２Ｃ等の既存の通信プロトコルに従い、ホスト機器５５と接続されている。また、必要に応じて、電源装置に対してユーザが操作を行うためのユーザインターフェースを設けることもできる。さらに、電源装置は、図示しないが、各々の電池ユニットの均等化のための均等化モードを備えることもできる。この電源装置は、例えば、制御回路に制御される均等化回路を備えて、この均等化回路によって複数の電池ユニット間の電池残存容量のばらつきを抑制することができる。
The DC /
本発明に係る電源装置は、ＥＶ走行モードとＨＥＶ走行モードとを切り替え可能なプラグイン式ハイブリッド電気自動車やハイブリッド式電気自動車、電気自動車などの電源装置として好適に利用できる。また、コンピュータサーバのラックに搭載可能なバックアップ電源装置、携帯電話等の無線基地局用のバックアップ電源装置、家庭内用、工場用の蓄電用電源、街路灯の電源等の蓄電装置、信号機などのバックアップ電源用などの用途にも適宜利用できる。 The power supply apparatus according to the present invention can be suitably used as a power supply apparatus for a plug-in hybrid electric vehicle, a hybrid electric vehicle, an electric vehicle, or the like that can switch between the EV traveling mode and the HEV traveling mode. In addition, backup power supply devices that can be mounted on computer server racks, backup power supply devices for wireless base stations such as mobile phones, power storage devices for home use and factories, power storage devices such as street lamp power supplies, traffic lights, etc. It can also be used as appropriate for applications such as backup power supply.
１００…電源装置
１…電池ユニット １Ａ…プラス側電池ユニット
１Ｂ…マイナス側電池ユニット
２…メインリレー ２Ａ…プラス側メインリレー
２Ｂ…マイナス側メインリレー
３…制御回路
５…漏電検出回路 ５Ａ…プラス側漏電検出回路
５Ｂ…マイナス側漏電検出回路
８…プリチャージ回路
９…出力端子 ９Ａ…プラス側出力端子
９Ｂ…マイナス側出力端子
１０…電池
１１…中間接続点
１２…プリチャージリレー
１３…プリチャージ抵抗
１４…グランドライン
１５…漏電抵抗
２１…漏電検出スイッチ
２２…漏電検出抵抗
２３…電圧検出回路
２７…分圧接続点
２８…電圧検出抵抗
２９…分圧抵抗
３０…負荷
３１…ＤＣ／ＡＣ変換回路
３２…コンデンサー
３５…シャーシーアース
３７…スイッチング素子
３７Ａ…スイッチング素子
３７Ｂ…スイッチング素子
３７Ｃ…スイッチング素子
３７Ｄ…スイッチング素子
３８Ｅ…接続端子
３８Ｆ…接続端子
４１…モータ
４２…発電機
４３…エンジン
５１…充電用電源
５２…放電スイッチ
５３…充電スイッチ
５４…電気機器
５５…ホスト機器
５６…ＤＣ／ＤＣコンバータ
ＥＶ…車両
ＨＶ…車両
DESCRIPTION OF
1B ...
2B ... minus side
5B ... Negative side
9B ...
Claims (8)
前記電池ユニット(1)の出力側に、ＤＣ／ＡＣ変換回路(31)を介して接続される負荷(30)に電力供給するようにしてなる電源装置であって、
前記漏電検出回路(5)が、検出する前記の電圧の変動を検出して、ＤＣ／ＡＣ変換回路(31)の出力側の漏電を検出することを特徴とする電源装置。 A battery unit (1) in which a plurality of batteries (10) are connected in series and a voltage to the chassis ground (35) of the battery (10) constituting the battery unit (1) are detected, and the battery A leakage detection circuit (5) for detecting leakage of the unit (1),
A power supply device configured to supply power to a load (30) connected to the output side of the battery unit (1) via a DC / AC conversion circuit (31),
The power leakage apparatus, wherein the leakage detection circuit (5) detects a leakage of the voltage to be detected to detect a leakage on the output side of the DC / AC conversion circuit (31).
前記漏電検出回路(5)が、前記プラス側電池ユニット(1A)の漏電を検出するプラス側漏電検出回路(5A)と前記マイナス側電池ユニット(1B)の漏電を検出するマイナス側漏電検出回路(5B)とを備えてなる請求項１または２に記載される電源装置。 The battery unit (1) connects the positive battery unit (1A) and the negative battery unit (1B) in series with each other,
The leakage detection circuit (5) detects a leakage of the plus battery unit (1A) plus a leakage detection circuit (5A) and a minus leakage detection circuit (5B) detects a leakage of the minus battery unit (1B) ( The power supply device according to claim 1 or 2, comprising 5B).
前記漏電検出スイッチ(21)と前記漏電検出抵抗(22)の直列回路は、一端を前記電圧検出抵抗(28)と前記分圧抵抗(29)の分圧接続点(27)に接続して、他端をシャーシーアース(35)に接続しており、
前記制御回路(3)が、前記漏電検出スイッチ(21)をオンに制御する状態で該漏電検出回路(5)が漏電を検出する請求項４に記載される電源装置。 The leakage detection circuit (5) includes a leakage detection switch (21) and a series circuit of a leakage detection resistor (22), and a control circuit (3) for controlling the leakage detection switch (21) on and off,
The series circuit of the leakage detection switch (21) and the leakage detection resistor (22) has one end connected to a voltage dividing connection point (27) of the voltage detection resistor (28) and the voltage dividing resistor (29), The other end is connected to chassis ground (35),
The power supply device according to claim 4, wherein the leakage detection circuit (5) detects leakage while the control circuit (3) controls the leakage detection switch (21) to be turned on.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018507409A (en) * | 2015-02-19 | 2018-03-15 | エヌイーシー・エナジー・ソリューションズ・インコーポレイテッドＮＥＣ Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ， Ｉｎｃ． | System and method for detecting a ground fault in an energy storage and / or power generation system using a DC / AC power conversion system |
| US11762022B2 (en) | 2019-10-29 | 2023-09-19 | Lg Energy Solution, Ltd. | Electric leakage detection apparatus, electric leakage detection method, and electric vehicle |
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2012
- 2012-01-31 JP JP2012018924A patent/JP2013157282A/en active Pending
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