JP6922530B2 - 電池パック - Google Patents

Description

本発明は、電池パックに関する。

既存の電池パックとして、電池から第１のリレーを介して負荷へ電流が流れているときに負荷にかかる電圧と、電池から第２のリレー及び抵抗を介して負荷へ電流が流れているときに負荷にかかる電圧との差が、抵抗による電圧降下分に相当する場合、第１のリレー及び第２のリレーのそれぞれの接点が溶着していないと判断するものがある。

関連する技術として、例えば、特許文献１〜３がある。

特開２０１４−０３６５５６号公報 特開２００３−１６９４２２号公報 特開２００５−１１６４８５号公報

しかしながら、上述のように、２つのリレーを備える電池パックでは、リレーの接点が溶着しているか否かを判断するためだけに、比較的高価なリレーを２つ用意する必要があり、コスト対効果が低いという懸念がある。

そこで、本発明の一側面に係る目的は、リレーの接点が溶着しているか否かを判断するために製造コストが増大することを抑えることが可能な電池パックを提供することである。

本発明に係る一つの形態である電池パックは、負荷に電力を供給する電池と、負荷と電池との間に接続されるリレーと、溶着検知回路と、制御部とを備える。

溶着検知回路は、リレーに並列接続され、抵抗及びダイオードの少なくとも１つにより負荷の電圧を降下させる。

制御部は、リレーを閉状態にさせているときの負荷の電圧と、リレーを開状態にさせているとともに溶着検知回路により負荷の電圧を降下させているときの負荷の電圧との差が閾値以上である場合、リレーの接点が溶着していないと判断する。

本発明によれば、電池パックにおいて、リレーの接点が溶着しているか否かを判断するために製造コストが増大することを抑えることができる。

実施形態の電池パックの一例を示す図である。 制御部の動作の一例を示すフローチャートである。 溶着検知回路の変形例（その１）を示す図である。 溶着検知回路の変形例（その２）を示す図である。 溶着検知回路の変形例（その３）を示す図である。

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、電池Ｂと、リレーＲｅと、溶着検知回路と、電流検出部１と、電圧検出部２と、制御部３とを備える。

電池Ｂは、例えば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などの１つ以上の二次電池により構成される。通常モードにおいて、電池Ｂから、車両に搭載される補機や電装機器などの負荷Ｌｏへ電力が供給され、電池Ｂが放電される。また、充電モードにおいて、外部（例えば、救援車Ｖｅに搭載される電池）から電池Ｂへ電力が供給され、電池Ｂが充電される。

リレーＲｅは、例えば、電磁式リレーにより構成され、負荷Ｌｏと電池Ｂとの間に接続される。図１に示す例では、リレーＲｅは、電池Ｂのプラス端子側に設けられているが、電池Ｂのマイナス端子側に設けられていてもよい。

溶着検知回路は、リレーＲｅに並列接続され、抵抗Ｒ及びダイオードＤ１の少なくとも１つにより負荷Ｌｏの電圧を降下させる。すなわち、図１に示す溶着検知回路は、抵抗Ｒと、ダイオードＤ１が並列接続される第１の半導体スイッチＳＷ１と、ダイオードＤ２が並列接続される第２の半導体スイッチＳＷ２とを備える。

第１の半導体スイッチＳＷ１は、例えば、ダイオードＤ１としての寄生ダイオードを有するＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）により構成される。なお、第１の半導体スイッチＳＷ１は、ＩＧＢＴまたはバイポーラトランジスタなどの他のトランジスタにより構成されてもよい。

第２の半導体スイッチＳＷ２は、例えば、ダイオードＤ２としての寄生ダイオードを有するＭＯＳＦＥＴにより構成される。なお、第２の半導体スイッチＳＷ２は、ＩＧＢＴまたはバイポーラトランジスタなどの他のトランジスタにより構成されてもよい。

リレーＲｅの一方の端子は抵抗Ｒを介して第１の半導体スイッチＳＷ１の一方の端子（ドレイン端子）に接続され、リレーＲｅの他方の端子は第２の半導体スイッチＳＷ２の一方の端子（ドレイン端子）に接続されている。第１の半導体スイッチＳＷ１の他方の端子（ソ―ス端子）は第２の半導体スイッチＳＷ２の他方の端子（ソ―ス端子）に接続されている。ダイオードＤ１のカソード端子は第１の半導体スイッチＳＷ１の一方の端子に接続され、ダイオードＤ１のアノード端子は第１の半導体スイッチＳＷ１の他方の端子に接続されている。ダイオードＤ２のカソード端子は第２の半導体スイッチＳＷ２の一方の端子に接続され、ダイオードＤ２のアノード端子は第２の半導体スイッチＳＷ２の他方の端子に接続されている。なお、第１の半導体スイッチＳＷ１と第２の半導体スイッチＳＷ２と抵抗Ｒの接続位置は図１の接続位置に限定されるものではなく入れ替えてもよい。

電流検出部１は、例えば、シャント抵抗により構成される。このように電流検出部１をシャント抵抗などの安価な部品で構成することにより、電流検出部１をカレントトランスなどの高価な部品で構成する場合に比べて、電池パックの製造コストを低減することができる。

電圧検出部２は、例えば、ＩＣ（Integrated Circuit）により構成される。電圧検出部２は負荷Ｌｏに並列接続され、負荷Ｌｏの電圧を検出する。なお、リレーＲｅを閉状態にしているときは、電圧検出部２の電圧は電池Ｂの電圧に近いため、電池Ｂの電圧として利用できる。

制御部３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。

また、制御部３は、通常モードにおいて、リレーＲｅを閉状態にさせるとともに、第１の半導体スイッチＳＷ１及び第２の半導体スイッチＳＷ２を開状態にさせることで、電池ＢからリレーＲｅを介して負荷Ｌｏへ電流を流すことが可能な状態にする。

また、制御部３は、通常モードにおいて、電圧検出部２により検出される電圧Ｖ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の半導体スイッチＳＷ１及び第２の半導体スイッチＳＷ２を開状態にさせたまま、リレーＲｅを閉状態から開状態にさせることで、電池Ｂから負荷Ｌｏ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。

また、制御部３は、通常モードから充電モードに移行すると、第１の半導体スイッチＳＷ１及び第２の半導体スイッチＳＷ２を開状態から閉状態にさせた後、リレーＲｅを閉状態から開状態にさせる。また、制御部３は、充電モードにおいて、電池Ｂの電圧（電圧検出部２により検出される電圧Ｖ）が所定電圧以上になると、リレーＲｅを開状態から閉状態にさせた後、第１の半導体スイッチＳＷ１及び第２の半導体スイッチＳＷ２を閉状態から開状態にさせる。すなわち、制御部３は、外部から電池Ｂに電力を供給するとき、電池Ｂの電圧が所定電圧以上になるまで、リレーＲｅを開状態、第１の半導体スイッチＳＷ１及び第２の半導体スイッチＳＷ２を閉状態にさせて外部から抵抗Ｒを介して電池Ｂへ電流を流す。これにより、電池Ｂの充電時、外部から電池パックへ流れる電流が抵抗Ｒで制限されるため、比較的大きな電流が電池Ｂなどに流れることを防止することができる。

また、制御部３は、通常モードから溶着検知モードに移行すると、リレーＲｅの接点が溶着しているか否かを判断する。

図２は、通常モードから溶着検知モードに移行した後の制御部３の動作の一例を示すフローチャートである。

まず、制御部３は、電流検出部１により検出される電流Ｉが所定電流よりも大きい場合（Ｓ１０１：Ｎｏ）、リレーＲｅの接点が溶着しているか否かを判断せずに、溶着検知モードから通常モードに移行する。例えば、制御部３は、電流検出部１としてのシャント抵抗にかかる電圧を、そのシャント抵抗の抵抗値で除算し、その除算結果を、電流検出部１により検出される電流Ｉとする。

一方、制御部３は、電流Ｉが所定電流以下である場合（Ｓ１０１：Ｙｅｓ）、第２の半導体スイッチＳＷ２を開状態から閉状態にさせた後（Ｓ１０２）、リレーＲｅを閉状態から開状態にさせる（Ｓ１０３）。このように、電流Ｉが所定電流以下である場合に、第２の半導体スイッチＳＷ２を開状態から閉状態にさせるため、抵抗Ｒに流れる電流を所定電流以下に抑えることができる。そのため、抵抗Ｒによる電圧降下分が必要以上に大きくなり負荷Ｌｏが駆動できなくなるまで負荷Ｌｏの電圧が小さくなることを低減することができる。また、第１の半導体スイッチＳＷ１及び第２の半導体スイッチＳＷ２に流れる電流を抑えることができるため、第１の半導体スイッチＳＷ１及び第２の半導体スイッチＳＷ２の温度上昇を抑えることができる。なお、制御部３は、電流検出部１により検出される電流Ｉが所定電流以下である場合で、かつ、車両の走行を制御する車両側制御部から送信される、キーがＯＦＦであることを示す情報を受信している場合、第２の半導体スイッチＳＷ２を開状態から閉状態にさせた後（Ｓ１０２）、リレーＲｅを閉状態から開状態にさせる（Ｓ１０３）ように構成してもよい。

次に、制御部３は、リレーＲｅを閉状態にさせているときの負荷Ｌｏの電圧と、リレーＲｅを開状態にさせているとともに溶着検知回路により負荷Ｌｏの電圧を降下させているときの負荷Ｌｏの電圧との差Ｖｄが閾値Ｖｔｈ以上である場合（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）、リレーＲｅの接点が溶着していないと判断する（Ｓ１０５）。すなわち、図１に示す制御部３は、リレーＲｅを閉状態、第１の半導体スイッチＳＷ１及び第２の半導体スイッチＳＷ２を開状態にさせて電池ＢからリレーＲｅを介して負荷Ｌｏへ電流を流しているときの負荷Ｌｏの電圧と、リレーＲｅを開状態、第１の半導体スイッチＳＷ１を開状態、第２の半導体スイッチＳＷ２を閉状態にさせて電池Ｂから抵抗Ｒ、ダイオードＤ１、及び第２の半導体スイッチＳＷ２を介して負荷Ｌｏへ電流を流しているときの負荷Ｌｏの電圧との差Ｖｄが閾値Ｖｔｈ以上である場合（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）、リレーＲｅの接点が溶着していないと判断する（Ｓ１０５）。

一方、制御部３は、差Ｖｄが閾値Ｖｔｈよりも小さい場合（Ｓ１０４：Ｎｏ）、リレーＲｅの接点が溶着していると判断する（Ｓ１０６）。

そして、制御部３は、リレーＲｅを開状態から閉状態にさせた後（Ｓ１０７）、第２の半導体スイッチＳＷ２を閉状態から開状態にさせ（Ｓ１０８）、溶着検知モードから通常モードに移行する。

なお、制御部３は、リレーＲｅを閉状態にさせているときの負荷Ｌｏの電圧Ｖ１を計測した後、第２の半導体スイッチＳＷ２を閉状態にさせた後、リレーＲｅを開状態にさせて、リレーＲｅを開状態にさせているとともに溶着検知回路により負荷Ｌｏの電圧を降下させているときの負荷Ｌｏの電圧Ｖ２を計測し、電圧Ｖ１と電圧Ｖ２との差を差Ｖｄとする。例えば、制御部３は、差Ｖｄ＝（Ｓ１０１またはＳ１０２においてリレーＲｅを閉状態にさせているときに電圧検出部２により検出される電圧Ｖ）−（Ｓ１０３においてリレーＲｅを開状態にさせているときに電圧検出部２により検出される電圧Ｖ）を計算することにより、差Ｖｄを求める。なお、電池Ｂの電圧の変動の影響を抑えて差Ｖｄを精度良く求めるために、リレーＲｅを閉状態にさせているときに電圧検出部２により電圧Ｖが検出されるタイミングと、リレーＲｅを開状態にさせているときに電圧検出部２により電圧Ｖが検出されるタイミングとの間隔をできるだけ短くすることが望ましい。

また、リレーＲｅの接点が溶着していない場合で、かつ、第２の半導体スイッチＳＷ２が開固着していない場合において、第２の半導体スイッチＳＷ２が開状態から閉状態になった後、リレーＲｅが閉状態から開状態になると、電池ＢからリレーＲｅを介して負荷Ｌｏへ流れていた電流が、電池Ｂから抵抗Ｒ、ダイオードＤ１、及び第２の半導体スイッチＳＷ２を介して負荷Ｌｏへ流れるようになる。そのため、リレーＲｅが開状態、第１の半導体スイッチＳＷ１が開状態、第２の半導体スイッチＳＷ２が閉状態であるときの負荷Ｌｏの電圧は、リレーＲｅが閉状態、第１の半導体スイッチＳＷ１が開状態、第２の半導体スイッチＳＷ２が開状態であるときの負荷Ｌｏの電圧に比べて、抵抗Ｒ及びダイオードＤ１による電圧降下分小さくなる。閾値Ｖｔｈは、この電圧降下分を考慮して設定する。例えば、閾値Ｖｔｈは、ダイオードＤ１に順方向（カソード端子からアノード端子への方向）に電流が流れているときにダイオードＤ１にかかる電圧（例えば、０．６［Ｖ］）とする。これにより、第２の半導体スイッチＳＷ２が開固着していない場合において、リレーＲｅの接点が溶着していないと、差Ｖｄが閾値Ｖｔｈ以上になり、リレーＲｅの接点が溶着していると、差Ｖｄが閾値Ｖｔｈよりも小さくなる。なお、閾値Ｖｔｈは、ダイオードＤ１に順方向に電流が流れているときにダイオードＤ１にかかる電圧と、抵抗Ｒに所定電流に相当する電流が流れているときに抵抗Ｒにかかる電圧との和としてもよい。

このように、図１に示す電池パックは、比較的安価な抵抗Ｒ及びダイオードＤ１による電圧降下を利用して、リレーＲｅの接点が溶着しているか否かを判断する構成であるため、比較的高価なリレーを２つ使用して、リレーＲｅの接点が溶着しているか否かを判断する構成に比べて、電池パックの製造コストを低減することができる。

また、図１に示す電池パックは、抵抗Ｒ及びダイオードＤ１による電圧降下を生じさせるために、比較的安価な半導体スイッチを使用する構成であるため、リレーＲｅの接点が溶着しているか否かを判断するために電池パックの製造コストが増大することを抑えることができる。

また、図１に示す電池パックは、通常モードから充電モードへの移行時に電池Ｂに流れる電流を抑えるための抵抗Ｒ、第１の半導体スイッチＳＷ１、及び第２の半導体スイッチＳＷ２を、リレーＲｅの接点溶着検知時に負荷Ｌｏの電圧を降下させるための抵抗Ｒ、第１の半導体スイッチＳＷ１、及び第２の半導体スイッチＳＷ２としても使用する構成であるため、抵抗Ｒ、第１の半導体スイッチＳＷ１、及び第２の半導体スイッチＳＷ２を流用する分、電池パックの製造コストを低減することができる。電池Ｂが補機電池である場合は、救援車Ｖｅに搭載される電池から電池Ｂへ電力を供給するときに、双方の電池の電圧差が大きい場合は電池Ｂへ大電流が流れてしまうため、抵抗Ｒによって電流を制限することは特に有用である。

また、図１に示す電池パックは、負荷Ｌｏの電圧を降下させるための素子として、抵抗Ｒの他にダイオードＤ１を使用しているため、電池Ｂから負荷Ｌｏへ流れる電流が比較的小さく、抵抗Ｒによる電圧降下を期待できない場合であっても、ダイオードＤ１による電圧降下分、負荷Ｌｏの電圧を確実に降下させることができる。そのため、ダイオードＤ１による電圧降下分を閾値Ｖｔｈとして設定することにより、リレーＲｅ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。

また、図１に示す電池パックは、溶着検知モード開始時、第２の半導体スイッチＳＷ２を開状態から閉状態にさせた後、リレーＲｅを閉状態から開状態にさせ、溶着検知モード終了時、リレーＲｅを開状態から閉状態にさせた後、第２の半導体スイッチＳＷ２を閉状態から開状態にさせる構成であるため、電池Ｂから負荷Ｌｏへの電力供給を停止させることなく、リレーＲｅの接点が溶着しているか否かを判断することができる。電池Ｂが補機電池である場合は、補機への電力供給を停止することができないため、特に有用である。

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。

図３は、溶着検知回路の変形例（その１）を示す図である。なお、図３において、図１に示す構成と同じ構成には同じ符号を付し、その説明を省略する。

図３に示す溶着検知回路は、抵抗Ｒと、ダイオードＤ２が並列接続される第２の半導体スイッチＳＷ２（半導体スイッチ）とを備える。

リレーＲｅの一方の端子は抵抗Ｒを介して第２の半導体スイッチＳＷ２の他方の端子（ソース端子）に接続され、リレーＲｅの他方の端子は第２の半導体スイッチＳＷ２の一方の端子（ドレイン端子）に接続されている。ダイオードＤ２のカソード端子は第２の半導体スイッチＳＷ２の一方の端子に接続され、ダイオードＤ２のアノード端子は第２の半導体スイッチＳＷ２の他方の端子に接続されている。なお、第２の半導体スイッチＳＷ２と抵抗Ｒの接続位置は図３の接続位置に限定されるものではなく入れ替えてもよい。

図３に示す制御部３は、通常モードにおいて、リレーＲｅを閉状態にさせるとともに、第２の半導体スイッチＳＷ２を開状態にさせることで、電池ＢからリレーＲｅを介して負荷Ｌｏへ電流を流すことが可能な状態にする。

また、図３に示す制御部３は、通常モードにおいて、電圧検出部２により検出される電圧Ｖが電圧閾値以下になると、または、電池Ｂの充電率が充電率閾値以下になると、第２の半導体スイッチＳＷ２を開状態にさせたまま、リレーＲｅを閉状態から開状態にさせることで、電池Ｂから負荷Ｌｏ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。

また、図３に示す制御部３は、通常モードから充電モードに移行すると、第２の半導体スイッチＳＷ２を開状態から閉状態にさせた後、リレーＲｅを閉状態から開状態にさせる。また、制御部３は、充電モードにおいて、電池Ｂの電圧（電圧検出部２により検出される電圧Ｖ）が所定電圧以上になると、リレーＲｅを開状態から閉状態にさせた後、第２の半導体スイッチＳＷ２を閉状態から開状態にさせる。すなわち、制御部３は、外部から電池Ｂに電力を供給するとき、電池Ｂの電圧が所定電圧以上になるまで、リレーＲｅを開状態、第２の半導体スイッチＳＷ２を閉状態にさせて外部から抵抗Ｒを介して電池Ｂへ電流を流す。これにより、電池Ｂの充電時、外部から電池パックへ流れる電流が抵抗Ｒで制限されるため、比較的大きな電流が電池Ｂなどに流れることを防止することができる。

また、図３に示す制御部３は、通常モードから溶着検知モードに移行すると、リレーＲｅの接点が溶着しているか否かを判断する。なお、通常モードから溶着検知モードに移行した後の制御部３の動作例は、図２に示す動作例と同様とする。すなわち、図３に示す制御部３は、リレーＲｅを閉状態、第２の半導体スイッチＳＷ２を開状態にさせて電池ＢからリレーＲｅを介して負荷Ｌｏへ電流を流しているときの負荷Ｌｏの電圧と、リレーＲｅを開状態、第２の半導体スイッチＳＷ２を閉状態にさせて電池Ｂから抵抗Ｒ及び第２の半導体スイッチＳＷ２を介して負荷Ｌｏへ電流を流しているときの負荷Ｌｏの電圧との差Ｖｄが閾値Ｖｔｈ以上である場合（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）、リレーＲｅの接点が溶着していないと判断する（Ｓ１０５）。

また、リレーＲｅの接点が溶着していない場合で、かつ、第２の半導体スイッチＳＷ２が開固着していない場合において、第２の半導体スイッチＳＷ２が開状態から閉状態になった後、リレーＲｅが閉状態から開状態になると、電池ＢからリレーＲｅを介して負荷Ｌｏへ流れていた電流が、電池Ｂから抵抗Ｒ及び第２の半導体スイッチＳＷ２を介して負荷Ｌｏへ流れるようになる。そのため、リレーＲｅが開状態、第２の半導体スイッチＳＷ２が閉状態であるときの負荷Ｌｏの電圧は、リレーＲｅが閉状態、第２の半導体スイッチＳＷ２が開状態であるときの負荷Ｌｏの電圧に比べて、抵抗Ｒによる電圧降下分小さくなる。閾値Ｖｔｈは、この電圧降下分を考慮して設定する。例えば、閾値Ｖｔｈは、抵抗Ｒに所定電流に相当する電流が流れているときに抵抗Ｒにかかる電圧とする。これにより、第２の半導体スイッチＳＷ２が開固着していない場合において、リレーＲｅの接点が溶着していないと、差Ｖｄが閾値Ｖｔｈ以上になり、リレーＲｅの接点が溶着していると、差Ｖｄが閾値Ｖｔｈよりも小さくなる。

このように、図３に示す電池パックは、比較的安価な抵抗Ｒによる電圧降下を利用して、リレーＲｅの接点が溶着しているか否かを判断する構成であるため、比較的高価なリレーを２つ使用して、リレーＲｅの接点が溶着しているか否かを判断する構成に比べて、電池パックの製造コストを低減することができる。

また、図３に示す電池パックは、抵抗Ｒによる電圧降下を生じさせるために、比較的安価な半導体スイッチを使用する構成であるため、リレーＲｅの接点が溶着しているか否かを判断するために電池パックの製造コストが増大することを抑えることができる。

また、図３に示す電池パックは、通常モードから充電モードへの移行時に電池Ｂに流れる電流を抑えるための抵抗Ｒ及び第２の半導体スイッチＳＷ２を、リレーＲｅの接点溶着検知時に負荷Ｌｏの電圧を降下させるための抵抗Ｒ及び第２の半導体スイッチＳＷ２としても使用する構成であるため、抵抗Ｒ及び第２の半導体スイッチＳＷ２を流用する分、電池パックの製造コストを低減することができる。

また、図３に示す電池パックは、溶着検知モード開始時、第２の半導体スイッチＳＷ２を開状態から閉状態にさせた後、リレーＲｅを閉状態から開状態にさせ、溶着検知モード終了時、リレーＲｅを開状態から閉状態にさせた後、第２の半導体スイッチＳＷ２を閉状態から開状態にさせる構成であるため、電池Ｂから負荷Ｌｏへの電力供給を停止させることなく、リレーＲｅの接点が溶着しているか否かを判断することができる。

図４は、溶着検知回路の変形例（その２）を示す図である。なお、図４において、図１に示す構成と同じ構成には同じ符号を付し、その説明を省略する。
図４に示す溶着検知回路は、ダイオードＤ１と、ダイオードＤ２が並列接続される第２の半導体スイッチＳＷ２（半導体スイッチ）とを備える。

リレーＲｅの一方の端子はダイオードＤ１のカソード端子に接続され、リレーＲｅの他方の端子は第２の半導体スイッチＳＷ２の一方の端子（ドレイン端子）に接続されている。ダイオードＤ１のアノード端子は第２の半導体スイッチＳＷ２の他方の端子（ソース端子）に接続されている。ダイオードＤ２のカソード端子は第２の半導体スイッチＳＷ２の一方の端子に接続され、ダイオードＤ２のアノード端子は第２の半導体スイッチＳＷ２の他方の端子に接続されている。なお、ダイオードＤ１と第２の半導体スイッチＳＷ２の接続位置は図４の接続位置に限定されるものではなく入れ替えてもよい。

図４に示す制御部３は、通常モードにおいて、リレーＲｅを閉状態にさせるとともに、第２の半導体スイッチＳＷ２を開状態にさせることで、電池ＢからリレーＲｅを介して負荷Ｌｏへ電流を流すことが可能な状態にする。

また、図４に示す制御部３は、通常モードにおいて、電圧検出部２により検出される電圧Ｖが電圧閾値以下になると、または、電池Ｂの充電率が充電率閾値以下になると、第２の半導体スイッチＳＷ２を開状態にさせたまま、リレーＲｅを閉状態から開状態にさせることで、電池Ｂから負荷Ｌｏ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。

また、図４に示す制御部３は、通常モードから溶着検知モードに移行すると、リレーＲｅの接点が溶着しているか否かを判断する。なお、通常モードから溶着検知モードに移行した後の制御部３の動作例は、図２に示す動作例と同様とする。すなわち、図４に示す制御部３は、リレーＲｅを閉状態、第２の半導体スイッチＳＷ２を開状態にさせて電池ＢからリレーＲｅを介して負荷Ｌｏへ電流を流しているときの負荷Ｌｏの電圧と、リレーＲｅを開状態、第２の半導体スイッチＳＷ２を閉状態にさせて電池ＢからダイオードＤ１及び第２の半導体スイッチＳＷ２を介して負荷Ｌｏへ電流を流しているときの負荷Ｌｏの電圧との差Ｖｄが閾値Ｖｔｈ以上である場合（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）、リレーＲｅの接点が溶着していないと判断する（Ｓ１０５）。

また、リレーＲｅの接点が溶着していない場合で、かつ、第２の半導体スイッチＳＷ２が開固着していない場合において、第２の半導体スイッチＳＷ２が開状態から閉状態になった後、リレーＲｅが閉状態から開状態になると、電池ＢからリレーＲｅを介して負荷Ｌｏへ流れていた電流が、電池ＢからダイオードＤ１及び第２の半導体スイッチＳＷ２を介して負荷Ｌｏへ流れるようになる。そのため、リレーＲｅが開状態、第２の半導体スイッチＳＷ２が閉状態であるときの負荷Ｌｏの電圧は、リレーＲｅが閉状態、第２の半導体スイッチＳＷ２が開状態であるときの負荷Ｌｏの電圧に比べて、ダイオードＤ１による電圧降下分小さくなる。閾値Ｖｔｈは、この電圧降下分を考慮して設定する。例えば、閾値Ｖｔｈは、ダイオードＤ１に順方向に電流が流れているときにダイオードＤ１にかかる電圧とする。これにより、第２の半導体スイッチＳＷ２が開固着していない場合において、リレーＲｅの接点が溶着していないと、差Ｖｄが閾値Ｖｔｈ以上になり、リレーＲｅの接点が溶着していると、差Ｖｄが閾値Ｖｔｈよりも小さくなる。

このように、図４に示す電池パックは、比較的安価なダイオードＤ１による電圧降下を利用して、リレーＲｅの接点が溶着しているか否かを判断する構成であるため、比較的高価なリレーを２つ使用して、リレーＲｅの接点が溶着しているか否かを判断する構成に比べて、電池パックの製造コストを低減することができる。

また、図４に示す電池パックは、ダイオードＤ１による電圧降下を生じさせるために、比較的安価な半導体スイッチを使用する構成であるため、リレーＲｅの接点が溶着しているか否かを判断するために電池パックの製造コストが増大することを抑えることができる。

また、図４に示す電池パックは、負荷Ｌｏの電圧を降下させるための素子として、ダイオードＤ１を使用しているため、ダイオードＤ１による電圧降下分、負荷Ｌｏの電圧を確実に降下させることができるため、ダイオードＤ１による電圧降下分を考慮して閾値Ｖｔｈを設定することにより、リレーＲｅ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。

また、図４に示す電池パックは、溶着検知モード開始時、第２の半導体スイッチＳＷ２を開状態から閉状態にさせた後、リレーＲｅを閉状態から開状態にさせ、溶着検知モード終了時、リレーＲｅを開状態から閉状態にさせた後、第２の半導体スイッチＳＷ２を閉状態から開状態にさせる構成であるため、電池Ｂから負荷Ｌｏへの電力供給を停止させることなく、リレーＲｅの接点が溶着しているか否かを判断することができる。

図５は、溶着検知回路の変形例（その３）を示す図である。なお、図５において、図１に示す構成と同じ構成には同じ符号を付し、その説明を省略する。
図５に示す溶着検知回路は、ダイオードＤ１が並列接続される第１の半導体スイッチＳＷ１と、ダイオードＤ２が並列接続される第２の半導体スイッチＳＷ２とを備える。

リレーＲｅの一方の端子は第１の半導体スイッチＳＷ１の一方の端子（ドレイン端子）に接続され、リレーＲｅの他方の端子は第２の半導体スイッチＳＷ２の一方の端子（ドレイン端子）に接続されている。第１の半導体スイッチＳＷ１の他方の端子（ソース端子）は第２の半導体スイッチＳＷ２の他方の端子（ソース端子）に接続されている。ダイオードＤ１のカソード端子は第１の半導体スイッチＳＷ１の一方の端子に接続され、ダイオードＤ１のアノード端子は第１の半導体スイッチＳＷ１の他方の端子に接続されている。ダイオードＤ２のカソード端子は第２の半導体スイッチＳＷ２の一方の端子に接続され、ダイオードＤ２のアノード端子は第２の半導体スイッチＳＷ２の他方の端子に接続されている。なお、第１の半導体スイッチＳＷ１と第２の半導体スイッチＳＷ２の接続位置は図５の接続位置に限定されるものではなく入れ替えてもよい。

図５に示す制御部３は、通常モードにおいて、リレーＲｅを閉状態にさせるとともに、第１の半導体スイッチＳＷ１及び第２の半導体スイッチＳＷ２を開状態にさせることで、電池ＢからリレーＲｅを介して負荷Ｌｏへ電流を流すことが可能な状態にする。

また、図５に示す制御部３は、通常モードにおいて、電圧検出部２により検出される電圧Ｖが電圧閾値以下になると、または、電池Ｂの充電率が充電率閾値以下になると、第１の半導体スイッチＳＷ１及び第２の半導体スイッチＳＷ２を開状態にさせたまま、リレーＲｅを閉状態から開状態にさせることで、電池Ｂから負荷Ｌｏ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。

また、図５に示す制御部３は、通常モードから溶着検知モードに移行すると、リレーＲｅの接点が溶着しているか否かを判断する。なお、通常モードから溶着検知モードに移行した後の制御部３の動作例は、図２に示す動作例と同様とする。すなわち、図５に示す制御部３は、リレーＲｅを閉状態、第１の半導体スイッチＳＷ１及び第２の半導体スイッチＳＷ２を開状態にさせて電池ＢからリレーＲｅを介して負荷Ｌｏへ電流を流しているときの負荷Ｌｏの電圧と、リレーＲｅを開状態、第１の半導体スイッチＳＷ１を開状態、第２の半導体スイッチＳＷ２を閉状態にさせて電池ＢからダイオードＤ１及び第２の半導体スイッチＳＷ２を介して負荷Ｌｏへ電流を流しているときの負荷Ｌｏの電圧との差Ｖｄが閾値Ｖｔｈ以上である場合（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）、リレーＲｅの接点が溶着していないと判断する（Ｓ１０５）。

また、リレーＲｅの接点が溶着していない場合で、かつ、第２の半導体スイッチＳＷ２が開固着していない場合において、第２の半導体スイッチＳＷ２が開状態から閉状態になった後、リレーＲｅが閉状態から開状態になると、電池ＢからリレーＲｅを介して負荷Ｌｏへ流れていた電流が、電池ＢからダイオードＤ１及び第２の半導体スイッチＳＷ２を介して負荷Ｌｏへ電流が流れるようになる。そのため、リレーＲｅが開状態、第１の半導体スイッチＳＷ１が開状態、第２の半導体スイッチＳＷ２が閉状態であるときの負荷Ｌｏの電圧は、リレーＲｅが閉状態、第１の半導体スイッチＳＷ１が開状態、第２の半導体スイッチＳＷ２が開状態であるときの負荷Ｌｏの電圧に比べて、ダイオードＤ１による電圧降下分小さくなる。閾値Ｖｔｈは、この電圧降下分を考慮して設定する。例えば、閾値Ｖｔｈは、ダイオードＤ１に順方向に電流が流れているときにダイオードＤ１にかかる電圧とする。これにより、第２の半導体スイッチＳＷ２が開固着していない場合において、リレーＲｅの接点が溶着していないと、差Ｖｄが閾値Ｖｔｈ以上になり、リレーＲｅの接点が溶着していると、差Ｖｄが閾値Ｖｔｈよりも小さくなる。

このように、図５に示す電池パックは、比較的安価なダイオードＤ１による電圧降下を利用して、リレーＲｅの接点が溶着しているか否かを判断する構成であるため、比較的高価なリレーを２つ使用して、リレーＲｅの接点が溶着しているか否かを判断する構成に比べて、電池パックの製造コストを低減することができる。

また、図５に示す電池パックは、ダイオードＤ１による電圧降下を生じさせるために、比較的安価な半導体スイッチを使用する構成であるため、リレーＲｅの接点が溶着しているか否かを判断するために電池パックの製造コストが増大することを抑えることができる。

また、図５に示す電池パックは、負荷Ｌｏの電圧を降下させるための素子として、ダイオードＤ１を使用しているため、ダイオードＤ１による電圧降下分、負荷Ｌｏの電圧を確実に降下させることができるため、ダイオードＤ１による電圧降下分を考慮して閾値を設定することにより、リレーＲｅ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。

また、図５に示す電池パックは、溶着検知モード開始時、第２の半導体スイッチＳＷ２を開状態から閉状態にさせた後、リレーＲｅを閉状態から開状態にさせ、溶着検知モード終了時、リレーＲｅを開状態から閉状態にさせた後、第２の半導体スイッチＳＷ２を閉状態から開状態にさせる構成であるため、電池Ｂから負荷Ｌｏへの電力供給を停止させることなく、リレーＲｅの接点が溶着しているか否かを判断することができる。

１ 電流検出部
２ 電圧検出部
３ 制御部
Ｂ 電池
Ｒｅ リレー
Ｒ 抵抗
Ｄ１、Ｄ２ ダイオード
ＳＷ１ 第１の半導体スイッチ
ＳＷ２ 第２の半導体スイッチ
Ｌｏ 負荷

Claims (3)

1. 負荷に電力を供給する電池と、
   前記負荷と前記電池との間に接続されるリレーと、
   前記リレーに並列接続され、抵抗及びダイオードにより前記負荷の電圧を降下させる溶着検知回路と、
   前記リレーを閉状態にさせているときの前記負荷の電圧と、前記リレーを開状態にさせているとともに前記溶着検知回路により前記負荷の電圧を降下させているときの前記負荷の電圧との差が閾値以上である場合、前記リレーの接点が溶着していないと判断する制御部と、を備え、
   前記溶着検知回路は、
   前記抵抗と、
   前記ダイオードが並列接続される第１の半導体スイッチと、
   第２の半導体スイッチと、
   を備え、
   前記溶着検知回路において、前記抵抗と、前記第１の半導体スイッチと、前記第２の半導体スイッチとは直列に接続され、
   前記制御部は、
   前記リレーを閉状態、前記第１及び第２の半導体スイッチを開状態にさせて前記電池から前記リレーを介して前記負荷へ電流を流しているときの前記負荷の電圧と、前記リレーを開状態、前記第１の半導体スイッチを開状態、前記第２の半導体スイッチを閉状態にさせて前記電池から前記抵抗、前記ダイオード、及び前記第２の半導体スイッチを介して前記負荷へ電流を流しているときの前記負荷の電圧との差が前記閾値以上である場合、前記リレーの接点が溶着していないと判断し、
   外部から前記電池に電力を供給するとき、前記電池の電圧が所定電圧以上になるまで、前記リレーを開状態、前記第１及び第２の半導体スイッチを閉状態にさせて前記外部から前記抵抗を介して前記電池へ電流を流す、
   ことを特徴とする電池パック。
2. 請求項１に記載の電池パックであって、
   前記制御部は、前記リレーを閉状態にさせているときの前記負荷の電圧を計測した後、前記第２の半導体スイッチを閉状態にさせた後、前記リレーを開状態にさせて、前記リレーを開状態にさせているとともに前記溶着検知回路により前記負荷の電圧を降下させているときの前記負荷の電圧を計測する
   ことを特徴とする電池パック。
3. 請求項１に記載の電池パックであって、
   前記閾値は、前記ダイオードによる電圧降下分である
   ことを特徴とする電池パック。

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