特開 2024-118698 電源システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024118698

(43)【公開日】2024-09-02

(54)【発明の名称】電源システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20240826BHJP

   H02H 7/18 20060101ALI20240826BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 Q

H02H7/18

H02J7/00 302C

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023025126

(22)【出願日】2023-02-21

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000003609

【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 康浩

(72)【発明者】

【氏名】泉 純太

(72)【発明者】

【氏名】三木 宏紀

(72)【発明者】

【氏名】木村 健治

(72)【発明者】

【氏名】伴 尊行

(72)【発明者】

【氏名】水野 拓哉

(72)【発明者】

【氏名】戸村 修二

(72)【発明者】

【氏名】柳沢 直樹

(72)【発明者】

【氏名】大塚 一雄

(72)【発明者】

【氏名】塚田 浩司

【テーマコード（参考）】

5G053

5G503

【Ｆターム（参考）】

5G053AA06

5G053BA01

5G503BA03

5G503BB01

5G503BB02

5G503CA01

5G503EA09

5G503GD06

(57)【要約】

【課題】電池ストリングおいて漏電が生じている場合、漏電が生じている電池回路モジュールを特定する。
【解決手段】電池ストリングＳｔは、複数の電池回路モジュールＭを直列接続可能に構成される。制御装置１００は、漏電診断モードにおいて、リレー４０を遮断し、グランド線ＧＬに設けた第３スイッチ６０をＯＮ状態にする。負極線ＰＬに近い電池回路モジュールＭから正極線ＰＬ側の電池回路モジュールＭへ、順番に電池回路モジュールＭを駆動状態に切り換える。グランド線ＧＬに設けた電流センサ５０で検出する電流が変化しないときに、駆動状態である電池回路モジュールＭに漏電が生じていると判定する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電池と、前記電池に並列に接続された第１スイッチと、前記電池に直列に接続された第２スイッチと、前記第１スイッチがＯＦＦ状態かつ前記第２スイッチがＯＮ状態であるときに前記電池の電圧が印加される第１出力端子及び第２出力端子とを含む、電池回路モジュールと、
複数の前記電池回路モジュールを直列接続した電池ストリングと、
前記電池ストリングを制御する制御装置と、
前記電池ストリングの負極線を接地するグランド線と、
前記グランド線に設けられた、電流センサ、第３スイッチ、および制限抵抗と、を備え、
前記制御装置は、
前記第１スイッチをＯＦＦ状態かつ前記第２スイッチをＯＮ状態とする駆動状態と、前記第１スイッチをＯＮ状態かつ前記第２スイッチをＯＦＦ状態とするスルー状態とを切り換え可能であり、
漏電診断モードにおいて、前記第３スイッチをＯＮ状態にし、ひとつの前記電池回路モジュールを前記駆動状態かつ他の前記電池回路モジュールを前記スルー状態に切り換えるとともに、前記駆動状態の前記電池回路モジュールを順次切り換え、前記電流センサで検出した電流値に基づいて、漏電している前記電池回路モジュールを判定するよう構成されている、電源システム。

【請求項2】

前記制御装置は、
前記漏電診断モードにおいて、前記負極線側の前記電池回路モジュールから前記電池ストリングの正極線側の前記電池回路モジュールへ、前記駆動状態の前記電池回路モジュールを順次切り換え、
前記電流値が変化しないときの前記駆動状態の前記電池回路モジュールが漏電していると判定する、請求項１に記載の電源システム。

【請求項3】

前記制御装置は、
前記漏電診断モードにおいて、前記電池ストリングの正極線側の前記電池回路モジュールから前記負極線側の前記電池回路モジュールへ、前記駆動状態の前記電池回路モジュールを順次切り換え、
前記電流値が変化したとき、ひとつ前に前記駆動状態であった前記電池回路モジュールが漏電していると判定する、請求項１に記載の電源システム。

【請求項4】

前記電池ストリングは、負荷に接続されており、
前記制御装置は、
前記漏電診断モードを開始する際に、前記電池ストリングと前記負荷の接続を遮断する、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電源システム。

【請求項5】

前記制御装置は、
前記負荷を含む電気回路において漏電が検出されたとき、前記漏電診断モードを開始する、請求項４に記載の電源システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電源システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特開２０２２－１２０２５５号公報（特許文献１）には、複数の電池回路モジュールを直列に接続可能とした電池ストリングを用いて、交流電力（交流電圧）を出力する電源システムが開示されている。電池ストリングに含まれる電池回路モジュールは、電池と、電池に並列に接続された第１スイッチと、電池に直列に接続された第２スイッチと、第１スイッチがＯＦＦ状態かつ第２スイッチがＯＮ状態であるときに電池の電圧が印加される第１出力端子及び第２出力端子とを備える。第１スイッチと第２スイッチは、ゲート駆動信号によって、ＯＮ／ＯＦＦ状態が制御され、ゲート駆動信号は、直列接続された次段の電池回路モジュールへ、所定の遅延時間をもって伝達される。電池ストリングに含まれる各電池回路モジュールの第１スイッチ及び第２スイッチをゲート駆動信号によって制御することで、電池ストリングの出力電圧を所望の大きさに調整することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２２－１２０２５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

電源システムを含む電気回路（電力回路）で漏電が発生したとき、電池ストリングに含まれる電池回路モジュールにおいて、漏電が生じている可能性もある。特許文献１では、電池ストリングにおける漏電箇所の特定については、言及されていない。

【0005】

本開示の目的は、電池ストリングおいて漏電が生じている場合、漏電が生じている電池回路モジュールを特定することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

（１）本開示の電源システムは、電池回路モジュールと、複数の電池回路モジュールを直列接続した電池ストリングと、電池ストリングを制御する制御装置と、を備える。電池回路モジュールは、電池と、電池に並列に接続された第１スイッチと、電池に直列に接続された第２スイッチと、第１スイッチがＯＦＦ状態かつ第２スイッチがＯＮ状態であるときに電池の電圧が印加される第１出力端子及び第２出力端子とを含む。電源システムは、さらに、電池ストリングの負極線を接地するグランド線と、グランド線に設けられた、電流センサ、第３スイッチ、および制限抵抗と、を備える。制御装置は、第１スイッチをＯＦＦ状態かつ第２スイッチをＯＮ状態とする駆動状態と、第１スイッチをＯＮ状態かつ第２スイッチをＯＦＦ状態とするスルー状態とを切り換え可能であり、漏電診断モードにおいて、第３スイッチをＯＮ状態にし、ひとつの電池回路モジュールを駆動状態かつ他の電池回路モジュールをスルー状態に切り換えるとともに、駆動状態の電池回路モジュールを順次切り換え、電流センサで検出した電流値に基づいて、漏電している電池回路モジュールを判定するよう構成されている。

【0007】

この構成によれば、電池回路モジュールの第１スイッチと第２スイッチをＯＮ／ＯＦＦするデューティ比が制御されることにより、接続される電池回路モジュールの数が制御され、電池ストリングの出力電圧が制御される。電池ストリングの負極線は、電流センサ、第３スイッチ、および制限抵抗を介して、グランド線によって接地される。本開示における「接地」とは、グランド線を電源システムの筐体等に接続するフレームグラウンドであってよく、地面に接続するものであってもよい。

【0008】

制御装置は、漏電診断モード時、第３スイッチをＯＮ状態にする。そして、制御装置は、ひとつの電池回路モジュールを駆動状態（第１スイッチがＯＦＦ状態かつ第２スイッチがＯＮ状態）、かつ、他の電池回路モジュールをスルー状態（第１スイッチがＯＮ状態かつ第２スイッチがＯＦＦ状態）にするとともに、駆動状態の電池回路モジュールを順次切り換える。制御装置は、電流センサによって検出された、駆動状態の電池回路モジュールが切り換えられたときの電流値に基づいて、漏電している電池回路モジュールの判定を行う。

【0009】

漏電診断モード時、第３スイッチがＯＮ状態であるので、電池ストリングの負極線は、グランド線を介して接地電位となる。電池ストリングに含まれるいずれかの電池回路モジュールにおいて漏電が生じていると、漏電が生じている電池回路モジュールの電位は、接地電位になる。このため、漏電が生じている電池回路モジュールより負極線側にある電池回路モジュールが駆動状態になると、駆動状態の電池回路モジュールと漏電箇所とグランド線の接地箇所とを繋ぐ閉回路が形成され、駆動状態の電池回路モジュールの電圧によって、電流センサで検出される電流が変化する。また、漏電が生じている電池回路モジュールを含んで、正極線側にある電池回路モジュールが駆動状態になっても、駆動状態の電池回路モジュールを含む閉回路が形成されないので、電流センサで検出される電流は変化しない。したがって、駆動状態の電池回路モジュールを順次切り換えることによって、電流センサで検出した電流値に基づいて、漏電している電池回路モジュールを判定することができ、漏電が生じている電池回路モジュールを特定できる。

【0010】

（２）制御装置は、漏電診断モードにおいて、負極線側の電池回路モジュールから電池ストリングの正極線側の電池回路モジュールへ、駆動状態の電池回路モジュールを順次切り換え、電流値が変化しないときの駆動状態の電池回路モジュールが漏電していると判定するようにしてもよい。

【0011】

この構成によれば、負極線に近い電池回路モジュールから、順番に、駆動状態に切り換えるので、電流センサで検出される電流値が変化しないときの駆動状態の電池回路モジュールが、漏電していると判定することができる。

【0012】

（３）制御装置は、漏電診断モードにおいて、電池ストリングの正極線側の電池回路モジュールから負極線側の電池回路モジュールへ、駆動状態の前記電池回路モジュールを順次切り換え、電流値が変化したとき、ひとつ前に駆動状態であった電池回路モジュールが漏電していると判定するようにしてもよい。

【0013】

この構成によれば、正極線に近い電池回路モジュールから、順番に、駆動状態に切り換えるので、電流センサで検出される電流値が変化したとき、ひとつ前に駆動状態であった電池回路モジュールが、漏電していると判定することができる。

【0014】

（４）上記（１）～（３）において、電池ストリングは、負荷に接続されており、制御装置は、漏電診断モードを開始する際に、電池ストリングと負荷の接続を遮断するようにしてもよい。

【0015】

この構成によれば、電池ストリングに接続される負荷が、電力系統に接続されていたり、他の電源システムを備えたりしていても、制御装置は、漏電診断モードを開始する際に、電池ストリングと負荷の接続を遮断するので、確実に、漏電している電池回路モジュールを判定できる。

【0016】

（５）上記（４）において、制御装置は、負荷を含む電気回路において漏電が検出されたとき、漏電診断モードを開始するようにしてもよい。

【0017】

この構成によれば、負荷を含む電気回路において漏電が検出されたとき、電池ストリングに含まれる電池回路モジュールに漏電が生じていれば、漏電している電池回路モジュールを特定することができる。

【発明の効果】

【0018】

本開示によれば、電池ストリングおいて漏電が生じている場合、漏電が生じている電池回路モジュールを特定することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本開示の実施の形態に係る電源システムの一部構成を示す図である。

【図2】（Ａ）～（Ｄ）は、ゲート信号によって制御される電池回路モジュールの動作の説明する図である。

【図3】本実施の形態における、電源システムの全体の概略構成を示す図である。

【図4】（Ａ）および（Ｂ）は、電池回路モジュールに漏電が生じた場合に形成される、閉回路について説明する図である。

【図5】（Ａ）および（Ｂ）は、電池回路モジュールに漏電が生じた場合に形成される閉回路について説明する図である。

【図6】制御装置で実行される、漏電診断モードの処理の一例を示すフローチャートである。

【図7】変形例において、制御装置で実行される、漏電診断モードの処理を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0020】

本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図中、同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

【0021】

図１は、本開示の実施の形態に係る電源システム１の一部構成を示す図である。図１を参照して、電源システム１は、電池ストリングＳｔと、制御装置１００とを含む。制御装置１００はコンピュータであってよく、たとえばプロセッサと記憶装置と通信Ｉ／Ｆ（インターフェース）とを備える。記憶装置には、たとえば、プロセッサによって実行されるプログラム、及びプログラムで使用される情報（たとえば、マップ、数式、及び各種パラメータ）が記憶されている。

【0022】

電池ストリングＳｔは、複数の電池回路モジュールＭ（Ｍ１～Ｍｎ：ｎは正の整数）を備える。電池ストリングＳｔに含まれる電池回路モジュールＭの数は任意であり、５～５０個であってもよいし、１００個以上であってもよい。

【0023】

電池回路モジュールＭはそれぞれ、電力回路ＳＵＢと、カートリッジＣｇとを含む。カートリッジＣｇは、電池Ｂと、監視ユニットＢＳとを含む。電力回路ＳＵＢと電池Ｂとがそれぞれ接続されることによって、電池Ｂを含む電池回路モジュールＭが形成されている。駆動回路ＳＵ（ＳＵ１～ＳＵｎ）は、電池回路モジュールＭに含まれるスイッチング素子（後述するＳＷ１１及びＳＷ１２）を駆動するように構成される。電池Ｂは、ニッケル水素二次電池、あるいは、リチウムイオン二次電池であってよく、電動車両で使用された二次電池を直列に接続することにより、電池Ｂを製造してよい。

【0024】

図１に示すように、電池回路モジュールＭは、電力回路ＳＵＢと、カートリッジＣｇと、遮断器ＲＢ１及びＲＢ２（以下、区別しない場合は「遮断器ＲＢ」と称する）とを含む。電力回路ＳＵＢとカートリッジＣｇとは、遮断器ＲＢ１及びＲＢ２を介して、互いに接続されている。遮断器ＲＢは、制御装置１００からの指令によって、電力回路ＳＵＢとカートリッジＣｇとの接続状態（導通／遮断）を切り替える。遮断器ＲＢは、ユーザが手動でＯＮ／ＯＦＦできるように構成されてもよく、この構成によって、カートリッジＣｇが、電力回路ＳＵＢに対して着脱可能にされている。

【0025】

カートリッジＣｇにおいて、監視ユニットＢＳは、電池Ｂの状態（たとえば、電圧、電流、及び温度）を検出して、検出結果を制御装置１００へ出力するように構成される。

【0026】

電池ストリングＳｔに含まれる電池回路モジュールＭは、共通の電線ＳＬによって接続されている。電線ＳＬは、各電池回路モジュールＭの出力端子ＯＴ１及びＯＴ２を含む。電池回路モジュールＭの出力端子ＯＴ２が、当該電池回路モジュールＭに隣接する電池回路モジュールＭの出力端子ＯＴ１と接続されることによって、電池ストリングＳｔに含まれる電池回路モジュールＭ同士が接続されている。

【0027】

電力回路ＳＵＢは、第１スイッチング素子１１（以下、「ＳＷ１１」と称する）と、第２スイッチング素子１２（以下、「ＳＷ１２」と称する）と、第１ダイオード１３と、第２ダイオード１４と、チョークコイル１５と、コンデンサ１６と、出力端子ＯＴ１及びＯＴ２とを備える。ＳＷ１１及びＳＷ１２の各々は、駆動回路ＳＵによって駆動される。この実施の形態に係るＳＷ１１、ＳＷ１２は、それぞれ本開示に係る「第１スイッチ」、「第２スイッチ」の一例に相当する。

【0028】

電力回路ＳＵＢの出力端子ＯＴ１及びＯＴ２間には、ＳＷ１１と、コンデンサ１６と、電池Ｂとが並列に接続されている。ＳＷ１１は、電線ＳＬ上に位置し、出力端子ＯＴ１と出力端子ＯＴ２との接続状態（導通／遮断）を切り替えるように構成される。出力端子ＯＴ１は電線ＢＬ１を介して電池Ｂの正極に接続されており、出力端子ＯＴ２は電線ＢＬ２を介して電池Ｂの負極に接続されている。電線ＢＬ１には、ＳＷ１２及びチョークコイル１５がさらに設けられている。電池回路モジュールＭにおいては、電池Ｂと直列に接続されたＳＷ１２がＯＮ状態（接続状態）であり、かつ、電池Ｂと並列に接続されたＳＷ１１がＯＦＦ状態（遮断状態）であるときに、出力端子ＯＴ１及びＯＴ２間に電池Ｂの電圧が印加される。

【0029】

出力端子ＯＴ１，ＯＴ２と電池Ｂとの間には、電線ＢＬ１及び電線ＢＬ２の各々に接続されたコンデンサ１６が設けられている。ＳＷ１１及びＳＷ１２の各々は、たとえばＦＥＴ（電界効果トランジスタ）である。第１ダイオード１３、第２ダイオード１４は、それぞれＳＷ１１、ＳＷ１２に対して並列に接続されており、還流ダイオードとして機能する。なお、ＳＷ１１及びＳＷ１２の各々は、ＦＥＴに限られず、ＦＥＴ以外のスイッチング素子であってもよい。

【0030】

制御装置１００は、ゲート信号を生成する。駆動回路ＳＵ（ＳＵ１～ＳＵｎ）は、電池回路モジュールＭ（Ｍ１～Ｍｎ）ごとに設けられており、ゲート信号に従ってＳＷ１１及びＳＷ１２を駆動するＧＤ（ゲートドライバ）２１と、ゲート信号を遅延させる遅延回路２２とを含む。電池回路モジュールＭに含まれるＳＷ１１及びＳＷ１２の各々は、ゲート信号に従ってＯＮ／ＯＦＦ制御される。

【0031】

図２は、ゲート信号によって制御される電池回路モジュールＭの動作の説明する図である。図２（Ａ）は、電池回路モジュールＭの動作の一例を示すタイムチャートであり、本実施の形態では、ＳＷ１１及びＳＷ１２を駆動するためのゲート信号として、矩形波信号を採用する。図２（Ａ）中に示されるゲート信号の「Ｌｏｗ」、「Ｈｉｇｈ」は、それぞれゲート信号（矩形波信号）のＬレベル、Ｈレベルを意味する。また、「出力電圧」は、出力端子ＯＴ１及びＯＴ２間に出力される電圧を意味する。電池回路モジュールＭの初期状態では、駆動回路ＳＵにゲート信号が入力されず（ゲート信号＝Ｌレベル）、ＳＷ１１、ＳＷ１２がそれぞれＯＮ状態、ＯＦＦ状態になっている。ＳＷ１１及びＳＷ１２は、ゲート信号の立ち上がり／立ち下がりに応じて状態（ＯＮ／ＯＦＦ）が切り替わる。制御装置１００は、ゲート信号を用いてＰＷＭ制御を行なう。

【0032】

駆動回路ＳＵにゲート信号が入力されると、ＧＤ２１が、入力されたゲート信号に従ってＳＷ１１及びＳＷ１２を駆動する。図２に示す例では、タイミングｔ１で、ゲート信号がＬレベルからＨレベルに立ち上がり、ゲート信号の立ち上がりと同時にＳＷ１１がＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替わる。そして、ゲート信号の立ち上がりから所定の時間（デッドタイムｄｔ１）だけ遅れたタイミングｔ２で、ＳＷ１２がＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わる。これにより、電池回路モジュールＭが駆動状態（接続状態）になり、図２（Ｂ）に示すように、ＳＷ１１がＯＦＦ状態かつＳＷ１２がＯＮ状態になることで、出力端子ＯＴ１及びＯＴ２間に電池Ｂの電圧が印加される。なお、本開示において、「ＳＷ１１がＯＦＦ状態かつＳＷ１２がＯＮ状態」であり、電池回路モジュールＭが接続状態であることを、「駆動状態」と称する。

【0033】

図２（Ａ）を参照して、タイミングｔ３で、ゲート信号がＨレベルからＬレベルに立ち下がると、ゲート信号の立ち下がりと同時にＳＷ１２がＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替わる。これにより、電池回路モジュールＭがスルー状態になる。スルー状態の電池回路モジュールＭでは、ＳＷ１２がＯＦＦ状態になることで、出力端子ＯＴ１及びＯＴ２間に電池Ｂの電圧が印加されなくなる。その後、ゲート信号の立ち下がりから所定の時間（デッドタイムｄｔ２）だけ遅れたタイミングｔ４で、ＳＷ１１がＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わる。なお、デッドタイムｄｔ１とデッドタイムｄｔ２とは互いに同じであっても異なってもよい。

【0034】

デッドタイムｄｔ１、ｄｔ２においては、図２（Ｃ）に示すように、ＳＷ１１とＳＷ１２の両方がＯＦＦ状態になる。これにより、ＳＷ１１及びＳＷ１２が同時にＯＮ状態になること（電池回路モジュールＭが短絡状態になること）が抑制される。

【0035】

デッドタイムｄｔ２の終了（ｔ４）から電池回路モジュールＭが駆動状態になるまでの期間を「停止期間」と称すると、停止期間では、図２（Ｄ）に示すように、初期状態と同様に、ＳＷ１１がＯＮ状態かつＳＷ１２がＯＦＦ状態になる。なお、本開示において、「ＳＷ１１がＯＮ状態かつＳＷ１２がＯＦＦ状態」であり、電池回路モジュールＭが非駆動状態であることを、「スルー状態」とも称する。

【0036】

ゲート信号は、遅延回路２２によって、所定の遅延時間Ｔｄずつ遅延されて、上流の駆動回路ＳＵから下流の駆動回路ＳＵへ伝達される。そして、制御装置１００は、最も下流の駆動回路ＳＵ（ＳＵｎ）の遅延回路２２からゲート信号を受けると、新たなゲート信号を、最も上流側の駆動回路ＳＵ（ＳＵ０）に出力する。ゲート信号の周期Ｔは、電池ストリングＳｔに含まれる遅延回路２２の遅延時間Ｔｄの合計であり、電池ストリングＳｔに含まれるすべての電池回路モジュールＭの数（電池回路モジュールＭの総数）をＮｏとすると、周期Ｔは、「Ｔ＝Ｔｄ×Ｎｏ」として設定される。そして、ゲート信号のデューティ比（Ｈレベルの時間：オン時間Ｔｏｎ）を制御することにより、駆動状態の電池回路モジュールＭの数（同時に駆動状態になる電池回路モジュールＭの数）を調整することができる。

【0037】

電池ストリングＳｔに含まれる電池回路モジュールＭを、上述のように制御することにより、駆動状態の電池回路モジュールＭの数（同時に駆動状態になる電池回路モジュールＭの数）を調整することができる。これにより、電池ストリングＳｔの正極端子２５と負極端子２６との間の電圧（出力電圧）を制御することができる。これにより、電池ストリングＳｔは、０［Ｖ］から、電池ストリングＳｔに含まれる各電池Ｂ（カートリッジＣｇ）の電圧の総和までの電圧を出力可能とされている。

【0038】

図３は、本実施の形態における、電源システム１の全体の概略構成を示す図である。電池ストリングＳｔの正極端子２５は、正極線ＰＬに接続され、負極端子２６は、負極線ＮＬに接続される。正極線ＰＬと負極線ＮＬとの間には、平滑コンデンサ３０が設けられ、正極線ＰＬおよび負極線ＮＬは、リレー４０を介して負荷に接続される。なお、電池回路モジュールＭｎおよび駆動回路ＳＵｎにおいて、符号ｎは、最も正極線ＰＬ側（上流側）が「１」（電池回路モジュールＭ１、駆動回路ＳＵ１）であり、最も負極線ＮＬ側（下流側）が「ｎ」（電池回路モジュールＭｎ，駆動回路ＳＵｎ）である。

【0039】

負極線ＮＬは、グランド線ＧＬを介して、電源システム１の金属製の筐体に接地されている。グランド線ＧＬには、電流センサ５０、第３スイッチ６０、および、制限抵抗７０が設けられている。第３スイッチ６０がＯＮ状態（閉成）されることにより、グランド線ＧＬが導通する。なお、電流センサ５０、第３スイッチ６０、および、制限抵抗７０は、直列に配列されていれば、その位置は任意であってよい。

【0040】

電源システム１および負荷を含む電気回路には、漏電検出器２００が設けられている。漏電検出器２００は、電気回路に漏電（地絡）が生じると、制御装置１００へ漏電信号を出力する。

【0041】

図４は、電池回路モジュールＭに漏電が生じた場合に形成される、閉回路について説明する図である。図４（Ａ）および（Ｂ）では、電池回路モジュールＭｎ－２の負極側で漏電（地絡）が生じている状態を示している。第３スイッチ６０をＯＮ状態にする。そして、各駆動回路ＳＵのＧＤ２１によって、最も負極線ＮＬに近い電池回路モジュールＭｎを駆動状態（ＳＷ１１がＯＦＦ状態かつＳＷ１２がＯＮ状態）とし、他の電池回路モジュールＭ（Ｍ１～Ｍｎ－１）をスルー状態（ＳＷ１１がＯＮ状態かつＳＷ１２がＯＦＦ状態）とすると、図４（Ａ）の一点鎖線で示すように、グランド線ＧＬの接地箇所と電池回路モジュールＭｎ－２の漏電箇所（地絡箇所）とを繋ぐ閉回路が形成される。このため、電流センサ５０によって電流が検出され、電流値が変化する。次に、電池回路モジュールＭｎ－１を駆動状態とし、他の電池回路モジュールＭ（Ｍ１～Ｍｎ－２、Ｍｎ）をスルー状態とした場合にも、同様に、閉回路が形成され、電流センサ５０によって電流が検出され、電流値が変化する。

【0042】

電池回路モジュールＭｎ－２を駆動状態とし、他の電池回路モジュールＭ（Ｍ１～Ｍｎ－３、Ｍｎ－１、Ｍｎ）をスルー状態にすると、図４（Ｂ）に示すように、電流センサ５０を通る閉回路は形成されず、電流センサ５０によって電流は検出されない（電流値はゼロから変化しない）。また、電池回路モジュールＭｎ－２よりも正極線ＰＬ側（上流側）の電池回路モジュールＭ（Ｍ１～Ｍｎ－３）のいずれかひとつを駆動状態とし、他の電池回路モジュールＭをスルー状態とした場合も、同様に、電流センサ５０を通る閉回路は形成されず、電流センサ５０によって電流は検出されず、電流値は変化しない。

【0043】

したがって、負極線ＮＬ側（下流側）の電池回路モジュールＭｎから正極線ＰＬ側の電池回路モジュールＭへ、駆動状態の電池回路モジュールＭを順次切り換え、電流センサ５０の電流値が変化しなかったときの（電流値がゼロから変化しないときの）電池回路モジュールＭに漏電が生じていると特定することができる。

【0044】

図５は、電池回路モジュールＭに漏電が生じた場合に形成される閉回路について説明する図である。図５（Ａ）および（Ｂ）では、電池回路モジュールＭｎ－２の正極側で漏電（地絡）が生じている状態を示している。第３スイッチ６０をＯＮ状態にする。そして、各駆動回路ＳＵのＧＤ２１によって、すべての電池回路モジュールＭをスルー状態にすると、図５（Ａ）の一点鎖線で示すように、グランド線ＧＬの接地箇所と電池回路モジュールＭｎ－２の漏電箇所（地絡箇所）とを繋ぐ閉回路が形成される。このため、電流センサ５０によって、漏電箇所の電圧（電位）に相当する電流が検出される。最も負極線ＮＬに近い電池回路モジュールＭｎを駆動状態とし、他の電池回路モジュールＭ（Ｍ１～Ｍｎ－１）をスルー状態に維持すると、図５（Ｂ）の一点鎖線で示すように、駆動状態の電池回路モジュールＭｎを含む閉回路が形成される。このため、駆動状態の電池回路モジュールＭｎの電圧によって、電流センサ５０で検出される電流値が変化する。次に、電池回路モジュールＭｎ－１を駆動状態とし、他の電池回路モジュールＭ（Ｍ１～Ｍｎ－２、Ｍｎ）をスルー状態とした場合にも、同様に、閉回路が形成され、電流センサ５０検出される電流値が変化する。

【0045】

漏電箇所が電池回路モジュールＭｎ－２の正極側であるので、電池回路モジュールＭｎ－２を駆動状態とし、他の電池回路モジュールＭ（Ｍ１～Ｍｎ－３、Ｍｎ－１、Ｍｎ）をスルー状態しても、電池回路モジュールＭｎ－２の電圧は、閉回路に印加されず、電流センサ５０で検出される電流値は変化しない。また、電池回路モジュールＭｎ－２よりも正極線ＰＬ側（上流側）の電池回路モジュールＭ（Ｍ１～Ｍｎ－３）のいずれかひとつを駆動状態とし、他の電池回路モジュールＭをスルー状態とした場合も、同様である。

【0046】

したがって、負極線ＮＬ側（下流側）の電池回路モジュールＭｎから正極線ＰＬ側の電池回路モジュールＭへ、駆動状態の電池回路モジュールＭを順次切り換え、電流センサ５０で電流値が変化しなかったときの電池回路モジュールＭに漏電が生じていると特定することができる。

【0047】

図６は、制御装置１００で実行される、漏電診断モードの処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは、漏電検出器２００で漏電が検出されたとき、あるいは、電源システム１の起動時におけるイニシャルチェックの際に、実行される。

【0048】

漏電検出器２００で漏電が検出されたとき、あるいは、イニシャルチェックの際に、この処理が開始されると、まず、ステップ（以下、ステップを「Ｓ」と略す）１０において、リレー４０を遮断するとともに第３スイッチ６０をＯＮ状態（閉成）したあと、Ｓ１１へ進み、ｍにｎを設定する。続く、Ｓ１２では、電池回路モジュールＭｍ（最初にＳ１２が処理されるときは、ｍ＝ｎであるので、電池回路モジュールＭｎ）を駆動状態にするとともに、他の電池回路モジュールＭをスルー状態したあと、Ｓ１３へ進む。

【0049】

Ｓ１３では、電流センサ５０で検出した電流値が変化したか否かを判定する。電流値の変化があると、Ｓ１３で肯定判定されＳ１４へ進む。Ｓ１４では、ｍをｍ－１に設定し、Ｓ１５へ進む。Ｓ１５では、ｍが０であるか否かを判定する。ｍが０でない場合（ｍ≠０）、Ｓ１５で否定判定され、Ｓ１２へ戻る。ｍが０である場合（ｍ＝０）、Ｓ１５で肯定判定され、今回の処理を終了する。

【0050】

Ｓ１５に続くＳ１２では、電池回路モジュールＭｍ（最初のＳ１５で否定判定されたときは、ｍ＝ｎ－１であるので、電池回路モジュールＭｎ－１）を駆動状態にするとともに、他の電池回路モジュールＭをスルー状態としたあと、Ｓ１３へ進む。

【0051】

Ｓ１３において、電流値の変化がないと、否定判定されＳ１６へ進む。Ｓ１６では、電池回路モジュールＭｍに漏電が生じていると判定し、今回の処理を終了する。たとえば、Ｓ１２において、電池回路モジュールＭｎ－２が駆動状態とされ、Ｓ１３で否定判定されたときには、電池回路モジュールＭｎ－２に漏電が生じていると判定する。

【0052】

本実施の形態によれば、制御装置１００で漏電診断モードの処理が開始されると、リレー４０を遮断するとともに第３スイッチ６０をＯＮ状態にする。そして、負極線ＮＬ側に近い電池回路モジュールＭ（Ｍｎ）から正極線ＰＬ側の電池回路モジュールＭへ、駆動状態の電池回路モジュールＭを順次切り換え（他の電池回路モジュールＭは、スルー状態とする）、電流センサ５０で検出された電流値の変化がないときの駆動状態の電池回路モジュールＭが漏電していると判定する。これにより、電池ストリングＳｔおいて漏電が生じている場合、漏電が生じている電池回路モジュールＭを特定することができる。

【0053】

（変形例）
図７は、変形例において、制御装置１００で実行される、漏電診断モードの処理を示すフローチャートである。このフローチャートも、漏電検出器２００で漏電が検出されたとき、あるいは、電源システム１のイニシャルチェックの際に、実行される。Ｓ２０では、Ｓ１０と同様に、リレー４０を遮断するとともに第３スイッチ６０をＯＮ状態（閉成）する。続くＳ２１では、ｍに１を設定する。Ｓ２２では、電池回路モジュールＭｍ（最初にＳ２２が処理されるときは、ｍ＝１であるので、電池回路モジュールＭ１）を駆動状態にするとともに、他の電池回路モジュールＭをスルー状態したあと、Ｓ２３へ進む。

【0054】

Ｓ２３では、電流センサ５０で検出した電流値が変化したか否かを判定する。電流値が変化しない場合には、Ｓ２３で否定判定されＳ２４へ進む。Ｓ２４では、ｍをｍ＋１に設定し、Ｓ２５へ進む。Ｓ２５では、ｍがｎより大きいか否か否かを判定する。ｍがｎより大きくない場合（ｍ≦ｎ）、Ｓ２５で否定判定され、Ｓ２２へ戻る。ｍがｎより大きい場合（ｍ＞ｎ）、Ｓ２５で肯定判定され、今回の処理を終了する。

【0055】

Ｓ２５に続くＳ２２では、電池回路モジュールＭｍ（最初のＳ２５で否定判定されたときは、ｍ＝２であるので、電池回路モジュールＭ２）を駆動状態にするとともに、他の電池回路モジュールＭをスルー状態としたあと、Ｓ２３へ進む。

【0056】

電流センサ５０で検出した電流値が変化し、Ｓ２３において肯定判定されると、Ｓ２６へ進む。Ｓ２６では、電池回路モジュールＭｍ－１に漏電が生じていると判定し、今回の処理を終了する。たとえば、Ｓ２２において、電池回路モジュールＭｎ－１が駆動状態とされ、Ｓ２３で肯定判定されたときには、電池回路モジュールＭｎ－２に漏電が生じていると判定する。

【0057】

この変形例によれば、制御装置１００で漏電診断モードの処理が開始されると、リレー４０を遮断するとともに第３スイッチ６０をＯＮ状態にする。そして、正極線ＰＬ側に近い電池回路モジュールＭ（Ｍ１）から負極線ＮＬ側の電池回路モジュールＭへ、駆動状態の電池回路モジュールＭを順次切り換え（他の電池回路モジュールＭは、スルー状態とする）、電流センサ５０で検出した電流値に変化があったとき、ひとつ前に駆動状態であった電池回路モジュールＭが漏電していると判定する。これにより、電池ストリングＳｔおいて漏電が生じている場合、漏電が生じている電池回路モジュールＭを特定することができる。なお、変形例では、電池回路モジュールＭｎにおいて漏電が生じている場合には、漏電している電池回路モジュールＭを特定できない。この場合は、上記実施の形態と組み合わせて用いることが好ましい。

【0058】

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0059】

１ 電源システム、１１ 第１スイッチング素子（ＳＷ）、１２ 第２スイッチング素子（ＳＷ）、２１ ゲートドライバ（ＧＤ）、２２ 遅延回路、２５ 正極端子、２６ 負極端子、４０ リレー、５０ 電流センサ、６０ 第３スイッチ、７０ 制限抵抗、１００ 制御装置、２００ 漏電検出器、Ｂ 電池、Ｃｇ カートリッジ、ＧＬ グランド線、Ｍ 電池回路モジュール、ＮＬ 負極線、ＯＴ１，ＯＴ２ 出力端子、ＰＬ 正極線、Ｓｔ 電池ストリング、ＳＵ 駆動回路、ＳＵＢ 電力回路。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】