具备分流电阻器的电流检测装置和电源装置的制作方法

文档序号:11160452阅读:632来源:国知局
具备分流电阻器的电流检测装置和电源装置的制造方法

本发明涉及一种能够检测分流电阻器的故障的电流检测装置和电源装置。



背景技术:

进行电流的测量的电流检测装置由分流电阻器或霍尔元件等传感器元件以及根据传感器元件的检测信号来估计电流的值的电流检测电路构成。具体地说,传感器元件能够将与电流相应的电压作为检测信号输出,并能够根据检测出的电压来估计电流。特别是,在使用分流电阻器的情况下,具有能够通过比较简单的电路结构来构成电流检测装置这一特点。

另一方面,具备由多个电池单元构成的电池组的电源装置具备监视电池单元的状态的状态监视部,以避免出现过充电、过放电等电池单元的异常状态。状态监视部包括检测各个电池单元的电压的电压检测电路、检测电池组的充放电电流的电流检测电路以及检测电池组的温度、环境温度等的温度检测电路等。与上述的电流检测装置同样地,电流检测电路构成为使用被设置为能够检测电池组的充放电电流的传感器元件的检测信号,来估计电池组的充放电电流。在这种电源装置中,基于包括电流在内的检测数据来监视电池单元的状态,因此例如不希望在无法检测电流的状态下使用电源装置。

为了解决该问题,作为能够有效地防止电流检测装置的故障的结构,提出了一种具备对流过相同电流路径的电流进行检测的多个传感器元件的电源装置(专利文献1)。具体地说,专利文献1的电源装置包括具备两个电阻体的分流电阻器,与流过分流电阻器的电流对应地输出两个检测信号,该电源装置能够基于两个检测信号中的任意一个检测信号来估计流过分流电阻器的电流。在该结构中,除非两个检测信号均无法检测,否则就能够估计电流,因此能够抑制电流检测装置的故障。另外,在专利文献1的电源装置中,将两个电阻体设为一体构造来构成分流电阻器,因此还能够简化传感器元件的结构。

专利文献1:日本特开2009-204531号公报



技术实现要素:

发明要解决的问题

如上所述,专利文献1的电源装置通过具备针对相同的电流输出两个检测信号的分流电阻器,能够简化传感器元件的结构。另一方面,在该结构中,将两个电阻体设为一体构造来构成分流电阻器,因此两个电阻体配置在相同的环境下。本发明的发明人当考虑专利文献1的电源装置的实际使用状态时,发现存在分流电阻器的两个电阻体因共同原因而发生异常的担忧。例如,在高温多湿的环境下,存在构成分流电阻器的金属发生腐蚀的情况,而在这种情况下,分流电阻器的表面整体被腐蚀。在发生了腐蚀的情况下,两个电阻体的实质上的电阻值均发生变化,从而分流电阻器的两个输出都出现异常。

本发明是为了解决该问题而完成的,其主要目的在于提供一种能够在输出多个检测信号的分流电阻器中检测因共同原因导致的检测信号的异常的技术。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题,本发明的一个方式的电流检测装置具备分流电阻器,该分流电阻器用于检测电流,该分流电阻器包括:第一导电部;第二导电部;中央导电部,其设置在第一导电部与第二导电部之间;第一电阻体,其设置在第一导电部与中央导电部之间;以及第二电阻体,其设置在第二导电部与中央导电部之间,且电阻值大于第一电阻体的电阻值。并且,电流检测装置具备:信号输出部,其基于第一导电部和中央导电部的电位来获取第一检测信号,基于第二导电部和中央导电部的电位来获取第二检测信号;估计部,其根据第一检测信号来估计第一估计电流值,根据第二检测信号来估计第二估计电流值;以及判定部,其将第一估计电流值与第二估计电流值进行比较来判定分流电阻器的异常。

另外,本发明的一个方式的电源装置具备:电池组,其包括多个电池单元;状态监视部,其监视多个电池单元的状态;以及分流电阻器,其与电池组串联连接。状态监视部包括:电压检测部,其检测多个电池单元的电压;以及电流估计部,其通过分流电阻器估计电池组的充放电电流。分流电阻器包括:第一导电部;第二导电部;中央导电部,其设置在第一导电部与第二导电部之间;第一电阻体,其设置在第一导电部与中央导电部之间;以及第二电阻体,其设置在第二导电部与中央导电部之间,且电阻值大于第一电阻体的电阻值。电流估计部包括:信号输出部,其基于第一导电部和中央导电部的电位来获取第一检测信号,基于第二导电部和中央导电部的电位来获取第二检测信号;估计部,其根据第一检测信号来估计第一估计电流值,根据第二检测信号来估计第二估计电流值;以及判定部,其将第一估计电流值与第二估计电流值进行比较来判定分流电阻器的异常。在判定为分流电阻器异常时,状态监视部输出用于通知异常的信号。

发明的效果

在本发明的一个方式的电流检测装置、电源装置中,当发生因共同原因导致的故障时,发生因共同原因导致的电阻值的增减,但是通过使分流电阻器所包括的两个电阻体的电阻值为不同的值,因共同原因导致的电阻值的增减对基于各个电阻体而估计出的估计电流值造成的影响不同。因而,通过基于电阻值不同的两个电阻体对估计电流值进行估计并比较所估计出的两个估计电流值,能够检测因共同原因导致的检测信号的异常。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的电流检测装置的框图。

图2是表示本发明的实施方式中的分流电阻器的具体例的俯视图。

图3是表示本发明的实施方式中的分流电阻器的其它具体例的俯视图。

图4是表示本发明的实施方式中的分流电阻器的其它具体例的俯视图。

图5是本发明的第一实施方式的电流检测装置的电路图。

图6是本发明的第二实施方式的电源装置的框图。

图7是本发明的第二实施方式的电源装置的电路图。

具体实施方式

基于图1对本发明的实施方式的概要进行叙述。图1是示意性地表示作为本发明的第一实施方式的电流检测装置1的概要的图。电流检测装置1具备:分流电阻器10,其具有多个通电端子和多个检测端子;信号输出部20,其从分流电阻器10的多个检测端子获取电位,并输出多个检测信号;以及估计部31,其基于信号输出部20输出的多个检测信号来针对流过分流电阻器10的通电端子间的电流估计多个估计电流值。另外,电流检测装置1具备判定部32,所述判定部32将估计部31估计出的多个估计电流值进行比较,来判定分流电阻器10的异常。

在图2中,作为实现分流电阻器10的一个具体例,例示了分流电阻器10A的结构。分流电阻器10A包括多个导电部和多个电阻体,且形成为在一个方向上延伸的扁平的平板状。下面,在分流电阻器10A所延伸的面内,将分流电阻器10A的长边方向作为第一方向D1,并且将分流电阻器10A的短边方向作为第二方向D2。

如图2所示,具体地说,分流电阻器10A具备位于分流电阻器10A的第一方向D1上的两端的第一导电部11和第二导电部12。另外,分流电阻器10A具备位于第一导电部11与第二导电部12之间的中央导电部13。第一导电部11、第二导电部12以及中央导电部13优选由铜等导电性材料形成。

在第一导电部11与中央导电部13之间配置有第一电阻体14,第一导电部11与中央导电部13经由第一电阻体14而连接。在第二导电部12与中央导电部13之间配置有第二电阻体15,第二导电部12与中央导电部13经由第二电阻体15而连接。第一电阻体14和第二电阻体15优选由以铜、锰为主要成分的合金即锰镍铜合金(manganin)等由温度引起的电阻值变化小的、对铜的热电动势小的导电性材料形成。

另外,第二电阻体15构成为其电阻值比第一电阻体14的电阻值大。例如,在第一电阻体14和第二电阻体15由相同材料形成的情况下,相对于流过分流电阻器10A的通电电流,能够通过缩小截面积来使电阻值增加,能够通过延长通电电流的方向上的尺寸来使电阻值增加。在图2所示的分流电阻器10A中,第一电阻体14和第二电阻体15构成为通过使第一方向D1的尺寸不同来使第二电阻体15的电阻值比第一电阻体14的电阻值大。此外,第一电阻体14和第二电阻体15分别具有在制造工序中为了调整电阻体的电阻值而形成的缺口18a、18b。

在第一导电部11和第二导电部12中设置有用于形成通电端子、检测端子的多个贯通孔。具体地说,第一导电部11包括用于设置通电端子的第一通电端子部16a以及用于设置检测端子的第一检测端子部17a。第二导电部12包括用于设置通电端子的第二通电端子部16b以及用于设置检测端子的第二检测端子部17b。在中央导电部13上设置有用于形成检测端子的一个贯通孔,并包括用于设置检测端子的第三检测端子部17c。第一检测端子部17a、第二检测端子部17b以及第三检测端子部17c与上述信号输出部20连接。根据该结构,信号输出部20能够经由各个检测端子部获取第一导电部11、第二导电部12以及中央导电部13的电位。

如上所述,在分流电阻器10的电阻体上设置有用于调整电阻体的电阻值的缺口。上述结构的分流电阻器10A具备插通形成在通电端子部、检测端子部的贯通孔的螺丝,利用螺丝来进行紧固,由此将与信号输出部20连接的布线电连接。另外,与贯通孔螺纹接合的螺丝还紧固于配置有分流电阻器10A的壳体等构件上,从而能够固定分流电阻器10A。因此,存在以下情况:当对分流电阻器10A施加振动时,第一电阻体14、第二电阻体15的应力集中在缺口18a、18b的附近。

在图3中,作为实现分流电阻器10的其它具体例,例示了分流电阻器10B的结构。分流电阻器10B通过构成为以下的结构而能够抑制因上述分流电阻器的固定引起的应力所导致的分流电阻器的变形。此外,在分流电阻器10B中,对与构成上述分流电阻器10A的结构要素相同的结构要素标注相同的标记并省略说明。

如图3所示,第一检测端子部17a和第二检测端子部17b设置在分流电阻器10B的第二方向D2上的两端。另外,分流电阻器10B的中央导电部13除了包括第三检测端子部17c之外,还包括第四检测端子部17d。第三检测端子部17c在第二方向D2上设置在第一检测端子部17a侧的端部。第四检测端子部17d在第二方向D2上设置在第三检测端子部17c侧的端部。信号输出部20构成为经由第一检测端子部17a和第三检测端子部17c获取第一检测信号,经由第二检测端子部17b和第四检测端子部17d获取第二检测信号。

根据以上结构,多个检测端子部相对于分流电阻器10B设置在比较均匀的位置。如上所述,检测端子部兼作将分流电阻器固定的固定部,因此通过将检测端子部设置在均匀的位置上,能够抑制应力的集中。另外,还能够将用于获取中央导电部13的电位的电流检测路径双重化,因此即使发生断线等故障,也能够获取第一检测信号和第二检测信号中的某一方的检测信号。

如上所述,根据分流电阻器10A的结构,能够经由设置在中央导电部13的第三检测端子部来获取第一检测信号和第二检测信号这两方,因此通过部件的共用化,能够削减部件个数。另一方面,根据分流电阻器10B的结构,能够抑制在检测端子部附近产生的应力的集中,因此能够防止由于应力而导致的分流电阻器的故障。优选的是,根据目的来选择上述的分流电阻器10A和分流电阻器10B。

图5是用于说明电流检测装置1的电路结构的图。如图5所示,信号输出部20包括被输入分流电阻器10的检测信号的多个差动放大器以及将多个差动放大器的输出信号转换为数字信号的A/D转换器22。图5所示的信号输出部20具备被输入第一检测端子部17a和第三检测端子部17c的电位的第一差动放大器21a、以及被输入从第二检测端子部17b和第三检测端子部17c获取到的电位的第二差动放大器21b来作为多个差动放大器。第一差动放大器21a根据被输入的信号而输出与第一电阻体14的两端电压对应的第一检测信号,并向A/D转换器22输入该第一检测信号。第二差动放大器21b根据被输入的信号而输出与第二电阻体15的两端电压对应的第二检测信号,并向A/D转换器22输入该第二检测信号。A/D转换器22将被输入的模拟信号转换为数字信号,并向包括上述判定部32、估计部31的运算电路30输入该数字信号。运算电路30构成为能够使用被输入的数字信号来估计在分流电阻器10的通电端子间流动的电流的估计电流值、或者判定分流电阻器10的异常。

此外,关于第一差动放大器21a和第二差动放大器21b,使用相同放大率的差动放大器。另外,信号输出部20也能够构成为包括电平移位电路,所述电平移位电路改变第一差动放大器21a、第二差动放大器21b所输出的检测信号的输出范围。

根据以上结构,信号输出部20能够根据所获取到的电位来获取与第一电阻体14的两端电压对应的第一检测信号以及与第二电阻体15的两端电压对应的第二检测信号,并向估计部31输出第一检测信号和第二检测信号。另外,运算电路30所包括的估计部31能够基于信号输出部20所输出的第一检测信号和第二检测信号,来估计流过分流电阻器10的通电电流的多个估计电流值。具体地说,估计部31基于第一检测信号来估计第一估计电流值,基于第二检测信号来估计第二估计电流值。

一般来说,A/D转换器构成为能够输入的电压范围是确定的,且将该能够输入的电压范围内的模拟信号转换为数字信号。另外,A/D转换器根据所使用的电路元件而其分辨率是确定的。例如,在使用12位的A/D转换器的情况下,最大分辨率是4096分之1,与A/D转换器的能够输入的电压范围对应的电压值的约0.0244%为能够识别的最小的电压变动。

在电流检测装置中,在使用A/D转换器的情况下,分流电阻器与通电电流相应地输出检测信号,经由差动放大器放大该检测信号后将该检测信号输入到A/D转换器,因此被输入到A/D转换器的检测信号的大小由流过分流电阻器的电流的大小、分流电阻器的电阻值、差动放大器的放大率决定。因而,如果差动放大器的放大率相同,则分流电阻器的电阻值越大,估计电流的能够识别的电流变动越小,另一方面,能够检测的电流范围受到A/D转换器的能够输入的电压范围的限制。即,当使分流电阻器的电阻值变小时,检测的估计电流值的精度下降,但是能够使能够检测的电流范围变大。

如上所述,在电流检测装置1中构成为使用具有两个电阻体的分流电阻器,第一电阻体14的电阻值是小于第二电阻体15的电阻值的值。另外,关于第一差动放大器21a和第二差动放大器21b,使用相同的放大率的差动放大器。因此,在将与相同的电流对应地输出的第一检测信号与第二检测信号进行比较的情况下,基于第二电阻体15的两端电压而输出的第二检测信号是高的电压的信号。因而,与第二估计电流值相比,基于第一检测信号而估计出的第一估计电流值具有如下特点:能够检测的电流范围大,但是能够识别的电流变动小。即,在该结构的电流检测装置中,第二估计电流值是能够检测的电流范围窄、但精度高的估计值。

因此,在电流检测装置1中,估计部31构成为:在被输入第一检测信号和第二检测信号这两方的情况下,输出基于第二检测信号估计出的第二估计电流值,在仅被输入第一检测信号而第二检测信号为A/D转换器的能够输入的电压范围外的情况下,输出基于第一检测信号估计出的第一估计电流值。根据该结构,关于电流检测装置1,能够扩大电流检测装置的检测电流范围,并且能够提高电流检测的精度。

另外,在电流检测装置1中,即使因断线等而成为不向估计部31输入第一检测信号和第二检测信号中的一方的状态,也能够基于所输入的检测信号来估计流过分流电阻器10的通电电流。

另一方面,电流检测装置1使用将两个电阻体构成为一体构造的分流电阻器,因此两个电阻体配置在相同环境下。在该结构的电流检测装置中,存在分流电阻器的两个电阻体由于共同原因而发生异常的担忧。具体地说,能够将由于中央导电部13的检测端子部的连接不良而导致的过热、分流电阻器的腐蚀、由于应力集中而导致的分流电阻器的变形等设想为共同原因。存在以下担忧:在由于这些共同原因而发生异常的情况下,第一电阻体14和第二电阻体15发生相同的电阻值变化。具体地说,存在发生第一电阻体14和第二电阻体15的实质的电阻值均增加0.05mΩ等异常的情况。

如上所述,电流检测装置1构成为:第一电阻体14与第二电阻体15的电阻值不同,基于第一电阻体14估计出的第一估计电流值与基于第二电阻体15估计出的第二估计电流值的能够检测的电流范围也不同。在第一电阻体14与第二电阻体15的电阻值不同的情况下,即使各个电阻体的实质的电阻值发生相同的电阻值变化,也能够使该电阻值变化所影响的估计电流值的变化量产生差异。

例如,当假设将第一电阻体的电阻值设为0.15mΩ、将第二电阻体的电阻值设为0.25mΩ的情况时,在正常状态下,在分流电阻器中流过40A的电流的情况下,第一电阻体14的两端电压为6mV,第二电阻体15的两端电压为10mV。估计部31经由A/D转换器等而基于第一检测信号来根据第一电阻体的两端电压6mV将第一估计电流值估计为40A。另外,基于第二检测信号来根据第二电阻体的两端电压10mV将第二估计电流值估计为40A。在此,当假定因共同原因导致各个电阻体发生了0.05mΩ的电阻增加时,在分流电阻器中流过40A的电流的情况下,第一电阻体14的两端电压为8mV,第二电阻体15的两端电压为12mV。估计部31无法识别由于共同原因导致的0.05mΩ的电阻值增加,因此按原样地以与正常状态相同的方式来换算为电流值。具体地说,根据第一检测信号估计出的第一估计电流值为约53.3A,根据第二检测信号估计出的第二估计电流值为约48.0A。也就是说,当发生共同原因而第一电阻体14和第二电阻体15这两者产生电阻值异常时,第一估计电流值与第二估计电流值的值发生偏离。

电流检测装置1具备具有电阻值不同的第一电阻体14和第二电阻体15的分流电阻器10A、以及将基于各个电阻体而估计出的第一估计电流值与第二估计电流值进行比较的判定部32,因此能够通过判定部32来检测分流电阻器10A的故障。具体地说,判定部32包括:存储部33,其存储预先设定的阈值;以及比较部34,其运算第一估计电流值与第二估计电流值之差ΔI,并将该差ΔI与存储部33所存储的阈值α进行比较。关于比较部34的运算结果,在第一估计电流值与第二估计电流值之差ΔI小于阈值α的情况下,判定部判定为分流电阻器正常,在第一估计电流值与第二估计电流值之差ΔI大于阈值α的情况下,判定部判定为分流电阻器异常。

特别是,在高温多湿的环境下,存在构成分流电阻器的金属发生腐蚀的情况,但在这样的情况下,分流电阻器的表面整体被腐蚀。也就是说,在发生了腐蚀的情况下,第一电阻体14和第二电阻体15的电阻值发生变化,分流电阻器的两个输出都异常。当分流电阻器的表面发生腐蚀时,在电阻体的表面形成高电阻层,实质的电阻体的电阻值增加。第一电阻体和第二电阻体配置在同一环境下,因此能够假设为基本上发生相同程度的腐蚀,从而发生相同的电阻值变化。

如上所述,在本发明的实施方式中,具备具有电阻值不同的第一电阻体14和第二电阻体15的分流电阻器10A、以及将基于各个电阻体而估计出的第一估计电流值与第二估计电流值进行比较的判定部32,因此即使在分流电阻器10A由于共同原因而发生异常的情况下,也能够通过判定部32来检测出分流电阻器10A的故障。

除此之外,电流检测装置1还能够构成为对第一电阻体和第二电阻体中的任意一方进行防腐处理。通过仅对某个电阻体进行防腐处理,能够使腐蚀的进展度不同,因此在由于腐蚀而发生异常时,能够促进第一估计电流值与第二估计电流值的偏离。此外,关于相对于电阻值变化的估计电流值的误差,基于第一电阻体14而估计出的第一估计电流值的误差大,因此优选构成为对第二电阻体15的表面进行防腐处理。根据该结构,与不进行防腐处理的结构相比,能够尽早检测出分流电阻器的异常,从而能够提高针对由于共同原因导致的分流电阻器的故障中的、特别是由于腐蚀导致的分流电阻器的异常的检测精度。

在上述实施方式中,设为在第一电阻体14、第二电阻体15上形成缺口18a、18b的结构,但是也能够设为仅在第一电阻体14和第二电阻体15中的任意一方上形成缺口的结构。如上所述,若形成缺口,则在对分流电阻器10施加外力时,应力集中在缺口的附近。若设为仅在第一电阻体14和第二电阻体15中的任意一方上形成缺口的结构,则应力集中于形成有缺口的电阻体,因此能够抑制没有形成缺口的电阻体的变形。

另外,如图4所示,还能够设为在第一电阻体14和第二电阻体15上设置大小不同的缺口的结构。在该结构中,应力集中于形成有大的缺口的电阻体,因此能够抑制形成有小的缺口的电阻体的变形。除此之外,由于能够在第一电阻体14和第二电阻体15这两者上形成缺口,因此在制造工序中容易调整电阻值,从而能够提高第一电阻体14和第二电阻体15的电阻值的精度。

根据以上结构,能够使应力集中于第一电阻体14和第二电阻体15中的任意一方,从而能够使第一电阻体14和第二电阻体15的由于变形导致的电阻值变化不同。即,根据这些结构,在由于外力而产生分流电阻器10的变形时,能够促进第一估计电流值与第二估计电流值的偏离。此外,关于相对于电阻值变化的估计电流值的误差,基于第一电阻体14而估计出的第一估计电流值的误差大,因此优选构成为应力集中于第一电阻体14。

以上结构的电流检测装置除了能够基于使用将两个电阻体设为一体构造的分流电阻器而获取的两个检测信号来估计通电电流之外,即使在配置于相同环境的两个电阻体产生因共同原因导致的异常而分流电阻器发生故障的情况下,也能够通过判定部32的判定来检测出分流电阻器的故障。特别是,能够通过将两个电阻体设为一体构造来削减部件个数,并且能够检测由于设为一体构造而产生的因共同原因导致的异常的发生,因此能够防止在产生范围内(In-range)故障的状态下使用设备。

另外,电流检测装置1还能够设为具有第一电压供给电路40a和第二电压供给电路40b的结构,以检测用于电流检测的布线的断线。如图5所示,第一电压供给电路40a包括第一电源线41a、与第一电源线41a连接并被上拉至所连接的第一电源线41a的电压的第一分压电阻43a以及将第一分压电阻43a与第一差动放大器21a的一个输入端子连接的第一开关42a。第一差动放大器21a的另一个输入端子与地连接。另外,第一开关42a在第一差动放大器21a与分流电阻器10的第一导电部11连接的电流路径上设置有节点,通过将第一开关42a控制为接通状态,能够向第一分压电阻43a和第一电阻体14施加第一电源线41a的电压。

另外,第二电压供给电路40b包括第二电源线41b、与第二电源线41b连接并被上拉至所连接的第二电源线41b的电压的第二分压电阻43b以及将第二分压电阻43b与第二差动放大器21b的一个输入端子连接的第二开关42b。第二差动放大器21b的另一个输入端子与地连接。另外,开关42b在第二差动放大器21b与分流电阻器10的第二导电部12连接的电流路径上设置有节点,通过将第二开关42b控制为接通状态,向第二分压电阻43b和第一电阻体14施加第二电源线41b的电压。第一电压供给电路40a和第二电压供给电路40b只是检测断线的电流路径不同,因此下面以第一电压供给电路为例进行说明。

当第一电压供给电路40a将第一开关42a控制为接通状态时,向第一分压电阻43a和第一电阻体14施加电源线41a的电压、例如5V的电压。此外,断线检测是在不从第一电压供给电路40a以外的电源供给电力的无负荷的状态下进行的。例如,在电流检测装置1被设置为监视搭载于车辆的电源装置的充放电电流的情况下,在车辆停车的状态等时机下进行断线检测。

在由第一电压供给电路40a供给电压的电流路径中未发生断线的通常状态下,在第一分压电阻43a和第一电阻体14上产生与相互的电阻值相应的电压。也就是说,5V的电压根据第一电阻体14的电阻值和第一分压电阻43a的电阻值而被分压。由于第一电阻体14的电阻值相对于第一分压电阻43a的电阻值来说小到能够忽视的程度,因此在该状态下,第一差动放大器21a被输入地的电位,实质上第一检测信号为0V。

另一方面,当由第一电压供给电路40a供给电压的电流路径中发生断线时,第一差动放大器21a的两个输入端子中的与第一电压供给电路40a连接的输入端子被输入电源线41a的电压即5V,另一个输入端子被输入地的电位,第一差动放大器21a输出过冲(overshoot)的电压的检测信号。

另外,在不是完全的断线而是以高电阻连接的状态的情况下,输出与增加后的电阻值相应的电位的检测信号。在本发明的实施方式中,优选的是设为第一电阻体14使用0.1mΩ~0.5mΩ的电阻器、而第一分压电阻43a使用1kΩ~10kΩ的电阻器的结构,但是例如考虑将第一电阻体14的电阻值设为0.15mΩ、将第一分压电阻43a的电阻值设为10kΩ的情况。在此,当设发生了接触不良等而由第一电压供给电路40a供给电压的电流路径的电阻值增加了100mΩ时,输入到第一差动放大器21a的电压为将5V以100.15mΩ与10kΩ分压所得的值。第一差动放大器21a输出的检测信号经由A/D转换器22输入到运算电路30。

根据以上结构,在电流检测装置1中,通过被输入第一差动放大器21a的输出的运算电路30来判定第一开关42a的工作状态和估计部31所估计出的第一估计电流,由此能够检测出对应的电流路径的断线。此外,对于第二电压供给电路40b也同样。具体地说,当在由电压供给电路供给电压的电流路径中发生了断线、接触不良时,在进行上述的异常判定的检查时,会检测出规定的电压值以上的电压。在本发明的实施方式中构成为:使用基于从第一差动放大器21a、第二差动放大器21b被输入的检测信号而估计出的估计电流值来进行运算,由此检测各电流路径的断线、接触不良。

如上所述的测量线的接触不良并非直接对分流电阻器的电阻体的电阻值造成影响,但是存在以下担忧:因接触不良部分的发热等而对电流检测装置的测量值造成影响,从而引发范围内故障。特别是,由于中央导电部13的检测端子部的连接不良而导致的过热是对第一检测信号和第二检测信号这两者造成影响的共同原因。在本发明的电流检测装置中,通过构成为进行上述的断线检测,能够检测出由于测量线的连接部分的接触不良而导致的电流检测装置的异常。

另外,如上所述,在分流电阻器10中,能够用铜形成第一导电部11、第二导电部12以及中央导电部13,并能够用锰镍铜合金形成第一电阻体14和第二电阻体15。根据该结构,能够减小被要求电阻值的精度的第一电阻体14、第二电阻体15的温度依赖性,因此能够提高电流检测的精度。也就是说,为了构成精度高的电流检测装置,设为使用锰镍铜合金等温度依赖性低的特殊的合金来作为电阻体的结构。

然而,在这样的构成导电部的金属与构成电阻体的金属为不同的金属的情况下,存在因分流电阻器10的发热而产生热电动势的担忧。具体地说,当在将不同种类金属连接而成的金属体中产生温度差时,在金属间产生电压(塞贝克效应)。锰镍铜合金对铜的热电动势系数为2μV/K,是比较小的值,但是根据产生的温度差,会对电流检测造成影响。特别是,在发生了中央导电部的检测端子部的过热的情况下,在第一电阻体与中央导电部之间以及第二电阻体与中央导电部之间产生塞贝克效应。也就是说,中央导电部的检测端子部的过热是对第一检测信号和第二检测信号造成影响的共同原因引起的异常。

在上述的结构中,例如在产生了100℃(373.15K)的温度差的情况下,因塞贝克效应而产生大约0.75mV的电动势。当假设将测量电流设为100A、将第一电阻体的电阻值设为0.15mΩ、将第二电阻体的电阻值设为0.25mΩ的情况时,对于第一电阻体和第二电阻体来说,该电动势分别相当于大约5%、大约3%的误差。分流电阻器的制造误差最大也就3%左右,因此无法忽视该热电动势的影响。

另一方面,在上述的结构中,通过使第一电阻体的电阻值与第二电阻体的电阻值不同,能够使因共同原因导致的影响不同。在上述的假设中,基于第一检测信号的估计电流是105A,基于第二检测信号的估计电流是103A,这明显是因A/D转换器的分辨率导致的误差以上的差异。因而,通过将根据第一检测信号估计出的第一估计电流值与根据第二检测信号估计出的第二估计电流值进行比较,即使在由于共同原因而发生范围内故障的情况下,也能够检测出电流检测装置的故障。也就是说,通过具备上述判定部32,能够检测由于由中央导电部的检测端子部的过热导致的异常而引起的分流电阻器的故障。

基于图6对本发明的其它实施方式的概要进行叙述。图6是示意性地表示作为本发明的第二实施方式的电源装置5的概要的图。此外,对与在上述的第一实施方式的电流检测装置中说明了的构成要素相同的构成要素标注相同的标记并省略说明。电源装置5具备:电池组50,其包括多个电池单元;分流电阻器10,其与电池组50串联连接;以及状态监视部60,其监视电池组50的状态。状态监视部60包括:电流估计部610,其通过分流电阻器10估计电池组50的充放电电流;电压检测部650,其根据构成电池组50的多个电池单元的端子间电位检测电池单元的电压;以及控制部660,其被输入电流估计部610和电压检测部650的检测结果。电流估计部610包括第一实施方式中的信号输出部20、估计部31以及判定部32。在第二实施方式中,判定部32将基于第一检测信号的估计电流值与基于第二检测信号的估计电流值进行比较,并将与判定结果对应的信号输出到控制部660。

图7是将图6的电源装置5搭载于车辆的情况下的电路图。电池组50的输出经由继电器70供给至车辆的逆变器80。另外,在车辆上搭载有车辆ECU 90,来进行车辆的控制、逆变器80的控制等。控制部660构成为:当判定部32检测出分流电阻器的异常时,控制部660禁止继电器70的接通动作、或者向车辆ECU 90通知分流电阻器异常。车辆ECU 90还能够构成为:当从控制部660被输入异常信号时,使车辆的显示器的警告灯点亮。根据该结构,能够防止在电流检测装置异常的状态下使用电源装置5。

以上基于实施方式对本发明进行了说明。本领域技术人员应当能够理解,这些实施方式是例示,对这些各个结构要素、各个处理过程的组合能够进行各种变形,另外那样的变形例也包含在本发明的范围内。

附图标记说明

1:电流检测装置;10:分流电阻器;11:第一导电部;12:第二导电部;13:中央导电部;14:第一电阻体;15:第二电阻体;16a:第一通电端子部;16b:第二通电端子部;17a:第一检测端子部;17b:第二检测端子部;17c:第三检测端子部;17d:第四检测端子部;20:信号输出部;31:估计部;32:判定部;33:存储部;34:比较部;40a:第一电压供给电路;40b:第二电压供给电路;43a:第一分压电阻;43b:第二分压电阻;5:电源装置;50:电池组;60:状态监视部;610:电流估计部;650:电压检测部。

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