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具備分流電阻器的電流檢測裝置和電源裝置的制作方法

文檔序號:11160452閱讀:699來源:國知局
具備分流電阻器的電流檢測裝置和電源裝置的制造方法

本發(fā)明涉及一種能夠檢測分流電阻器的故障的電流檢測裝置和電源裝置。



背景技術(shù):

進行電流的測量的電流檢測裝置由分流電阻器或霍爾元件等傳感器元件以及根據(jù)傳感器元件的檢測信號來估計電流的值的電流檢測電路構(gòu)成。具體地說,傳感器元件能夠?qū)⑴c電流相應(yīng)的電壓作為檢測信號輸出,并能夠根據(jù)檢測出的電壓來估計電流。特別是,在使用分流電阻器的情況下,具有能夠通過比較簡單的電路結(jié)構(gòu)來構(gòu)成電流檢測裝置這一特點。

另一方面,具備由多個電池單元構(gòu)成的電池組的電源裝置具備監(jiān)視電池單元的狀態(tài)的狀態(tài)監(jiān)視部,以避免出現(xiàn)過充電、過放電等電池單元的異常狀態(tài)。狀態(tài)監(jiān)視部包括檢測各個電池單元的電壓的電壓檢測電路、檢測電池組的充放電電流的電流檢測電路以及檢測電池組的溫度、環(huán)境溫度等的溫度檢測電路等。與上述的電流檢測裝置同樣地,電流檢測電路構(gòu)成為使用被設(shè)置為能夠檢測電池組的充放電電流的傳感器元件的檢測信號,來估計電池組的充放電電流。在這種電源裝置中,基于包括電流在內(nèi)的檢測數(shù)據(jù)來監(jiān)視電池單元的狀態(tài),因此例如不希望在無法檢測電流的狀態(tài)下使用電源裝置。

為了解決該問題,作為能夠有效地防止電流檢測裝置的故障的結(jié)構(gòu),提出了一種具備對流過相同電流路徑的電流進行檢測的多個傳感器元件的電源裝置(專利文獻1)。具體地說,專利文獻1的電源裝置包括具備兩個電阻體的分流電阻器,與流過分流電阻器的電流對應(yīng)地輸出兩個檢測信號,該電源裝置能夠基于兩個檢測信號中的任意一個檢測信號來估計流過分流電阻器的電流。在該結(jié)構(gòu)中,除非兩個檢測信號均無法檢測,否則就能夠估計電流,因此能夠抑制電流檢測裝置的故障。另外,在專利文獻1的電源裝置中,將兩個電阻體設(shè)為一體構(gòu)造來構(gòu)成分流電阻器,因此還能夠簡化傳感器元件的結(jié)構(gòu)。

專利文獻1:日本特開2009-204531號公報



技術(shù)實現(xiàn)要素:

發(fā)明要解決的問題

如上所述,專利文獻1的電源裝置通過具備針對相同的電流輸出兩個檢測信號的分流電阻器,能夠簡化傳感器元件的結(jié)構(gòu)。另一方面,在該結(jié)構(gòu)中,將兩個電阻體設(shè)為一體構(gòu)造來構(gòu)成分流電阻器,因此兩個電阻體配置在相同的環(huán)境下。本發(fā)明的發(fā)明人當考慮專利文獻1的電源裝置的實際使用狀態(tài)時,發(fā)現(xiàn)存在分流電阻器的兩個電阻體因共同原因而發(fā)生異常的擔憂。例如,在高溫多濕的環(huán)境下,存在構(gòu)成分流電阻器的金屬發(fā)生腐蝕的情況,而在這種情況下,分流電阻器的表面整體被腐蝕。在發(fā)生了腐蝕的情況下,兩個電阻體的實質(zhì)上的電阻值均發(fā)生變化,從而分流電阻器的兩個輸出都出現(xiàn)異常。

本發(fā)明是為了解決該問題而完成的,其主要目的在于提供一種能夠在輸出多個檢測信號的分流電阻器中檢測因共同原因?qū)е碌臋z測信號的異常的技術(shù)。

用于解決問題的方案

為了解決上述問題,本發(fā)明的一個方式的電流檢測裝置具備分流電阻器,該分流電阻器用于檢測電流,該分流電阻器包括:第一導(dǎo)電部;第二導(dǎo)電部;中央導(dǎo)電部,其設(shè)置在第一導(dǎo)電部與第二導(dǎo)電部之間;第一電阻體,其設(shè)置在第一導(dǎo)電部與中央導(dǎo)電部之間;以及第二電阻體,其設(shè)置在第二導(dǎo)電部與中央導(dǎo)電部之間,且電阻值大于第一電阻體的電阻值。并且,電流檢測裝置具備:信號輸出部,其基于第一導(dǎo)電部和中央導(dǎo)電部的電位來獲取第一檢測信號,基于第二導(dǎo)電部和中央導(dǎo)電部的電位來獲取第二檢測信號;估計部,其根據(jù)第一檢測信號來估計第一估計電流值,根據(jù)第二檢測信號來估計第二估計電流值;以及判定部,其將第一估計電流值與第二估計電流值進行比較來判定分流電阻器的異常。

另外,本發(fā)明的一個方式的電源裝置具備:電池組,其包括多個電池單元;狀態(tài)監(jiān)視部,其監(jiān)視多個電池單元的狀態(tài);以及分流電阻器,其與電池組串聯(lián)連接。狀態(tài)監(jiān)視部包括:電壓檢測部,其檢測多個電池單元的電壓;以及電流估計部,其通過分流電阻器估計電池組的充放電電流。分流電阻器包括:第一導(dǎo)電部;第二導(dǎo)電部;中央導(dǎo)電部,其設(shè)置在第一導(dǎo)電部與第二導(dǎo)電部之間;第一電阻體,其設(shè)置在第一導(dǎo)電部與中央導(dǎo)電部之間;以及第二電阻體,其設(shè)置在第二導(dǎo)電部與中央導(dǎo)電部之間,且電阻值大于第一電阻體的電阻值。電流估計部包括:信號輸出部,其基于第一導(dǎo)電部和中央導(dǎo)電部的電位來獲取第一檢測信號,基于第二導(dǎo)電部和中央導(dǎo)電部的電位來獲取第二檢測信號;估計部,其根據(jù)第一檢測信號來估計第一估計電流值,根據(jù)第二檢測信號來估計第二估計電流值;以及判定部,其將第一估計電流值與第二估計電流值進行比較來判定分流電阻器的異常。在判定為分流電阻器異常時,狀態(tài)監(jiān)視部輸出用于通知異常的信號。

發(fā)明的效果

在本發(fā)明的一個方式的電流檢測裝置、電源裝置中,當發(fā)生因共同原因?qū)е碌墓收蠒r,發(fā)生因共同原因?qū)е碌碾娮柚档脑鰷p,但是通過使分流電阻器所包括的兩個電阻體的電阻值為不同的值,因共同原因?qū)е碌碾娮柚档脑鰷p對基于各個電阻體而估計出的估計電流值造成的影響不同。因而,通過基于電阻值不同的兩個電阻體對估計電流值進行估計并比較所估計出的兩個估計電流值,能夠檢測因共同原因?qū)е碌臋z測信號的異常。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的第一實施方式的電流檢測裝置的框圖。

圖2是表示本發(fā)明的實施方式中的分流電阻器的具體例的俯視圖。

圖3是表示本發(fā)明的實施方式中的分流電阻器的其它具體例的俯視圖。

圖4是表示本發(fā)明的實施方式中的分流電阻器的其它具體例的俯視圖。

圖5是本發(fā)明的第一實施方式的電流檢測裝置的電路圖。

圖6是本發(fā)明的第二實施方式的電源裝置的框圖。

圖7是本發(fā)明的第二實施方式的電源裝置的電路圖。

具體實施方式

基于圖1對本發(fā)明的實施方式的概要進行敘述。圖1是示意性地表示作為本發(fā)明的第一實施方式的電流檢測裝置1的概要的圖。電流檢測裝置1具備:分流電阻器10,其具有多個通電端子和多個檢測端子;信號輸出部20,其從分流電阻器10的多個檢測端子獲取電位,并輸出多個檢測信號;以及估計部31,其基于信號輸出部20輸出的多個檢測信號來針對流過分流電阻器10的通電端子間的電流估計多個估計電流值。另外,電流檢測裝置1具備判定部32,所述判定部32將估計部31估計出的多個估計電流值進行比較,來判定分流電阻器10的異常。

在圖2中,作為實現(xiàn)分流電阻器10的一個具體例,例示了分流電阻器10A的結(jié)構(gòu)。分流電阻器10A包括多個導(dǎo)電部和多個電阻體,且形成為在一個方向上延伸的扁平的平板狀。下面,在分流電阻器10A所延伸的面內(nèi),將分流電阻器10A的長邊方向作為第一方向D1,并且將分流電阻器10A的短邊方向作為第二方向D2。

如圖2所示,具體地說,分流電阻器10A具備位于分流電阻器10A的第一方向D1上的兩端的第一導(dǎo)電部11和第二導(dǎo)電部12。另外,分流電阻器10A具備位于第一導(dǎo)電部11與第二導(dǎo)電部12之間的中央導(dǎo)電部13。第一導(dǎo)電部11、第二導(dǎo)電部12以及中央導(dǎo)電部13優(yōu)選由銅等導(dǎo)電性材料形成。

在第一導(dǎo)電部11與中央導(dǎo)電部13之間配置有第一電阻體14,第一導(dǎo)電部11與中央導(dǎo)電部13經(jīng)由第一電阻體14而連接。在第二導(dǎo)電部12與中央導(dǎo)電部13之間配置有第二電阻體15,第二導(dǎo)電部12與中央導(dǎo)電部13經(jīng)由第二電阻體15而連接。第一電阻體14和第二電阻體15優(yōu)選由以銅、錳為主要成分的合金即錳鎳銅合金(manganin)等由溫度引起的電阻值變化小的、對銅的熱電動勢小的導(dǎo)電性材料形成。

另外,第二電阻體15構(gòu)成為其電阻值比第一電阻體14的電阻值大。例如,在第一電阻體14和第二電阻體15由相同材料形成的情況下,相對于流過分流電阻器10A的通電電流,能夠通過縮小截面積來使電阻值增加,能夠通過延長通電電流的方向上的尺寸來使電阻值增加。在圖2所示的分流電阻器10A中,第一電阻體14和第二電阻體15構(gòu)成為通過使第一方向D1的尺寸不同來使第二電阻體15的電阻值比第一電阻體14的電阻值大。此外,第一電阻體14和第二電阻體15分別具有在制造工序中為了調(diào)整電阻體的電阻值而形成的缺口18a、18b。

在第一導(dǎo)電部11和第二導(dǎo)電部12中設(shè)置有用于形成通電端子、檢測端子的多個貫通孔。具體地說,第一導(dǎo)電部11包括用于設(shè)置通電端子的第一通電端子部16a以及用于設(shè)置檢測端子的第一檢測端子部17a。第二導(dǎo)電部12包括用于設(shè)置通電端子的第二通電端子部16b以及用于設(shè)置檢測端子的第二檢測端子部17b。在中央導(dǎo)電部13上設(shè)置有用于形成檢測端子的一個貫通孔,并包括用于設(shè)置檢測端子的第三檢測端子部17c。第一檢測端子部17a、第二檢測端子部17b以及第三檢測端子部17c與上述信號輸出部20連接。根據(jù)該結(jié)構(gòu),信號輸出部20能夠經(jīng)由各個檢測端子部獲取第一導(dǎo)電部11、第二導(dǎo)電部12以及中央導(dǎo)電部13的電位。

如上所述,在分流電阻器10的電阻體上設(shè)置有用于調(diào)整電阻體的電阻值的缺口。上述結(jié)構(gòu)的分流電阻器10A具備插通形成在通電端子部、檢測端子部的貫通孔的螺絲,利用螺絲來進行緊固,由此將與信號輸出部20連接的布線電連接。另外,與貫通孔螺紋接合的螺絲還緊固于配置有分流電阻器10A的殼體等構(gòu)件上,從而能夠固定分流電阻器10A。因此,存在以下情況:當對分流電阻器10A施加振動時,第一電阻體14、第二電阻體15的應(yīng)力集中在缺口18a、18b的附近。

在圖3中,作為實現(xiàn)分流電阻器10的其它具體例,例示了分流電阻器10B的結(jié)構(gòu)。分流電阻器10B通過構(gòu)成為以下的結(jié)構(gòu)而能夠抑制因上述分流電阻器的固定引起的應(yīng)力所導(dǎo)致的分流電阻器的變形。此外,在分流電阻器10B中,對與構(gòu)成上述分流電阻器10A的結(jié)構(gòu)要素相同的結(jié)構(gòu)要素標注相同的標記并省略說明。

如圖3所示,第一檢測端子部17a和第二檢測端子部17b設(shè)置在分流電阻器10B的第二方向D2上的兩端。另外,分流電阻器10B的中央導(dǎo)電部13除了包括第三檢測端子部17c之外,還包括第四檢測端子部17d。第三檢測端子部17c在第二方向D2上設(shè)置在第一檢測端子部17a側(cè)的端部。第四檢測端子部17d在第二方向D2上設(shè)置在第三檢測端子部17c側(cè)的端部。信號輸出部20構(gòu)成為經(jīng)由第一檢測端子部17a和第三檢測端子部17c獲取第一檢測信號,經(jīng)由第二檢測端子部17b和第四檢測端子部17d獲取第二檢測信號。

根據(jù)以上結(jié)構(gòu),多個檢測端子部相對于分流電阻器10B設(shè)置在比較均勻的位置。如上所述,檢測端子部兼作將分流電阻器固定的固定部,因此通過將檢測端子部設(shè)置在均勻的位置上,能夠抑制應(yīng)力的集中。另外,還能夠?qū)⒂糜讷@取中央導(dǎo)電部13的電位的電流檢測路徑雙重化,因此即使發(fā)生斷線等故障,也能夠獲取第一檢測信號和第二檢測信號中的某一方的檢測信號。

如上所述,根據(jù)分流電阻器10A的結(jié)構(gòu),能夠經(jīng)由設(shè)置在中央導(dǎo)電部13的第三檢測端子部來獲取第一檢測信號和第二檢測信號這兩方,因此通過部件的共用化,能夠削減部件個數(shù)。另一方面,根據(jù)分流電阻器10B的結(jié)構(gòu),能夠抑制在檢測端子部附近產(chǎn)生的應(yīng)力的集中,因此能夠防止由于應(yīng)力而導(dǎo)致的分流電阻器的故障。優(yōu)選的是,根據(jù)目的來選擇上述的分流電阻器10A和分流電阻器10B。

圖5是用于說明電流檢測裝置1的電路結(jié)構(gòu)的圖。如圖5所示,信號輸出部20包括被輸入分流電阻器10的檢測信號的多個差動放大器以及將多個差動放大器的輸出信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的A/D轉(zhuǎn)換器22。圖5所示的信號輸出部20具備被輸入第一檢測端子部17a和第三檢測端子部17c的電位的第一差動放大器21a、以及被輸入從第二檢測端子部17b和第三檢測端子部17c獲取到的電位的第二差動放大器21b來作為多個差動放大器。第一差動放大器21a根據(jù)被輸入的信號而輸出與第一電阻體14的兩端電壓對應(yīng)的第一檢測信號,并向A/D轉(zhuǎn)換器22輸入該第一檢測信號。第二差動放大器21b根據(jù)被輸入的信號而輸出與第二電阻體15的兩端電壓對應(yīng)的第二檢測信號,并向A/D轉(zhuǎn)換器22輸入該第二檢測信號。A/D轉(zhuǎn)換器22將被輸入的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,并向包括上述判定部32、估計部31的運算電路30輸入該數(shù)字信號。運算電路30構(gòu)成為能夠使用被輸入的數(shù)字信號來估計在分流電阻器10的通電端子間流動的電流的估計電流值、或者判定分流電阻器10的異常。

此外,關(guān)于第一差動放大器21a和第二差動放大器21b,使用相同放大率的差動放大器。另外,信號輸出部20也能夠構(gòu)成為包括電平移位電路,所述電平移位電路改變第一差動放大器21a、第二差動放大器21b所輸出的檢測信號的輸出范圍。

根據(jù)以上結(jié)構(gòu),信號輸出部20能夠根據(jù)所獲取到的電位來獲取與第一電阻體14的兩端電壓對應(yīng)的第一檢測信號以及與第二電阻體15的兩端電壓對應(yīng)的第二檢測信號,并向估計部31輸出第一檢測信號和第二檢測信號。另外,運算電路30所包括的估計部31能夠基于信號輸出部20所輸出的第一檢測信號和第二檢測信號,來估計流過分流電阻器10的通電電流的多個估計電流值。具體地說,估計部31基于第一檢測信號來估計第一估計電流值,基于第二檢測信號來估計第二估計電流值。

一般來說,A/D轉(zhuǎn)換器構(gòu)成為能夠輸入的電壓范圍是確定的,且將該能夠輸入的電壓范圍內(nèi)的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。另外,A/D轉(zhuǎn)換器根據(jù)所使用的電路元件而其分辨率是確定的。例如,在使用12位的A/D轉(zhuǎn)換器的情況下,最大分辨率是4096分之1,與A/D轉(zhuǎn)換器的能夠輸入的電壓范圍對應(yīng)的電壓值的約0.0244%為能夠識別的最小的電壓變動。

在電流檢測裝置中,在使用A/D轉(zhuǎn)換器的情況下,分流電阻器與通電電流相應(yīng)地輸出檢測信號,經(jīng)由差動放大器放大該檢測信號后將該檢測信號輸入到A/D轉(zhuǎn)換器,因此被輸入到A/D轉(zhuǎn)換器的檢測信號的大小由流過分流電阻器的電流的大小、分流電阻器的電阻值、差動放大器的放大率決定。因而,如果差動放大器的放大率相同,則分流電阻器的電阻值越大,估計電流的能夠識別的電流變動越小,另一方面,能夠檢測的電流范圍受到A/D轉(zhuǎn)換器的能夠輸入的電壓范圍的限制。即,當使分流電阻器的電阻值變小時,檢測的估計電流值的精度下降,但是能夠使能夠檢測的電流范圍變大。

如上所述,在電流檢測裝置1中構(gòu)成為使用具有兩個電阻體的分流電阻器,第一電阻體14的電阻值是小于第二電阻體15的電阻值的值。另外,關(guān)于第一差動放大器21a和第二差動放大器21b,使用相同的放大率的差動放大器。因此,在將與相同的電流對應(yīng)地輸出的第一檢測信號與第二檢測信號進行比較的情況下,基于第二電阻體15的兩端電壓而輸出的第二檢測信號是高的電壓的信號。因而,與第二估計電流值相比,基于第一檢測信號而估計出的第一估計電流值具有如下特點:能夠檢測的電流范圍大,但是能夠識別的電流變動小。即,在該結(jié)構(gòu)的電流檢測裝置中,第二估計電流值是能夠檢測的電流范圍窄、但精度高的估計值。

因此,在電流檢測裝置1中,估計部31構(gòu)成為:在被輸入第一檢測信號和第二檢測信號這兩方的情況下,輸出基于第二檢測信號估計出的第二估計電流值,在僅被輸入第一檢測信號而第二檢測信號為A/D轉(zhuǎn)換器的能夠輸入的電壓范圍外的情況下,輸出基于第一檢測信號估計出的第一估計電流值。根據(jù)該結(jié)構(gòu),關(guān)于電流檢測裝置1,能夠擴大電流檢測裝置的檢測電流范圍,并且能夠提高電流檢測的精度。

另外,在電流檢測裝置1中,即使因斷線等而成為不向估計部31輸入第一檢測信號和第二檢測信號中的一方的狀態(tài),也能夠基于所輸入的檢測信號來估計流過分流電阻器10的通電電流。

另一方面,電流檢測裝置1使用將兩個電阻體構(gòu)成為一體構(gòu)造的分流電阻器,因此兩個電阻體配置在相同環(huán)境下。在該結(jié)構(gòu)的電流檢測裝置中,存在分流電阻器的兩個電阻體由于共同原因而發(fā)生異常的擔憂。具體地說,能夠?qū)⒂捎谥醒雽?dǎo)電部13的檢測端子部的連接不良而導(dǎo)致的過熱、分流電阻器的腐蝕、由于應(yīng)力集中而導(dǎo)致的分流電阻器的變形等設(shè)想為共同原因。存在以下?lián)鷳n:在由于這些共同原因而發(fā)生異常的情況下,第一電阻體14和第二電阻體15發(fā)生相同的電阻值變化。具體地說,存在發(fā)生第一電阻體14和第二電阻體15的實質(zhì)的電阻值均增加0.05mΩ等異常的情況。

如上所述,電流檢測裝置1構(gòu)成為:第一電阻體14與第二電阻體15的電阻值不同,基于第一電阻體14估計出的第一估計電流值與基于第二電阻體15估計出的第二估計電流值的能夠檢測的電流范圍也不同。在第一電阻體14與第二電阻體15的電阻值不同的情況下,即使各個電阻體的實質(zhì)的電阻值發(fā)生相同的電阻值變化,也能夠使該電阻值變化所影響的估計電流值的變化量產(chǎn)生差異。

例如,當假設(shè)將第一電阻體的電阻值設(shè)為0.15mΩ、將第二電阻體的電阻值設(shè)為0.25mΩ的情況時,在正常狀態(tài)下,在分流電阻器中流過40A的電流的情況下,第一電阻體14的兩端電壓為6mV,第二電阻體15的兩端電壓為10mV。估計部31經(jīng)由A/D轉(zhuǎn)換器等而基于第一檢測信號來根據(jù)第一電阻體的兩端電壓6mV將第一估計電流值估計為40A。另外,基于第二檢測信號來根據(jù)第二電阻體的兩端電壓10mV將第二估計電流值估計為40A。在此,當假定因共同原因?qū)е赂鱾€電阻體發(fā)生了0.05mΩ的電阻增加時,在分流電阻器中流過40A的電流的情況下,第一電阻體14的兩端電壓為8mV,第二電阻體15的兩端電壓為12mV。估計部31無法識別由于共同原因?qū)е碌?.05mΩ的電阻值增加,因此按原樣地以與正常狀態(tài)相同的方式來換算為電流值。具體地說,根據(jù)第一檢測信號估計出的第一估計電流值為約53.3A,根據(jù)第二檢測信號估計出的第二估計電流值為約48.0A。也就是說,當發(fā)生共同原因而第一電阻體14和第二電阻體15這兩者產(chǎn)生電阻值異常時,第一估計電流值與第二估計電流值的值發(fā)生偏離。

電流檢測裝置1具備具有電阻值不同的第一電阻體14和第二電阻體15的分流電阻器10A、以及將基于各個電阻體而估計出的第一估計電流值與第二估計電流值進行比較的判定部32,因此能夠通過判定部32來檢測分流電阻器10A的故障。具體地說,判定部32包括:存儲部33,其存儲預(yù)先設(shè)定的閾值;以及比較部34,其運算第一估計電流值與第二估計電流值之差ΔI,并將該差ΔI與存儲部33所存儲的閾值α進行比較。關(guān)于比較部34的運算結(jié)果,在第一估計電流值與第二估計電流值之差ΔI小于閾值α的情況下,判定部判定為分流電阻器正常,在第一估計電流值與第二估計電流值之差ΔI大于閾值α的情況下,判定部判定為分流電阻器異常。

特別是,在高溫多濕的環(huán)境下,存在構(gòu)成分流電阻器的金屬發(fā)生腐蝕的情況,但在這樣的情況下,分流電阻器的表面整體被腐蝕。也就是說,在發(fā)生了腐蝕的情況下,第一電阻體14和第二電阻體15的電阻值發(fā)生變化,分流電阻器的兩個輸出都異常。當分流電阻器的表面發(fā)生腐蝕時,在電阻體的表面形成高電阻層,實質(zhì)的電阻體的電阻值增加。第一電阻體和第二電阻體配置在同一環(huán)境下,因此能夠假設(shè)為基本上發(fā)生相同程度的腐蝕,從而發(fā)生相同的電阻值變化。

如上所述,在本發(fā)明的實施方式中,具備具有電阻值不同的第一電阻體14和第二電阻體15的分流電阻器10A、以及將基于各個電阻體而估計出的第一估計電流值與第二估計電流值進行比較的判定部32,因此即使在分流電阻器10A由于共同原因而發(fā)生異常的情況下,也能夠通過判定部32來檢測出分流電阻器10A的故障。

除此之外,電流檢測裝置1還能夠構(gòu)成為對第一電阻體和第二電阻體中的任意一方進行防腐處理。通過僅對某個電阻體進行防腐處理,能夠使腐蝕的進展度不同,因此在由于腐蝕而發(fā)生異常時,能夠促進第一估計電流值與第二估計電流值的偏離。此外,關(guān)于相對于電阻值變化的估計電流值的誤差,基于第一電阻體14而估計出的第一估計電流值的誤差大,因此優(yōu)選構(gòu)成為對第二電阻體15的表面進行防腐處理。根據(jù)該結(jié)構(gòu),與不進行防腐處理的結(jié)構(gòu)相比,能夠盡早檢測出分流電阻器的異常,從而能夠提高針對由于共同原因?qū)е碌姆至麟娮杵鞯墓收现械摹⑻貏e是由于腐蝕導(dǎo)致的分流電阻器的異常的檢測精度。

在上述實施方式中,設(shè)為在第一電阻體14、第二電阻體15上形成缺口18a、18b的結(jié)構(gòu),但是也能夠設(shè)為僅在第一電阻體14和第二電阻體15中的任意一方上形成缺口的結(jié)構(gòu)。如上所述,若形成缺口,則在對分流電阻器10施加外力時,應(yīng)力集中在缺口的附近。若設(shè)為僅在第一電阻體14和第二電阻體15中的任意一方上形成缺口的結(jié)構(gòu),則應(yīng)力集中于形成有缺口的電阻體,因此能夠抑制沒有形成缺口的電阻體的變形。

另外,如圖4所示,還能夠設(shè)為在第一電阻體14和第二電阻體15上設(shè)置大小不同的缺口的結(jié)構(gòu)。在該結(jié)構(gòu)中,應(yīng)力集中于形成有大的缺口的電阻體,因此能夠抑制形成有小的缺口的電阻體的變形。除此之外,由于能夠在第一電阻體14和第二電阻體15這兩者上形成缺口,因此在制造工序中容易調(diào)整電阻值,從而能夠提高第一電阻體14和第二電阻體15的電阻值的精度。

根據(jù)以上結(jié)構(gòu),能夠使應(yīng)力集中于第一電阻體14和第二電阻體15中的任意一方,從而能夠使第一電阻體14和第二電阻體15的由于變形導(dǎo)致的電阻值變化不同。即,根據(jù)這些結(jié)構(gòu),在由于外力而產(chǎn)生分流電阻器10的變形時,能夠促進第一估計電流值與第二估計電流值的偏離。此外,關(guān)于相對于電阻值變化的估計電流值的誤差,基于第一電阻體14而估計出的第一估計電流值的誤差大,因此優(yōu)選構(gòu)成為應(yīng)力集中于第一電阻體14。

以上結(jié)構(gòu)的電流檢測裝置除了能夠基于使用將兩個電阻體設(shè)為一體構(gòu)造的分流電阻器而獲取的兩個檢測信號來估計通電電流之外,即使在配置于相同環(huán)境的兩個電阻體產(chǎn)生因共同原因?qū)е碌漠惓6至麟娮杵靼l(fā)生故障的情況下,也能夠通過判定部32的判定來檢測出分流電阻器的故障。特別是,能夠通過將兩個電阻體設(shè)為一體構(gòu)造來削減部件個數(shù),并且能夠檢測由于設(shè)為一體構(gòu)造而產(chǎn)生的因共同原因?qū)е碌漠惓5陌l(fā)生,因此能夠防止在產(chǎn)生范圍內(nèi)(In-range)故障的狀態(tài)下使用設(shè)備。

另外,電流檢測裝置1還能夠設(shè)為具有第一電壓供給電路40a和第二電壓供給電路40b的結(jié)構(gòu),以檢測用于電流檢測的布線的斷線。如圖5所示,第一電壓供給電路40a包括第一電源線41a、與第一電源線41a連接并被上拉至所連接的第一電源線41a的電壓的第一分壓電阻43a以及將第一分壓電阻43a與第一差動放大器21a的一個輸入端子連接的第一開關(guān)42a。第一差動放大器21a的另一個輸入端子與地連接。另外,第一開關(guān)42a在第一差動放大器21a與分流電阻器10的第一導(dǎo)電部11連接的電流路徑上設(shè)置有節(jié)點,通過將第一開關(guān)42a控制為接通狀態(tài),能夠向第一分壓電阻43a和第一電阻體14施加第一電源線41a的電壓。

另外,第二電壓供給電路40b包括第二電源線41b、與第二電源線41b連接并被上拉至所連接的第二電源線41b的電壓的第二分壓電阻43b以及將第二分壓電阻43b與第二差動放大器21b的一個輸入端子連接的第二開關(guān)42b。第二差動放大器21b的另一個輸入端子與地連接。另外,開關(guān)42b在第二差動放大器21b與分流電阻器10的第二導(dǎo)電部12連接的電流路徑上設(shè)置有節(jié)點,通過將第二開關(guān)42b控制為接通狀態(tài),向第二分壓電阻43b和第一電阻體14施加第二電源線41b的電壓。第一電壓供給電路40a和第二電壓供給電路40b只是檢測斷線的電流路徑不同,因此下面以第一電壓供給電路為例進行說明。

當?shù)谝浑妷汗┙o電路40a將第一開關(guān)42a控制為接通狀態(tài)時,向第一分壓電阻43a和第一電阻體14施加電源線41a的電壓、例如5V的電壓。此外,斷線檢測是在不從第一電壓供給電路40a以外的電源供給電力的無負荷的狀態(tài)下進行的。例如,在電流檢測裝置1被設(shè)置為監(jiān)視搭載于車輛的電源裝置的充放電電流的情況下,在車輛停車的狀態(tài)等時機下進行斷線檢測。

在由第一電壓供給電路40a供給電壓的電流路徑中未發(fā)生斷線的通常狀態(tài)下,在第一分壓電阻43a和第一電阻體14上產(chǎn)生與相互的電阻值相應(yīng)的電壓。也就是說,5V的電壓根據(jù)第一電阻體14的電阻值和第一分壓電阻43a的電阻值而被分壓。由于第一電阻體14的電阻值相對于第一分壓電阻43a的電阻值來說小到能夠忽視的程度,因此在該狀態(tài)下,第一差動放大器21a被輸入地的電位,實質(zhì)上第一檢測信號為0V。

另一方面,當由第一電壓供給電路40a供給電壓的電流路徑中發(fā)生斷線時,第一差動放大器21a的兩個輸入端子中的與第一電壓供給電路40a連接的輸入端子被輸入電源線41a的電壓即5V,另一個輸入端子被輸入地的電位,第一差動放大器21a輸出過沖(overshoot)的電壓的檢測信號。

另外,在不是完全的斷線而是以高電阻連接的狀態(tài)的情況下,輸出與增加后的電阻值相應(yīng)的電位的檢測信號。在本發(fā)明的實施方式中,優(yōu)選的是設(shè)為第一電阻體14使用0.1mΩ~0.5mΩ的電阻器、而第一分壓電阻43a使用1kΩ~10kΩ的電阻器的結(jié)構(gòu),但是例如考慮將第一電阻體14的電阻值設(shè)為0.15mΩ、將第一分壓電阻43a的電阻值設(shè)為10kΩ的情況。在此,當設(shè)發(fā)生了接觸不良等而由第一電壓供給電路40a供給電壓的電流路徑的電阻值增加了100mΩ時,輸入到第一差動放大器21a的電壓為將5V以100.15mΩ與10kΩ分壓所得的值。第一差動放大器21a輸出的檢測信號經(jīng)由A/D轉(zhuǎn)換器22輸入到運算電路30。

根據(jù)以上結(jié)構(gòu),在電流檢測裝置1中,通過被輸入第一差動放大器21a的輸出的運算電路30來判定第一開關(guān)42a的工作狀態(tài)和估計部31所估計出的第一估計電流,由此能夠檢測出對應(yīng)的電流路徑的斷線。此外,對于第二電壓供給電路40b也同樣。具體地說,當在由電壓供給電路供給電壓的電流路徑中發(fā)生了斷線、接觸不良時,在進行上述的異常判定的檢查時,會檢測出規(guī)定的電壓值以上的電壓。在本發(fā)明的實施方式中構(gòu)成為:使用基于從第一差動放大器21a、第二差動放大器21b被輸入的檢測信號而估計出的估計電流值來進行運算,由此檢測各電流路徑的斷線、接觸不良。

如上所述的測量線的接觸不良并非直接對分流電阻器的電阻體的電阻值造成影響,但是存在以下?lián)鷳n:因接觸不良部分的發(fā)熱等而對電流檢測裝置的測量值造成影響,從而引發(fā)范圍內(nèi)故障。特別是,由于中央導(dǎo)電部13的檢測端子部的連接不良而導(dǎo)致的過熱是對第一檢測信號和第二檢測信號這兩者造成影響的共同原因。在本發(fā)明的電流檢測裝置中,通過構(gòu)成為進行上述的斷線檢測,能夠檢測出由于測量線的連接部分的接觸不良而導(dǎo)致的電流檢測裝置的異常。

另外,如上所述,在分流電阻器10中,能夠用銅形成第一導(dǎo)電部11、第二導(dǎo)電部12以及中央導(dǎo)電部13,并能夠用錳鎳銅合金形成第一電阻體14和第二電阻體15。根據(jù)該結(jié)構(gòu),能夠減小被要求電阻值的精度的第一電阻體14、第二電阻體15的溫度依賴性,因此能夠提高電流檢測的精度。也就是說,為了構(gòu)成精度高的電流檢測裝置,設(shè)為使用錳鎳銅合金等溫度依賴性低的特殊的合金來作為電阻體的結(jié)構(gòu)。

然而,在這樣的構(gòu)成導(dǎo)電部的金屬與構(gòu)成電阻體的金屬為不同的金屬的情況下,存在因分流電阻器10的發(fā)熱而產(chǎn)生熱電動勢的擔憂。具體地說,當在將不同種類金屬連接而成的金屬體中產(chǎn)生溫度差時,在金屬間產(chǎn)生電壓(塞貝克效應(yīng))。錳鎳銅合金對銅的熱電動勢系數(shù)為2μV/K,是比較小的值,但是根據(jù)產(chǎn)生的溫度差,會對電流檢測造成影響。特別是,在發(fā)生了中央導(dǎo)電部的檢測端子部的過熱的情況下,在第一電阻體與中央導(dǎo)電部之間以及第二電阻體與中央導(dǎo)電部之間產(chǎn)生塞貝克效應(yīng)。也就是說,中央導(dǎo)電部的檢測端子部的過熱是對第一檢測信號和第二檢測信號造成影響的共同原因引起的異常。

在上述的結(jié)構(gòu)中,例如在產(chǎn)生了100℃(373.15K)的溫度差的情況下,因塞貝克效應(yīng)而產(chǎn)生大約0.75mV的電動勢。當假設(shè)將測量電流設(shè)為100A、將第一電阻體的電阻值設(shè)為0.15mΩ、將第二電阻體的電阻值設(shè)為0.25mΩ的情況時,對于第一電阻體和第二電阻體來說,該電動勢分別相當于大約5%、大約3%的誤差。分流電阻器的制造誤差最大也就3%左右,因此無法忽視該熱電動勢的影響。

另一方面,在上述的結(jié)構(gòu)中,通過使第一電阻體的電阻值與第二電阻體的電阻值不同,能夠使因共同原因?qū)е碌挠绊懖煌?。在上述的假設(shè)中,基于第一檢測信號的估計電流是105A,基于第二檢測信號的估計電流是103A,這明顯是因A/D轉(zhuǎn)換器的分辨率導(dǎo)致的誤差以上的差異。因而,通過將根據(jù)第一檢測信號估計出的第一估計電流值與根據(jù)第二檢測信號估計出的第二估計電流值進行比較,即使在由于共同原因而發(fā)生范圍內(nèi)故障的情況下,也能夠檢測出電流檢測裝置的故障。也就是說,通過具備上述判定部32,能夠檢測由于由中央導(dǎo)電部的檢測端子部的過熱導(dǎo)致的異常而引起的分流電阻器的故障。

基于圖6對本發(fā)明的其它實施方式的概要進行敘述。圖6是示意性地表示作為本發(fā)明的第二實施方式的電源裝置5的概要的圖。此外,對與在上述的第一實施方式的電流檢測裝置中說明了的構(gòu)成要素相同的構(gòu)成要素標注相同的標記并省略說明。電源裝置5具備:電池組50,其包括多個電池單元;分流電阻器10,其與電池組50串聯(lián)連接;以及狀態(tài)監(jiān)視部60,其監(jiān)視電池組50的狀態(tài)。狀態(tài)監(jiān)視部60包括:電流估計部610,其通過分流電阻器10估計電池組50的充放電電流;電壓檢測部650,其根據(jù)構(gòu)成電池組50的多個電池單元的端子間電位檢測電池單元的電壓;以及控制部660,其被輸入電流估計部610和電壓檢測部650的檢測結(jié)果。電流估計部610包括第一實施方式中的信號輸出部20、估計部31以及判定部32。在第二實施方式中,判定部32將基于第一檢測信號的估計電流值與基于第二檢測信號的估計電流值進行比較,并將與判定結(jié)果對應(yīng)的信號輸出到控制部660。

圖7是將圖6的電源裝置5搭載于車輛的情況下的電路圖。電池組50的輸出經(jīng)由繼電器70供給至車輛的逆變器80。另外,在車輛上搭載有車輛ECU 90,來進行車輛的控制、逆變器80的控制等??刂撇?60構(gòu)成為:當判定部32檢測出分流電阻器的異常時,控制部660禁止繼電器70的接通動作、或者向車輛ECU 90通知分流電阻器異常。車輛ECU 90還能夠構(gòu)成為:當從控制部660被輸入異常信號時,使車輛的顯示器的警告燈點亮。根據(jù)該結(jié)構(gòu),能夠防止在電流檢測裝置異常的狀態(tài)下使用電源裝置5。

以上基于實施方式對本發(fā)明進行了說明。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當能夠理解,這些實施方式是例示,對這些各個結(jié)構(gòu)要素、各個處理過程的組合能夠進行各種變形,另外那樣的變形例也包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。

附圖標記說明

1:電流檢測裝置;10:分流電阻器;11:第一導(dǎo)電部;12:第二導(dǎo)電部;13:中央導(dǎo)電部;14:第一電阻體;15:第二電阻體;16a:第一通電端子部;16b:第二通電端子部;17a:第一檢測端子部;17b:第二檢測端子部;17c:第三檢測端子部;17d:第四檢測端子部;20:信號輸出部;31:估計部;32:判定部;33:存儲部;34:比較部;40a:第一電壓供給電路;40b:第二電壓供給電路;43a:第一分壓電阻;43b:第二分壓電阻;5:電源裝置;50:電池組;60:狀態(tài)監(jiān)視部;610:電流估計部;650:電壓檢測部。

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