特許ウォッチ

公開番号2025001145
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-08
出願番号2023100577
出願日2023-06-20
発明の名称蓄電装置
出願人株式会社GSユアサ
代理人
主分類H02J 7/00 20060101AFI20241225BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】複数種類の保護機能がハードウェア回路で実現される蓄電装置を提供する。
【解決手段】蓄電装置は、パワーラインに直列に設けられる第一および第二半導体スイッチ55に接続されて第一および第二半導体スイッチ55を同時にオフさせる遮断制御スイッチQ10と、遮断制御スイッチQ10と直列に設けられる再使用禁止スイッチQ7と、ラッチ回路Q16,Q19,Q21と、を含む保護回路を備える。前記保護回路は、第一および第二半導体スイッチ55のオフ後に動作復帰ができる第一保護を実行するときは再使用禁止スイッチQ7を前記ラッチ回路によってラッチすることなく第一および第二半導体スイッチ55をオフさせ、第一および第二半導体スイッチ55のオフ後に動作復帰が禁止される第二保護を実行するときは再使用禁止スイッチQ7を前記ラッチ回路によってラッチしつつ第一および第二半導体スイッチ55をオフさせる。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
蓄電素子と、
プラスターミナルおよびマイナスターミナルと、
前記プラスターミナルと前記蓄電素子と前記マイナスターミナルとを接続するパワーラインと、
前記パワーラインに直列に設けられる第一半導体スイッチおよび第二半導体スイッチと、
前記第一および第二半導体スイッチに接続されて前記第一および第二半導体スイッチを同時にオフさせる遮断制御スイッチ、前記遮断制御スイッチと直列に設けられる再使用禁止スイッチ、およびラッチ回路を含む保護回路と、を備え、
前記保護回路は、
前記第一および第二半導体スイッチのオフ後に動作復帰ができる第一保護を実行するときは前記再使用禁止スイッチを前記ラッチ回路によってラッチすることなく前記第一および第二半導体スイッチをオフさせ、
前記第一および第二半導体スイッチのオフ後に動作復帰が禁止される第二保護を実行するときは前記再使用禁止スイッチを前記ラッチ回路によってラッチしつつ前記第一および第二半導体スイッチをオフさせる蓄電装置。
続きを表示（約 690 文字）【請求項２】
複数の蓄電素子を含む組電池と、
各蓄電素子を監視する第一監視回路および前記組電池を監視する第二監視回路と、
プラスターミナルおよびマイナスターミナルと、
前記プラスターミナルと前記組電池と前記マイナスターミナルとを接続するパワーラインと、
前記パワーラインに直列に設けられる第一半導体スイッチおよび第二半導体スイッチと、
前記第一および第二半導体スイッチに接続されて前記第一および第二半導体スイッチを同時にオフさせる遮断制御スイッチと、
ラッチ回路と、
前記遮断制御スイッチと直列に設けられ、前記第一監視回路による第一異常の検出時および前記第二監視回路による第二異常の検出時に前記ラッチ回路によってラッチされて、前記第一異常および／または第二異常が解消してもラッチ状態を維持する再使用禁止スイッチと、を備える蓄電装置。
【請求項３】
前記第一および第二半導体スイッチは、前記蓄電素子および前記マイナスターミナル間の前記パワーラインに直列に設けられる、請求項１または請求項２に記載の蓄電装置。
【請求項４】
前記蓄電素子を監視する監視回路をさらに備え、前記監視回路の第一端子および第二端子からそれぞれ出力される第一信号と第二信号との組合せに応じて、前記保護回路は前記第一保護または第二保護を実行する、請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項５】
前記第一異常は前記蓄電素子の深放電であり、前記第二異常は前記組電池の深放電である、請求項２に記載の蓄電装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電装置に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
一般に、自動二輪車では、エンジン始動用の蓄電装置として鉛蓄電池が用いられているが、特許文献１は、複数のリチウムイオン二次電池（蓄電素子）を備えた蓄電装置を自動二輪車に適用している。
【０００３】
特許文献１では、蓄電素子を保護する遮断器として、蓄電素子の負極と蓄電装置のマイナスターミナルとの間に（すなわち、蓄電素子のロウサイドに）、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）が設けられている。ＦＥＴは、過充電や過電流といった蓄電素子の異常事象が発生した場合にオフ（オープン）する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２０－１６７７６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の一態様は、半導体スイッチの熱破壊を防止できるとともに、複数種類の保護機能がハードウェア回路で実現される蓄電装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る蓄電装置は、蓄電素子と、プラスターミナルおよびマイナスターミナルと、前記プラスターミナルと前記蓄電素子と前記マイナスターミナルとを接続するパワーラインと、前記パワーラインに直列に設けられる第一半導体スイッチおよび第二半導体スイッチと、前記第一および第二半導体スイッチに接続されて前記第一および第二半導体スイッチを同時にオフさせる遮断制御スイッチ、前記遮断制御スイッチと直列に設けられる再使用禁止スイッチ、およびラッチ回路を含む保護回路と、を備え、前記保護回路は、前記第一および第二半導体スイッチのオフ後に動作復帰ができる第一保護を実行するときは前記再使用禁止スイッチを前記ラッチ回路によってラッチすることなく前記第一および第二半導体スイッチをオフさせ、前記第一および第二半導体スイッチのオフ後に動作復帰が禁止される第二保護を実行するときは前記再使用禁止スイッチを前記ラッチ回路によってラッチしつつ前記第一および第二半導体スイッチをオフさせる。
【０００７】
本発明の他の態様に係る蓄電装置は、複数の蓄電素子を含む組電池と、各蓄電素子を監視する第一監視回路および前記組電池を監視する第二監視回路と、プラスターミナルおよびマイナスターミナルと、前記プラスターミナルと前記組電池と前記マイナスターミナルとを接続するパワーラインと、前記パワーラインに直列に設けられる第一半導体スイッチおよび第二半導体スイッチと、前記第一および第二半導体スイッチに接続されて前記第一および第二半導体スイッチを同時にオフさせる遮断制御スイッチと、ラッチ回路と、前記遮断制御スイッチと直列に設けられ、前記第一監視回路による第一異常の検出時および前記第二監視回路による第二異常の検出時に前記ラッチ回路によってラッチされて、前記第一異常および／または第二異常が解消してもラッチ状態を維持する再使用禁止スイッチと、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
上記態様によれば、パワーラインに設けられる第一および第二半導体スイッチを同時にオフすることでそれらの熱破壊を防止できるとともに、複数種類の保護機能がハードウェア回路で実現される蓄電装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
自動二輪車の側面図である。
車両システムのブロック図である。
蓄電装置の構成例を示す分解斜視図である。
蓄電装置の構成例を示す電気ブロック図である。
蓄電装置の低電圧異常を検出した場合の回路動作を説明する図である。
保護回路の機能を説明する図である。
保護回路の詳細を示す図である。
低電圧異常（過放電）時の保護を説明する図である。
過充電保護の解除を説明する図である。
過電圧時の保護を説明する図である。
過電圧でなくなったときの保護の維持を説明する図である。
セル深放電時の保護を説明する図である。
セル深放電でなくなったときの保護の維持を説明する図である。
バッテリ深放電時の保護を説明する図である。
バッテリ深放電でなくなったときの保護の維持を説明する図である。
電池監視ＩＣの第一端子および第二端子から出力される信号に応じた保護の形態を示す図である。
蓄電素子を過充電から保護するために、充電遮断用ＦＥＴをオフし、放電遮断用ＦＥＴはオンのままとした状態で、外部短絡が生じた場合を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態の概要を説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許