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公開番号2025122386
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-21
出願番号2024017825
出願日2024-02-08
発明の名称蓄電装置及び遮断器の故障診断方法
出願人株式会社GSユアサ
代理人弁理士法人暁合同特許事務所
主分類G01R 31/26 20200101AFI20250814BHJP(測定;試験)
要約【課題】簡素な構成により並列接続された半導体スイッチのオープン故障を診断する。
【解決手段】蓄電装置は、蓄電素子と、管理装置と、を備える。管理装置は、蓄電素子と蓄電素子を外部に接続するための接続端子との間の電流経路を遮断する遮断器と、遮断器を制御する制御部と、を備え、遮断器は、複数の半導体スイッチが並列接続されて構成された複合スイッチを含み、正常な半導体スイッチの抵抗値は、クローズ状態でR₁であり、オープン状態でR₂であり、所定の診断ゲート電圧が印加された状態でR₁<R₃<R₂を満たすR₃であり、制御部は、複合スイッチに診断ゲート電圧を印加した状態で複合スイッチの抵抗値を測定する測定処理と、測定された複合スイッチの抵抗値に基づいて複合スイッチの故障を診断する診断処理と、を実行する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
蓄電素子と、管理装置と、を備える蓄電装置であって、
前記管理装置は、前記蓄電素子と前記蓄電素子を外部に接続するための接続端子との間の電流経路を遮断する遮断器と、前記遮断器を制御する制御部と、を備え、
前記遮断器は、複数の半導体スイッチが並列接続されて構成された複合スイッチを含み、
正常な前記半導体スイッチの抵抗値は、クローズ状態でＲ
１
であり、オープン状態でＲ
２
であり、所定の診断ゲート電圧が印加された状態でＲ
１
＜Ｒ
３
＜Ｒ
２
を満たすＲ
３
であり、
前記制御部は、
前記複合スイッチに前記診断ゲート電圧を印加した状態で前記複合スイッチの抵抗値を測定する測定処理と、
測定された前記複合スイッチの抵抗値に基づいて前記複合スイッチの故障を診断する診断処理と、
を実行する、蓄電装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記複合スイッチは、前記半導体スイッチに並列接続された寄生ダイオードを備え、
前記制御部は、前記寄生ダイオードに電流が流れていない状態で前記測定処理を実行する、請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項３】
前記複合スイッチは、前記蓄電素子から前記接続端子へと流れる電流を遮断する放電遮断部であり、
前記制御部は、前記蓄電素子が電気的に接続されたシステムのシャットダウンの過程で前記測定処理を実行する、請求項１または請求項２に記載の蓄電装置。
【請求項４】
前記複合スイッチは、前記接続端子から前記蓄電素子へと流れる電流を遮断する充電遮断部であり、
前記制御部は、ＣＣＣＶ充電末期のＣＶ充電時に前記測定処理を実行する、請求項１または請求項２に記載の蓄電装置。
【請求項５】
蓄電装置に設けられる遮断器の故障診断方法であって、
前記遮断器は、複数の半導体スイッチが並列接続されて構成された複合スイッチを含み、
正常な前記半導体スイッチの抵抗値は、クローズ状態でＲ
１
であり、オープン状態でＲ
２
であり、所定の診断ゲート電圧が印加された状態でＲ
１
＜Ｒ
３
＜Ｒ
２
を満たすＲ
３
であり、
前記複合スイッチに前記診断ゲート電圧を印加した状態で前記複合スイッチの抵抗値を測定する測定工程と、
測定された前記複合スイッチの抵抗値に基づいて前記複合スイッチの故障を診断する診断工程と、
を含む、遮断器の故障診断方法。
【請求項６】
前記複合スイッチは、前記半導体スイッチに並列接続された寄生ダイオードを備え、
前記測定工程は、前記寄生ダイオードに電流が流れていない状態で行われる、請求項５に記載の遮断器の故障診断方法。
【請求項７】
前記複合スイッチは、蓄電素子から接続端子へと流れる電流を遮断する放電遮断部であり、
前記測定工程は、前記蓄電装置が電気的に接続されたシステムのシャットダウンの過程で行われる、請求項５または請求項６に記載の遮断器の故障診断方法。
【請求項８】
前記複合スイッチは、接続端子から蓄電素子へと流れる電流を遮断する充電遮断部であり、
前記測定工程は、ＣＣＣＶ充電末期のＣＶ充電時に行われる、請求項５または請求項６に記載の遮断器の故障診断方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、蓄電装置及び遮断器の故障診断方法に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、蓄電素子と、蓄電素子に流れる電流の電流経路を遮断する遮断器とを備えた蓄電装置が開発されている（例えば、下記特許文献１）。遮断器として、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、バイポーラトランジスタなどの半導体スイッチが用いられることがある。半導体スイッチは、電気的ストレス又は熱的ストレスによって半導体内部のボンディングワイヤやゲート酸化膜等が破損した場合、導通状態・非導通状態を制御できない可能性がある。例えば、半導体スイッチの故障として、半導体スイッチに適切なゲート電圧が印加されても、半導体スイッチがクローズ状態にならない故障（以下、オープン故障）が、知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１６－１１８５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
遮断器のコストダウンや配線の簡素化などを目的として、並列接続された複数の半導体スイッチから遮断器を構成し、複数の半導体スイッチのゲート配線を共通化する場合がある。このような遮断器において一部の半導体スイッチがオープン故障した場合、正常な半導体スイッチへと電流が集中することで、正常な半導体スイッチが過熱され、遮断器の動作不良が起こるおそれがある。しかしながら、このように一部の半導体スイッチがオープン故障した場合、他の正常な半導体スイッチに電流が流れることで、見かけ上、遮断器は正常に動作するため、遮断器の故障を検出することが困難である。
【０００５】
本開示は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、簡素な構成により並列接続された半導体スイッチのオープン故障を診断することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の蓄電装置は、蓄電素子と、管理装置と、を備える。前記管理装置は、前記蓄電素子と前記蓄電素子を外部に接続するための接続端子との間の電流経路を遮断する遮断器と、前記遮断器を制御する制御部と、を備える。前記遮断器は、複数の半導体スイッチが並列接続されて構成された複合スイッチを含み、正常な前記半導体スイッチの抵抗値は、クローズ状態でＲ
１
であり、オープン状態でＲ
２
であり、所定の診断ゲート電圧が印加された状態でＲ
１
＜Ｒ
３
＜Ｒ
２
を満たすＲ
３
である。前記制御部は、前記複合スイッチに前記診断ゲート電圧を印加した状態で前記複合スイッチの抵抗値を測定する測定処理と、測定された前記複合スイッチの抵抗値に基づいて前記複合スイッチの故障を診断する診断処理と、を実行する。
【０００７】
また、本開示の遮断器の故障診断方法は、蓄電装置に設けられる遮断器の故障を診断する。前記遮断器は、複数の半導体スイッチが並列接続されて構成された複合スイッチを含み、正常な前記半導体スイッチの抵抗値は、クローズ状態でＲ
１
であり、オープン状態でＲ
２
であり、所定の診断ゲート電圧が印加された状態でＲ
１
＜Ｒ
３
＜Ｒ
２
を満たすＲ
３
である。前記故障診断方法は、前記複合スイッチに前記診断ゲート電圧を印加した状態で前記複合スイッチの抵抗値を測定する測定工程と、測定された前記複合スイッチの抵抗値に基づいて前記複合スイッチの故障を診断する診断工程と、を含む。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、簡素な構成により並列接続された半導体スイッチのオープン故障を診断することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
実施形態１にかかる蓄電装置の電気的構成を示す図である。
半導体スイッチの抵抗値とゲート電圧との関係を示すグラフである。
オープン故障診断処理について示すフローチャートである。
実施形態２にかかる蓄電装置を含む電気自動車の電気的構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（本実施形態の概要）
（１）本開示の蓄電装置は、蓄電素子と、管理装置と、を備える。前記管理装置は、前記蓄電素子と前記蓄電素子を外部に接続するための接続端子との間の電流経路を遮断する遮断器と、前記遮断器を制御する制御部と、を備える。前記遮断器は、複数の半導体スイッチが並列接続されて構成された複合スイッチを含み、正常な前記半導体スイッチの抵抗値は、クローズ状態でＲ
１
であり、オープン状態でＲ
２
であり、所定の診断ゲート電圧が印加された状態でＲ
１
＜Ｒ
３
＜Ｒ
２
を満たすＲ
３
である。前記制御部は、前記複合スイッチに前記診断ゲート電圧を印加した状態で前記複合スイッチの抵抗値を測定する測定処理と、測定された前記複合スイッチの抵抗値に基づいて前記複合スイッチの故障を診断する診断処理と、を実行する。
（【００１１】以降は省略されています）

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