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公開番号2025160584
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-23
出願番号2024063203
出願日2024-04-10
発明の名称蓄電装置
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 31/54 20200101AFI20251016BHJP(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、制御部と、磁気センサと、を備える。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、複数の半導体スイッチのいずれか1つは第1半導体スイッチである。磁気センサは、第1半導体スイッチまたは第1半導体スイッチに接続される導電路の近傍に配置され、第1半導体スイッチとは電気的に非接触である。制御部は、磁気センサからの入力に基づいて、第1半導体スイッチに流れる電流値とされる第1電流値を取得する電流値取得処理と、取得された第1電流値が所定の許容範囲内にあるか否かを判定する判定処理と、を実行する。
【選択図】図5
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、制御部と、磁気センサと、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、
前記複数の半導体スイッチのいずれか１つは第１半導体スイッチであり、
前記磁気センサは、前記第１半導体スイッチまたは前記第１半導体スイッチに接続される導電路の近傍に配置され、前記第１半導体スイッチとは電気的に非接触であり、
前記制御部は、
前記磁気センサからの入力に基づいて、前記第１半導体スイッチに流れる電流値とされる第１電流値を取得する電流値取得処理と、
取得された前記第１電流値が所定の許容範囲内にあるか否かを判定する判定処理と、
を実行する、蓄電装置。
続きを表示（約 550 文字）【請求項２】
前記複数の半導体スイッチは第１方向に並んで配置され、
前記第１半導体スイッチは、前記複数の半導体スイッチのうち前記第１方向における端に配されている、請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項３】
前記制御部は所定のタイミングで前記電流値取得処理及び前記判定処理を複数回実行するように構成され、
前記電流経路に流れる電流値が所定の第１閾値以上である場合の前記電流値取得処理の結果に基づく前記判定処理は、第１判定処理とされ、
複数回の前記判定処理が前記第１判定処理を含む場合、前記制御部は前記第１判定処理の結果に基づいて前記複合スイッチの故障の有無を診断する、請求項１または請求項２に記載の蓄電装置。
【請求項４】
前記電流経路に流れる電流値が前記第１閾値未満且つ所定の第２閾値以上である場合の前記電流値取得処理の結果に基づく前記判定処理は、第２判定処理とされ、
前記複数回の前記判定処理が、前記第１判定処理を含まない場合、２回以上連続する前記第２判定処理を含み、連続する２回の前記第２判定処理において前記第１電流値が前記許容範囲内にない場合に、前記複合スイッチが故障していると診断する、請求項３に記載の蓄電装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、蓄電装置に関する。
続きを表示（約 2,000 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】
上記の課題を解決するには、例えば、複数の半導体スイッチのそれぞれに電流センサを接続し、各半導体スイッチの電流値に基づいて各半導体スイッチの故障の有無を判断することが考えられる。しかし、このような構成は、省スペース化やコスト削減の観点から好ましくない。
【０００６】
また、複数の半導体スイッチのうち、特定の１つの半導体スイッチに電流センサを接続して、その特定の半導体スイッチの電流値に基づいて複数の半導体スイッチのうちのいずれかが故障しているか否かを判断することも考えられる。しかし、特定の１つの半導体スイッチにのみ電流センサを接続すると、電流センサの電気抵抗により、特定の１つの半導体スイッチに流れる電流値がその他の半導体スイッチに流れる電流値よりも小さくなる。このように複数の半導体スイッチに流れる電流値に偏りができると、複数の半導体スイッチのいずれかが故障しやすくなる場合がある。
【０００７】
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】
【０００８】
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、制御部と、磁気センサと、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、前記複数の半導体スイッチのいずれか１つは第１半導体スイッチである。前記磁気センサは、前記第１半導体スイッチまたは前記第１半導体スイッチに接続される導電路の近傍に配置され、前記第１半導体スイッチとは電気的に非接触である。前記制御部は、前記磁気センサからの入力に基づいて、前記第１半導体スイッチに流れる電流値とされる第１電流値を取得する電流値取得処理と、取得された前記第１電流値が所定の許容範囲内にあるか否かを判定する判定処理と、を実行する。
【発明の効果】
【０００９】
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】
【００１０】
図１は、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。
図２は、電流により発生する磁場について説明する説明図である。
図３は、半導体スイッチと磁気センサとの配置について模式的に示す図である。
図４は、図３とは異なる半導体スイッチと磁気センサとの配置について模式的に示す図である。
図５は、実施形態１の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。
図６は、実施形態２の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。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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