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JP2019161702A - Circuit protection device and power supply monitoring device - Google Patents

Circuit protection device and power supply monitoring device Download PDF

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JP2019161702A
JP2019161702A JP2018041207A JP2018041207A JP2019161702A JP 2019161702 A JP2019161702 A JP 2019161702A JP 2018041207 A JP2018041207 A JP 2018041207A JP 2018041207 A JP2018041207 A JP 2018041207A JP 2019161702 A JP2019161702 A JP 2019161702A
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circuit
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voltage
power supply
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JP2018041207A
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Japanese (ja)
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真吾 槌矢
Shingo Tsuchiya
真吾 槌矢
鎌田 誠二
Seiji Kamata
誠二 鎌田
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Hitachi Astemo Ltd
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Keihin Corp
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Abstract

【課題】メンテナンス性を従来よりも向上させることが可能な回路保護装置及び電源監視装置を提供する。【解決手段】直流電源と、当該直流電源のプラス電圧及びマイナス電圧が入力される保護対象回路との間に設けられる回路保護装置であって、直流電源のプラス端子と保護対象回路の第1の入力端子との間及び直流電源のマイナス端子と保護対象回路の第2の入力端子との間に設けられるリレーと、プラス電圧あるいは/及びマイナス電圧が異常電圧になると非導通状態から導通状態に変化することにより、リレーを閉状態から開状態に状態変化させる導通回路とを備える。【選択図】図2Provided are a circuit protection device and a power supply monitoring device capable of improving maintainability as compared with the related art. A circuit protection device is provided between a DC power supply and a protection target circuit to which a positive voltage and a negative voltage of the DC power supply are input, wherein the circuit protection device includes a DC power supply and a first terminal of the protection target circuit. A relay provided between the input terminal and between the negative terminal of the DC power supply and the second input terminal of the circuit to be protected, and changes from a non-conductive state to a conductive state when a positive voltage and / or a negative voltage becomes an abnormal voltage. And a conduction circuit that changes the state of the relay from the closed state to the open state. [Selection diagram] FIG.

Description

本発明は、回路保護装置及び電源監視装置に関する。   The present invention relates to a circuit protection device and a power supply monitoring device.

下記特許文献1には、組電池を監視する監視回路を適切に保護する回路保護装置が開示されている。この回路保護装置は、組電池を構成する複数の電池セルの各端子と監視回路の各入力端子との間にそれぞれ設けられた複数のヒューズと、当該複数のヒューズのうち、互いに隣り合うヒューズの出力側(監視回路)に挿入された複数のツェナダイオード(定電圧ダイオード)とから構成されている。この回路保護装置は、組電池から過電圧が入力されると、ツェナダイオードが非導通状態(OFF状態)から導通状態(ON状態)に状態変化して複数のヒューズに電流を流し、以ってヒューズを溶断させることによって監視回路を保護する。   Patent Document 1 listed below discloses a circuit protection device that appropriately protects a monitoring circuit that monitors an assembled battery. The circuit protection device includes a plurality of fuses provided between terminals of a plurality of battery cells constituting the assembled battery and input terminals of the monitoring circuit, and of the fuses adjacent to each other among the plurality of fuses. A plurality of Zener diodes (constant voltage diodes) inserted on the output side (monitoring circuit). In this circuit protection device, when an overvoltage is input from the assembled battery, the Zener diode changes its state from a non-conductive state (OFF state) to a conductive state (ON state), and a current flows through a plurality of fuses. The monitoring circuit is protected by fusing.

特開2014−7883号公報JP 2014-7883 A

ところで、上記回路保護装置では、監視回路を保護することができるものの、監視回路を再利用しようとする場合に、溶断したヒューズを少なくとも交換する必要がある。このヒューズは、電池セルの個数プラス1個が設けられるので、また車両用に用いられる組電池では電池セルの個数が数十〜数百にも及ぶので、溶断したヒューズの個数が多くなる。したがって、ヒューズの交換は極めて煩雑な作業であり、よって回路保護装置のメンテナンス性が悪いという問題がある。   By the way, although the circuit protection device can protect the monitoring circuit, it is necessary to replace at least the blown fuse when the monitoring circuit is to be reused. Since this fuse is provided with the number of battery cells plus one, and in the assembled battery used for vehicles, the number of battery cells reaches several tens to several hundreds, so that the number of fuses blown increases. Therefore, the replacement of the fuse is an extremely complicated operation, and there is a problem that the maintainability of the circuit protection device is poor.

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、メンテナンス性を従来よりも向上させることが可能な回路保護装置及び電源監視装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a circuit protection device and a power supply monitoring device capable of improving maintainability as compared with the related art.

上記目的を達成するために、本発明では、回路保護装置に係る第1の解決手段として、直流電源と、当該直流電源のプラス電圧及びマイナス電圧が入力される保護対象回路との間に設けられる回路保護装置であって、前記直流電源のプラス端子と前記保護対象回路の第1の入力端子との間及び前記直流電源のマイナス端子と前記保護対象回路の第2の入力端子との間に設けられるリレーと、前記プラス電圧あるいは/及び前記マイナス電圧が異常電圧になると非導通状態から導通状態に変化することにより、前記リレーを閉状態から開状態に状態変化させる導通回路とを備える、という手段を採用する。   In order to achieve the above object, according to the present invention, as a first solution means for a circuit protection device, a DC power supply and a protection target circuit to which a positive voltage and a negative voltage of the DC power supply are input are provided. A circuit protection device provided between a positive terminal of the DC power supply and a first input terminal of the circuit to be protected and between a negative terminal of the DC power supply and a second input terminal of the circuit to be protected. And a conduction circuit that changes the state of the relay from a closed state to an open state by changing from a non-conductive state to a conductive state when the positive voltage or / and the negative voltage becomes an abnormal voltage. Is adopted.

本発明では、回路保護装置に係る第2の解決手段として、上記第1の解決手段において、前記導通回路は、カソード端子が前記プラス端子と前記第1の入力端子との間に設けられた第1の前記リレーの一方の励磁端子に接続され、アノード端子が前記マイナス端子と前記第2の入力端子との間に設けられた第2の前記リレーの一方の励磁端子に接続された定電圧ダイオードであり、前記第1の前記リレーは、他方の励磁端子が前記保護対象回路側の接点に接続され、前記第2の前記リレーは、他方の励磁端子が前記保護対象回路側の接点に接続されている、という手段を採用する。   In the present invention, as a second solving means relating to the circuit protection device, in the first solving means, the conduction circuit includes a cathode terminal provided between the plus terminal and the first input terminal. A constant voltage diode connected to one excitation terminal of one of the relays and having an anode terminal connected to one excitation terminal of the second relay provided between the minus terminal and the second input terminal In the first relay, the other excitation terminal is connected to the contact on the protection target circuit side, and in the second relay, the other excitation terminal is connected to the contact on the protection target circuit side. Adopt the means that.

本発明では、回路保護装置に係る第3の解決手段として、上記第1の解決手段において、前記導通回路は、カソード端子が前記プラス端子と前記第1の入力端子との間に設けられた第1の前記リレーの一方の励磁端子に接続され、アノード端子が接地された第1の定電圧ダイオードと、カソード端子が前記マイナス端子と前記第2の入力端子との間に設けられた第2の前記リレーの一方の励磁端子に接続され、アノード端子が接地された第2の定電圧ダイオードとを備え、前記第1の前記リレーは、他方の励磁端子が前記保護対象回路側の接点に接続され、前記第2の前記リレーは、他方の励磁端子が前記保護対象回路側の接点に接続されている、という手段を採用する。   According to the present invention, as a third solving means relating to the circuit protection device, in the first solving means, the conduction circuit has a cathode terminal provided between the plus terminal and the first input terminal. A first constant voltage diode that is connected to one excitation terminal of the first relay and whose anode terminal is grounded, and a second terminal that is provided between the negative terminal and the second input terminal. A second constant voltage diode connected to one excitation terminal of the relay and having an anode terminal grounded, and the first relay has the other excitation terminal connected to a contact on the protection target circuit side. The second relay employs means in which the other excitation terminal is connected to the contact on the protection target circuit side.

本発明では、回路保護装置に係る第4の解決手段として、上記第1〜第3のいずれかの解決手段において、前記リレー及び前記導通回路は、前記直流電源と前記保護対象回路とを接続するコネクタ部材の内部に実装されている、という手段を採用する。   In the present invention, as a fourth solving means related to the circuit protection device, in any one of the first to third solving means, the relay and the conduction circuit connect the DC power source and the protection target circuit. A means of being mounted inside the connector member is employed.

本発明では、回路保護装置に係る第5の解決手段として、上記第1〜第4のいずれかの解決手段において、前記リレーはメカニカルリレーである、という手段を採用する。   In the present invention, as a fifth solving means related to the circuit protection device, in the first to fourth solving means, the means that the relay is a mechanical relay is adopted.

本発明では、電源監視装置に係る解決手段として、上記第1〜第5のいずれかの解決手段に係る回路保護装置と、前記保護対象回路であって、前記回路保護装置を介して前記直流電源を監視する監視回路とを備える、という手段を採用する。   In the present invention, as means for solving the power supply monitoring device, the circuit protection device according to any one of the first to fifth solutions, the protection target circuit, and the DC power supply via the circuit protection device. A monitoring circuit for monitoring the above is adopted.

本発明によれば、メンテナンス性を従来よりも向上させることが可能な回路保護装置及び電源監視装置を提供することが可能である。  ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is possible to provide the circuit protection apparatus and power supply monitoring apparatus which can improve maintenance property conventionally.

本発明の一実施形態に係る回路保護装置及び電源監視装置の機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function structure of the circuit protection apparatus and power supply monitoring apparatus which concern on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る回路保護装置の詳細構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the detailed structure of the circuit protection apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の変形例に係る回路保護装置の詳細構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the detailed structure of the circuit protection apparatus which concerns on the modification of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の変形例に係る電源監視装置の機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function structure of the power supply monitoring apparatus which concerns on the modification of one Embodiment of this invention.

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
本実施形態に係る電源監視装置Aは、図1に示すように組電池X(直流電源)を監視対象とする監視装置であり、監視回路1及び保護機能付コネクタ2を備えている。このような電源監視装置を構成する構成要素のうち、保護機能付コネクタ2は本発明における回路保護装置に相当する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
A power supply monitoring apparatus A according to the present embodiment is a monitoring apparatus that monitors an assembled battery X (DC power supply) as shown in FIG. 1 and includes a monitoring circuit 1 and a connector 2 with a protective function. Of the components constituting such a power supply monitoring device, the connector 2 with a protective function corresponds to the circuit protection device in the present invention.

最初に、組電池Xは、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両に搭載されるバッテリであり、例えばリチウムイオン電池やニッケル水素電池等の二次電池である。この組電池Xは、各々にプラス端子とマイナス端子とを備えると共に互いに直列接続された複数の電池セルb1〜bn(nは2以上の自然数)を備えている。すなわち、この組電池Xは、最上位電位側に位置する電池セルb1と最下位電位側に位置する電池セルbnとの間に電池セルb2〜bn−1が直列に接続されている。   First, the assembled battery X is a battery mounted on a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle, and is a secondary battery such as a lithium ion battery or a nickel metal hydride battery. The assembled battery X includes a plurality of battery cells b1 to bn (n is a natural number of 2 or more) each having a plus terminal and a minus terminal and connected in series to each other. That is, in the assembled battery X, the battery cells b2 to bn-1 are connected in series between the battery cell b1 located on the highest potential side and the battery cell bn located on the lowest potential side.

このような組電池Xは、例えば車両の走行動力を発生させる走行モータを駆動するインバータに直流電力を供給する。すなわち、組電池Xのプラス端子P1はインバータの一方の入力端(高電位側入力端子)に接続され、組電池Xのマイナス端子P2はインバータの他方の入力端(低電位側入力端子)に接続されている。   Such an assembled battery X supplies DC power to an inverter that drives, for example, a traveling motor that generates traveling power of the vehicle. That is, the plus terminal P1 of the assembled battery X is connected to one input terminal (high potential side input terminal) of the inverter, and the minus terminal P2 of the assembled battery X is connected to the other input terminal (low potential side input terminal) of the inverter. Has been.

この組電池Xは、図示するようにCID(Current Interrupt Device)を備えている。このCIDは、組電池Xを構成する各電池セルb1〜bnに対応して各電池セルb1〜bnのプラス端子側に設けられており、対応する電池セルの異常によって当該電池セルの内圧が過度に上昇すると作動することにより、各電池セルb1〜bnのプラス端子を機械的に解放する遮断素子(ディスコネクト素子)である。   The assembled battery X includes a CID (Current Interrupt Device) as illustrated. This CID is provided on the positive terminal side of each battery cell b1 to bn corresponding to each battery cell b1 to bn constituting the assembled battery X, and the internal pressure of the battery cell is excessive due to abnormality of the corresponding battery cell. It is a shut-off element (disconnect element) that mechanically releases the positive terminals of the battery cells b1 to bn by operating when it rises to.

監視回路1は、組電池Xの出力電圧に基づいて組電池Xを監視する回路である。すなわち、この監視回路1は、各電池セルb1〜bnの出力端子(プラス端子及びマイナス端子)に各々対応する複数対の入力端子を備えている。また、各電池セルb1〜bnの出力端子(プラス端子及びマイナス端子)と監視回路1の複数対の入力端子とは、各々に接続線L1〜Ln+1によって接続されている。   The monitoring circuit 1 is a circuit that monitors the assembled battery X based on the output voltage of the assembled battery X. That is, the monitoring circuit 1 includes a plurality of pairs of input terminals respectively corresponding to the output terminals (plus terminal and minus terminal) of each of the battery cells b1 to bn. Further, the output terminals (plus terminal and minus terminal) of each of the battery cells b1 to bn and the plural pairs of input terminals of the monitoring circuit 1 are connected to each other by connection lines L1 to Ln + 1.

このような監視回路1には、保護機能付コネクタ2(コネクタ部材)を介して各電池セルb1〜bnの出力端子(プラス端子及びマイナス端子)から出力電圧(プラス電圧あるいはマイナス電圧)が入力される。この監視回路1は、上記各電池セルb1〜bnの出力電圧に基づいて各電池セルb1〜bnの端子間電圧(プラス電圧とマイナス電圧との差電圧)をセル電圧V1〜Vnとして検出し、当該セル電圧V1〜Vnに基づいて組電池Xの状態を監視する。この監視回路1には、組電池Xの監視結果を組電池Xの充放電を制御するバッテリ制御装置(バッテリECU)に出力する。   An output voltage (plus voltage or minus voltage) is input to the monitoring circuit 1 from the output terminals (plus terminal and minus terminal) of each of the battery cells b1 to bn via the protective function connector 2 (connector member). The The monitoring circuit 1 detects the voltage between the terminals of each battery cell b1 to bn (the difference voltage between the plus voltage and the minus voltage) as the cell voltage V1 to Vn based on the output voltage of each of the battery cells b1 to bn. The state of the assembled battery X is monitored based on the cell voltages V1 to Vn. The monitoring circuit 1 outputs the monitoring result of the assembled battery X to a battery control device (battery ECU) that controls charging / discharging of the assembled battery X.

保護機能付コネクタ2は、回路基板に監視回路1と共に実装された電子部品であり、回路基板と各接続線L1〜Ln+1とを電気的かつ機械的に接続する。また、この保護機能付コネクタ2は、回路基板と各接続線L1〜Ln+1との接続機能に加えて、組電池Xの出力電圧が異常な高電圧(異常電圧)に至った場合に各接続線L1〜Ln+1と監視回路1との接続を乖離させることにより監視回路1を保護する回路保護機能を備えている。   The protective function connector 2 is an electronic component mounted on the circuit board together with the monitoring circuit 1, and electrically and mechanically connects the circuit board and the connection lines L1 to Ln + 1. In addition to the connection function between the circuit board and each of the connection lines L1 to Ln + 1, the connector 2 with a protective function is connected to each connection line when the output voltage of the assembled battery X reaches an abnormal high voltage (abnormal voltage). A circuit protection function for protecting the monitoring circuit 1 by separating the connection between L1 to Ln + 1 and the monitoring circuit 1 is provided.

すなわち、この保護機能付コネクタ2は、組電池Xの出力電圧が正常な電圧範囲にある場合、各電池セルb1〜bnと監視回路1とを接続し、上述したCIDの作動等によって組電池Xの出力電圧が異常電圧になった場合には、各電池セルb1〜bnと監視回路1との接続を遮断する。   That is, when the output voltage of the assembled battery X is in a normal voltage range, the connector 2 with a protective function connects the battery cells b1 to bn and the monitoring circuit 1, and the assembled battery X is operated by the operation of the CID described above. When the output voltage becomes an abnormal voltage, the connection between the battery cells b1 to bn and the monitoring circuit 1 is cut off.

図2は、代表として電池セルb1に対応する保護機能付コネクタ2の詳細構成を示している。すなわち、保護機能付コネクタ2は、接続線L1と監視回路1の第1の入力端子との間に設けられたメカニカルリレー2a(第1のリレー)、接続線L2と監視回路1の第2の入力端子との間に設けられたメカニカルリレー2b(第2のリレー)、またこのような一対のメカニカルリレー2a,2bとの間に設けられた定電圧ダイオード2cが内部に実装されている。なお、このような電池セルb1以外の他の電池セルb2〜bnに対応する保護機能付コネクタ2も図2と同様な構成を備える。   FIG. 2 shows a detailed configuration of the protective function-equipped connector 2 corresponding to the battery cell b1 as a representative. That is, the protective function connector 2 includes the mechanical relay 2a (first relay) provided between the connection line L1 and the first input terminal of the monitoring circuit 1, the connection line L2 and the second of the monitoring circuit 1. A mechanical relay 2b (second relay) provided between the input terminal and a constant voltage diode 2c provided between the pair of mechanical relays 2a and 2b is mounted inside. In addition, the connector 2 with a protection function corresponding to battery cells b2-bn other than such battery cell b1 is also equipped with the structure similar to FIG.

メカニカルリレー2aは、一方の接点が接続線L1に接続され、他方の接点(監視回路1側の接点)が監視回路1の第1の入力端子に接続され、一方の励磁端子Ta1が定電圧ダイオード2cのカソード端子に接続され、一方の励磁端子Ta2が上記他方の接点(監視回路1側の接点)に接続されている。   In the mechanical relay 2a, one contact is connected to the connection line L1, the other contact (contact on the monitoring circuit 1 side) is connected to the first input terminal of the monitoring circuit 1, and one excitation terminal Ta1 is a constant voltage diode. 2c is connected to the cathode terminal, and one excitation terminal Ta2 is connected to the other contact (contact on the monitoring circuit 1 side).

メカニカルリレー2bは、一方の接点が接続線L2に接続され、他方の接点が監視回路1の第2の入力端子に接続され、一方の励磁端子Tb1が定電圧ダイオード2cのアノード端子に接続され、一方の励磁端子Tb2が自身の他方の接点(監視回路1側の接点)に接続されている。   The mechanical relay 2b has one contact point connected to the connection line L2, the other contact point connected to the second input terminal of the monitoring circuit 1, and one excitation terminal Tb1 connected to the anode terminal of the constant voltage diode 2c. One excitation terminal Tb2 is connected to its other contact (the contact on the monitoring circuit 1 side).

定電圧ダイオード2cは、上述したようにカソード端子がメカニカルリレー2aの一方の励磁端子Ta1に接続され、アノード端子がメカニカルリレー2bの一方の励磁端子Tb1に接続されている。この定電圧ダイオード2cは、カソード電圧つまり一方のメカニカルリレー2aの他方の接点の電圧(電池セルb1のプラス電圧)とアノード電圧つまり他方のメカニカルリレー2bの他方の接点の電圧(電池セルb1のマイナス電圧)との差電圧が正常な電圧範囲にあるときは非導通状態となり、上記差電圧が所定の降伏電圧(異常電圧)になると非導通状態から導通状態に変化する導通回路である。   As described above, the constant voltage diode 2c has a cathode terminal connected to one excitation terminal Ta1 of the mechanical relay 2a and an anode terminal connected to one excitation terminal Tb1 of the mechanical relay 2b. The constant voltage diode 2c includes a cathode voltage, that is, a voltage at the other contact of one mechanical relay 2a (positive voltage of the battery cell b1) and an anode voltage, that is, a voltage at the other contact of the other mechanical relay 2b (negative of the battery cell b1) This is a conduction circuit that is in a non-conducting state when a difference voltage with respect to (voltage) is in a normal voltage range and changes from a non-conducting state to a conducting state when the difference voltage reaches a predetermined breakdown voltage (abnormal voltage).

すなわち、この保護機能付コネクタ2では、電池セルb1のプラス端子と監視回路1の第1の入力端子との間に一方のメカニカルリレー2aが挿入され、また電池セルb1のマイナス端子と監視回路1の第2の入力端子との間に他方のメカニカルリレー2bが挿入されている。また、この保護機能付コネクタ2では、一方のメカニカルリレー2aの出力側に位置する他方の接点と他方のメカニカルリレー2bの出力側に位置する他方の接点との間に定電圧ダイオード2cが挿入されている。   That is, in this connector 2 with a protective function, one mechanical relay 2a is inserted between the positive terminal of the battery cell b1 and the first input terminal of the monitoring circuit 1, and the negative terminal of the battery cell b1 and the monitoring circuit 1 The other mechanical relay 2b is inserted between the second input terminal. Moreover, in this connector 2 with a protective function, the constant voltage diode 2c is inserted between the other contact located on the output side of one mechanical relay 2a and the other contact located on the output side of the other mechanical relay 2b. ing.

次に、このように構成された電源監視装置Aの動作、特に当該電源監視装置の特徴的構成要素である保護機能付コネクタ2の動作について詳しく説明する。   Next, the operation of the power supply monitoring apparatus A configured as described above, particularly the operation of the protective function connector 2 which is a characteristic component of the power supply monitoring apparatus will be described in detail.

この電源監視装置Aでは、監視回路1が保護機能付コネクタ2を介して組電池Xから各々入力される各電池セルb1〜bnのセル電圧V1〜Vnを検出することにより組電池Xの動作状態を監視する。そして、監視回路1は、各電池セルb1〜bnのセル電圧V1〜Vnが正常な電圧範囲を逸脱し、例えば過充電による過電圧の電圧範囲に至ると、組電池Xが過電圧状態であることをバッテリECUに通知する。この結果、バッテリECUによる組電池Xの充電処理が終了する。   In this power supply monitoring device A, the monitoring circuit 1 detects the cell voltages V1 to Vn of the battery cells b1 to bn respectively input from the assembled battery X via the connector 2 with a protective function, thereby operating the assembled battery X. To monitor. The monitoring circuit 1 confirms that the assembled battery X is in an overvoltage state when the cell voltages V1 to Vn of the battery cells b1 to bn deviate from the normal voltage range, for example, reach an overvoltage range due to overcharging. Notify the battery ECU. As a result, the charging process of the assembled battery X by the battery ECU ends.

また、組電池Xでは、何れかの電池セルの異常によって当該電池セルの内圧が異常上昇してCIDが作動する場合がある。n個の電池セルb1〜bnの何れかのCIDが作動すると、監視回路1には組電池Xから異常電圧が印加される。例えば電池セルb1のCIDが作動した場合、電池セルb1に対応する監視回路1の第1、第2の入力端子には、一対の接続線L1,L2及び一対のメカニカルリレー2a,2bを介して異常電圧が印加される虞が生じる。   In the battery pack X, the internal pressure of the battery cell may be abnormally increased due to an abnormality in one of the battery cells, and the CID may be activated. When one of the n battery cells b1 to bn is activated, an abnormal voltage is applied to the monitoring circuit 1 from the assembled battery X. For example, when the CID of the battery cell b1 is activated, the first and second input terminals of the monitoring circuit 1 corresponding to the battery cell b1 are connected via a pair of connection lines L1 and L2 and a pair of mechanical relays 2a and 2b. There is a risk that an abnormal voltage may be applied.

このような異常電圧に対して、保護機能付コネクタ2では、定電圧ダイオード2cのカソード端子とアノード端子との間に異常電圧(降伏電圧)が印加されるので、定電圧ダイオード2cは、非導通状態(正常状態)から導通状態(異常状態)に状態変化する。この結果、一対のメカニカルリレー2a,2bは、閉状態から開状態に変化して異常電圧の監視回路1への入力を阻止する。   With respect to such an abnormal voltage, in the protective function connector 2, since the abnormal voltage (breakdown voltage) is applied between the cathode terminal and the anode terminal of the constant voltage diode 2c, the constant voltage diode 2c is non-conductive. The state changes from the state (normal state) to the conductive state (abnormal state). As a result, the pair of mechanical relays 2 a and 2 b change from the closed state to the open state, and prevents the abnormal voltage from being input to the monitoring circuit 1.

このような電源監視装置Aによれば、組電池Xにおける各電池セルb1〜bnの出力電圧(セル電圧)が異常電圧になると、定電圧ダイオード2cが導通状態となって一対のメカニカルリレー2a,2bが開状態に変化して監視回路1(保護対象回路)を保護し、またセル電圧が正常電圧に復帰すると、定電圧ダイオード2cが非導通状態となって一対のメカニカルリレー2a,2bが開状態から閉状態に復帰する。したがって、本実施形態によれば、従来のヒューズを用いる場合よりもメンテナンス性を向上させることが可能である。   According to such a power supply monitoring device A, when the output voltage (cell voltage) of each of the battery cells b1 to bn in the assembled battery X becomes an abnormal voltage, the constant voltage diode 2c becomes conductive and the pair of mechanical relays 2a, When 2b changes to the open state to protect the monitoring circuit 1 (protection target circuit) and the cell voltage returns to the normal voltage, the constant voltage diode 2c becomes non-conductive and the pair of mechanical relays 2a and 2b open. Return from the state to the closed state. Therefore, according to the present embodiment, the maintainability can be improved as compared with the case of using the conventional fuse.

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
(1)上記実施形態では、図2に示すように、メカニカルリレー2a(第1のリレー)、メカニカルリレー2b(第2のリレー)及び定電圧ダイオード2c(導通回路)によって保護機能付コネクタ2(回路保護装置)を構成したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図3に示すように定電圧ダイオード2cに代えて一対の定電圧ダイオード2d,2eを用いた保護機能付コネクタ2A(回路保護装置)を採用してもよい。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, For example, the following modifications can be considered.
(1) In the above embodiment, as shown in FIG. 2, the connector 2 with protective function (mechanical relay 2a (first relay), mechanical relay 2b (second relay), and constant voltage diode 2c (conduction circuit)) Although the circuit protection device is configured, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 3, a protective function connector 2A (circuit protection device) using a pair of constant voltage diodes 2d and 2e instead of the constant voltage diode 2c may be employed.

すなわち、上記一対の定電圧ダイオード2d,2eのうち、一方の定電圧ダイオード2d(第1の定電圧ダイオード)は、カソード端子がメカニカルリレー2a(第1のリレー)の一方の励磁端子Ta1に接続され、アノード端子が接地されている。他方の定電圧ダイオード2e(第2の定電圧ダイオード)は、カソード端子がメカニカルリレー2b(第2のリレー)の一方の励磁端子Tb1に接続され、アノード端子が接地されている。   That is, of the pair of constant voltage diodes 2d and 2e, one constant voltage diode 2d (first constant voltage diode) has a cathode terminal connected to one excitation terminal Ta1 of the mechanical relay 2a (first relay). The anode terminal is grounded. The other constant voltage diode 2e (second constant voltage diode) has a cathode terminal connected to one excitation terminal Tb1 of the mechanical relay 2b (second relay) and an anode terminal grounded.

このような保護機能付コネクタ2Aでは、組電池Xにおける各電池セルb1〜bnの端子電圧が異常電圧になると、一対の定電圧ダイオード2d,2eのいずれか一方あるいは両方が導通状態に変化する。この結果、一対のメカニカルリレー2a,2bのいずれか一方あるいは両方が開状態に変化して監視回路1(保護対象回路)を保護する。また、各電池セルb1〜bnの端子電圧が正常電圧に復帰すると、一対のメカニカルリレー2a,2bのいずれか一方あるいは両方が閉状態に変化して、各電池セルb1〜bnのセル電圧の正常な検出が可能となる。   In such a protective function-equipped connector 2A, when the terminal voltage of each of the battery cells b1 to bn in the assembled battery X becomes an abnormal voltage, one or both of the pair of constant voltage diodes 2d and 2e change to a conductive state. As a result, one or both of the pair of mechanical relays 2a and 2b are changed to the open state to protect the monitoring circuit 1 (protection target circuit). When the terminal voltage of each battery cell b1 to bn returns to the normal voltage, one or both of the pair of mechanical relays 2a and 2b change to the closed state, and the cell voltage of each battery cell b1 to bn is normal. Detection is possible.

(2)上記実施形態では、コネクタ機能を主機能とする保護機能付コネクタ2に監視回路1の回路保護機能を付加したが、本発明はこれに限定されない。例えば図4に示すように、これら2つの機能をコネクタ2Aと保護回路2Bとに分離してもよい。すなわち、本発明に係る回路保護装置をコネクタ機能と切り離した単独の保護回路2Bとして構成してもよい。 (2) In the above embodiment, the circuit protection function of the monitoring circuit 1 is added to the connector 2 with a protection function whose main function is the connector function, but the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 4, these two functions may be separated into a connector 2A and a protection circuit 2B. That is, the circuit protection device according to the present invention may be configured as a single protection circuit 2B separated from the connector function.

(3)上記実施形態では、第1、第2のリレーとしてメカニカルリレー2a,2bを用いたが、本発明はこれに限定されない。メカニカルリレー2a,2bつまり有接点リレーに代えて、半導体リレー等の無接点リレーを採用してもよい。 (3) In the above embodiment, the mechanical relays 2a and 2b are used as the first and second relays, but the present invention is not limited to this. Instead of the mechanical relays 2a and 2b, that is, the contact relays, non-contact relays such as semiconductor relays may be employed.

(4)上記実施形態では、各電池セルb1〜bnが各々にCIDを備える組電池Xについて説明したが、本発明はこれに限定されない。安全対策用に組電池に設けられる遮断素子には、電池セルの異常内圧に基づいて作動するCIDの他に種々のものが考えられる。 (4) In the said embodiment, although each battery cell b1-bn demonstrated each assembled battery X provided with CID, this invention is not limited to this. In addition to the CID that operates based on the abnormal internal pressure of the battery cell, various elements can be considered as the interruption element provided in the assembled battery for safety measures.

X 組電池(直流電源)
b1〜bn 電池セル
L1〜Ln 接続線
1 監視回路
2 保護機能付コネクタ(コネクタ部材)
2A コネクタ
2B 保護回路
2a メカニカルリレー(第1のリレー)
2b メカニカルリレー(第2のリレー)
2c 定電圧ダイオード
2d 第1の定電圧ダイオード
2e 第2の定電圧ダイオード

X battery pack (DC power supply)
b1 to bn Battery cells L1 to Ln Connection line 1 Monitoring circuit 2 Connector with protection function (connector member)
2A Connector 2B Protection circuit 2a Mechanical relay (first relay)
2b Mechanical relay (second relay)
2c constant voltage diode 2d first constant voltage diode 2e second constant voltage diode

Claims (6)

直流電源と、当該直流電源のプラス電圧及びマイナス電圧が入力される保護対象回路との間に設けられる回路保護装置であって、
前記直流電源のプラス端子と前記保護対象回路の第1の入力端子との間及び前記直流電源のマイナス端子と前記保護対象回路の第2の入力端子との間に設けられるリレーと、
前記プラス電圧あるいは/及び前記マイナス電圧が異常電圧になると非導通状態から導通状態に変化することにより、前記リレーを閉状態から開状態に状態変化させる導通回路と
を備えることを特徴とする回路保護装置。
A circuit protection device provided between a DC power supply and a protection target circuit to which a positive voltage and a negative voltage of the DC power supply are input,
A relay provided between the positive terminal of the DC power source and the first input terminal of the circuit to be protected and between the negative terminal of the DC power source and the second input terminal of the circuit to be protected;
And a conduction circuit that changes the state of the relay from a closed state to an open state by changing from a non-conductive state to a conductive state when the positive voltage and / or the negative voltage becomes an abnormal voltage. apparatus.
前記導通回路は、カソード端子が前記プラス端子と前記第1の入力端子との間に設けられた第1の前記リレーの一方の励磁端子に接続され、アノード端子が前記マイナス端子と前記第2の入力端子との間に設けられた第2の前記リレーの一方の励磁端子に接続された定電圧ダイオードであり、
前記第1の前記リレーは、他方の励磁端子が前記保護対象回路側の接点に接続され、
前記第2の前記リレーは、他方の励磁端子が前記保護対象回路側の接点に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の回路保護装置。
In the conduction circuit, a cathode terminal is connected to one excitation terminal of the first relay provided between the plus terminal and the first input terminal, and an anode terminal is connected to the minus terminal and the second terminal. A constant voltage diode connected to one excitation terminal of the second relay provided between the input terminal and the input terminal;
In the first relay, the other excitation terminal is connected to a contact on the protection target circuit side,
2. The circuit protection device according to claim 1, wherein in the second relay, the other excitation terminal is connected to a contact on the protection target circuit side.
前記導通回路は、カソード端子が前記プラス端子と前記第1の入力端子との間に設けられた第1の前記リレーの一方の励磁端子に接続され、アノード端子が接地された第1の定電圧ダイオードと、カソード端子が前記マイナス端子と前記第2の入力端子との間に設けられた第2の前記リレーの一方の励磁端子に接続され、アノード端子が接地された第2の定電圧ダイオードとを備え、
前記第1の前記リレーは、他方の励磁端子が前記保護対象回路側の接点に接続され、
前記第2の前記リレーは、他方の励磁端子が前記保護対象回路側の接点に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の回路保護装置。
The conduction circuit includes a first constant voltage in which a cathode terminal is connected to one excitation terminal of the first relay provided between the plus terminal and the first input terminal, and an anode terminal is grounded. A diode, a cathode terminal connected to one excitation terminal of the second relay provided between the minus terminal and the second input terminal, and a second constant voltage diode having an anode terminal grounded With
In the first relay, the other excitation terminal is connected to a contact on the protection target circuit side,
2. The circuit protection device according to claim 1, wherein in the second relay, the other excitation terminal is connected to a contact on the protection target circuit side.
前記リレー及び前記導通回路は、前記直流電源と前記保護対象回路とを接続するコネクタ部材の内部に実装されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の回路保護装置。   The circuit protection device according to claim 1, wherein the relay and the conduction circuit are mounted inside a connector member that connects the DC power source and the circuit to be protected. . 前記リレーはメカニカルリレーであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の回路保護装置。   The circuit protection device according to claim 1, wherein the relay is a mechanical relay. 請求項1〜5のいずれか一項に記載の回路保護装置と、
前記保護対象回路であって、前記回路保護装置を介して前記直流電源を監視する監視回路と
を備えることを特徴とする電源監視装置。
A circuit protection device according to any one of claims 1 to 5;
A power monitoring apparatus comprising: a monitoring circuit that is the protection target circuit and that monitors the DC power supply via the circuit protection apparatus.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116300673A (en) * 2023-01-11 2023-06-23 广东鸿业管桩有限公司 Device for protecting internal circuit of PLC digital quantity input module based on intermediate relay

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