JP2003264009A

JP2003264009A - バッテリテストモジュール

Info

Publication number: JP2003264009A
Application number: JP2002368416A
Authority: JP
Inventors: Kevin I Bertness; アイ．バートネスケビン; Jamey L Butteris; エル．バテリスジャメイ; Stephen J Mcshane; ジェイ．マクシェインスティーブン; Michael J Fritsch; ジェイ．フリッチマイケル
Original assignee: Midtronics Inc
Current assignee: Midtronics Inc
Priority date: 2001-12-19
Filing date: 2002-12-19
Publication date: 2003-09-19

Abstract

(57)【要約】【課題】バッテリの使用状況をモニタしたり、充電状態
や健全性を判断できるバッテリテストモジュールを提供
することにある。【解決手段】蓄電池は、バッテリハウジング体と、蓄電
池の端子に電気接続した前記バッテリハウジング体内に
複数の電気化学セルとを備える。このバッテリハウジン
グ体には、バッテリテストモジュールが搭載されてお
り、このモジュールはケルビン接続により前記端子に電
気結合されている。また、バッテリテストモジュールか
らの蓄電池状態の情報を出力するために、表示装置やそ
の他の出力部が設置されている。前記バッテリテストモ
ジュールは、蓄電池の電極延長部を介して蓄電池端子に
接続している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の分野】本発明は蓄電池に関し、より具体的に
は、一体型バッテリテスタを備えた蓄電池に関する。鉛
蓄電池などの蓄電池は、自動車や予備電源といった多様
なアプリケーションで利用されている。一般的な蓄電池
は、直列に電気接続された複数の個別蓄電セルからな
る。それぞれのセルは、例えば、およそ２．１ボルトの
電圧電位の出力が可能である。これらのセルを直列に接
続すると、各セルの電圧が累算式に加算される。この場
合、一般的な自動車用蓄電池では６つの蓄電セルを使用
するので、合計１２．６ボルトの電圧が供給可能であ
る。前記複数のセルはハウジング体に格納されており、
この組合せ全体を通常「電池」と称する。

【０００２】蓄電池の状態の保全が頻繁に要求されるた
め、これまでに数々の検査方法が開発されてきた。一例
には、湿度計を使って電池内の酸混合物の比重を測定す
る方法がある。また、より精度の高い電池検査法とし
て、電気的検査も利用されている。非常に簡単な電気的
検査では、単に電池の電圧を測定し、この測定値が特定
のしきい値以下であれば、その電池の状態が不良である
と決定する。また別の検査方法に、負荷テストと呼ばれ
るものがある。この負荷テストでは、公知の負荷を使っ
て電池を放電し、放電中にモニタした電圧値から電池の
状態を判断する。近年では、米国イリノイ州ウィロウブ
ルック（Willowbrook）のミッドトロニクス社（Midtron
ics, Inc.）、キース・Ｓ・チャンプリン博士（Dr. Kei
th S. Champlin）により、電池の動的コンダクタンス値
などの動的パラメータを測定する方法が考案されてい
る。この方法については、複数の米国特許や米国特許出
願で解説されている。その例を以下に挙げ、全文を本出
願書に添付しておく。１９７５年３月２５日発行のチャ
ンプリン氏による米国特許第３，８７３，９１１号『電
子式バッテリテスト装置』、１９７５年９月３０日発行
のチャンプリン氏による米国特許第３，９０９，７０８
号『電子式バッテリテスト装置』、１９８９年３月２８
日発行のチャンプリン氏による米国特許第４，８１６，
７６８号『電子式バッテリテスト装置』、１９８９年４
月２５日発行のチャンプリン氏による米国特許第４，８
２５，１７０号『自動電圧測定器を備えた電子式バッテ
リテスト装置』、１９８９年１１月１４日発行のチャン
プリン氏による米国特許第４，８８１，０３８号『動的
コンダクタンスを判定するための自動電圧測定器を備え
た電子式バッテリテスト装置』、１９９０年３月２７日
発行のチャンプリン氏による米国特許第４，９１２，４
１６号『充電状態の補正機能を備えた電子式バッテリテ
スト装置』、チャンプリン氏による１９９２年８月１８
日発行の米国特許第５，１４０，２６９号『電池／セル
の容量を算定するための電子式テスタ』、１９９４年８
月３０日発行のチャンプリン氏による米国特許第５，３
４３，３８０号『充電または放電中の電池における時間
依存信号を抑制する方法と装置』、１９９６年１１月５
日発行の米国特許第５，５７２，１３６号『低充電状態
自動補正機能を備えた電子式バッテリテスタ』、１９９
６年１１月１２日発行の米国特許第５，５７４，３５５
号『充電中の電池における熱暴走の検知および制御方法
とその装置』、１９９６年１２月１０日発行の米国特許
第５，５８５，４１６号『充電効果を最大限にするため
蓄電池をステップ充電する装置と方法』、１９９６年１
２月１７日発行の米国特許第５，５８５，７２８号『低
充電状態自動補正機能を備えた電子式バッテリテス
タ』、１９９６年１２月３１日発行の米国特許第５，５
８９，７５７号『充電効果を最大限にするため蓄電池を
ステップ充電する装置と方法』、１９９７年１月７日発
行の米国特許第５，５９２，０９３号『補正回路により
端子接続の緩みを検出できる電子式バッテリテスト装
置』、１９９７年１月２８日発行の米国特許第５，５９
８，０９８号『高いノイズ耐性を備えた電子式バッテリ
テスタ』、１９９７年８月１２日発行の米国特許第５，
６５６，９２０号『双方向充電器と鉛蓄電池の充電を最
大限にする方法』、１９９８年５月２６日発行の米国特
許第５，７５７，１９２号『蓄電池内の不良セルを検出
するための方法と装置』、１９９８年１０月１３日発行
の米国特許第５，８２１，７５６号『低充電状態の任意
補正機能を備えた電子式バッテリテスタ』、１９９８年
１１月３日発行の米国特許第５，８３１，４３５号『Ｊ
ＩＳ規格用バッテリテスタ』、１９９９年６月２２日発
行の米国特許第５，９１４，６０５号『電子式バッテリ
テスタ』、１９９９年８月３１日発行の米国特許第５，
９４５，８２９号『中間点における電池のモニタ方
法』、１９９９年１２月１４日発行の米国特許第６，０
０２，２３８号『セルおよび電池の複合インピーダンス
測定方法とその装置』、２０００年３月１４日発行の米
国特許第６，０３７，７５１号『電池の充電装置』、２
０００年３月１４日発行の米国特許第６，０３７，７７
７号『複合インピーダンス／アドミッタンスから電池特
性を判定する方法』、２０００年４月１８日発行の米国
特許第６，０５１，９７６号『バッテリテストの監査方
法とその装置』、２０００年６月２７日発行の米国特許
第６，０８１，０９８号『電池の充電方法とその装
置』、２０００年７月１８日発行の米国特許第６，０９
１，２４５号『バッテリテストの監査方法とその装
置』、２０００年８月１５日発行の米国特許第６，１０
４，１６７号『電池の充電方法とその装置』、２０００
年１０月２４日発行の米国特許第６，１３７，２６９号
『電気化学セル／電池の内部温度を電子的判定する方法
とその装置』、２０００年１２月１９日発行の米国特許
第６，１６３，１５６号『電子式バッテリテスタのため
の電気接続』、２００１年１月９日発行の米国特許第
６，１７２，４８３号『セルおよび電池の複合インピー
ダンスの測定方法とその装置』、２００１年１月９日発
行の米国特許第６，１７２，５０５号『電子式バッテリ
テスタ』、２００１年４月２４日発行の米国特許第６，
２２２，３６９号『複合インピーダンス／アドミッタン
スから電池特性を確定する方法とその装置』、２００１
年５月１日発行の米国特許第６，２２５，８０８号『電
子式バッテリテスタ用のテストカウンタ』、２００１年
６月１９日発行の米国特許第６，２４９，１２４号『内
部電池を備えた電子式バッテリテスタ』、２００１年７
月１０日発行の米国特許第６，２５９，２５４号『電池
および高速充電中の電池で診断テストを実行するための
装置と方法』、２００１年７月１７日発行の米国特許第
６，２６２，５６３号『セルおよび電池の複合アドミッ
タンスを測定する方法と装置』、２００１年９月２５日
発行の米国特許第６，２９４，８９６号『汎用電気素子
の複合セルフイミタンスを測定する方法と装置』、２０
０１年９月２５日発行の米国特許第６，２９４，８９７
号『電子セルまたは電池の内部温度を電子測定するため
の方法と装置』、２００１年１０月１６日発行の米国特
許第６，３０４，０８７号『電子バッテリテスタの校正
装置』、２００１年１０月３０日発行の米国特許第６，
３１０，４８１号『電子バッテリテスタ』、２００１年
１１月６日発行の米国特許第６，３１３，６０７号『電
気化学セルまたはバッテリにおける蓄電量を測定するた
めの方法と装置』、２００１年１１月６日発行の米国特
許第６，３１３，６０８号『電池を充電する方法とその
装置』、２００１年１１月１３日発行の米国特許第６，
３１６，９１４号『蓄電池の並列接続テスト方法』、２
００１年１１月２７日発行の米国特許第６，３２３，６
５０号『電子バッテリテスタ』、２００１年１２月１１
日発行の米国特許第６，３２９，７９３号『電池の充電
方法とその装置』、２００１年１２月１８日発行の米国
特許第６，３３１，７６２号『自動車用電力管理システ
ム』、２００１年１２月１８日発行の米国特許第６，３
３２，１１３号『電子バッテリテスタ』、２００２年２
月２６日発行の米国特許第６，３５１，１０２号『自動
車バッテリ充電システム用テスタ』、２００２年３月１
９日発行の米国特許第６，３５９，４４１号『電子バッ
テリテスタ』、２００２年３月２６日発行の米国特許第
６，３６３，３０３号『同期発電器の診断システム』、
２０００年６月１５日出願の米国出願番号第０９／５９
５，１０２、『充電式蓄電池』、２０００年１０月３１
日出願の米国出願番号第０９／７０３，２７０、『電子
バッテリテスタ』、２０００年５月２２日出願の米国出
願番号第０９／５７５，６２９、『エンコード出力を備
えた自動車電気システムテスタ』、２００１年２月９日
出願の米国出願番号第０９／７８０，１４６、『一体型
バッテリテスタを備えた蓄電池』、２００１年３月２３
日出願の米国出願番号第０９／８１６，７６８、『モジ
ュラバッテリテスタ』、２００１年１月８日出願の米国
出願番号第０９／７５６，６３８、『複合インピーダン
ス／アドミッタンスから電池特性を判定するための方法
と装置』、２００１年５月２１日出願の米国出願番号第
０９／８６２，７８３、『直列／並列システムに組込ま
れたセルおよび電池をテストするための方法と装置』、
２０００年１月１３日出願の米国出願番号第０９／４８
３，６２３、『オルタナータテスタ』、２００１年５月
３０日出願の米国出願番号第０９／８７０，４１０、
『一体型コンダクタンスおよび負荷テストに基く電子バ
ッテリテスタ』、２００１年９月２０日出願の米国出願
番号第０９／９６０，１１７、『自動車内蔵のバッテリ
モニタ』、２００１年７月１８日出願の米国出願番号第
０９／９０８，３８９、『一体型回路センサを備えたバ
ッテリクランプ』、２００１年７月１８日出願の米国出
願番号第０９／９０８，２７８、『組込み式環境センサ
を備えたバッテリクランプ』、２００１年６月１３日出
願の米国出願番号第０９／８８０，４７３、『バッテリ
テストモジュール』、２００１年６月７日出願の米国出
願番号第０９／８７６，５６４、『電子バッテリテス
タ』、２００１年６月１１日出願の米国出願番号第０９
／８７８，６２５、『セル、バッテリおよびその他の電
気素子のＡＣ測定値の干渉成分を削減する方法』、２０
０１年７月１０日出願の米国出願番号第０９／９０２，
４９２、『電池および高速充電中の電池で診断テストを
実行するための装置と方法』、２００１年８月２７日出
願の米国出願番号第０９／９４０，６８４、『電気化学
セルまたはバッテリ内の蓄電量を評価するための方法と
装置』、２００１年１０月１２日出願の米国出願番号第
０９／９７７，０４９、『セルおよび電池のＡＣイミタ
ンス測定用のプログラム可能電流エキサイタ』、２００
１年１０月２３日出願の米国出願番号第１０／０４７，
９２３、『自動車バッテリ充電システム用テスタ』、２
００１年１０月２９日出願の米国出願番号第１０／０４
６，６５９、『自動車用電力管理システム』、２００１
年１１月１４日出願の米国出願番号第０９／９９３，４
６８、『電池電極用ケルビンコネクタ』、２００１年１
１月２６日出願の米国出願番号第０９／９９２，３５
０、『電子バッテリテスタ』、２００２年１月８日出願
の米国出願番号第１０／０４２，４５１、『電池の充電
制御装置』、２００２年２月８日出願の米国出願番号第
１０／０７３，３７８、『回路モデルを使ったセル／電
池のパラメータ評価方法とその装置』、２００２年３月
７日出願の米国出願番号第１０／０９３，８５３、『ネ
ットワーク通信機能を備えた電子バッテリテスタ』、２
００２年３月１４日出願の米国出願番号第６０／３６
４，６５６、『低温度定格測定機能を備えた電子バッテ
リテスタ』、２００２年３月１９日出願の米国出願番号
第１０／１０１，５４３、『電子バッテリテスタ』、２
００２年３月２８日出願の米国出願番号第１０／１１
２，１１４、２００２年３月２８日出願の米国出願番号
第１０／１０９，７３４、２００２年３月２８日出願の
米国出願番号第１０／１１２，１０５、『自動車バッテ
リ用充電制御システム』、２００２年３月２９日出願の
米国出願番号第１０／１１２，９９８、『電池交換出力
を備えたバッテリテスタ』。

【０００３】一般的にバッテリテスタは、蓄電池間で移
動できる、蓄電池から取外し可能な別個の部品であり、
蓄電池に電気接続させて使用する。つまり、従来技術に
よるテスタでは、蓄電池をテストするさいに別個のテス
ト機器が必要となるのである。

【０００４】

【本発明の要旨】蓄電池は、バッテリハウジング体と、
前記ハウジング体に格納されバッテリ端子に接続する複
数の電気化学セルとで構成される。前記バッテリハウジ
ング体にはバッテリテストモジュールが取付けられてお
り、このモジュールはケルビン接続により前記バッテリ
端子に電気接続している。また、前記バッテリテストモ
ジュールから伝送される電池状態に関する情報を出力す
るために、表示装置やその他の出力部が設置されてい
る。本発明の別の実施形態では、バッテリテストモジュ
ールを電池端子に接続するための電池電極延長部を備え
ている。

【０００５】

【好適実施形態についての詳細な説明】本発明による蓄
電池の特徴の１つは、蓄電池の電気セルでバッテリテス
トを実行するための、一体型バッテリテストモジュール
を提供することである。ここで使用する「一体型」とい
う用語には、蓄電池のハウジング体に装着させるような
個別型のモジュールも含まれる。本発明の一実施形態で
は、このバッテリテストモジュールは、ケルビン接続に
より蓄電池の電気セルに電気接続している。しかしなが
ら、ケルビン接続を使用しない別の実施形態も可能であ
る。バッテリテストモジュールを蓄電池と一体形成した
場合には、オペレータは外付けのバッテリテスト機器に
依存せずテストを実行することができる。また、専門技
術をもたないオペレータでも、前記バッテリテストを容
易に実行できるような実施形態も可能である。バッテリ
テストモジュールは、蓄電池の製造コストを極端に上げ
ず、蓄電池に一体化するような低コスト技術を用いて製
造されることが好ましい。さらに、バッテリテストモジ
ュールは、蓄電池状態の情報を、バッテリハウジング体
に装着されているおよび／または蓄電池から離れた場所
に設置される個別の出力部に設置された出力装置に出力
する機能をもつ。ここで言う蓄電池状態の情報とは、バ
ッテリテストモジュールで得られるバッテリテストの様
々な結果や、そこで得られた様々な情報である。例をあ
げると、テストモジュールで測定されたリアルタイムの
測定値（蓄電池の電圧、電流、温度など）や、テストモ
ジュールで得られた中間測定結果および最終テスト結果
などである。

【０００６】図１は、本発明による蓄電池１０の側面図
である。この蓄電池１０には、正（＋）端子１２と負
（−）端子１４が備わり、蓄電池のハウジング体１８に
は、バッテリテストモジュール１６が取付けられてい
る。

【０００７】図２Ａと図２Ｂは、図１に示す蓄電池１０
の上側平面図である。図２Ａに示すように、バッテリテ
ストモジュール１６には、オプション入力部２０とオプ
ション出力部２２、２４が備わっている。入力部２０に
は、オペレータによる起動やシステムによる自動操作が
可能な入力部や押しボタンを採用できる。出力部２２に
は、ＬＥＤやその他のバッテリテスト結果である合格／
不合格を示す視覚表示素子を利用できる。しかしながら
別例として、適当な技術を使用して、データを出力部２
４から遠隔地のコンピュータやモニタ装置へ送信するこ
とも可能である。また、出力部２４から、バッテリテス
トの定量出力値を提供することもできる。図２Ｂでは、
前記出力部２２が、一列に配置された出力部２３Ａ、２
３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄで構成されており、この出力部は
発光ダイオード（ＬＥＤ）であっても構わない。

【０００８】図３は、図２の破線３に沿った蓄電池１０
の側断面図である。図３に示すように、蓄電池１０は、
鉛電池などの蓄電池であり、導線３２で直列に電気接続
された複数の電気化学セルを備えている。つまり、片端
が導線３４を介して正端子１２に電気接続し、他端が導
線３６を介して負端子１４に電気接続した複数のセル３
０が列を形成しているのである。図３に示すように、バ
ッテリテストモジュール１６は、ケルビン接続３８およ
び４０である２対の電気接続を経由して端子１２と１４
に結合している。なお、端子１２と１４への接続は、外
部電池電極１２または１４への直接接合、電池電極１２
や１４に工具形成、モールド形成、または、一体形成さ
れた電極延長部を介した接続、電池電極１２または１４
への直接の内部または外部配線接続、あるいは、電池電
極１２または１４と電池ケースの一体構造接続などによ
り実現することができる。

【０００９】実際の動作においては、ユーザがバッテリ
テストモジュール１６を使って、蓄電池１０の状態をテ
ストすることができる。例えばボタン２０や別の入力装
置を介して起動させれば、蓄電池のテストを実行できる
のである。このバッテリテストの結果は、出力部２２ま
たは２４に表示される。別の実施形態として、バッテリ
テストモジュール１６が蓄電池をモニタリングし、この
蓄電池が使用されていなかったり、蓄電池が接続される
電気システムに過度のノイズが存在していなければ、一
時停止した後バッテリテストを実行する。このバッテリ
テストの結果はメモリに記憶され、出力部２２か２４で
表示される。このような実施形態では、テストの実行に
入力部２０などの入力器を必要としないが、長い時間に
渡って、テストモジュール１６に内蔵の回路が蓄電池を
放電するおそれがある。

【００１０】図２Ｂに示す実施形態では、バッテリテス
トモジュール１６において、端子１２と端子１４との間
の電圧値を、複数の異なるしきい値電圧と比較する。そ
して、蓄電池１０の電圧値に応じて、テストモジュール
１６上のＬＥＤ２３Ａ〜Ｄが所定数だけ点灯する。各Ｌ
ＥＤはそれぞれ異なるしきい値に対応させておくことが
可能である。このしきい値については、所望の間隔で設
定できる。また、ＬＥＤ２３Ａ〜Ｄは、例えば２３Ａを
赤色ＬＥＤ、２３Ｄを緑色ＬＥＤというようにそれぞれ
異なる色に設定することも可能である。もう少し複雑な
実施形態として、電圧の測定中または測定前に、モジュ
ール１６中の負荷抵抗などの負荷が蓄電池１０に加えら
れることができる。この場合のモジュール１６の出力値
は、印加された負荷の関数となる。

【００１１】また別の実施形態では、所定しきい値に到
達するまで、テストモジュール１６の出力部２３Ａ〜Ｄ
を連続的に点灯させる。また、より理想的なユーザイン
ターフェースを提供するために、各ＬＥＤが点灯する間
隔をすこし遅延させることも可能である。点灯タイミン
グは適当でよい。バッテリテストの結果は、出力部２３
Ａ〜Ｄにおいて、ユーザがその結果を確認できるような
十分な長さの、所望する時間のあいだ保持することもで
きる。さらに別の実施形態として、テストが終了するま
で所定数のＬＥＤを点灯したままに保持する。また、一
度に１つのＬＥＤしか点灯させない実施形態も可能であ
る。つまり、これらＬＥＤやしきい値の数は任意で選択
すればよいのである。さらに、記号や警告を示すＬＥＤ
を点灯させて、オペレータに追加の情報を伝達するよう
な実施形態でもよい。

【００１２】図２Ｂの実施形態におけるバッテリテスタ
の回路は、当業者には自明であるような簡単なコンパレ
ータとタイミング回路とにより実現できる。より複雑な
実施形態として、小型マイクロプロセッサの採用も可能
である。一般的にバッテリテストモジュール１６の回路
は、蓄電池１０から電力が供給される。

【００１３】図４には、前記蓄電池１０における、バッ
テリテストモジュール１６とセル３０との電気接続をよ
り詳細に示す。図中では、セル３０を電池の電気記号で
表示してある。バッテリテストモジュール１６は、ケル
ビン接続３８および４０によって電気化学セル３０に結
合している。

【００１４】前記バッテリテストモジュール１６のマイ
クロプロセッサーは、後で検索できるように情報をメモ
リ４４に蓄積できる。例えば、電池の使用履歴および充
電履歴に関する情報を、後で取り出せるようメモリに保
存しておくことができる。このデータを出力部２２や２
４、または、その他の出力部に出力するには、特別なア
クセスコードをユーザ入力部に入力すればよい。前記出
力が、連続する音色や予め録音された音声などの音響出
力であるような実施形態も可能である。また、前記入力
部を、特定のボタン列、または、ボタンを押すタイミン
グで構成することもできる。さらに、この入力部には、
ＩＲセンサ、振動センサ、磁気スイッチ、外部装置など
に誘導結合する近接レシーバなどを利用することも可能
である。前記出力は、外部装置で読み取られるデジタル
記号に応じたＬＥＤの点灯により表示できる。他の種類
の出力部として、ＩＲリンク、誘導結合などの近接通信
技術等によっても実現できる。前記以外の出力技術に
は、シリアル出力、または、ハードワイヤ出力、ＲＦ出
力、光学出力がある。さらに、前記いずれかの通信技術
を用いて、遠隔コンピュータまたはその他の回路から入
力部２０や２６を経由して受信された入力信号に基きバ
ッテリテストを開始することも可能である。同様の技術
を使って、メモリに記憶されている情報のデータ廃棄も
実行できる。また、正端子１２および負端子１４にてデ
ータ変調を行い、テストモジュール１６へ出力および入
力することもできる。前記データは、バッテリモジュー
ル１６内の送受信回路により受信または送信する。前記
データ変調技術については、様々なものが当業者におい
て知られている。さらにまた、蓄電池１０が接続できる
外部回路に干渉しない変調技術を選択できるような実施
形態も可能である。

【００１５】前記データの記録／報告技術を使えば、製
造者がバッテリの使用状況をモニタすることもできる。
例えば、バッテリの故障の原因となるような、バッテリ
が販売前に長期間にわたって未充電状態で放置されてい
たかどうかを製造者が判別できる。バッテリ１８の寿命
中に発生する様々な事象を日付で特定できるよう、日付
データがバッテリテストモジュール１６のマイクロプロ
セッサに記憶されている場合、前記メモリに記憶された
データを日付情報に関連付けすることも可能である。メ
モリ４４に記憶可能なその他の情報には、製造日、バッ
テリ定格、別のＩＤであるバッテリ通し番号、販売網な
どがある。

【００１６】図４は、本発明の別の実施例を示す。つま
り、図４の素子１０は、内部バッテリ３０を備えたスタ
ンバイジャンパ、つまり、補助システム１０である。ジ
ャンパケーブルや、その他タバコ点火用アダプターなど
の出力部を内部バッテリ３０に結合すれば、自動車の補
助電源としても使用可能である。このような装置は、た
とえば自動車への短時間の充電や、バッテリの故障した
別の自動車の始動、つまり「ジャンプスタート」にも使
用できる。前記ような装置は、当業者には公知のもので
あり、内部電池を備えた一般的に小型で持ち運び可能な
ものである。この内部電池には、ゲルセル、ＮＩＣＡＤ
電池、ニッケル水素電池、または、その他の種類の電池
を採用できる。しかしながら、このような補助電源装置
の問題点の１つは、ユーザが気付かないうちに内部電池
が故障する可能性があることである。つまり、補助電源
装置を使用する必要が生じたときに、その電池が壊れて
しまっているかもしれないのである。さらにその故障
は、正常な電圧値を出力しながら必要な電流がまったく
供給できないという、発見しにくいものである可能性が
ある。しかしながら本発明においては、装置１０に、電
池３０をテストするためのテストモジュール１６を装備
することもできる。このような実施形態においては、故
障していないことを確認するため、ユーザによる定期的
な電池３０のテストが実行できるのである。さらに、テ
ストモジュール１６では、定期的なテストの結果、電池
３０が故障していた場合には、警告音や点滅ライトによ
り警告を発する。また、本発明の特徴の１つとして、補
助電池装置のテストで使用するバッテリテスタの種類は
問わないことである。

【００１７】本発明の実施には、あらゆる応用技術の使
用が可能である。その一例は、ここに参考添付した２０
０１年１月９日発行の米国特許第６，１７２，５０５
号、『電子バッテリテスタ』に記載されている。

【００１８】本発明の一つの特徴は、前記バッテリテス
トモジュールが、図４に示すような時間依存強制関数
（time varying forcing function）Ｆを使って得られ
る電池の測定値、つまり、電池の動的パラメータに基い
て、電池の状態を判定できることである。図４の測定結
果の信号は、前記動的パラメータの判定に利用できる。
動的パラメータとして、例えば、動的コンダクタンス、
レジスタンス、インピーダンス、アドミタンスなどがあ
る。別の例では、電池における測定に単接点を使用する
ことも可能である。

【００１９】メモリ４４などテストモジュール１６に備
わるメモリには、電池１０の定格などの電池の固有情報
を蓄積できる。これらの情報は、製造過程で永久メモリ
に取込むことが可能である。そのため、ユーザは電池に
関する情報を何も入力する必要がない。前記情報は、バ
ッテリテストの実施、および、電池の質に関する出力値
をユーザに提供できる。

【００２０】出力部２２には、視覚的出力器などあらゆ
る種類の出力器具を採用できる。例えば、２色または３
色の発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用してもよい。この
ＬＥＤの発光色により、良好、不良、低充電量、（低量
過ぎるため）測定不能、または、その他の電池状態およ
び測定結果を示せる。また、ＬＥＤの点滅を使って、シ
ステムノイズや不良セル、その他の電池状態および測定
結果を表示することもできる。ユーザ入力部２０の使用
中は、起動されないかぎり回路から電池へのドレイン供
給は行われない。しかしながら、スイッチなどの入力部
を採用した場合、コストの増加と、高システムノイズ発
生中などの不適切な時にユーザがテストを実行しかねな
いという欠点がある。

【００２１】入力部２０を備えない実施形態では、テス
トモジュール１６を、静止時間、または、テスト実施に
適した時間だけ、待機状態にできる。測定結果は、内部
メモリに記憶され、定期的に出力部２２／２４で短時間
表示される。しかしながら、テストモジュールを長時間
作動させると、蓄電池が消耗する。実施形態の１つとし
て、蓄電池充電中の電圧上昇時に、スタートアップ回路
は、テストモジュールを「起動」させるように、トリガ
されることができる。この回路は、充電終了後など充電
が行われていない間は、節電のため「スリープ」モード
に入ることができる。

【００２２】本発明によるバッテリテストモジュール
は、蓄電池と一体形成されることが好ましい。例えば、
前記モジュールは、ハウジング、例えばその上カバー部
に取り付けることが可能である。その他の実施形態とし
て、前記モジュールをハウジング体に内蔵したり、ハウ
ジング体内の個別の仕切部分に収容したりしても構わな
い。前記ケルビン接続は、外部または内部の導線を介し
て前記電池の端子に結合できる。

【００２３】前記テスト回路とテストモジュールは、当
然、蓄電池の収納体の変更を必要としない技術を含む、
あらゆる技術を用いて前記蓄電池に取付け可能である。
例えば、ボルトを使った蓄電池の電極への固定や、電極
への圧着つまり「トラップ」構造による固定が利用でき
る。このように、前記回路は、既存のバッテリに随意に
取り付けることが可能なのである。

【００２４】さらに、本発明の特徴として、冷クランク
電流（cold cranking amps；ＣＣＡ）などの電池の状態
に関するデータ出力の提供、および／または、電池への
結合のためのケルビン接続の使用が可能な、電池と一体
型形成または電池に半永久的に固定されたあらゆるテス
タを提供する。

【００２５】図５は、テストモジュール１６の簡略化さ
れた回路図である。図中のモジュール１６は蓄電池１０
に接続されており、本発明の実施例にしたがって作動
し、蓄電池１０のコンダクタンス（Ｇ_BAT）と、端子１
２と１４との間の電圧電位（Ｖ_B _AT）とを測定する。モ
ジュール１６には、電流源５０、差動増幅器５２、アナ
ログ／デジタル変換器５４、および、マイクロプロセッ
サ５６が備わる。増幅器５２は、キャパシタＣ₁および
Ｃ₂を介して蓄電池１０に容量接続している。また、増
幅器５２は、アナログ／デジタル変換器５４の入力部に
接続する出力部を備える。マイクロプロセッサ５６は、
システムクロック５８、メモリ６０、視覚出力部６２、
アナログ／デジタル変換器５４とに接続している。さら
に、マイクロプロセッサ５６は、入力装置２６からの入
力信号を受信する機能も備えている。また前記プロセッ
サには、入力／出力（Ｉ／Ｏ）ポート６７が備わってい
る。

【００２６】実際の動作において、電流源５０は、マイ
クロプロセッサ５６で制御され、図５の矢印で示した方
向に電流を供給する。実施形態では、この電流が方形波
またはパルス波形をもつ。差動増幅器５２は、蓄電池１
０の端子２２と２４にそれぞれキャパシタＣ₁とＣ₂を介
して接続しており、端子１２と１４との間の電圧の電位
差に関する出力を行う。増幅器５２が高入力インピーダ
ンスをもつような好適実施形態も可能である。回路１６
には、端子１４と１２にそれぞれ接続された反転および
非反転入力端を有する差動増幅器７０が備わる。この増
幅器７０は、端子１２と１４との間の蓄電池１０の開回
路の電位圧（Ｖ_BAT）を測定するために、接続されてい
る。増幅器７０の出力は、マイクロプロセッサ５６で端
子１２と１４との間の電圧を測定するために、アナログ
／デジタル変換器５４へ送られる。

【００２７】モジュール１６は、ケルビン接続で知られ
る４端子接続技術により、蓄電池１０に接続されてい
る。このケルビン接続により、電流Iは第１対端子を経
由して蓄電池１０へ流れ、端子１２と１４の間の電圧Ｖ
が第２対接続端子にて測定される。増幅器５２にはわず
かな電流しか流れないため、入力部から増幅器５２にお
ける電圧降下は、バッテリ１２の端子１２と１４との間
の電圧降下とほぼ同等である。差動増幅器５２の出力信
号は、デジタル形式に変換され、マイクロプロセッサ５
６へ入力される。マイクロプロセッサ５６は、システム
クロック５８で定められた周波数で、メモリ６０に記憶
されたプログラム指示に従って動作する。

【００２８】マイクロプロセッサ５６は、電流源５０を
使って電流パルスＩを流すことにより、蓄電池１０のコ
ンダクタンスを決定する。また、該マイクロプロセッサ
は、増幅器５２とアナログ／デジタル変換器５４とを使
って、電流パルスＩによるバッテリ電圧の変化を測定す
る。電流源５０で生成される電流Ｉの値は公知のもので
あり、メモリ６０に記憶されている。一実施形態とし
て、蓄電池１０に負荷をかけることで電流Ｉを生成する
こともできる。マイクロプロセッサ５６では、下記の式
により蓄電池１０のコンダクタンスを算出する。コンダクタンス＝Ｇ_BAT＝ΔＩ／ΔＶ等式１ただし、ΔＩは、電流源５０により蓄電池１０を流れる
電流の変動値であり、ΔＶは、電流ΔＩが流れることに
よる蓄電池の電圧の変動値である。蓄電池１０に温度セ
ンサ６２を熱接続して、蓄電池における測定を補正する
ことも可能である。この温度測定値は、後で検索できる
ようメモリ６０に記憶しておいても構わない。

【００２９】本発明は、テストモジュール１６に、蓄電
池の充電／放電電流値を測定する電流センサ６３を備え
るような実施形態も可能である。この蓄電池の電流測定
値は、蓄電池１０の健全性や充電状態を比較的正確に判
定するために、マイクロプロセッサ５６で処理される。

【００３０】図６は、図２Ｂに示すモジュール１６の一
実施形態の概略図である。コンパレータ９０では、定期
的に電圧測定値を複数の参照数値と比較し、それに応じ
て蓄電池１０の状態を表示できるようＬＥＤ２３Ａ〜Ｄ
を駆動させる。この表示装置は、スイッチやその他の設
定により実現または作動できる。なお、これまで示した
図におけるすべての特徴と説明は、別の適切な構造にも
適用できるもので、ここに挙げた特定の実施例のみに限
定されるものではない。

【００３１】本発明の特徴の１つは、バッテリテストモ
ジュール１６が、自動車の製造過程および／または搬送
中でも使用できることである。モジュール１６は、自動
車製造工程において、蓄電池１０に装着可能である。自
動車が組立ラインを移動する間には、例えばラジオがオ
ンになる、スタータが駆動する、ヘッドライトが点灯す
るといったように、多様な負荷が電気システムに加わ
る。このときバッテリが放電した場合にはモジュール１
６が表示を出すので、ディーラへ搬入したり顧客に販売
する前に、再充電（故障、または、故障しそうな場合は
交換）しなくてはならない。モジュール１６は、蓄電池
１０が放電し再充電が必要であることを示す、視覚的出
力などの出力を行う。

【００３２】モジュール１６を、特定の蓄電池１０の定
格に基く情報を記憶するように設定することも可能であ
る。この情報はバッテリテストにおいて、蓄電池の再充
電が必要かどうかを判断するのに使用できる。モジュー
ル１６は、自動車の組立てや搬入が終わると蓄電池１０
から取り外しでき、組立ラインの別の車両に接続し直し
て再使用することができる。

【００３３】車両の製造過程や運搬中に使用されるモジ
ュールを含む本発明の様々な実施例においても、モジュ
ール１６は、単数または複数の彩色ＬＥＤにより、簡単
な合格／不合格の視覚出力を提供できる。また、ＩＲ、
ＲＦ、外部データバスまたは接続を介して車両のデータ
バスに接続して、追加データを別の装置へ出力させるこ
とも可能である。また、バッテリの温度、使用履歴、サ
イクル履歴などに関する情報等の追加データを、後で検
索できるよう記憶しておける。前記データは、タイムス
タンプ処理または日付スタンプ処理をして、車両製造中
に発生しがちな共通の故障を診断するのにも使用でき
る。シリアル番号、複数の蓄電池特性、自己学習機能な
どの追加情報も、メモリに記憶することができる。

【００３４】一般的に、モジュール１６において実行さ
れる測定や算定は、タイムスタンプ処理または日付スタ
ンプ処理することが可能である。このタイムスタンプ処
理や日付スタンプ処理された情報に基いて、モジュール
１６は、車両に装着後の蓄電池の未使用期間、蓄電池の
在庫期間、蓄電池が完全に放電状態にあった期間等に関
するデータ出力を行う。

【００３５】図７は、本発明による蓄電池の別の実施形
態を示す。図７に示す複数の部品は、図１〜図６に示し
たものと同様であるため、同じ参照番号を付けてある。
加えて図７には、テストモジュール１６がそれぞれ通信
リンク９１と９３を介して通信可能な、遠隔に設置した
出力部９２および入力部９４も示す。テストモジュール
１６は、出力部２２／２４、および／または、遠隔出力
装置９２へ、蓄電池状態の情報を出力できる。前記遠隔
出力装置として、ゲージ、メータ、スピーカなどのあら
ゆる出力装置を採用できる。遠隔出力装置９２は、例え
ば、蓄電池１０を装備する車の運転席や、ダッシュボー
ドなどに設置してもよい。前記遠隔出力装置９２は、ア
ナログ出力装置やデジタル出力装置であっても構わな
い。通信リンク９１には、ワイヤレス通信リンク、結線
通信リンク、光通信リンクなど、あらゆるタイプの通信
リンクの使用が可能である。また、通信リンク９１は、
コントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）バス、ロー
カルインターコネクトネットワーク（ＬＩＮ）バスな
ど、車両搭載バスであってもよい。テストモジュール１
６は、通信リンク９１および遠隔出力装置９２の種類に
応じた形式で、テスト状況の情報を遠隔出力部９２へ送
信できる。つまり、テスト状況の情報は、アナログ形
式、デジタル形式、ＲＦ信号形式、ＩＲ信号、音響信号
などで伝送可能なのである。また、テストモジュール１
６は、通信リンク９３を介して、遠隔入力装置９４から
起動信号を受信することができる。前記通信リンク９１
と同様に通信リンク９３は、遠隔入力部９４からテスト
モジュール１６への起動信号を伝送できる通信リンクで
あれば、どんなものでも構わない。例えば、通信リンク
９３を介してテストモジュール１６に起動信号を発信す
るような、遠隔地に設置された押しボタン式起動装置で
入力部９４を構成できる。また、蓄電池１０を装備した
車両が走行または停止すると、遠隔入力部９４が自動的
に起動信号を発信するような例でも構わない。この起動
信号は、ＲＦ信号、ＩＲ信号、音響信号、デジタル信
号、ＣＡＮバス信号、ＬＩＮバス信号などの形式であっ
てもよい。前記遠隔入力部９４は、蓄電池１０を装備し
た車の運転席やダッシュボードなどに設置することがで
きる。入力部２０／２６には、所定時間を過ぎると起動
信号を発信するよう設定されたタイミングコントローラ
を装備してもよい。また、遠隔入力部９４にも、所定時
間を過ぎると起動信号を発信するよう設定されたタイミ
ングコントローラを装備できる。テストモジュール１６
は、通信リンク９１を介して、蓄電池状態の履歴情報を
遠隔出力装置９２へ伝送することも可能である。本発明
の実施形態では、蓄電池のテスト装置を、テストモジュ
ール１６、通信リンク９１および９３、遠隔出力装置９
２、遠隔入力装置９４で構成しても構わない。

【００３６】図８は、異なる出力部に伝送された蓄電池
状態の情報内容を示すブロック図である。図８に示すよ
うに、蓄電池状態の情報９６には、ブロック９７に表示
されるリアルタイムの測定値（バッテリ電流値、電圧値
など）と算出結果、および、ブロック９８に表示される
メモリ４４に記憶された測定値と結果とがある。バッテ
リテストモジュール１６は、蓄電池状態の情報９６を、
出力部２２、２４、９２など別々の出力部に伝送するこ
ともできる。

【００３７】図９は、本発明のさらに別の実施形態であ
る一体型バッテリテストモジュールを備えた蓄電池を示
す。なお、図９中の図１〜図７に示すものと同様の部品
には、同じ番号を付けてある。図９には、テストモジュ
ール１６が通信リンク１０２を介して通信できる、外部
蓄電池チャージャ／テスタ１００も示してある。このチ
ャージャ／テスタ１００に類似のバッテリチャージャ／
テスタの一例は、参考添付した２０００年８月１５日発
行の米国特許第６，１０４，１６７号、『バッテリの充
電方法とその装置』に開示されている。通信リンク１０
２は、通信リンク９１と９３（図７）で説明したよう
に、あらゆる形式の結線リンクまたはワイヤレスリンク
であってもよく、テストモジュール１６からの蓄電池状
態の情報を、外部の蓄電池チャージャ／テスタ１００に
伝送する機能をもつ。さらに、通信リンク１０２を介し
て、外部の蓄電池チャージャ／テスタ１００からのデー
タをテストモジュール１６で受信することもできる。ま
た、蓄電池状態の情報に、蓄電池１０の品質保証コード
を含むような実施例も可能である。この品質保証コード
は、テストモジュール１６または外部の蓄電池チャージ
ャ／テスタ１００で決定できる。バッテリモジュール１
６は、さらに、蓄電池状態の履歴情報を、メモリ４４か
ら外部の蓄電池チャージャ／テスタ１００へ伝送する機
能ももつ。前述のように、この履歴情報は、蓄電池の使
用状態をモニタし、蓄電池の寿命期間で発生する様々な
出来事の記録を保持するのに利用できる。本発明の別の
実施形態として、バッテリテストモジュール１６に、外
部の蓄電池チャージャ／テスタ１００の計算アルゴリズ
ムとほぼ同様で、互換性のある１つまたは複数の計算ア
ルゴリズムを実行させることも可能である。さらに別の
実施例として、前記互換性計算アルゴリズムで、蓄電池
１００の健全性や充電状態を判断することもできる。こ
のような計算アルゴリズムの互換性により、テストモジ
ュール１６と外部の蓄電池チャージャ／テスタ１００と
の間での、中間計算や計算結果の交換が可能となる。こ
れらの交換された中間値や計算結果は、テストモジュー
ル１６と外部の蓄電池チャージャ／テスタ１００で追加
の計算を行うために使用されることができる。

【００３８】前述した本発明の実施形態では、前記テス
トモジュールについて、例えば蓄電池の電極にボルトで
脱着可能に取り付けられた、または、バッテリに半永久
的に固定された装置であると説明してきた。これらの実
施形態におけるバッテリテストモジュールは、通常、電
子部品が搭載された固体プリント基板（ＰＣＢ）を備え
ているため、そのサイズは比較的大きい。一般的に、前
記ようなバッテリテストモジュールにバッテリハウジン
グ体を一体化させるには、バッテリケースやハウジング
体の変更が必要がある。さらに、蓄電池は外部寸法に基
いてサイズ分類されているため、比較的大きいバッテリ
テストモジュールを取付けると、その蓄電池のサイズ分
類が変ってしまうことがある。そのため、前記バッテリ
テストモジュールは、蓄電池と別個の部品である従来の
ものよりも優れた点があるにも関わらず、その製造およ
び搭載にかかるコストが高くなってしまう。そこで、バ
ッテリケースの変更が不用で、蓄電池サイズ分類に影響
せず、どのようなサイズ分類の蓄電池にも取り付け可能
な本発明の実施形態について、図１０を用いて説明す
る。

【００３９】図１０は、バッテリテストモジュール１０
４を装着した蓄電池１０の側面図である。この実施形態
におけるバッテリテストモジュール１０４の構成部品
は、前記バッテリテストモジュール１６のものと同様の
機能をもつ。しかしながら、バッテリテストモジュール
１０４は、フレキシブル回路技術および／またはフリッ
プチップ技術により形成され、埋込み電子部品を備えた
柔軟性のある「バッテリラベル」形式である。そのた
め、バッテリテストモジュール１０４は、ワンサイズで
製造でき、どんな分類サイズの蓄電池のハウジング体の
壁面にも装着可能である。さらに、このモジュール１０
４は比較的薄いラベル形状であるため、モジュールを装
着するバッテリの寸法つまり分類サイズの変更は必要な
い。前述した利点により、バッテリテストモジュール１
０４は、比較的低コストで大量生産が可能なのである。
バッテリテストモジュール１０４を蓄電池１０に機械的
および電気的に接続する技術については、図１１に関連
して以下に説明する。

【００４０】図１１は、図１０の蓄電池１０の上側平面
図である。図から分るように、バッテリテストモジュー
ル１０４は、テストモジュール１６（図２Ａ）のものと
同様の部品から構成されているが、テストモジュール１
０４は複数の前記柔軟層から形成されている。このバッ
テリテストモジュール１０４は、番号１０６と１０８で
示す「トラップ」構造により、蓄電池電極１２および１
４に嵌合されている。電極つまり端子の把持部１０６と
１０８は、バッテリテストモジュール１０４中の溝から
なり、電極１２と１４に電気接続できるように、その溝
に出っ張る導電歯部が設けられている。バッテリテスト
モジュール１０４の把持部は、異なる蓄電池サイズの電
極に接続できるよう弾力性をもたせても構わない。ま
た、このテストモジュール１０４の底面を、適当な接着
剤で蓄電池１０の表面に接着することもできる。別の実
施形態として、バッテリテストモジュール１０４の第１
部分を蓄電池のハウジング体の表面に接着し、その残り
の部分を湾曲させて前記ハウジング体の側面に接着する
ことも可能である。さらに、バッテリテストモジュール
１０４が、バッテリハウジング体の外面（上面と側面）
上の凸凹と整合できるよう薄く柔軟性をもつような実施
形態でも構わない。本発明のさらに別の実施形態とし
て、バッテリテストモジュール１０４を蓄電池１０のハ
ウジング体に半永久的に接着することもできる。またさ
らに、バッテリテストモジュール１０４を、蓄電池１０
のハウジング体に一時的に固定したり、または、随意に
脱着可能とする実施形態も可能である。図１２は、テス
トモジュール１０４の実施形態の部分断面図である。図
から分るように、テストモジュール１０４は、熱拡散層
１１０、接着層１１２、フレキシブル基板１１４、フレ
キシブル回路１１６、保護層１１８からなる多層構造を
もつ。バッテリテストを実行するためにテストモジュー
ル１０４を起動させる押しボタン２０などの部品は、フ
レキシブル回路１１６の表面に載置され、演算増幅器５
２および７０とマイクロプロセッサ５６などの部品はフ
レキシブル回路の底面に設置されており、フレキシブル
基板１１４と封止材１２４にて支持されている。増幅器
５２と７０、マイクロプロセッサ５６のような部品を封
止することで、テストモジュール１０４の強度が向上
し、部品にかかるストレスが軽減される。増幅器５２、
７０、およびマイクロプロセッサ５６などの部品は、フ
リップチップ技術、表面搭載技術、その他当業者に公知
の工業技術、または将来開発される技術により、フレキ
シブル回路１１６に搭載しても構わない。前記部品の搭
載にフリップチップ技術を採用する例は、ここに参考添
付している米国特許第６，４１０，４１５号、『フリッ
プチップ搭載技術』で解説してある。フレキシブル回路
１１６は多層構造であって、前述のようにその上にはレ
ジスタや（２０のような）押しボタンのような部品が加
減形成法によって形成され、（増幅器５２、７０、およ
びマイクロプロセッサ５６などの）他の部品が搭載され
ている。フレキシブル回路の形成法の一例は、ここに参
考添付した米国特許第６，１５０，０７１号、『フレッ
クス回路アプリケーションの製造工程』に説明されてい
る。

【００４１】図１２に関連したテストモジュール１０４
の実施形態は、本発明の一実施例にすぎない。本発明の
本質や範囲から逸脱することなく、これらの層の数や種
類の変更や、（２０、５２、５６、７０などの）部品の
異なる層への配置、および、各層の形成には別の適当な
素材（混合材でもよい）を使用することも可能である。

【００４２】図１３Ａは、バッテリテストモジュール１
６、１０４を搭載する蓄電池１０の部分断面図である。
図１３Ａに示すように、テストモジュール１６、１０４
は、電極延長部１３０と１３２を介して蓄電池の電極１
２と１４に接続している。電極延長部１３０、１３２
は、それぞれ、蓄電池電極１２、１４に接続する基端部
１３１と、バッテリテストモジュール１６、１０４の１
４２、１４４（図１４）のような溝に嵌入するよう形成
された凸部１４６、１４８を含む先端部とを備えた導電
性板部材である。電極延長部１３０、１３２の基端部１
３１は、蓄電池１０の製造過程で電極部１２、１４と一
体形成してもよいし、電極部１２、１４（図１３Ｂ）に
スライド係合するような環状形状であっても構わない。
図１３Ｂに示す電極延長部１３０、１３２の実施形態で
は、電極１２、１４は別個に形成されており、蓄電池の
製造後に電極１２、１４に取り付けられる。図１３Ａに
示す実施形態では、電極延長部１３０、１３２がバッテ
リハウジング体１８内に延長されている。しかしなが
ら、電極１３０、１３２がバッテリハウジング体１８の
外側に配置される実施形態も可能である。また、基端部
１３１が先端部１３３と一体形成されていても、各部材
がそれぞれ別の導電素材からなる実施例としても構わな
い。たとえば、電極１２、１４と電極延長部１３０、１
３２とを機械的かつ電気的に良好に接続できるよう、基
端部１３１を銅や真鍮などの導電素材で形成し、先端部
１３３を鉛で作成することもできる。また、凸部１４
６、１４８を鉛などの金属で形成して、溝部１４２、１
４４に嵌め込んだ後に溶融し、冷却してテストモジュー
ル１６、１０４と電極延長部１３０、１３２との機械的
結合を確実にすることも可能である。さらに、バッテリ
テストモジュール１６、１０４と、電極延長部１３０、
１３２との露出部分を保護するため、カバー１５０を使
用しても構わない。

【００４３】図１４は、蓄電池１０の上側平面図であ
り、テストモジュール１６、１０４と電極延長部１３
０、１３２とを結ぶケルビン電気接続３８、４０を示
す。説明したように、テストモジュール１６、１０４を
蓄電池の電極延長部１３０、１３２に接続した結果とし
て、テストモジュール１６、１０４の底面に配置された
導電パッド１３４、１３６および１３８、１４０が電極
延長部１３０、１３２へ付勢（urged）されて、ケルビ
ン接続３８、４０が形成されるのである。

【００４４】図１５に示す本発明の別の実施形態では、
平板部材であるポスト延長部１３０、１３２の先端部１
３１の代わりに、パッド１３４、１３６および１３８、
１４０に接続してケルビン接続３８、４０を形成するよ
うなアーム部１３０Ａ、１３０Ｂおよび１３２Ａ、１３
２Ｂを採用している。また、アーム部１３０Ａ、１３０
Ｂ、および、１３２Ａ、１３２Ｂを、導電パッド１３
４、１３６および１３８、１４０にハンダ付けするよう
な実施形態も可能である。さらに、電極延長部１３０、
１３２を、テストモジュール１６、１０４と一体形成
し、電極部１２、１４に実質的に接続する実施例でも構
わない。なお、図１５の実施形態には、凸部１４６、１
４８が備わっていない。そこで、バッテリテストモジュ
ール１６、１０４と蓄電池１０とを機械的結合させるに
は、バッテリハウジング体１８の表面に接着され、バッ
テリテストモジュール１６、１０４にある１４２、１４
４、１６０、１６２などの溝部に嵌合させる留め具（１
５２、１５４、１５６、１５８など）を使用する。留め
具（１５２、１５４、１５６、１５８など）は、溶融式
キャップ形状１７０（図１６−１）、ネジを受け入れる
ネジスタンドオフ（screw standoffs）１７４（図１６
−２）、あるいは、スナップ式タブ形状１７８で構成し
てもよい。溶融式キャップ形状１７０には、テストモジ
ュール１６、１０４と蓄電池１０とを機械的に確実に結
合させるよう、溝穴（１４２、１４４、１６０、１６２
などの）に嵌め込まれた後に溶融、冷却できるような延
長部１７２が備わる。

【００４５】前記電極延長部１３０、１３２を介して蓄
電池１０に結合されたテストモジュール１６、１０４の
実施形態について、図１３Ａ−１６を参照して説明して
きたが、これらは本発明のほんの一例である。したがっ
て、電極延長部１３０、１３２の基端部１３１と先端部
１３３の素材には、適当なもの（混合材を含む）であれ
ば何を使用しても構わないのである。さらに、基端部１
３１と先端部１３３の形状も、本発明の本質と範囲から
逸脱しないかぎり、所望に変更して構わない。同様に、
蓄電池１０のハウジング体にバッテリテストモジュール
１６、１０４を装着する接合部材も、適当なものであれ
ば何を採用してもよい。

【００４６】本発明について、好適な実施形態を参照し
ながら説明してきたが、本発明の本質と範囲から逸脱す
ることなく、その形式と細部への変更が可能であること
は当業者にとって明白であろう。なお、蓄電池１０につ
いては、複数の電気化学セルを備えた形態で説明してき
たが、単体の電気化学セルからなる蓄電池１０を採用す
る実施形態も可能であることを付け加えておく。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるバッテリテストモジュールを備え
た蓄電池の側面図である。

【図２Ａ】図１の蓄電池を上側平面図である。

【図２Ｂ】図１の蓄電池を上側平面図である。

【図３】図１および図２の蓄電池を、図２中の点線３に
沿って切断した側断面図である。

【図４】本発明による蓄電池を示すブロック図である。

【図５】本発明の実施形態の１つを示す回路図である。

【図６】本発明の別の実施形態を示す回路図である。

【図７】本発明の別の実施形態による蓄電池を示すブロ
ック図である。

【図８】バッテリテストモジュールから発信される多様
なバッテリテスト状況の情報を示すブロック図である。

【図９】本発明の一実施形態による外部チャージャ／テ
スタと通信可能なバッテリテストモジュールを備えた蓄
電池を示す概略ブロック図である。

【図１０】バッテリテストモジュールを装着する蓄電池
の側面図である。

【図１１】図１０の蓄電池の上側平面図である。

【図１２】前記テストモジュールの部分断面図である。

【図１３Ａ】前記蓄電池の一部分を示す断面図である。

【図１３Ｂ】本発明の一実施形態による蓄電池の電極延
長部を示す。

【図１４】バッテリ電極の延長部の別の実施形態を示す
蓄電池の上側平面図である。

【図１５】バッテリ電極の延長部の別の実施形態を示す
蓄電池の上側平面図である。

【図１６−１】前記バッテリテストモジュールと蓄電池
を結合するための留具の異なる実施形態を示す。

【図１６−２】前記バッテリテストモジュールと蓄電池
を結合するための留具の異なる実施形態を示す。

【図１６−３】前記バッテリテストモジュールと蓄電池
を結合するための留具の異なる実施形態を示す。

【符号の説明】

１０……蓄電池、１２……正（＋）端子、１４……負
（−）端子、１６……バッテリテストモジュール、１８
……ハウジング体、２０……オプション入力部、２２，
２４……オプション出力部、２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，
２３Ｄ……一列に配置された出力部、３０……セル、３
２，３４，３６……導線、３８，４０……ケルビン接続

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１５年２月２４日（２００３．２．２
４）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２Ａ】

【図２Ｂ】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

【図１０】

【図１１】

【図１２】

【図１６−１】

【図１６−２】

【図１６−３】

【図７】

【図８】

【図９】

【図１３Ａ】

【図１３Ｂ】

【図１４】

【図１５】

フロントページの続き (72)発明者ジャメイエル．バテリスアメリカ合衆国 60517 イリノイ州、ウッドリッジ、アパートメントワンハンドレッドアンドスリー、ウッドリンドライブ 7912 (72)発明者スティーブンジェイ．マクシェインアメリカ合衆国イリノイ州、オークブルック (72)発明者マイケルジェイ．フリッチアメリカ合衆国 60103 イリノイ州、バートレット、シカモアレーン 970 Ｆターム(参考） 2G016 CB00 CB06 CC01 CC03 CC06 CC27 CC28 CE02 5H030 AS08 BB10 FF41 5H040 AS01 AS04 AT06 CC32 DD01 DD04 DD09 JJ09 LL01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】蓄電池であって、蓄電池の正極ポストと負極ポストとを支持する蓄電池ハ
ウジング体と、前記蓄電池の正極ポストと負極ポストの間に電気的に接
続された、前記蓄電池ハウジング内の少なくとも１個の
電気化学セルと、前記蓄電池の正極ポストに結合された第１電極延長部
と、前記蓄電池の負極ポストに結合された第２電極延長部
と、前記蓄電池テストモジュールと第１電極延長部との間の
第１ケルビン接続および蓄電池テストモジュールと第２
電極延長部との間の第２ケルビン接続を形成するため
に、前記第１電極延長部と第２電極延長部とに結合され
た蓄電池テストモジュールと、蓄電池状態の情報を出力できるよう形成された前記蓄電
池テストモジュールからの出力部とからなる蓄電池。
【請求項２】前記第１電極延長部が、正極ポストと一
体に形成され、前記第２電極延長部が、負極ポストと一
体に形成された請求項１記載の蓄電池。
【請求項３】前記第１電極延長部と第２電極延長部
が、正極および負極ポストから分離形成され、かつ、前
記第１電極延長部の基端は正極ポストに取付けられるよ
う形成され、前記第２電極延長部の基端は負極ポストに
取付けられるよう形成された請求項１記載の蓄電池。
【請求項４】前記第１電極延長部の基端が、正極ポス
トに取付けられるよう形成された第１リング部を備え、
前記第２電極延長部の基端が、負極ポストに取付けられ
るよう形成された第２リング部を備えた請求項３記載の
蓄電池。
【請求項５】前記第１電極延長部の先端が、第１凸部
材を備え、かつ、前記第２電極延長部の先端が、第２凸
部材を備えており、前記第１と第２の凸部材のそれぞれ
が、電池テストモジュール内の対応する溝に嵌合できる
よう形成された請求項１記載の蓄電池。
【請求項６】前記第１凸部材と第２凸部材が、それぞ
れ第１凸部材と第２凸部材が対応する溝に嵌合された
後、電池テストモジュールと第１、第２電極延長部との
間の結合を確実にするため、溶融および冷却できるよう
形成された請求項５記載の蓄電池。
【請求項７】前記第１電極延長部と第２電極延長部
が、前記蓄電池ハウジング内部に延長された請求項１記
載の蓄電池。
【請求項８】前記第１電極延長部と第２電極延長部
が、前記蓄電池ハウジング外部に配備された請求項１記
載の蓄電池。
【請求項９】前記第１電極延長部と第２電極延長部の
それぞれの基端が銅からなり、前記第１電極延長部と第
２電極延長部のそれぞれの先端が鉛からなる請求項１記
載の蓄電池。
【請求項１０】前記第１電極延長部と第２電極延長部
のそれぞれの基端が黄銅からなり、前記第１電極延長部
と第２電極延長部のそれぞれの先端が鉛からなる請求項
１記載の蓄電池。
【請求項１１】前記第１電極延長部と第２電極延長部
のそれぞれの基端が、単一の板状部材からなる請求項１
記載の蓄電池。
【請求項１２】前記第１電極延長部と第２電極延長部
のそれぞれの基端が、一対の腕部からなる請求項１記載
の蓄電池。
【請求項１３】前記電池テストモジュールが、前記第
１電極延長部の先端に電気接続された一対の第１接触パ
ッドと、前記第２電極延長部の先端に電気接続された一
対の第２接触パッドとからなる請求項１記載の蓄電池。
【請求項１４】さらに、前記蓄電池ハウジング体から
上方向に伸張する、蓄電池ハウジング体に取り付けられ
た複数の留め具を備え、それら留め具のそれぞれが、前
記電池テストモジュールの対応する溝に取付けられるよ
う形成された請求項１記載の蓄電池。
【請求項１５】前記複数の留め具のそれぞれが、ネジ
が挿入できるネジ孔を備えた請求項１４記載の蓄電池。
【請求項１６】前記複数の留め具のそれぞれが、スナ
ップ式タブ形状である請求項１４記載の蓄電池。
【請求項１７】前記複数の留め具のそれぞれが、溶融
式キャップ形状である請求項１４記載の蓄電池。
【請求項１８】前記溶融式キャップの延長部が、溶融
式キャップがその対応する溝に嵌合されたとき、蓄電池
ハウジング体と電池テストモジュールとの間の結合を確
実にするため、溶融および冷却できるよう形成された請
求項１７記載の蓄電池。
【請求項１９】前記第１電極延長部と第２電極延長部
が、前記電池テストモジュールと一体形成され、かつ、
前記正極ポストと負極ポストに接続できるよう形成され
た請求項１記載の蓄電池。
【請求項２０】蓄電池のテスト装置であって、蓄電池の正極ポストに結合する第１電極延長部に接続さ
れた第１ケルビン接続部と、蓄電池の負極ポストに結合する第２電極延長部に接続さ
れた第２ケルビン接続部と、前記第１と第２のケルビン接続部をそれぞれ経由して第
１と第２の電極延長部に電気接続され、蓄電池の蓄電池
ハウジング体に固定された電池テストモジュールと、電池状態情報を出力できるよう形成された前記電池テス
トモジュール出力部とからなる蓄電池テスト装置。
【請求項２１】前記第１電極延長部と第２電極延長部
が、前記蓄電池ハウジング内に延長された請求項２０記
載の蓄電池テスト装置。
【請求項２２】前記第１電極延長部と第２電極延長部
が、正極および負極ポストから分離形成され、かつ、前
記第１電極延長部の基端は正極ポストに嵌合できるよう
形成されており、前記第２電極延長部の基端は負極ポス
トに嵌合できるよう形成された請求項２０記載の蓄電池
テスト装置。
【請求項２３】補助電力装置であって、正極ポストと負極ポストをもつ補助蓄電池と、前記補助蓄電池の正極ポストに接続された第１電極延長
部と、前記補助蓄電池の負極ポストに接続された第２電極延長
部と、前記正の電極延長部と負の電極延長部を経由して前記補
助蓄電池に電気接続され、前記補助蓄電池の電池テスト
を行なって電池テスト値を出力できるよう形成された電
池テストモジュールと、前記電池テスト結果を出力できるよう形成された出力部
とからなる補助電力装置。