JP2003508881A - 電気化学電池やバッテリ内の蓄電量を評定する方法およびその装置 - Google Patents

電気化学電池やバッテリ内の蓄電量を評定する方法およびその装置

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JP2003508881A JP2001520119A JP2001520119A JP2003508881A JP 2003508881 A JP2003508881 A JP 2003508881A JP 2001520119 A JP2001520119 A JP 2001520119A JP 2001520119 A JP2001520119 A JP 2001520119A JP 2003508881 A JP2003508881 A JP 2003508881A
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    • G01R31/389—Measuring internal impedance, internal conductance or related variables

Abstract

(57)【要約】 電気化学電池やバッテリ内の蓄電量を評定する方法およびその装置を提供する。 【解決手段】時間変動する電気励起を電池、または、バッテリ（２０）に付与し、その結果得られた時間変動する電気応答を感知するテスト装置である。装置内の計算回路（５０）は、入力された励起と応答信号から得た電圧と電流信号を使用して、電池、または、バッテリ（２０）の等価回路の素子値を算定する。電池、または、バッテリの相対蓄電量（ＳＯＣ）は、等価回路の特定の並列Ｇ−Ｃサブ回路のコンダクタンス成分Ｇの数値から算定できる。電池、または、バッテリ（２０）における絶対蓄電量（Ａｈ）は、異なる並列Ｇ−Ｃのキャパシタンス成分Ｃの値から算定できる。相対または絶対蓄電値は、ユーザに表示されるか、あるいは、バッテリ（２０）の充電などの外部プロセスの制御に利用できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 背景技術 本発明は、蓄電式バッテリの検査方法に関する。特に、本発明は電気化学電池
やバッテリ内の蓄電量の評定方法に関する。
【０００２】 蓄電量は、電気化学電池やバッテリの数々の使用において重要なパラメータの
ひとつである。牽引用バッテリにおいては、その蓄電量は、電気自動車の燃料供
給量を示し、それゆえ、再充電する前に自動車が走行可能な距離を決定するもの
である。固定の補助バッテリの場合では、その蓄電量により、停電時や交流主回
路からの切断時の、不可欠な負荷の動作継続の可能時間が決まる。また、自動車
へ応用した場合、その蓄電量は、エンジンを切った状態、あるいは、充電システ
ムが不能となった場合での、ライトおよび付属機器の作動可能な時間を示す。
【０００３】 従来、鉛蓄電池においては、相対蓄電量つまり充電状態（ＳＯＣ）は、電池の
開回路電圧、または、電池電解質の比重を評定することにより測定していた。し
かしながら、いずれの方法を用いても、正確な蓄電量を確実に割り出すことはで
きない。しかも、比重測定法はかなり手間のかかるものであり、密閉式鉛電池で
実行することは絶対に不可能である。また、開回路電圧は、負荷状態で評定する
ことが難しく、「表面電荷」と温度の両方の影響を強く受けるため、ＳＯＣとの
関連も曖昧となる。
【０００４】 以上に述べた問題点を考慮して、ＳＯＣを決定するための鉛蓄電池の電圧を補
正する技術がいくつか提案されている。クリスチャンソン（Christianson）らに
よる米国特許第３，９４６，２９９号、レニー（Reni）らによる米国特許第３，
９４６，２９９号、ハイゼル（Hirzel）らによる米国特許第５，３８１，０９６
号に記載の技術が、その代表例である。しかしながら、これらの電圧補正方法は
あまり正確ではなく、また、電池電圧と蓄電量との関連が軽視されているため、
鉛蓄電池以外の電気化学システムではほとんど利用することができない。
【０００５】 相対蓄電量（ＳＯＣ）を評定する従来方法では問題点が多いため、交流インピ
ーダンスの測定に基づいた技術が数多く提案されている。その例として、ダウギ
ャロ（Dowgiallo）による米国特許第３，９８４，７６２号記載の、単一周波数
における複素インピーダンスの位相角から直接ＳＯＣを判定する方法がある。ラ
ンディン（Randin）らによる米国特許第４，７４３，８５５号では、２つの異な
る周波数において測定された複素インピーダンス間の差の偏角（つまり位相角）
からＳＯＣを評定できるとしている。また、ボーナガ（Bounaga）による米国特
許第５，６５０，９３７号では、単一周波数における複素インピーダンスの虚数
部の測定により、ＳＯＣの評定が可能であると報告されている。さらに、バーゼ
ル（Basell）らによる米国特許第５，７１７，３３６号では、低周波周波数のイ
ンピーダンスの変化率により、ＳＯＣを評定する方法が報告されている。しかし
ながら、これら交流インピーダンスを利用した方法はいずれも普及していないこ
とから、ＳＯＣの評定方法としては不充分であることが明白である。
【０００６】 バッテリの絶対蓄電量、つまり、アンペア時容量は、これまで時限放電テスト
により測定されてきたが、同テストを実行するには費用および所要時間がかかる
ことから、アンペア時容量の決定を交流を利用して行う技術が提案されている。
シャラフ（Sharaf）による米国特許第３，８０８，５２２号には、交流内部抵抗
の測定から鉛蓄電池の容量を決定する方法が教示されており、ヤング（Yang）に
よる米国特許第５，１２６，６７５号にも、内部抵抗の測定を利用した電池容量
決定方法が示されている。また、米国特許第４，６７８，９９８号では、２つの
異なる周波数における交流インピーダンスの絶対値の測定から、バッテリの残留
アンペア時容量と余寿命を決定できるとするムラマツの報告が示されている。フ
ァン（Fang）による米国特許第５，２４１，２７５号では、０．００１から１．
０ヘルツの周波数幅をもつ２つ、あるいは、３つの周波数の複素インピーダンス
を測定することで、残留容量を決定する方法を教示している。さらに、チャンプ
リン（Champlin）による米国特許第５，１４０，２５９号では、基準の、充電の
完了した同一構造の新品電池の動的コンダクタンスが分かっていれば、単一周波
数において測定した動的コンダクタンスからパーセント容量が決定できるとして
いる。この方法は、かなり正確であるが、先験的データの入手が必要である。
【０００７】 発明の要旨 本発明によるテスト装置は、時間変動する電気励起を電池、または、バッテリ
に付与し、その結果得られた時間変動する電気応答を感知する。装置内の計算回
路は、励起と応答信号から得た電圧と電流信号を入力とし、電池、または、バッ
テリの等価回路の素子の値を算定する。１つの局面において、電池、または、バ
ッテリの相対蓄電量（ＳＯＣ）は、等価回路の特定の並列Ｇ−Ｃサブ回路のコン
ダクタンス成分Ｇの値から算定される。別の局面において、電池、または、バッ
テリにおける絶対蓄電量（Ａｈ）は、別の並列Ｇ−Ｃサブ回路のキャパシタンス
成分Ｃの値から算定される。また別の局面において、算定された相対または絶対
蓄電値は、ユーザへ表示され、あるいは、バッテリの充電などの外部プロセスの
制御に利用することができる。
【０００８】 図面の簡単な説明 図１は、本発明に従った、電気化学電池やバッテリの蓄電量を評定する装置の
ブロック図である。 図２は、特定の自動車用充電式バッテリの、６素子小信号等回路図を示す。 図３は、図２に示した３つのサブ回路の時定数の変動を、バッテリからの放電
量の関数で表したグラフである。 図４は、図２に示したコンダクタンスＧ３の測定値と理論値を、バッテリから
の放電量の関数で表したグラフである。 図５は、２２Ｈｚと８Ｈｚで測定した自動車用バッテリのコンダクタンス、つ
まり、アドミタンスの実数部を、バッテリの平均比重の関数で表したグラフであ
る。 図６は、図２に示したキャパシタンスＣ２の測定値を、バッテリからの放電量
の関数で表したグラフである。 図７は、６つの完全充電状態のバッテリのアンペア時容量の実験値と理論値を
、図２に示したキャパシタンスＣ２の値の関数で表したグラフである。 図８は、アドミタンスＹ３の並列Ｇ３−Ｃ３サブ回路を表す回路図である。 図９は、アドミタンスＹ２の並列Ｇ２−Ｃ２サブ回路を表す回路図である。
【０００９】 好適実施例の詳細な説明 相対蓄電量（ＳＯＣ）および絶対蓄電量（Ａｈ）を、「表面電荷」に左右され
ず、先験的データが不用で、迅速かつ正確に決定できる方法と装置があれば、そ
の実用価値は高いものであろう。本発明はこの要望に応えるものである。本発明
は、本出願で参照される、１９９８年９月１１日に提出され、現在係属中の「電
池およびバッテリの複素インピーダンスを測定する方法と装置」（METHOD AND A
PPARATUS FOR MEASURING COMPLEX IMPEDANCE OF CELLS AND BATTERIES）という
名称の米国特許出願番号０９／１５２，２１９と、１９９８年９月１１日に提出
され、現在係属中の「複素インピーダンスのアドミタンスからバッテリの特性を
決定する方法と装置」（METHOD AND APPARATUS FOR DETERMINING BATTERY PROPE
RTIES FROM COMPLEX IMPEDANCE ADMITTANCE）という名称の米国特許出願番号０
９／１５１，３２４とに開示された技術を基にする。
【００１０】 図１は、本発明による蓄電量の評定装置を示すブロック図である。この種の装
置は、係属中の米国特許出願番号０９／１５２，２１９と、同じく係属中の米国
特許出願番号０９／１５１，３２４とに公開されている。測定回路１０は、電流
搬送用接点ＡとＢ、および、電圧検知用接点ＣとＤにより、電池／バッテリ２０
に電気的に接続している。測定回路１０は、接点ＡとＢを経由して周期的に時間
変動する電流ｉ（ｔ）を通過させ、接点ＣとＤとの間の周期的に時間変動する電
圧ｖ（ｔ）を検知する。ｉ（ｔ）とｖ（ｔ）を適当に処理し、合成することで、
測定回路１０は、測定周波数ｆkにおけるインピーダンスＺまたはアドミタンス
Ｙのいずれか、複素パラータの実数部および虚数部を決定する。ここでｆkは、
ｉ（ｔ）とｖ（ｔ）両方の周期波形に含まれる離散周波数である。
【００１１】 制御回路３０は、コマンド経路４０を経由して測定回路１０に接続しており、
ｎ個（ｎは整数）の各離散測定周波数の各々において電池／バッテリ２０の複素
パラメータを決定するよう測定回路１０に指示する。この動作の結果、３ｎ個の
実験値、つまり、ｎ個の測定周波数の値、ｎ個の測定周波数における複素パラメ
ータのｎ個の虚数部の値とｎ個の実数部の値が決定される。
【００１２】 計算回路５０は、データ経路６０と７０を経由して、測定回路１０と制御回路
３０とにそれぞれ接続しており、測定回路１０から２ｎ個の実験値を入力し、制
御回路３０からｎ個の測定周波数値を入力する。制御回路３０からの指示経路８
０を経由した「計算開始」命令により、計算回路５０は、米国特許出願番号０９
／１５１，３２４に開示してあるようなアルゴリズムを用いて３ｎ個の値を数字
上で結合して、電池／バッテリの等価回路の２ｎ個の要素を評定する。計算回路
５０は、つぎにこの回路の特定の要素の値から電池／バッテリの相対蓄電量（Ｓ
ＯＣ）、および／または、絶対蓄電量（Ａｈ）を算定する。最後に、計算回路５
０は、計算結果をディスプレイ９０に出力してユーザに表示し、および／または
、その結果を利用してバッテリ充電器などの装置のプロセス１００を制御する。
【００１３】 実際上は、適当なソフトウェアプログラムを作動させるマイクロプロセッサか
マイクロコントローラが、制御回路３０と計算回路５０の両方の機能を実行する
。
【００１４】 図２は、典型的な自動車用蓄電式バッテリの６素子等価回路図である。この回
路図は、米国特許出願番号０９／１５１，３２４に開示されたアルゴリズムを採
用し、ｎ＝３として図１に示した種類の装置を使用して評定されたものである。
その３つの測定周波数は、５Ｈｚ、７０Ｈｚ、１０００Ｈｚであった。なお、ｎ
＝３の等価回路は下記の３つのサブ回路から成る。 ・直列Ｇ１−Ｌ１サブ回路 ・並列Ｇ２−Ｃ２サブ回路 ・並列Ｇ３−Ｃ３サブ回路
【００１５】 さらに、前記３つのサブ回路は、それぞれ全く異なる時定数を持つ。最短の時
定数は、直列Ｇ１−Ｌ１サブ回路のτ1＝Ｌ１・Ｇ１＝９３．５μＳである。２
番目に長い時定数は、並列Ｇ２−Ｃ２サブ回路のτ2＝Ｃ２／Ｇ２＝２．２２ｍ
Ｓで、最長の時定数は、並列Ｇ３−Ｃ３サブ回路のτ3＝Ｃ３／Ｇ３＝４１．６
ｍＳである。したがって、前記３つのサブ回路は、完全に異なる物理プロセスを
表し、それらの時定数により互いに区別できる。
【００１６】 図３は、バッテリからの放電量（アンペア時）の関数としての、前記３つの時
定数を示す対数グラフである。これら３つの時定数は、放電後も異なったままで
り、その内の最長時定数τ3は、充電状態にほとんど依存しないことがわかる。
【００１７】 図４は、バッテリからの放電量（アンペア時）に伴う、コンダクタンスＧ３の
変動を示す。この図から、Ｇ３の値は、完全充電値付近と完全放電値付近におい
て最小となっており、約５０％の充電状態において最大値に達することが読み取
れる。この変動は、陰極板で起こる非線形の電気化学反応を表現する線形化され
た小信号Ｇ３−Ｃ３サブ回路に関する理論的モデルに合致する。前記のようなモ
デルにおいて、コンダクタンスＧ３は、充電反応が可能な反応地点（ＰＢＳＯ4
地点など）の数と放電反応が可能な地点（Ｐｂ地点など）の数との両方に比例す
る。したがって、Ｇ３は（ＳＯＣ）・（１−ＳＯＣ）の積に比例する。図４には
、この前提に基づいた理論曲線も示されており、理論曲線と実験値とはよく一致
していることがわかる。
【００１８】 ＳＯＣでのＧ３の変動を利用すれば、Ｇ３の測定値からＳＯＣを決定すること
が可能である。つまり、理論的Ｇ３（ＳＯＣ）曲線を逆にすれば、ＳＯＣ（Ｇ３
）の二次方程式が得られる。この二次方程式は、図４のＧ３＝４００Ｓ対して、
ＳＯＣ+とＳＯＣ-で表される２つの根をもつ。図４の根ＳＯＣ+はＳＯＣのおよ
そ８５％に相当し、根ＳＯＣ-はＳＯＣの約１５％に相当する。したがって、い
ずれの根が正しいかを知れば、Ｇ３の測定によりＳＯＣを決定できる。なお、ど
ちらの根が正しいかの判断は、バッテリの電圧、単一周波数でのコンダクタンス
、等価回路の他の１つの素子の値などの予備情報の一つを導入することにより容
易に実行できる。
【００１９】 図５は、コンダクタンス、つまり、複素アドミタンスの実数部を、８Ｈｚと２
２Ｈｚの２つの異なる周波数で測定した値のプロット図である。これらの測定値
は、バッテリを連続的に放電して、その放電後のコンダクタンスと比重を測定す
ることで得たものである。そのデータを、バッテリ電解質の平均比重の関数とし
てグラフに示す。その結果は完全に一致していないが、両周波数においての動き
は、第４図を参照して述べたものと同様である。つまり、測定されたコンダクタ
ンスは、完全充電値と完全放電値において最も小さく、５０％ＳＯＣ付近におい
て最大に達している。このことは、正確性があまり重要でない場合、１つ以上の
適当な周波数におけるコンダクタンスの測定値の簡単な分析だけで、ＳＯＣの近
似値を決定できることを示している。その分析方法は、係属中の米国特許出願番
号０９／１５１，３２４に開示された複雑な数理分析よりもかなり単純なもので
あって、図３で示したように、各サブ回路の時定数が大きく異なっており、相互
作用しないという点を利用している。
【００２０】 図６は、バッテリからの放電量（アンペア時）の関数として、キャパシタンス
Ｃ２の測定値を示すグラフである。そのキャパシタンスは、放電にともない、単
調に減少している。キャパシタンスＣ２は、バッテリにおける絶対蓄電量（Ａｈ
）をよく示していることがわかる。そのため、この測定値を、バッテリの「燃料
尺度」として利用することができる。これが可能であることを示すために、図６
のグラフには、「エンプティ」と「フル」の表示を加えてある。Ｃ２と残留蓄電
量との関係は、正確には直線ではないが、ほぼ直線であるといえる。結局、多く
の自動車の燃料計も、完全な直線ではないことに留意して欲しい。
【００２１】 図７は、完全に充電された６つの異なるサイズのバッテリの、アンペア時にお
ける総絶対蓄電量を、測定されたキャパシタンスＣ２の関数として示している。
グラフ内の各バッテリのアンペア時の実験値は、２５アンペアの一定放電電流に
よる実際の時限放電テストにより得られたものであって、最終的な端子電圧は１
０．５ボルトである。また、図７のグラフには、Ａｈ＝２２＋８．２・Ｃ２の形
の実験線形等式が示してある。この実験点は、±３アンペア時の範囲内で、この
線形等式に一致している。この興味深い結果は、アンペア時の絶対蓄電容量は、
コストと時間のかかる時限放電テストを実施せずとも、Ｃ２を測定することで、
かなり正確に決定できることを示している。
【００２２】 図８と図９は、本発明の特徴を示す。図８は、Ｇ３−Ｃ３のサブ回路を示し、
この並列サブ回路の複素アドミタンスがＹ３＝Ｇ３＋jωＣ３であることを示す
。このように、上記説明は、Ｙ３の実数部とバッテリのＳＯＣとの間に存在する
関係を実際に開示する。同様に、図９はＧ２−Ｃ２サブ回路を示し、その複素ア
ドミタンスがＹ２＝Ｇ２＋jωＣ２であることを示す。このように、上記説明は
、特定周波数ωにおける絶対蓄電量（Ａｈ）とＹ２の虚数部との間に存在する関
係を実際に開示する。複素数Ｚと複素数Ｙは互いの逆数であることは真実である
が、それらの実数部（Ｒ，Ｇ）や虚数部（Ｘ，Ｂ）については真実ではない。し
たがって、これまで述べてきた重要な関係を観測するためには、交流測定値は全
て、複素インピーダンス形式ではなく、複素アドミタンス形式で表示されなくて
はならない。
【００２３】 本発明は、この原則により、前述の従来技術とは異なるものである。ダウギャ
ロ（Dowgiallo）（米国特許第３，９８４，７６２号）、ランディン（Randin）
ら（米国特許第４，７４３，８５５号）、ボーナガ（米国特許第５，６５０，９
３７号）、バーゼルら（米国特許第５，７１７，３３６号）、シャラフ（米国特
許第３，８０８，５２２号）、ヤング（米国特許第５，１２６，６７５号）、ム
ラマツ（米国特許第４，６７８，９９８号）、ファン（米国特許第５，２４１，
２７５号）といった先人達はみな、ＳＯＣかＡｈのいずれかの情報を、１つ以上
の周波数で測定された複素インピーダンスの大きさか、その複素インピーダンス
の成分値から導き出そうとしている。しかしながら、複素アドミタンスの実数部
や虚数部について触れているものは皆無である。
【００２４】 本発明は、米国特許出願番号０９／１５２，２１９と０９／１５１，３２４に
以前に開示された特定の装置とアルゴリズムを使って説明されたが、これ以外の
方法の使用も可能であることは、当業者にとって明らかであろう。例えば、ブリ
ッジやその他の種類の装置を使って、複素アドミタンスやインピーダンスを測定
することも可能である。また、正確性が厳格に要求されないならば、種々の時定
数が互いに大きく異なっている特性を利用して、サブ回路は結合していないと簡
単に仮定することが有利である。この近似値内では、Ｃ２とＣ３は、ｆ01＝１／
２πτ1に近い周波数において短絡とみなされ、Ｌ１とＣ３は、ｆ02＝１／２π
τ2とｆ03＝１／２πτ3に近い周波数において短絡とみなされ、Ｌ１は短絡、Ｃ
２は開路とみなされる。このように、いくつかのバッテリでは、２つか３つの周
波数における測定値の簡単な分析からでも、十分な結果を得ることが可能となる
。ある特定のバッテリでは、さらに、的確に選択された単一周波数において得ら
れた複素ＹやＺ＝１／Ｙの測定値から、Ｃ２やＧ３の有用な近似値を得ることも
できる。なお、本発明は、その本質と範囲を逸脱することなく、形態や細部にお
いて、前記とそれ以外の変形が可能であることは、当業者にとっては明白であろ
う。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に従った、電気化学電池やバッテリの蓄電量を評定する装置のブロック
図である。
【図３】 図２に示した３つのサブ回路の時定数の変動を、バッテリからの放電量の関数
で表したグラフである。
【図４】 図２に示したコンダクタンスＧ３の測定値と理論値を、バッテリからの放電量
の関数で表したグラフである。
【図５】 ２２Ｈｚと８Ｈｚで測定した自動車用バッテリのコンダクタンス、つまり、ア
ドミタンスの実数部を、バッテリの平均比重の関数で表したグラフである。
【図６】 図２に示したキャパシタンスＣ２の測定値を、バッテリからの放電量の関数で
表したグラフである。
【図７】 ６つの完全充電状態のバッテリのアンペア時容量の実験値と理論値を、図２に
示したキャパシタンスＣ２の値の関数で表したグラフである。
【図８】 アドミタンスＹ３の並列Ｇ３−Ｃ３サブ回路を表す回路図である。
【図９】 アドミタンスＹ２の並列Ｇ２−Ｃ２サブ回路を表す回路図である。
【符号の説明】
１０……測定回路、２０……電池／バッテリ、３０……制御回路、４０……コ
マンド経路、５０……計算回路、６０、７０……データ経路、８０……指示経路
、９０……ディスプレイ、１００……プロセス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ， ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，Ｋ Ｅ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ， ＺＡ，ＺＷ

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電気化学式電池やバッテリの充電状態を決定する装置であって
    、前記電池やバッテリに時間変動する電気励起を付与するための電気励起回路と
    、前記時間変動する電気励起の結果として発生した前記電池やバッテリの時間変
    動する電気応答を検出するための応答検出回路と、前記時間変動する励起および
    前記時間変動する応答に対応して、前記電池やバッテリを表現する電気回路の一
    部を構成する特定の並列サブ回路の複素アドミタンスの実数部の値であって、充
    電状態と共に変化して、充電状態がほぼ５０％のときに最大値となるような実数
    部の値を計算し、かつ、前記複素アドミタンスの計算された実数部の値から前記
    充電状態を評定する計算回路とから成る電気化学式電池やバッテリの充電状態を
    決定する装置。
  2. 【請求項２】 さらに、表示回路を備え、前記計算回路は、前記充電状態の計
    算値をその表示回路に与えることを特徴とする請求項１記載の装置。
  3. 【請求項３】 前記計算回路は、外部処理装置と接続しており、その外部処理
    装置は、前記充電状態の計算値に従って前記計算回路により制御されることを特
    徴とする請求項１記載の装置。
  4. 【請求項４】 前記表現する電気回路は、異なる時定数をもつ少なくとも３個
    のサブ回路から成り、前記特定の並列サブ回路の時定数が少なくとも他の２個の
    サブ回路の時定数よりも長いことを特徴とする請求項１記載の装置。
  5. 【請求項５】 前記表現する電気回路は、異なる時定数をもつ少なくとも２個
    のサブ回路から成り、前記特定の並列サブ回路の時定数が少なくとも他方のサブ
    回路の時定数よりも長いことを特徴とする請求項１記載の装置。
  6. 【請求項６】 前記計算回路は、前記充電状態の２つの二者択一の計算値間の
    差分を求めるために補助データを用いることを特徴とする請求項１記載の装置。
  7. 【請求項７】 電気化学式電池やバッテリ内の絶対蓄電量を決定する装置であ
    って、前記電池やバッテリに時間変動する電気励起を付与するための電気励起回
    路と、前記時間変動する電気励起の結果として発生した前記電池やバッテリの時
    間変動する電気応答を検出するための応答検出回路と、前記時間変動する励起お
    よび前記時間変動する応答に対応して、前記電池やバッテリを表現する電気回路
    の一部を構成する特定の並列サブ回路内の容量素子の値を計算し、かつ、前記容
    量素子の計算値から前記絶対蓄電量を評定する計算回路とから成る、電気化学式
    電池やバッテリの絶対蓄電量を決定する装置。
  8. 【請求項８】 さらに、前記計算回路に接続された表示装置を備え、前記計算
    回路は、前記絶対蓄電量の計算値を与えることを特徴とする請求項７記載の装置
    。
  9. 【請求項９】 前記表示装置は、バッテリ燃料計であることを特徴とする請求
    項８記載の装置。
  10. 【請求項１０】 前記計算回路は、外部の処理装置と接続しており、その外部
    処理装置は、前記絶対蓄電量の計算値に従って前記計算回路により制御されるこ
    とを特徴とする請求項７記載の装置。
  11. 【請求項１１】 前記表現する電気回路は、異なる時定数をもつ少なくとも３
    個のサブ回路から成り、前記特定の並列サブ回路の時定数が最長時定数でも最短
    時定数でもないことを特徴とする請求項７記載の装置。
  12. 【請求項１２】 前記表現する電気回路は、異なる時定数をもつ少なくとも２
    個のサブ回路から成り、前記特定の並列サブ回路の時定数が少なくとも他方のサ
    ブ回路の時定数よりも長いことを特徴とする請求項７記載の装置。
  13. 【請求項１３】 電気化学式電池やバッテリの充電状態を決定する方法であっ
    て、前記電池やバッテリに時間変動する電気励起を付与する工程と、前記電気励
    起に対する時間変動する電気応答を検出する工程と、前記時間変動する励起およ
    び前記時間変動する応答から、前記電池やバッテリを表現する等価回路の特定の
    並列サブＧ―Ｃ回路のアドミタンスの実数部を算定する工程と、前記Ｇ―Ｃ回路
    のアドミタンスの実数部から、前記充電状態を決定する工程とから成る電気化学
    式電池やバッテリの充電状態を決定する方法。
  14. 【請求項１４】 前記アドミタンスの実数部から充電状態を決定する工程は、
    前記アドミタンスの実数部から決まる充電状態の２つの二者択一の値から１つを
    選択するために補助データを用いることを特徴とする請求項１３記載の方法。
  15. 【請求項１５】 さらに、前記充電状態の選択された値を表示する工程を含む
    ことを特徴とする請求項１４記載の方法。
  16. 【請求項１６】 さらに、前記充電状態の選択された値に従って外部処理装置
    を制御する工程を含むことを特徴とする請求項１４記載の方法。
  17. 【請求項１７】 電気化学式電池やバッテリ内の絶対蓄電量を決定する方法で
    あって、前記電池やバッテリに時間変動する電気励起を付与する工程と、前記電
    気励起に対する時間変動する電気応答を検出する工程と、前記時間変動する励起
    および前記時間変動する応答とから、前記電池やバッテリを表わす等価回路の特
    定の並列サブＧ−Ｃ回路の容量素子のキャパシタンスを算定する工程と、前記容
    量素子のキャパシタンスから前記絶対蓄電量を評定する工程とから成る電気化学
    式電池やバッテリの絶対蓄電量を決定する方法。
  18. 【請求項１８】 さらに、前記絶対蓄電量の評定値をユーザに表示する工程を
    含むことを特徴とする請求項１７記載の方法。
  19. 【請求項１９】 さらに、前記絶対蓄電量の評定値に従って外部処理装置を制
    御する工程を含むことを特徴とする請求項１７記載の方法。
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