JP2003523049A - 統合的な電池試験器を有する蓄電池 - Google Patents

統合的な電池試験器を有する蓄電池

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バートネス，ケビン，アイ．
バテリス，ジャメイ
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ミッドトロニクス インコーポレイテッド
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Abstract

(57)【要約】 統合的な電池試験器を有する蓄電池を提供する。 【解決手段】蓄電池（１０）は、電池ハウジング（１８）と、電池の正端子（１２）および電池の負端子（１４）に電気的に直列に接続された前記電池ハウジング内の多数の電気化学的セルを含む。第１の接続（３８）は電池の正端子に接続され、第２の接続（４０）は電池の負端子に接続される。電池試験モジュールは電池ハウジングに固定されて、正および負の端子に、それぞれ第１および第２のケルビン（Kelvin）接続を介して電気的に接続される。ディスプレイあるいはその他の出力装置が、電池試験モジュールから電池試験の結果を出力するために構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 発明の背景 本発明は蓄電池に関する。より詳細には、本発明は統合的な電池試験器を有す
る蓄電池に関する。
【０００２】 鉛蓄電池のような蓄電池が、自動車用車両および予備電源などの様々な用途に
用いられる。典型的な蓄電池は、電気的に直列に接続された複数の個々の蓄電池
セルから成る。例えば、各セルはそれぞれ約２．１ボルトの電圧を有することが
できる。セルを直列に接続することによって、個々のセルの電圧が累積的に加算
される。例えば、典型的な自動車用蓄電池では、６個の蓄電池セルが、約１２．
６ボルトの総電圧を提供するために用いられる。個々のセルは１つのハウジング
の中に収容され、一般的にはアセンブリ全体が「電池」と呼ばれる。
【０００３】 蓄電池の状態を確認することが頻繁に所望される。様々な試験技術が蓄電池の
長い歴史を通して開発されてきた。例えば、ある技術では、電池内の酸混合物の
比重を測定するのに液体比重計を用いる。電子式試験はまた、小侵入電池試験技
術を提供するために用いられてきた。非常に簡単な電子式試験は、単に電池を流
れる電圧を測定することである。電圧がある閾値より低い場合は、電池は不良と
判断される。電池を試験するための他の技術は、負荷試験と呼ばれる。負荷試験
では、電池が既知の負荷を用いて放電される。電池が放電される度に、蓄電池の
電圧が監視され、電池の状態を判断するために用いられる。
【０００４】 さらに最近では、電池の動的コンダクタンスのような電池の動的パラメータを
測定することによって蓄電池を試験するための技術が、キース，エス，チャンプ
リン博士（Dr. Keith S.Champlin）、およびイリノイ州ウィロウブルック（Will
owbrook）のミッドトロニクス社（Midtronics,Inc.）によって開発された。この
技術は、例えば、下記のような多数の米国特許に記述されている。
【０００５】 １９７５年３月２５日にチャンプリンに付与された「電子式電池試験装置（EL
ECTRONIC BATTERRY TESTING DEVICE）」と題する米国特許第３，８７３，９１１
号、 １９７５年９月３０日にチャンプリンに付与された「電子式電池試験装置（EL
ECTRONIC BATTERRY TESTING DEVICE）」と題する米国特許第３，９０９，７０８
号、 １９８９年３月２８日にチャンプリンに付与された「電子式電池試験装置（EL
ECTRONIC BATTERRY TESTING DEVICE）」と題する米国特許第４，８１６，７６８
号、 １９８９年４月２５日にチャンプリンに付与された「自動電圧測定付き電子式
電池試験装置（ELECTRONIC BATTERRY TESTING DEVICE WITH AUTOMATIC VOLTAGE
SCALING）」と題する米国特許第４，８２５，１７０号、 １９８９年１１月１４日にチャンプリンに付与された「ダイナミック・コンダ
クタンスを決定するための自動電圧測定付き電子式電池試験装置（ELECTRONIC B
ATTERRY TESTING DEVICE WITH AUTOMATIC VOLTAGE SCALING TO DETERMINE DYNAM
IC CONDUCTANCE）」と題する米国特許第４，８８１，０３８号、 １９９０年３月２７日にチャンプリンに付与された「充電状態補償付き電子式
電池試験装置（ELECTRONIC BATTERRY TESTING DEVICE WITH STATE-OF-CHARGE CO
MPENSATION）」と題する米国特許第４，９１２，４１６号、 １９９２年８月１８日にチャンプリンに付与された「電池／セル容量を査定す
るための電子式試験器（ELECTRONIC TESTER FOR BATTERY/CELL CAPACITY）」と
題する米国特許第５，１４０，２６９号、 １９９４年８月３０日に付与された「充電または放電中の電池の時間的変動信
号を抑制するための方法および装置（METHOD AND APPARATUS FOR SUPPERSSING T
IME VARYING SIGNALS IN BATTERIES UNDERGOIN CHARGING OR DISCHARGING）」と
題する米国特許第５，３４３，３８０号、 １９９６年１１月５日に付与された「低充電状態用自動補償付き電子式電池試
験器（ELECTRONIC BATTERRY TESTER WITH AUTOMATIC COMPENSATION FOR LOW STA
TE-OF-CHARGE）」と題する米国特許第５，５７２，１３６号、 １９９６年１１月１２日に付与された「充電中の電池内の熱暴走を検出および
制御するための方法および装置（METHOD AND APPARATUS FOR DETECTING AND CON
TROL OF THERMAL RUNAWAY IN A BATTERRY UNDER CHARGE）」と題する米国特許第
５，５７４，３５５号、 １９９６年１２月１７日に付与された「低充電状態用自動補償付き電子式電池
試験器（ELECTRONIC BATTERRY TESTER WITH AUTOMATIC COMPENSATION FOR LOW S
TATE-OF-CHARGE）」と題する米国特許第５，５８５，７２８号、 １９９７年１月７日に付与された「比較回路による電子式電池試験装置の緩い
端子接続の検出（ELECTRONIC BATTERRY TESTING DEVICE LOOSE TERMINAL CONNEC
TION DETECTION VIA A COMPARISON CIRCUIT）」と題する米国特許５，５９２，
０９３号、 １９９７年１月２８日に付与された「非常に高いノイズ免疫性を有する電子式
電池試験器（ELECTRONIC BATTERRY TESTER WITH VERY HIGH NOISE IMMUNITY）」
と題する米国特許５，５９８，０９８号、 １９９８年５月２６日に付与された「蓄電池内の不良セルを検出するための方
法および装置（METHOD AND APPARATUS FOR DETECTING A BAD CELL IN A STORAGE
）」と題する米国特許５，７５７，１９２号、 １９９８年１０月１３日に付与された「低充電状態用個別補償付き電子式電池
試験器（ELECTRONIC BATTERRY TESTER WITH TAILORED COMPENSATION FOR LOW ST
ATE-OF-CHARGE）」と題する米国特許第５，８２１，７５６号、 １９９８年１１月３日に付与された「ＪＩＳ規格用電池試験器（BATTERY TEST
ER FOR JIS STANDARD）」と題する米国特許第５，８３１，４３５号、 １９９９年６月２２日に付与された「電子式電池試験器（ELECTRONIC BATTERY
TESTER）」と題する米国特許第５，９１４，６０５号、 １９９９年８月３１日に付与された「中点式電池監視法（MIDPOINT BATTERY M
ONITERING）」と題する米国特許第５，９４５，８２９号、 １９９９年１２月１４日に付与された「セルおよび電池の複雑なインピーダン
スを測定するための装置および方法（METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING COM
PLEX IMPEDANCE OF CELLS AND BATTERIES）」と題する米国特許第６，００２，
２３８号、 ２０００年３月１４日に付与された「複雑なインピーダンス／アドミタンスか
ら電池の特性を決定するための装置および方法（METHOD AND APPARATUS FOR DET
ERMINING BATTERY PROPERTIES FROM COMPLEX IMPEDANCE /ADMITTANCE）」と題す
る米国特許第６，０３７，７７７号、 ２０００年４月１８日に付与された「電池試験を監査するための装置および方
法（METHOD AND APPARATUS FOR AUDITING A BATTERY TEST）」と題する米国特許
第６，０５１，９７６号、 ２０００年６月２７日に付与された「電池を充電するための装置および方法（
METHOD AND APPARATUS FOR CHARGING A BATTERY）」と題する米国特許第６，０
８１，０９８号、 ２０００年７月１８日に付与された「電池試験を監査するための装置および方
法（METHOD AND APPARATUS FOR AUDITING A BATTERY TEST）」と題する米国特許
第６，０９１，２４５号、 ２０００年８月１５日に付与された「電池を充電するための装置および方法（
METHOD AND APPARATUS FOR CHARGING A BATTERY）」と題する米国特許第６，１
０４，１６７号、 ２０００年１０月２４日に付与された「ひとつの電気化学セルまたは電池の内
部温度を電子的に評価するための装置および方法（METHOD AND APPARATUS FOR E
LECTRONICALLY EVALUATING THE INTERNAL TEMPERATURE OF AN ELECTROCHEMICAL
CELL OR BATTERY）」と題する米国特許第６，１３７，２６９号、 ２０００年１２月１９日に付与された「電子式電池試験器用の電気的接続（EL
ECTRICAL CONNECTION FOR ELECTRONIC BATTERY TESTER）」と題する米国特許第
６，１６３，１５６号、 ２００１年１月９日に付与された「セルおよび電池の複雑なインピーダンスを
測定するための装置および方法（METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING COMPLEX
IMPEDANCE OF CELL AND BATTERIES）」と題する米国特許第６，１７２，４８３
号、および ２００１年１月９日に付与された「電子式電池試験器（ELECTRONIC BATTERY T
ESTER）」と題する米国特許第６，１７２，５０５号。
【０００６】 一般的には、電池試験器は複数の蓄電池間を移動可能で、ひとつの蓄電池に電
気的に接続されることができる独立した一個の装置であった。従来技術では、個
々の試験装置に依存せずに蓄電池の試験をするための簡単な技術がなかった。
【０００７】 発明の概要 蓄電池は、ひとつの電池ハウジングと、電池の正端子および電池の負端子に電
気的に直列に接続された前記電池ハウジング内の複数の電気化学的セルを含む。
第１の接続は電池の正端子に接続され、第２の接続は電池の負端子に接続される
。電池試験モジュールは電池ハウジングに固定されて、正および負の端子に、そ
れぞれ第１および第２のケルビン（Kelvin）接続を介して電気的に接続される。
ディスプレイあるいはその他の出力装置が、電池試験モジュールから電池試験の
結果を出力するために構成される。
【０００８】 図面の簡単な説明 図１は、本発明による電池試験モジュールを含む蓄電池の側面図である。 図２Ａおよび２Ｂは、図１の蓄電池の平面図である。 図３は、図１および図２の蓄電池の、図２の３−３で示された線に沿った側断
面図である。 図４は、本発明による蓄電池のブロック図である。 図５は、ひとつの実施例の電気回路図である。 図６は、他の実施例の電気回路図である。
【０００９】 好ましい実施例の詳細な説明 本発明のひとつの特徴では、蓄電池は、蓄電池の電気セル上で電池試験を実行
するための、統合された電池試験モジュールに提供される。本明細書で用いられ
る「統合された（integrated）」ものは、電池ハウジングに装着される別個のモ
ジュールを含むことができる。ひとつの実施例では、電池試験モジュールは、ケ
ルビン接続を介して蓄電池の電気セルに電気的に接続される。ある特徴では、ケ
ルビン接続は用いられない。電池試験モジュールが電池と統合されるので、オペ
レータは外部の電池試験装置に頼らずに電池を試験することができる。ひとつの
実施例では、電池試験は、未熟なオペレータが容易に実行できるものである。さ
らに、電池試験モジュールは、電池を製造する費用が過度に増大しない蓄電池と
統合され得る低コストの技術を用いて製造されるのが望ましい。
【００１０】 図１は本発明による蓄電池１０の側面図である。蓄電池１０は正端子１２およ
び負端子１４を含む。電池試験モジュール１６は蓄電池のハウジング１８に装着
される。
【００１１】 図２Ａおよび２Ｂは図１の蓄電池１０の平面図である。図２Ａに示されるよう
に、電池試験モジュール１６は、任意の入力２０および任意の出力２２、２４を
含む。入力２０は、例えば押しボタンあるいはオペレータによって作動可能なそ
の他の入力であることができる。出力２２は、例えばＬＥＤあるいは電池試験の
合否を提供するようなその他の様式の視覚的な表示器であることができる。出力
２４は、電池試験の量的な出力を提供するために用いられることができる。図２
Ｂにおいては、出力２２は、ＬＥＤから構成することのできる、一連の出力２３
Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、および２３Ｄの形式である。
【００１２】 図３は、図２の３−３で示された線に沿って分離された電池１０の側断面図で
ある。図３に示されるように、電池１０は鉛蓄電池などの蓄電池であり、導線３
２によって電気的に直列に接続された複数の電気化学的セルを含む。これにより
、導線３４を介して正端子１２に電気的に接続された一方の端部、および導線３
６を介して負端子１４に電気的に接続された他方の端部を有する一つながりのセ
ル３０を形成される。図３に示されるように、電池試験モジュール１６はケルビ
ン接続３８および４０を提供する２対の電気的接続を介して端子１２および１４
に接続される。
【００１３】 動作中に、ユーザは電池試験モジュール１６を用いて電池１０の状態の試験を
することができる。例えば、ボタン２０またはその他の入力装置の作動を介して
、電池上で試験が実行されることができる。電池試験の結果は、出力２２または
２４上に表示される。ひとつの実施例では、電池試験モジュール１６は電池を監
視し、電池が不使用であるか、または電池が接続される電気的システム上に過度
のノイズがない期間を待機した後に、電池の試験を実行する。電池試験の結果は
メモリに記憶され、かつ出力２２あるいは２４上に表示されることができる。こ
のような実施例では、入力２０のような入力は試験を促進するためには必要とさ
れない。しかしながら、このような実施例では、試験モジュール１６内の回路は
、延長された期間中、電池を放電させる。
【００１４】 図２Ｂに示される実施例では、電池試験モジュール１６は、端子１２−１４間
の電圧を、複数の異なる閾値電圧と比較する。電池１０の電圧によって、適当な
数のＬＥＤ２３Ａ〜２３Ｄが試験モジュール１６上で点灯させられる。例えば、
各ＬＥＤは異なる閾値に対応することができる。これらの閾値は所望のように間
隔をあけることができる。ＬＥＤ２３Ａ〜２３Ｄは異なる色であってもよい。例
えば、２３Ａが赤色ＬＥＤ、２３Ｄが緑色ＬＥＤであってよい。わずかにより複
雑な実施例では、負荷抵抗のような、モジュール１６内の負荷が電圧測定の間ま
たはそれに先立って印加されることができる。モジュール１６の出力は印加され
た負荷の関数であることができる。
【００１５】 ひとつの実施例では、試験モジュール１６は、適当な閾値が達せられるまで、
連続的に出力２３Ａ〜２３Ｄを点灯する。より望ましいユーザ・インタフェース
を提供するために、各ＬＥＤは発光と発光との間に小さな間隔をおいて点灯する
。そのタイミングは適宜であってよい。電池試験の結果は、所望の期間中、出力
２３Ａ〜２３Ｄ上に維持されることができ、その期間は、ユーザが試験結果を観
測するのに十分長いことが望ましい。ひとつの実施例では、適当な数のＬＥＤが
、試験が完了するまで点灯させられたままである。他の実施例では、一度に一つ
のＬＥＤだけが点灯する。もちろん任意数のＬＥＤおよび閾値が使用されてもよ
い。他の実施例では、付加的な情報がコードあるいは警告を提供するＬＥＤの点
滅によってオペレータに通知されることができる。
【００１６】 図２Ｂの実施例の電池試験器の回路は、当業者に明らかである簡単な比較器お
よびタイミング回路を用いて実施されることができる。より複雑な実施例は小さ
なマイクロプロセッサを含むことができる。典型的には、電池試験モジュール１
６の回路は蓄電池１０によって給電される。
【００１７】 図４は、電池１０の電池試験モジュール１６とセル３０との間の電気的な接続
のより詳細な図を示す。セル３０は電池用の電気的な記号で示される。電池試験
モジュール１６は、ケルビン接続３８および４０を介して電気化学セル３０に接
続される。
【００１８】 電池試験モジュール１６内のマイクロプロセッサは、後の回収のために、メモ
リ４４に情報を記憶することができる。例えば、電池の使用および電池の充電履
歴に関する情報が、後の出力のためにメモリに保持されることができる。特別な
アクセスコードがユーザ入力２０を介して入力されることができ、そのデータは
出力２２または２４、あるいはその他の出力を介して出力される。ひとつの実施
例では、出力は、トーンまたはあらかじめ記録された言葉の列のようなオーディ
オ出力であることができる。入力は、特別なボタンの列あるいはボタンを押すタ
イミングから成り得る。入力はまたＩＲセンサ、振動センサ、磁気式スイッチ、
外部装置に誘導的に接続する近接受信器、あるいはその他のものとして提供され
ることもできる。出力は外部装置によって読み取り可能なデジタルコードによっ
てＬＥＤを励起することによって供給されることができる。他の様式の出力は、
ＩＲリンク、電磁結合などの近接通信技術、その他を介して供給されることがで
きる。入力および出力はまた、正および負の端子１２および１４の上でデータを
変調することによって試験モジュール１６へ供給されることもできる。データは
、電池モジュール１６内の伝送および受信回路を用いて、受信または伝送される
ことができる。様々な変調技術が従来技術で既知である。ひとつの実施例では、
変調技術は電池１０が接続される外部回路に干渉しないように選択される。
【００１９】 データの記録および報告の技術によって、製造者は電池の有効性を監視するこ
とができる。例えば、製造者は、延長された期間中、電池に損傷を引き起こすよ
うな未充電状態で電池が残されていることを、販売前に判断することができる。
日付情報が電池試験モジュール１６内のマイクロプロセッサによって維持される
場合には、メモリに記憶されたデータは日付情報に合わせられるので、電池１８
の寿命中の様々なイベントが特定の日付と連結されることができる。メモリ４４
内に記憶されることできるようなその他の情報の例としては、製造日、電池定格
、その他の識別の電池シリアル番号、販売連鎖、などがある。
【００２０】 図４はまた本発明の別の特徴を示す。図４では、要素１０は待機ジャンパある
いは内部電池３０を含むような補助システム１０を示すこともできる。ジャンパ
ケーブル、あるいはシガレットライター・アダプタなどの他の出力は、電池３０
に接続されることができ、自動車用車両への補助的な電力を供給するために用い
られることができる。例えば、そのようなシステムは、自動車への充電時間を短
くするため、あるいは切れているバッテリを有する車両のエンジンをかけるため
に用いられることができる。これは車両を「ジャンプ・スタート（jump start）
」するために用いられることができる。このような装置は当業では既知であり、
内部電池を含むような、典型的には小さくて携帯可能な装置である。内部電池は
、例えば、ゼリー状のセル、ニッカド電池、ニッケル金属水化物電池、あるいは
その他の様式の電池であってよい。このような補助的電力システムのひとつの問
題は、内部電池がユーザに知られずに故障することである。補助的な電力システ
ムの使用が要求される時に、電池が故障しているかもしれない。さらに他の故障
の様式は、電池が正常な電圧出力を供給するけれども、いかなる期間も大量の電
流を供給することはできないという、簡単に検出できないものであるかもしれな
い。本発明では、システム１０は電池３０を試験するために試験モジュール１６
を含むこともできる。そのような実施例では、ユーザは、定期的に電池３０を試
験して、電池が故障していないことを確認する。さらに、試験モジュール１６は
定期的に電池３０を試験して、電池３が故障している場合には、点灯あるいは警
告音などの警告表示を提供することができる。本発明のひとつの特徴では、あら
ゆる様式の電池試験器が、前述のような補助的な電池システムを試験するために
用いられることができる。
【００２１】 本発明は、適当な技術を用いて実行されることができる。一例は、本明細書に
引例によって組み込まれた、２００１年１月９日に付与された「電子式電池試験
機（ELECTRONIC BATTERY TESTER）」と題する米国特許第６，１７２，５０５号
である。
【００２２】 ひとつの特徴では、電池試験モジュールは電池の動的パラメータに基づいて電
池の状態を決定する。これは、図４に示されるような時間変動強制関数Ｆを用い
てなされる電池の測定である。図４の結果信号Ｓは、動的パラメータを決定する
ために用いられることができる。動的パラメータは例えば、動的なコンダクタン
ス、抵抗、インピーダンスおよびアドミッタンスを含む。他の例では、電池を通
る測定を可能にするために単純な接触が用いられる。
【００２３】 試験モジュール１６内のメモリ４４のようなメモリは、電池１０の定格などの
電池の仕様情報を記憶するために用いられることができる。その情報は、製造中
に常設メモリ内に書き込まれることができる。つまり、ユーザは電池に関するい
かなる情報も入力する必要がない。この情報は電池試験を実行する際に、かつユ
ーザに質的な出力を提供するために用いられることができる。
【００２４】 出力２２は視覚的な出力を含むいかなる様式の出力であってよい。例えば、２
色あるいは３色のＬＥＤを含む。ＬＥＤの点滅状態に加えてその色は、良好、不
良、低充電、試験には低すぎること、あるいはその他の状態および決定などの試
験結果を示すことができる。点滅するＬＥＤは、システム・ノイズ、不良セル、
あるいはその他の状態および決定を示すために用いられることができる。ユーザ
入力２０が用いられるときには、回路は、稼動されるときを除いて、電池を消耗
することはない。しかしながら、スイッチなどの入力は費用を増大し、ユーザは
、システム・ノイズが高い期間中など、不適当な時に試験をしてしまう。
【００２５】 入力２０のない実施例では、試験モジュール１６は、試験を実施するために、
安静時あるいはその他の適当な時を待つことができる。その結果は、内部メモリ
に記憶され、定期的に短い期間、出力２２／２４上に表示されることがきる。し
かしながら、試験モジュールの拡張動作によって、電池が消耗することがある。
ひとつの実施例では、始動回路は、電池の充電に起因するような、電池の電圧増
加時に、試験モジュールを「覚醒する（wake up）」ために始動させられること
ができる。その後、回路は、例えば充電停止後の短期間に、電力の消費を低く抑
えるために非充電期間中に「休止（sleep）」モードに入ることができる。
【００２６】 本発明の電池試験モジュールは、電池と統合されるのが好ましい。例えば、モ
ジュールはハウジングの頂部カバーなどのハウジングに装着されることができる
。様々な実施例では、モジュールはハウジングの内部またはハウジング内の絶縁
された囲み内に収容されることができる。ケルビン接続は外部または内部どちら
かの導線を介して、電池端子に接続されることができる。
【００２７】 もちろん、試験回路および試験モジュールは、例えば、いかなる電池容器の変
更も要求しないような技術を含むあらゆる技術を介して、電池に接続されること
ができる。例えば、それは電池端子上に用いられているボルトの下に接続される
ことができるし、複数の電池端子にまたがってぴったり合うために、プレスばめ
、あるいは「トラップ（trap）」構造を用いることができる。このことによって
、回路は選択的に、現存の電池に追加されることができる。
【００２８】 さらに、本発明のひとつの特徴は、電池に統合されるか、または低温クランク
・アンプ（ＣＣＡ：cold cranking amps）のような電池状態に関する出力を提供
する電池にしっかりと永久的に接続されるか、および／あるいは電池への接続の
ためにケルビン接続を用いるいかなる試験器を含む。
【００２９】 図５は、試験モジュール１６の簡略化された回路図である。モジュール１６は
電池１０に接続されて示される。モジュール１６は本発明のひとつの実施例によ
って作動し、電池１０のコンダクタンス（ＧBAT）および端子１２−１４間の電
圧（ＶBAT）を決定する。モジュール１６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を含む。増幅器５
２は、コンデンサＣ1およびＣ2を介して電池１０に静電容量的に接続される。増
幅器５２は、アナログ／デジタル変換器５４の入力に接続される出力を有する。
マイクロプロセッサ５６は、システム・クロック５８、メモリ６０、視覚的出力
２２、およびアナログ／デジタル変換器５４に接続される。マイクロプロセッサ
５６はまた、入力装置２６からの入力を受信することもできる。さらに、入力／
出力（Ｉ／Ｏ）ポート６７が設けられている。
【００３０】 動作中、電流源５０はマイクロプロセッサ５６によって制御され、図５に矢印
で示される方向に電流を供給する。ひとつの実施例では、これは方形波あるいは
パルスである。差動増幅器５２は、コンデンサＣ1およびＣ2を介して、それぞれ
電池１０の端子１２および１４に接続されて、端子１２−１４間の電圧差に関す
る出力を提供する。好ましい実施例では、増幅器５２は高い入力インピーダンス
を有する。回路１６は、それぞれ端子１４および１２に接続される負（反転）お
よび正（非反転）入力を有する差動増幅器７０を含む。増幅器７０は、端子１２
−１４間の電池１０の開回路電位電圧（ＶBAT）を測定するために接続される。
増幅器７０の出力はアナログ／デジタル変換器５４に提供されて、端子１２−１
４間の電圧がマイクロプロセッサ５６によって測定されることができる。
【００３１】 モジュール１６は、ケルビン接続として知られる４点接続技術を介して電池１
０に接続される。このケルビン接続によって、電流Ｉが第１の端子対を介して電
池１０に流される。一方、接続の第２の対によって、端子１２−１４間の電圧Ｖ
が測定される。非常に小さな電流が増幅器５２を流れるので、増幅器５２への入
力間の電圧降下は、電池１０の端子１２−１４間の電圧降下と実質的に同じであ
る。差動増幅器５２の出力はデジタル形式変換されて、マイクロプロセッサ５６
に提供される。マイクロプロセッサ５６は、システム・クロック５８によって決
定される周波数およびメモリ６０に記憶されたプログラミング命令によって作動
する。
【００３２】 マイクロプロセッサ５６は、電流源５０を用いて電流パルスＩを適用すること
によって電池１０のコンダクタンスを決定する。マイクロプロセッサは、増幅器
５２およびアナログ／デジタル変換器５４を用いて電流Ｉによる電池電圧の変化
を決定する。電流源５０によって生成される電流Ｉの値は既知であり、メモリ６
０内に記憶される。ひとつの実施例では、電流Ｉは電池１０に負荷を印加するこ
とによって取得される。マイクロプロセッサ５６は式（１）を用いて電池１０の
コンダクタンスを計算する。 コンダクタンス＝ＧBAT＝（ΔＩ／ΔＶ）１ 式（１） ここで、ΔＩは電流源５０による電池１０を流れる電流の変化、ΔＶは印加され
た電流ΔＩによる電池電圧の変化である。温度センサ６２は、電池１０に熱的に
接続されて、電池測定を補償するために用いられることができる。温度データは
、後の回収のために、メモリ６０に蓄積される。
【００３３】 図６は、図２Ｂに示されたモジュール１６の実施例の概略図である。比較器９
０は、電圧測定値を多数の参照レベルと定期的に比較し、かつ電池１０の状態を
表示するためにＬＥＤ２３Ａ−２４Ｄを応答的に励起することができる。このデ
ィスプレイは、スイッチあるいはその他の状態によって供給または作動されるこ
とができる。図および説明に示された様々な特徴のいずれもが、あらゆる適当な
組み合わせで用いられることが可能であり、示された仕様例に限定されない。
【００３４】 本発明を好ましい実施例によって説明してきたが、本発明の精神や範囲を逸脱
することなく詳細や形式上の変更が可能なことを当業者は理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【図４】 本発明による蓄電池のブロック図である。
【図５】 ひとつの実施例の電気回路図である。
【図６】 他の実施例の電気回路図である。
【符号の説明】
１０……蓄電池、１２……正端子、１４……負端子、１６…電池試験モジュー
ル、１８…ハウジング、２０……入力、２２，２４……出力、３０……電気化学
セル、３８，４０……ケルビン接続、４４……メモリ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 ６０／２０４，３４５ (32)優先日 平成12年５月15日(2000．5．15) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (31)優先権主張番号 ６０／２１８，８７８ (32)優先日 平成12年７月18日(2000．7．18) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (31)優先権主張番号 ６０／２２４，０９２ (32)優先日 平成12年８月９日(2000．8．9) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，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，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ， ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 2G016 CA03 CB12 CC01 CC02 CC03 CC04 CC12 CC13 CC27 CC28 CE01 CE02 CE03 CE07 CE11 CF06 5H030 AS06 FF21 FF41

Claims (27)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電池ハウジング、 電池の正端子および電池の負端子に電気的に直列に接続された、前記電池ハウ
    ジング内の多数の電気化学的セル、 電池の正端子に接続された第１のケルビン接続、 電池の負端子に接続された第２のケルビン接続、 前記電池ハウジングに装着され、それぞれ第１および第２のケルビン接続を介
    して、正および負の端子に電気的に接続された電池試験モジュール、および 前記電池試験モジュールからの電池試験結果を出力するために形成された前記
    試験モジュールからの出力を含む蓄電池。
  2. 【請求項２】 前記電池試験モジュールが、メモリに記憶される情報を出力す
    るように構成される請求項１の蓄電池。
  3. 【請求項３】 前記試験モジュールが電池の製造後に電池に装着される請求項
    １の蓄電池。
  4. 【請求項４】 メモリに記憶された前記情報が、電気的接続を介して出力され
    る請求項２の蓄電池。
  5. 【請求項５】 ケルビン接続が前記電池ハウジングの外部にある請求項１の蓄
    電池。
  6. 【請求項６】 ケルビン接続が前記電池ハウジングの内部にある請求項１の蓄
    電池。
  7. 【請求項７】 前記試験モジュールが前記電池の端子に装着される請求項３の
    蓄電池。
  8. 【請求項８】 前記試験結果が電池の低音クランキング・アンプ（ＣＣＡ）と
    相関する請求項１の蓄電池。
  9. 【請求項９】 前記試験結果が電池の動的パラメータと相関する請求項１の蓄
    電池。
  10. 【請求項１０】 前記動的パラメータが前記電池への電気的負荷の関数として
    決定される請求項１の蓄電池。
  11. 【請求項１１】 前記電池に熱的に接続された温度センサを含む請求項１の蓄
    電池。
  12. 【請求項１２】 前記温度センサからの温度測定がメモリ内に記憶される請求
    項１１の蓄電池。
  13. 【請求項１３】 前記電池試験結果が測定された温度の関数である請求項１１
    の蓄電池。
  14. 【請求項１４】 前記出力が少なくとも１つのＬＥＤからなる請求項１の蓄電
    池。
  15. 【請求項１５】 電池試験結果の出力を開始するために構成された、ユーザが
    操作可能なスイッチを含む請求項１の蓄電池。
  16. 【請求項１６】 前記出力電池試験結果がメモリから回収される請求項１５の
    蓄電池。
  17. 【請求項１７】 電池試験が、電池を使用していない期間の間に実行される請
    求項１の蓄電池。
  18. 【請求項１８】 前記電池試験が、電池内のノイズが低減された期間の間に実
    行される請求項１の蓄電池。
  19. 【請求項１９】 少なくとも１つのＬＥＤが、情報を伝達するために、連続的
    にオン／オフ切替えをされる請求項１４の蓄電池。
  20. 【請求項２０】 前記出力がオーディオ出力からなる請求項１の蓄電池。
  21. 【請求項２１】 スイッチを有し、そのスイッチを介してコード化された入力
    を受信した後にのみ、情報がメモリから回収される請求項２の蓄電池。
  22. 【請求項２２】 前記出力がＩＲリンクからなる請求項１の蓄電池。
  23. 【請求項２３】 前記出力が接近通信技術である請求項１の蓄電池。
  24. 【請求項２４】 前記出力が電池の端子上で変調される請求項１の蓄電池。
  25. 【請求項２５】 前記メモリに記憶された情報が日付に関する情報を含む請求
    項２の蓄電池。
  26. 【請求項２６】 電池の定格に関連する情報を記憶するメモリを含み、前記電
    池試験結果が前記記憶された情報の関数である請求項１の蓄電池。
  27. 【請求項２７】 補助電池、 前記補助電池に電気的に接続され、前記補助電池上で電池試験を実行するよう
    に構成されて、応答的に電池試験出力を提供する電池試験モジュール、および 前記電池試験出力の結果を出力するために構成される出力を含む補助電力シス
    テム。
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