JP4474115B2 - Storage battery discharge characteristics measuring device - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、蓄電池放電特性測定装置に関し、より特定的には、蓄電池の劣化寿命を放電特性に基づいて判定するための蓄電池放電特性測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電算機等に使用される無停電電源において、搭載される蓄電池の劣化寿命の判定は、従来から、蓄電池の端子間の開放電圧や内部インピーダンスの測定、使用年数の管理および複数個の蓄電池セルからの引取検査をすることによって行なうのが一般的である。
【０００３】
しかしながら、これらの判定方法では、特性劣化の進んだ蓄電池を抽出することは極めて困難である。なぜなら、蓄電池は一定の電流を所定の期間放電することが求められるのに対して、開放電圧や内部インピーダンスの測定では、その良否を判定するのには不十分であるからである。また、引取検査においては、非選択の蓄電池の電気的特性は必ずしも保証されず、信頼性の点で問題が残る。
【０００４】
そこで、最近では、設備オンライン中に、各蓄電池セルを瞬時に定電流放電させてセル単位での放電特性を明確にすることで、劣化した蓄電池セルを識別して除去し、蓄電池設備の信頼性を維持させるという蓄電池寿命判定装置が提案されている（例えば、特許文献１および非特許文献１参照）。
【０００５】
図１４は、参照文献に記載される蓄電池寿命判定装置の構成を概略的に示す回路図である。
【０００６】
図１４を参照して、蓄電池寿命判定装置２００は、基本的には、定電流放電特性測定装置であり、被測定電池１の正極端子２と負極端子３との間の端子電圧を測定する電圧検出器２１０と、駆動電流を測定する電流検出器２２０と、可変抵抗器２３０とを備える。
【０００７】
可変抵抗器２３０は、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）等の半導体素子で構成されており、ＣＰＵ（中央演算処理装置）６０からの制御信号によって駆動され、被測定電池１の等価負荷抵抗となる。
【０００８】
ＣＰＵ６０は、電圧検出器２１０で検出された端子間電圧に関する信号と電流検出器２２０で測定された電流に関する信号が入力されると、被測定電池１の診断に必要な所要の電流値となるように可変抵抗器２３０に指令を送る。
【０００９】
可変抵抗器２３０は、この指令信号に基づいて自己の有する特性に従って電流を制御する。可変抵抗器２３０を流れる電流は、電流検出器２２０により検出される。
【００１０】
ここで、電子負荷からなる可変抵抗器２３０と被測定電池１との間には、図示しない電磁開閉器が結合される。電磁開閉器がオンされた状態ですべての部分が閉回路を構成し、可変抵抗器２３０を流れる電流が制御される。電磁開閉器と可変抵抗器２３０とは、通常、１組の開閉信号とアナログ信号である電流設定信号とが与えられる構成となっている。
【００１１】
以上の構成において、被測定電池１の寿命診断は、可変抵抗器２３０を流れる電流を被測定電池１の診断に必要な一定電流に制御しながら、短時間（５００［ｍｓｅｃ］程度）の放電停止を行ない、そのときの端子間電圧と電流とから放電特性の劣化を識別することによって行なわれる。
【００１２】
【特許文献１】
特開平１１−６４４７２号公報（図１）
【００１３】
【非特許文献１】
前田公雄他著、「蓄電池設備の寿命劣化診断技術」、「日本メンテナンス工業会会報」、日本メンテナンス工業会、２０００年７月発行、第１１巻、第２号、第２７−３０頁
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、図１４の蓄電池寿命判定装置は、被測定電池１が浮動充電されている状態で短時間の定電流放電を行なったときの放電特性を測定し、放電電圧から複数個の蓄電池セル間でのばらつきおよび特性劣化を識別するために、電源装置の信頼性に影響を及ぼすことがない。
【００１５】
また、診断時の放電電流は、実際の使用電流に近い電流値に設定されることから、蓄電池の真の劣化状況を把握することができ、信頼度の高い判定結果を得ることができる。
【００１６】
ここで、電流設定範囲を０〜２４００［Ａ］としたときに、可変抵抗器２３０を構成する電子負荷として広い電流範囲を通電でき、かつ通電電流精度が優れた電子素子の実用化が実現すれば、回路構成が簡単となり、容易に製作可能となる。しかしながら、現在にはこのような電子素子の入手が容易でないため、１組の単純な装置を製作することは困難である。
【００１７】
また、仮にこのような電子素子が入手できたとしても、「設定する通電電流値」と「実際の通電電流値」との間には必ず誤差が存在する。例えば、１％の精度を有する装置において、制御信号を１〜１００に変換して可変抵抗器２３０を制御する場合は、「設定する通電電流値」に対する誤差は、２４００［Ａ］の１％である２４［Ａ］に相当する。２４［Ａ］の誤差は、大きな設定電流においてはそれほど問題とならないが、最低通電電流値１０［Ａ］では致命的な値となる。
【００１８】
この場合、制御信号を１〜１００００に変換して設定精度を向上させることも可能ではあるが、高精度の制御装置の実現は、コスト面において困難である。
【００１９】
かかる問題を解決する方法の１つとして、各々が例えば、１０〜１００［Ａ］，１１０〜５００［Ａ］，５１０〜１０００［Ａ］等の電流設定範囲を有する可変抵抗器を複数備え、「設定する通電電流値」に応じて選択的に被測定電池に結合する方法が考えられる。しかしながら、装置規模の増大とコスト面とから鑑みて現実的ではないと判断される。
【００２０】
他の方法としては、例えば、電磁開閉器と電流設定範囲が０〜２００［Ａ］の可変抵抗器とを１組として、これを被測定電池に対して並列に１２組接続することにより、２４００［Ａ］までの通電が可能となる。この場合、電流精度の確保は、「設定する通電電流値」の大きさにより通電させる電磁開閉器と可変抵抗器との組数と各組の通電電流値とを自動的に算出し、必要な組数を駆動させることによって実現することができる。１組あたりの設定精度が１％であるとすると、通電電流が２００［Ａ］（１組のみを駆動させる場合に相当）においては、２［Ａ］の誤差となり、２０００［Ａ］（１０組を駆動させる場合に相当）では、２０［Ａ］の誤差となる。したがって、小電流から大電流までの広範囲にわたって精度の確保が可能となる。しかしながら、本方法の実現にあたっては、各組に対して制御回路が必要となることから、計１２組の制御回路を要することになり、装置規模およびコストの面において妥当ではない。
【００２１】
したがって、複数組の電磁開閉器と可変抵抗器とに対して、単一の制御回路から出力される単一の制御信号を与えることによって通電電流値を設定する構成が可能となれば、簡易かつ安価な回路構成において高い設定精度を確保できることが予想される。
【００２２】
さらに、蓄電池の劣化寿命判定装置においては、以上に示す通電電流の設定分解能の向上が求められるとともに、異常発生時における感電事故や短絡事故などを未然に防ぐための安全機能を備えていることが必要とされる。
【００２３】
特に、従来の判定装置では、「設定する通電電流値」に応じて、作業者がその都度電磁開閉器と可変抵抗器との組を追加接続すること、または切換スイッチを操作することによって、通電回路を構成することから、ヒューマンエラーによる誤接続、誤設定が発生する恐れがある。
【００２４】
また、測定準備から測定終了に至るまでの全作業工程にわたって異常を監視する機能を有しておらず、作業者、判定装置および蓄電池を適切に保護するための安全機能についても十分とは言いがたい。
【００２５】
それゆえ、この発明の１つの目的は、通電回路の追加または切替を必要とせず、簡易な回路構成において、広い電流設定範囲において高い設定分解能を維持できる蓄電池放電特性測定装置を提供することである。
【００２６】
この発明の他の目的は、装置の健全性を常時監視して保護する、高い安全性を備えた蓄電池放電特性測定装置を提供することである。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
この発明のある局面によれば、蓄電池の劣化状態を診断するために、蓄電池の放電特性測定する蓄電池放電特性測定装置であって、蓄電池の端子間に結合され、蓄電池の駆動電流を流す電流駆動回路と、電流駆動回路を流れる駆動電流を外部から入力される一定の目標電流設定値に制御するための制御回路と、制御回路から与えられる制御信号をアナログ信号に変換するためのデジタルアナログ変換器とを備える。電流駆動回路は、蓄電池の端子間に並列に結合される複数の電流駆動部と、蓄電池と各複数の電流駆動部との間に配され、制御回路からの開閉信号に応じて蓄電池と電流駆動部とを電気的に結合／分離する複数の電磁開閉器とを有する。制御回路は、目標電流設定値に応じて複数の電磁開閉器のうち閉状態とする所定数の電磁開閉器を選択して、各複数の電磁開閉器に対して開閉信号を出力するとともに、目標電流設定値から算出したデジタルアナログ変換器設定値を出力する。デジタルアナログ変換器は、デジタルアナログ変換器設定値を電流設定信号に変換して、各複数の電流駆動部に出力する。所定数の電磁開閉器は、開閉信号に応じて閉状態となり、蓄電池と対応する電流駆動部と電気的に結合し、対応する電流駆動部は、電流設定信号に応じた電流値に調整した電流を駆動する。
【００２８】
好ましくは、各複数の電流駆動部は、重み付けされた駆動可能な電流設定範囲を有する。
【００２９】
好ましくは、各複数の電流駆動部は、駆動される電流の実測値を検出する実測値検出部と、実測値と電流設定信号との一致比較動作を行なう比較器と、比較器からの比較結果信号に応じて抵抗値を変化させて駆動される電流を調整する駆動電流調整部とを含む。
【００３０】
より好ましくは、制御回路は、マイクロコンピュータを含み、目標電流設定値と対応する電流駆動部の有する電流設定範囲とデジタルアナログ変換器の分解能との所定の関係に基づいて、デジタルアナログ変換器設定値を算出する。
【００３１】
この発明の別の局面によれば、蓄電池の劣化状態を診断するために、蓄電池の放電特性測定する蓄電池放電特性測定装置であって、蓄電池の端子間に結合され、蓄電池の駆動電流を流す電流駆動回路と、電流駆動回路を流れる駆動電流を外部から入力される一定の目標電流設定値に制御するための制御回路と、制御回路から各々に与えられる制御信号をアナログ信号に変換するための複数のデジタルアナログ変換器とを備える。電流駆動回路は、蓄電池の端子間に並列に結合される複数の電流駆動部と、蓄電池と各複数の電流駆動部との間に配され、制御回路からの単一の開閉信号に応じて蓄電池と複数の電流駆動部とを一括して結合／分離する、少なくとも１つの電磁開閉器とを有する。制御回路は、目標電流設定値の入力に応じて複数の電磁開閉器に対して開閉信号を出力するとともに、目標電流設定値から算出した複数のデジタルアナログ変換器設定値を出力する。各複数のデジタルアナログ変換器は、対応するデジタルアナログ変換器設定値を電流設定信号に変換して、対応する電流駆動部に出力する。電磁開閉器は、開閉信号に応じて閉状態となり、蓄電池と複数の電流駆動部とを電気的に結合し、各複数の電流駆動部は、対応する電流設定信号に応じた電流値に調整した電流を駆動する。
【００３２】
好ましくは、各複数の電流駆動部は、重み付けされた駆動可能な電流設定範囲を有する。
【００３３】
より好ましくは、複数のデジタルアナログ変換器設定値は、複数のデジタルアナログ変換器に共通して入力される共通入力設定値と、共通入力設定値を変換して得られる電流設定信号によって駆動される電流と目標電流設定値との誤差を微調整するために、特定のデジタルアナログ変換器に入力される微調整用入力設定値とを含む。
【００３４】
この発明の別の局面によれば、蓄電池の劣化状態を診断するために、蓄電池の放電特性測定する蓄電池放電特性測定装置であって、蓄電池の端子間に並列に結合される複数の電流駆動部と、蓄電池と各複数の電流駆動部との間に配され、単一の第１の開閉信号に応じて蓄電池と複数の電流駆動部とを一括して結合／分離する、少なくとも１つの電磁開閉器とを含む電流駆動回路と、電流駆動回路を流れる駆動電流を外部から入力される一定の目標電流設定値に制御するための制御回路と、制御回路から与えられる制御信号をアナログ信号に変換するためのデジタルアナログ変換器と、デジタルアナログ変換器と複数の電流駆動部との間にそれぞれ配され、制御回路からの第２の開閉信号に応じてデジタルアナログ変換器と対応する電流駆動部とを電気的に結合／分離する複数のスイッチ回路とを備える。制御回路は、目標電流設定値の入力に応じて電磁開閉器に対して第１の開閉信号を出力するとともに、目標電流設定値から算出したデジタルアナログ変換器設定値を出力し、かつ目標電流設定値から複数のスイッチ回路の開閉パターンを算出して第２の開閉信号を出力する。デジタルアナログ変換器は、デジタルアナログ変換器設定値を電流設定信号に変換して、複数の電流駆動部に出力する。複数のスイッチ回路のうち第２の開閉信号に応じて閉状態となったスイッチ回路は、デジタルアナログ変換器と対応する電流駆動部と電気的に結合して電流設定信号を伝達する。対応する電流駆動部は、電流設定信号に応じた電流値に調整した電流を駆動する。
【００３５】
好ましくは、各複数の電流駆動部は、重み付けされた駆動可能な電流設定範囲を有する。
【００３６】
この発明の別の局面によれば、蓄電池の劣化状態を診断するために、蓄電池の放電特性測定する蓄電池放電特性測定装置であって、蓄電池の端子間に並列に結合される複数の電流駆動部と、蓄電池と各複数の電流駆動部との間に配され、開閉信号に応じて蓄電池と電流駆動部とを電気的に結合／分離する複数の電磁開閉器とを有し、蓄電池の駆動電流を流す電流駆動回路と、蓄電池放電特性測定装置の内外において発生する異常を検知するための異常監視回路と、異常監視回路からの異常検知信号に応答して、複数の電磁開閉器を無効とするとともに、複数の電流駆動部への通電を停止する制御回路とを備える。
【００３７】
好ましくは、複数の電磁開閉器は、開閉器接点への電源供給を制御する電磁開閉器制御回路を備える。電磁開閉器制御回路は、電源と開閉器接点との間に直列に結合される、非常時に開状態となって電源供給を停止する非常停止スイッチと、閉状態のときにのみ電源を供給して測定を開始させる測定開始スイッチと、測定開始スイッチと開閉器接点とを結合する継電器とを含み、異常検知信号に応答して継電器を開状態として複数の電磁開閉器を無効とする。
【００３８】
好ましくは、複数の電流駆動部は、外部からの目標電流設定値の入力の有効／無効を制御する電流駆動部制御回路を備える。電流駆動部制御回路は、目標電流設定値の入力部と電流駆動部との間に配される継電器を含み、異常検知信号に応答して継電器を開状態として、複数の電流駆動部への目標電流設定値の入力を無効として通電を停止させる。
【００３９】
より好ましくは、異常監視回路は、蓄電池の端子と蓄電池放電特性測定装置とを結合する電流ケーブルおよび電圧プローブの誤接続を検知するための誤接続監視部と、装置停止時に電流駆動回路を流れる電流の有無、各複数の電磁開閉器の開閉器接点溶着によって生じる電流の有無、および駆動電流と目標電流設定値との誤差を検知する電流監視部と、装置内温度の異常を監視する温度監視部と、ソフトウェアの誤動作および暴走を検知するソフトウェア監視部と、非常停止スイッチおよび測定開始スイッチの開閉状態を検知するスイッチ動作監視部とを備える。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。
【００４１】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１に従う蓄電池放電特性測定装置の構成を示す図である。なお、本実施の形態では、蓄電池放電特性測定装置の電流設定範囲を０〜２４００［Ａ］とし、設定値分解能を２５５段階（８ｂｉｔに相当）としたときの装置の構成および動作について説明する。
【００４２】
図１を参照して、蓄電池放電特性測定装置１００は、被測定電池１から放電される電流を駆動する電流駆動回路１０と、マイクロコンピュータ（以下、マイコンとも称する）４０と、ＤＡ（デジタルアナログ）変換器５０とを備える。
【００４３】
電流駆動回路１０は、被測定電池１の正極端子２と負極端子３との間に並列に結合された複数の電磁開閉器２０Ａ〜２０Ｄと電磁開閉器２０Ａ〜２０Ｄのそれぞれに対応して直列に結合される電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄとを有する。
【００４４】
なお、本実施の形態では、図１に示すように、電流駆動回路１０を４組の電磁開閉器２０Ａ〜２０Ｄと電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄとで構成したが、これ以外の複数組に対しても適応可能である。また、以下において、電磁開閉器２０Ａ〜２０Ｄおよび電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄを総称するときには、それぞれ符号２０および３０を用いて称する。
【００４５】
電磁開閉器２０Ａ〜２０Ｄは、マイコン４０から各々に入力される開閉信号Ａ〜Ｄに応じて開／閉状態となる。なお、開閉信号はデジタル信号であるため、アナログ信号に比べて増設が容易であり、開閉信号を複数化したことによるコストの負担は生じない。電磁開閉器２０は、図示しない開閉器コイルに流れる電流によって生じた磁束が接極子を吸引することにより、開閉器接点（図示せず）が開閉される。閉状態となった電磁開閉器２０は、被測定電池１に電気的に結合され、被測定電池１からの駆動電流を対応する電流駆動部３０へと伝達する。
【００４６】
電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄは、被測定電池１の正極端子２と負極端子３との間に、電磁開閉器２０Ａ〜２０Ｄを介して並列に接続されており、被測定電池１の駆動電流は、電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄに分流される。電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄに流れる電流は、後述するように、ＤＡ変換器５０から出力されるアナログ信号である電流設定信号によって所定の電流値に設定される。
【００４７】
ここで、電流駆動部２０Ａ〜２０Ｄは、互いに異なる電流設定範囲を有する。より詳細には、電流駆動部２０Ａ，２０Ｂは、０〜１５０［Ａ］の電流設定範囲を有する。電流駆動部２０Ｃは、０〜６００［Ａ］の電流設定範囲を有する。電流駆動部２０Ｄは、０〜１５００［Ａ］の電流設定範囲を有する。したがって、電流駆動部２０Ａ〜２０Ｄは、電流設定信号に応じて、上記の電流設定範囲内でそれぞれ所定の電流値に設定される。
【００４８】
このように、図１の蓄電池放電特性測定装置１００では、被測定電池１の駆動電流は、開閉信号に応じて閉状態となった電磁開閉器２０を経由し、対応する電流駆動部３０を設定された所定の電流値で流れる。
【００４９】
ここで、電磁開閉器２０の開閉動作を制御する開閉信号は、マイコン４０において、外部から入力される目標電流設定値に基づいて生成される。例えば、目標電流設定値が２５０［Ａ］であれば、電磁開閉器２０Ａ，２０Ｂは、開閉信号Ａ，Ｂに応じて閉状態となり、電磁開閉器２０Ｃ，２０Ｄは、開閉信号Ｃ，Ｄに応じて開状態となる。これにより、駆動電流は、電磁開閉器２０Ａ，２０Ｂを介して、電流駆動部３０Ａ，３０Ｂへと流れる。
【００５０】
また、電流駆動部３０のそれぞれに流れる電流を設定する電流設定信号は、マイコン４０において、目標電流設定値からＤＡ変換器設定値が決定されると、ＤＡ変換器５０において、該設定値がアナログ変換されて生成される信号である。
【００５１】
図２は、電流駆動部３０の構成の一例を示す回路図である。
図２を参照して、電流駆動部３０は、被測定電池１の正極端子２と負極端子３との間に電磁開閉器２０を介して結合される、駆動電流調整部３１と駆動電流の実測値を検出する実測値検出部３２とを備える。
【００５２】
駆動電流調整部３１は、ドレインが電磁開閉器２０に接続され、ソースが実測値検出部３２に接続される、Ｎチャネル電界効果型トランジスタＴ１からなる。Ｎチャネル電界効果型トランジスタＴ１は、後述するように、ゲート電極に比較器ＣＯＭから出力される比較結果信号を制御信号として受けると、制御信号に応じてトランジスタ抵抗を調整する。この結果、駆動電流の電流値は、電流設定信号によって指定される目標値へと調整される。
【００５３】
実測値検出部３２は、駆動電流調整部３１で調整された駆動電流を実測するための抵抗素子Ｒ２からなる。抵抗素子Ｒ２を流れる駆動電流の実測値として、抵抗素子Ｒ２によって電流−電圧変換された２端子間の電圧値が検出される。
【００５４】
電流駆動部３０は、さらに、目標電流設定値に基づいてＤＡ変換器５０から出力される電流設定信号を電流−電圧変換するための抵抗素子Ｒ１と、電圧値となった目標値を接地電位（ＧＮＤ）を基準として絶対値を調整するためのオペアンプＯＰ１と、オペアンプＯＰ１から出力される目標値と実測値検出部３２で検出された実測値とを比較するための比較器ＣＯＭとを含む。
【００５５】
電流駆動部３０は、さらに、実測値検出部３２で検出された実測値を接地電位を基準として絶対値を調整するためのオペアンプＯＰ２と、絶対値調整の際にオフセット分を考慮するためのオフセット調整用回路３３とを含む。
【００５６】
オフセット調整用回路３３は、オペアンプＯＰ２と接地電位との間に直列に結合される抵抗素子Ｒ３と定電圧ダイオード素子３４とを含む。実際の測定では、０［Ａ］出力時の誤動作を防ぐために電流駆動部３０のフルスケールを−３０から１５０［Ａ］とし、装置停止中は、電流駆動部３０を逆バイアスして電流設定値を−３０［Ａ］としている。そのため、装置を駆動して得られた実測値にはこのオフセット分が含まれていないため、オフセット調整用回路３３において、オフセット分がかさ上げされる。
【００５７】
さらに、オペアンプＯＰ２から出力される実測値が比較器ＣＯＭへと入力されると、比較器ＣＯＭは、入力された目標値と実測値との電位レベルの一致比較動作を行ない、比較結果として制御信号を出力する。目標値が実測値よりも高電位であるときには、出力される制御信号の電位が増加する。一方、目標値が実測値よりも低電位であるときには、出力される制御信号の電位が減少する。
【００５８】
駆動電流調整部３１のＮチャネル電界効果型トランジスタＴ１のゲート電極に制御信号が入力されると、その電位の増減によって、トランジスタ抵抗が変化する。制御信号の電位が増加するとき、すなわち、目標値が実測値よりも高電位であるときには、Ｎチャネル電界効果型トランジスタＴ１のトランジスタ抵抗は、低下する。これによって、Ｎチャネル電界効果型トランジスタＴ１のドレイン−ソース間を流れる駆動電流の電流値が増加することから、新たに検出される実測値は目標値に近づくこととなる。
【００５９】
一方、制御信号の電位が減少するとき、すなわち、目標値が実測値よりも低電位であるときには、Ｎチャネル電界効果型トランジスタＴ１のトランジスタ抵抗は増加する。これによって、Ｎチャネル電界効果型トランジスタＴ１のドレイン−ソース間を流れる駆動電流の電流値が減少することから、結果として、新たに検出される実測値は目標値に近づく。
【００６０】
以上のように、電流駆動部３０において、駆動電流は、常時目標値との比較一致が行なわれ、最終的に電流値が目標値レベルへと自動的に調整される。
【００６１】
次に、電流駆動回路１０における電磁開閉器２０の開閉パターンおよび電流駆動部３０の駆動電流値の制御について詳細に説明する。
【００６２】
再び図１を参照して、目標電流設定値がマイコン４０に入力されると、その値に応じて電磁開閉器２０の開閉パターンが決定されるとともに、電流駆動部３０に電流設定信号を出力するＤＡ変換器５０の設定値が決定される。
【００６３】
図３は、目標電流設定値に対応して制御される電磁開閉器２０の開閉パターンおよびＤＡ変換器ゲインと、制御の結果として得られる電流設定値の分解能とを示す図である。
【００６４】
図３を参照して、目標電流設定値は、０〜２４００［Ａ］の広い電流設定範囲において、８つのレンジに分類される。例えば、レンジ１は、１０〜１２６［Ａ］の目標電流設定値に対応し、レンジ２は、１２６〜２５２［Ａ］までの目標電流設定値に対応する。
【００６５】
電磁開閉器２０Ａ〜２０Ｄは、それぞれ、対応する電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄとで１組のユニットを構成する。例えば、電磁開閉器２０Ａと電流駆動部３０Ａとは、１組のユニットを構成し、最大設定時に１５０［Ａ］の電流を駆動する。同様に、電磁開閉器２０Ｂと電流駆動部３０Ｂとからなる組は、最大設定時に１５０［Ａ］の電流を駆動する。電磁開閉器２０Ｃと電流駆動部３０Ｃとからなる組は、最大設定時に６００［Ａ］の電流を駆動する。電磁開閉器２０Ｄと電流駆動部３０Ｄとからなる組は、最大設定時に１５００［Ａ］の電流を駆動する。このように、本実施の形態では、電流駆動回路１０は、電流設定範囲に重み付けされた４組のユニットで構成される。
【００６６】
以上の構成において、目標電流設定値に応じて、４組のユニットのうちの所定数の組が選択されて、電流を駆動する。その選択パターンは、図３に示すように、目標電流設定値のレンジごとに、それぞれのユニットの駆動電流量に応じて単数ないしは複数の組が組合わされて決定される。
【００６７】
例えば、目標電流設定値が１２６［Ａ］以下のときには、レンジ１として、電磁開閉器２０Ａのみが閉状態に設定される。これにより、電流駆動部３０Ａのみが被測定電池１に接続されて、電流を駆動する。目標電流設定値が２５２［Ａ］以下のときには、レンジ２として、電磁開閉器２０Ａ，２０Ｂが閉状態に設定され、電流駆動部３０Ａ，３０Ｂに電流が駆動される。また、目標電流設定値が６３０［Ａ］以下のときには、レンジ３として、電磁開閉器２０Ａ，２０Ｃが閉状態に設定される。目標電流設定値が２４００［Ａ］に至るときには、レンジ８として、すべての電磁開閉器２０Ａ〜２０Ｄが閉状態に設定される。
【００６８】
このように、各レンジに対して、閉状態となる電磁開閉器２０がパターン化されており、０〜２４００［Ａ］までの広い電流設定範囲をカバーしている。
【００６９】
図３を参照して、各レンジにおいて、電磁開閉器２０の開閉パターンとともに、ＤＡ変換器ゲインが設定される。ＤＡ変換器ゲインとは、対応するレンジの電流設定範囲をレンジ１の設定電流値に対する倍数で表わしたものである。具体的には、レンジ１においては、電磁開閉器２０Ａの閉状態に応じて電流駆動部３０Ａのみが活性化され、ＤＡ変換器ゲインは「１」となる。レンジ２においては、電磁開閉器２０Ａ，２０Ｂの閉状態に応じて電流駆動部３０Ａ，３０Ｂが活性化され、ＤＡ変換器ゲインは「２」となる。レンジ３においては、電磁開閉器２０Ａ，２０Ｃの閉状態に応じて電流駆動部３０Ａ，３０Ｃが活性化され、ＤＡ変換器ゲインは「５」となる。このように、各パターンにおいて、活性化される電流駆動部３０の電流駆動能力に応じてＤＡ変換器ゲインが決定される。
【００７０】
以上のように、目標電流設定値に応じて電磁開閉器２０の開閉パターンとＤＡ変換器ゲインとを設定することにより、各レンジにおける設定分解能は、図３に示す結果となる。詳細には、レンジ１では、分解能は、１５０／２５５≒０．５８８［Ａ］となる。レンジ２での分解能は、３００／２５５≒１．１７６［Ａ］となる。同様に、レンジ３〜８では、分解能はそれぞれ、２．９４１［Ａ］，３．５２９［Ａ］，６．４７１［Ａ］，７．０５９［Ａ］，８．８２４［Ａ］，９．４１２［Ａ］となる。
【００７１】
このように、設定分解能は、レンジ−レンジ間で異なっており、目標電流設定値が低いときには分解能が高くなり、一方で、目標電流設定値が高いときには分解能が低くなる結果となる。すなわち、目標電流設定値が高いときには、粗い電流設定で十分な精度が得られるのに対して、目標電流設定値が低いときには、より細かな電流設定が可能となる。
【００７２】
これに対して、図１４に示す従来の蓄電池寿命判定装置では、設定値分解能を同様に２５５段階（８ｂｉｔ）とすると、０〜２４００［Ａ］の広い設定電流範囲における分解能は、一律に、２４００／２５５≒９．４１２［Ａ］となる。このことは、一例として、目標電流設定値を１００［Ａ］としたいときでも、設定可能な電流値としては、９４．１２［Ａ］または１０３．５３２［Ａ］のいずれかを選択することとなり、正確に１００［Ａ］の設定を行なえないことを意味する。
【００７３】
すなわち、本実施の形態では、目標電流設定値に応じて設定分解能を可変とすることにより、電流設定値をより細密に制御することが可能となる。特に、低電流域では、分解能が著しく向上し、設定の自由度が高められることとなる。
【００７４】
図４は、目標電流設定値に基づく電磁開閉器２０の開閉パターンおよびＤＡ変換器ゲインの決定動作を抽出して説明するためのフロー図である。
【００７５】
図４を参照して、最初に、図１のマイコン４０に外部からの目標電流設定値が入力される（ステップＳ１１）と、図３に示す複数のレンジから目標電流設定値に応じた１つのレンジが選択されて、電磁開閉器２０の開閉パターンが決定される（ステップＳ１２）。
【００７６】
さらに、目標電流設定値に応じたレンジから、ＤＡ変換器ゲインが決定される（ステップＳ１３）。
【００７７】
マイコン４０内部では、さらに、決定されたＤＡ変換器ゲインから、以下の計算式に基づいてＤＡ変換器設定値が導出される（ステップＳ１４）。
【００７８】
Ｔを目標電流設定値とし、ＧをＤＡ変換器ゲインとし、Ｓを計算結果であるＤＡ変換器設定値とすれば、ＤＡ変換器設定値Ｓは、式（１）から求められる。
【００７９】
（Ｔ／Ｇ）／１５０×２５５＝Ｓ ・・・（１）
このように、ＤＡ変換器設定値Ｓは、０〜２５５の８ビットの分解能で与えられる。
【００８０】
なお、実際の計算では、上述のように、電流設定範囲のフルスケールを−３０〜１５０［Ａ］とすることから、ＤＡ変換器設定値Ｓは、オフセット分を考慮した式（２）より求めることができる。
【００８１】
（Ｔ／Ｇ＋３０）／１８０×２５５＝Ｓ ・・・（２）
以上の計算式より算出されたＤＡ変換器設定値Ｓは（ステップＳ１５）、図１のＤＡ変換器５０に与えられると、単一の電流設定信号に変換された電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄの各々に共通に入力される。なお、これらの一連の制御は、マイコン４０において自動的に処理されるものである。マイコン４０は、他の制御にも使用されるが、本処理のマイコン４０への負荷は極めて軽いことから、他の処理と兼用可能であり、新たにマイコンを設置する必要は生じない。
【００８２】
ＤＡ変換器５０から電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄの各々に共通する単一の電流設定信号が入力されると、電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄでは、それぞれ、図２で述べたように、電流設定信号に対して精度良く調整された電流が駆動される。このとき、電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄは、各々の電流設定範囲を均一とせず、重み付けがなされていることから、同一の電流設定信号に対して、駆動電流は数倍異なることとなる。これにより、均一の電流設定範囲を有する複数の電流駆動部で構成するのに対して、より細かな電流設定を行なうことができる。
【００８３】
以上のように、この発明の実施の形態１によれば、複数の電磁開閉器２０の開閉状態を個別に制御することにより、閉状態となった電磁開閉器２０においてのみ対応する電流駆動部３０が被測定電池１に接続されて電流駆動が行なわれ、開状態の電磁開閉器２０に対応する電流駆動部３０は被測定電池１に接続されず電流駆動がなされない。このため、対応する電磁開閉器２０が閉状態となり、被測定電池１に接続されている電流駆動部３０の電流を合算することによって、被測定電池１の駆動電流が決まる。すなわち、被測定電池１の駆動電流は、電磁開閉器２０の組合せによって所望の電流値に設定することができる。
【００８４】
さらに、複数の電流駆動部３０の電流駆動能力を不均一として重み付けを行ない、被測定電池１の駆動電流を不均等に分配して駆動する構成とすることにより、従来と同じ分解能の単一の電流設定信号で、より細かな電流設定の制御が可能となる。特に、低い電流設定値の領域において、その効果が顕著である。
【００８５】
また、目標電流設定値に応じて電流駆動部３０を選択的に駆動させることで電流設定範囲を可変できることから、適切な値に選択することで信号対雑音比を向上することができる。例えば、目標電流設定値を１００［Ａ］とした場合、従来の２４００［Ａ］の電流設定範囲を有する電流駆動部３０では、１％の雑音が発生したときの電流誤差は２４Ａとなる。これは、目標電流設定値１００［Ａ］に対しては、２４％に相当する。これに対して、本実施の形態の電流駆動部３０では、電流設定範囲が１５０［Ａ］の電流駆動部３０Ａのみが活性状態となり、他の電流駆動部３０Ｂ〜３０Ｄは接続されないことから、１％の雑音による電流誤差は１．５［Ａ］に抑えられ、目標電流設定値に対しても１．５％の誤差に留められる。このように、本実施の形態によれば、設定電流の誤差を大幅に低減できることから、駆動電流の安定度を向上して、測定精度の確保が可能となる。
【００８６】
さらに、駆動電流の細かな制御が可能となったこと、かつ駆動電流の安定度が向上したことによって、有効な測定電流範囲を拡大することができる。これにより、誤差を抑えるために測定電流範囲ごとに測定装置の設計を行なっていた従来の測定装置に対して、１つの装置で広い測定電流範囲をカバーすることができるという利点がある。
【００８７】
また、電流駆動部に入力される電流設定信号は、アナログ信号であることから、発生源としてＤＡ変換器が必要とされる。ＤＡ変換器は、通常、他の構成部品に対して高価であり、調整を必要とする場合が多い。本実施の形態では、１つの電流設定信号で複数の電流駆動部の駆動電流を共通に制御できることから、単一のＤＡ変換器で構成することができ、高い測定精度を保持しながら、コスト増を最小限に抑えることができる。
【００８８】
［実施の形態１の変更例１］
図５は、この発明の実施の形態１の変更例１に従う蓄電池放電特性測定装置の構成を示す図である。
【００８９】
図５を参照して、蓄電池放電特性測定装置１００は、被測定電池１から放電される電流を駆動する電流駆動回路１０と、マイコン４０と、ＤＡ変換器５０Ａ〜５０Ｄとを備える。
【００９０】
電流駆動回路１０は、被測定電池１の正極端子２と負極端子３との間に並列に結合された複数の電磁開閉器２０と、各電磁開閉器２０に直列に結合される電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄとを有する。
【００９１】
本実施の形態の蓄電池放電特性測定装置１００は、図１の蓄電池放電特性測定装置に対して、基本的な構成を同じくする。一方、電流駆動回路１０における電磁開閉器２０は単一の開閉信号によって一括して制御され、個別に制御することができない点と、複数のＤＡ変換器５０Ａ〜５０Ｄを有する点とにおいて、実施の形態１と相違する。なお、本実施の形態は、電磁開閉器２０が複数の電流駆動部３０に対して１つのみ設けられる場合においても適用可能である。
【００９２】
電磁開閉器２０は、マイコン４０から入力される単一の開閉信号に応じて開／閉状態となる。電磁開閉器２０が閉状態のときには、後段の電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄはすべて被測定電池１と電気的に結合される。
【００９３】
電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄは、被測定電池１の正極端子２と負極端子３との間に、電磁開閉器２０を介して並列に接続されており、電磁開閉器２０が閉状態において、被測定電池１の駆動電流は、電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄに分流される。電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄに流れる電流は、後述するように、ＤＡ変換器５０Ａ〜５０Ｄからそれぞれ出力されるアナログ信号である電流設定信号Ａ〜Ｄによって所定の値に設定される。
【００９４】
電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄは、実施の形態１と同様に、異なる電流設定範囲を有する。より詳細には、電流駆動部３０Ａ，３０Ｂは、０〜１５０［Ａ］の電流設定範囲を有する。電流駆動部３０Ｃは、０〜６００［Ａ］の電流設定範囲を有する。電流駆動部３０Ｄは、０〜１５００［Ａ］の電流設定範囲を有する。電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄでは、実施の形態１と同様に、対応する電流設定信号Ａ〜Ｄに応じて電流設定範囲内で所定の電流値に調整される。なお、電流駆動部３０の具体的な回路構成については、実施の形態１の図２で説明したものと同様であるため、詳細な説明は繰り返さない。
【００９５】
このように、図５の蓄電池放電特性測定装置１００では、被測定電池１の駆動電流は、開閉信号に応じて閉状態となった電磁開閉器２０を経由し、電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄを設定された所定の電流値で分割して流れる。
【００９６】
なお、電磁開閉器２０の開閉動作を制御する開閉信号は、マイコン４０において、外部からの目標電流設定値の入力に応じて活性化される信号であり、活性化した開閉信号に応答して電磁開閉器２０は、閉状態に駆動される。これにより、電流駆動部３０は、すべて被測定電池１に接続された状態となり、電流駆動が可能となる。
【００９７】
また、電流駆動部３０Ａ〜Ｄにそれぞれ流れる電流を設定する電流設定信号Ａ〜Ｄは、マイコン４０において、目標電流設定値からＤＡ変換器設定値が決定されると、ＤＡ変換器５０Ａ〜５０Ｄにおいて、該設定値に基づいてそれぞれ生成される信号である。なお、実施の形態１と同様に、設定電流範囲を０〜２４００［Ａ］とし、設定値分解能を２５５段階（８ｂｉｔ）とする。
【００９８】
次に、電流駆動部３０の駆動電流値の制御について説明する。
再び図５を参照して、マイコン４０に目標電流設定値が入力されると、ＤＡ変換器５０Ａ〜５０Ｄのそれぞれに与えられる設定値が決定される。
【００９９】
まず、ＤＡ変換器５０Ａ〜５０Ｄに共通して与えられる設定値（以下、ＤＡ変換器共通入力設定値とも称する）Ｕは、目標電流設定値をＴとして、式（３）で得られた商の整数部の値とする。
【０１００】
Ｔ／（２４００／２５５）＝Ｕ ・・・（３）
したがって、電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄには、ＤＡ変換器５０Ａ〜５０Ｄから共通して与えられる設定値Ｓで決まる所定値の電流が共通して流れることとなる。
【０１０１】
次に、式（３）で得られた商の小数部Ｊに基づいて、ＤＡ変換器５０Ａ〜５０Ｄに与える設定値の微調整を行なう。これにより、電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄの各駆動電流の微調整を行ない、合算した値を目標電流設定値Ｔに近づける。
【０１０２】
目標電流設定値Ｔのうち、微調整必要分をＮとすると、Ｎは、式（４）で与えられる値となる。
【０１０３】
Ｊ×２４００／２５５＝Ｎ ・・・（４）
したがって、微調整必要分Ｎの値に応じて、ＤＡ変換器５０Ａ〜５０Ｄに対して微調整用の入力設定値Ｄａ〜Ｄｄをさらに与えれば、電流駆動部３０の駆動電流を目標電流設定値Ｔに対して精度良く制御することができる。
【０１０４】
最終的に、ＤＡ変換器５０ｎ（ｎ＝Ａ〜Ｄ）に与えられる設定値Ｓｎは、式（３），（４）から、式（５）で決まる値となる。
【０１０５】
Ｓｎ＝Ｕ＋Ｄｎ ・・・（５）
図６は、微調整必要分Ｎに対してＤＡ変換器５０Ａ〜５０Ｄのそれぞれに与えられる微調整用入力設定値Ｄａ〜Ｄｄを示す図である。
【０１０６】
図６を参照して、微調整必要分Ｎが１５０／２５５×０．５≒０．２９４以下のときには、ＤＡ変換器共通入力設定値Ｕにより設定される電流値と目標電流設定値Ｔとの差が小さいために微調整を要しないことから、微調整用入力設定値Ｄａ〜Ｄｄはいずれも「０」に設定される。
【０１０７】
次に、微調整必要分Ｎが１５０／２５５×１．５≒０．８８２以下のときには、ＤＡ変換器５０Ａの微調整用入力設定値Ｄａのみが「＋１」に設定される。これにより、ＤＡ変換器５０Ａから出力される電流設定信号Ａによって、電流駆動部３０Ａを流れる電流は、１５０／２５５≒０．５８８［Ａ］だけ増加されることから、結果として、電流駆動部３０に流れる駆動電流と目標電流設定値Ｔとの誤差を小さくすることができる。
【０１０８】
同様に、微調整必要分Ｎが［（１／２５５）×｛３００＋（７５０−３００）×０．５｝］≒２．０５８８以下のときには、ＤＡ変換器５０Ａ，５０Ｂの微調整用入力設定値Ｄａ，Ｄｂのみが「＋１」に設定される。これにより、ＤＡ変換器５０Ａ，５０Ｂから出力される電流設定信号Ａ，Ｂによって、電流駆動部３０Ａ，３０Ｂに流れる電流は、それぞれ１５０／２５５≒０．５８８［Ａ］だけ増加されることから、電流駆動部３０に流れる駆動電流と目標電流設定値Ｔとの誤差を最小分解能まで低減することができる。
【０１０９】
さらに、微調整必要分Ｎが［（１／２５５）×｛７５０＋（９００−７５０）×０．５｝］≒３．２３５以下のときには、ＤＡ変換器５０Ａ，５０Ｃの微調整用入力設定値Ｄａ，Ｄｃのみが「＋１」に設定される。これにより、ＤＡ変換器５０Ａ，５０Ｃから出力される電流設定信号Ａ，Ｃによって、電流駆動部３０Ａ，３０Ｃの電流は、それぞれ１５０／２５５≒０．５８８［Ａ］，６００／２５５≒２．３５３［Ａ］だけ増加されることから、電流駆動部３０を流れる駆動電流は、目標電流設定値Ｔとの誤差が最小分解能まで低減されることとなる。
【０１１０】
このように、微調整必要分Ｎの大きさに応じて、ＤＡ変換器５０の微調整用入力設定値Ｄｎを選択することにより、目標電流設定値Ｔと駆動電流との誤差を最小分解能まで低減することができる。
【０１１１】
図７は、本実施の形態の作用効果をより詳細に説明するための模式図である。図７を参照して、ＤＡ変換器５０Ａ〜５０Ｄからの信号は０〜２５５を範囲とする整数値であるため、小数以下の微調整は不可能となる。また、駆動電流によって各電流駆動部３０に内包されるトランジスタが過熱されるため、トランジスタ負荷は均一化する必要がある。
【０１１２】
そこで、図７左図のように、まず、目標電流設定値からＤＡ変換器５０Ａ〜５０Ｄへの共通入力信号（整数部）を割り出す。これにより、ＤＡ変換器５０Ａ〜５０Ｄには、均一に小数部が発生し、これが駆動電流の誤差となる。そこで、次に、図７右図のように、その誤差を他のＤＡ変換器（図７ではＤＡ変換器５０Ａ，５０Ｂ）に分担させることで、誤差は最小分解能まで低減され、より細かな電流設定を実現することができる。
【０１１３】
なお、上記の変換式および図６の変換表は一例であり、電流駆動部３０の分割単位、ＤＡ変換器５０の分解能および最大駆動電圧などを変更した場合でも、それぞれの数値を変更して変換式に当てはめることにより同様の効果を得ることができる。
【０１１４】
［実施の形態１の変更例２］
図８は、この発明の実施の形態１の変更例２に従う蓄電池放電特性測定装置の構成を示す図である。
【０１１５】
図８を参照して、蓄電池放電特性測定装置１００は、被測定電池１から放電される電流を駆動する電流駆動回路１０と、マイコン４０と、ＤＡ変換器５０と、電流設定信号スイッチＳＷＡ〜ＳＷＤとを備える。
【０１１６】
電流駆動回路１０は、被測定電池１の正極端子２と負極端子３との間に並列に結合された複数の電磁開閉器２０と、電磁開閉器２０の各々に直列に結合される電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄとを有する。
【０１１７】
本実施の形態の蓄電池放電特性測定装置１００は、図１の蓄電池放電特性測定装置に対して、基本的な構成を同じくする一方で、電流駆動回路１０における複数の電磁開閉器２０は単一の開閉信号で一括して制御され、個別に制御することができない点と、ＤＡ変換器５０の出力する電流設定信号を選択的に電流駆動部３０に入力するための電流設定信号スイッチＳＷＡ〜ＳＷＤとを有する点とにおいて相違する。なお、本実施の形態は、電磁開閉器２０が複数の電流駆動部３０に対して１つのみ設けられる場合においても適用可能である。
【０１１８】
電磁開閉器２０は、マイコン４０から入力される単一の開閉信号に応じて開／閉状態となる。電磁開閉器２０が閉状態となると、電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄは、被測定電池１に電気的に結合され、電流が駆動される。
【０１１９】
電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄは、被測定電池１の正極端子２と負極端子３との間に、電磁開閉器２０を介して並列に接続されており、被測定電池１の駆動電流は、電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄに分流される。電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄに流れる電流は、電流設定信号Ａ〜Ｄに基づいて、それぞれ所定の値に調整される。なお、本実施の形態においても、実施の形態１と同様に、電流設定範囲を１０〜２４００［Ａ］とし、設定値分解能を２５５段階（８ｂｉｔ）とする。
【０１２０】
電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄは、実施の形態１と同様に、異なる電流設定範囲を有する。より詳細には、電流駆動部３０Ａ，３０Ｂは、０〜１５０［Ａ］の電流設定範囲を有する。電流駆動部３０Ｃは、０〜６００［Ａ］の電流設定範囲を有する。電流駆動部３０Ｄは、０〜１５００［Ａ］の電流設定範囲を有する。電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄにおいて、上記の電流設定範囲内でそれぞれ所定の電流値が設定される。なお、電流駆動部３０の具体的な回路構成については、実施の形態１の図２で説明したものと同様であるため、詳細な説明は繰り返さない。
【０１２１】
電流設定信号スイッチＳＷＡ〜ＳＷＤは、ＤＡ変換器５０と電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄとの間にそれぞれ配置される。電流設定信号スイッチＳＷＡ〜ＳＷＤは、後述する電流設定信号スイッチ開閉パターンに基づく開閉信号によって、開／閉状態に駆動されると、ＤＡ変換器５０と電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄとの間を電気的に結合／分離する。電流設定信号スイッチＳＷｎ（ｎはＡ〜Ｄ）が閉状態に駆動されると、ＤＡ変換器５０から出力される電流設定信号は、対応する電流駆動部３０ｎへと電流設定信号ｎとして入力される。
【０１２２】
以上の構成において、単一の開閉信号に応じて閉状態となった電磁開閉器２０により、電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄは、すべて被測定電池１に結合された状態となり、電流駆動が可能となる。
【０１２３】
電流駆動部３０Ａ〜３０Ｄは、対応する電流設定信号スイッチＳＷＡ〜ＳＷＤによって、選択的に電流設定信号Ａ〜Ｄが入力されると、駆動電流を電流設定信号に応じた目標値へと調整する。一方、電流設定信号Ａ〜Ｄが入力されないときには、電流を駆動しない。
【０１２４】
次に、電流設定信号スイッチＳＷＡ〜ＳＷＤと電流駆動部３０の駆動電流値との制御について詳細に説明する。
【０１２５】
再び図８を参照して、マイコン４０に目標電流設定値が入力されると、ＤＡ変換器５０に与えられる設定値が決定される。ＤＡ変換器設定値Ｓの導出は、実施の形態１と同様に、式（６）により求められる。
【０１２６】
（Ｔ／Ｇ）／１５０×２５５＝Ｓ ・・・（６）
ここで、Ｔ，Ｇはそれぞれ、目標電流設定値、ＤＡ変換器ゲインに相当する。
【０１２７】
次に、ＤＡ変換器設定値Ｓは、ＤＡ変換器５０に入力されると、アナログ信号である電流設定信号に変換されて出力される。電流設定信号は、図８に示すように、電流設定信号スイッチＳＷＡ〜ＳＷＤの各々に入力される。
【０１２８】
以上の動作と並行して、マイコン４０では、電流設定信号スイッチ開閉パターンが決定される。
【０１２９】
図９は、目標電流設定値に対応して制御される電流設定信号スイッチ開閉パターンおよびＤＡ変換器ゲインと、制御の結果として得られる電流設定値の分解能とを示す図である。
【０１３０】
図９を参照して、目標電流設定値は、０〜２４００［Ａ］の広い電流設定範囲において、８つのレンジに分類される。例えば、レンジ１は、１０〜１２６［Ａ］の目標電流設定値に対応し、レンジ２は、１２６〜２５２［Ａ］までの目標電流設定値に対応する。
【０１３１】
目標電流設定値に対して、４個の電流設定信号スイッチＳＷＡ〜ＳＷＤのうち所定個が選択されて、閉状態に駆動される。その選択パターンは、図９に示すように、目標電流設定値のレンジごとに、それぞれのユニットの駆動電流量に応じて単数ないしは複数の組が組合わされて決定される。
【０１３２】
例えば、目標電流設定値が１２６［Ａ］以下のときには、レンジ１として、電流設定信号スイッチＳＷＡのみが閉状態に設定される。目標電流設定値が２５２［Ａ］以下のときには、レンジ２として、電流設定信号スイッチＳＷＡ，ＳＷＢが閉状態に設定される。また、目標電流設定値が６３０［Ａ］以下のときには、レンジ３として、電流設定信号スイッチＳＷＡ，ＳＷＣが閉状態に設定される。目標電流設定値が２４００［Ａ］に至るときには、レンジ８として、すべての電流設定信号スイッチＳＷＡ〜ＳＷＤが閉状態に設定される。
【０１３３】
このように、各レンジに対して、閉状態となる電流設定信号スイッチＳＷＡ〜ＳＷＤがパターン化されており、０〜２４００［Ａ］までの広い電流設定範囲をカバーしている。
【０１３４】
図９を参照して、各レンジにおいて、電流設定信号スイッチＳＷＡ〜ＳＷＤの開閉パターンとともに、ＤＡ変換器ゲインが設定される。ＤＡ変換器ゲインは、実施の形態１と同様に、対応するレンジの電流値のレンジ１の設定電流値に対する倍数を表わしたものである。目標電流設定値に対応するＤＡ変換器ゲインを参照して、先述の式（５）から電流設定信号が算出される。
【０１３５】
以上のように、目標電流設定値に応じた電流設定信号スイッチＳＷＡ〜ＳＷＤの開閉パターンとＤＡ変換器ゲインとを設定することにより、各レンジにおける分解能は、図９に示す結果となる。詳細には、レンジ１では、設定分解能は、１５０／２５５≒０．５８８［Ａ］となる。レンジ２での分解能は、３００／２５５≒１．１７６［Ａ］となる。同様に、レンジ３〜８では、分解能はそれぞれ、２．９４１［Ａ］，３．５２９［Ａ］，６．４７１［Ａ］，７．０５９［Ａ］，８．８２４［Ａ］，９．４１２［Ａ］となる。
【０１３６】
設定分解能は、実施の形態１と同様に、レンジ−レンジ間で異なっており、目標電流設定値が低いときには分解能が小さくなり、一方で、目標電流設定値が高いときには分解能が大きくなる結果となる。これにより、特に、目標電流設定値が低いときにおいて、より細かな電流設定が可能となる。
【０１３７】
本実施の形態の蓄電池放電特性測定装置は、図１に示す実施の形態１の蓄電池放電特性測定装置に対して、電磁開閉器が１つしかない場合や複数の電磁開閉器を分割して制御することが困難な場合においても適用可能な構成となっている。
【０１３８】
また、ＤＡ変換器５０から出力される電流設定信号は、電流量が少ないことから、電流設定信号スイッチＳＷＡ〜ＳＷＤには、機械式リレーの他半導体リレーなどを用いることも可能であり、回路規模およびコスト面における増加は抑えられる。
【０１３９】
［実施の形態２］
以上に示した細かな設定分解能を有する蓄電池放電特性測定装置において、安全に自動測定を行なうためには、測定準備から測定終了に至るまでの測定作業の全工程に亘って異常を監視し、異常発生の際に適切な保護措置を実行する安全機能を保持することが必要とされる。これには、測定に携わる人間および測定装置に対する安全性と蓄電池に対する保護とのいずれをも保証することが求められる。
【０１４０】
ここで、今回の蓄電池放電特性測定装置において、被測定電池の放電特性測定の作業ステップは、次の３段階に大別される。
【０１４１】
まず、ステップ１は、測定準備段階での作業であり、装置の電源投入→目標電流設定値の設定→被測定電池セルへの電圧プローブの接続→作業者による被測定電池セルの端子への電流ケーブルの装着が該当する。
【０１４２】
次に、ステップ２は、実際の測定を開始するための準備である。ステップ１における測定準備完了後において、復帰スイッチを押すことで、電圧プローブおよび電流ケーブルの接続状況やＣＰＵ等の異常状況がチェックされ、すべてが正常であることの確認結果として測定許可表示である測定開始スイッチが点灯する。
【０１４３】
最後に、ステップ３は、測定開始から測定終了までの間の作業であり、ステップ２において測定開始スイッチが点灯すると、装置の測定回路が形成され、測定を自動的に行なう。自動測定が完了すれば、装置は自動的に停止する。なお、この後、次の蓄電池セルを測定するためにステップ１の作業が再度行なわれる。
【０１４４】
以上の作業ステップにおける安全上の問題として、（１）電圧プローブおよび電流ケーブルの誤接続によって作業者が電撃受症し被災すること、（２）電圧プローブおよび電流ケーブルの誤接続により蓄電池が損傷すること、（３）測定装置の故障および暴走により上記の（１），（２）が発生することが挙げられる。
【０１４５】
したがって、安全上の課題としては、作業者のヒューマンエラーおよび装置の故障・暴走が重点項目であり、これらの対策が重要である。
【０１４６】
そこで、本実施の形態では、これらの安全上の課題を解決すべく、実施の形態１の蓄電池放電特性測定装置に搭載される安全機能について詳細に説明する。
【０１４７】
図１０は、蓄電池放電特性測定装置１００に搭載される、異常監視機能と異常を検知したときの誤動作や作業者、装置および蓄電池の損傷を防止するための保護機能を説明するための全体構成図である。
【０１４８】
図１０を参照して、蓄電池放電特性測定装置１００は、図示しない被測定電池の端子間に並列接続されるｎ（ｎは自然数）組の電磁開閉器２０と電流駆動部３０とからなる電流駆動回路１０と、電流駆動回路１０の駆動電流量を制御するためのＣＰＵ６０と、測定作業の全工程において発生し得る様々な異常を検知するための異常監視回路７０と、作業者が目標電流設定値などの測定条件を入力するための操作部６２と測定結果や異常発生を表示する表示部６３とからなるタッチパネル６１とを備える。
【０１４９】
ＣＰＵ６０は、電流駆動回路１０の駆動電流を制御するのに加えて、異常監視回路７０との間で異常検知信号の授受を行なう。ＣＰＵ６０に隣接するメモリ６４には、測定プログラムやソフトウェア異常検知のためのプログラム等が格納されており、測定装置１００外部に配設されたパソコン８０によって、記憶情報の読出・書込動作が実行される。ＣＰＵ６０には、さらに、ソフトウェア監視部７７が結合されており、ソフトウェア異常によるプログラムの誤動作や暴走を検知する働きをする。
【０１５０】
蓄電池放電特性測定装置１００は、さらに、ＡＣ１００Ｖを規格とする電源６５と、装置１００内の温度を検出する温度センサ６６と、入力電圧６７と、非常停止用のスイッチ接点６８と、測定開始用のスイッチ接点６９とを有する。
【０１５１】
異常監視回路７０は、上記の作業ステップ１〜３に発生し得るあらゆる異常を検知すべく、複数の監視部で構成される。異常監視回路７０は、図示しない被測定電池の正極端子および負極端子と測定装置１００との間に配設される電流ケーブルおよび電圧プローブの誤接続を監視する誤接続監視部７１と、被測定電池の駆動電流を監視する電流監視部７２と、温度センサ６６で検知される温度を監視する温度監視部７３と、入力電圧６７を監視するＡＣ電源監視部７４と、非常停止用のスイッチ接点６８の開閉状態を監視する非常停止スイッチ監視部７５と、測定開始用のスイッチ接点６９の開閉状態を監視する測定開始スイッチ監視部７６とからなる。
【０１５２】
以上の監視部からなる異常監視回路７０と前述のソフトウェア監視部７７とによって、測定装置１００全体の異常が検知されることとなる。
【０１５３】
図１１は、先述の作業ステップ（ステップ１〜３）のそれぞれにおいて起こり得る異常に対して設けられる安全機能を説明するための図である。
【０１５４】
図１１を参照して、ステップ１，２、すなわち、測定準備および測定開始準備作業中に発生し得る異常に対しては、［１］〜［６］に掲げる安全機能が設けられる。
【０１５５】
まず、［１］〜［３］に掲げる機能は、主としてヒューマンエラーによる誤接続に対する保護を目的とする。
【０１５６】
［１］電圧プローブ監視機能は、被測定電池の端子に装着される電圧プローブの誤接続を監視する機能であり、図１０中の異常監視回路７０の誤接続監視部７１がその役割を担う。誤接続監視部７１において、電圧プローブの負極端子からみた正極端子の電圧が監視され、その電圧値を所定の判定条件に照らして誤接続が判定される。判定条件としては、例えば、電圧プローブの２端子間の電圧が１．０Ｖ未満であれば、電圧プローブ間は電気的に分離されており、未接続状態であると判断される。また、電圧プローブの２端子間電圧が２．５Ｖ以上のときには、電圧プローブ間は電気的に２つ以上の蓄電池を短絡しており、誤接続が生じていると判定される。一方、電圧プローブ間の２端子間電圧が１．０Ｖ以上２．５Ｖ未満のときには、正常に１つの蓄電池に接続されていると判定される。
【０１５７】
［２］電流ケーブル接続監視機能は、電流ケーブルの誤接続を監視する機能であり、［１］と同様に、誤接続監視部７１にて実行される。誤接続の判定は、［１］と同様であり、被測定電池の正極端子に接続される電流ケーブルと負極端子に接続される電流ケーブルとの間の電圧レベルに基づいて判定される。
【０１５８】
さらに、［２］電流ケーブル接続監視機能では、複数の電流ケーブル間での誤接続を検知する機能も有する。図１０を参照して、複数の電流ケーブル（本実施の形態では、２本の電流ケーブルＣＶＡ，ＣＶＢが配されるものとする）において、電流ケーブルＣＶＡ，ＣＶＢのいずれか一方の正極端子からみた電流ケーブルＣＶＡ，ＣＶＢの負極端子との電位差が監視される。このとき、同時に、電流ケーブルＣＶＡ，ＣＶＢのいずれか一方の負極端子からみた電流ケーブルＣＶＡ，ＣＶＢの正極端子との電位差も監視される。
【０１５９】
これらの２つの電位差は、所定の判定条件に照合して誤接続か否かの判定がなされる。判定条件は、電流ケーブルＣＶＡの負極端子側からみた電流ケーブルＣＶＡの正極端子の電圧をＶａ+ａ-とし、電流ケーブルＣＶＡの負極端子側からみた電流ケーブルＣＶＢの正極端子の電圧をＶｂ+ａ-とし、電流ケーブルＣＶＡの正極端子側からみた電流ケーブルＣＶＡの負極端子の電圧をＶａ-ａ+とし、電流ケーブルＣＶＡの正極端子側からみた電流ケーブルＣＶＢの負極端子の電圧をＶｂ-ａ+としたときにおいて、Ｖａ+ａ-とＶｂ+ａ-との電位差が０．１Ｖ以上であれば、正極側の誤接続と判定され、Ｖａ-ａ+とＶｂ-ａ+との電位差が０．１Ｖ以上であれば、負極側の誤接続と判定される。
【０１６０】
次に、［３］電圧プローブ−電流ケーブル間接続監視機能は、電圧プローブと電流ケーブルとの間の誤接続を監視する機能であり、［１］，［２］と同様に、誤接続監視部７１により行なわれる。誤接続監視部７１は、電圧プローブの負極端子と電流ケーブルの負極端子との間の電圧を監視する。電圧プローブの負極端子の電位をＶｖとし、電流ケーブルの負極端子の電位をＶｉとしたときに、電圧（Ｖｖ−Ｖｉ）の大きさが０．１Ｖ以上であれば、異常な接続であると判定される。
【０１６１】
以上の［１］〜［３］に掲げた安全機能において、電流ケーブル等の誤接続による異常が検知されたときには、速やかに測定装置を停止し、作業者、装置および蓄電池の損傷を回避する必要が生じる。本装置では、電流駆動回路１０を図１２に示す構成として、それぞれの安全を確保する。
【０１６２】
図１２は、電流駆動回路１０の有する安全保護機能を説明するための回路構成図である。
【０１６３】
図１２を参照して、電流駆動回路１０は、電磁開閉器２０の開閉器接点を制御するための電磁開閉器制御回路２１と、電流駆動部３０の有効／無効状態を制御するための電流駆動部制御回路３５とを含む。
【０１６４】
電磁開閉器制御回路２１は、電源ＡＣ１００Ｖに接続されるヒューズ２２と、投入時にシステム主電源を供給する電源スイッチ２３と、非常停止スイッチ２４と、測定開始時にオン状態となって開閉器コイル２９に電流を駆動する測定開始スイッチ２５と、測定開始スイッチ２５と開閉器コイル２９との間に結合される開閉器Ｒｙ（リレー）２６、開閉器ＳＳＲ（Solid-state relay）２８およびヒューズ２７とを備える。
【０１６５】
非常停止スイッチ２４は、回転式の固定方式であり、簡単に開閉できない機構となっている。一方、測定開始スイッチ２５は、押しボタン方式であり、作業者が押しているときにのみオンされる。
【０１６６】
図１２に示すように、システム主電源と電磁開閉器２０の開閉器コイル２９との間には、上記の２つのスイッチが直列に配される。したがって、かかる２つのスイッチのいずれもが投入されることによって初めて、電磁開閉器２０が駆動され、電流駆動回路１０への通電が可能となる。
【０１６７】
開閉器Ｒｙ２６および開閉器ＳＳＲ２８は、ＣＰＵ６０から入力される開閉器Ｒｙオン信号および開閉器ＳＳＲオン信号によってそれぞれオン状態となって、システム主電源と開閉器コイル２９とを電気的に結合し、開閉器コイル２９に電流を駆動する。開閉器コイル２９に生じた磁界により電磁開閉器２０の開閉器接点が駆動することにより、電磁開閉器２０が開／閉状態となる。
【０１６８】
一方、上記の誤接続や電源異常等の発生時においては、開閉器Ｒｙオフ信号および開閉器ＳＳＲオフ信号によって、開閉器Ｒｙ２６および開閉器ＳＳＲ２８は、それぞれオフ状態となり、システム主電源と開閉器コイル２９とを電気的に分離する。これにより、開閉器コイル２９には電流が駆動されないことから、電磁開閉器２０はオフ状態となる。開閉器Ｒｙ２６および開閉器ＳＳＲ２８は、さらに、図１０のソフトウェア監視部７７から伝達されるＣＰＵ異常検知信号によってもオフ状態となり、電磁開閉器２０をオフさせる。図１２に示すように、直列に結合される開閉器Ｒｙ２６と開閉器ＳＳＲ２８とは、電気的性質の異なるリレー回路であって、異常を示す制御信号によって少なくとも一方が必ずオフされることから、異常検知時において確実に装置の誤動作等を防止することが可能となる。
【０１６９】
電流駆動部制御回路３５は、電流設定値と電流駆動部３０との間に結合された電流設定Ｒｙ３６と、ヒューズ３７と、バッファ回路３８とを備える。
【０１７０】
電流設定Ｒｙ３６は、電流設定Ｒｙオン信号に応じてオン状態となり、電流設定値を電流駆動部３０へと伝達する。一方、誤接続などの異常検知時およびＣＰＵ異常検知時においては、オフ状態となり、電流設定値をオフ信号とする。
【０１７１】
以上の構成において、上記の［１］〜［３］に掲げる誤接続監視機能において、電流ケーブルまたは電圧プローブに誤接続が検知されたときには、電磁開閉器制御回路２１において、開閉器Ｒｙ２６および開閉器ＳＳＲ２８が異常検知を示す開閉器Ｒｙオフ信号および開閉器ＳＳＲオフ信号に応じてオフされる。これにより、電磁開閉器２０は、オフ状態となる。さらに、電流駆動部制御回路３５においては、電流設定Ｒｙ３６が電流設定Ｒｙオフ信号に応じてオフされることにより、電流駆動部３０もオフ状態となる。
【０１７２】
なお、接続異常の場合は、電圧プローブおよび電流ケーブルからの入力回路を図示しない保護リレーによって開状態とすることにより、異常監視回路７０内の誤接続監視部７１の保護をも図ることとする。誤接続監視部７１の保護は、図示しない復帰スイッチを押すことにより解除され、再度電圧プローブ端子間または電流ケーブル間の電圧の検出および判定が実行される。
【０１７３】
次に、図１１の［４］に掲げる装置停止時の電流監視機能は、図１０の電流監視部７２にて実行される。電流監視部７２は、測定装置１００が通電していないときに、電流駆動部３０を流れる電流を監視し、その電流値から測定装置１００の異常を判定する。具体的には、電流駆動回路１０のモニタ電流をＩｍｏｎとして、Ｉｍｏｎ≧１０[Ａ]となったときに、装置の異常であると判定する。
【０１７４】
なお、異常検知時の保護動作については、［１］〜［３］の安全機能において説明したのと同様であり、図１２の開閉器Ｒｙ２６，開閉器ＳＳＲ２８および電流設定Ｒｙ３６をオフ状態とすることで、電磁開閉器２０と電流駆動回路３０とをオフする。復帰スイッチによって保護状態が解除されると、再度電流の測定および判定を実行する。
【０１７５】
再び図１１を参照して、［５］装置内部の温度異常監視機能は、図１０の温度センサ６６において測定される装置内の温度を監視し、所定の範囲外となったときに装置の異常と判定するものであり、温度監視部７３にて行なわれる。判定条件の一例として、装置内温度をＴｍｏｓとして、Ｔｍｏｓ≧２００［℃］またはＴｍｏｓ≦−２１［℃］となったときを装置の異常とする。
【０１７６】
なお、異常検知時の保護動作は、上記の［１］〜［４］で述べたものと同じであることから、詳細な説明は省略する。また、温度監視部７３の保護については、温度センサ６６からの温度情報の入力回路に設けた保護リレーを開状態とすることにより実行される。復帰スイッチの投入により保護状態が解除されると、再度温度の測定および判定が行なわれる。
【０１７７】
次に、図１１の［６］装置内部の温度監視機能は、［５］温度異常監視機能と同様に、装置内部の温度を監視し、所定の値を超えると温度高と判定し、異常を検知するものである。図１０の温度監視部７２は、温度センサ６６からの温度情報を監視する。装置内温度Ｔｍｏｓが、Ｔｍｏｓ≧６０［℃］となるときにおいて、異常を検知する。このときの保護動作は、上記の［１］〜［５］のものと同じである。さらに、温度監視部７３の保護状態は、Ｔｍｏｓ≦５５［℃］となると解除され、自動的に復帰する。
【０１７８】
以上の［１］〜［６］に掲げる安全機能は、ステップ１およびステップ２における安全性を確保するために設けられた機能であって、測定準備および測定開始準備作業中に起こり得るあらゆる異常に対応したものである。続いて、ステップ３（測定開始後から測定終了まで）をも考慮した安全機能について説明する。
【０１７９】
図１１の［７］に掲げる電流駆動回路の電磁開閉器の接点溶着監視機能は、ステップ３の作業工程において、図１２の開閉器コイル２９と電磁開閉器２０との接点の溶着による異常を検知するものであり、図１０の電流監視部７２において判定される。上記の［１］〜［６］の安全機能をクリアして、測定開始スイッチ２５がオンされると、開閉器Ｒｙ２６および開閉器ＳＳＲ２８がオン状態となる以前に電流駆動部３０に対して電流設定値が与えられる。このとき、開閉器接点が溶着していると電磁開閉器２０がオフ状態であるにも関わらず、電流駆動部３０に電流が駆動されてしまう。そこで、この電流を検知することにより、開閉器接点の溶着を判定する。
【０１８０】
なお、開閉器接点の溶着が判定されたときには、上記の［１］〜［６］と同様に、電磁開閉器２０と電流駆動部３０とをオフとすることにより、測定装置１００の誤動作および被測定電池の損傷が回避される。
【０１８１】
次に、図１１の［８］通電電流の誤差監視機能は、ステップ３において、電流駆動回路１０を流れる駆動電流と電流設定値との誤差を検出するものであり、電流監視部７２にて行なわれる。実施の形態１で述べたように、電流駆動回路１０では、ＣＰＵ６０からの開閉信号および電流設定信号に応じて、複数個の電流駆動部３０から所定の組合せで決まる電流駆動部３０が選択的に活性化されることにより、高度の電流制御性が実現される。しかしながら、万が一、駆動電流値と目標電流設定値との誤差が一定値以上となったときには、異常と判定して電磁開閉器２０および電流駆動部３０をオフするものとする。異常の判定基準としては、例えば、駆動電流とを電流設定値との誤差が１０％以上若しくは５Ａ以上とする。
【０１８２】
図１１の［９］に示すソフトウェア異常監視機能は、ステップ１〜３の全工程において起こり得るソフトウェア異常を検知する機能であり、図１０のソフトウェア監視部７７によって常時監視されている。ソフトウェア監視部７７は、定期的に特定アドレスをアクセスするプログラミングによる動作状況を監視し、動作異常のときには、ソフトウェア異常と判定する。異常を検知するための判定条件として、特定アドレスへのアクセスが一定時間（本実施の形態では、５［ｍＳ］とする）以内に行なわれないときをソフトウェア異常と判定するものとする。
【０１８３】
ソフトウェア異常が検知されたときの保護については、図１２に示すように、開閉器Ｒｙ２６および開閉器ＳＳＲ２８は、ＣＰＵ異常検知信号に応じてオフ状態となると、開閉器コイル２９に電流が駆動されず、電磁開閉器２０がオフされる。また、電流設定Ｒｙ３６においても、ＣＰＵ異常検知信号によってオフ状態となると、電流駆動部３０がオフ状態となる。なお、これらの動作は、ソフトウェアを一切介さずに、ハードウェアのみで行なわれる。
【０１８４】
図１１の［１０］に掲げる装置供給ＡＣ電源喪失監視機能は、図１０のＡＣ電源監視部７４において、ＡＣ電源から装置１００に供給される入力電圧６７を全作業工程において常時監視して電源喪失を判定するものである。ＡＣ電源監視部７４は、入力電圧６７の電圧レベルが規定値以下となったときに、電源喪失と判定する。異常の検知にあたっては、上記の［１］〜［８］と同様に、電磁開閉器２０および電流駆動部３０をオフ状態として、装置の暴走等の誤動作を防止する。
【０１８５】
図１１の［１１］に示す非常停止スイッチ監視機能は、図１０の非常停止スイッチ監視部７５において、非常停止用のスイッチ接点６８のオン／オフ状態を常時監視し、非常停止スイッチがオンされたときに、電流駆動回路１０への通電を停止するものである。さらに、非常停止スイッチがオンされたことをＣＰＵ６０が判定すると、図１２の開閉器Ｒｙ２６および開閉器ＳＳＲ２８と電流設定Ｒｙ３６とにオフ信号を入力して、電磁開閉器２０と電流駆動部３０とをオフ状態とする。
【０１８６】
なお、非常停止スイッチのオンによる開閉器接点の制御信号オフは、機械的なものであり、この動作はソフトウェアを一切介さずに行なわれる。
【０１８７】
図１１の［１２］に示す測定開始スイッチの動作監視機能は、図１０の測定開始スイッチ監視部７６において、測定開始用のスイッチ接点６９のオン／オフ状態を常時監視し、測定開始スイッチがオフされたときに、電流駆動回路１０への通電を停止するものである。さらに、測定開始スイッチがオフされたことをＣＰＵ６０が判定すると、図１２の開閉器Ｒｙ２６および開閉器ＳＳＲ２８と電流設定Ｒｙ３６とにオフ信号を入力して、電磁開閉器２０と電流駆動部３０とをオフ状態とする。
【０１８８】
なお、上記の［１１］非常停止スイッチ監視機能と同様に、測定開始スイッチのオフによる開閉器接点の制御信号オフは機械的なものであり、この動作はソフトウェアを一切介さずに行なわれる。
【０１８９】
以上のように、この発明の実施の形態２によれば、外部接続状況および測定装置のハード・ソフトにおいて予測される異常を漏れなく検知する安全機能を備え、これらの安全機能がすべて正常であるときにのみ測定開始スイッチを投入することにより、開閉器Ｒｙ等がオンされて測定回路を構成することから、測定作業の全工程において高い安全性を確保することが可能となる。
【０１９０】
図１３は、図１０に示す蓄電池放電特性測定装置における正常時の動作状況を説明するための模式図である。
【０１９１】
図１３を参照して、電磁開閉器２０は、制御回路２１における開閉器Ｒｙ２６および開閉器ＳＳＲ２８が開閉器オン信号に応じてオン状態となると、図示しない開閉器コイルに電流が駆動されてオン状態となる。
【０１９２】
一方、電流駆動回路３０は、制御回路３５における電流設定Ｒｙ３６が電流設定Ｒｙオン信号に応じてオンされると、電流設定値を電流駆動部３０へと伝達する。
【０１９３】
これらの制御回路２１，３５に入力される信号は、図１３に示すように、異常監視回路７０において、図１１の［１］〜［８］，［１０］〜［１２］に示す安全機能のすべてが正常であるときにこれらの論理積の演算結果として正常を示す信号が出力される。当該信号は、さらに、［９］に示すＣＰＵ異常監視機能から出力される正常を示す信号と測定開始スイッチのオン信号との論理積の演算結果に相当する。すなわち、［１］〜［１２］の安全機能においてすべてが正常であり、かつ測定開始スイッチがオンとなったときにおいて初めて開閉器ＳＳＲ２８，開閉器Ｒｙ２６および電流設定Ｒｙ３６はオン状態となり、測定回路を構成する。
【０１９４】
一方、異常発生時においては、先述のように、いずれの作業ステップにおいても、直列に結合される電磁開閉器２０と電流駆動部３０とを２重でオフすることから、異常発生時の事故から作業者、測定装置および蓄電池を確実に保護することができる。
【０１９５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【０１９６】
【発明の効果】
以上のように、この発明のある局面に従えば、複数の電磁開閉器の開閉状態を個別に制御し、対応する電磁開閉器が閉状態となり、被測定電池に接続されている電流駆動部の電流を合算することによって、被測定電池の駆動電流が決まることから、被測定電池の駆動電流は、電磁開閉器の組合せによって所望の電流値に設定することができる。
【０１９７】
さらに、複数の電流駆動部の電流駆動能力を不均一として重み付けを行ない、被測定電池の駆動電流を不均等に分配して駆動する構成とすることにより、従来と同じ分解能の単一の電流設定信号で、より細かな電流設定の制御が可能となる。特に、低い電流設定値の領域において、その効果が顕著である。
【０１９８】
また、目標電流設定値に応じて電流駆動部を選択的に駆動させることで電流設定範囲を可変できることから、適切な値に選択することで信号対雑音比を向上することができる。このため、設定電流の誤差を大幅に低減できることから、駆動電流の安定度を向上して、測定精度の確保が可能となる。
【０１９９】
さらに、駆動電流の細かな制御が可能となったこと、かつ駆動電流の安定度が向上したことによって、有効な測定電流範囲を拡大することができ、１つの装置で広い測定電流範囲をカバーすることができる。
【０２００】
また、１つの電流設定信号で複数の電流駆動部の駆動電流を共通に制御できることから、単一のＤＡ変換器で構成することができ、高い測定精度を保持しながら、コスト増を最小限に抑えることができる。
【０２０１】
また、この発明の別の局面に従えば、外部接続状況および測定装置のハード・ソフトにおいて予測される異常を漏れなく検知する安全機能を備え、これらの安全機能がすべて正常であるときにのみ測定開始スイッチを投入することにより、開閉器Ｒｙ等がオンされて測定回路を構成することから、測定作業の全工程において高い安全性を確保することが可能となる。
【０２０２】
さらに、異常発生時においては、いずれの作業ステップにおいても、直列に結合される電磁開閉器と電流駆動部とを２重でオフすることから、異常発生時の事故から作業者、測定装置および蓄電池を確実に保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１に従う蓄電池放電特性測定装置の構成を示す図である。
【図２】 図１の電流駆動部３０の構成の一例を示す回路図である。
【図３】 目標電流設定値に対応して制御される電磁開閉器２０の開閉パターンおよびＤＡ変換器ゲインと、制御の結果として得られる電流設定値の分解能とを示す図である。
【図４】 目標電流設定値に基づく電磁開閉器２０の開閉パターンとＤＡ変換器ゲインとの決定動作を抽出して説明するためのフロー図である。
【図５】 この発明の実施の形態１の変更例１に従う蓄電池放電特性測定装置の構成を示す図である。
【図６】 微調整必要分Ｎに対してＤＡ変換器５０Ａ〜５０Ｄのそれぞれに与えられる微調整用入力設定値Ｄａ〜Ｄｄを示す図である。
【図７】 本実施の形態の作用効果をより詳細に説明するための模式図である。
【図８】 この発明の実施の形態１の変更例２に従う蓄電池放電特性測定装置の構成を示す図である。
【図９】 目標電流設定値に対応して制御される電流設定信号スイッチ開閉パターンおよびＤＡ変換器ゲインと、制御の結果として得られる電流設定値の分解能とを示す図である。
【図１０】 蓄電池放電特性測定装置１００に搭載される、異常監視機能と異常を検知したときの誤動作や作業者、装置および蓄電池の損傷を防止するための保護機能を説明するための全体構成図である。
【図１１】 作業ステップ１〜３において起こり得る異常に対して設けられる安全機能を説明するための図である。
【図１２】 電流駆動回路１０の有する安全保護機能を説明するための回路構成図である。
【図１３】 図１０に示す蓄電池放電特性測定装置における正常時の動作状況を説明するための模式図である。
【図１４】 参照文献に記載の蓄電池寿命判定装置の構成を概略的に示す回路図である。
【符号の説明】
１ 被測定電池、２ 正極端子、３ 負極端子、１０ 電流駆動回路、２０，２０Ａ〜２０Ｄ 電磁開閉器、２１ 電磁開閉器制御回路、２２，２７，３７ ヒューズ、２３ 電源スイッチ、２４ 非常停止スイッチ、２５ 測定開始スイッチ、２６ 開閉器Ｒｙ、２８ 開閉器ＳＳＲ、２９ 開閉器コイル、３０，３０Ａ〜３０Ｄ 電流駆動部、３１ 駆動電流調整部、３２ 実測値検出部、３３オフセット用調整回路、３４ 定電圧ダイオード素子、３５ 電流駆動部制御回路、３６ 電流設定Ｒｙ、３８ バッファ回路、４０ マイコン、５０ ＤＡ変換器、６０ ＣＰＵ、６１ タッチパネル、６２ 操作部、６３ 表示部、６４ メモリ、６５ 電源、６６ 温度センサ、６７ 入力電圧、６８ 非常停止スイッチ接点、６９ 測定開始スイッチ接点、７０ 異常監視回路、７１ 誤接続監視部、７２ 電流監視部、７３ 温度監視部、７４ ＡＣ電源監視部、７５非常停止スイッチ監視部、７６ 測定開始スイッチ監視部、７７ ソフトウェア監視部、８０ パソコン、１００ 蓄電池放電特性測定装置、２００ 蓄電池寿命判定回路、２１０ 電圧検出器、２２０ 電流検出器、２３０ 可変抵抗器、ＯＰ１，ＯＰ２ オペアンプ、ＣＯＭ 比較器、Ｒ１〜Ｒ４ 抵抗素子、Ｔ１Ｎチャネル電界効果型トランジスタ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a storage battery discharge characteristic measuring apparatus, and more particularly to a storage battery discharge characteristic measuring apparatus for determining a deterioration life of a storage battery based on discharge characteristics.
[0002]
[Prior art]
In an uninterruptible power supply used for computers, etc., determination of the deterioration life of the installed storage battery has traditionally been done by measuring the open voltage and internal impedance between the terminals of the storage battery, managing the service life, and using multiple storage battery cells. It is common to carry out this by conducting a pull-in inspection.
[0003]
However, with these determination methods, it is extremely difficult to extract a storage battery whose characteristic has deteriorated. This is because the storage battery is required to discharge a constant current for a predetermined period, whereas the measurement of the open-circuit voltage and the internal impedance is insufficient to determine its quality. Further, in the take-up inspection, the electrical characteristics of the non-selected storage battery are not necessarily guaranteed, and a problem remains in terms of reliability.
[0004]
Therefore, recently, during the equipment online, each storage battery cell is discharged at constant current instantly to clarify the discharge characteristics in units of cells, thereby identifying and removing the deteriorated storage battery cells, thereby improving the reliability of the storage battery equipment. Has been proposed (see, for example, Patent Document 1 and Non-Patent Document 1).
[0005]
FIG. 14 is a circuit diagram schematically showing the configuration of the storage battery life determination device described in the reference literature.
[0006]
Referring to FIG. 14, storage battery life determination device 200 is basically a constant current discharge characteristic measurement device, and measures a voltage for measuring a terminal voltage between positive electrode terminal 2 and negative electrode terminal 3 of battery 1 to be measured. A detector 210, a current detector 220 that measures a drive current, and a variable resistor 230 are provided.
[0007]
The variable resistor 230 is composed of a semiconductor element such as a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), is driven by a control signal from a CPU (Central Processing Unit) 60, and is equivalent to the equivalent load resistance of the battery 1 to be measured. Become.
[0008]
When the signal related to the voltage between the terminals detected by the voltage detector 210 and the signal related to the current measured by the current detector 220 are input to the CPU 60, the CPU 60 has a required current value necessary for diagnosis of the battery 1 to be measured. Sends a command to the variable resistor 230.
[0009]
The variable resistor 230 controls the current according to its own characteristics based on this command signal. The current flowing through the variable resistor 230 is detected by the current detector 220.
[0010]
Here, an electromagnetic switch (not shown) is coupled between the variable resistor 230 formed of an electronic load and the measured battery 1. All parts form a closed circuit with the electromagnetic switch turned on, and the current flowing through the variable resistor 230 is controlled. The electromagnetic switch and the variable resistor 230 are usually configured to receive a set of switching signals and a current setting signal that is an analog signal.
[0011]
In the above configuration, the life diagnosis of the battery 1 to be measured is performed by stopping the discharge for a short time (about 500 [msec]) while controlling the current flowing through the variable resistor 230 to a constant current necessary for the diagnosis of the battery 1 to be measured. And the deterioration of the discharge characteristics is identified from the inter-terminal voltage and current at that time.
[0012]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-64472 (FIG. 1)
[0013]
[Non-Patent Document 1]
Maeda, Kimio et al., “Lifetime Deterioration Diagnosis Technology of Storage Battery Equipment”, “Japan Maintenance Industry Association Bulletin”, Japan Maintenance Industry Association, July 2000, Vol. 11, No. 2, pp. 27-30
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the storage battery life determination device of FIG. 14 measures the discharge characteristics when a short-time constant current discharge is performed in a state where the battery 1 to be measured is float-charged, and a plurality of storage batteries are determined from the discharge voltage. In order to identify variations and characteristic deterioration between cells, the reliability of the power supply apparatus is not affected.
[0015]
Moreover, since the discharge current at the time of diagnosis is set to a current value close to the actual use current, the true deterioration state of the storage battery can be grasped, and a highly reliable determination result can be obtained.
[0016]
Here, when the current setting range is 0 to 2400 [A], it is possible to put into practical use an electronic device capable of energizing a wide current range as an electronic load constituting the variable resistor 230 and having excellent current accuracy. In this case, the circuit configuration becomes simple and can be easily manufactured. However, since it is not easy to obtain such an electronic device at present, it is difficult to manufacture a set of simple devices.
[0017]
Even if such an electronic device can be obtained, there is always an error between the “set energizing current value” and the “actual energizing current value”. For example, in a device having an accuracy of 1%, when the control signal is converted to 1 to 100 and the variable resistor 230 is controlled, the error with respect to the “current value to be set” is 1% of 2400 [A]. This corresponds to a certain 24 [A]. The error of 24 [A] is not so problematic at a large set current, but becomes a fatal value at the minimum energization current value of 10 [A].
[0018]
In this case, although it is possible to improve the setting accuracy by converting the control signal to 1 to 10,000, it is difficult to realize a highly accurate control device in terms of cost.
[0019]
As one of the methods for solving such a problem, for example, a plurality of variable resistors each having a current setting range such as 10 to 100 [A], 110 to 500 [A], and 510 to 1000 [A] are provided. A method of selectively coupling to the battery to be measured according to the “current value to be set” can be considered. However, it is determined to be unrealistic in view of the increase in the device scale and the cost.
[0020]
As another method, for example, an electromagnetic switch and a variable resistor having a current setting range of 0 to 200 [A] are set as one set, and 12 sets are connected in parallel to the battery to be measured, so that 2400 Energization up to [A] is possible. In this case, ensuring the current accuracy automatically calculates the number of pairs of electromagnetic switches and variable resistors to be energized and the energizing current value of each group according to the magnitude of the “set energizing current value”. This can be realized by driving the number of sets. Assuming that the setting accuracy per group is 1%, an error of 2 [A] occurs when the energization current is 200 [A] (corresponding to driving only one group), and 2000 [A] (10 sets) Is equivalent to the case of driving), the error is 20 [A]. Therefore, it is possible to ensure accuracy over a wide range from a small current to a large current. However, in order to realize this method, a control circuit is required for each group, so a total of 12 control circuits are required, which is not appropriate in terms of apparatus scale and cost.
[0021]
Therefore, if a configuration for setting the energization current value by giving a single control signal output from a single control circuit to a plurality of sets of electromagnetic switches and variable resistors is possible, It is expected that high setting accuracy can be secured in an inexpensive circuit configuration.
[0022]
Furthermore, the storage battery deterioration life determination device is required to improve the setting resolution of the energization current as described above, and has a safety function for preventing an electric shock accident or a short-circuit accident in the event of an abnormality. Needed.
[0023]
In particular, in the conventional judgment device, depending on the “energization current value to be set”, the operator can connect each pair of electromagnetic switch and variable resistor each time, or by operating the changeover switch. Since the circuit is configured, there is a risk of erroneous connection or erroneous setting due to human error.
[0024]
Also, it does not have a function to monitor abnormalities over the entire work process from measurement preparation to the end of measurement, and it is said that the safety function for appropriately protecting the worker, the judgment device and the storage battery is also sufficient. I want.
[0025]
Therefore, one object of the present invention is to provide a storage battery discharge characteristic measuring device capable of maintaining high setting resolution in a wide current setting range with a simple circuit configuration without requiring addition or switching of an energization circuit. .
[0026]
Another object of the present invention is to provide a storage battery discharge characteristic measuring apparatus with high safety that constantly monitors and protects the soundness of the apparatus.
[0027]
[Means for Solving the Problems]
According to an aspect of the present invention, a storage battery discharge characteristic measuring device for measuring a discharge characteristic of a storage battery in order to diagnose a deterioration state of the storage battery, which is coupled between the terminals of the storage battery and that drives a drive current of the storage battery Circuit, a control circuit for controlling the drive current flowing through the current drive circuit to a constant target current setting value inputted from the outside, and a digital-analog converter for converting a control signal given from the control circuit into an analog signal With. The current drive circuit is arranged between a plurality of current drive units coupled in parallel between the terminals of the storage battery and between the storage battery and each of the plurality of current drive units, and the current drive circuit and the current drive according to an open / close signal from the control circuit And a plurality of electromagnetic switches that are electrically coupled / separated with each other. The control circuit selects a predetermined number of electromagnetic switches to be closed among the plurality of electromagnetic switches according to the target current set value, outputs an opening / closing signal to each of the plurality of electromagnetic switches, The digital-analog converter set value calculated from the current set value is output. The digital-analog converter converts the digital-analog converter setting value into a current setting signal and outputs the current setting signal to each of the plurality of current driving units. A predetermined number of electromagnetic switches are closed in response to an open / close signal and are electrically coupled to a current drive unit corresponding to the storage battery, and the corresponding current drive unit has a current adjusted to a current value according to the current setting signal. Drive.
[0028]
Preferably, each of the plurality of current driving units has a weightable driveable current setting range.
[0029]
Preferably, each of the plurality of current drive units includes an actual value detection unit that detects an actual value of the driven current, a comparator that performs a coincidence comparison operation between the actual value and the current setting signal, and a comparison result from the comparator And a drive current adjustment unit that adjusts a drive current by changing a resistance value according to a signal.
[0030]
More preferably, the control circuit includes a microcomputer, and the digital / analog converter set value is based on a predetermined relationship between the target current set value and the current setting range of the corresponding current driver and the resolution of the digital / analog converter. Is calculated.
[0031]
According to another aspect of the present invention, in order to diagnose a deterioration state of a storage battery, a storage battery discharge characteristic measuring device for measuring a discharge characteristic of the storage battery, which is coupled between terminals of the storage battery and flows a drive current of the storage battery A drive circuit, a control circuit for controlling a drive current flowing through the current drive circuit to a constant target current set value input from the outside, and a plurality of units for converting a control signal given to each from the control circuit into an analog signal Digital-to-analog converter. The current drive circuit is arranged between a plurality of current drive units coupled in parallel between the terminals of the storage battery and the storage battery and each of the plurality of current drive units, and the storage battery according to a single open / close signal from the control circuit And at least one electromagnetic switch that collectively couples / separates a plurality of current driving units. The control circuit outputs switching signals to the plurality of electromagnetic switches according to the input of the target current setting value, and outputs a plurality of digital-analog converter setting values calculated from the target current setting value. Each of the plurality of digital-to-analog converters converts the corresponding digital-to-analog converter set value into a current setting signal and outputs it to the corresponding current driver. The electromagnetic switch is in a closed state in response to the switching signal, electrically connects the storage battery and the plurality of current driving units, and each of the plurality of current driving units is adjusted to a current value according to the corresponding current setting signal. Drive current.
[0032]
Preferably, each of the plurality of current driving units has a weightable driveable current setting range.
[0033]
More preferably, the plurality of digital / analog converter setting values are driven by a common input setting value input in common to the plurality of digital / analog converters and a current setting signal obtained by converting the common input setting value. In order to finely adjust an error between the current and the target current set value, a fine adjustment input set value input to a specific digital-analog converter is included.
[0034]
According to another aspect of the present invention, a storage battery discharge characteristic measuring device for measuring discharge characteristics of a storage battery in order to diagnose a deterioration state of the storage battery, and a plurality of current driving units coupled in parallel between the terminals of the storage battery And at least one electromagnetic switch that is arranged between the storage battery and each of the plurality of current drive units, and collectively couples / separates the storage battery and the plurality of current drive units according to a single first switching signal A control circuit for controlling a drive current flowing through the current drive circuit to a constant target current set value inputted from the outside, and converting a control signal given from the control circuit into an analog signal Digital analog converter, and a current driver corresponding to the digital / analog converter according to a second open / close signal from the control circuit, each being arranged between the digital / analog converter and the plurality of current drivers The comprises a plurality of switching circuits electrically coupling / separation. The control circuit outputs a first switching signal to the electromagnetic switch in response to an input of the target current setting value, outputs a digital / analog converter setting value calculated from the target current setting value, and sets the target current setting The switching patterns of the plurality of switch circuits are calculated from the values, and the second switching signal is output. The digital-to-analog converter converts the digital-to-analog converter setting value into a current setting signal and outputs the current setting signal to a plurality of current driving units. The switch circuit that is in a closed state in response to the second open / close signal among the plurality of switch circuits is electrically coupled to the current driver corresponding to the digital-analog converter and transmits a current setting signal. The corresponding current drive unit drives the current adjusted to the current value according to the current setting signal.
[0035]
Preferably, each of the plurality of current driving units has a weightable driveable current setting range.
[0036]
According to another aspect of the present invention, a storage battery discharge characteristic measuring device for measuring discharge characteristics of a storage battery in order to diagnose a deterioration state of the storage battery, and a plurality of current driving units coupled in parallel between the terminals of the storage battery And a plurality of electromagnetic switches that are arranged between the storage battery and each of the plurality of current drive units and electrically couple / separate the storage battery and the current drive unit according to an open / close signal. In response to an abnormality detection signal from the abnormality monitoring circuit, an abnormality monitoring circuit for detecting abnormality occurring inside and outside the storage battery discharge characteristic measuring device, and disabling a plurality of electromagnetic switches And a control circuit for stopping energization of the plurality of current driving units.
[0037]
Preferably, the plurality of electromagnetic switches include an electromagnetic switch control circuit that controls power supply to the switch contacts. The electromagnetic switch control circuit is connected in series between the power supply and the contact of the switch, and is an emergency stop switch that opens in an emergency and stops power supply, and supplies power only in the closed state. It includes a measurement start switch for starting measurement and a relay for coupling the measurement start switch and the switch contact, and in response to the abnormality detection signal, the relay is opened to disable the plurality of electromagnetic switches.
[0038]
Preferably, the plurality of current driving units include a current driving unit control circuit that controls validity / invalidity of input of a target current set value from the outside. The current drive unit control circuit includes a relay arranged between the input unit of the target current set value and the current drive unit, and opens the relay in response to the abnormality detection signal to target the plurality of current drive units. The current setting value input is disabled and power is turned off.
[0039]
More preferably, the abnormality monitoring circuit includes a current cable that couples the terminal of the storage battery and the storage battery discharge characteristic measuring device, an erroneous connection monitoring unit for detecting an erroneous connection of the voltage probe, and a current that flows through the current drive circuit when the device is stopped. Current monitoring unit that detects the presence or absence of current, the presence or absence of current caused by the welding of switch contacts of a plurality of electromagnetic switches, and the error between the drive current and the target current set value, and the temperature monitoring unit that monitors temperature abnormalities in the device And a software monitoring unit that detects software malfunction and runaway, and a switch operation monitoring unit that detects the open / closed states of the emergency stop switch and the measurement start switch.
[0040]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
[0041]
[Embodiment 1]
1 is a diagram showing a configuration of a storage battery discharge characteristic measuring apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In the present embodiment, the configuration and operation of the storage battery discharge characteristic measuring device when the current setting range is 0 to 2400 [A] and the set value resolution is 255 steps (equivalent to 8 bits) will be described.
[0042]
Referring to FIG. 1, a storage battery discharge characteristic measuring apparatus 100 includes a current drive circuit 10 that drives a current discharged from a battery 1 to be measured, a microcomputer (hereinafter also referred to as a microcomputer) 40, and a DA (digital analog). And a converter 50.
[0043]
The current drive circuit 10 is connected in series corresponding to each of the plurality of electromagnetic switches 20A to 20D and electromagnetic switches 20A to 20D coupled in parallel between the positive electrode terminal 2 and the negative electrode terminal 3 of the battery 1 to be measured. Current drive units 30A to 30D to be coupled.
[0044]
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the current driving circuit 10 is configured with four sets of electromagnetic switches 20 </ b> A to 20 </ b> D and current driving units 30 </ b> A to 30 </ b> D. Is also applicable. In addition, hereinafter, when the electromagnetic switches 20A to 20D and the current driving units 30A to 30D are collectively referred to, the reference numerals 20 and 30 are used respectively.
[0045]
The electromagnetic switches 20 </ b> A to 20 </ b> D are opened / closed according to the open / close signals A to D input from the microcomputer 40. Since the open / close signal is a digital signal, it can be easily added as compared with the analog signal, and there is no cost burden due to the multiple open / close signals. In the electromagnetic switch 20, a switch contact (not shown) is opened and closed when a magnetic flux generated by a current flowing in a switch coil (not shown) attracts the armature. The electromagnetic switch 20 in the closed state is electrically coupled to the measured battery 1 and transmits the drive current from the measured battery 1 to the corresponding current drive unit 30.
[0046]
The current driving units 30A to 30D are connected in parallel via the electromagnetic switches 20A to 20D between the positive terminal 2 and the negative terminal 3 of the battery 1 to be measured, and the driving current of the battery 1 to be measured is The current is split to the current drivers 30A to 30D. As will be described later, the current flowing through the current drivers 30A to 30D is set to a predetermined current value by a current setting signal that is an analog signal output from the DA converter 50.
[0047]
Here, the current drivers 20A to 20D have different current setting ranges. More specifically, the current drivers 20A and 20B have a current setting range of 0 to 150 [A]. The current driver 20C has a current setting range of 0 to 600 [A]. The current driver 20D has a current setting range of 0 to 1500 [A]. Therefore, each of the current drivers 20A to 20D is set to a predetermined current value within the current setting range according to the current setting signal.
[0048]
As described above, in the storage battery discharge characteristic measuring apparatus 100 of FIG. 1, the driving current of the battery 1 to be measured is set to the corresponding current driving unit 30 via the electromagnetic switch 20 that is closed according to the switching signal. Flow at a predetermined current value.
[0049]
Here, the opening / closing signal for controlling the opening / closing operation of the electromagnetic switch 20 is generated in the microcomputer 40 based on the target current setting value input from the outside. For example, if the target current set value is 250 [A], the electromagnetic switches 20A and 20B are closed according to the switching signals A and B, and the electromagnetic switches 20C and 20D are switched according to the switching signals C and D. Open. As a result, the drive current flows to the current drive units 30A and 30B via the electromagnetic switches 20A and 20B.
[0050]
The current setting signal for setting the current flowing through each of the current driving units 30 is determined by the microcomputer 40 when the DA converter set value is determined from the target current set value in the DA converter 50. It is a signal generated by conversion.
[0051]
FIG. 2 is a circuit diagram illustrating an example of the configuration of the current driver 30.
Referring to FIG. 2, the current driving unit 30 is actually measured with a driving current adjusting unit 31 and a driving current that are coupled between the positive electrode terminal 2 and the negative electrode terminal 3 of the battery 1 to be measured via the electromagnetic switch 20. And an actual value detection unit 32 for detecting a value.
[0052]
The drive current adjusting unit 31 includes an N-channel field effect transistor T1 having a drain connected to the electromagnetic switch 20 and a source connected to the measured value detection unit 32. As will be described later, when the N-channel field effect transistor T1 receives the comparison result signal output from the comparator COM as a control signal at the gate electrode, the transistor resistance is adjusted according to the control signal. As a result, the current value of the drive current is adjusted to the target value specified by the current setting signal.
[0053]
The actual measurement value detection unit 32 includes a resistance element R2 for actually measuring the drive current adjusted by the drive current adjustment unit 31. As an actual measurement value of the drive current flowing through the resistance element R2, a voltage value between the two terminals subjected to current-voltage conversion by the resistance element R2 is detected.
[0054]
The current driver 30 further includes a resistance element R1 for current-voltage conversion of the current setting signal output from the DA converter 50 based on the target current setting value, and the target value that has become the voltage value as a ground potential ( And an comparator OP for comparing the target value output from the operational amplifier OP1 with the actual value detected by the actual value detection unit 32.
[0055]
The current driving unit 30 further includes an operational amplifier OP2 for adjusting the absolute value of the actual measurement value detected by the actual measurement value detection unit 32 with reference to the ground potential, and an offset for considering the offset when adjusting the absolute value. And an adjustment circuit 33.
[0056]
Offset adjustment circuit 33 includes a resistance element R3 and a constant voltage diode element 34 coupled in series between operational amplifier OP2 and the ground potential. In actual measurement, the full scale of the current drive unit 30 is set to −30 to 150 [A] to prevent malfunction at the time of 0 [A] output, and the current drive unit 30 is reverse-biased while the apparatus is stopped to set the current setting value. -30 [A]. Therefore, since the offset value is not included in the actual measurement value obtained by driving the apparatus, the offset value is raised in the offset adjustment circuit 33.
[0057]
Further, when the actual measurement value output from the operational amplifier OP2 is input to the comparator COM, the comparator COM performs a potential level coincidence comparison operation between the input target value and the actual measurement value, and outputs a control signal as a comparison result. Is output. When the target value is higher than the actually measured value, the potential of the output control signal increases. On the other hand, when the target value is lower than the actually measured value, the potential of the output control signal decreases.
[0058]
When a control signal is input to the gate electrode of the N-channel field effect transistor T1 of the drive current adjusting unit 31, the transistor resistance changes due to increase or decrease in the potential. When the potential of the control signal increases, that is, when the target value is higher than the actually measured value, the transistor resistance of the N-channel field effect transistor T1 decreases. As a result, the current value of the drive current flowing between the drain and source of the N-channel field effect transistor T1 increases, and the newly detected actual value approaches the target value.
[0059]
On the other hand, when the potential of the control signal decreases, that is, when the target value is lower than the actually measured value, the transistor resistance of the N-channel field effect transistor T1 increases. As a result, the current value of the drive current flowing between the drain and source of the N-channel field effect transistor T1 decreases, and as a result, the newly detected actual value approaches the target value.
[0060]
As described above, in the current driving unit 30, the driving current is always compared and matched with the target value, and finally the current value is automatically adjusted to the target value level.
[0061]
Next, the control of the switching pattern of the electromagnetic switch 20 and the driving current value of the current driving unit 30 in the current driving circuit 10 will be described in detail.
[0062]
Referring again to FIG. 1, when the target current set value is input to the microcomputer 40, the open / close pattern of the electromagnetic switch 20 is determined according to the value, and the current set signal is output to the current drive unit 30. A set value of the DA converter 50 is determined.
[0063]
FIG. 3 is a diagram showing the opening / closing pattern and DA converter gain of the electromagnetic switch 20 controlled in accordance with the target current set value, and the resolution of the current set value obtained as a result of the control.
[0064]
Referring to FIG. 3, the target current set values are classified into eight ranges in a wide current set range of 0 to 2400 [A]. For example, range 1 corresponds to a target current setting value of 10 to 126 [A], and range 2 corresponds to a target current setting value of 126 to 252 [A].
[0065]
Each of the electromagnetic switches 20A to 20D constitutes a set of units with the corresponding current driving units 30A to 30D. For example, the electromagnetic switch 20A and the current driving unit 30A constitute a set of units, and drive a current of 150 [A] at the maximum setting. Similarly, the set of the electromagnetic switch 20B and the current driver 30B drives a current of 150 [A] at the maximum setting. A set of the electromagnetic switch 20C and the current driver 30C drives a current of 600 [A] at the maximum setting. A set of the electromagnetic switch 20D and the current driver 30D drives a current of 1500 [A] at the maximum setting. As described above, in the present embodiment, the current driving circuit 10 includes four sets of units weighted to the current setting range.
[0066]
In the above configuration, a predetermined number of sets of the four units are selected according to the target current set value to drive the current. As shown in FIG. 3, the selection pattern is determined by combining one or a plurality of sets according to the drive current amount of each unit for each range of the target current set value.
[0067]
For example, when the target current set value is 126 [A] or less, as the range 1, only the electromagnetic switch 20A is set to the closed state. As a result, only the current driver 30A is connected to the battery 1 to be measured and drives the current. When the target current set value is 252 [A] or less, as the range 2, the electromagnetic switches 20A and 20B are set in the closed state, and current is driven by the current driving units 30A and 30B. When the target current set value is 630 [A] or less, as the range 3, the electromagnetic switches 20A and 20C are set in the closed state. When the target current set value reaches 2400 [A], as the range 8, all the electromagnetic switches 20A to 20D are set to the closed state.
[0068]
Thus, the electromagnetic switch 20 which becomes a closed state is patterned for each range, and covers a wide current setting range from 0 to 2400 [A].
[0069]
Referring to FIG. 3, the DA converter gain is set together with the opening / closing pattern of electromagnetic switch 20 in each range. The DA converter gain represents the current setting range of the corresponding range as a multiple of the set current value of range 1. Specifically, in the range 1, only the current driver 30A is activated according to the closed state of the electromagnetic switch 20A, and the DA converter gain is “1”. In the range 2, the current driving units 30A and 30B are activated according to the closed state of the electromagnetic switches 20A and 20B, and the DA converter gain becomes “2”. In the range 3, the current driving units 30A and 30C are activated according to the closed state of the electromagnetic switches 20A and 20C, and the DA converter gain is “5”. Thus, in each pattern, the DA converter gain is determined according to the current drive capability of the current drive unit 30 to be activated.
[0070]
As described above, setting the open / close pattern of the electromagnetic switch 20 and the DA converter gain according to the target current set value results in the set resolution in each range as shown in FIG. Specifically, in range 1, the resolution is 150 / 255≈0.588 [A]. The resolution in range 2 is 300 / 255≈1.176 [A]. Similarly, in the ranges 3 to 8, the resolutions are 2.941 [A], 3.529 [A], 6.471 [A], 7.059 [A], 8.824 [A], 9. 412 [A].
[0071]
Thus, the set resolution differs between ranges, and the resolution is high when the target current set value is low, while the resolution is low when the target current set value is high. That is, when the target current set value is high, sufficient accuracy can be obtained with a coarse current setting, whereas when the target current set value is low, finer current setting is possible.
[0072]
On the other hand, in the conventional storage battery life determination device shown in FIG. 14, when the set value resolution is similarly 255 steps (8 bits), the resolution in a wide set current range of 0 to 2400 [A] is uniformly 2400. /255≈9.412 [A]. For example, even if it is desired to set the target current set value to 100 [A], either 94.12 [A] or 103.532 [A] is selected as the settable current value. This means that 100 [A] cannot be set accurately.
[0073]
That is, in the present embodiment, the current setting value can be controlled more precisely by making the setting resolution variable according to the target current setting value. In particular, in the low current region, the resolution is remarkably improved and the degree of freedom of setting is increased.
[0074]
FIG. 4 is a flowchart for extracting and explaining the operation of determining the opening / closing pattern of the electromagnetic switch 20 and the DA converter gain based on the target current set value.
[0075]
Referring to FIG. 4, first, when a target current set value from the outside is input to microcomputer 40 in FIG. 1 (step S11), one of the plurality of ranges shown in FIG. The range is selected, and the opening / closing pattern of the electromagnetic switch 20 is determined (step S12).
[0076]
Further, the DA converter gain is determined from the range corresponding to the target current set value (step S13).
[0077]
In the microcomputer 40, a DA converter set value is further derived from the determined DA converter gain based on the following calculation formula (step S14).
[0078]
When T is a target current set value, G is a DA converter gain, and S is a DA converter set value as a calculation result, the DA converter set value S can be obtained from Expression (1).
[0079]
(T / G) / 150 × 255 = S (1)
Thus, the DA converter set value S is given with an 8-bit resolution of 0 to 255.
[0080]
In the actual calculation, as described above, the full scale of the current setting range is set to −30 to 150 [A], and therefore the DA converter set value S is obtained from the equation (2) considering the offset. be able to.
[0081]
(T / G + 30) / 180 × 255 = S (2)
The DA converter set value S calculated from the above calculation formula (step S15), when given to the DA converter 50 of FIG. 1, each of the current drivers 30A to 30D converted into a single current setting signal. Are input in common. These series of controls are automatically processed in the microcomputer 40. Although the microcomputer 40 is also used for other controls, since the load on the microcomputer 40 in this process is extremely light, it can be used for other processes, and it is not necessary to newly install a microcomputer.
[0082]
When a single current setting signal that is common to each of the current driving units 30A to 30D is input from the DA converter 50, the current driving units 30A to 30D each have a current setting signal as shown in FIG. On the other hand, the current adjusted with high accuracy is driven. At this time, the current driving units 30A to 30D do not make the respective current setting ranges uniform and are weighted, so that the driving current differs several times with respect to the same current setting signal. As a result, finer current settings can be made as compared to a plurality of current drive units having a uniform current setting range.
[0083]
As described above, according to the first embodiment of the present invention, by individually controlling the open / close states of the plurality of electromagnetic switches 20, the current drive unit 30 corresponding only to the electromagnetic switch 20 in the closed state. Is connected to the battery 1 to be measured, current driving is performed, and the current driving unit 30 corresponding to the electromagnetic switch 20 in the open state is not connected to the battery 1 to be measured and is not current driven. For this reason, the corresponding electromagnetic switch 20 is closed, and the drive current of the battery 1 to be measured is determined by adding the currents of the current drive units 30 connected to the battery 1 to be measured. That is, the drive current of the battery 1 to be measured can be set to a desired current value by the combination of the electromagnetic switch 20.
[0084]
Further, the current drive capability of the plurality of current drive units 30 is weighted as non-uniform, and the drive current of the battery 1 to be measured is configured to be distributed and driven non-uniformly, thereby providing a single resolution with the same resolution as the conventional one. With the current setting signal, finer current setting control is possible. In particular, the effect is remarkable in the region of a low current set value.
[0085]
Further, since the current setting range can be varied by selectively driving the current driver 30 according to the target current setting value, the signal-to-noise ratio can be improved by selecting an appropriate value. For example, when the target current set value is 100 [A], in the current drive unit 30 having the current set range of 2400 [A], the current error when 1% noise occurs is 24 A. This corresponds to 24% for the target current set value 100 [A]. On the other hand, in the current drive unit 30 of the present embodiment, only the current drive unit 30A having a current setting range of 150 [A] is activated, and the other current drive units 30B to 30D are not connected. The current error due to% noise is suppressed to 1.5 [A], and the error is also kept to 1.5% with respect to the target current set value. Thus, according to the present embodiment, the error of the set current can be greatly reduced, so that the stability of the drive current can be improved and the measurement accuracy can be ensured.
[0086]
Further, since the fine control of the drive current is possible and the stability of the drive current is improved, the effective measurement current range can be expanded. Thus, there is an advantage that a wide measuring current range can be covered with one apparatus, compared to the conventional measuring apparatus designed for each measuring current range in order to suppress errors.
[0087]
Also, since the current setting signal input to the current driver is an analog signal, a DA converter is required as a generation source. DA converters are usually expensive relative to other components and often require adjustment. In this embodiment, since the drive currents of a plurality of current drive units can be controlled in common with one current setting signal, it can be configured with a single DA converter, which increases costs while maintaining high measurement accuracy. Can be minimized.
[0088]
[Modification 1 of Embodiment 1]
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of the storage battery discharge characteristic measuring apparatus according to the first modification of the first embodiment of the present invention.
[0089]
Referring to FIG. 5, the storage battery discharge characteristic measuring apparatus 100 includes a current drive circuit 10 that drives a current discharged from the measured battery 1, a microcomputer 40, and DA converters 50 </ b> A to 50 </ b> D.
[0090]
The current drive circuit 10 includes a plurality of electromagnetic switches 20 coupled in parallel between the positive electrode terminal 2 and the negative electrode terminal 3 of the battery 1 to be measured, and a current drive unit 30A coupled in series to each electromagnetic switch 20. ~ 30D.
[0091]
The storage battery discharge characteristic measuring apparatus 100 of the present embodiment has the same basic configuration as the storage battery discharge characteristic measuring apparatus of FIG. On the other hand, the electromagnetic switch 20 in the current driving circuit 10 is collectively controlled by a single switching signal and cannot be controlled individually, and has a plurality of DA converters 50A to 50D. Different from Form 1. The present embodiment can also be applied to the case where only one electromagnetic switch 20 is provided for the plurality of current driving units 30.
[0092]
The electromagnetic switch 20 is opened / closed in response to a single open / close signal input from the microcomputer 40. When the electromagnetic switch 20 is in the closed state, all of the subsequent current drive units 30 </ b> A to 30 </ b> D are electrically coupled to the measured battery 1.
[0093]
The current driving units 30A to 30D are connected in parallel via the electromagnetic switch 20 between the positive electrode terminal 2 and the negative electrode terminal 3 of the battery 1 to be measured. The driving current of the battery 1 is shunted to the current driving units 30A to 30D. As will be described later, the currents flowing through the current drivers 30A to 30D are set to predetermined values by current setting signals A to D that are analog signals output from the DA converters 50A to 50D, respectively.
[0094]
The current driving units 30A to 30D have different current setting ranges as in the first embodiment. More specifically, the current driving units 30A and 30B have a current setting range of 0 to 150 [A]. The current driver 30C has a current setting range of 0 to 600 [A]. The current driver 30D has a current setting range of 0 to 1500 [A]. In the current driving units 30A to 30D, as in the first embodiment, the current driving units 30A to 30D are adjusted to a predetermined current value within the current setting range in accordance with the corresponding current setting signals A to D. The specific circuit configuration of current driver 30 is the same as that described in FIG. 2 of the first embodiment, and thus detailed description thereof will not be repeated.
[0095]
As described above, in the storage battery discharge characteristic measuring apparatus 100 of FIG. 5, the drive current of the battery 1 to be measured is set to the current drive units 30 </ b> A to 30 </ b> D via the electromagnetic switch 20 that is closed according to the open / close signal. The divided current flows at a predetermined current value.
[0096]
The opening / closing signal for controlling the opening / closing operation of the electromagnetic switch 20 is a signal activated in response to the input of the target current set value from the outside in the microcomputer 40, and is electromagnetic in response to the activated opening / closing signal. The switch 20 is driven to a closed state. As a result, all the current driving units 30 are connected to the battery 1 to be measured, and current driving is possible.
[0097]
In addition, when the microcomputer 40 determines the DA converter set value from the target current set value, the current setting signals A to D that set the currents flowing in the current driving units 30A to 30D are respectively determined in the DA converters 50A to 50D. , A signal generated based on the set value. As in the first embodiment, the set current range is 0 to 2400 [A], and the set value resolution is 255 steps (8 bits).
[0098]
Next, control of the drive current value of the current drive unit 30 will be described.
Referring to FIG. 5 again, when a target current set value is input to microcomputer 40, a set value to be given to each of DA converters 50A to 50D is determined.
[0099]
First, a set value U (hereinafter also referred to as a DA converter common input set value) U given in common to the DA converters 50A to 50D is a quotient obtained by Expression (3), where T is a target current set value. The integer part value.
[0100]
T / (2400/255) = U (3)
Therefore, a predetermined value of current determined by the set value S commonly supplied from the DA converters 50A to 50D flows in the current drivers 30A to 30D in common.
[0101]
Next, fine adjustment of the set value given to the DA converters 50A to 50D is performed based on the decimal part J of the quotient obtained by Expression (3). Thereby, fine adjustment of each drive current of current drive part 30A-30D is performed, and the added value is brought close to target current setting value T.
[0102]
Of the target current setting value T, where N is the amount required for fine adjustment, N is a value given by equation (4).
[0103]
J × 2400/255 = N (4)
Accordingly, if the input setting values Da to Dd for fine adjustment are further given to the DA converters 50A to 50D according to the value of the fine adjustment necessary amount N, the driving current of the current driving unit 30 is set to the target current setting value T. Can be accurately controlled.
[0104]
Finally, the set value Sn given to the DA converter 50n (n = A to D) is a value determined by Expression (5) from Expressions (3) and (4).
[0105]
Sn = U + Dn (5)
FIG. 6 is a diagram showing fine adjustment input setting values Da to Dd given to the DA converters 50A to 50D with respect to the fine adjustment necessary amount N, respectively.
[0106]
Referring to FIG. 6, when the fine adjustment necessary amount N is 150/255 × 0.5≈0.294 or less, the current value set by the DA converter common input set value U and the target current set value T Since the difference is small and fine adjustment is not required, the fine adjustment input set values Da to Dd are all set to “0”.
[0107]
Next, when the fine adjustment necessary amount N is 150/255 × 1.5≈0.882 or less, only the fine adjustment input setting value Da of the DA converter 50A is set to “+1”. As a result, the current flowing through the current driver 30A is increased by 150 / 255≈0.588 [A] by the current setting signal A output from the DA converter 50A. As a result, the current driver 30 The error between the drive current flowing through the target current and the target current set value T can be reduced.
[0108]
Similarly, when the fine adjustment necessary amount N is [(1/255) × {300+ (750−300) × 0.5}] ≈2.0588 or less, input setting values for fine adjustment of the DA converters 50A and 50B Only Da and Db are set to “+1”. As a result, the currents flowing through the current drive units 30A and 30B are increased by 150 / 255≈0.588 [A] by the current setting signals A and B output from the DA converters 50A and 50B, respectively. An error between the drive current flowing through the current drive unit 30 and the target current set value T can be reduced to the minimum resolution.
[0109]
Further, when the fine adjustment necessary amount N is [(1/255) × {750+ (900−750) × 0.5}] ≈3.235 or less, the fine adjustment input setting value Da of the DA converters 50A and 50C. , Dc are set to “+1”. Accordingly, the current setting signals A and C output from the DA converters 50A and 50C cause the currents of the current driving units 30A and 30C to be 150 / 255≈0.588 [A] and 600 / 255≈2.353, respectively. Since it is increased by [A], the error of the drive current flowing through the current drive unit 30 from the target current set value T is reduced to the minimum resolution.
[0110]
In this way, by selecting the fine adjustment input set value Dn of the DA converter 50 according to the size of the fine adjustment required N, the error between the target current set value T and the drive current is reduced to the minimum resolution. can do.
[0111]
FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the operational effects of the present embodiment in more detail. Referring to FIG. 7, since signals from DA converters 50A to 50D are integer values in the range of 0 to 255, fine adjustment below the decimal is impossible. Further, since the transistors included in each current driving unit 30 are overheated by the driving current, the transistor loads need to be made uniform.
[0112]
Therefore, as shown in the left diagram of FIG. 7, first, a common input signal (integer part) to the DA converters 50A to 50D is determined from the target current set value. As a result, a fractional portion is uniformly generated in the DA converters 50A to 50D, and this becomes an error of the drive current. Therefore, as shown in the right diagram of FIG. 7, the error is reduced to the minimum resolution by sharing the error with other DA converters (DA converters 50A and 50B in FIG. 7), and a finer current. Setting can be realized.
[0113]
The above conversion formula and the conversion table of FIG. 6 are examples. Even when the division unit of the current drive unit 30, the resolution of the DA converter 50, the maximum drive voltage, and the like are changed, each numerical value is changed and converted. A similar effect can be obtained by applying the equation.
[0114]
[Modification 2 of Embodiment 1]
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of the storage battery discharge characteristic measuring apparatus according to the second modification of the first embodiment of the present invention.
[0115]
Referring to FIG. 8, a storage battery discharge characteristic measuring apparatus 100 includes a current driving circuit 10 that drives a current discharged from the battery 1 to be measured 1, a microcomputer 40, a DA converter 50, and current setting signal switches SWA to SWD. With.
[0116]
The current driving circuit 10 includes a plurality of electromagnetic switches 20 coupled in parallel between the positive terminal 2 and the negative terminal 3 of the battery 1 to be measured, and a current driving unit coupled in series to each of the electromagnetic switches 20. 30A-30D.
[0117]
The storage battery discharge characteristic measuring apparatus 100 of the present embodiment has the same basic configuration as the storage battery discharge characteristic measuring apparatus of FIG. 1, while the plurality of electromagnetic switches 20 in the current drive circuit 10 is a single unit. Current setting signal switches SWA to SWD that are controlled collectively by the open / close signal and cannot be individually controlled, and a current setting signal output from the DA converter 50 is selectively input to the current driver 30. It is different in that it has The present embodiment can also be applied to the case where only one electromagnetic switch 20 is provided for the plurality of current driving units 30.
[0118]
The electromagnetic switch 20 is opened / closed in response to a single open / close signal input from the microcomputer 40. When the electromagnetic switch 20 is in the closed state, the current driving units 30A to 30D are electrically coupled to the battery 1 to be measured and the current is driven.
[0119]
The current driving units 30A to 30D are connected in parallel via the electromagnetic switch 20 between the positive terminal 2 and the negative terminal 3 of the battery 1 to be measured, and the driving current of the battery 1 to be measured is current driven. The current is divided into the sections 30A to 30D. The currents flowing through the current drivers 30A to 30D are adjusted to predetermined values based on the current setting signals A to D, respectively. In the present embodiment as well, as in the first embodiment, the current setting range is 10 to 2400 [A], and the set value resolution is 255 steps (8 bits).
[0120]
The current driving units 30A to 30D have different current setting ranges as in the first embodiment. More specifically, the current driving units 30A and 30B have a current setting range of 0 to 150 [A]. The current driver 30C has a current setting range of 0 to 600 [A]. The current driver 30D has a current setting range of 0 to 1500 [A]. In the current driving units 30A to 30D, predetermined current values are set within the current setting range. The specific circuit configuration of current driver 30 is the same as that described in FIG. 2 of the first embodiment, and thus detailed description thereof will not be repeated.
[0121]
The current setting signal switches SWA to SWD are arranged between the DA converter 50 and the current driving units 30A to 30D, respectively. The current setting signal switches SWA to SWD are electrically connected between the DA converter 50 and the current driving units 30A to 30D when driven in an open / closed state by an opening / closing signal based on a current setting signal switch opening / closing pattern described later. To bind / separate. When the current setting signal switch SWn (n is A to D) is driven in the closed state, the current setting signal output from the DA converter 50 is input as the current setting signal n to the corresponding current driving unit 30n. .
[0122]
In the above configuration, the current switches 30A to 30D are all coupled to the battery 1 to be measured by the electromagnetic switch 20 that is closed in response to a single switching signal, and current driving is possible. .
[0123]
When the current setting signals A to D are selectively input by the corresponding current setting signal switches SWA to SWD, the current driving units 30A to 30D adjust the driving current to a target value corresponding to the current setting signal. On the other hand, when the current setting signals A to D are not input, the current is not driven.
[0124]
Next, the control of the current setting signal switches SWA to SWD and the drive current value of the current driver 30 will be described in detail.
[0125]
Referring to FIG. 8 again, when a target current set value is input to microcomputer 40, a set value to be given to DA converter 50 is determined. The derivation of the DA converter set value S is obtained by the equation (6) as in the first embodiment.
[0126]
(T / G) / 150 × 255 = S (6)
Here, T and G correspond to a target current set value and a DA converter gain, respectively.
[0127]
Next, when the DA converter set value S is input to the DA converter 50, it is converted into a current setting signal that is an analog signal and output. As shown in FIG. 8, the current setting signal is input to each of the current setting signal switches SWA to SWD.
[0128]
In parallel with the above operation, the microcomputer 40 determines the current setting signal switch open / close pattern.
[0129]
FIG. 9 is a diagram showing a current setting signal switch opening / closing pattern and DA converter gain controlled corresponding to the target current setting value, and the resolution of the current setting value obtained as a result of the control.
[0130]
Referring to FIG. 9, the target current set values are classified into eight ranges in a wide current set range of 0 to 2400 [A]. For example, range 1 corresponds to a target current setting value of 10 to 126 [A], and range 2 corresponds to a target current setting value of 126 to 252 [A].
[0131]
A predetermined number of the four current setting signal switches SWA to SWD is selected with respect to the target current setting value and driven to the closed state. As shown in FIG. 9, the selection pattern is determined by combining one or a plurality of sets for each range of the target current set value according to the drive current amount of each unit.
[0132]
For example, when the target current set value is 126 [A] or less, as range 1, only the current setting signal switch SWA is set to the closed state. When the target current set value is 252 [A] or less, the current setting signal switches SWA and SWB are set in the closed state as the range 2. When the target current set value is 630 [A] or less, the current setting signal switches SWA and SWC are set in the closed state as the range 3. When the target current set value reaches 2400 [A], as the range 8, all the current setting signal switches SWA to SWD are set to the closed state.
[0133]
Thus, the current setting signal switches SWA to SWD that are in the closed state are patterned for each range, and cover a wide current setting range from 0 to 2400 [A].
[0134]
Referring to FIG. 9, in each range, the DA converter gain is set together with the open / close pattern of current setting signal switches SWA to SWD. The DA converter gain represents the multiple of the current value of the corresponding range with respect to the set current value of the range 1 as in the first embodiment. With reference to the DA converter gain corresponding to the target current setting value, the current setting signal is calculated from the above-described equation (5).
[0135]
As described above, by setting the open / close pattern of the current setting signal switches SWA to SWD and the DA converter gain in accordance with the target current setting value, the resolution in each range is as shown in FIG. Specifically, in the range 1, the setting resolution is 150 / 255≈0.588 [A]. The resolution in range 2 is 300 / 255≈1.176 [A]. Similarly, in the ranges 3 to 8, the resolutions are 2.941 [A], 3.529 [A], 6.471 [A], 7.059 [A], 8.824 [A], 9. 412 [A].
[0136]
As in the first embodiment, the set resolution differs between ranges, and the resolution is small when the target current set value is low, while the resolution is large when the target current set value is high. . Thereby, particularly when the target current set value is low, finer current setting is possible.
[0137]
The storage battery discharge characteristic measuring apparatus according to the present embodiment controls the storage battery discharge characteristic measurement apparatus according to the first embodiment shown in FIG. 1 when there is only one electromagnetic switch or by dividing a plurality of electromagnetic switches. This configuration is applicable even when it is difficult to do.
[0138]
In addition, since the current setting signal output from the DA converter 50 has a small amount of current, it is possible to use a semiconductor relay or the like other than a mechanical relay as the current setting signal switches SWA to SWD. And the increase in cost is suppressed.
[0139]
[Embodiment 2]
In the storage battery discharge characteristic measuring device having the fine setting resolution shown above, in order to perform automatic measurement safely, the abnormality is monitored throughout the entire measurement process from measurement preparation to the end of measurement. It is necessary to maintain a safety function that performs appropriate protective measures in the event of an outbreak. For this, it is required to guarantee both the safety of the person involved in the measurement and the measurement device and the protection of the storage battery.
[0140]
Here, in the storage battery discharge characteristic measuring apparatus of this time, the work steps for measuring the discharge characteristic of the battery to be measured are roughly divided into the following three stages.
[0141]
First, step 1 is an operation in the measurement preparation stage, in which the apparatus is turned on, the target current set value is set, the voltage probe is connected to the battery cell to be measured, and the current to the terminal of the battery cell to be measured by the operator. Applicable to cable installation.
[0142]
Next, Step 2 is preparation for starting an actual measurement. After completing the measurement preparation in step 1, pressing the return switch checks the connection status of the voltage probe and current cable and the abnormal status of the CPU, etc., and is a measurement permission display as a confirmation result that everything is normal The start switch lights up.
[0143]
Finally, Step 3 is an operation from the start of measurement to the end of measurement. When the measurement start switch is turned on in Step 2, a measurement circuit of the apparatus is formed and the measurement is automatically performed. When the automatic measurement is completed, the device automatically stops. After this, step 1 is performed again to measure the next storage battery cell.
[0144]
As safety problems in the above work steps, (1) the operator is shocked and damaged by the incorrect connection of the voltage probe and current cable, and (2) the storage battery is damaged by the incorrect connection of the voltage probe and current cable. (3) The above (1) and (2) may occur due to a failure and runaway of the measuring device.
[0145]
Therefore, as a safety issue, the human error of the worker and the failure / runaway of the apparatus are important items, and these countermeasures are important.
[0146]
Therefore, in the present embodiment, in order to solve these safety problems, a safety function mounted on the storage battery discharge characteristic measuring device of the first embodiment will be described in detail.
[0147]
FIG. 10 is an overall configuration diagram for explaining an abnormality monitoring function and a protection function for preventing malfunction, damage to the operator, the device, and the storage battery when the abnormality is detected, which is mounted on the storage battery discharge characteristic measuring apparatus 100. It is.
[0148]
Referring to FIG. 10, the storage battery discharge characteristic measuring apparatus 100 is a current drive comprising n (n is a natural number) sets of electromagnetic switches 20 and a current drive unit 30 connected in parallel between terminals of a battery to be measured (not shown). A circuit 10; a CPU 60 for controlling the drive current amount of the current drive circuit 10; an abnormality monitoring circuit 70 for detecting various abnormalities that may occur in all steps of the measurement work; The touch panel 61 includes an operation unit 62 for inputting a measurement condition such as a display unit 63 for displaying a measurement result or occurrence of abnormality.
[0149]
In addition to controlling the drive current of the current drive circuit 10, the CPU 60 exchanges an abnormality detection signal with the abnormality monitoring circuit 70. A memory 64 adjacent to the CPU 60 stores a measurement program, a software abnormality detection program, and the like, and a read / write operation of stored information is executed by a personal computer 80 provided outside the measurement apparatus 100. The Further, a software monitoring unit 77 is coupled to the CPU 60, and functions to detect program malfunction and runaway due to software abnormality.
[0150]
The storage battery discharge characteristic measuring apparatus 100 further includes a power supply 65 with AC 100 V as a standard, a temperature sensor 66 for detecting the temperature in the apparatus 100, an input voltage 67, an emergency stop switch contact 68, and a measurement start. And a switch contact 69.
[0151]
The abnormality monitoring circuit 70 includes a plurality of monitoring units so as to detect any abnormality that may occur in the above-described work steps 1 to 3. The abnormality monitoring circuit 70 includes an erroneous connection monitoring unit 71 that monitors an erroneous connection of a current cable and a voltage probe disposed between a positive electrode terminal and a negative electrode terminal of a measured battery (not shown) and the measuring device 100, and a measured battery. A current monitoring unit 72 that monitors the drive current of the sensor, a temperature monitoring unit 73 that monitors the temperature detected by the temperature sensor 66, an AC power supply monitoring unit 74 that monitors the input voltage 67, and a switch contact 68 for emergency stop. An emergency stop switch monitoring unit 75 that monitors the open / close state and a measurement start switch monitoring unit 76 that monitors the open / closed state of the switch contact 69 for starting measurement are included.
[0152]
The abnormality monitoring circuit 70 including the above monitoring unit and the above-described software monitoring unit 77 detect an abnormality in the entire measuring apparatus 100.
[0153]
FIG. 11 is a diagram for explaining a safety function provided for an abnormality that may occur in each of the aforementioned work steps (steps 1 to 3).
[0154]
Referring to FIG. 11, safety functions listed in [1] to [6] are provided for Steps 1 and 2, that is, for abnormalities that may occur during measurement preparation and measurement start preparation work.
[0155]
First, the functions listed in [1] to [3] are mainly intended to protect against erroneous connection due to human error.
[0156]
[1] The voltage probe monitoring function is a function for monitoring the erroneous connection of the voltage probe attached to the terminal of the battery to be measured, and the erroneous connection monitoring unit 71 of the abnormality monitoring circuit 70 in FIG. In the erroneous connection monitoring unit 71, the voltage of the positive terminal viewed from the negative terminal of the voltage probe is monitored, and the erroneous connection is determined by comparing the voltage value with a predetermined determination condition. As a determination condition, for example, if the voltage between the two terminals of the voltage probe is less than 1.0 V, it is determined that the voltage probes are electrically separated and are not connected. Further, when the voltage between the two terminals of the voltage probe is 2.5 V or more, it is determined that two or more storage batteries are electrically short-circuited between the voltage probes, and an erroneous connection has occurred. On the other hand, when the voltage between the two terminals between the voltage probes is 1.0 V or more and less than 2.5 V, it is determined that the battery is normally connected to one storage battery.
[0157]
[2] The current cable connection monitoring function is a function for monitoring erroneous connection of the current cable, and is executed by the erroneous connection monitoring unit 71 as in [1]. The determination of erroneous connection is the same as [1], and is determined based on the voltage level between the current cable connected to the positive terminal of the battery under test and the current cable connected to the negative terminal.
[0158]
Furthermore, the [2] current cable connection monitoring function also has a function of detecting an erroneous connection between a plurality of current cables. Referring to FIG. 10, in a plurality of current cables (in this embodiment, two current cables CVA and CVB are arranged), it is viewed from one of the positive terminals of current cables CVA and CVB. The potential difference between the negative terminals of the current cables CVA and CVB is monitored. At the same time, the potential difference from the positive terminal of the current cables CVA, CVB as viewed from the negative terminal of either one of the current cables CVA, CVB is also monitored.
[0159]
These two potential differences are compared with a predetermined determination condition to determine whether or not there is an erroneous connection. The determination condition is that the voltage of the positive terminal of the current cable CVA viewed from the negative terminal side of the current cable CVA is Va. + a - And the voltage of the positive terminal of the current cable CVB viewed from the negative terminal side of the current cable CVA is Vb + a - And the voltage of the negative terminal of the current cable CVA viewed from the positive terminal side of the current cable CVA is Va - a + And the voltage of the negative terminal of the current cable CVB viewed from the positive terminal side of the current cable CVA is Vb - a + When Va + a - And Vb + a - If the potential difference between the first and second electrodes is 0.1 V or more, it is determined that the positive electrode is misconnected and Va - a + And Vb - a + If the potential difference between the first and second electrodes is 0.1 V or more, it is determined that the negative electrode is erroneously connected.
[0160]
Next, the [3] voltage probe-current cable connection monitoring function is a function for monitoring an erroneous connection between the voltage probe and the current cable. 71. The erroneous connection monitoring unit 71 monitors the voltage between the negative terminal of the voltage probe and the negative terminal of the current cable. When the potential of the negative terminal of the voltage probe is Vv and the potential of the negative terminal of the current cable is Vi, if the magnitude of the voltage (Vv−Vi) is 0.1 V or more, it is determined that the connection is abnormal. Is done.
[0161]
In the safety functions listed in [1] to [3] above, when an abnormality due to incorrect connection of a current cable or the like is detected, it is necessary to quickly stop the measuring device and avoid damage to the operator, the device, and the storage battery. Occurs. In this apparatus, the current drive circuit 10 is configured as shown in FIG.
[0162]
FIG. 12 is a circuit configuration diagram for explaining the safety protection function of the current driving circuit 10.
[0163]
Referring to FIG. 12, the current drive circuit 10 includes an electromagnetic switch control circuit 21 for controlling a switch contact of the electromagnetic switch 20 and a current drive for controlling a valid / invalid state of the current drive unit 30. Part control circuit 35.
[0164]
The electromagnetic switch control circuit 21 includes a fuse 22 connected to a power supply AC100V, a power switch 23 for supplying a system main power when the power is turned on, an emergency stop switch 24, and an on state at the start of measurement. A measurement start switch 25 for driving a current, a switch Ry (relay) 26 coupled between the measurement start switch 25 and the switch coil 29, a switch SSR (Solid-state relay) 28, and a fuse 27 are provided. .
[0165]
The emergency stop switch 24 is a rotary fixing method and cannot be easily opened and closed. On the other hand, the measurement start switch 25 is a push button method, and is turned on only when the operator is pressing.
[0166]
As shown in FIG. 12, the above two switches are arranged in series between the system main power supply and the switch coil 29 of the electromagnetic switch 20. Therefore, the electromagnetic switch 20 is driven only when both of these two switches are turned on, and the current drive circuit 10 can be energized.
[0167]
The switch Ry26 and the switch SSR28 are turned on by a switch Ry on signal and a switch SSR on signal input from the CPU 60, respectively, and electrically connect the system main power supply and the switch coil 29 to switch The coil coil 29 is driven with current. When the switch contact of the electromagnetic switch 20 is driven by the magnetic field generated in the switch coil 29, the electromagnetic switch 20 is opened / closed.
[0168]
On the other hand, when the above-mentioned erroneous connection or power supply abnormality occurs, the switch Ry26 and the switch SSR28 are turned off by the switch Ry OFF signal and the switch SSR OFF signal, respectively. 29 is electrically separated. As a result, since no current is driven in the switch coil 29, the electromagnetic switch 20 is turned off. The switch Ry26 and the switch SSR28 are also turned off by the CPU abnormality detection signal transmitted from the software monitoring unit 77 in FIG. 10, and the electromagnetic switch 20 is turned off. As shown in FIG. 12, the switch Ry26 and the switch SSR28 coupled in series are relay circuits having different electrical properties, and at least one of them is always turned off by a control signal indicating an abnormality. It is possible to reliably prevent malfunction of the apparatus at the time of detection.
[0169]
The current driver control circuit 35 includes a current setting Ry 36 coupled between the current setting value and the current driver 30, a fuse 37, and a buffer circuit 38.
[0170]
The current setting Ry 36 is turned on in response to the current setting Ry on signal, and transmits the current setting value to the current driver 30. On the other hand, when an abnormality such as an erroneous connection is detected or when a CPU abnormality is detected, the state is turned off and the current set value is set as an off signal.
[0171]
In the above configuration, in the erroneous connection monitoring function described in [1] to [3] above, when an erroneous connection is detected in the current cable or voltage probe, the electromagnetic switch control circuit 21 switches the switch Ry26 and the switch. The SSR 28 is turned off in response to the switch Ry off signal indicating the abnormality detection and the switch SSR off signal. Thereby, the electromagnetic switch 20 will be in an OFF state. Further, in the current driver control circuit 35, the current setting unit Ry36 is turned off in response to the current setting Ry off signal, so that the current driving unit 30 is also turned off.
[0172]
In the case of connection abnormality, the input circuit from the voltage probe and the current cable is opened by a protection relay (not shown) to protect the erroneous connection monitoring unit 71 in the abnormality monitoring circuit 70. The protection of the erroneous connection monitoring unit 71 is released by pressing a return switch (not shown), and the voltage detection and determination between the voltage probe terminals or between the current cables is executed again.
[0173]
Next, the current monitoring function when the apparatus is stopped as shown in [4] of FIG. 11 is executed by the current monitoring unit 72 of FIG. The current monitoring unit 72 monitors the current flowing through the current driving unit 30 when the measuring device 100 is not energized, and determines an abnormality of the measuring device 100 from the current value. Specifically, when the monitor current of the current drive circuit 10 is Imon and Imon ≧ 10 [A], it is determined that the device is abnormal.
[0174]
The protection operation when an abnormality is detected is the same as that described in the safety functions [1] to [3], and the switch Ry26, switch SSR28, and current setting Ry36 in FIG. 12 are turned off. Thus, the electromagnetic switch 20 and the current drive circuit 30 are turned off. When the protection state is released by the return switch, the current is measured and determined again.
[0175]
Referring to FIG. 11 again, [5] the temperature abnormality monitoring function in the apparatus monitors the temperature in the apparatus measured by the temperature sensor 66 in FIG. And is performed by the temperature monitoring unit 73. As an example of the determination condition, when the temperature in the apparatus is Tmos and Tmos ≧ 200 [° C.] or Tmos ≦ −21 [° C.], the apparatus is abnormal.
[0176]
In addition, since the protection operation at the time of abnormality detection is the same as that described in the above [1] to [4], detailed description is omitted. Further, the temperature monitoring unit 73 is protected by opening a protection relay provided in the temperature information input circuit from the temperature sensor 66. When the protection state is released by turning on the return switch, the temperature is measured and judged again.
[0177]
Next, [6] the temperature monitoring function inside the device in FIG. 11 monitors the temperature inside the device in the same way as the [5] temperature abnormality monitoring function, and if the temperature exceeds a predetermined value, it is determined that the temperature is high. It is something to detect. The temperature monitoring unit 72 in FIG. 10 monitors temperature information from the temperature sensor 66. An abnormality is detected when the temperature Tmos in the apparatus satisfies Tmos ≧ 60 [° C.]. The protection operation at this time is the same as the above [1] to [5]. Furthermore, the protection state of the temperature monitoring unit 73 is released when Tmos ≦ 55 [° C.], and automatically returns.
[0178]
The safety functions listed in the above [1] to [6] are functions provided for ensuring safety in Step 1 and Step 2, and are all abnormalities that may occur during measurement preparation and measurement start preparation work. It corresponds. Next, a safety function that considers Step 3 (from the start of measurement to the end of measurement) will be described.
[0179]
The contact welding monitoring function of the electromagnetic switch of the current drive circuit shown in [7] of FIG. 11 detects an abnormality caused by welding of the contact between the switch coil 29 and the electromagnetic switch 20 of FIG. It is determined by the current monitoring unit 72 in FIG. When the safety functions [1] to [6] above are cleared and the measurement start switch 25 is turned on, the current setting for the current driver 30 is performed before the switch Ry26 and the switch SSR28 are turned on. A value is given. At this time, if the switch contact is welded, the current is driven by the current drive unit 30 even though the electromagnetic switch 20 is in the OFF state. Therefore, the welding of the switch contact is determined by detecting this current.
[0180]
Note that when it is determined that the contact of the switch contact is determined, the electromagnetic switch 20 and the current drive unit 30 are turned off as in [1] to [6] above, thereby causing the measurement device 100 to malfunction. Damage to the measuring battery is avoided.
[0181]
Next, the [8] energization current error monitoring function in FIG. 11 detects an error between the drive current flowing through the current drive circuit 10 and the current set value in step 3, and is performed by the current monitoring unit 72. It is. As described in the first embodiment, in the current drive circuit 10, the current drive unit 30 determined by a predetermined combination is selectively selected from the plurality of current drive units 30 in accordance with the open / close signal and the current setting signal from the CPU 60. By being activated, a high degree of current controllability is realized. However, if the error between the drive current value and the target current set value exceeds a certain value, it is determined that there is an abnormality and the electromagnetic switch 20 and the current drive unit 30 are turned off. As an abnormality determination criterion, for example, an error between the drive current and the current set value is 10% or more or 5A or more.
[0182]
The software abnormality monitoring function shown in [9] of FIG. 11 is a function for detecting software abnormality that may occur in all the steps 1 to 3, and is constantly monitored by the software monitoring unit 77 of FIG. The software monitoring unit 77 periodically monitors an operation state by programming that accesses a specific address, and determines that the software is abnormal when the operation is abnormal. As a determination condition for detecting an abnormality, a case where an access to a specific address is not performed within a certain time (5 [mS] in the present embodiment) is determined as a software abnormality.
[0183]
As shown in FIG. 12, when the software abnormality is detected, when the switch Ry26 and the switch SSR28 are turned off in response to the CPU abnormality detection signal, no current is driven to the switch coil 29. The electromagnetic switch 20 is turned off. Also in the current setting Ry36, when the CPU abnormality detection signal is turned off, the current driver 30 is turned off. These operations are performed only by hardware without using any software.
[0184]
The apparatus supply AC power loss monitoring function shown in [10] of FIG. 11 is the AC power supply monitoring unit 74 of FIG. 10 that constantly monitors the input voltage 67 supplied from the AC power supply to the apparatus 100 in all work processes and loses power. Is determined. The AC power supply monitoring unit 74 determines that the power supply has been lost when the voltage level of the input voltage 67 becomes equal to or less than a specified value. In detecting an abnormality, the electromagnetic switch 20 and the current drive unit 30 are turned off to prevent malfunction such as runaway of the device, as in [1] to [8] above.
[0185]
In the emergency stop switch monitoring function shown in [11] of FIG. 11, the emergency stop switch monitoring unit 75 of FIG. 10 constantly monitors the on / off state of the emergency stop switch contact 68, and the emergency stop switch is turned on. Sometimes, the power supply to the current drive circuit 10 is stopped. Further, when the CPU 60 determines that the emergency stop switch is turned on, an OFF signal is input to the switch Ry26 and the switch SSR28 and the current setting Ry36 in FIG. 12, and the electromagnetic switch 20 and the current drive unit 30 are connected. Turn off.
[0186]
Note that the switch contact point control signal OFF by turning on the emergency stop switch is mechanical, and this operation is performed without any software.
[0187]
The operation monitoring function of the measurement start switch shown in [12] of FIG. 11 is the measurement start switch monitoring unit 76 of FIG. 10 constantly monitoring the on / off state of the measurement start switch contact 69, and the measurement start switch is turned off. When this is done, energization of the current drive circuit 10 is stopped. Further, when the CPU 60 determines that the measurement start switch is turned off, an off signal is input to the switch Ry26 and switch SSR28 and the current setting Ry36 in FIG. 12, and the electromagnetic switch 20 and the current drive unit 30 are connected. Turn off.
[0188]
Note that, similarly to the above [11] emergency stop switch monitoring function, the switch contact point control signal is turned off when the measurement start switch is turned off, and this operation is performed without any software.
[0189]
As described above, according to the second embodiment of the present invention, the safety function is provided to detect the abnormalities predicted in the external connection status and the hardware and software of the measuring apparatus without omission, and these safety functions are all normal. By turning on the measurement start switch only occasionally, the switch Ry and the like are turned on to configure the measurement circuit, so that high safety can be ensured in all steps of the measurement work.
[0190]
FIG. 13 is a schematic diagram for explaining the normal operation state of the storage battery discharge characteristic measuring apparatus shown in FIG.
[0191]
Referring to FIG. 13, when switch Ry26 and switch SSR28 in control circuit 21 are turned on in response to a switch-on signal, current is driven by a switch coil (not shown) and electromagnetic switch 20 is turned on. It becomes.
[0192]
On the other hand, when the current setting Ry 36 in the control circuit 35 is turned on in response to the current setting Ry on signal, the current driving circuit 30 transmits the current setting value to the current driving unit 30.
[0193]
As shown in FIG. 13, the signals input to these control circuits 21 and 35 have the safety functions shown in [1] to [8] and [10] to [12] in FIG. When all are normal, a signal indicating normality is output as the operation result of these logical products. The signal further corresponds to a calculation result of the logical product of the signal indicating normality output from the CPU abnormality monitoring function shown in [9] and the ON signal of the measurement start switch. That is, the switches SSR28, the switch Ry26, and the current setting Ry36 are turned on only when the safety functions [1] to [12] are all normal and the measurement start switch is turned on. Constitute.
[0194]
On the other hand, when an abnormality occurs, as described above, in any work step, the electromagnetic switch 20 and the current drive unit 30 coupled in series are turned off in a double manner. An operator, a measuring apparatus, and a storage battery can be reliably protected.
[0195]
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
[0196]
【The invention's effect】
As described above, according to an aspect of the present invention, the open / close states of a plurality of electromagnetic switches are individually controlled, the corresponding electromagnetic switches are closed, and the current drive unit connected to the battery to be measured Since the drive current of the battery to be measured is determined by adding the currents, the drive current of the battery to be measured can be set to a desired current value by a combination of electromagnetic switches.
[0197]
In addition, the current drive capability of multiple current drive units is weighted as non-uniform, and the drive current of the battery under measurement is distributed and driven in a non-uniform manner, resulting in a single current setting with the same resolution as before The signal allows finer control of the current setting. In particular, the effect is remarkable in the region of a low current set value.
[0198]
In addition, since the current setting range can be varied by selectively driving the current driver according to the target current setting value, the signal-to-noise ratio can be improved by selecting an appropriate value. For this reason, since the error of the set current can be greatly reduced, the stability of the drive current can be improved and the measurement accuracy can be ensured.
[0199]
Furthermore, since the fine control of the drive current has become possible and the stability of the drive current has been improved, the effective measurement current range can be expanded, and a single device can cover a wide measurement current range. be able to.
[0200]
In addition, since the drive currents of multiple current drive units can be controlled in common with a single current setting signal, it can be configured with a single DA converter, minimizing cost increases while maintaining high measurement accuracy. Can be suppressed.
[0201]
In addition, according to another aspect of the present invention, it has a safety function for detecting abnormalities predicted in the external connection status and hardware and software of the measuring apparatus without omission, and only measures when these safety functions are normal. By turning on the start switch, the switch Ry and the like are turned on to configure the measurement circuit, so that it is possible to ensure high safety in all steps of the measurement work.
[0202]
Further, when an abnormality occurs, the electromagnetic switch and the current drive unit coupled in series are turned off in any work step, so that the operator, the measuring device, and the storage battery are detected from the accident when the abnormality occurs. Can be reliably protected.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a storage battery discharge characteristic measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of a configuration of a current driving unit 30 in FIG.
FIG. 3 is a diagram showing an opening / closing pattern and DA converter gain of the electromagnetic switch 20 controlled in accordance with a target current set value, and a resolution of a current set value obtained as a result of control.
FIG. 4 is a flowchart for extracting and explaining an operation for determining an opening / closing pattern of the electromagnetic switch 20 and a DA converter gain based on a target current set value;
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a storage battery discharge characteristic measuring apparatus according to a first modification of the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing fine adjustment input setting values Da to Dd given to the DA converters 50A to 50D for the fine adjustment necessary amount N, respectively.
FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the operational effects of the present embodiment in more detail.
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a storage battery discharge characteristic measuring apparatus according to a second modification of the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram illustrating a current setting signal switch opening / closing pattern and a DA converter gain controlled in accordance with a target current setting value, and a resolution of a current setting value obtained as a result of control.
FIG. 10 is an overall configuration diagram for explaining an abnormality monitoring function and a protection function for preventing malfunctions when an abnormality is detected and damage to an operator, apparatus, and storage battery, which are mounted on the storage battery discharge characteristic measuring apparatus 100; It is.
FIG. 11 is a diagram for explaining a safety function provided for an abnormality that may occur in work steps 1 to 3;
12 is a circuit configuration diagram for explaining a safety protection function of the current drive circuit 10. FIG.
FIG. 13 is a schematic diagram for explaining the normal operation state of the storage battery discharge characteristic measuring apparatus shown in FIG. 10;
FIG. 14 is a circuit diagram schematically showing a configuration of a storage battery life determination device described in a reference document.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Battery to be measured, 2 positive terminal, 3 negative terminal, 10 current drive circuit, 20, 20A-20D electromagnetic switch, 21 electromagnetic switch control circuit, 22, 27, 37 fuse, 23 power switch, 24 emergency stop switch, 25 Measurement start switch, 26 Switch Ry, 28 Switch SSR, 29 Switch coil, 30, 30A-30D Current drive unit, 31 Drive current adjustment unit, 32 Measured value detection unit, 33 Offset adjustment circuit, 34 Constant voltage Diode element, 35 Current drive unit control circuit, 36 Current setting Ry, 38 Buffer circuit, 40 Microcomputer, 50 DA converter, 60 CPU, 61 Touch panel, 62 Operation unit, 63 Display unit, 64 Memory, 65 Power supply, 66 Temperature sensor , 67 Input voltage, 68 Emergency stop switch contact, 69 Measurement start switch contact, 70 Abnormality monitoring circuit, 71 Erroneous connection monitoring unit, 72 current monitoring unit, 73 temperature monitoring unit, 74 AC power supply monitoring unit, 75 emergency stop switch monitoring unit, 76 measurement start switch monitoring unit, 77 software monitoring unit, 80 personal computer, 100 storage battery discharge characteristic measuring device, 200 battery life determination circuit, 210 voltage detector, 220 current detector, 230 variable resistor, OP1, OP2 operational amplifier, COM comparator, R1-R4 resistance element, T1 N channel field effect transistor.

Claims (1)

蓄電池の劣化状態を診断するために、前記蓄電池の放電特性測定する蓄電池放電特性測定装置であって、
前記蓄電池の端子間に結合され、前記蓄電池の駆動電流を流す電流駆動回路と、
前記電流駆動回路を流れる前記駆動電流を外部から入力される一定の目標電流設定値に制御するための制御回路と、
前記制御回路から与えられる制御信号をアナログ信号に変換するためのデジタルアナログ変換器とを備え、
前記電流駆動回路は、
前記蓄電池の端子間に並列に結合され、かつ、各々が、重み付けされた駆動可能な電流設定範囲を有する複数の電流駆動部と、
前記蓄電池と各前記複数の電流駆動部との間に配され、前記制御回路からの開閉信号に応じて前記蓄電池と前記電流駆動部とを電気的に結合／分離する複数の電磁開閉器とを有し、
前記制御回路は、前記目標電流設定値に応じて前記複数の電磁開閉器のうち閉状態とする所定数の前記電磁開閉器を選択して、各前記複数の電磁開閉器に対して前記開閉信号を出力するとともに、前記目標電流設定値から算出したデジタルアナログ変換器設定値を出力し、
前記デジタルアナログ変換器は、前記デジタルアナログ変換器設定値を電流設定信号に変換して、各前記複数の電流駆動部に出力し、
前記所定数の電磁開閉器は、前記開閉信号に応じて閉状態となり、前記蓄電池と対応する前記電流駆動部と電気的に結合し、
前記対応する電流駆動部は、前記電流設定信号に応じた電流値に調整した電流を駆動し、
各前記複数の電流駆動部は、
駆動される電流の実測値を検出する実測値検出部と、
前記実測値と前記電流設定信号との一致比較動作を行なう比較器と、
前記比較器からの比較結果信号に応じて抵抗値を変化させて前記駆動される電流を調整する駆動電流調整部とを含み、
前記制御回路は、マイクロコンピュータを含み、前記目標電流設定値と前記対応する電流駆動部の有する前記電流設定範囲と前記デジタルアナログ変換器の分解能との所定の関係に基づいて、前記デジタルアナログ変換器設定値を算出する、蓄電池放電特性測定装置。A storage battery discharge characteristic measuring device for measuring a discharge characteristic of the storage battery in order to diagnose a deterioration state of the storage battery,
A current drive circuit coupled between the terminals of the storage battery, and for flowing a drive current of the storage battery;
A control circuit for controlling the drive current flowing through the current drive circuit to a constant target current set value input from the outside;
A digital-analog converter for converting a control signal given from the control circuit into an analog signal;
The current driving circuit includes:
A plurality of current driving units coupled in parallel between the terminals of the storage battery and each having a weighted drivable current setting range;
A plurality of electromagnetic switches that are arranged between the storage battery and each of the plurality of current drive units, and electrically couple / separate the storage battery and the current drive unit according to an open / close signal from the control circuit; Have
The control circuit selects a predetermined number of the electromagnetic switches to be closed among the plurality of electromagnetic switches according to the target current set value, and outputs the switching signal to each of the plurality of electromagnetic switches. And output the digital-analog converter set value calculated from the target current set value,
The digital-to-analog converter converts the digital-to-analog converter setting value into a current setting signal and outputs the current setting signal to each of the plurality of current driving units,
The predetermined number of electromagnetic switches are closed in response to the switching signal, and are electrically coupled to the current driving unit corresponding to the storage battery,
The corresponding current driver drives a current adjusted to a current value corresponding to the current setting signal,
Each of the plurality of current drivers is
An actual value detector for detecting an actual value of the driven current ;
A comparator for performing a coincidence comparison operation between the actual measurement value and the current setting signal ;
A drive current adjustment unit that adjusts the driven current by changing a resistance value according to a comparison result signal from the comparator ;
The control circuit includes a microcomputer, and based on a predetermined relationship between the target current setting value, the current setting range of the corresponding current driver and the resolution of the digital / analog converter, the digital / analog converter A storage battery discharge characteristic measuring device that calculates a set value .
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