JP4571082B2 - 試験装置 - Google Patents

Description

本発明は、バッテリ、コンデンサ等の試料の充放電の過程における特性の確認あるいは評価のために、その試料の端子電圧を計測する電圧検出装置が複数個備えられて構成され、かつ多数の試料の充放電時における特性の確認や評価を並行して実現する試験装置に関する。

従来、バッテリやコンデンサのように量産された多数の試料の充放電時における特性の確認や評価は、例えば、１０００個ないし２０００個の試料の全てに接続可能な試験装置によって行われていた。
図６は、従来の試験装置の構成例を示す図である。
図において、複数の電圧検出部３０-1〜３０-Nの入力には、共通の直流電源（図示されない。）の出力が接続される。電圧検出部３０-1〜３０-Nは個別に１対の試験端子（３１-1p、３１-1n）、…、（３１-Np、３１-Nn）を有し、これらの試験端子（３１-1p、３１-1n）、…、（３１-Np、３１-Nn）には、試料であるバッテリ４０-1〜４０-Nの個々の陽極端子および陰極端子が接続される。電圧検出部３０-1〜３０-Nの出力は試験制御部５０の対応する入力に接続され、その試験制御部５０の出力には、後述する計測結果が得られる。

電圧検出部３０-1では、初段に充電回路３２-1が配置され、その充電回路３２-1の入力には、上述した直流電源が接続される。この充電回路３２-1の出力は、導線（布線）として設けられた負荷線３３-1p、３３-1nを介して既述の試験端子３１-1p、３１-1nに接続される。これらの試験端子３１-1p、３１-1n は、上述した負荷線３３-1p、３３-1nとは別の導線として設けられた電圧測定線３４-1p、３４-1n を介してＡ／Ｄ変換器(Ａ／Ｄ)３５-1の入力に接続される。そのＡ／Ｄ変換器３５-1の出力は、既述の電圧検出部３０-1の出力として試験制御部５０の対応する入力に接続される。

なお、電圧検出部３０-2〜３０-Nの構成については、電圧検出部３０-1の構成と同じであるので、ここでは説明を省略し、以下では、これらの電圧検出部３０-2〜３０-Nの対応する構成要素の符号には、第一の添え文字として「２」〜「Ｎ」を付することとする。
このような構成の試験装置では、充電回路３２-1〜３２-Nは、直流電源から与えられる直流電力を所望の電圧Ｖｏの直流電力に変換することによって、負荷線（３３-1p、３３-1n）〜（３３-Np、３３-Nn）を介してバッテリ４０-1〜４０-Nにそれぞれ充電電流を供給する。

これらの充電電流によってバッテリ４０-1〜４０-Nが充電される期間には、Ａ／Ｄ変換器３５-1〜３５-Nは、充電電流が流れる負荷線（３３-1p、３３-1n）〜（３３-Np、３３-Nn）とは別に設けられた電圧測定線(３４-1p、３４-1n)〜(３４-Np、３４-Nn)を介して、これらのバッテリ４０-1〜４０-Nの端子電圧をそれぞれ計測する。
さらに、このような期間には、充電電流が流れる負荷線（３３-1p、３３-1n）〜（３３-Np、３３-Nn）の抵抗値およびバッテリ４０-1〜４０-Nの内部抵抗の値に比べて、Ａ／Ｄ変換器３５-1〜３５-Nの入力インピーダンスが大幅に高いので、電圧測定線(３４-1p、３４-1n)〜(３４-Np、３４-Nn)の電圧降下は、バッテリ４０-1〜４０-Nの端子電圧がとり得る最小の値に比べて十分に小さな値に抑えられる。したがって、バッテリ４０-1〜４０-Nの端子電圧は、精度よく計測される。

試験制御部５０は、このようにしてＡ／Ｄ変換器３５-1〜３５-N（電圧検出部３０-1〜３０-N）によって計測されたバッテリ４０-1〜４０-Nの端子電圧を収集し、これらのバッテリ４０-1〜４０-Nの特性の確認や評価に適した所定の形式の計測結果を生成する。
なお、本発明に関連する先行技術としては、後述する特許文献１に記載されるように、二次電池の充放電路に直列に挿入された電流検出用抵抗を介して測定された充電電流または放電電流からその二次電池の内部インピーダンスを算出し、その内部インピーダンスに基づいてこの二次電池の電池電圧を補正することによって、充放電の有無や充放電電流の大小および電池の内部インピーダンスの影響を受けることなく、しかも、充放電を止めることなく適切な電池電圧制御を実現する「電池電圧測定装置」がある。

さらに、本発明に関連する他の先行技術としては、後述する特許文献２に記載されるように、放電時と放電後の安定状態とにおける電池電圧の差分を測定し、その差分と電池の容量と強い相関性に基づいてこの差分から電池の容量または５秒目電圧を求めた後に、その求められた値と所定値との大小関係に基づいて安全かつ極めて短時間に電池の劣化を正確に判定できる「鉛蓄電池の劣化判定方法」がある。
特開平１１−８９４０号公報 特開平９−３３６２０号公報

ところで、上述した従来例では、電圧測定線(３４-1p、３４-1n)〜(３４-Np、３４-Nn)は、負荷線(３３-1p、３３-1n)〜(３３-Np、３３-Nn)とは異なる導線として敷設される。 したがって、電圧測定線(３４-1p、３４-1n)〜(３４-Np、３４-Nn)は、既述の特性の確認や評価が並行して行われるバッテリの数Ｎが大きな値となるほど、コスト高となって実装性が低下し、さらに小型化が妨げられる要因となっていた。

本発明は、並行して特性の確認や評価が行われる試料の数が多くても、充放電の過程における全ての試料の端子電圧を安価に精度よく検出できる試験装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様では、試験装置は、複数の電圧検出装置と、前記複数の電圧検出装置の動作を統括する制御手段とを備える。前記複数の電圧検出装置の各々は、電荷を蓄積可能な素子に対し、導線を介して行われる充電を間欠的に阻止する断続手段と、前記断続手段によって前記充電が阻止されている休止期間に、前記充電を行う電源の出力端の電圧の計測を行い、前記計測の結果を前記素子の特性の確認の基準とする計測手段とを備える。前記制御手段は、前記複数の電圧検出装置の各々の前記休止期間を互いに重ならない異なる期間に設定する。前記複数の電圧検出装置の各々に備えられた前記計測手段は、前記複数の電圧検出装置の数より少ない数のハードウエアを共用して前記計測を行う。
本発明の別の態様では、試験装置は、複数の電圧検出装置と、前記複数の電圧検出装置の動作を統括する制御手段とを備える。前記複数の電圧検出装置の各々は、電荷が蓄積された素子から、導線を介して行われる放電を間欠的に阻止する断続手段と、前記断続手段によって前記放電が阻止されている休止期間に、前記放電に用いられる負荷の電圧の計測を行い、前記計測の結果を前記素子の特性の確認の基準とする計測手段とを備える。前記制御手段は、前記複数の電圧検出装置の各々の前記休止期間を互いに重ならない異なる期間に設定する。前記複数の電圧検出装置の各々に備えられた前記計測手段は、前記複数の電圧検出装置の数より少ない数のハードウエアを共用して前記計測を行う。

本発明に関連する第一の技術の電圧検出装置では、断続手段は、電荷を蓄積可能な素子に対し、導線を介して行われる充電を間欠的に阻止する。計測手段は、前記断続手段によって前記充電が阻止されている期間に、前記充電を行う電源の出力端の電圧の計測を行い、前記計測の結果を前記素子の特性の確認の基準とする。
このような期間には、前記導線を介して行われる前記素子への充電が阻止されているために、その導線の電圧降下は、計測された電源の出力端の電圧に含まれない。
したがって、前記素子の端子電圧は、前記導線とは別に設けられた導線を介して計測されないにもかかわらず、前記電源の出力端の電圧として精度よく検出され、その素子の充電に応じた特性を評価するための有効な基準となる。
本発明に関連する第二の技術の電圧検出装置では、断続手段は、電荷が蓄積された素子から、導線を介して行われる放電を間欠的に阻止する。計測手段は、前記断続手段によって前記放電が阻止されている期間に、前記放電に用いられる負荷の電圧の計測を行い、前記計測の結果を前記素子の特性の確認の基準とする。

このような期間には、前記素子から前記導線を介して行われる放電が阻止されているために、その導線の電圧降下は、計測された負荷の電圧に含まれない。
したがって、前記素子の端子電圧は、前記導線とは別に設けられた導線を介して計測されないにもかかわらず、前記負荷の電圧として精度よく検出され、その素子の放電に応じた特性を評価するための有効な基準となる。

本発明に関連する第三の技術の電圧検出装置では、第一または第二の技術の電圧検出装置において、前記計測手段は、前記期間の内、前記素子の端子電圧が変化する幅が所定の上限値以下に抑えられる期間に前記計測を行う。
すなわち、計測手段によって計測される電源の電圧または負荷の電圧には、充電や放電が阻止されている期間における前記素子の状態の変化に応じた大きな誤差が含まれない。

したがって、第一または第二の技術の電圧検出装置が用いられる場合に比べて、充電や放電に応じた素子の特性の評価が精度よく実現される。
本発明に関連する第四の技術の電圧検出装置では、断続手段は、電荷を蓄積可能な素子に対し、導線を介して行われる充電を間欠的に阻止する。計測手段は、前記断続手段によって前記充電の阻止が解除されている第一の期間と前記充電が阻止されている第二の期間とに、前記充電を行う電源の出力端における第一の電圧と第二の電圧との計測をそれぞれ行う。算出手段は、前記第一の電圧と第二の電圧との差を求め、前記第一の期間の後に前記充電の阻止が解除される第一の期間に前記計測によって計測された第一の電圧と、前記差との差分を前記素子の特性の確認の基準とする。

前記第一の電圧と第二の電圧との差を求めるために計測される第二の電圧には、前記導線の電圧降下が含まれない。また、前記差分は、充電の阻止が解除される第一の期間に素子に供給される電流の値が一定である状態では、一般に、前記第一の電圧と前記第二の電圧との差が変化しないことに着目した算術演算により求めることができる。
したがって、前記素子の端子電圧は、前記導線とは別に設けられた導線を介して計測されないにもかかわらず、前記差分として精度よく検出され、その素子の充電に応じた特性を評価するための有効な基準となる。

本発明に関連する第五の技術の電圧検出装置では、第四の技術の電圧検出装置において、前記算出手段は、前記差分と、前記充電が行われる電流の値との比として、前記導線の抵抗値を推定し、前記電流の値の変動分と前記推定された抵抗値との積を前記差分から減じて前記差分の精度を維持する。
すなわち、前記差分は、充電時に前記素子に供給される電流が大幅に変化した場合であっても、その電流の変動分に応じた誤差が含まれることなく求められる。

したがって、第四の技術の電圧検出装置が用いられる場合に比べて、充電時の電流の変化に応じた素子の特性の評価が精度よく実現される。
本発明に関連する第六の技術の電圧検出装置では、断続手段は、電荷が蓄積された素子から、導線を介して行われる放電を間欠的に阻止する。計測手段は、前記断続手段によって前記放電の阻止が解除されている第一の期間と前記放電が阻止されている第二の期間とに、前記放電に用いられる負荷の端子における第一の電圧と第二の電圧との計測を行う。算出手段は、前記第一の電圧と第二の電圧との差を求め、前記第一の期間の後に前記放電の阻止が解除される第一の期間に前記計測によって計測された第一の電圧と、前記差との差分を前記素子の特性の確認の基準とする。

前記第一の電圧と第二の電圧との差を求めるために計測される第二の電圧には、前記導線の電圧降下が含まれない。また、前記差分は、放電が行われる第一の期間に素子から流れ出す電流の値が一定である状態では、一般に、前記第一の電圧と前記第二の電圧との差が変化しないことに着目した算術演算により求めることができる。
したがって、前記素子の端子電圧は、前記導線とは別に設けられた導線を介して計測されないにもかかわらず、前記差分として精度よく検出され、その素子の放電に応じた特性を評価するための有効な基準となる。

本発明に関連する第七の技術の電圧検出装置では、第六の技術の電圧検出装置において、前記算出手段は、前記差分と、前記放電が行われる電流の値との比として、前記導線の抵抗値を推定し、前記電流の値の変動分と前記推定された抵抗値との積を前記差分に加えて前記差分の精度を維持する。
すなわち、前記差分は、放電時に前記素子から流れ出す電流が大幅に変化した場合であっても、その電流の変動分に応じた誤差が含まれることなく求められる。

したがって、第六の技術の電圧検出装置が用いられる場合に比べて、放電時の電流の変化に応じた素子の特性の評価が精度よく実現される。
本発明に関連する第八の技術の電圧検出装置では、第四ないし第七の技術の何れかの電圧検出装置において、前記計測手段は、前記第二の期間の内、前記素子の端子電圧が変化する幅が所定の上限値以下に抑えられる期間に前記計測を行う。

このような期間には、充電や放電が阻止されているために、前記素子の状態の変化に応じた大きな誤差は、計測手段によって計測された電源の出力端の電圧または負荷の電圧に含まれない。
したがって、第四ないし第七の技術の電圧検出装置が用いられる場合に比べて、充電や放電に応じた素子の特性の評価が精度よく実現される。

本発明に関連する第九の技術の試験装置では、第一ないし第八の技術の何れかの電圧検出装置が複数備えられ、かつ制御手段は、前記複数の電圧検出装置の動作を統括する。
すなわち、前記複数の電圧検出装置を介して充電または放電が行われる素子の数が多い場合であっても、これらの素子の端子電圧は、充電路や放電路となる導線以外の導線を介することなく精度よく推定される。

したがって、多数の素子の充放電時における特性の評価が安価に実現される。
本発明に関連する第十の技術の試験装置では、第九の技術の試験装置において、前記制御手段は、前記複数の電圧検出装置による充電または放電が阻止される期間を互いに重ならない異なる期間に設定する。前記複数の電圧検出装置に備えられた計測手段は、前記複数の電圧検出装置の数より少ない数のハードウエアを共用して前記計測を行う。

すなわち、前記複数の電圧検出装置は、何れも、接続された素子の端子電圧を検出するために必要なハードウエアの内、同時に稼働する必要がないハードウエアが重複して備えられることなく構成される。
したがって、第九の技術の試験装置に比べて、ハードウエアの規模や消費電力の削減が図られ、かつ低廉化が可能となる。

本発明では、充電時や放電時における多数の素子の特性を安価に精度よく確認し、あるいは評価することが可能となる。
また、搭載される素子の充電時や放電時における特性の確認や評価が本発明にかかわる電圧検出装置によって行われる装置あるいはシステムは、性能および信頼性が維持されつつ低廉化が図られる。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態について詳細に説明する。
〔第一の実施形態〕
図１は、本発明の第一および第二の実施形態を示す図である。
本発明の第一および第二の実施形態の構成は、図１に示すように、電圧検出部１０-1〜１０-Nが既述の電圧検出部３０-1〜３０-Nに代えて備えられ、試験制御部１２が試験制御部５０に代えて備えられ、さらに、その試験制御部１２の第１ないし第Ｎの制御用出力が上述して電圧検出部１０-1〜１０-Nの制御入力にそれぞれ接続された点で、図６に示す従来例の構成と異なる。

電圧検出部１０-1と図６に示す電圧検出部３０-1との相違は、既述の充電回路３２-1に代えて充電回路１１-1が備えられ、この充電回路１１-1の出力（以下、単に「測定点」という。）にＡ／Ｄ変換器３５-1の入力が接続されると共に、電圧測定線３４-1p、３４-1nが備えられることなく構成された点にある。
なお、電圧検出部１０-2〜１０-Nの構成については、電圧検出部１０-1の構成と同じであるので、ここでは説明を省略し、以下では、これらの電圧検出部１０-2〜１０-Nの対応する構成要素の符号には、第一の添え文字として「２」〜「Ｎ」を付することとする。

図２は、本発明の第一の実施形態の動作タイムチャートである。
以下、図１および図２を参照して本発明の第一の実施形態の動作を説明する。
試験制御部１２は、所定の周期Ｔで数ミリ秒のパルス幅ｔのパルス信号を充電回路１１-1〜１１-Nに並行して与える。なお、以下では、電圧検出部１０-1〜１０-Nに共通の事項については、各構成要素の符号に付加される第一の添え文字として、「１」〜「Ｎ」の何れにも該当することを意味する「Ｃ」を用いて記述する。

充電回路１１-Cは、そのパルス信号の論理値が「１」である期間（図２(1))（以下、「充電期間」という。）には、従来例と同様に、直流電源から与えられる直流電力を充電に適した所望の電圧Ｖｏの直流電力に変換することによって、負荷線３３-Cp、３３-Cnを介してバッテリ４０-Cに充電電流を供給する。しかし、パルス信号の論理値が「０」である期間（図２(2))（以下、「休止期間」という。）には、充電回路１１-Cは、上述した充電電流の供給を停止する。

このような休止期間には、バッテリ４０-Cの端子電圧は、先行する充電期間に充電電流に応じて生じていたそのバッテリ４０-Cの内部抵抗および負荷線３３-Cp、３３-Cnの抵抗分による電圧降下が無くなるために、既述の測定点の電圧（電位）は、一旦急激に降下する（図２(3))。しかし、さらに後続する残りの休止期間（以下、「残存休止期間」という。）には、測定点の電圧は、バッテリ４０-Cの特性および内部の状態の変化に応じて徐々に大きな変化率で高くなる（図２(4))。

一方、Ａ／Ｄ変換器３５-Cは、所定のサンプリング周波数で該当する測定点の電圧を定常的に計測する。
試験制御部１２は、上述した残存休止期間の内、既述の変化率が所定の上限値以下に抑えられる期間（図２(5))（以下、「計測期間」という。）にＡ／Ｄ変換器３５-1〜３５-Nが並行して測定した測定点の電圧を収集し、バッテリ４０-1〜４０-Nの特性の確認や評価に適した所定の形式の計測結果を生成する。

このようにして試験制御部１２によって収集される個々の測定点の電圧は、バッテリ４０-Cの内部抵抗および負荷線３３-Cp、３３-Cnの抵抗分による電圧降下が生じない残存休止期間の内、上述した変化率が十分に小さい期間に計測される。
したがって、本実施形態によれば、電圧測定線(３４-1p、３４-1n)〜（３４-Np、３４-Nn）が備えられなくても、多数のバッテリの特性の確認および評価がこれらのバッテリの端子電圧に基づいて精度よく実現され、かつ低廉小型化に併せて実装性の向上が図られる。
〔第二の実施形態〕
本実施形態では、試験制御部１２は、既述の第１ないし第Ｎの制御用出力に代わる制御入出力を有し、かつ電圧検出部１０-1〜１０-Nは既述の制御入力に代わる制御用入出力を有する。

図３は、本発明の第二の実施形態における試験制御部の動作フローチャートである。なお、図３において太線の枠は、充電回路１１-1〜１１-Nの出力端（以下、それぞれ「測定点１」ないし「測定点Ｎ」という。）の全てに関して行われる処理を意味する。
以下、図１および図３を参照して本発明の第二の実施形態の動作を説明する。
試験制御部１２は、充電期間にバッテリ４０-Cに供給される充電電流の変動分が所定の上限値を上回ることがない程度に短く既述のパルス信号の周期Ｔを設定する。

充電回路１１-Cは、充電期間には、既述の第一の実施形態と同様に、直流電源から与えられる直流電力を所望の電圧Ｖｏの直流電力に変換することによって、負荷線３３-Cp、３３-Cnを介してバッテリ４０-Cに充電電流を供給する。このような充電期間には、上述した充電電流の値Ｉｏ、負荷線３３-Cp、３３-Cnの抵抗値Ｒｓ、バッテリ４０-Cの端子電圧Ｖｓ、充電回路１１-Cの出力端（測定点）の電圧Ｖｏに対して、下式(1) が成立する。

Ｖｏ＝Ｖｓ＋Ｉｏ×Ｒｓ ・・・(1)
さらに、充電期間には、充電回路１１-Cは、充電電流の値Ｉｏを計測して試験制御部１２に通知する。
休止期間には、充電回路１１-Cは、上述した充電電流の供給を停止する。
また、試験制御部１２は、残存休止期間の内、バッテリ４０-Cの端子電圧Ｖｓ′が先行する充電期間におけるバッテリ４０-Cの端子電圧Ｖｓにほぼ等しいと見なすことが可能な期間に、既述の計測期間を設定する。このような計測期間には、先行する充電期間に充電電流に応じて生じていた負荷線３３-Cp、３３-Cnの電圧降下（上式(1) の右辺の第二項に相当する。）が生じない。したがって、充電回路１１-Cの出力端（測定点Ｃ）の電圧Ｖｏ′は、上述した端子電圧Ｖｓ′をＶｓと見なすことによって上式(1) から得られる下式(2) で与えられる。

Ｖｏ′＝Ｖｓ ・・・(2)
したがって、充電期間と、その充電期間の後に続く残存休止期間とにおける測定点の電圧の差δは、これらの充電期間と残存休止期間とにおける負荷電流Ｉｏの変動が十分に小さい場合には、上式(1)、(2) から明らかなように、下式に示される一定の値と見なすことが可能である。

δ＝Ｖｏ−Ｖｏ′ ・・・(3)
試験制御部１２は、時系列の順に新たな充電期間が識別される度に、充電回路１１-1〜１１-Nの出力端（測定点１〜測定点Ｎ）の全てについて下記の処理を上述した前提の下で行う。
(1) 最新の充電期間と、この最新の充電期間の後の残存休止期間とにおける測定点Ｃの電圧Ｖｏ、Ｖｏ′をＡ／Ｄ変換器３５-Cを介して計測する（図３ステップＳ１）。
(2) これらの測定点の電圧Ｖｏ、Ｖｏ′に基づいて、上式(3) で示される差δを算出する（図３ステップＳ２）。
(3) 最新の充電期間と、その最新の充電期間に先行する充電期間（以下、「先行充電期間」という。）とにそれぞれ充電回路１１-Cによって通知された充電電流の差ΔＩを求め、その差ΔＩの絶対値｜ΔＩ｜と、所定の閾値ｔｈとを比較する（図３ステップＳ３）。
(4) この絶対値｜ΔＩ｜が閾値ｔｈ未満である場合には、上記(1) に既述の残存休止期間の後の充電期間に計測された測定点の電圧ｖｏに対して下式で示される算術演算を行うことによって、バッテリ４０Ｃの端子電圧Ｖｓを求める（図２ステップＳ４）。

Ｖｓ＝ｖｏ−δ
＝ｖｏ−Ｖｏ＋Ｖｏ′ ・・・(4)
(5) 反対に、上述した絶対値｜ΔＩ｜が閾値ｔｈ以上である場合には、上式(4) に代わる下式(5) で示される算術演算を行うことによって、バッテリ４０-Cの端子電圧Ｖｓを求める（図２ステップＳ５）。

Ｖｓ＝ｖｏ−δ−ΔＩ×Ｒｓ
＝ｖｏ−Ｖｏ＋Ｖｏ′−ΔＩ×Ｒｓ ・・・(5)
(6) このようにして求められた端子電圧Ｖｓを収集し、これらの端子電圧に基づいてバッテリ４０-1〜４０-Nの特性の確認や評価に適した所定の形式の計測結果を生成する（図２ステップＳ６）。

したがって、本実施形態によれば、試験制御部１２が第一の実施形態と異なる既述の処理を行うことによって、既述の第一の実施形態と同様に、低廉小型化および実装性の向上が図られ、かつ多数のバッテリの特性の確認や評価がこれらのバッテリの端子電圧に基づいて精度よく実現される。
なお、本実施形態では、既述の充電電流の差ΔＩが無視できる程度に小さな値であり続ける場合には、試験制御部１２によって行われる既述の処理（図３ステップＳ３、Ｓ５）が行われなくてもよい。
〔第三の実施形態〕
図４は、本発明の第三の実施形態を示す図である。

本発明の第三の実施形態の構成は、図４に示すように、電圧検出部２０-1〜２０-Nが既述の電圧検出部１０-1〜１０-Nに代えて備えられ、試験制御部２１が試験制御部１２に代えて備えられ、これらの電圧検出部２０-1〜２０-Nの監視出力が並列にＡ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ）２３の入力に接続され、そのＡ／Ｄ変換器２３の出力が試験制御部２１の対応する入力に接続された点で、図１に示す第一および第二の実施形態の構成と異なる。

電圧検出部２０-1と図１に示す電圧検出部１０-1との相違は、２極単投の電子的な接点を有する電子リレー２２-1が既述のＡ／Ｄ変換器３５-1に代えて備えられ、その電子リレー２２-1の２つの端子（中立メーク接点に相当する。）が充電回路３２-1の出力（測定点）に接続され、この電子リレー２２-1の他の２つの端子（メーク接点に相当する。）が上述した監視出力としてＡ／Ｄ変換器２３の入力に接続されると共に、その電子リレー２２-1の制御端子が充電回路３２-1の制御端子と同様に試験制御部２１の対応する出力に接続された点にある。

なお、電圧検出部２０-2〜２０-Nの構成については、電圧検出部２０-1の構成と同じであるので、ここでは説明を省略し、以下では、これらの電圧検出部２０-2〜２０-Nの対応する構成要素の符号には、第一の添え文字として「２」〜「Ｎ」を付することとする。
図５は、本発明の第三の実施形態の動作タイムチャートである。
以下、図４および図５を参照して本発明の第三の実施形態の動作を説明する。

試験制御部２１は、周期がＴであってパルス幅ｔが数ミリ秒であり、かつ論理値が同時に「０」となることがないパルス信号１ないしパルス信号Ｎをサイクリックに生成する。さらに、試験制御部２１は、これらのパルス信号１ないしパルス信号Ｎをそれぞれ充電回路３２-1〜３２-Nに与える。なお、以下では、電圧検出部２０-1〜２０-Nに共通の事項については、対応する構成要素の符号等に付加される第一の添え文字として、「１」〜「Ｎ」の何れにも該当することを意味する「Ｃ」を用いて記述する。

さらに、試験制御部２１は、パルス信号Ｃの論理値が「０」である休止期間Ｃには、電子リレー２２-1〜２２-Nの内、電子リレー２２-Cのみのメーク接点を閉じ、その電子リレー２２-C以外の電子リレーの接点を開く。したがって、このような休止期間Ｃには、ただ一つの測定点Ｃである充電回路１１-Cの出力の電圧がＡ／Ｄ変換器２３に引き渡される。
充電回路３２-Cは、そのパルス信号Ｃの論理値が「１」である充電期間Ｃ（図５(1))には、直流電源から与えられる直流電力を既述の電圧Ｖｏの直流電力に変換することによって、負荷線３３-Cp、３３-Cnを介してバッテリ４０-Cに充電電流を供給する。しかし、パルス信号Ｃの論理値が「０」である休止期間Ｃ（図５(2))には、充電回路３２-Cは、上述した充電電流の供給を停止する。さらに、休止期間Ｃには、バッテリ４０-Cの端子電圧は、先行する充電期間に充電電流に応じて生じていたそのバッテリ４０-Cの内部抵抗および負荷線３３-Cp、３３-Cnによる電圧降下が発生しないために、測定点Ｃの電圧は、急激に降下する（図５(3))。しかし、さらに後続する残存休止期間Ｃには、バッテリ４０-Cの端子電圧は、そのバッテリ４０-Cの特性および内部の状態の変化に応じて徐々に大きな変化率で高くなる（図５(4))。

試験制御部２１は、残存休止期間Ｃの内、上述した変化率が所定の上限値を超えない期間（図５(5))にＡ／Ｄ変換器２３を介して測定された測定点Ｃ（＝１〜Ｎ）の電圧を収集し、バッテリ４０-1〜４０-Nの特性の確認や評価に適した所定の形式の計測結果を生成する。
このようにして試験制御部２１によって収集される測定点Ｃの電圧は、バッテリの内部抵抗および負荷線３３-Cp、３３-Cnによる電圧降下が生じない残存休止期間の内、上述した変化率が十分に小さい期間に計測される。

したがって、本実施形態によれば、測定点１〜測定点Ｎの電圧の測定に１つのＡ／Ｄ変換器２３がサイクリックに共用されることによって、既述の第一の実施形態と同様に、電圧測定線(３４-1p、３４-1n)〜（３４-Np、３４-Nn）が備えられなくても、低廉小型化に併せて実装性の向上が図られ、かつ多数のバッテリの特性の確認および評価がこれらのバッテリの端子電圧に基づいて精度よく実現される。

なお、本実施形態は、１つのＡ／Ｄ変換器２３が測定点１〜測定点Ｎの電圧の測定に共用される点を除いて、既述の第一の実施形態と同様に構成されている。
しかし、このようなＡ／Ｄ変換器２３の共用は、既述の第二の実施形態における測定点１〜測定点Ｎの電圧の測定に用いることも可能である。
また、上述した各実施形態では、測定点（測定点１〜測定点Ｎ）の電圧がＡ／Ｄ変換器２３を介して測定されている。

しかし、本発明はこのような構成に限定されず、Ａ／Ｄ変換器２３に代えて如何なるハードウエアが用いられてもよい。
さらに、上述した各実施形態では、試験制御部１２（２１）は、電圧検出部１０-1〜１０-N（２０-1〜２０-N）の全てに接続された１つの処理装置として構成されている。
しかし、充電回路１１-1〜１１-Nに電圧変換を実現するスイッチング制御部が備えられる場合には、試験制御部１２（２１）は、例えば、これらのスイッチング制御部による分散処理系として構成されてもよい。

また、上述した各実施形態では、充電期間Ｃに限ってバッテリ４０-Cに充電電流を供給する機能は、例えば、充電回路１１-Cにおいて電圧変換を実現するスイッチング素子、あるいはその充電回路１１-Cの最終段に別途設けられたスイッチング素子との何れによって実現されてもよい。
さらに、上述した各実施形態では、既述の周期Ｔ、パルス幅ｔおよび残存休止期間の詳細な設定の方法が開示されていない。

しかし、これらの周期Ｔ、パルス幅ｔおよび残存休止期間は、バッテリ４０-1〜４０-Nの特性、その特性の確認や評価が実現される精度や頻度等に応じて予め決められるならば、如何なるものであってもよい。
また、上述した各実施形態では、測定点が充電回路１１-1〜１１-Nの出力に設定されている。

しかし、このような測定点は、負荷線（３３-1p、３３-1n）、…、（３３-Np、３３-Nn）における電圧降下が無視できる程度に小さい場合には、これらの負荷線（３３-1p、３３-1n）、…、（３３-Np、３３-Nn）上に設定されてもよい。
さらに、上述した各実施形態は、充電時におけるバッテリの特性の確認や評価のみを実現する試験装置として構成されている。

しかし、このような試験装置に限定されず、例えば、充電回路１１-1〜１１-Nに代えて試験制御部１２（２１）の配下で抵抗値を可変できる電子負荷装置が備えられ、放電時におけるバッテリの特性の確認や評価を実現する試験装置にも、本発明は適用可能である。
また、上述した各実施形態は、バッテリ４０-1〜４０-Nが如何なる電子機器にも搭載されていない状態で、これらのバッテリ４０-1〜４０-Nの充電時における特性の確認や評価を専ら行う試験装置として構成されている。

しかし、バッテリ４０-1〜４０-Nが搭載された電子機器の動作にこれらのバッテリ４０-1〜４０-Nの充電や放電による支障が生じる場合であっても、個々の支障が生じない期間の的確な識別と、その期間以外の期間に対する充電期間や休止期間の設定とが可能であるならば、本発明は適用可能である。
さらに、このようなバッテリ４０-1〜４０-Nに限定されず、例えば、コンデンサのように充電や放電の対象となる電荷を蓄積可能な多用な素子の特性の確認および評価にも、本発明は適用可能である。

また、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲において多用な実施形態が可能であり、かつ構成装置の全てまたは一部に如何なる改造が施されてもよい。

本発明の第一および第二の実施形態を示す図である。 本発明の第一の実施形態の動作タイムチャートである。 本発明の第二の実施形態における試験制御部の動作フローチャートである。 本発明の第三の実施形態を示す図である。 本発明の第三の実施形態の動作タイムチャートである。 従来の試験装置の構成例を示す図である。

符号の説明

１０，２０，３０ 電圧検出部
１１，３２ 充電回路
１２，２１，５０ 試験制御部
２２ 電子リレー
２３，３５ Ａ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ）
３１ 試験端子
３３ 負荷線
３４ 電圧測定線
４０ バッテリ

Claims (3)

1. 複数の電圧検出装置と、
   前記複数の電圧検出装置の動作を統括する制御手段とを備え、
   前記複数の電圧検出装置の各々は、
   電荷を蓄積可能な素子に対し、導線を介して行われる充電を間欠的に阻止する断続手段と、
   前記断続手段によって前記充電が阻止されている休止期間に、前記充電を行う電源の出力端の電圧の計測を行い、前記計測の結果を前記素子の特性の確認の基準とする計測手段とを備え、
   前記制御手段は、
   前記複数の電圧検出装置の各々の前記休止期間を互いに重ならない異なる期間に設定し、
   前記複数の電圧検出装置の各々に備えられた前記計測手段は、
   前記複数の電圧検出装置の数より少ない数のハードウエアを共用して前記計測を行う
   ことを特徴とする試験装置。
2. 複数の電圧検出装置と、
   前記複数の電圧検出装置の動作を統括する制御手段とを備え、
   前記複数の電圧検出装置の各々は、
   電荷が蓄積された素子から、導線を介して行われる放電を間欠的に阻止する断続手段と、
   前記断続手段によって前記放電が阻止されている休止期間に、前記放電に用いられる負荷の電圧の計測を行い、前記計測の結果を前記素子の特性の確認の基準とする計測手段とを備え、
   前記制御手段は、
   前記複数の電圧検出装置の各々の前記休止期間を互いに重ならない異なる期間に設定し、
   前記複数の電圧検出装置の各々に備えられた前記計測手段は、
   前記複数の電圧検出装置の数より少ない数のハードウエアを共用して前記計測を行う
   ことを特徴とする試験装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の試験装置において、
   前記複数の電圧検出装置の各々に備えられた前記計測手段は、
   前記休止期間の内、前記素子の端子電圧が変化する幅が所定の上限値以下に抑えられる期間に前記計測を行う
   ことを特徴とする試験装置。

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