JP6458375B2 - Impedance measuring device - Google Patents

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Description

この発明は、積層電池が有するインピーダンスを測定するインピーダンス測定装置に関する。   The present invention relates to an impedance measuring device that measures the impedance of a laminated battery.

特許文献1には、積層電池から負荷に電力を供給した状態で、積層電池の内部抵抗を測定する装置が提案されている。   Patent Document 1 proposes an apparatus for measuring the internal resistance of a laminated battery while power is supplied from the laminated battery to a load.

この測定装置は、積層電池に接続されている負荷の方に電流が漏れ出ないように、積層電池の正極端子及び負極端子の各々に同一周波数の交流電流を出力する。測定装置は、積層電池の正極端子の電位から正極端子と負極端子との間に位置する中途点端子の電位を引いた交流電位差と、負極端子の電位から上記中途点端子の電位を引いた交流電位差とを検出する。そして検出された交流電位差と、測定装置から出力される交流電流とに基づいて積層電池の内部抵抗が測定される。   This measuring device outputs an alternating current of the same frequency to each of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the multilayer battery so that the current does not leak to the load connected to the multilayer battery. The measuring device has an AC potential difference obtained by subtracting the potential of the halfway terminal located between the positive electrode terminal and the negative electrode terminal from the potential of the positive electrode terminal of the laminated battery, and an alternating current obtained by subtracting the potential of the above halfway terminal from the potential of the negative electrode terminal. Detect potential difference. Then, the internal resistance of the laminated battery is measured based on the detected AC potential difference and the AC current output from the measuring device.

国際公開第2012/077450号公報International Publication No. 2012/077450

上述のような測定装置においては、負荷から出力される直流電圧を遮断するためにコンデンサなどで構成される直流遮断部が設けられている。直流遮断部を介して積層電池の正極端子及び負極端子に一定の交流成分を重畳するには、0V(ボルト)を基準として信号が正の値と負の値に交互に変動する双極性の交流信号を出力する必要がある。このため、測定装置は、双極性の交流信号を処理する回路構成となっている。   In the measuring apparatus as described above, a DC interrupting unit composed of a capacitor or the like is provided to interrupt the DC voltage output from the load. In order to superimpose a constant alternating current component on the positive and negative terminals of the laminated battery via the direct current blocking unit, a bipolar alternating current in which the signal varies alternately between a positive value and a negative value with 0 V (volt) as a reference. It is necessary to output a signal. For this reason, the measuring apparatus has a circuit configuration for processing a bipolar AC signal.

例えば、測定装置には、負荷からの電圧変動ノイズが混入するため、双極性の検出信号のうち、交流電流と同一周波数の信号成分を抽出する抽出回路が設けられる。抽出回路において双極性の交流信号を処理するには、交流信号が正のときに使用される回路と交流信号が負のときに使用される回路とを別々に設ける必要があり、回路構成が複雑になる。   For example, since the voltage fluctuation noise from the load is mixed in the measuring apparatus, an extraction circuit that extracts a signal component having the same frequency as the alternating current from the bipolar detection signal is provided. In order to process a bipolar AC signal in the extraction circuit, it is necessary to separately provide a circuit used when the AC signal is positive and a circuit used when the AC signal is negative, and the circuit configuration is complicated. become.

このように、双極性の交流信号を処理する測定装置では、回路構成が複雑になってしまうという問題がある。   As described above, there is a problem that the circuit configuration becomes complicated in the measuring apparatus that processes the bipolar AC signal.

本発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、装置の構成を簡素にするとともに製造コストを抑制するインピーダンス測定装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made paying attention to such problems, and an object thereof is to provide an impedance measuring apparatus that simplifies the configuration of the apparatus and suppresses the manufacturing cost.

本発明のある態様によれば、インピーダンス測定装置は、複数の電池セルが積層された積層電池の正極及び負極に対して交流電流を出力する電源手段と、前記正極と前記積層電池の中途点との間の交流電位差と、前記負極と前記中途点との間の交流電位差とのうち少なくとも一方の交流電位差を検出する検出手段とを含む。そしてインピーダンス測定装置は、前記検出手段により検出される交流電位差と、前記電源手段から出力される交流電流とに基づいて、前記積層電池のインピーダンスを演算する演算手段と、前記電源手段及び前記検出手段のうち少なくとも一方の手段により処理される交流信号を、双極性と単極性との間で変換する極性変換手段と、
を含むことを特徴とする。
According to an aspect of the present invention, an impedance measuring apparatus includes: a power source that outputs an alternating current to a positive electrode and a negative electrode of a stacked battery in which a plurality of battery cells are stacked; and a midpoint between the positive electrode and the stacked battery. Detecting means for detecting at least one of the AC potential difference between the negative electrode and the AC potential difference between the negative electrode and the midpoint. The impedance measuring device includes: an arithmetic unit that calculates an impedance of the stacked battery based on an AC potential difference detected by the detection unit and an AC current output from the power source unit; the power source unit and the detection unit Polarity conversion means for converting an alternating current signal processed by at least one of the means between bipolar and unipolar;
It is characterized by including.

この態様によれば、極性変換手段によって、電源手段から双極性の交流信号が出力されるとともに、検出手段から単極性の交流信号が出力されることになるので、装置の構成を簡素にすることができるとともに製造コストを抑制することができる。   According to this aspect, since the bipolar conversion signal is output from the power supply means and the unipolar alternating current signal is output from the detection means by the polarity conversion means, the configuration of the apparatus is simplified. Manufacturing costs can be reduced.

図1Aは、本発明の第1実施形態におけるインピーダンス測定装置の測定対象である積層電池の一例を示す図である。FIG. 1A is a diagram illustrating an example of a laminated battery that is a measurement target of the impedance measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention. 図1Bは、積層電池に形成される電池セルの構造を示す分解図である。FIG. 1B is an exploded view showing the structure of the battery cell formed in the laminated battery. 図2は、本実施形態におけるインピーダンス測定装置の基本構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a basic configuration of the impedance measuring apparatus according to the present embodiment. 図3は、積層電池から出力される交流信号を遮断する直流遮断部の構成と、積層電池の正極端子と中途点端子との間に生じる交流電位差、及び積層電池の負極端子と中途点端子との間に生じる交流電位差を検出する検出部の構成とを示す図である。FIG. 3 shows a configuration of a DC blocking unit that blocks an AC signal output from the stacked battery, an AC potential difference generated between the positive electrode terminal and the midpoint terminal of the stacked battery, and the negative electrode terminal and the midpoint terminal of the stacked battery. It is a figure which shows the structure of the detection part which detects the alternating current potential difference which arises between. 図4は、積層電池の正極端子に交流電流を出力する電源部の構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a power supply unit that outputs an alternating current to the positive electrode terminal of the laminated battery. 図5は、電源部から正極端子及び負極端子の各々に出力される交流電流を調整する交流調整部の構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of an AC adjustment unit that adjusts an AC current output from the power supply unit to each of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal. 図6は、積層電池の内部インピーダンスを演算する演算部の構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a calculation unit that calculates the internal impedance of the laminated battery. 図7は、等電位制御によって積層電池の正極端子及び負極端子に生じる電位を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing potentials generated at the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the laminated battery by equipotential control. 図8は、本実施形態における単極性変換回路を備える同期検波回路の構成を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of a synchronous detection circuit including a unipolar conversion circuit according to the present embodiment. 図9は、単極性変換回路によって双極性から単極性に変換される交流信号の波形を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a waveform of an AC signal converted from bipolar to unipolar by the unipolar conversion circuit. 図10は、双極性の交流信号を処理する同期検波回路の構成を示す参考図である。FIG. 10 is a reference diagram showing a configuration of a synchronous detection circuit for processing a bipolar AC signal. 図11は、インピーダンス測定装置内に設けられる単極性変換回路の配置例を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating an arrangement example of a unipolar conversion circuit provided in the impedance measuring apparatus. 図12は、本発明の第2実施形態における同期検波回路を兼用するための正極側の構成を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a configuration on the positive electrode side that also serves as a synchronous detection circuit in the second embodiment of the present invention. 図13は、本発明の第3実施形態における双極性変換回路を備える電源部の構成を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of a power supply unit including a bipolar conversion circuit according to the third embodiment of the present invention. 図14は、双極性変換回路によって単極性から双極性に変換される交流信号の波形を示す図である。FIG. 14 is a diagram illustrating a waveform of an AC signal converted from monopolar to bipolar by the bipolar converter circuit.

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

(第1実施形態)
図1Aは、本発明の第1実施形態におけるインピーダンス測定装置の測定対象である積層電池の一例を示す図である。図1Aには、積層電池の一例として複数の電池セルが積層された燃料電池スタック1の外観斜視図が示されている。
(First embodiment)
FIG. 1A is a diagram illustrating an example of a laminated battery that is a measurement target of the impedance measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 1A shows an external perspective view of a fuel cell stack 1 in which a plurality of battery cells are stacked as an example of a stacked battery.

図1Aに示されるように、燃料電池スタック1は、複数の発電セル10と、集電プレート20と、絶縁プレート30と、エンドプレート40と、4本のテンションロッド50とを備える。   As shown in FIG. 1A, the fuel cell stack 1 includes a plurality of power generation cells 10, a current collecting plate 20, an insulating plate 30, an end plate 40, and four tension rods 50.

発電セル10は、いわゆる電池セルのことであり、燃料電池スタック1に積層された複数の燃料電池のうちのひとつを指す。発電セル10は、例えば1V(ボルト)程度の起電圧を生じる。発電セル10の詳細な構成については図1Bを参照して後述する。   The power generation cell 10 is a so-called battery cell and indicates one of a plurality of fuel cells stacked on the fuel cell stack 1. The power generation cell 10 generates an electromotive voltage of about 1 V (volt), for example. The detailed configuration of the power generation cell 10 will be described later with reference to FIG. 1B.

集電プレート20は、積層された発電セル10の外側にそれぞれ配置される。集電プレート20は、ガス不透過性の導電性部材、例えば緻密質カーボンで形成される。燃料電池スタック1の正(プラス)の電極(正極)に相当する集電プレート20には正極端子211が設けられ、燃料電池スタック1の負(マイナス)の電極(負極)に相当する集電プレート20には負極端子212が設けられている。なお、負極端子212から、発電セル10で生じた電子e-が外部に取り出される。   The current collecting plates 20 are respectively arranged outside the stacked power generation cells 10. The current collecting plate 20 is formed of a gas impermeable conductive member, for example, dense carbon. A current collecting plate 20 corresponding to a positive (positive) electrode (positive electrode) of the fuel cell stack 1 is provided with a positive electrode terminal 211, and a current collecting plate corresponding to a negative (minus) electrode (negative electrode) of the fuel cell stack 1. 20 is provided with a negative electrode terminal 212. Note that electrons e − generated in the power generation cell 10 are taken out from the negative electrode terminal 212 to the outside.

また、正極端子211と負極端子212との中途点にある発電セル10には中途点端子213が設けられる。本実施形態では、中途点端子213は、正極端子211から負極端子212へ積層された複数枚の発電セル10のうち中間(中点)に位置する発電セル10に設けられている。なお、中途点端子213は、正極端子211と負極端子212との中点から外れた位置であってもよい。   Further, a midpoint terminal 213 is provided in the power generation cell 10 that is midway between the positive terminal 211 and the negative terminal 212. In the present embodiment, the midpoint terminal 213 is provided in the power generation cell 10 located in the middle (midpoint) among the plurality of power generation cells 10 stacked from the positive electrode terminal 211 to the negative electrode terminal 212. Note that the midpoint terminal 213 may be positioned away from the midpoint between the positive terminal 211 and the negative terminal 212.

絶縁プレート30は、集電プレート20の外側にそれぞれ配置される。絶縁プレート30は、絶縁性の部材、例えばゴムなどで形成される。   The insulating plates 30 are respectively arranged outside the current collecting plates 20. The insulating plate 30 is formed of an insulating member such as rubber.

エンドプレート40は、絶縁プレート30の外側にそれぞれ配置される。エンドプレート40は、剛性のある金属材料、例えば鋼などで形成される。   The end plate 40 is disposed outside the insulating plate 30. The end plate 40 is made of a rigid metal material such as steel.

一方のエンドプレート40(図1Aでは、左手前のエンドプレート40)には、アノード供給口41aと、アノード排出口41bと、カソード供給口42aと、カソード排出口42bと、冷却水供給口43aと、冷却水排出口43bとが設けられている。本実施形態では、アノード排出口41b、冷却水排出口43b及びカソード供給口42aは図中右側に設けられている。またカソード排出口42b、冷却水供給口43a及びアノード供給口41aは図中左側に設けられている。   One end plate 40 (the left front end plate 40 in FIG. 1A) has an anode supply port 41a, an anode discharge port 41b, a cathode supply port 42a, a cathode discharge port 42b, and a cooling water supply port 43a. A cooling water discharge port 43b is provided. In the present embodiment, the anode discharge port 41b, the cooling water discharge port 43b, and the cathode supply port 42a are provided on the right side in the drawing. The cathode discharge port 42b, the cooling water supply port 43a, and the anode supply port 41a are provided on the left side in the drawing.

テンションロッド50は、エンドプレート40の四隅付近にそれぞれ配置される。燃料電池スタック1は内部に貫通した孔(不図示)が形成されている。この貫通孔にテンションロッド50が挿通される。テンションロッド50は、剛性のある金属材料、例えば鋼などで形成される。テンションロッド50は、発電セル10同士の電気短絡を防止するため、表面には絶縁処理されている。このテンションロッド50にナット(奥にあるため図示されない)が螺合する。テンションロッド50とナットとが燃料電池スタック1を積層方向に締め付ける。   The tension rods 50 are disposed near the four corners of the end plate 40, respectively. The fuel cell stack 1 has a hole (not shown) penetrating therethrough. The tension rod 50 is inserted through the through hole. The tension rod 50 is formed of a rigid metal material such as steel. The tension rod 50 is insulated on the surface in order to prevent an electrical short circuit between the power generation cells 10. A nut (not shown because it is in the back) is screwed into the tension rod 50. The tension rod 50 and the nut tighten the fuel cell stack 1 in the stacking direction.

アノード供給口41aにアノードガスとしての水素を供給する方法としては、例えば水素ガスを水素貯蔵装置から直接供給する方法、又は水素を含有する燃料を改質して供給する方法などがある。なお、水素を含有する燃料としては、天然ガス、メタノール、ガソリンなどがある。また、カソード供給口42aに供給するカソードガスとしては、一般的に空気が利用される。   As a method of supplying hydrogen as anode gas to the anode supply port 41a, for example, there are a method of directly supplying hydrogen gas from a hydrogen storage device, a method of reforming and supplying hydrogen-containing fuel, and the like. Examples of the fuel containing hydrogen include natural gas, methanol, and gasoline. Air is generally used as the cathode gas supplied to the cathode supply port 42a.

図1Bは、燃料電池スタック1に積層された発電セル10の構造を示す分解図である。   FIG. 1B is an exploded view showing the structure of the power generation cells 10 stacked on the fuel cell stack 1.

図1Bに示されるように、発電セル10は、膜電極接合体(Membrane Electrode Assembly;MEA)11の両面に、アノードセパレーター(アノードバイポーラープレート)12a及びカソードセパレーター(カソードバイポーラープレート)12bが配置される構造である。   As shown in FIG. 1B, in the power generation cell 10, an anode separator (anode bipolar plate) 12a and a cathode separator (cathode bipolar plate) 12b are arranged on both surfaces of a membrane electrode assembly (MEA) 11. Is the structure.

MEA11は、イオン交換膜からなる電解質膜111の両面に電極触媒層112が形成される。この電極触媒層112の上にガス拡散層(Gas Diffusion Layer;GDL)113が形成される。   In the MEA 11, electrode catalyst layers 112 are formed on both surfaces of an electrolyte membrane 111 made of an ion exchange membrane. A gas diffusion layer (GDL) 113 is formed on the electrode catalyst layer 112.

電極触媒層112は、例えば白金が担持されたカーボンブラック粒子で形成される。   The electrode catalyst layer 112 is formed of, for example, carbon black particles on which platinum is supported.

GDL113は、十分なガス拡散性及び導電性を有する部材、例えばカーボン繊維で形成される。   The GDL 113 is formed of a member having sufficient gas diffusibility and conductivity, such as carbon fiber.

アノード供給口41aから供給されたアノードガスは、このGDL113aを流れてアノード電極触媒層112(112a)と反応し、アノード排出口41bから排出される。   The anode gas supplied from the anode supply port 41a flows through this GDL 113a, reacts with the anode electrode catalyst layer 112 (112a), and is discharged from the anode discharge port 41b.

カソード供給口42aから供給されたカソードガスは、このGDL113bを流れてカソード電極触媒層112(112b)と反応し、カソード排出口42bから排出される。   The cathode gas supplied from the cathode supply port 42a flows through this GDL 113b, reacts with the cathode electrode catalyst layer 112 (112b), and is discharged from the cathode discharge port 42b.

アノードセパレーター12aは、GDL113a及びシール14aを介してMEA11の片面(図1Bの裏面)に重ねられる。カソードセパレーター12bは、GDL113b及びシール14bを介してMEA11の片面(図1Bの表面)に重ねられる。アノードセパレーター12a及びカソードセパレーター12bは、例えばステンレスなどの金属製のセパレーター基体がプレス成型されて、一方の面に反応ガス流路が形成され、その反対面に反応ガス流路と交互に並ぶように冷却水流路が形成される。図1Bに示すようにアノードセパレーター12a及びカソードセパレーター12bが重ねられて、冷却水流路が形成される。   The anode separator 12a is stacked on one side of the MEA 11 (back side in FIG. 1B) via the GDL 113a and the seal 14a. The cathode separator 12b is overlaid on one side (the surface in FIG. 1B) of the MEA 11 via the GDL 113b and the seal 14b. The anode separator 12a and the cathode separator 12b are formed by press-molding a metal separator base such as stainless steel so that a reaction gas channel is formed on one surface and alternately arranged with the reaction gas channel on the opposite surface. A cooling water flow path is formed. As shown in FIG. 1B, the anode separator 12a and the cathode separator 12b are overlapped to form a cooling water flow path.

MEA11、アノードセパレーター12a及びカソードセパレーター12bには、それぞれ孔41a,41b,42a,42b,43a,43bが形成されており、これらが重ねられて、アノード供給口41a、アノード排出口41b、カソード供給口42a、カソード排出口42b、冷却水供給口43a及び冷却水排出口43bが形成される。   The MEA 11, the anode separator 12a, and the cathode separator 12b are respectively formed with holes 41a, 41b, 42a, 42b, 43a, 43b, which are stacked to be an anode supply port 41a, an anode discharge port 41b, and a cathode supply port. 42a, cathode discharge port 42b, cooling water supply port 43a and cooling water discharge port 43b are formed.

図2は、本発明の実施形態におけるインピーダンス測定装置5の基本的な構成を示す図である。   FIG. 2 is a diagram showing a basic configuration of the impedance measuring apparatus 5 in the embodiment of the present invention.

燃料電池スタック1は、負荷3と接続されて負荷3に電力を供給する積層電池であり、例えば車両に搭載される。燃料電池スタック1は、内部にインピーダンスを有する。   The fuel cell stack 1 is a stacked battery that is connected to the load 3 and supplies power to the load 3, and is mounted on a vehicle, for example. The fuel cell stack 1 has an impedance inside.

負荷3は、例えば、電動モータや、燃料電池スタック1の発電のために用いられる補機などの電気負荷である。燃料電池スタック1と接続される補機は、例えば、燃料電池スタック1にカソードガスを供給するためのコンプレッサや、燃料電池スタック1を暖機するときに燃料電池スタック1を流れる冷却水を加熱するためのヒータなどである。   The load 3 is an electric load such as an electric motor or an auxiliary machine used for power generation of the fuel cell stack 1. The auxiliary machine connected to the fuel cell stack 1 heats, for example, a compressor for supplying cathode gas to the fuel cell stack 1 or cooling water flowing through the fuel cell stack 1 when the fuel cell stack 1 is warmed up. For heaters.

コントロールユニット(C/U)6は、燃料電池スタック1の発電状態や、湿潤状態、内部の圧力状態、温度状態などの燃料電池スタック1の運転状態を、負荷3の作動状態に応じて制御する。   The control unit (C / U) 6 controls the operation state of the fuel cell stack 1 such as the power generation state, the wet state, the internal pressure state, and the temperature state of the fuel cell stack 1 according to the operating state of the load 3. .

例えばコントロールユニット6は、負荷3から要求される発電電力に応じて、燃料電池スタック1に供給されるカソードガスやアノードガスの流量を制御する。   For example, the control unit 6 controls the flow rate of the cathode gas and the anode gas supplied to the fuel cell stack 1 according to the generated power required from the load 3.

また、燃料電池スタック1では電解質膜111が乾いた状態になると発電性能が低下する。この対策としてコントロールユニット6は、電解質膜111の湿潤度と相関のある燃料電池スタック1の内部抵抗値を用いて、電解質膜111が乾いた状態や過剰に湿った状態にならないようにガス流量を調整する。   Further, in the fuel cell stack 1, when the electrolyte membrane 111 is in a dry state, the power generation performance is degraded. As a countermeasure, the control unit 6 uses the internal resistance value of the fuel cell stack 1 correlated with the wetness of the electrolyte membrane 111 to control the gas flow rate so that the electrolyte membrane 111 does not become dry or excessively wet. adjust.

インピーダンス測定装置5は、燃料電池スタック1の発電性能を維持するために、燃料電池スタック1が有する内部インピーダンスを測定する。本実施形態では、インピーダンス測定装置5は、燃料電池スタック1の内部抵抗を測定し、その測定値をコントロールユニット6に送信する。コントロールユニット6は、インピーダンス測定装置5から燃料電池スタック1の内部抵抗の測定値を受信すると、その測定値に基づいて燃料電池スタック1の湿潤状態を制御する。   The impedance measuring device 5 measures the internal impedance of the fuel cell stack 1 in order to maintain the power generation performance of the fuel cell stack 1. In the present embodiment, the impedance measuring device 5 measures the internal resistance of the fuel cell stack 1 and transmits the measured value to the control unit 6. When the control unit 6 receives the measured value of the internal resistance of the fuel cell stack 1 from the impedance measuring device 5, the control unit 6 controls the wet state of the fuel cell stack 1 based on the measured value.

インピーダンス測定装置5は、正極側直流遮断部511と、負極側直流遮断部512と、中途点直流遮断部513と、正極側検出部521と、負極側検出部522と、正極側電源部531と、負極側電源部532と、交流調整部540と、演算部550とを含む。   The impedance measuring device 5 includes a positive side DC cutoff unit 511, a negative side DC cutoff unit 512, a midpoint DC cutoff unit 513, a positive side detection unit 521, a negative side detection unit 522, and a positive side power supply unit 531. , A negative power supply unit 532, an AC adjustment unit 540, and a calculation unit 550.

正極側直流遮断部511、負極側直流遮断部512及び中途点直流遮断部513は、それぞれ直流信号を遮断するが交流信号を通す直流遮断部である。正極側直流遮断部511及び負極側直流遮断部512は、正極端子211及び負極端子212から正極側検出部521及び負極側検出部522に出力される交流信号を通過させる直流遮断部である。   The positive-side DC blocking unit 511, the negative-side DC blocking unit 512, and the midpoint DC blocking unit 513 are DC blocking units that block DC signals but pass AC signals. The positive-side DC blocking unit 511 and the negative-side DC blocking unit 512 are DC blocking units that allow an AC signal output from the positive terminal 211 and the negative terminal 212 to the positive detection unit 521 and the negative detection unit 522 to pass therethrough.

直流遮断部511〜513の各々は、例えばコンデンサやトランスにより実現される。なお、波線により示された中途点直流遮断部513については省略することが可能である。   Each of the DC blocking units 511 to 513 is realized by, for example, a capacitor or a transformer. In addition, about the halfway point DC interruption | blocking part 513 shown with the broken line, it is omissible.

正極側検出部521及び負極側検出部522は、正極端子211と中途点端子213との間の交流電位差と、負極端子212と中途点端子213との間の交流電位差とのうち少なくとも一方の交流電位差を検出する検出手段である。   The positive electrode side detection unit 521 and the negative electrode side detection unit 522 are at least one of the alternating current potential difference between the positive electrode terminal 211 and the halfway point terminal 213 and the alternating current potential difference between the negative electrode terminal 212 and the halfway point terminal 213. Detection means for detecting a potential difference.

正極側検出部521は、正極端子211に生じる電位の交流成分である交流電位Vaと、中途点端子213に生じる電位の交流成分である交流電位Vcとの間の電位差(以下、「交流電位差V1」という。)を検出する。   The positive electrode side detection unit 521 has a potential difference (hereinafter referred to as “AC potential difference V1”) between an AC potential Va that is an AC component of the potential generated at the positive terminal 211 and an AC potential Vc that is an AC component of the potential generated at the midpoint terminal 213. ") Is detected.

正極側検出部521は、交流電位差V1の振幅に応じて値が変化する検出信号を、交流調整部540及び演算部550に出力する。例えば交流電位差V1が大きくなるほど検出信号のレベルは高くなり、交流電位差V1が小さくなるほど検出信号のレベルは低くなる。   The positive electrode side detection unit 521 outputs a detection signal whose value changes according to the amplitude of the AC potential difference V1 to the AC adjustment unit 540 and the calculation unit 550. For example, the level of the detection signal increases as the AC potential difference V1 increases, and the level of the detection signal decreases as the AC potential difference V1 decreases.

正極側検出部521については、第1入力端子が直流遮断部511を介して正極端子211と接続され、第2入力端子が接地され、出力端子が交流調整部540及び演算部550の双方に接続される。   As for the positive electrode side detection unit 521, the first input terminal is connected to the positive electrode terminal 211 via the DC blocking unit 511, the second input terminal is grounded, and the output terminal is connected to both the AC adjustment unit 540 and the calculation unit 550. Is done.

負極側検出部522は、負極端子212に生じる電位の交流成分である交流電位Vbと、中途点端子213に生じる電位の交流成分である交流電位Vcとの間の電位差(以下「交流電位差V2」という。)を検出する。   The negative electrode side detection unit 522 has a potential difference (hereinafter referred to as “AC potential difference V2”) between an AC potential Vb that is an AC component of the potential generated at the negative terminal 212 and an AC potential Vc that is an AC component of the potential generated at the midpoint terminal 213. ) Is detected.

負極側検出部522は、交流電位差V2の振幅に応じて値が変化する検出信号を演算部550に出力する。負極側検出部522については、第1入力端子が直流遮断部512を介して負極端子212と接続され、第2入力端子が接地され、出力端子が交流調整部540及び演算部550の双方に接続される。   The negative electrode side detection unit 522 outputs a detection signal whose value changes according to the amplitude of the AC potential difference V2 to the calculation unit 550. As for the negative electrode side detection unit 522, the first input terminal is connected to the negative electrode terminal 212 through the DC blocking unit 512, the second input terminal is grounded, and the output terminal is connected to both the AC adjustment unit 540 and the calculation unit 550. Is done.

ここで、正極側直流遮断部511、負極側直流遮断部512、中途点直流遮断部513、正極側検出部521、及び負極側検出部522の詳細について、図3を参照して説明する。   Here, details of the positive side DC blocking unit 511, the negative side DC blocking unit 512, the midpoint DC blocking unit 513, the positive side detection unit 521, and the negative side detection unit 522 will be described with reference to FIG.

正極側直流遮断部511は、燃料電池スタック1の正極端子211と正極側電源部531の出力端子との間に接続されるコンデンサ511Aと、正極端子211と正極側検出部521の第1入力端子との間に接続されるコンデンサ511Bとを含む。   The positive-side DC blocking unit 511 includes a capacitor 511 </ b> A connected between the positive terminal 211 of the fuel cell stack 1 and the output terminal of the positive-side power supply unit 531, and the first input terminal of the positive terminal 211 and the positive-side detection unit 521. And a capacitor 511B connected between the two.

負極側直流遮断部512は、燃料電池スタック1の負極端子212と負極側電源部532の出力端子との間に接続されるコンデンサ512Aと、負極端子212と負極側検出部522の第2入力端子との間に接続されるコンデンサ512Bとを含む。   The negative-side DC blocking unit 512 includes a capacitor 512 </ b> A connected between the negative-electrode terminal 212 of the fuel cell stack 1 and the output terminal of the negative-side power supply unit 532, and the second input terminal of the negative-electrode terminal 212 and the negative-side detection unit 522. And a capacitor 512B connected between the two.

中途点直流遮断部513は、燃料電池スタック1の中途点端子213と正極側検出部521の第2入力端子との間に接続されるコンデンサ513Aと、中途点端子213と負極側検出部522の第1入力端子との間に接続されるコンデンサ513Bとを含む。   The midpoint DC blocking unit 513 includes a capacitor 513 </ b> A connected between the midpoint terminal 213 of the fuel cell stack 1 and the second input terminal of the positive electrode side detection unit 521, and the midpoint terminal 213 and the negative electrode side detection unit 522. And a capacitor 513B connected between the first input terminal.

正極側検出部521は、電位差検出回路5211と、帯域通過フィルタ(Band Pass filter;BPF)5212と、増幅回路5213と、同期検波回路5214とを含む。   The positive electrode side detection unit 521 includes a potential difference detection circuit 5211, a band pass filter (BPF) 5212, an amplification circuit 5213, and a synchronous detection circuit 5214.

電位差検出回路5211は、交流電位Vaから電位Vcを減算した検出信号を出力する。交流電位Vaは、正極端子211から出力される信号のうち、コンデンサ511Bを通過する信号成分であり、電位Vcは、中途点端子213から出力される信号のうち、コンデンサ513Aを通過する信号成分である。電位差検出回路5211は、差動アンプにより実現される。   The potential difference detection circuit 5211 outputs a detection signal obtained by subtracting the potential Vc from the AC potential Va. The AC potential Va is a signal component that passes through the capacitor 511B in the signal output from the positive terminal 211, and the potential Vc is a signal component that passes through the capacitor 513A in the signal output from the midway terminal 213. is there. The potential difference detection circuit 5211 is realized by a differential amplifier.

電位差検出回路5211には、負荷3から正極端子211を介して電圧変動ノイズが混入する。負荷3からのノイズは周波数分布が広範囲に亘り、かつ、ノイズレベルが交流電位差V1に比べて3桁ほど大きい。このため、電位差検出回路5211から出力される検出信号には、負荷3から出力される不要信号が含まれてしまう。   Voltage fluctuation noise is mixed in the potential difference detection circuit 5211 from the load 3 through the positive terminal 211. The noise from the load 3 has a wide frequency distribution and the noise level is about three orders of magnitude greater than the AC potential difference V1. For this reason, the detection signal output from the potential difference detection circuit 5211 includes an unnecessary signal output from the load 3.

帯域通過フィルタ5212は、検出信号に含まれる不要信号を除去して、検出に必要となる周波数帯域の信号成分のみを通過させる。具体的には、帯域通過フィルタ5212は、電位差検出回路5211から出力される検出信号のうち、交流電流I1の周波数と同一周波数を有する信号成分を通過させ、他の周波数帯域の信号成分を除去する。   The band-pass filter 5212 removes unnecessary signals included in the detection signal and passes only signal components in a frequency band necessary for detection. Specifically, the band-pass filter 5212 passes a signal component having the same frequency as the frequency of the alternating current I1 in the detection signal output from the potential difference detection circuit 5211, and removes signal components in other frequency bands. .

増幅回路5213は、帯域通過フィルタ5212から出力される検出信号を増幅して出力する。増幅回路5213の増幅率(ゲイン)は、インピーダンス測定装置5のダイナミックレンジを考慮して定められる。   The amplifier circuit 5213 amplifies the detection signal output from the band pass filter 5212 and outputs it. The amplification factor (gain) of the amplifier circuit 5213 is determined in consideration of the dynamic range of the impedance measuring device 5.

同期検波回路5214は、増幅回路5213から出力される検出信号のうち、交流電流I1と同じ周波数を有し、かつ、交流電流I1と位相が同じ信号成分、すなわち検出信号の実軸成分のみを抽出する抽出回路である。   The synchronous detection circuit 5214 extracts only the signal component having the same frequency as the alternating current I1 and the same phase as the alternating current I1, that is, the actual axis component of the detection signal, from the detection signal output from the amplification circuit 5213. This is an extraction circuit.

具体的には、同期検波回路5214は、交流電流I1と同じ周波数を有する信号であって交流電流I1と位相が一致した同相の信号を検出信号に乗算し、その乗算された交流の検出信号を平滑化することによって直流の検出信号V1に変換する。平滑化された検出信号V1は、交流電位差V1の振幅の大きさに応じて変化する。   Specifically, the synchronous detection circuit 5214 multiplies the detection signal by a signal having the same frequency as the alternating current I1 and having the same phase as that of the alternating current I1, and multiplies the multiplied alternating detection signal. It is converted into a DC detection signal V1 by smoothing. The smoothed detection signal V1 changes according to the amplitude of the AC potential difference V1.

このように、正極側検出部521は、交流電位差V1の振幅に比例した検出信号を生成し、帯域通過フィルタ5212や同期検波回路5214によって不要信号を除去する。その検出信号V1は交流調整部540及び演算部550に出力される。   As described above, the positive electrode side detection unit 521 generates a detection signal proportional to the amplitude of the AC potential difference V1, and removes unnecessary signals by the band-pass filter 5212 and the synchronous detection circuit 5214. The detection signal V1 is output to the AC adjustment unit 540 and the calculation unit 550.

負極側検出部522は、電位差検出回路5221と、帯域通過フィルタ(BPF)5222と、増幅回路5223と、同期検波回路5224とを含む。これらの構成は、基本的に正極側検出部521と同じ構成であるため、ここでの説明を省略する。   The negative electrode side detection unit 522 includes a potential difference detection circuit 5221, a band pass filter (BPF) 5222, an amplification circuit 5223, and a synchronous detection circuit 5224. Since these configurations are basically the same as those of the positive electrode side detection unit 521, description thereof is omitted here.

次に正極側電源部531及び負極側電源部532の構成について説明する。   Next, the configuration of the positive power supply unit 531 and the negative power supply unit 532 will be described.

正極側電源部531及び負極側電源部532は、燃料電池スタック1の正極端子211及び負極端子212のうち両方の電極端子に同じ周波数を有する交流信号を出力する電源手段である。   The positive power supply unit 531 and the negative power supply unit 532 are power supply units that output AC signals having the same frequency to both of the positive electrode terminal 211 and the negative electrode terminal 212 of the fuel cell stack 1.

正極側電源部531は、燃料電池スタック1の内部インピーダンスを測定するために定められた基準周波数fbを有する交流電流I1を、正極側直流遮断部511を介して燃料電池スタック1の正極端子211へ出力する。正極側電源部531から出力される交流電流I1の振幅は、交流調整部540によって制御される。正極側電源部531は、例えばオペアンプ(Operational Amplifier;OA)を含んで構成される電圧電流変換回路により実現される。   The positive power supply unit 531 supplies an alternating current I1 having a reference frequency fb determined for measuring the internal impedance of the fuel cell stack 1 to the positive terminal 211 of the fuel cell stack 1 via the positive DC blocking unit 511. Output. The amplitude of the alternating current I1 output from the positive power supply unit 531 is controlled by the alternating current adjustment unit 540. The positive power supply unit 531 is realized by a voltage-current conversion circuit including an operational amplifier (OA), for example.

正極側電源部531の詳細について図4を参照して説明する。   The details of the positive power supply unit 531 will be described with reference to FIG.

正極側電源部531は、電圧電流変換回路5311と同期検波回路5312とを含む。   The positive power supply unit 531 includes a voltage / current conversion circuit 5311 and a synchronous detection circuit 5312.

電圧電流変換回路5311は、基準周波数fbの交流電圧Vi1を交流電流I1に変換し、その交流電流I1を正極側直流遮断部511へ出力する。交流電圧Vi1は、交流調整部540から正極側電源部531に出力される電流指令信号である。   The voltage-current conversion circuit 5311 converts the AC voltage Vi1 having the reference frequency fb into an AC current I1, and outputs the AC current I1 to the positive-side DC cutoff unit 511. The AC voltage Vi1 is a current command signal output from the AC adjustment unit 540 to the positive power supply unit 531.

電圧電流変換回路5311は、交流電圧Vi1に基づいて交流電流I1を出力するオペアンプOA1と、検出抵抗素子Rsと、検出抵抗素子Rsに生じる検出電圧Vi1sに応じて交流電流I1を調整するオペアンプOA2と、抵抗素子R1〜R5とを含む。   The voltage-current conversion circuit 5311 includes an operational amplifier OA1 that outputs an alternating current I1 based on the alternating voltage Vi1, a detection resistance element Rs, and an operational amplifier OA2 that adjusts the alternating current I1 according to the detection voltage Vi1s generated in the detection resistance element Rs. And resistance elements R1 to R5.

オペアンプOA1は、交流電圧Vi1に比例する交流電流I1を出力する。オペアンプOA1の非反転入力端子は、交流調整部540の正極側端子と接続されると共に、反転入力端子は、抵抗素子R5を介して電流調整用のオペアンプOA2と接続される。そしてオペアンプOA1の出力端子は、抵抗素子R2及び抵抗素子R3を介して接地される。   The operational amplifier OA1 outputs an alternating current I1 that is proportional to the alternating voltage Vi1. The non-inverting input terminal of the operational amplifier OA1 is connected to the positive terminal of the AC adjustment unit 540, and the inverting input terminal is connected to the operational amplifier OA2 for current adjustment via the resistance element R5. The output terminal of the operational amplifier OA1 is grounded via the resistance element R2 and the resistance element R3.

検出抵抗素子Rsは、オペアンプOA1から出力される交流電流I1の大きさを検出するために設けられた抵抗素子である。検出抵抗素子Rsの一端はオペアンプOA1の出力端子に接続され、検出抵抗素子Rsの他端はコンデンサ511Aと接続される。   The detection resistance element Rs is a resistance element provided for detecting the magnitude of the alternating current I1 output from the operational amplifier OA1. One end of the detection resistance element Rs is connected to the output terminal of the operational amplifier OA1, and the other end of the detection resistance element Rs is connected to the capacitor 511A.

検出抵抗素子Rsの両端に生じる検出電圧Vi1sは、交流電流I1の電流値と検出抵抗素子Rsの抵抗値とを乗算した値であり、交流電流I1の大きさに比例する。   The detection voltage Vi1s generated at both ends of the detection resistance element Rs is a value obtained by multiplying the current value of the alternating current I1 and the resistance value of the detection resistance element Rs, and is proportional to the magnitude of the alternating current I1.

オペアンプOA2は、検出抵抗素子Rsに生じる検出電圧Vi1sの大きさを検出する電流検出手段である。オペアンプOA2から出力される検出信号Vi1sは、オペアンプOA1の反転入力端子にフィードバックされる。そしてオペアンプOA1は、検出信号Vi1sに応じて交流電流I1を増減する。これにより、交流電流I1の振幅が交流電圧Vi1の振幅と比例するように調整される。   The operational amplifier OA2 is current detection means for detecting the magnitude of the detection voltage Vi1s generated in the detection resistance element Rs. The detection signal Vi1s output from the operational amplifier OA2 is fed back to the inverting input terminal of the operational amplifier OA1. The operational amplifier OA1 increases or decreases the alternating current I1 according to the detection signal Vi1s. Thereby, the amplitude of the alternating current I1 is adjusted to be proportional to the amplitude of the alternating voltage Vi1.

抵抗素子R1〜R5の抵抗値は、インピーダンス測定装置5の設計に応じて適宜設定される。   The resistance values of the resistance elements R1 to R5 are appropriately set according to the design of the impedance measuring device 5.

同期検波回路5312は、オペアンプOA2から出力される検出信号Vi1sに含まれる不要信号を除去するために、検出信号から交流電流I1と同一周波数fbであって位相が同じ信号成分のみを抽出する抽出回路である。同期検波回路5312の構成は、図3に示した同期検波回路5214と同じ構成である。   The synchronous detection circuit 5312 extracts only a signal component having the same frequency fb and the same phase as the alternating current I1 from the detection signal in order to remove an unnecessary signal included in the detection signal Vi1s output from the operational amplifier OA2. It is. The configuration of the synchronous detection circuit 5312 is the same as that of the synchronous detection circuit 5214 shown in FIG.

同期検波回路5312は、不要信号を除去した検出信号I1を演算部550に出力する。同期検波回路5312から出力される検出信号I1は、交流電流I1の振幅に比例する直流の信号である。   The synchronous detection circuit 5312 outputs the detection signal I1 from which the unnecessary signal is removed to the arithmetic unit 550. The detection signal I1 output from the synchronous detection circuit 5312 is a direct current signal proportional to the amplitude of the alternating current I1.

このように、正極側電源部531は、交流調整部540から出力される指令信号に基づいて交流電流I1を出力する。さらに検出抵抗素子Rs及びオペアンプOA2によって交流電流I1の大きさが検出され、同期検波回路5312によって不要信号が取り除かれた検出信号I1が演算部550に出力される。   Thus, the positive power supply unit 531 outputs the alternating current I1 based on the command signal output from the alternating current adjustment unit 540. Further, the magnitude of the alternating current I1 is detected by the detection resistor element Rs and the operational amplifier OA2, and the detection signal I1 from which unnecessary signals are removed by the synchronous detection circuit 5312 is output to the arithmetic unit 550.

負極側電源部532は、交流電流I1と同じ基準周波数fbを有する交流電流I2を、負極側直流遮断部512を介して燃料電池スタック1の負極端子212へ出力する。負極側電源部532から出力される交流電流I2の振幅は、交流調整部540によって制御される。なお、負極側電源部532の構成は、正極側電源部531と同じ構成であるため、ここでの詳細な説明を省略する。   The negative power supply unit 532 outputs an alternating current I2 having the same reference frequency fb as the alternating current I1 to the negative terminal 212 of the fuel cell stack 1 via the negative DC blocking unit 512. The amplitude of the alternating current I2 output from the negative power supply unit 532 is controlled by the alternating current adjustment unit 540. Note that the configuration of the negative power supply unit 532 is the same as that of the positive power supply unit 531, and therefore detailed description thereof is omitted here.

次に交流調整部540の構成について図5を参照して説明する。   Next, the configuration of the AC adjustment unit 540 will be described with reference to FIG.

交流調整部540は、正極側の交流電位Vaと負極側の交流電位Vbとが互いに一致するように、正極側電源部531及び負極側電源部532のうち少なくとも一方の電源部から出力される交流電流の振幅及び位相を調整する調整手段である。   The AC adjustment unit 540 outputs AC from at least one of the positive power supply unit 531 and the negative power supply unit 532 so that the positive AC potential Va and the negative AC potential Vb coincide with each other. It is an adjusting means for adjusting the amplitude and phase of the current.

本実施形態では、交流調整部540は、正極側電源部531から出力される交流電流I1の振幅と、負極側電源部532から出力される交流電流I2の振幅とをそれぞれ調整する。交流調整部540は、例えばPI(Proportional Integral)制御回路により実現される。   In the present embodiment, the AC adjustment unit 540 adjusts the amplitude of the AC current I1 output from the positive power supply unit 531 and the amplitude of the AC current I2 output from the negative power supply unit 532, respectively. The AC adjustment unit 540 is realized by, for example, a PI (Proportional Integral) control circuit.

交流調整部540は、正極側減算器5411と、正極側積分回路5421と、正極側乗算器5431と、負極側減算器5412と、負極側積分回路5422と、負極側乗算器5432とを含む。さらに交流調整部540は、基準電源545及び交流信号源546を備える。   The AC adjustment unit 540 includes a positive electrode side subtractor 5411, a positive electrode side integration circuit 5421, a positive electrode side multiplier 5431, a negative electrode side subtractor 5412, a negative electrode side integration circuit 5422, and a negative electrode side multiplier 5432. Further, the AC adjustment unit 540 includes a reference power source 545 and an AC signal source 546.

基準電源545は、正極側の交流電位差V1と負極側の交流電位差V2とを一致させるために、0V(ボルト)を基準に設定された電圧(以下、「基準電圧Vs」という。)を出力する。基準電圧Vsは、実験等で定められた値である。   The reference power source 545 outputs a voltage (hereinafter referred to as “reference voltage Vs”) set with 0 V (volt) as a reference in order to match the positive-side AC potential difference V1 with the negative-side AC potential difference V2. . The reference voltage Vs is a value determined by experiments or the like.

交流信号源546は、基準周波数fbの交流信号を発振させる発振源である。基準周波数fbは、燃料電池スタック1の内部インピーダンスを測定するのに適した所定の値に設定される。基準周波数fbは、例えば1kHz(キロヘルツ)に設定される。   The AC signal source 546 is an oscillation source that oscillates an AC signal having the reference frequency fb. The reference frequency fb is set to a predetermined value suitable for measuring the internal impedance of the fuel cell stack 1. The reference frequency fb is set to 1 kHz (kilohertz), for example.

正極側減算器5411は、正極側検出部521から出力される検出信号V1から、基準電圧Vsを減算することにより、基準電圧Vsからのズレ幅に比例した差分信号を出力する。例えば、基準電圧Vsからのズレ幅が大きくなるほど差分信号のレベルは高くなる。   The positive-side subtractor 5411 outputs a difference signal proportional to the deviation width from the reference voltage Vs by subtracting the reference voltage Vs from the detection signal V1 output from the positive-side detection unit 521. For example, the difference signal level increases as the deviation width from the reference voltage Vs increases.

正極側積分回路5421は、正極側減算器5411から出力される差分信号を積分することにより、差分信号の平均化又は感度の調節をする。そして正極側積分回路5421は、積分された差分信号を正極側乗算器5431に出力する。   The positive-side integrating circuit 5421 integrates the difference signal output from the positive-side subtractor 5411 to thereby average the difference signal or adjust the sensitivity. Then, the positive side integration circuit 5421 outputs the integrated difference signal to the positive side multiplier 5431.

正極側乗算器5431は、交流信号源546から出力される基準周波数fbの交流信号に対して差分信号を乗算することにより、交流電位差V1の振幅を基準電圧Vsに収束させる交流電圧Vi1を生成する。例えば正極側減算器5411から出力される差分信号のレベルが大きくなるほど交流電圧Vi1の振幅は大きくなる。   The positive-side multiplier 5431 generates an AC voltage Vi1 that converges the amplitude of the AC potential difference V1 to the reference voltage Vs by multiplying the AC signal of the reference frequency fb output from the AC signal source 546 by the difference signal. . For example, the amplitude of the AC voltage Vi1 increases as the level of the difference signal output from the positive-side subtractor 5411 increases.

正極側乗算器5431は、交流電圧Vi1を電流指令信号として正極側電源部531へ出力する。交流電圧Vi1は、正極側電源部531によって交流電流I1に変換される。   The positive multiplier 5431 outputs the AC voltage Vi1 to the positive power supply 531 as a current command signal. The AC voltage Vi1 is converted into an AC current I1 by the positive power supply unit 531.

なお、負極側減算器5412、負極側積分回路5422及び負極側乗算器5432は、それぞれ、正極側減算器5411、正極側積分回路5421及び正極側乗算器5431と同じ構成であるため、これらの構成についての説明を省略する。   Note that the negative-side subtractor 5412, the negative-side integrating circuit 5422, and the negative-side multiplier 5432 have the same configurations as the positive-side subtracter 5411, the positive-side integrating circuit 5421, and the positive-side multiplier 5431, respectively. The description about is omitted.

このように、交流調整部540は、交流電位差V1の振幅が基準電圧Vsとなるように、正極側電源部531から出力される交流電流I1の振幅を調整する。同様に交流調整部540は、交流電位差V2の振幅が基準電圧Vsとなるように、負極側電源部532から出力される交流電流I2の振幅を調整する。   As described above, the AC adjustment unit 540 adjusts the amplitude of the AC current I1 output from the positive power supply unit 531 so that the amplitude of the AC potential difference V1 becomes the reference voltage Vs. Similarly, the AC adjustment unit 540 adjusts the amplitude of the AC current I2 output from the negative power supply unit 532 so that the amplitude of the AC potential difference V2 becomes the reference voltage Vs.

これにより、交流電位Va及び交流電位Vbが互いに同じレベルに制御されるので、正極端子211に重畳される交流電位Vaと、負極端子212に重畳される交流電位Vbとが一致する。これにより、インピーダンス測定装置5から燃料電池スタック1へ出力された交流電流I1及びI2が負荷3の方に漏れ出るのを防ぐことができる。なお、以下では、交流電位Vaと交流電位Vbとが互いに等しくなるように正極側電源部531及び負極側電源部532を制御することを「等電位制御」という。   As a result, the AC potential Va and the AC potential Vb are controlled to the same level, so that the AC potential Va superimposed on the positive electrode terminal 211 matches the AC potential Vb superimposed on the negative electrode terminal 212. Thereby, it is possible to prevent the alternating currents I1 and I2 output from the impedance measuring device 5 to the fuel cell stack 1 from leaking toward the load 3. In the following, controlling the positive power supply unit 531 and the negative power supply unit 532 so that the AC potential Va and the AC potential Vb are equal to each other is referred to as “equipotential control”.

次に演算部550の構成について図6を参照して説明する。   Next, the structure of the calculating part 550 is demonstrated with reference to FIG.

演算部550は、交流調整部540により調整された交流電流I1及びI2の振幅と交流電位差V1及びV2の振幅とに基づいて、燃料電池スタック1の内部インピーダンスを演算する演算手段である。   The calculation unit 550 is a calculation unit that calculates the internal impedance of the fuel cell stack 1 based on the amplitudes of the alternating currents I1 and I2 adjusted by the AC adjustment unit 540 and the amplitudes of the AC potential differences V1 and V2.

演算部550には、正極側検出部521及び負極側検出部522から交流電位差V1及びV2の振幅を示す検出信号が入力され、正極側電源部531及び負極側電源部532から交流電流I1及びI2の振幅を示す検出信号が入力される。   The calculation unit 550 receives detection signals indicating the amplitudes of the AC potential differences V1 and V2 from the positive electrode side detection unit 521 and the negative electrode side detection unit 522, and receives alternating currents I1 and I2 from the positive electrode side power supply unit 531 and the negative electrode side power supply unit 532. A detection signal indicating the amplitude of is input.

演算部550は、AD(Analog Digital)変換器551とマイコンチップ552とを含む。   The arithmetic unit 550 includes an AD (Analog Digital) converter 551 and a microcomputer chip 552.

AD変換器551は、交流電流I1及びI2の検出信号、及び交流電位差V1及びV2の検出信号をデジタル数値信号に変換し、マイコンチップ552に転送する。   The AD converter 551 converts the detection signals of the alternating currents I1 and I2 and the detection signals of the alternating potential differences V1 and V2 into digital numerical signals and transfers them to the microcomputer chip 552.

マイコンチップ552には、燃料電池スタック1の内部抵抗Rn及び燃料電池スタック1全体の内部抵抗Rを算出するプログラムが予め記憶されている。マイコンチップ552は、所定の微小時間間隔で順次内部抵抗Rを演算し、又は、コントロールユニット6の要求に応じて内部抵抗R演算し、その演算結果をコントロールユニット6に出力する。なお、燃料電池スタック1の内部抵抗Rn及び燃料電池スタック1全体の内部抵抗Rは、次式で演算される。   The microcomputer chip 552 stores a program for calculating the internal resistance Rn of the fuel cell stack 1 and the internal resistance R of the entire fuel cell stack 1 in advance. The microcomputer chip 552 sequentially calculates the internal resistance R at predetermined minute time intervals, or calculates the internal resistance R in response to a request from the control unit 6 and outputs the calculation result to the control unit 6. The internal resistance Rn of the fuel cell stack 1 and the internal resistance R of the entire fuel cell stack 1 are calculated by the following equations.

Figure 0006458375
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演算部550は、例えば、アナログ演算ICを含んで構成されるアナログ演算回路により実現される。アナログ演算回路を用いることにより、時間的に連続した抵抗値の変化をコントロールユニット6に出力することができる。   The calculation unit 550 is realized by an analog calculation circuit including an analog calculation IC, for example. By using the analog arithmetic circuit, it is possible to output a temporally continuous change in resistance value to the control unit 6.

コントロールユニット6は、演算部550から出力される内部抵抗Rを受信すると、内部抵抗Rの大きさに応じて、燃料電池スタック1の運転状態を制御する。   When the control unit 6 receives the internal resistance R output from the calculation unit 550, the control unit 6 controls the operation state of the fuel cell stack 1 according to the magnitude of the internal resistance R.

例えば、コントロールユニット6は、内部抵抗Rが高い場合には燃料電池スタック1の電解質膜111が乾いた状態であると判断し、燃料電池スタック1に供給されるカソードガスの流量を減らす。これにより、燃料電池スタック1から持ち出される水分量を減少させることができる。   For example, when the internal resistance R is high, the control unit 6 determines that the electrolyte membrane 111 of the fuel cell stack 1 is in a dry state, and reduces the flow rate of the cathode gas supplied to the fuel cell stack 1. Thereby, the amount of water taken out from the fuel cell stack 1 can be reduced.

次にインピーダンス測定装置5による等電位制御の作用効果を説明する。   Next, the effect of the equipotential control by the impedance measuring device 5 will be described.

図7は、燃料電池スタック1の正極端子211に生じる正極電位の変化と、負極端子212に生じる負極電位の変化とを例示する図である。   FIG. 7 is a diagram illustrating a change in the positive electrode potential that occurs at the positive electrode terminal 211 of the fuel cell stack 1 and a change in the negative electrode potential that occurs at the negative electrode terminal 212.

燃料電池スタック1の出力中は、正極端子211及び負極端子212の端子間に、燃料電池スタック1から負荷3に出力される直流電圧Vdcが生じる。インピーダンス測定装置5が起動(ON)される前は、正極端子211の正極電位、及び負極端子212の負極電位は、点線で示すように共に一定であり、正極電位と負極電位との電位差である直流電圧Vdcが負荷3に供給される。その後インピーダンス測定装置5が起動され、正極側電源部531及び負極側電源部532から交流電流I1及びI2が出力されると、正極電位に交流電位Vaが重畳され、負極電位に交流電位Vbが重畳される。   During output of the fuel cell stack 1, a DC voltage Vdc output from the fuel cell stack 1 to the load 3 is generated between the positive electrode terminal 211 and the negative electrode terminal 212. Before the impedance measuring device 5 is activated (ON), the positive electrode potential of the positive electrode terminal 211 and the negative electrode potential of the negative electrode terminal 212 are both constant as shown by the dotted line, which is a potential difference between the positive electrode potential and the negative electrode potential. A DC voltage Vdc is supplied to the load 3. After that, when the impedance measuring device 5 is activated and the alternating currents I1 and I2 are output from the positive power supply unit 531 and the negative power supply unit 532, the alternating current potential Va is superimposed on the positive potential and the alternating potential Vb is superimposed on the negative potential. Is done.

正極側電源部531から出力された交流電流I1は、正極側直流遮断部511を介して、燃料電池スタック1の正極端子211に出力され、中途点端子213及び中途点直流遮断部513を介して正極側検出部521に出力される。このとき、正極端子211と中途点端子213との間には、交流電流I1が内部抵抗R1に供給されることで内部抵抗R1での電圧降下により交流電位差V1(=Va−Vc)が生じる。この交流電位差V1は、正極側検出部521によって検出される。   The alternating current I1 output from the positive electrode side power supply unit 531 is output to the positive electrode terminal 211 of the fuel cell stack 1 through the positive electrode side direct current cut-off unit 511, and then passes through the intermediate point terminal 213 and the intermediate point direct current cut off unit 513. It is output to the positive electrode side detection unit 521. At this time, an AC potential difference V1 (= Va−Vc) is generated between the positive electrode terminal 211 and the midway terminal 213 due to a voltage drop at the internal resistance R1 by supplying the AC current I1 to the internal resistance R1. The AC potential difference V1 is detected by the positive electrode side detection unit 521.

一方、負極側電源部532から出力された交流電流I2は、負極側直流遮断部512を介して燃料電池スタック1の負極端子212に供給され、中途点端子213及び中途点直流遮断部513を介して負極側検出部522に出力される。このとき、負極端子212と中途点端子213との間には、交流電流I2が内部抵抗R2に供給されることで内部抵抗R2での電圧降下により交流電位差V2(=Vb−Vc)が生じる。この交流電位差V2は、負極側検出部522によって検出される。   On the other hand, the alternating current I2 output from the negative electrode side power supply unit 532 is supplied to the negative electrode terminal 212 of the fuel cell stack 1 via the negative electrode side DC blocking unit 512 and passes through the halfway terminal 213 and the halfway DC blocking unit 513. And output to the negative electrode side detection unit 522. At this time, an AC potential difference V2 (= Vb−Vc) is generated between the negative electrode terminal 212 and the midway terminal 213 due to the voltage drop at the internal resistance R2 by supplying the AC current I2 to the internal resistance R2. The AC potential difference V2 is detected by the negative electrode side detection unit 522.

交流調整部540は、正極側の交流電位差V1と、負極側の交流電位差V2との電位差(V1−V2)、すなわち交流電位Vaと交流電位Vbとの差(Va−Vb)が常に小さくなるように負極側電源部532を調節する。これにより、正極電位の交流成分Vaの振幅と負極電位の交流成分Vbの振幅とが等しくなるので、直流電圧Vdcは変動せずに一定となる。   The AC adjusting unit 540 always reduces the potential difference (V1−V2) between the AC potential difference V1 on the positive electrode side and the AC potential difference V2 on the negative electrode side, that is, the difference (Va−Vb) between the AC potential Va and the AC potential Vb. The negative-side power supply unit 532 is adjusted. As a result, the amplitude of the AC component Va having the positive potential is equal to the amplitude of the AC component Vb having the negative potential, so that the DC voltage Vdc is constant without fluctuation.

そして演算部550は、正極側検出部521及び負極側検出部522から出力される交流電位差V1及びV2と、正極側電源部531及び負極側電源部532から出力される交流電流I1及びI2とに基づいてオームの法則を適用する。これにより、燃料電池スタック1の正極側の内部抵抗R1及び負極側の内部抵抗R2が算出される。   Then, the calculation unit 550 converts the AC potential differences V1 and V2 output from the positive electrode side detection unit 521 and the negative electrode side detection unit 522 and the AC currents I1 and I2 output from the positive electrode side power supply unit 531 and the negative electrode side power supply unit 532. Apply Ohm's law based on. Thereby, the internal resistance R1 on the positive electrode side and the internal resistance R2 on the negative electrode side of the fuel cell stack 1 are calculated.

ここでは、正極端子211及び負極端子212の交流電位が同じ値になるので、仮に正極端子211及び負極端子212に対して走行用モータなどの負荷3が接続された状態であっても、交流電流I1又はI2が負荷3の方に漏洩するのを抑制できる。   Here, since the AC potentials of the positive electrode terminal 211 and the negative electrode terminal 212 have the same value, even if the load 3 such as a traveling motor is connected to the positive electrode terminal 211 and the negative electrode terminal 212, the AC current I1 or I2 can be prevented from leaking toward the load 3.

さらに負荷3の作動状態によらず、稼働中の燃料電池スタック1の内部抵抗R1及びR2の測定値に基づいて燃料電池スタック1全体の内部抵抗Rを正確に測定することができる。また、正極側電源部531及び負極側電源部532が使用されるので、燃料電池スタック1が停止中であっても内部抵抗Rを測定することができる。   Furthermore, the internal resistance R of the entire fuel cell stack 1 can be accurately measured based on the measured values of the internal resistances R1 and R2 of the operating fuel cell stack 1 regardless of the operating state of the load 3. Further, since the positive power supply unit 531 and the negative power supply unit 532 are used, the internal resistance R can be measured even when the fuel cell stack 1 is stopped.

インピーダンス測定装置5においては、正極端子211と正極側電源部531との間に正極側直流遮断部511が設けられ、負極端子212と負極側電源部532との間に負極側直流遮断部512が設けられている。   In the impedance measuring device 5, a positive side DC blocking unit 511 is provided between the positive terminal 211 and the positive side power supply unit 531, and a negative side DC blocking unit 512 is provided between the negative terminal 212 and the negative side power supply unit 532. Is provided.

このため、正極端子211及び負極端子212の各々に一定レベルの交流電位Va及びVbを重畳するには、直流遮断部511及び512に対して双極性の交流信号を出力する必要がある。   For this reason, in order to superimpose the AC potentials Va and Vb at a certain level on each of the positive electrode terminal 211 and the negative electrode terminal 212, it is necessary to output a bipolar AC signal to the DC blocking units 511 and 512.

双極性の交流信号とは、0Vを基準とし信号が正(プラス)の値と負(マイナス)の値とに交互に変化する交流信号のことである。仮に、0Vよりも高い値を基準に変化する交流信号を直流遮断部511に出力すると、交流信号の直流成分が0Vよりも高いため直流遮断部511に電荷が蓄積され飽和してしまい、直流遮断部511から正極端子211へ交流信号が伝達されなくなる。   A bipolar AC signal is an AC signal in which the signal changes alternately between a positive (plus) value and a negative (minus) value with 0V as a reference. If an alternating current signal that changes based on a value higher than 0V is output to the direct current interrupter 511, the direct current component of the alternating current signal is higher than 0V, so that charge is accumulated in the direct current interrupter 511 and becomes saturated. An AC signal is not transmitted from the unit 511 to the positive terminal 211.

これに対してインピーダンス測定装置5の内部回路を、双極性の交流信号を処理する回路構成にすると、交流信号が正のときに信号を処理する回路と交流信号が負のときに信号を処理する回路とを別々に設ける必要があり、内部回路の構成が複雑になってしまう。   On the other hand, if the internal circuit of the impedance measuring device 5 is configured to process a bipolar AC signal, the circuit that processes the signal when the AC signal is positive and the signal when the AC signal is negative. It is necessary to provide the circuit separately, and the configuration of the internal circuit becomes complicated.

そこで本実施形態では、正極側検出部521の同期検波回路5214に入力される交流の検出信号や、正極側電源部531の同期検波回路5312に入力される検出信号を双極性から単極性に変換する。単極性の交流信号とは、信号が正又は負のいずれか一方で、基準となる値を中心に変化する交流信号のことである。   Therefore, in the present embodiment, the AC detection signal input to the synchronous detection circuit 5214 of the positive electrode side detection unit 521 and the detection signal input to the synchronous detection circuit 5312 of the positive electrode side power supply unit 531 are converted from bipolar to unipolar. To do. A unipolar AC signal is an AC signal that changes around a reference value while the signal is either positive or negative.

図8は、本実施形態における同期検波回路5214の構成を示す図である。   FIG. 8 is a diagram showing a configuration of the synchronous detection circuit 5214 in the present embodiment.

同期検波回路5214は、単極性変換回路410と、信号乗算回路420と、信号抽出フィルタ430とを含む。   The synchronous detection circuit 5214 includes a unipolar conversion circuit 410, a signal multiplication circuit 420, and a signal extraction filter 430.

単極性変換回路410は、双極性の交流信号を単極性の交流信号に変換する極性変換手段である。   The unipolar conversion circuit 410 is polarity conversion means for converting a bipolar AC signal into a unipolar AC signal.

本実施形態では、単極性変換回路410は、増幅回路5213から出力される検出信号を、双極性の交流信号から単極性の交流信号に変換する。単極性変換回路410は、コンデンサ411と基準電位線412と抵抗素子413とを含む。   In the present embodiment, the unipolar conversion circuit 410 converts the detection signal output from the amplifier circuit 5213 from a bipolar AC signal to a unipolar AC signal. The unipolar conversion circuit 410 includes a capacitor 411, a reference potential line 412, and a resistance element 413.

コンデンサ411は、交流信号の振幅の中心を0Vから基準電位(Vo/2)に変換するために用いられる。コンデンサ411の一方の電極は、増幅回路5213の出力端子と接続され、他方の電極は、信号乗算回路420の入力端子と接続される。   The capacitor 411 is used to convert the center of the amplitude of the AC signal from 0 V to the reference potential (Vo / 2). One electrode of the capacitor 411 is connected to the output terminal of the amplifier circuit 5213, and the other electrode is connected to the input terminal of the signal multiplier circuit 420.

基準電位線412は、図示していない電源から直流の基準電位(Vo/2)が供給される信号線である。基準電位(Vo/2)は、増幅回路5213から出力される交流信号の振幅の半分の値に設定される。   The reference potential line 412 is a signal line to which a DC reference potential (Vo / 2) is supplied from a power source (not shown). The reference potential (Vo / 2) is set to a value that is half the amplitude of the AC signal output from the amplifier circuit 5213.

抵抗素子413は、コンデンサ411の他方の電極に基準電位(Vo/2)を重畳するために設けられる。抵抗素子413の一端は、基準電位線412に接続され、抵抗素子413の他端は、他方の電極と信号乗算回路420の入力端子とに接続される。   The resistance element 413 is provided to superimpose a reference potential (Vo / 2) on the other electrode of the capacitor 411. One end of the resistance element 413 is connected to the reference potential line 412, and the other end of the resistance element 413 is connected to the other electrode and the input terminal of the signal multiplication circuit 420.

このように、単極性変換回路410では、双極性の交流信号がコンデンサ411の一方の電極に入力されると、他方の電極には、同じ波形の交流信号が伝播されるとともに、抵抗素子413によって直流の基準電位(Vo/2)が重畳される。これにより、単極性の交流信号が生成されて信号乗算回路420に入力される。Thus, in the unipolar conversion circuit 410, when a bipolar AC signal is input to one electrode of the capacitor 411, an AC signal having the same waveform is propagated to the other electrode, and the resistance element 413 A DC reference potential (Vo / 2) is superimposed. As a result, a unipolar AC signal is generated and input to the signal multiplication circuit 420.

信号乗算回路420は、単極性変換回路410から出力される検出信号の位相を、図5に示した交流信号源546から出力される基準周波数fbの交流信号(以下「基準信号」という。)に基づいて、180度シフトさせることにより、全波整流波形を生成する。The signal multiplication circuit 420 converts the phase of the detection signal output from the unipolar conversion circuit 410 into an AC signal of the reference frequency fb (hereinafter referred to as “reference signal”) output from the AC signal source 546 shown in FIG. Based on this, a full-wave rectified waveform is generated by shifting 180 degrees.

具体的には、信号乗算回路420は、交流信号源546の基準信号が正のときは検出信号の位相を180度だけシフトさせ、交流信号源546の基準信号が負のときは検出信号の位相をシフトさせないことにより、検出信号に全波整流波形処理を施す。 Specifically, the signal multiplying circuit 420, an AC signal source when the reference signal 546 is positive is shifted by 180 degrees the phase of the detection signal, the detection signal when the reference signal of the AC signal source 546 is negative phase Is not shifted , full-wave rectification waveform processing is applied to the detection signal.

信号乗算回路420は、抵抗素子421〜23と、トランジスタ424と、オペアンプ425と、コンパレータ426とを含む。 Signal multiplier circuit 420 includes a resistive element 421-4 23, a transistor 424, an operational amplifier 425, a comparator 426.

抵抗素子421は、単極性変換回路410の出力端子とオペアンプ425の反転入力端子(−)との間に接続され、抵抗素子422は、単極性変換回路410の出力端子とオペアンプ425の非反転入力端子(+)との間に接続される。   The resistance element 421 is connected between the output terminal of the unipolar conversion circuit 410 and the inverting input terminal (−) of the operational amplifier 425, and the resistance element 422 is the non-inverting input of the unipolar conversion circuit 410 and the operational amplifier 425. Connected to terminal (+).

抵抗素子423は、オペアンプ425の反転入力端子(−)とオペアンプ425の出力端子との間に接続される。抵抗素子423の抵抗値は、抵抗素子421の抵抗値と同じ値に設定される。   The resistance element 423 is connected between the inverting input terminal (−) of the operational amplifier 425 and the output terminal of the operational amplifier 425. The resistance value of the resistance element 423 is set to the same value as the resistance value of the resistance element 421.

トランジスタ424は、オペアンプ425の非反転端子(+)とアースされた接地線との間に接続される。本実施形態では、トランジスタ424は、電界効果トランジスタ(Field effect transistor;FET)であり、トランジスタ424のドレイン(D)がオペアンプ425の非反転端子(+)に接続され、トランジスタ424のソース(S)が接地線と接続される。   The transistor 424 is connected between the non-inverting terminal (+) of the operational amplifier 425 and a grounded ground line. In the present embodiment, the transistor 424 is a field effect transistor (FET), the drain (D) of the transistor 424 is connected to the non-inverting terminal (+) of the operational amplifier 425, and the source (S) of the transistor 424. Is connected to the ground wire.

トランジスタ424のゲート(G)は、交流電流I1と同一周波数fbの信号成分を検波するための検波信号を供給するコンパレータ426と接続される。検波信号は、図4に示した交流信号源546から出力される基準信号に基づいて生成される矩形のパルス信号である。例えば、基準信号が正のときには5V(ボルト)のパルス信号を出力し、基準信号が負のときには0Vのパルス信号を出力する。   The gate (G) of the transistor 424 is connected to a comparator 426 that supplies a detection signal for detecting a signal component having the same frequency fb as that of the alternating current I1. The detection signal is a rectangular pulse signal generated based on the reference signal output from the AC signal source 546 shown in FIG. For example, a 5V (volt) pulse signal is output when the reference signal is positive, and a 0V pulse signal is output when the reference signal is negative.

トランジスタ424は、コンパレータ426から出力される検波信号に応じて、オペアンプ425の非反転端子(+)と接地線との間を接続又は遮断する。すなわち、トランジスタ424は、交流信号源546から出力される基準信号に基づいて、オペアンプ425の非反転端子(+)を接地状態(導通状態)又は非接地状態(非導通状態)に切り替える。   The transistor 424 connects or blocks between the non-inverting terminal (+) of the operational amplifier 425 and the ground line according to the detection signal output from the comparator 426. That is, the transistor 424 switches the non-inverting terminal (+) of the operational amplifier 425 to the ground state (conduction state) or the non-ground state (non-conduction state) based on the reference signal output from the AC signal source 546.

オペアンプ425の反転入力端子(−)及び非反転入力端子(+)には、単極性変換回路410から出力される単極性の交流信号が共に入力される。   A unipolar AC signal output from the unipolar conversion circuit 410 is input to the inverting input terminal (−) and the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier 425.

オペアンプ425は、交流信号源546から出力される基準信号に基づいて、単極性変換回路410から出力される単極性の交流信号の位相を0度又は180度だけシフトさせる。   The operational amplifier 425 shifts the phase of the unipolar AC signal output from the unipolar conversion circuit 410 by 0 degree or 180 degrees based on the reference signal output from the AC signal source 546.

オペアンプ425では、交流信号源546の基準信号が正のときにはトランジスタ424が導通状態となって非反転入力端子(+)が0Vとなるので、反転入力端子(−)に入力される交流信号を反転させた信号が出力される。   In the operational amplifier 425, when the reference signal of the AC signal source 546 is positive, the transistor 424 becomes conductive and the non-inverting input terminal (+) becomes 0 V. Therefore, the AC signal input to the inverting input terminal (−) is inverted. The output signal is output.

一方、交流信号源546の基準信号が負のときにはトランジスタ424が非導通状態となって非反転入力端子(+)と反転入力端子(−)とが同電位となるので、抵抗素子423を介して反転していない交流信号が出力される。   On the other hand, when the reference signal of the AC signal source 546 is negative, the transistor 424 becomes non-conductive and the non-inverting input terminal (+) and the inverting input terminal (−) have the same potential. A non-inverted AC signal is output.

信号抽出フィルタ430は、信号乗算回路420によって全波整流波形処理が施された検出信号を平滑にする。信号抽出フィルタ430は、例えば低域通過フィルタ(LPF)により実現される。   The signal extraction filter 430 smoothes the detection signal that has been subjected to the full-wave rectification waveform processing by the signal multiplication circuit 420. The signal extraction filter 430 is realized by, for example, a low-pass filter (LPF).

本実施形態では、信号抽出フィルタ430は、抵抗素子131とコンデンサ132とにより構成される低域通過フィルタである。   In the present embodiment, the signal extraction filter 430 is a low-pass filter composed of a resistance element 131 and a capacitor 132.

抵抗素子131の一端はオペアンプ425の出力端子に接続され、抵抗素子131の他端はコンデンサ132の一方の電極と接続され、コンデンサ132の他方の電極は接地される。   One end of the resistance element 131 is connected to the output terminal of the operational amplifier 425, the other end of the resistance element 131 is connected to one electrode of the capacitor 132, and the other electrode of the capacitor 132 is grounded.

これにより、信号乗算回路420から出力される検出信号は、直流の検出信号V1に変換される。変換された検出信号V1は、交流電位差V1の振幅に比例した信号であり、例えば交流電位差V1の振幅が大きくなるほど検出信号V1のレベルは高くなる。   Thus, the detection signal output from the signal multiplication circuit 420 is converted into a DC detection signal V1. The converted detection signal V1 is a signal proportional to the amplitude of the AC potential difference V1, and for example, the level of the detection signal V1 increases as the amplitude of the AC potential difference V1 increases.

図9は、単極性変換回路410によって変換される交流信号を示す図である。   FIG. 9 is a diagram illustrating an AC signal converted by the unipolar conversion circuit 410.

単極性変換回路410によって、0Vを中心に正と負とに変化する双極性の交流信号は、最小値がゼロとなり、かつ、基準電位(Vo/2)を中心に正側で変化する単極性の交流信号に変換される。   Bipolar alternating current signal that changes between positive and negative around 0V by the unipolar conversion circuit 410 has a minimum value of zero, and the unipolar that changes on the positive side around the reference potential (Vo / 2) Is converted into an AC signal.

このように、単極性変換回路410が信号乗算回路420よりも電位差検出回路5211側に配置されることで、信号乗算回路420に入力される交流信号が双極性から単極性に変換される。このため、信号乗算回路420では、1個のトランジスタ424によってオペアンプ425から出力される信号を全波整流波形に形成することが可能となる。すなわち、信号乗算回路420を簡素な構成にすることができる。   As described above, the unipolar conversion circuit 410 is arranged closer to the potential difference detection circuit 5211 than the signal multiplication circuit 420, whereby the AC signal input to the signal multiplication circuit 420 is converted from bipolar to unipolar. Therefore, in the signal multiplication circuit 420, a signal output from the operational amplifier 425 can be formed into a full-wave rectified waveform by one transistor 424. That is, the signal multiplication circuit 420 can be configured simply.

図8では同期検波回路5214の構成について説明したが、インピーダンス測定装置5に備えられる他の同期検波回路についても、同期検波回路5214と同じように簡素な構成にすることが可能である。例えば、負極側検出部522の同期検波回路5224や、正極側電源部531及び負極側電源部532の各同期検波回路5314についても、単極性変換回路410、信号乗算回路420及び信号抽出フィルタ430を含んだ構成にする。   Although the configuration of the synchronous detection circuit 5214 has been described with reference to FIG. 8, other synchronous detection circuits provided in the impedance measuring device 5 can be configured as simple as the synchronous detection circuit 5214. For example, for the synchronous detection circuit 5224 of the negative electrode side detection unit 522 and the synchronous detection circuits 5314 of the positive electrode side power supply unit 531 and the negative electrode side power supply unit 532, the unipolar conversion circuit 410, the signal multiplication circuit 420, and the signal extraction filter 430 are provided. Contain the configuration.

これにより、信号乗算回路420に用いられるトランジスタの数を削減することできるので、インピーダンス測定装置5を小型にするとともに製造コストを抑制することができる。   As a result, the number of transistors used in the signal multiplication circuit 420 can be reduced, so that the impedance measuring device 5 can be downsized and the manufacturing cost can be reduced.

なお、本実施形態ではトランジスタ424としてFETを用いる例について説明したが、これに限られるものではない。例えば、トランジスタ424としてバイポーラトランジスタが用いられてもよい。この場合には、コレクタ(C)がオペアンプ425の非反転端子(+)に接続され、エミッタ(E)が接地線と接続され、ベース(B)がコンパレータ426と接続される。   Note that although an example in which an FET is used as the transistor 424 has been described in this embodiment, the present invention is not limited to this. For example, a bipolar transistor may be used as the transistor 424. In this case, the collector (C) is connected to the non-inverting terminal (+) of the operational amplifier 425, the emitter (E) is connected to the ground line, and the base (B) is connected to the comparator 426.

また本実施形態では単極性変換回路410を増幅回路5213と信号乗算回路420との間に配置する例について説明したが、単極性変換回路410の位置は、直流遮断部511及び512と信号乗算回路420との間であればよい。   In the present embodiment, the example in which the unipolar conversion circuit 410 is disposed between the amplifier circuit 5213 and the signal multiplication circuit 420 has been described. However, the unipolar conversion circuit 410 is located at the DC blocking units 511 and 512 and the signal multiplication circuit. It may be between 420.

図10は、単極性変換回路410の配置例を示す図である。ここでは、図3に示した同期検波回路5214の単極性変換回路410が、正極側直流遮断部511(又はコンデンサ511B)と正極側検出部521の第1入力端子との間に配置される。さらに同期検波回路5224の単極性変換回路410が、負極側直流遮断部512(又はコンデンサ512B)と負極側検出部522の第1入力端子との間に配置される。   FIG. 10 is a diagram illustrating an arrangement example of the unipolar conversion circuit 410. Here, the unipolar conversion circuit 410 of the synchronous detection circuit 5214 shown in FIG. 3 is arranged between the positive-side DC blocking unit 511 (or the capacitor 511B) and the first input terminal of the positive-side detection unit 521. Furthermore, the unipolar conversion circuit 410 of the synchronous detection circuit 5224 is disposed between the negative-side DC blocking unit 512 (or the capacitor 512B) and the first input terminal of the negative-side detection unit 522.

このように単極性変換回路410を、正極側直流遮断部511と正極側検出部521の信号乗算回路420との間、又は、負極側直流遮断部512と負極側検出部522の信号乗算回路420との間に配置すれば、信号乗算回路420に入力される信号は単極性の交流信号に変換されるので、信号乗算回路420の構成を簡素にできる。   In this way, the unipolar conversion circuit 410 is connected between the positive-side DC cutoff unit 511 and the signal multiplication circuit 420 of the positive-side detection unit 521 or between the negative-side DC cutoff unit 512 and the negative-side detection unit 522. Since the signal input to the signal multiplier circuit 420 is converted into a unipolar AC signal, the configuration of the signal multiplier circuit 420 can be simplified.

本発明の第1実施形態によれば、正極側電源部531及び負極側電源部532で構成される電源手段は、積層電池1の正極211及び負極212に対して交流電流I1及びI2を出力する。正極側検出部521及び負極側検出部522の少なくとも一方で構成される検出手段は、正極211と積層電池1の中途点213との間の交流電位差V1と、負極212と中途点213との間の交流電位差V2とのうち少なくとも一方の交流電位差を検出する。演算部550で構成される演算手段は、検出手段により検出される交流電位差と、電源手段から出力される交流電流とに基づいて、積層電池1のインピーダンスを演算する。   According to the first embodiment of the present invention, the power supply means configured by the positive power supply unit 531 and the negative power supply unit 532 outputs alternating currents I1 and I2 to the positive electrode 211 and the negative electrode 212 of the stacked battery 1. . The detection means configured by at least one of the positive electrode side detection unit 521 and the negative electrode side detection unit 522 includes an AC potential difference V1 between the positive electrode 211 and the intermediate point 213 of the stacked battery 1, and between the negative electrode 212 and the intermediate point 213. At least one of the AC potential differences V2 is detected. The calculation means configured by the calculation unit 550 calculates the impedance of the laminated battery 1 based on the AC potential difference detected by the detection means and the AC current output from the power supply means.

そして単極性変換回路410を含んで構成される極性変換手段は、電源手段及び検出手段のうち少なくとも一方の手段により処理される交流信号を双極性と単極性との間で変換する。第1実施形態では、極性変換手段は、検出手段により検出(処理)される交流電位差を示す交流信号を双極性から単極性に変換する。   And the polarity conversion means comprised including the unipolar conversion circuit 410 converts the alternating current signal processed by at least one of a power supply means and a detection means between bipolar and unipolar. In the first embodiment, the polarity conversion unit converts an AC signal indicating an AC potential difference detected (processed) by the detection unit from bipolar to unipolar.

このように本実施形態によれば、極性変換手段によって、電源手段から双極性の交流信号が出力されるとともに、検出手段から単極性の交流信号が入力されることになるので、インピーダンス測定装置5を簡素にできるとともに製造コストを抑制できる。   As described above, according to the present embodiment, the polarity conversion means outputs the bipolar AC signal from the power supply means and the unipolar AC signal from the detection means. Can be simplified and the manufacturing cost can be suppressed.

また本実施形態では、インピーダンス測定装置5は、正極端子211及び負極端子212から検出部521及び522にそれぞれ出力される交流信号を通過させる直流遮断部511及び512で構成される直流遮断手段を含む。さらに、交流電流I1と同一周波数fbを有する基準信号に基づいて、検出手段から出力される交流電位差V1を示す交流信号のうち同一周波数fbの信号成分を抽出する信号乗算回路420で構成される抽出回路を含む。   Further, in the present embodiment, the impedance measuring device 5 includes DC blocking means configured by DC blocking units 511 and 512 that pass AC signals output from the positive terminal 211 and the negative terminal 212 to the detection units 521 and 522, respectively. . Further, an extraction constituted by a signal multiplication circuit 420 for extracting a signal component of the same frequency fb from the AC signal indicating the AC potential difference V1 output from the detection means based on the reference signal having the same frequency fb as the AC current I1. Includes circuitry.

そして単極性変換回路410は、直流遮断手段と抽出回路との間に接続され、直流遮断手段から出力される双極性の交流信号を単極性の交流信号に変換する。例えば、単極性変換回路410は、図3に示したコンデンサ511Bと電位差検出回路5211の第1入力端子との間、又は、電位差検出回路5211と信号乗算回路420との間に配置される。   The unipolar conversion circuit 410 is connected between the DC cutoff means and the extraction circuit, and converts a bipolar AC signal output from the DC cutoff means into a unipolar AC signal. For example, the unipolar conversion circuit 410 is disposed between the capacitor 511 </ b> B and the first input terminal of the potential difference detection circuit 5211 illustrated in FIG. 3 or between the potential difference detection circuit 5211 and the signal multiplication circuit 420.

これにより、正極側検出部521及び負極側検出部522の少なくとも一方の信号乗算回路420の回路構成を簡素にできる。   Thereby, the circuit configuration of at least one signal multiplication circuit 420 of the positive electrode side detection unit 521 and the negative electrode side detection unit 522 can be simplified.

また本実施形態では、交流調整部540で構成される調整手段は、交流電位差V1と、交流電位差V2とが一致するように、電源手段から正極211及び負極212のうち少なくとも一方に出力される交流電流を調整する。そして図4で示した検出抵抗素子Rs及びオペアンプOA2で構成される電流検出手段は、電源手段から出力される交流電流I1を検出する。さらに同期検波回路5314の信号乗算回路420で構成される抽出回路は、交流電流I1と同一周波数fbを有する基準信号に基づいて、電流検出手段から出力される交流信号V1に含まれる同一周波数fbの信号成分を抽出する。   Further, in the present embodiment, the adjusting means configured by the AC adjusting unit 540 is an AC output from the power supply means to at least one of the positive electrode 211 and the negative electrode 212 so that the AC potential difference V1 and the AC potential difference V2 coincide. Adjust the current. And the current detection means comprised by the detection resistance element Rs shown in FIG. 4 and operational amplifier OA2 detects the alternating current I1 output from a power supply means. Further, the extraction circuit composed of the signal multiplication circuit 420 of the synchronous detection circuit 5314 has the same frequency fb included in the AC signal V1 output from the current detection means based on the reference signal having the same frequency fb as the AC current I1. Extract signal components.

そして単極性変換回路410は、オペアンプOA2の出力端子と信号乗算回路420との間に接続され、電流検出手段から出力される双極性の交流信号を単極性の交流信号に変換する。   The unipolar conversion circuit 410 is connected between the output terminal of the operational amplifier OA2 and the signal multiplication circuit 420, and converts a bipolar AC signal output from the current detection means into a unipolar AC signal.

これにより、正極側電源部531及び負極側電源部532の少なくとも一方の信号乗算回路420の構成を簡素にできる。   Thereby, the configuration of at least one of the signal multiplying circuit 420 of the positive power supply unit 531 and the negative power supply unit 532 can be simplified.

また本実施形態では、信号乗算回路420で構成される抽出回路は、トランジスタ424及びオペアンプ425を含む。オペアンプ425は、単極性の交流信号が入力される非反転入力端子(+)と、非反転入力端子(+)と同じ単極性の交流信号が入力される反転入力端子(−)とを有する。そしてトランジスタ424は、交流電流I1と同一周波数fbを有する基準信号に基づいて、オペアンプ425の非反転入力端子(+)と接地端子との間を接続又は遮断する。これにより、トランジスタ424によって、オペアンプ425から出力される交流信号が整流される。   In the present embodiment, the extraction circuit including the signal multiplication circuit 420 includes a transistor 424 and an operational amplifier 425. The operational amplifier 425 has a non-inverting input terminal (+) to which a unipolar AC signal is input, and an inverting input terminal (−) to which the same unipolar AC signal as the non-inverting input terminal (+) is input. The transistor 424 connects or disconnects between the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier 425 and the ground terminal based on the reference signal having the same frequency fb as the alternating current I1. Accordingly, the AC signal output from the operational amplifier 425 is rectified by the transistor 424.

このように、オペアンプ425の非反転入力端子(+)及び反転入力端子(−)の各々に単極性の交流信号を入力することにより、交流信号が正のときに必要となる回路と交流信号が負のときに必要となる回路とをそれぞれ設ける必要がなくなる。すなわち、交流信号が負のときに用いられる回路を省略できるので、抽出回路の構成を簡素にできる。   In this way, by inputting a unipolar AC signal to each of the non-inverting input terminal (+) and the inverting input terminal (−) of the operational amplifier 425, a circuit and an AC signal required when the AC signal is positive can be obtained. There is no need to provide a circuit that is necessary when negative. That is, since the circuit used when the AC signal is negative can be omitted, the configuration of the extraction circuit can be simplified.

図11は、双極性の交流信号が入力される信号乗算回路900に用いられるスイッチ回路910の構成を示す参考図である。   FIG. 11 is a reference diagram illustrating a configuration of the switch circuit 910 used in the signal multiplication circuit 900 to which a bipolar AC signal is input.

スイッチ回路910は、NchトランジスタとPchトランジスタとドライブ回路Dとにより構成される。   Switch circuit 910 includes an Nch transistor, a Pch transistor, and a drive circuit D.

信号乗算回路900に入力される交流信号が正のときには、オペアンプ425の非反転端子(+)が接地されるように、ドライブ回路DからNchトランジスタのゲート(G)に正のパルス信号Vgが供給される。   When the AC signal input to the signal multiplication circuit 900 is positive, a positive pulse signal Vg is supplied from the drive circuit D to the gate (G) of the Nch transistor so that the non-inverting terminal (+) of the operational amplifier 425 is grounded. Is done.

また、信号乗算回路900に入力される交流信号が負のときには、オペアンプ425の非反転端子(+)に負の電圧V−が印加されるように、ドライブ回路DからPchトランジスタのゲート(G)に負のパルス信号Vgを供給される。   Further, when the AC signal input to the signal multiplication circuit 900 is negative, the drive circuit D to the gate (G) of the Pch transistor so that the negative voltage V− is applied to the non-inverting terminal (+) of the operational amplifier 425. Is supplied with a negative pulse signal Vg.

このように双極性の交流信号を同期検波処理するためのスイッチ回路910には、Nchトランジスタに加えてPchトランジスタが必要になり、さらにパルス信号Vgを正と負との間で切替えるためのドライ回路Dが必要となる。 Thus the switch circuit 910 for detection processing synchronize AC signal dipolar, requires Pch transistor in addition to the Nch transistor, further drive for switching a pulse signal Vg between positive and negative Circuit D is required.

これに対して、図8に示した信号乗算回路420では、スイッチ回路910の代わりに1個のトランジスタ424だけで、交流信号が全波整流波形となるように処理できるので、回路構成を小型にでき、かつ、製造コストを低減できる。   On the other hand, the signal multiplication circuit 420 shown in FIG. 8 can be processed by using only one transistor 424 instead of the switch circuit 910 so that the AC signal becomes a full-wave rectified waveform, so that the circuit configuration can be reduced in size. And manufacturing cost can be reduced.

(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態におけるインピーダンス測定装置の構成について説明する。なお、本実施形態のインピーダンス測定装置の構成については、図2に示したインピーダンス測定装置5の構成と基本的に同じであるため、同一符号を付して説明する。
(Second Embodiment)
Next, the configuration of the impedance measuring apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described. The configuration of the impedance measuring apparatus according to the present embodiment is basically the same as the configuration of the impedance measuring apparatus 5 shown in FIG.

本実施形態では、正極側検出部521において、図3に示した同期検波回路5214が省略されるとともに、正極側電源部531において、図4に示した同期検波回路5312が省略されている。これらの同期検波回路5214及び5312の代わりに、交流調整部540に同期検波回路が設けられる。   In the present embodiment, the synchronous detection circuit 5214 shown in FIG. 3 is omitted in the positive electrode side detection unit 521, and the synchronous detection circuit 5312 shown in FIG. 4 is omitted in the positive electrode side power supply unit 531. Instead of these synchronous detection circuits 5214 and 5312, a synchronous detection circuit is provided in the AC adjustment unit 540.

図12は、本発明の第2実施形態における交流調整部540の構成を示す図である。ここでは、正極側の構成のみが示されている。   FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration of the AC adjustment unit 540 according to the second embodiment of the present invention. Here, only the configuration on the positive electrode side is shown.

本実施形態の交流調整部540は、図5に示した交流調整部の構成に加えて、同期検波回路5401と、切替回路5402と、切替信号発生器5043とを備えている。   The AC adjustment unit 540 of the present embodiment includes a synchronous detection circuit 5401, a switching circuit 5402, and a switching signal generator 5043 in addition to the configuration of the AC adjustment unit shown in FIG.

同期検波回路5401は、図8に示した同期検波回路5214と同じ構成であり、単極性変換回路410と、信号乗算回路420と、信号抽出フィルタ430とを含む。   The synchronous detection circuit 5401 has the same configuration as the synchronous detection circuit 5214 shown in FIG. 8 and includes a unipolar conversion circuit 410, a signal multiplication circuit 420, and a signal extraction filter 430.

切替回路5402は、同期検波回路5401を正極側検出部521と正極側電源部531とで兼用するために必要となる切替手段である。   The switching circuit 5402 is switching means that is necessary for the synchronous detection circuit 5401 to be shared by the positive electrode side detection unit 521 and the positive electrode side power supply unit 531.

切替回路5402は、同期検波回路5401に入力される双極性の交流信号を、正極側検出部521から出力される検出信号V1、又は、正極側電源部531から出力される検出信号I1に切り替える。これとともに切替回路5402は、同期検波回路5401から出力される検出信号を、同期検波回路5401に入力された検出信号の出力先に切替える。   The switching circuit 5402 switches the bipolar AC signal input to the synchronous detection circuit 5401 to the detection signal V1 output from the positive electrode side detection unit 521 or the detection signal I1 output from the positive electrode side power supply unit 531. At the same time, the switching circuit 5402 switches the detection signal output from the synchronous detection circuit 5401 to the output destination of the detection signal input to the synchronous detection circuit 5401.

切替回路5402は、入力切替器5402Aと出力切替器5402Bとを含む。入力切替器5402A及び出力切替器5402Bは、切替信号発生器5403から出力される切替信号により同時に切替えられる。   Switching circuit 5402 includes an input switch 5402A and an output switch 5402B. The input switching unit 5402A and the output switching unit 5402B are switched simultaneously by a switching signal output from the switching signal generator 5403.

入力切替器5402Aにおいては、第1入力端子が、図4に示した正極側電源部531のオペアンプOA2の出力端子と接続され、第2入力端子が、図3に示した正極側検出部521の増幅回路5213の出力端子と接続される。そして出力端子が同期検波回路5401の入力端子に接続される。   In the input switch 5402A, the first input terminal is connected to the output terminal of the operational amplifier OA2 of the positive power supply unit 531 shown in FIG. 4, and the second input terminal is connected to the positive side detection unit 521 shown in FIG. The output terminal of the amplifier circuit 5213 is connected. The output terminal is connected to the input terminal of the synchronous detection circuit 5401.

出力切替器5402Bにおいては、入力端子が同期検波回路5401の出力端子に接続される。そして第1出力端子が演算部550の電流検出端子(I1)と接続され、第2出力端子が、正極側減算器5411の入力端子とともに演算部550の電圧検出端子(V1)と接続され、
切替信号発生器5403は、予め定められた周期により、切替回路5402に出力される切替信号を、H(High)レベルとL(Low)レベルとに交互に切替える。
In the output switch 5402B, the input terminal is connected to the output terminal of the synchronous detection circuit 5401. The first output terminal is connected to the current detection terminal (I1) of the calculation unit 550, the second output terminal is connected to the voltage detection terminal (V1) of the calculation unit 550 together with the input terminal of the positive side subtractor 5411,
The switching signal generator 5403 alternately switches the switching signal output to the switching circuit 5402 between an H (High) level and an L (Low) level at a predetermined cycle.

例えば、切替信号発生器5403は、Hレベルの切替信号を、入力切替器5402A及び出力切替器5402Bに出力する。   For example, the switching signal generator 5403 outputs an H level switching signal to the input switching unit 5402A and the output switching unit 5402B.

これに伴い、入力切替器5402Aは、正極側電源部531のオペアンプOA2の出力端子と同期検波回路5401の入力端子との間を接続するとともに、出力切替器5402Bは、同期検波回路5401の出力端子と演算部550の電流検出端子(I1)との間を接続する。   Accordingly, the input switch 5402A connects between the output terminal of the operational amplifier OA2 of the positive power supply unit 531 and the input terminal of the synchronous detection circuit 5401, and the output switch 5402B includes the output terminal of the synchronous detection circuit 5401. And the current detection terminal (I1) of the calculation unit 550 are connected.

これにより、入力切替器5402Aの第1入力端子から同期検波回路5401の単極性変換回路410に入力された双極性の交流信号は、単極性変換回路410によって単極性の交流信号に変換される。そして変換された交流信号は、信号乗算回路420及び信号抽出フィルタ430によって不要信号が除去されて、出力切替器5402Bの第1出力端子を介して演算部550の電流検出端子(I1)に入力される。   Thus, the bipolar AC signal input from the first input terminal of the input switch 5402A to the unipolar conversion circuit 410 of the synchronous detection circuit 5401 is converted into a unipolar AC signal by the unipolar conversion circuit 410. The converted AC signal is subjected to removal of unnecessary signals by the signal multiplication circuit 420 and the signal extraction filter 430, and is input to the current detection terminal (I1) of the arithmetic unit 550 via the first output terminal of the output switch 5402B. The

また、切替信号発生器5403は、Lレベルの切替信号を、入力切替器5402A及び出力切替器5402Bに出力する。   The switching signal generator 5403 outputs an L level switching signal to the input switching unit 5402A and the output switching unit 5402B.

これに伴い、入力切替器5402Aは、正極側検出部521の増幅回路5213の出力端子と同期検波回路5401の入力端子との間を接続するとともに、出力切替器5402Bは、同期検波回路5401の出力端子と演算部550の電圧検出端子(V1)との間を接続する。   Accordingly, the input switch 5402A connects between the output terminal of the amplifier circuit 5213 of the positive polarity detection unit 521 and the input terminal of the synchronous detection circuit 5401, and the output switch 5402B outputs the output of the synchronous detection circuit 5401. The terminal and the voltage detection terminal (V1) of the calculation unit 550 are connected.

これにより、入力切替器5402Aの第2入力端子から単極性変換回路410に入力された双極性の交流信号は、単極性変換回路410によって単極性の交流信号に変換される。そして変換された交流信号は、信号乗算回路420及び信号抽出フィルタ430によって不要信号が除去されて、出力切替器5402Bの第2出力端子を介して演算部550の電圧検出端子(V1)及び正極側減算器542に入力される。   As a result, the bipolar AC signal input from the second input terminal of the input switch 5402A to the unipolar converter circuit 410 is converted by the unipolar converter circuit 410 into a unipolar AC signal. Unnecessary signals are removed from the converted AC signal by the signal multiplication circuit 420 and the signal extraction filter 430, and the voltage detection terminal (V1) and the positive side of the arithmetic unit 550 are connected via the second output terminal of the output switch 5402B. Input to the subtractor 542.

このように切替信号がLレベルからHレベルに切り替えられると、切替回路5402によって同期検波回路5401は、正極側電源部531から出力される検出信号のノイズを除去する処理回路として用いられる。   When the switching signal is switched from the L level to the H level in this way, the synchronous detection circuit 5401 is used as a processing circuit that removes noise of the detection signal output from the positive power supply unit 531 by the switching circuit 5402.

一方、切替信号がHレベルからLレベルに切り替えられると、切替回路5402によって同期検波回路5401は、正極側検出部521から出力される検出信号のノイズを除去する処理回路として用いられる。   On the other hand, when the switching signal is switched from the H level to the L level, the synchronous detection circuit 5401 is used by the switching circuit 5402 as a processing circuit for removing noise of the detection signal output from the positive electrode side detection unit 521.

本発明の第2実施形態によれば、切替回路5402で構成される切替手段は、正極側電源部531から出力される交流信号I1と、正極側検出部521から出力される交流信号V1とを交互に切り替えて単極性変換回路410に入力する。そして切替手段は、単極性変換回路410から出力される単極性の交流信号を、信号乗算回路420及び信号抽出フィルタ430を介して演算部550に出力する。   According to the second embodiment of the present invention, the switching means configured by the switching circuit 5402 receives the AC signal I1 output from the positive power supply unit 531 and the AC signal V1 output from the positive detection unit 521. The signals are alternately switched and input to the unipolar conversion circuit 410. The switching unit outputs the unipolar AC signal output from the unipolar conversion circuit 410 to the arithmetic unit 550 via the signal multiplication circuit 420 and the signal extraction filter 430.

これにより、同期検波回路5401を、検出信号I1に含まれる不要信号を除去する回路として用いることができるとともに、検出信号V1に含まれる不要信号を除去する回路としても兼用することができる。このため、インピーダンス測定装置5内に設けられる同期検波回路5401の数を削減することができる。   Thus, the synchronous detection circuit 5401 can be used as a circuit for removing unnecessary signals included in the detection signal I1, and can also be used as a circuit for removing unnecessary signals included in the detection signal V1. For this reason, the number of synchronous detection circuits 5401 provided in the impedance measuring apparatus 5 can be reduced.

さらにひとつの同期検波回路5401を兼用することにより、第1実施形態のように同期検波回路を別々に設けた場合に比べて、同期検波回路ごとの固体差に伴う測定精度の低下を抑制することができる。このため、同期検波回路5401に求められる精度を緩和することができので、同期検波回路5401の製造コストを抑制することができる。   Furthermore, by using a single synchronous detection circuit 5401, compared with the case where the synchronous detection circuit is provided separately as in the first embodiment, it is possible to suppress a decrease in measurement accuracy due to the individual difference of each synchronous detection circuit. Can do. Therefore, the accuracy required for the synchronous detection circuit 5401 can be relaxed, and the manufacturing cost of the synchronous detection circuit 5401 can be suppressed.

したがって、切替回路5402を用いて同期検波回路5401を兼用することにより、内部インピーダンスを測定する精度を維持向上させつつ、インピーダンス測定装置5を小型にするとともに製造コストを抑制することができる。   Therefore, by using the switching circuit 5402 also as the synchronous detection circuit 5401, the impedance measuring apparatus 5 can be downsized and the manufacturing cost can be reduced while maintaining and improving the accuracy of measuring the internal impedance.

なお、本実施形態では、正極側電源部531の同期検波回路を正極側検出部521の同期検波回路により兼用する例について説明したが、負極側電源部532の同期検波回路を負極側検出部522の同期検波回路により兼用するようにしてもよい。この場合には、交流調整部540の負極側の構成は、図12に示した正極側の構成と基本的に同一となる。   In this embodiment, the example in which the synchronous detection circuit of the positive power supply unit 531 is also used as the synchronous detection circuit of the positive detection unit 521 has been described. However, the synchronous detection circuit of the negative power supply unit 532 is used as the negative detection unit 522. The synchronous detection circuit may also be used. In this case, the configuration on the negative electrode side of the AC adjustment unit 540 is basically the same as the configuration on the positive electrode side shown in FIG.

(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態におけるインピーダンス測定装置について説明する。なお、本実施形態のインピーダンス測定装置の構成については、図2に示したインピーダンス測定装置5の構成と基本的に同じであるため、同一符号を付して説明する。
(Third embodiment)
Next, an impedance measuring apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described. The configuration of the impedance measuring apparatus according to the present embodiment is basically the same as the configuration of the impedance measuring apparatus 5 shown in FIG.

本実施形態では、交流調整部540は、図5に示した双極性の交流信号を発生させる交流信号源546に代えて、単極性の交流信号を発生させる交流信号源を備えている。交流信号源546から出力される単極性の交流信号は、ゼロから予め定められた電圧値までの範囲で電圧値の半値を中心に信号が振幅する交流信号である。   In the present embodiment, the AC adjustment unit 540 includes an AC signal source that generates a unipolar AC signal, instead of the AC signal source 546 that generates the bipolar AC signal shown in FIG. The unipolar alternating current signal output from the alternating current signal source 546 is an alternating current signal whose amplitude is centered on a half value of the voltage value in a range from zero to a predetermined voltage value.

このため、交流調整部540から正極側電源部521に出力される電流指令信号は、ゼロから電圧値Voまでの範囲で電圧値Voの半値を中心に変化する。   For this reason, the current command signal output from the AC adjustment unit 540 to the positive power supply unit 521 changes around the half value of the voltage value Vo in the range from zero to the voltage value Vo.

このため、交流調整部540から正極側電源部51に出力される電流指令信号は、ゼロから電圧値Voまでの範囲で電圧値Voの半値を中心に変化する。 For this reason, the current command signal output from the AC adjustment unit 540 to the positive power supply unit 5 3 1 changes around the half value of the voltage value Vo in the range from zero to the voltage value Vo.

正極側電源部531は、検出抵抗素子Rsと双極性変換回路440とを含む。   The positive power supply unit 531 includes a detection resistance element Rs and a bipolar conversion circuit 440.

検出抵抗素子Rsは、交流電流I1に比例する電流指令信号の大きさを検出するための抵抗素子である。検出抵抗素子Rsの一端は、図5に示した交流調整部540の正極側出力端子と接続され、検出抵抗素子Rsの他端は双極性変換回路440の入力端に接続される。検出抵抗素子Rsの両端に生じる検出電圧の振幅は、交流電流I1の振幅と比例する。   The detection resistance element Rs is a resistance element for detecting the magnitude of the current command signal proportional to the alternating current I1. One end of the detection resistance element Rs is connected to the positive output terminal of the AC adjustment unit 540 shown in FIG. 5, and the other end of the detection resistance element Rs is connected to the input end of the bipolar conversion circuit 440. The amplitude of the detection voltage generated at both ends of the detection resistance element Rs is proportional to the amplitude of the alternating current I1.

双極性変換回路440は、交流調整部540から出力された電流指令信号を、単極性の交流電圧から双極性の交流電流I1に変換する極性変換手段である。双極性変換回路440から出力される交流電流I1の振幅は、電流指令信号の振幅と比例する。例えば、電流指令信号の振幅が大きくなるほど、交流電流I1の振幅は大きくなる。   The bipolar conversion circuit 440 is polarity conversion means for converting the current command signal output from the AC adjustment unit 540 from a unipolar AC voltage to a bipolar AC current I1. The amplitude of the alternating current I1 output from the bipolar conversion circuit 440 is proportional to the amplitude of the current command signal. For example, the amplitude of the alternating current I1 increases as the amplitude of the current command signal increases.

双極性変換回路440は、本実施形態ではトランスにより実現される。トランスは、1次コイルと2次コイルとにより構成される。   The bipolar conversion circuit 440 is realized by a transformer in this embodiment. The transformer is composed of a primary coil and a secondary coil.

1次コイルの一端は、検出抵抗素子Rsを介して交流調整部540の正極側出力端子と接続され、1次コイルの他端は接地される。   One end of the primary coil is connected to the positive output terminal of the AC adjustment unit 540 via the detection resistance element Rs, and the other end of the primary coil is grounded.

2次コイルの一端は、図3に示したコンデンサ511Aと接続され、2次コイルの他端は接地される。   One end of the secondary coil is connected to the capacitor 511A shown in FIG. 3, and the other end of the secondary coil is grounded.

双極性変換回路440では、電流指令信号として単極性の交流電圧が1次コイルに供給されると、2次コイルには、トランスのインダクタンスL及び磁気結合係数に比例した双極性の交流電流I1が流れる。このため、双極性変換回路440からコンデンサ511Aへ交流電流I1が出力される。   In the bipolar conversion circuit 440, when a unipolar AC voltage is supplied to the primary coil as a current command signal, a bipolar AC current I1 proportional to the inductance L of the transformer and the magnetic coupling coefficient is applied to the secondary coil. Flowing. For this reason, the alternating current I1 is output from the bipolar conversion circuit 440 to the capacitor 511A.

図14は、双極性変換回路440によって変換される交流信号を示す図である。   FIG. 14 is a diagram illustrating an AC signal converted by the bipolar conversion circuit 440.

双極性変換回路440によって、最小値がゼロとなる単極性の交流信号は、0Vを中心に正と負とに変化する双極性の交流信号に変換される。   The bipolar conversion circuit 440 converts a unipolar AC signal whose minimum value is zero into a bipolar AC signal that changes between 0 V and positive and negative.

このように本実施形態では、交流調整部540に単極性の交流信号を発生させる交流信号源546を設けるとともに、図4に示した電圧電流変換回路5311に代えて双極性変換回路440を正極側電源部531に設ける。   As described above, in the present embodiment, the AC adjustment unit 540 is provided with the AC signal source 546 for generating a unipolar AC signal, and the bipolar conversion circuit 440 is replaced with the positive polarity side instead of the voltage-current conversion circuit 5311 shown in FIG. Provided in the power supply unit 531.

これにより、正極側電源部531を簡素にできるとともに、交流信号源546は、図5に示した交流信号源546とは異なり、両方の極性の電源を用いずに一方の極性の電源だけで済むので、交流信号源自体を簡素にできる。   Thus, the positive-side power supply unit 531 can be simplified, and the AC signal source 546 is different from the AC signal source 546 shown in FIG. Therefore, the AC signal source itself can be simplified.

また、1次コイルと2次コイルとは絶縁されていることから、検出抵抗素子Rsをトランスの1次コイル側に配置することにより、負荷3から2次コイルへノイズが伝播されても、1次コイルには負荷3からのノイズが伝播されない。したがって、負荷3からのノイズに伴う交流電流I1の検出精度の低下を抑制することができる。なお、検出抵抗素子Rsは、トランスの2次コイル側に配置されてもよい。この場合には、正極端子211に実際に入力される交流電流I1をより正確に検出することができる。   Further, since the primary coil and the secondary coil are insulated, even if noise is propagated from the load 3 to the secondary coil by arranging the detection resistance element Rs on the primary coil side of the transformer, Noise from the load 3 is not propagated to the next coil. Therefore, it is possible to suppress a decrease in detection accuracy of the alternating current I1 due to noise from the load 3. The detection resistance element Rs may be disposed on the secondary coil side of the transformer. In this case, the alternating current I1 actually input to the positive terminal 211 can be detected more accurately.

また、本実施形態では正極側電源部531に双極性変換回路440を設ける例について説明したが、負極側電源部532についても電流電圧変換回路に代えて双極性変換回路440を設けてもよい。これにより、負極側電源部532の構成を簡素にできる。   In this embodiment, the example in which the bipolar conversion circuit 440 is provided in the positive power supply unit 531 has been described, but the bipolar conversion circuit 440 may be provided in the negative power supply unit 532 instead of the current-voltage conversion circuit. Thereby, the structure of the negative electrode side power supply part 532 can be simplified.

本発明の第3実施形態によれば、双極性変換回路440を含んで構成される極性変換手段は、例えば正極側直流遮断部511を含んで構成される直流遮断手段に入力される交流電流I1を、単極性の交流信号から双極性の交流信号に変換する。双極性変換回路440は、トランスにより構成され、トランスによって単極性の交流電圧Vi1を双極性の交流電流I1に変換する。   According to the third embodiment of the present invention, the polarity conversion means including the bipolar conversion circuit 440 is, for example, the AC current I1 input to the DC cutoff means including the positive side DC cutoff unit 511. Is converted from a unipolar AC signal to a bipolar AC signal. Bipolar conversion circuit 440 is composed of a transformer, and converts unipolar AC voltage Vi1 into bipolar AC current I1 by the transformer.

このように、極性変換手段は、正極側電源部531を含んで構成される電源手段により電圧電流変換(処理)される交流信号を単極性から双極性に変換する。これにより、双極性の交流電流I1が直流遮断部511に出力されるので、直流遮断部511を飽和させずに、電源手段から出力される交流電流I1と同じ波形の交流電流を正極端子211に出力することができる。   In this way, the polarity conversion means converts the AC signal that is voltage-current converted (processed) by the power supply means that includes the positive-side power supply unit 531 from unipolar to bipolar. As a result, since the bipolar AC current I1 is output to the DC interrupting unit 511, an AC current having the same waveform as the AC current I1 output from the power supply means is supplied to the positive electrode terminal 211 without saturating the DC interrupting unit 511. Can be output.

したがって、正極側電源部531及び負極側電源部532に双極性変換回路440としてトランスを用いることにより、インピーダンス測定装置5の測定精度を維持しつつ、正極側電源部531及び負極側電源部532の構成を簡素にできる。   Therefore, by using a transformer as the bipolar conversion circuit 440 for the positive power supply unit 531 and the negative power supply unit 532, while maintaining the measurement accuracy of the impedance measuring device 5, the positive power supply unit 531 and the negative power supply unit 532 The configuration can be simplified.

また、第1乃至第3実施形態を組み合わせることによって、インピーダンス測定装置5内で処理される交流信号を単極性の交流信号に統一することができる。このため、信号乗算回路420や正極側電源部531及び負極側電源部532に用いられる部品の数を減らすことができる。これにより、インピーダンス測定装置5を簡素にできるとともに製造コストを抑制できる。   Further, by combining the first to third embodiments, the AC signal processed in the impedance measuring device 5 can be unified into a unipolar AC signal. Therefore, the number of components used in the signal multiplication circuit 420, the positive power supply unit 531 and the negative power supply unit 532 can be reduced. Thereby, while being able to simplify the impedance measuring apparatus 5, manufacturing cost can be suppressed.

このように上記実施形態によれば、単極性変換回路410及び双極性変換回路440は、図2に示したように、正極側直流遮断部511及び負極側直流遮断部512のうち少なくとも一方の直流遮断部と演算部550との間に接続される。これにより、インピーダンス測定装置5に用いられる部品を削減できるので、インピーダンス測定装置5を小型化かつ低コスト化できる。   As described above, according to the above embodiment, the unipolar conversion circuit 410 and the bipolar conversion circuit 440 are configured such that the DC side of the positive side DC blocking unit 511 and the DC side blocking unit 512 of the negative side are connected as shown in FIG. Connected between the blocking unit and the calculation unit 550. Thereby, since the components used for the impedance measuring apparatus 5 can be reduced, the impedance measuring apparatus 5 can be reduced in size and cost.

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。   The embodiment of the present invention has been described above. However, the above embodiment only shows a part of application examples of the present invention, and the technical scope of the present invention is limited to the specific configuration of the above embodiment. Absent.

上記実施形態では、図4に示した同期検波回路5214が、検出信号の実軸成分を抽出するものとして説明したが、検出信号の実軸成分の二乗値と虚軸成分の二乗値との和の平方根を演算してベクトル値を求め、これを検出信号V1として出力するものであってもよい。なお、検出信号の虚軸成分は、交流電流I1と位相が直交する直交信号を検出信号に乗算して平滑化することにより得られる。ベクトル値を利用することにより、交流電位差V1又はV2の振幅が正確に求められるので、等電位制御を適切に実行することができる。   In the above embodiment, the synchronous detection circuit 5214 illustrated in FIG. 4 has been described as extracting the real axis component of the detection signal. However, the sum of the square value of the real axis component and the square value of the imaginary axis component of the detection signal is described. The vector value may be obtained by calculating the square root of and output as the detection signal V1. The imaginary axis component of the detection signal can be obtained by multiplying the detection signal by an orthogonal signal whose phase is orthogonal to the alternating current I1 and smoothing the detection signal. By using the vector value, the amplitude of the AC potential difference V1 or V2 can be accurately obtained, so that equipotential control can be appropriately performed.

また、上記実施形態では演算部550が、燃料電池スタック1の内部抵抗を求める例について説明したが、演算部550は、燃料電池スタック1の内部抵抗に加えて、交流電位差V1及びV2の虚軸成分を求めて燃料電池スタック1が有する静電容量を算出するものであってもよい。   In the above embodiment, the calculation unit 550 has described an example in which the internal resistance of the fuel cell stack 1 is obtained. However, in addition to the internal resistance of the fuel cell stack 1, the calculation unit 550 is an imaginary axis of the AC potential differences V1 and V2. The electrostatic capacity of the fuel cell stack 1 may be calculated by obtaining the components.

また、上記実施形態では、インピーダンス測定装置5により燃料電池スタック1の内部インピーダンスを測定する例について説明したが、測定対象は、複数の電池セルが積層された積層電池であればよく、例えば積層型のリチウムイオンバッテリーであってもよい。   Moreover, although the said embodiment demonstrated the example which measures the internal impedance of the fuel cell stack 1 with the impedance measuring apparatus 5, the measurement object should just be a laminated battery by which the several battery cell was laminated, for example, a laminated type The lithium ion battery may be used.

また、正極側及び負極側の内部抵抗が殆ど変動しないリチウムイオンバッテリーであれば、インピーダンス測定装置5の回路構成を簡略化してもよい。例えば、交流調整部540を省略して電源部531及び532からは、振幅と位相とが一致した交流電流I1及びI2を固定的に出力する。また検出部521及び522の一方を省略して他方の検出部(例えば正極側検出部521)のみで検出される交流電位差(例えば交流電位差V1)と、その交流電位差を生じさせる交流電流(例えば交流電流I1)とを用いて内部抵抗を演算する。このような回路構成であっても、上記実施形態と同じような効果を得ることができる。   Further, the circuit configuration of the impedance measuring device 5 may be simplified as long as the internal resistance on the positive electrode side and the negative electrode side hardly changes. For example, the AC adjustment unit 540 is omitted, and the AC currents I1 and I2 whose amplitude and phase match are fixedly output from the power supply units 531 and 532. Also, one of the detection units 521 and 522 is omitted, and an AC potential difference (for example, AC potential difference V1) detected only by the other detection unit (for example, the positive electrode side detection unit 521) and an AC current (for example, AC current) that causes the AC potential difference. The internal resistance is calculated using the current I1). Even with such a circuit configuration, the same effect as in the above embodiment can be obtained.

また、本実施形態では、中途点端子213が燃料電池スタック1の中間に設けられ、交流調整部540によって交流電位差V1及びV2の振幅が同一の基準値Vsとなるように交流電流I1及びI2の振幅を制御する例について説明した。しかしながら、中途点端子213は、燃料電池スタック1の中間に位置する発電セル10から外れた発電セル10に設けられてもよい。この場合にも正極端子211に生じる交流電位Vaと、負極端子に生じる交流電位Vbとが一致すればよいので、中途点端子213が設けられた発電セル10の位置によって内部抵抗R1と内部抵抗R2との抵抗比を予め求め、その抵抗比に合わせて交流電位差V1及びV2の各振幅の基準値Vsをそれぞれ設定すればよい。   Further, in the present embodiment, the halfway point terminal 213 is provided in the middle of the fuel cell stack 1, and the AC currents I1 and I2 are set so that the AC adjustment unit 540 sets the AC potential differences V1 and V2 to the same reference value Vs. An example of controlling the amplitude has been described. However, the midpoint terminal 213 may be provided in the power generation cell 10 that is out of the power generation cell 10 located in the middle of the fuel cell stack 1. In this case as well, the AC potential Va generated at the positive terminal 211 and the AC potential Vb generated at the negative terminal need only coincide with each other, so that the internal resistance R1 and the internal resistance R2 depend on the position of the power generation cell 10 provided with the halfway terminal 213. And a reference value Vs of each amplitude of the AC potential differences V1 and V2 may be set in accordance with the resistance ratio.

なお、上記実施形態は、適宜組み合わせ可能である。   In addition, the said embodiment can be combined suitably.

Claims (6)

複数の電池セルが積層された積層電池の正極及び負極に対して交流電流を出力する電源手段と、
前記正極と前記積層電池の中途点との間の交流電位差と、前記負極と前記中途点との間の交流電位差とのうち少なくとも一方の交流電位差を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出される交流電位差と、前記電源手段から出力される交流電流とに基づいて、前記積層電池のインピーダンスを演算する演算手段と、
前記電源手段及び前記検出手段のうち少なくとも一方の手段により処理される交流信号を、双極性と単極性との間で変換する極性変換手段と、
を含むことを特徴とするインピーダンス測定装置。
Power supply means for outputting an alternating current to a positive electrode and a negative electrode of a laminated battery in which a plurality of battery cells are laminated;
Detecting means for detecting an AC potential difference between at least one of the AC potential difference between the positive electrode and the middle point of the laminated battery and the AC potential difference between the negative electrode and the halfway point;
Calculation means for calculating the impedance of the laminated battery based on the AC potential difference detected by the detection means and the AC current output from the power supply means;
Polarity conversion means for converting an AC signal processed by at least one of the power supply means and the detection means between bipolar and unipolar;
An impedance measuring device comprising:
請求項1に記載のインピーダンス測定装置であって、
前記正極及び負極のうち少なくとも一方の電極から前記検出手段に出力される交流信号を通過させる直流遮断部と、
前記交流電流と同一周波数を有する基準信号に基づいて、前記検出手段から出力される交流電位差を含む交流信号のうち、前記同一周波数の信号成分を抽出する抽出回路と、を含み、
前記極性変換手段は、前記直流遮断部と前記抽出回路との間に接続され、前記直流遮断部から出力される交流信号を双極性から単極性に変換する単極性変換回路を含む、
インピーダンス測定装置。
The impedance measuring device according to claim 1,
A DC blocking unit that passes an AC signal output from at least one of the positive electrode and the negative electrode to the detection unit;
Based on a reference signal having the same frequency as the AC current, an extraction circuit that extracts a signal component of the same frequency from the AC signal including the AC potential difference output from the detection means,
The polarity conversion means includes a unipolar conversion circuit that is connected between the DC cutoff unit and the extraction circuit and converts an AC signal output from the DC cutoff unit from bipolar to unipolar.
Impedance measuring device.
請求項1又は請求項2に記載のインピーダンス測定装置であって、
前記正極と前記中途点との間の交流電位差、及び、前記負極と前記中途点との間の交流電位差が一致するように、前記電源手段から前記正極及び前記負極のうち少なくとも一方の電極に出力される交流電流を調整する調整手段と、
前記電源手段から出力される交流電流を検出する電流検出手段と、
前記交流電流と同一周波数を有する基準信号に基づいて、前記電流検出手段から出力される交流信号のうち、前記同一周波数の信号成分を抽出する抽出回路と、を含み、
前記極性変換手段は、前記電流検出手段と前記抽出回路との間に接続され、前記電流検出手段から出力される双極性の交流信号を単極性の交流信号に変換する単極性変換回路を含む、
インピーダンス測定装置。
The impedance measuring device according to claim 1 or 2,
Output from the power supply means to at least one of the positive electrode and the negative electrode so that the AC potential difference between the positive electrode and the midpoint and the AC potential difference between the negative electrode and the midpoint match. Adjusting means for adjusting the alternating current generated,
Current detection means for detecting an alternating current output from the power supply means;
Based on a reference signal having the same frequency as the alternating current, an extraction circuit for extracting a signal component of the same frequency from the alternating current signal output from the current detection means,
The polarity conversion means includes a unipolar conversion circuit that is connected between the current detection means and the extraction circuit and converts a bipolar AC signal output from the current detection means into a unipolar AC signal.
Impedance measuring device.
請求項2に記載のインピーダンス測定装置であって、
前記電源手段から出力される交流電流を検出する電流検出手段と、
前記検出手段から出力される交流信号と、前記電流検出手段から出力される交流信号とを交互に切り替えて前記単極性変換回路に入力し、前記単極性変換回路から出力される単極性の交流信号を、前記抽出回路を介して前記演算手段に出力する切替手段と、を含む、
インピーダンス測定装置。
The impedance measuring device according to claim 2,
Current detection means for detecting an alternating current output from the power supply means;
The AC signal output from the detection means and the AC signal output from the current detection means are alternately switched and input to the unipolar conversion circuit, and the unipolar AC signal output from the unipolar conversion circuit Switching means for outputting to the arithmetic means via the extraction circuit,
Impedance measuring device.
請求項2から請求項4までのいずれか1項に記載のインピーダンス測定装置であって、
前記抽出回路は、
前記単極性の交流信号が入力される非反転入力端子と、前記非反転入力端子と同じ前記単極性の交流信号が入力される反転入力端子と、を有するオペアンプと、
前記交流電流と同一周波数を有する基準信号に基づいて、前記非反転入力端子と接地端子との間を接続又は遮断するトランジスタと、を含み、
前記オペアンプは、前記トランジスタによって前記単極性の交流信号を整流する、
インピーダンス測定装置。
The impedance measuring device according to any one of claims 2 to 4,
The extraction circuit includes:
An operational amplifier having a non-inverting input terminal to which the unipolar AC signal is input, and an inverting input terminal to which the same unipolar AC signal is input as the non-inverting input terminal,
A transistor for connecting or blocking between the non-inverting input terminal and the ground terminal based on a reference signal having the same frequency as the alternating current,
The operational amplifier rectifies the unipolar AC signal by the transistor.
Impedance measuring device.
請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載のインピーダンス測定装置であって、
前記電源手段から前記正極及び前記負極のうち少なくとも一方の電極に出力される交流信号を通過させる直流遮断部をさらに含み、
前記極性変換手段は、前記直流遮断部に入力される交流信号を単極性から双極性に変換する双極性変換回路を含み、
前記双極性変換回路は、トランスを有し、前記トランスによって双極性の交流電流を前記直流遮断部に出力する、
インピーダンス測定装置。
The impedance measuring device according to any one of claims 1 to 5, wherein
A DC blocking unit that passes an AC signal output from the power supply means to at least one of the positive electrode and the negative electrode;
The polarity conversion means includes a bipolar conversion circuit that converts an AC signal input to the DC blocking unit from monopolar to bipolar.
The bipolar conversion circuit includes a transformer, and outputs a bipolar AC current to the DC cutoff unit by the transformer.
Impedance measuring device.
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