JP6538096B2 - 非対称バッテリー試験装置 - Google Patents
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Description
V144+は抵抗器144の一端で測定された正の電圧値を表し、V144−は抵抗器144の他端で測定された負の電圧値を表し、R144は試験抵抗を表す。
さらに、式(2)は以下のように導かれる。
RBはバッテリー内部抵抗を表し、VBはバッテリー内部電圧値を表し、VCRは共通基準電圧値を表し、Vm1は第1の測定電圧値を表し、Iはループ電流を表し、R12は第2の抵抗を表す。
式(4)は制御ユニット16によって算出することができる。バッテリー内部電圧値VBは、スイッチ145がオフされるとき、バッテリーユニット20の正極端子B+及び負極端子B−間の開回路電圧値に等しく、即ちループ電流Iはゼロである。第2の抵抗R12は第2のワイヤ12の長さ、断面積及び抵抗率にしたがって得られる。第2のワイヤ12の長さ、断面積及び抵抗率が第1のワイヤ11のそれらと等しい場合、第2の抵抗R12は第1の抵抗R11と等しい。したがって、第2の抵抗R12は算出することができ、即ちR12=R11=(Vm1−Vm2)/Iである。試験抵抗R144は知られているようにデザインすることができる。第1の測定電圧値Vm1、第1の抵抗器電圧値V144+(又は第2の測定電圧値Vm2)及び第2の抵抗器電圧値V144−は算出により求めることができる。共通基準電圧値VCRはゼロ基準電位、即ちVCR=0である。したがって、式(4)は以下のように単純化することができる。
また、第2の抵抗R12が第1の抵抗R11のk倍(kは実数)、即ちR12=k×R11である場合、式(5)は次のように単純化することができる。
さらに、第2のワイヤ12が超伝導体材料又は金属銅材料で作成されている場合、第2のワイヤ12はマイクロ抵抗又はゼロ抵抗にもなり、即ち第2の抵抗R12はゼロと見做される。したがって、式(5)は、以下のように単純化することができる。
式(6)又は式(6’)に基づいて、バッテリー内部電圧値VB、試験抵抗R144及び/又は第2の抵抗R12、第1の測定電圧値Vm1、第1の抵抗器電圧値V144+(又は第2の測定電圧値Vm2)及び第2の抵抗器電圧値V144−にしたがって制御ユニット16はバッテリー内部抵抗値RBを正確に算出してバッテリーユニット20の動作状態及び経年変化を検出する。
V144+は抵抗器144の一端で測定された正の電圧値を表し、V144−は抵抗器144の他端で測定された負の電圧値を表し、R144は試験抵抗を表す。
さらに、式(8)は以下のように導出される。
ここで、RBはバッテリー内部抵抗を表し、VBはバッテリー内部電圧値を表し、VCRは共通基準電圧値を表し、Vm2は第2の測定電圧値を表し、Iはループ電流を表し、R11は第1の抵抗を表す。
式(10)は制御ユニット16によって算出することができる。バッテリー内部電圧値VBはスイッチ145がオフされるときバッテリーユニット20の正極端子B+及び負極端子B−間の開回路電圧値に等しく、即ちループ電流Iはゼロである。第1の抵抗R11は第1のワイヤ11の長さ、断面積及び抵抗率にしたがって得られる。第1のワイヤ11の長さ、断面積及び抵抗率が第2のワイヤ12のそれらと等しい場合、第1の抵抗R11は第2の抵抗R12に等しい。したがって、第1の抵抗値R11は算出することができ、即ちR11=R12=(Vm1−Vm2)/Iである。試験抵抗R144は、知られているようにデザインすることができる。第1の測定電圧値Vm1、第1の抵抗器電圧値V144+(又は共通基準電圧値VCR)及び第2の抵抗器電圧値V144−は算出により求めることができる。共通基準電圧値VCRはゼロ基準電位であり、即ちVCR=0である。したがって、式(10)は以下のように単純化することができる。
また、第1の抵抗R11が第2の抵抗R12のk倍(kは実数)、即ちR11=k×R12である場合、式(11)は次のように単純化することができる。
さらに、第1のワイヤ11が超電導体材料又は金属銅材料で作成される場合、第1のワイヤ11はマイクロ抵抗又はゼロ抵抗にもなり、即ち第1の抵抗R11はゼロと見做される。したがって、式(11)は、以下のように単純化することができる。
式(12)又は式(12’)に基づいて、バッテリー内部電圧VB、第1の抵抗値R144及び/又は第1の抵抗値R11、第1の測定電圧値Vm1、第1の抵抗器電圧値V144+(又は共通基準電圧値VCR)及び第2の抵抗器電圧値V144−にしたがって制御ユニット16はバッテリー内部抵抗RBを正確に算出してバッテリーユニット20の動作状態及び経時変化を検出する。
入出力装置又は情報制御装置に接続され、当該情報入出力装置又は情報制御装置と通信する。情報入出力装置は、スマートフォン、タブレットコンピュータ、ラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータ、携帯情報端末(PDA)、キーボード、プリンタ、物理サーバ又はクラウドサーバーとすることができるが、これらに限定されない。情報制御装置は、スマートフォン、タブレットコンピュータ、ラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータ、携帯情報端末(PDA)、プリンタ、物理サーバ又はクラウドサーバーとすることができるが、これらに限定されない。
11・・・第1のワイヤ
12・・・第2のワイヤ
13・・・第3のワイヤ
14・・・試験イネーブルユニット
16・・・制御ユニット
17・・・第1の接続エレメント
18・・・第2の接続エレメント
19・・・試験回路
20・・・バッテリーユニット
100・・・筐体
111・・・第1の端部
112・・・第2の端部
121・・・第1の端部
122・・・第2の端部
131・・・第1の端部
132・・・第2の端部
141・・・第1の端部
142・・・第2の端部
143・・・ダイオード
144・・・抵抗器
145・・・スイッチ
RB・・・バッテリー内部抵抗
SB・・・バッテリー内部コンダクタンス
VB・・・バッテリー内部電圧値
Vm1・・・第2の測定電圧値
Vm2・・・第2の測定電圧値
(Vm1、Vm2・・・ワイヤ電圧値)
V144+・・・第1の抵抗器電圧値
V144−・・・第2の抵抗器電圧値
VCR・・・共通基準電圧値
R11・・・第1の抵抗
R12・・・第2の抵抗
R13・・・第3の抵抗
R144・・・試験抵抗
k・・・実数
L1・・・第1のワイヤの長さ
A1・・・第1のワイヤの断面積
L2・・・第2のワイヤの長さ
A2・・・第2のワイヤの断面積
R144・・・試験抵抗
B+・・・正極端子
B−・・・負極端子
(B+、B−・・・電極端子)
Sc・・・制御信号
I・・・ループ電流
Sv・・・放電電圧
Claims (11)
- バッテリーユニットのバッテリー内部抵抗又は前記バッテリー内部抵抗の逆数であるバッテリー内部コンダクタンスを試験するよう構成される非対称バッテリー試験装置であって、
第1のワイヤを備え、前記第1のワイヤは前記バッテリーユニットの正極端子に接続される第1の端部、第2の端部、前記第1のワイヤの前記第1の端部及び前記第2の端部間に存在する第1の抵抗を有し、
第2のワイヤを備え、前記第2のワイヤは前記バッテリーユニットの負極端子に接続される第1の端部、第2の端部、前記第2のワイヤの前記第1の端部及び前記第2の端部間に存在する第2の抵抗を有し、
第3のワイヤを備え、前記第3のワイヤは前記第1のワイヤの前記第1の端部及び前記バッテリーユニットの前記正極端子に接続される、又は前記第2のワイヤの前記第1の端部及び前記バッテリーユニットの前記負極端子に接続される第1の端部と、前記第3のワイヤの抵抗が無視されるとき前記バッテリーユニットのワイヤ電圧値を検出する第2の端部とを有し、
試験回路を備え、前記試験回路は試験イネーブルユニットと制御ユニットとを含み、
前記試験イネーブルユニットは前記第1のワイヤの前記第2の端部に接続される第1の端部と、前記第2のワイヤの前記第2の端部に接続される第2の端部と、抵抗器と、を有し、
前記第3のワイヤの抵抗が無視され、前記第3のワイヤの前記第1の端部が前記第1のワイヤの前記第1の端部及び前記バッテリーユニットの前記正極端子に接続されるとき、前記第3のワイヤの前記第2の端部は前記バッテリーユニットの前記正極端子でワイヤ電圧値を検出し、ゼロ基準電位の共通基準点が前記試験イネーブルユニットの前記第2の端部に接続され、前記第3のワイヤの抵抗が無視され、前記第3のワイヤの前記第1の端部が前記第2のワイヤの前記第1の端部及び前記バッテリーユニットの前記負極端子に接続されるとき、前記第3のワイヤの前記第2の端部は前記バッテリーユニットの前記負極端子でワイヤ電圧値を検出し、ゼロ基準電位の共通基準点が前記試験イネーブルユニットの前記第1の端部に接続され、前記抵抗器は試験抵抗を有して抵抗器の両端に第1の抵抗器電圧値及び第2の抵抗器電圧値をそれぞれ提供するように構成され、
前記制御ユニットは前記試験イネーブルユニットに接続されて、前記ワイヤ電圧値、前記第1の抵抗器電圧値及び前記第2の抵抗器電圧値を受け取るように構成され、
前記制御ユニットが前記試験イネーブルユニットを起動するとき、前記制御ユニットは前記ワイヤ電圧値が前記バッテリーユニットの前記正極端子で測定されるとき前記バッテリーユニットのバッテリー内部電圧値、前記ワイヤ電圧値、前記試験抵抗、前記第1の抵抗器電圧値、前記第2の抵抗器電圧値及び前記第2の抵抗にしたがって又は前記ワイヤ電圧値が前記バッテリーユニットの前記負極端子で測定されるとき前記バッテリーユニットの前記バッテリー内部電圧値、前記ワイヤ電圧値、前記試験抵抗、前記第1の抵抗器電圧値、前記第2の抵抗器電圧値及び前記第1の抵抗にしたがって前記バッテリー内部抵抗又は前記バッテリー内部コンダクタンスを取得するように構成されることを特徴とする非対称バッテリー試験装置。 - 前記試験イネーブルユニットは前記抵抗器に直列接続され、直列接続構成を形成するスイッチを備え、
前記試験イネーブルユニットの前記直列接続構成は前記第1のワイヤ及び前記第2のワイヤ間に接続され、
前記制御ユニットは前記スイッチに接続され、前記スイッチを制御するための制御信号を提供し、
前記試験イネーブルユニットは前記スイッチが前記制御信号によってオンされるとき起動されることを特徴とする請求項1記載の非対称バッテリー試験装置。 - 前記試験イネーブルユニットは、
ダイオードと、
前記ダイオード及び前記抵抗に直列接続され、直列接続構成を形成するスイッチとを備え、
前記試験イネーブルユニットの前記直列接続構成は前記第1のワイヤ及び前記第2のワイヤ間に接続され、
前記制御ユニットは前記スイッチに接続され、前記スイッチを制御するための制御信号を提供し、
前記試験イネーブルユニットは前記スイッチが前記制御信号によってオンされるとき起動されることを特徴とする請求項1記載の非対称バッテリー試験装置。 - 前記第2のワイヤは超伝導体材料又は金属銅材料から作成されることを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1項記載の非対称バッテリー試験装置。
- 前記第1のワイヤは超伝導体材料又は金属銅材料から作成されることを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1項記載の非対称バッテリー試験装置。
- 前記第1のワイヤに接続され、前記バッテリーユニットの一方の電極端子への電気的接続を提供するように構成される第1の接続エレメントと、
前記第2のワイヤに接続され、前記バッテリーユニットの他方の電極端子への電気的接続を提供するように構成される第2の接続エレメントとを備え、
前記第1の接続エレメント又は前記第2の接続エレメントは前記第3のワイヤに接続されることを特徴とする請求項1記載の非対称バッテリー試験装置。 - 前記制御ユニットは、
マイクロコントローラと、
前記マイクロコントローラに接続され、バッテリー試験に関するデータを格納するメモリと、
前記マイクロコントローラに接続され、アナログデータをデジタルデータに変換するアナログ/デジタル変換器と、
前記マイクロコントローラに接続され、デジタルデータをアナログデータに変換するデジタル/アナログ変換器と、
前記マイクロコントローラに接続され、前記バッテリー試験に関するデータを入力する入力ユニットと、
前記マイクロコントローラに接続され、検査結果のデータを出力する出力ユニットとを備えることを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1項記載の非対称バッテリー試験装置。 - 前記制御ユニットは情報入出力装置又は情報制御装置に接続され、前記制御ユニットと前記情報入出力装置又は情報制御装置との間の接続方法は単方向又は双方向接続、ローカル又はリモート接続もしくは有線又は無線接続であることを特徴とする請求項7記載の非対称バッテリー試験装置。
- 前記情報入出力装置はスマートフォン、タブレットコンピュータ、ラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータ、携帯情報端末(PDA)、キーボード、プリンタ、物理サーバー又はクラウドサーバーであることを特徴とする請求項8記載の非対称バッテリー試験装置。
- 前記情報制御装置はスマートフォン、タブレットコンピュータ、ラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータ、携帯情報端末(PDA)、キーボード、物理サーバ又はクラウドサーバであることを特徴とする請求項8記載の非対称バッテリー試験装置。
- 前記情報入出力装置又は前記情報制御装置によって処理される情報内容はバッテリー製造業者の情報、バッテリー仕様の情報、試験結果の情報、試験日時の情報、試験場所の情報、設置場所の情報又は試験担当者の情報であることを特徴とする請求項8記載の非対称バッテリー試験装置。
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