WO2005111644A1

WO2005111644A1 - 二次電池良否判別装置および該装置のリップル発生回路

Info

Publication number: WO2005111644A1
Application number: PCT/JP2004/006760
Authority: WO
Inventors: Masaji Haneda
Original assignee: Ntt Data Ex Techno Corporation
Priority date: 2004-05-13
Filing date: 2004-05-13
Publication date: 2005-11-24

Abstract

抵抗（Ｒ１）とコンデンサ（Ｃ１）とリレー（ＲＬ１）とが備えられ、リレー（ＲＬ１）の切り換え接点ａおよび切り換え接点ｂが交互に切り替えることによって、二次電池（Ｅ１）～二次電池（Ｅｎ）の２つの電池群に強制的にリップルを発生させ、このリップルが生じた各二次電池の端子電圧をリップル検出部（ＤＥＴ１）に入力し、リップル検出部（ＤＥＴ１）によって、二次電池（Ｅ１）～二次電池（Ｅｎ）のそれぞれの良否を判定する。

Description

二次電池良否判別装置および該装置のリップル発生回路技術分野

この発明は、二次電池良否判別装置に関するものであり、特に、リップルが発生しなレヽ充電回路に接続されている明状態であっても二次電池の劣化を判定するため電池良否判別装置および該装 1

の二次置糸に併用して用いられる二次電池良否判別装置のリップノレ発生回路に関するものである書。背景技術

二次電池の良否、すなわち、正常な充放電能力の有無を知る手法として、二次電池の満充電後、二次電池の両端間の電圧が低下して所定値に達するまでの放電時間の長さに基づいて良否を判別する手法が知られている。この手法では、判別の対象である二次電池に長時間放電を行わせる必要がある。

しかしながら、二次電池が放電した電荷量と二次電池の両端間の電圧との関係は複雑であり、また、単位時間当たりに放電される電荷量と二次電池の両端間の電圧との関係も複雑である。したがって、放電時間の長さに基づいて二次電池の良否を判別するには、単位時間量当たりに放電された電荷量の推移を継続的にモニタする必要があり、そのようなモニタを可能とする装置の構成は複雑となる。また、充放電能力が正常な二次電池の放電時間の長さを特定すること自体も容易ではない。

これらの問題を解決するものとして、下記特許文献 1に記載された二次電池良否判別装置がある。この文献に記載された二次電池良否判別装置は、二次電池の両極間にリップ /レ電流を流すリップル印加手段と、二次電池の両極間に生じた電圧に含まれる交流電圧成分を抽出する交流電圧抽出手段と、交流電圧抽出手段により抽出された交流電圧成分の大きさに基づいて二次電池が異常である力否かを判別して判別結果を表す情報を出力する判別手段とを備えており、この判別手段が交流電圧抽出手段が抽出した各交流電圧成分の平均値を表す平均電圧と交流電圧抽出手段が抽出した各々の交流電圧成分の大きさとを比較して二次電池の異常の有無を判別するようにしているので、二次電池の良否が、二次電池の放電時間を測ることなく短時間で容易に判別することができる。特許文献 1

特許第 3 1 7 1 5 8 1号明細書（第 2— 7頁、図 4 ) ところで、上述した二次電池良否判別装置では、リップル印加手段として、例えば、単相交流電流を整流して二次電池を充電するために用いられる充電回路（整流器）において、この充電回路自身が発生するリップルを利用するものであつた。したがって、近時、主流となりつつあるスイッチング電¾1のように、リップルをほとんど発生させない電源を用いた充電回路を使用する場合には、この二次電池良否判別装置を利用できないという課題があつた。

このような状況に鑑み、本明は、リップルをほとんど発生させないような電源を用いた場合であっても、二次電池の良否を判定できる二次電池良否判別装置および該装置のリップル発生回路を得ることを目的とするものである。発明の開示

この発明にかかる二次電池良否判別装置にあっては、直列に接続された複数の二次電池の両極間にリップル電流を印加するリップル印加手段と、前記複数の二次電池の個々の両極間に生じたリップル電圧を抽出するリップル電圧抽出手段と、前記リップル電圧抽出手段により抽出された複数のリップル電圧の平均値を表す平均電圧を発生する平均電圧発生手段と、前記リップル電圧抽出手段により抽出された個々のリップル電圧の大きさと前記平均電圧の大きさとの差が所定値に達しているか否かを個々に判別し、前記所定値に達していると判別された前記二次電池が異常であると判別する判別手段とを備えた二次電池良否判別装置において、前記リップル印加手段は、前記複数の二次電池の略二分された 2つの電池群を交互に放電させて強制的にリップル電流を発生させたことを特徴とする。

この発明によれば、リップル印加手段は、複数の二次電池の略二分された 2つの電池群を交互に放電させて強制的にリップル電流を発生させる。

つぎの発明にかかる二次電池良否判別装置にあっては、前記リップル印加手段は、抵抗とコンデンサと切り換え手段とを備え、この切り換え手段は、前記 2つの電池群の両端を前記抵抗と前記コンデンサとの直列回路で択一的に接続させることを特 ί敫とする。

この発明によれば、リップル印加手段には抵抗とコンデンサと切り換え手段とが備えられ、切り換え手段は 2つの電池群の両端に抵抗とコンデンサとの直列回路を択一的に接続させる。

つぎの発明にかかる二次電池良否判別装置にあっては、前記リップル印加手段は、抵抗と切り換え手段とを備え、この切り換え手段は、前記 2つの電池群に強制的なリップル電流を発生させるときにのみ、 'この 2つの電池群の両端を前記抵杭で択一的に接続させることを特徴とする。

この発明によれば、リップル印加手段には抵抗と切り換え手段とが備えられ、切り換え手段は 2つの電池群に強制的なリップル電流を発生させるときにのみ、 2つの電池群の両端に抵抗を択一的に接続させる。

つぎの発明にかかる二次電池良否判別装置にあっては、直列に接続された複数の二次電池の両極間にリップル電流を印加するリップル印加手段と、前記複数の二次電池の個々の両極間に生じたリップル電圧を抽出する複数のリップル電圧抽出手段と、前記リップル電圧抽出手段により抽出されたリップル電圧の大きさに基づいて前記二次電池が異常であるか否かを判別する判別手段とを備えた二次電池良否判別装置において、前記リップル印加手段は、前記複数の二次電池の略二分された 2つの電池群を交互に放電させて強制的にリップル電流を発生させたことを特 ί敷とする。この発明によれば、リップル印加手段は、複数の二次電池の略二分された 2つの電池群を交互に放電させて強制的にリップル電流を発生させる。

つぎの発明にかかる二次電池良否判別装置にあっては、前記リップル印加手段は、抵抗とコンデンサと切り換え手段とを備え、この切り換え手段は、前記 2つの電池群の両端を前記抵抗と前記コンデンサとの直列回路で択一的に接続させることを特 ί敷とする。

つぎの発明にかかる二次電池良否判別装置にあっては、前記リップル印加手段は、抵抗と切り換え手段とを備え、この切り換え手段は、前記 2つの電池群に強制的なリップル電流を発生させるときにのみ、この 2つの電池群の両端を前記抵抗で択一的に接続させることを特徴とする。

つぎの発明にかかる二次電池良否判別装置のリップル発生回路にあっては、直列に接続された複数の二次電池の個々の両極間から抽出された個々のリップル電圧の大きさと、これらの抽出された前記個々のリップル電圧の平均値を表す平均電圧の大きさとの差が所定値に達しているか否かを個々に判別して前記所定値に達していると判別された前記二次電池が異常であると判別するために前記複数の二次電池の略二分された 2つの電池群を交互に放電させて強制的なリップル電流を発生させる抵抗とコンデンサと切り換え手段とを備え、この切り換え手段は、前記 2つの電池群の両端を前記抵抗と前記コンデンサとの直列回路で択一的に接続させることを特 ί敷とする。

この発明によれば、直列に接続された複数の二次電池の個々の両極間から抽出された個々のリップル電圧の大きさと、これらの抽出された個々のリップル電圧の平均値を表す平均電圧の大きさとの差が所定値に達している力、否かを個々に判別するとともに、所定値に達していると判別された二次電池が異常であると判別するために複数の二次電池の略二分された 2つの電池群を交互に放電させて強制的なリツプル電流を発生させる抵抗とコンデンサと切り換え手段とが備えられ、切り換え手段は 2つの電池群の両端に抵抗とコンデンサとの直列回路を択一的に接続させる。

つぎの発明にかかる二次電池良否判別装置のリップル発生回路にあっては、直列に接続された複数の二次電池の個々の両極間から抽出された個々のリップル電圧の大きさと、これらの抽出された前記個々のリップル電圧の平均値を表す平均電圧の大きさとの差が所定値に達しているか否かを個々に判別して前記所定値に達していると判別された前記二次電池が異常であると判別するために前記複数の二次電池の略二分された 2つの電池群を交互に放電させて強制的なリップル電流を発生させる抵抗と切り換え手段とを備え、この切り換え手段は、前記 2つの電池群に強制的なリップル電流を発生させるときにのみ、この 2つの電池群の両端を前記抵抗で択一的に接続させることを特徴とする。

この発明によれば、直列に接続された複数の二次電池の個々の両極間から抽出された個々のリップノレ電圧の大きさと、これらの抽出された個々のリップル電圧の平均値を表す平均電圧の大きさとの差が所定値に達しているか否かを個々に判別するとともに、所定値に達していると判別された二次電池が異常であると判別するために複数の二次電池の略二分された 2つの電池群を交互に放電させて強制的なリップル電流を発生させる抵抗と切り換え手段とが備えられ、切り換え手段は、 2つの電池群に強制的なリップノレ電流を発生させるときにのみ 2つの電池群の両端に抵抗を択一的に接続させる。図面の簡単な説明

第 1図は、特許文献 1に示された二次電池良否判別装置の回路構成を示す回路図であり、第 2図は、この発明の実施の形態 1にかかる回路構成を示す図であり、第 3図は、この発明の実施の形態 2にかかる回路構成を示す図であり、第 4図は、実施の形態 1のリップル検出部を簡易な構成とした場合の回路構成の一例を示す図であり、第 5図は、この発明の実施の形態 3にかかる回路構成を示す図である。発明を実施するための最良の形態

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる二次電池良否判別用リップル発生回路の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態 1.

まず、この発明にかかる二次電池良否判別用リップル発生回路の説明に先立つて、特許文献 1に示された二次電池良否判別装置の構成および動作について説明する。第 1図は、特許文献 1に示された二次電池良否判別装置の回路構成を示す回路図である。同図において、この二次電池良否判別装置は、整流器 RECT I と、 n個（ただし、 nは任意の正の整数）のリップル検出回路 DET 1 i DE T 1 _nからなるリップル検出部 DET 1と、コンデンサ C 4とを備えている。整流器 RECT Iは、例えば、各自に供給された電圧を整流する図示しない n 個の全波整流回路と、一次卷線および n個の二次巻線を備え、各二次卷線の両端間の電圧を 1対 1に各全波整流回路に供給する図示しない変成器とから構成される。また、整流器 RECT Iは、 2個の極を備える入力端 I Nと、各々が正極および負極を有した n糸且の出力端 O U 1\〜0111 とを備えている。

整流器 RECT 1の入力端 I Nは、この二次電池良否判別装置の電源入力端をなす。充電する対象の二次電池 E_k (ただし、 kは 1以上 n以下の整数）の正極は、整流器 RECT 1の出力端 OUT_kの正極に接続され、二次電池 E_kの負極は、整流器 RECT 1の出力端 OUTkの負極に接続されている。

整流器 R E C T 1は、入力端 I Nの両極間に単相交流電圧が印加されたとき、その単相交流電圧を全波整流して得られるリップル電圧を、出力端 OUT_kの両極間に発生させる。ただし、整流器 RECT Iは、出力端 OUT\の負極の電位を基準として、出力端 OUT_kの正極の電圧が 0ボルト以上となるように、リツプル電圧を発生させる。

リップノレ検出回路 DET 1 〜DET 1 _nは、互いに同一の構成を有している。 kを 1以上、 n以下の整数とすると、リップル検出回路 DET 1 _kは、差動増幅器 AMP 2 _kと、コンデンサ C 2 _kおよび C 3 _kと、変成器 T 2_kと、ダイオード D l _kと、抵抗 R 2_kと、負荷 Z 3 _kと、発光ダイオード LED 3 _kとを備えている。

コンデンサ C 2 _kは、整流器 RECT 1の出力端 OUT_kの正極と、変成器 T 2 _kの後述する一次卷線の一端との間に接続され、自己の一端に印加される電圧に含まれる交流の成分を他端へと通過させる。

変成器 T 2 _kは、一次卷線と二次卷線とを備える。変成器 T 2 _kの一次卷線の一端は、整流器 R ECT 1の出力端 OUT _kの負極に接続され、他端は、コンデンサ C 2 _kの両端のうち整流器 RECT 1の出力端 OUTkの正極に接続されていない方に接続されている。変成器 T 2 _kの二次卷線の一端はダイォード D 1 _k の後述するアノードに接続され、他端は接地されている。また、ダイオード D 1 _kの力ソードは、後述する差動増幅器 AMP 2 _kの非反転入力端（第 1図に示す +側端子）に接続されている。

差動増幅器 AMP 2_kは、図示しない演算増幅器などから構成され、非反転入力端および反転入力端（第 1図に示す一側端子）ならびに出力端とを備える。差動増幅器 AMP 2 _kは、反転入力端の電位を基準とした非反転入力端の電圧に比例した電圧を出力端に発生させる。

コンデンサ C 3 _kは、ダイォード D 1 _kの力ソードとグラウンドとの間の電圧を平滑化するためのものである。コンデンサ C 3 _kの一端は、ダイオード D l _k の力ソードに接続されており、他端は接地されている。

抵抗 R 2 _kは、ダイォード D 1 i〜D 1 _nの力ソードに発生する電圧の平均値に相当する電圧を発生させるためのものである。抵抗 R 2 _kの一端は、差動増幅器 AMP 2 _kの非反転入力端に接続されており、他端は差動増幅器 AMP 2 _kの反転入力端に接続されている。

発光ダイオード LED 3 _kは、負荷 Z 3 _kとカスケードに接続されて直列回路を形成する。この直列回路の両端のうち、発光ダイオード LED 3 _kのアノードに近い方の端は負荷 Z 3 _kを介して差動増幅器 AM P 2 _kの出力端に接続されており、他方の端は接地されている。

発光ダイオード LED 3_kは、自己と負荷 Z 3 _kとが形成する直列回路の両端間に交流電圧が印加され、自己が順バイアスされたとき（具体的には、例えば、発光ダイオード LED 3 kのアノードの電圧が力ソードの電位に対して 0. 6ボルト程度よりも高くなつたとき）導通し、発光する。なお、コンデンサ C Si C 3 _nの静電容量は互いに等しく、また、抵抗 R 1 〜 l_nの抵抗値も互いに等しい。

コンデンサ C 4は、ダイオード D 1 i〜D 1 _nの力ソードに発生する電圧の平均値に当たる電圧を平滑化するためのものである。コンデンサ C 4の一端は、差動増幅器 AMP 2 〜 AMP 2 _nの反転増幅器に共通に接続され、他端は接地されている。

整流器 R ECT 1の電源入力端 I Nの両極間に単相交流電圧を印加すると、整流器 RECT 1の出力端〇UT_kの両極間には、出力端 OUT_kの正極が出力端〇UT_kの負極に対して正極性であるような向きのリップル電圧が発生する。そして、出力端 OUT_kの両極間に生じるリップル電圧は二次電池 E_kの両極間に印加され、このリップル電圧の瞬時値が、二次電池 E_kが充電される程度の電圧に達している間、二次電池 E_kは充電される。

この結果、二次電池 E_kの両極間には、整流器 RECT 1の出力端〇UT_kの両極間の出力インピーダンスと二次電池 E _kの両極間のィンピーダンスとに依存した電圧が発生し、この電圧の交流成分は、コンデンサ C 2 _kを通過して変成器 T 2 _kの一次卷f泉の両端間に印加される。

すると、変成器 T 2 _kの二次卷線の両端間には、変成器 T 2 _kの一次卷線の両端間の電圧に比例する電圧が発生し、ダイォード D 1 _kの力ソードには、変成器 T 2 _kの二次卷線の両端間の電圧を半波整流した結果がコンデンサ C 3 _kにより平滑化されたものに相当する電圧が発生する。そして、ダイオード D l_kのカソ一ドの電圧は、差動増幅器 AMP 2 _kの非反転入力端に印加される。

—方、差動増幅器 AMP 2 _kの反転入力端の電位は、ダイォード D 1 〜D 1 _n の各力ソードの電圧（すなわち、差動増幅器 AMP 2 i AMP 2 _nの各非反転入力端の電圧）の平均値に等しくなる。したがって、差動増幅器 AMP 2 _kの出力端の電圧の値は、二次電池 E _kの正極の電圧の交流成分を半波整流して平滑化した値から、二次電池 E の正極の電圧の交流成分をそれぞれ半波整流して平滑ィヒした値の平均値を差し引いた値に比例した値となる。そして、差動増幅器 AMP 2 _kの出力端の電圧は、発光ダイオード LED 3 _kと負荷 Z 3 _kとが形成する直列回路の両端間に印加される。

このため、差動増幅器 AMP 2 _kの増幅率と、負荷 Z 3_kのインピーダンスとを適切に選択することにより、発光ダイオード LED 3 _kは、二次電池 E_kの両端間の電圧の交流成分の大きさが、二次電池の各両端間の電圧の交流成分の平均値を一定値以上上回っているときに発光するようになる。そして、二次電池 E _kの両端間の電圧の交流成分の値が小さいほど、二次電池 E _kの充放電の能力が高いものと見ることができる。つまり、発光ダイオード LED 3 _kは、二次電池 E _kの充放電の能力が二次電池 Eェ〜 E _nの各両端間の充放電の能力の平均よりも一定程度以上劣っているときに発光する、ということになる。

このように、第 1図に示した二次電池良否判別装置は、二次電池 E_kの両端間の電圧の交流成分の大きさと、二次電池 E i〜 E _nの各両端間の電圧の交流成分の平均ィ直とを比較し、二次電池 E _kの両端間の電圧の交流成分の値が二次電池 E ,〜 E _nの各両端間の電圧の交流成分の平均値より一定値以上大きいときに発光ダイオード LED 3 _kを発光させることで、二次電池の良否を判定することができる。

ところで、上述した二次電池良否判別装置は、単相交流電流を整流して二次電池 E Enを充電するために用いられる整流器 RECT 1をリップル印加手段として用いるものであった。つまり、この二次電池良否判別装置は、二次電池 E i Enを充電するために用いられる整流器 RECT 1自身が発生するリップルを利用するものであった。

したがって、発明が解決しょうとする課題において述べたように、スィッチング電源のようなリップルをほとんど発生させない電源を充電用電源として用いる場合では、この二次電池良否判別装置を利用できないという課題があった。この課題を解決したものが、第 2図に示す二次電池良否判別用リップル発生回路である。

第 2図は、この発明の実施の形態 1にかかる回路構成を示す図である。同図に示すように、二次電池良否判別用リップルS生回路 10は、複数の直列接続された二次電池群（電池群 Aおよび電池群 B) 、充電回路 Kl、負荷 Z 1に接続され、二次電池群を構成するそれぞれの二次電池は、上述した第 1図に示すリップル検出部 D Ε Τ 1のそれぞれの入力端子 U T、 LTに接続されている。

つぎに、二次電池良否判別用リップル発生回路 10の構成とともに実施の形態 1にかかる回路の回路構成について説明する。第 2図において、二次電池良否判別用リップル発生回路 10は、 2つの切り換え接点 a、 bを有するリレー RL 1 と、抵抗 R l、コンデンサ C 1を備えている。充電回路 K1に接続された二次電池群は、二次電池 E i Enの各二次電池を直列に並べて構成されるとともに、便宜上、電池群 A、 Bにほぼ二分されている。

電池群 Aは、二次電池で構成されている。電池群 Aの正極側、すなわち、二次電池の正極側は、充電回路の一端に接続されるとともに、負荷の一端が接続されているリレー RL 1の切り換え接点 a側に接続されている。また、電池群 Aの負極側、すなわち、二次電池 E_kの負極側は、抵抗 R 1の一端、すなわち、コンデンサ C 1に接続されていない側に接続されている。

一方、電池群 Bは、二次電池 E_{k + 1}〜E_nで構成されている。電池群 Bの正極側、すなわち、二次電池 E_k+1の正極側は、抵抗 R1の一端、すなわち、コンデンサ C 1に接続されていない側に接続されている。また、電池群 Bの負極側、すなわち二次電池 E _nの負極側は、充電回路の他端に接続されるとともに、負荷の一端が接続されているリレー R L 1の切り換え接点 b側に接続されている。また、コンデンサ C 1の一端は、抵抗 R 1の他端、すなわち、二次電池に接続されていない側に接続され、他端は、リレー R L 1の切り換え接点ではない端子に接続されている。

電池群 Aおよび電池群 Bを構成する各二次電池は、 D E T 1の所定の端子にそれぞれ接続され、それぞれの端子電圧がリップル検出部 D E T 1に入力される。例えば、二次電池 E _kの正極側の端子はリップル検出部 D E T 1の U T _k端子に接続され、負極側の端子はリップル検出部 D E T 1の L T _k端子に接続され、二次電池 E _kの両端の端子電圧がリップル検出部 D E T 1に印加される。

つぎに、第 2図に示す二次電池良否判別用リップル発生回路 1 0の動作について説明する。同図において、リレー R L 1が切り換え接点 a側に切り替わつたとき、電池群 Aと抵抗 R 1およびコンデンサ C 1の直列回路とで構成される閉回路に、実線で示す向きの電流 I _aが流れる。また、リレー R L 1が切り換え接点 b 側に切り替わったときには、電池群 Bと抵抗 R 1およびコンデンサ C 1の直列回路とで構成される閉回路に、破線で示す向きの電流 I _bが流れる。したがって、リレー R L 1が切り換え接点 aおよび切り換え接点 bの間を交互に切り替わるとき、抵抗 R 1とコンデンサ C 1との直列回路上では、逆向きの電流が交互に流れることになる。

なお、コンデンサ C 1は、リレー R L 1の接点が切り換え接点 aおよび切り換え接点 bのいずれかに接しているときに、電流が流れ続けるのを防止するためのものであり、通常時に、切り換え接点 aおよび切り換え接点 bのどちらにも接していないようなリレーを用いる場合には、コンデンサ C 1は不要である。

第 2図に示すように、電流 I _aは、電池群 Aから見ると放電する向きの電流であり、電池群 Bから見ると充電される向きの電流である。このとき、抵抗 R 1とコンデンサ C 1との直列回路とリレー R L 1は、電池群 Aから見れば放電回路を構成し、電池群 Bから見れば充電回路を構成する。一方、電流 I _bは、電流 I _aとは逆で、電池群 Aから見ると充電される向きの電流であり、電池群 Bから見ると放電する向きの電流である。このとき、抵抗 R 1とコンデンサ C 1との直列回路とリレー R L 1は、電池群 Aから見れば充電回路を構成し、電池群 Bから見れば放電回路を構成する。

このように、リレー R L 1の切り換え接点 aおよび切り換え接点 bが交互に切り替わることによって、二次電池 E i E nの 2つの電池群に強制的にリップルを発生させることができ、このリップルが生じた各二次電池の端子電圧をリップル検出部 D E T 1に入力するようにしているので、上述したリップル検出部 D E T 1によって、二次電池のそれぞれの良否を判定することができる。以上説明したように、この実施の形態によれば、リップル印加手段は、複数の二次電池の略二分された 2つの電池群を交互に放電させて強制的にリップル電流を発生させるようにしているので、リップルをほとんど発生させないスィッチング電源であっても、あるいは、定電圧ゃ定電流での充電中および放電中であっても、任意のリップル電流を発生させることができる。また、擬似の停電状態を作らないので、運用中のシステムに影響を与えることなく、二次電池の良否の判定を行うことができる。さらに、放電による電池全体の電圧降下は、相対する電池群が充電モードになるため、ほとんど発生しない。また、二次電池の容量を多量に放電させることがないので、電池寿命を長持ちさせることができる。

また、この実施の形態によれば、リップル印加手段には抵抗とコンデンサと切り換え手段とが備えられ、切り換え手段は 2つの電池群の両端に抵抗とコンデンサとの直列回路を択一的に接続させるようにしているので、リップノレをほとんど発生させないスイッチング電源であっても、あるいは、定電圧ゃ定電流での充電中および放電中であっても、任意のリップル電流を発生させることができる。また、擬似の停電状態を作らないので、運用中のシステムに影響を与えることなく、二次電池の良否の判定を行うことができる。さらに、放電による電池全体の電圧降下は、相対する電池群が充電モードになるため、ほとんど発生しない。また、二次電池の容量を多量に放電させることがないので、電池寿命を長持ちさせることができる。

また、この実施の形態によれば、直列に接続された複数の二次電池の個々の両極間から抽出された個々のリップル電圧の大きさと、これらの抽出された個々のリップル電圧の平均値を表す平均電圧の大きさとの差が所定値に達しているカゝ否力を個々に判別するとともに、所定値に達していると判別された二次電池が異常であると判別するために複数の二次電池の略二分された 2つの電池群を交互に放電させて強制的なリップル電流を発生させる抵抗とコンデンサと切り換え手段とが備えられ、切り換え手段は 2つの電池群の両端に抵抗とコンデンサとの直列回路を択一的に接続させるようにしているので、リップルをほとんど発生させないスイッチング電源であっても、あるいは、定電圧ゃ定電流での充電中および放電中であっても、任意のリップル電流を発生させることができる。また、擬似の停電状態を作らないので、運用中のシステムに影響を与えることなく、二次電池の良否の判定を行うことができる。さらに、放電による電池全体の電圧降下は、相対する電池群が充電モードになるため、ほとんど発生しない。また、二次電池の容量を多量に放電させることがないので、電池寿命を長持ちさせることができるという効果を奏する。

実施の形態 2 .

第 3図は、この発明の実施の形態 2にかかる回路構成を示す図である。同図に示す二次電池良否判別用リップル発生回路 1 0は、第 1図の実施の形態 1と比較して、二次電池群に交互のリップルを生じさせる手段であるリレー R L 1に替えて、変成器 T 3、 Τ 4と、バイポーラトランジスタ T R 1、 T R 2とを備え、変成器 Τ 3、 Τ 4に入力される交流信号によって、二次電池群にリップルを発生させるようにしている。ところで、交流信号が印加されない場合には、バイポーラトランジスタ T R 1、 T R 2のどちらも電流が流れることはないので、実施の形態 1のようにコンデンサ C 1を備える必要はない。なお、二次電池 E i E nのそれぞれとリップル検出部 D E T 1との接続は、実施の形態 1と同様であるが、説明の都合上省略している。また、その他の構成については、実施の形態 1と同様であり、同一部分には同一符号を付している。

第 3図において、この実施の形態の二次電池良否判別用リップル発生回路 10 は、変成器 T3、 Τ4と、バイポーラトランジスタ TR 1、 TR 2とを備えている。充電回路 K1に接続された二次電池群は、二次電池 Ei Enの各二次電池を直列に並べて構成されるとともに、便宜上、電池群 A、 Bにほぼ二分されている。電池群 Aは、二次電池 Ei Ekで構成され、電池群 Bは、二次電池 E_{k + 1}〜 E_nで構成されている。電池群 Aの正極側、すなわち、二次電池の正極側は、充電回路の一端に接続されるとともに、負荷の一端が接続されているバイポーラトランジスタ TR 2のコレクタに接続されている。また、電池群 Aの負極側、すなわち、二次電池 E_kの負極側は、抵抗 R 1の一端に接続されている。

一方、電池群 Bの正極側、すなわち、二次電池 E_{k + 1}の正極側は、抵抗 R 1の一端に接続されている。また、電池群 Bの負極側、すなわち二次電池 E_nの負極側は、充電回路の他端に接続されるとともに、負荷の他端が接続されているバイポーラトランジスタ TR 1のェミッタに接続されている。また、抵抗 R 1の他端は、バイポーラトランジスタ TR 2のェミッタとバイポーラトランジスタ TR 1 のコレクタとの接続点に接続されている。

変成器 T 3は、一次卷線とこの一次卷線に誘導結合された二次巻線とを備えている。変成器 T 3の一次卷線の一端は交流信号が入力される端子に接続され、他端は充電回路 Kl、負荷 Ζ 1などが接続される共通線（グランド側ライン）に接続されている。また、変成器 Τ 3の二次卷線の一端はバイポーラトランジスタ Τ R 1のベースに接続されており、他端は一次卷線と同様に共通線に接続されている。なお、変成器 Τ 3の一次卷線と二次卷線とは、一次卷線に流れる電流の変化に伴って電圧が発生するとき、一次卷線の一端に発生する電圧と二次巻線の一端に発生する電圧とが逆極性の電圧となるように結合されている。

—方、変成器 Τ 4は、一次卷線とこの一次卷線に誘導結合された二次巻線とを備えている。変成器 Τ 4の一次卷線の一端は交流信号が入力される変成器 Τ 3と共通の端子に接続され、他端は充電回路 Kl、負荷 Ζ 1などが接続される共通線 (グランド側ライン）に接続されている。また、変成器 T 4の二次卷線の一端はバイポ"ラトランジスタ T R 2のベースに接続されており、他端は抵抗 R 1の他端と、バイポーラトランジスタ T R 1のェミッタと、バイポーラトランジスタ T R 2のコレクタとが接続される接続点に接続されている。なお、変成器 T 3の一次巻線と二次卷線とは、一次卷線に流れる電流の変化に伴って電圧が発生するとき、一次卷線の一端に発生する電圧と二次卷線の一端に発生する電圧とが同極性の電圧となるように結合されている。

上述したように、バイポーラトランジスタ T R 1に接続されている変成器 T 3 の一次卷線と二次卷線とが逆極性に接続され、バイポーラトランジスタ T R 2に接続されてレヽる変成器 T 4の一次卷,線と二次卷線とが同極性に接続されてヽるので、変成器 T 3、 Τ 4に入力された交流信号 S生 ¾gの正の半サイクルで、バイポーラトランジスタ T R 2がオンとなり、バイポーラトランジスタ T R 1がオフとなる。逆に、変成器 T 3、 Τ 4に入力された交流信号発生源の負の半サイクルで、バイポーラトランジスタ T R 1がオンとなり、バイポーラトランジスタ T R 2がオフとなる。これらの動作により、電池群 Α、 Βには、それぞれ放電と充電を交互に繰り返す電流が流れる。なお、この電流が流れる動作は、実施の形態 1と同様なので、ここでの説明は省略する。

このように、バイポーラトランジスタを交互に動作させることによって二次電池 E i E nの二次電池群に強制的にリップルを発生させることができ、このリップルが生じた各二次電池の端子電圧をリップル検出部 D E T 1に入力するようにしているので、実施の形態 1で示したリップノレ検出部 D E T 1によって、二次電池 E i〜E _nのそれぞれの良否を判定することができる。

以上説明したように、この実施の形態によれば、リップノレ印加手段には抵抗と切り換え手段とが備えられ、切り換え手段は 2つの電池群に強制的なリップル電流を発生させるときにのみ 2つの電池群の両端に抵抗を択一的に接続させるようにしているので、リップノレをほとんど発生させないスイッチング電源であっても、あるいは、定電圧ゃ定電流での充電中おょぴ放電中であっても、任意のリップル電流を発生させることができる。また、擬似の停電状態を作らないので、運用中のシステムに影響を与えることなく、二次電池の良否の判定を行うことができる。さらに、放電による電池全体の電圧降下は、相対する電池群が充電モードになるため、ほとんど発生しない。また、二次電池の容量を多量に放電させることがないので、電池寿命を長持ちさせることができる。

また、この実施の形態によれば、直列に接続された複数の二次電池の個々の両極間から抽出された個々のリップル電圧の大きさと、これらの抽出された個々のリップル電圧の平均値を表す平均電圧の大きさとの差が所定値に達しているカゝ否かを個々に判別するとともに、所定値に達していると判別された二次電池が異常であると判別するために複数の二次電池の略二分された 2つの電池群を交互に放電させて強制的なリップル電流を発生させる抵抗と切り換え手段とが備えられ、切り換え手段は、 2つの電池群に強制的なリップル電流を発生させるときにのみ 2つの電池群の両端に抵抗を択一的に接続させるようにしているので、リップルをほとんど発生させないスイッチング電源であっても、あるいは、定電圧ゃ定電流での充電中および放電中であっても、任意のリップル電流を発生させることができる。また、擬似の停電状態を作らないので、運用中のシステムに影響を与えることなく、二次電池の良否の判定を行うことができる。さらに、放電による電池全体の電圧降下は、相対する電池群が充電モードになるため、ほとんど発生しない。また、二次電池の容量を多量に放電させることがないので、電池寿命を長持ちさせることができる。

実施の形態 3 ·

第 4図は、実施の形態 1のリップル検出部 D E T 1を簡易な構成とした場合の回路構成の一例を示す図である。この回路は、リップルを検出する回路として、一般的な公知の回路である。同図に示すリップル検出部 D E T 2は、コンデンサ C 5と、差動増幅器 AMP 1と、発光ダイオード L E D 4と、抵抗 R 3を備えている。また、リップル検出部 D E T 2は、一対の入力端子 U Tおよび L Tを備えている。入力端子 UTには、二次電池 E_xの正極側が接続され、入力端子 LTには、入力端子 UTに接続された二次電池 E _xの負極側が接続される。差動増幅器 AMP 1は、図示しない演算増幅器などから構成され、非反転入力端と、反転入力端と、出力端とを備える。差動増幅器 AMP 1は、反転入力端の電位を基準とした非反転入力端の電圧に比例した電圧を出力端から出力する。コンデンサ C 5は、入力端子 UTと、差動増幅器 AMP 1の非反転入力端との間に接続され、自己の一端に印加される電圧に含まれる交流の成分を他端へと通過させる。

発光ダイオード L E D 4は、抵抗 R 3と直列に接続された直列回路を形成し、この直列回路の両端のうち、一方の端、すなわち発光ダイオード LED 4のァノ一ドは差動増幅器 AMP 1の出力端に接続されており、他方の端、すなわち抵抗 R 3の他端は入力端子 LTに接続されている。 .

ここで、リップル検出部 DET 2の一対の入力端子 UT、 LTに接続された二次電池 E_xの両端にリップルが発生した状態を考える。このとき、二次電池 E_x の両極間に発生するリップルの大きさは、二次電池 E_xに接続される図示しない充電回路の出力端の出力インピーダンスと、二次電池の両極間のインピーダンスに依存した値となる。

二次電池 E_xの正極に発生するリップノレは、コンデンサ C 5を通過して差動増幅器 AMP 1の非反転入力端に印加される。また、差動増幅器 AMP 1の反転入力端の電位は、二次電池 E_xの負極の電位と同電位となるため、差動増幅器 AM P Iの反転入力端の電位を基準とした場合、差動増幅器 AMP 1の非反転入力端の電圧の値は、二次電池 E_xの正極の電圧の交流成分の値に等しくなる。

この結果、差動増幅器 AMP 1の出力端には、二次電池 E_xの両端に発生するリップノレに比例した大きさの電圧が発生する。この電圧が発光ダイオード L E D 4と抵抗 R 3とによって形成される直列回路の両端間に印加される結果、発光ダィオード LED 4は、自己が順バイアスされたときに、導通し、発光するようになる。

差動増幅器 AMP 1の反転入力端と非反転入力端との間の電圧がどの程度の値をとるときに発光ダイオード L E D 4が順バイァスされるかは、差動増幅器 AM P Iの増幅率と、抵抗 R 3のインピーダンスとに依存する。その一方で、二次電池 E _xは、充放電能力が正常である状態で、両極間にリップルを含む電流を流した場合、両極間に発生する電圧のリップルが一定値以下になるという性質を有する。

この性質を利用するとともに、差動増幅器 AM P 1の増幅率と抵抗 R 3の抵抗値とを適切に選択することにより、充放電の能力が正常でない二次電池 E _xがリップルの電流を印加されているときに、発光ダイオード L E D 4が発光するようになる。

第 5図は、この発明の実施の形態 3にかかる回路構成を示す図である。同図に示す二次電池良否判別用リップル発生回路 1 0は、第 1図の実施の形態 1と同一の回路である。また、二次電池のそれぞれは、第 4図に示した n個のリップル検出部 D E T 2とそれぞれ接続されている。なお、その他の構成については、実施の形態 1と同様であり、同一部分には同一符号を付している。

このように、単一の二次電池のリップノレを検出するリップル検出部 D E T 2を直列接続された二次電池の数（第 5図の例では n個）だけ用意し、それぞれの二次電池 E E nに接続されたリップル検出部 D E T 2によって、二次電池 E i〜 E _nのそれぞれの良否を判定することができる。

以上説明したように、この実施の形態によれば、リップル印加手段は、複数の二次電池の略二分された 2つの電池群を交互に放電させて強制的にリップル電流を発生させるようにしているので、リップルをほとんど発生させないスィッチング電源であっても、あるいは、定電圧や定電流での充電中および放電中であっても、任意のリップル電流を発生させることができる。また、擬似の停電状態を作らないので、運用中のシステムに影響を与えることなく、二次電池の良否の判定を行うことができる。さらに、放電による電池全体の電圧降下は、相対する電池群が充電モードになるため、ほとんど発生しない。また、二次電池の容量を多量に放電させることがないので、電池寿命を長持ちさせることができる。また、この実施の形態によれば、直列に接続された複数の二次電池の個々の両極間から抽出された個々のリップル電圧の大きさと、これらの抽出された個々のリップル電圧の平均値を表す平均電圧の大きさとの差が所定値に達しているか否かを個々に判別するとともに、所定値に達していると判別された二次電池が異常であると判別するために複数の二次電池の略二分された 2つの電池群を交互 k放電させて強制的なリップル電流を発生させる抵抗と切り換え手段とが備えられ、切り換え手段は、 2つの電池群に強制的なリップル電流を発生させるときにのみ 2つの電池群の両端に抵抗を択一的に接続させるようにしているので、リップルをほとんど発生させないスイッチング電?原であっても、あるいは、定電圧ゃ定電流での充電中および放電中であっても、任意のリップル電流を発生させることができる。また、擬似の停電状態を作らないので、運用中のシステムに影響を与えることなく、二次電池の良否の判定を行うことができる。さらに、放電による電池全体の電圧降下は、相対する電池群が充電モードになるため、ほとんど発生しない。また、二次電池の容量を多量に放電させることがないので、電池寿命を長持ちさせることができる。産業上の利用可能性

以上のように、本発明は、二次電池の良否の判定を行う二次電池良否判別装置として有用であり、特に、運用中のシステムに影響を与えることなく二次電池の良否判定を行いたい場合などに適している。

Claims

請求の範囲

1 . 直列に接続された複数の二次電池の両極間にリップル電流を印加するリップル印加手段と、前記複数の二次電池の個々の両極間に生じたリップル電圧を抽出するリップル電圧抽出手段と、前記リップル電圧抽出手段により抽出された複数のリップル電圧の平均値を表す平均電圧を発生する平均電圧発生手段と、前記リップル電圧抽出手段により抽出された個々のリツプル電圧の大きさと前記平均電圧の大きさとの差が所定値に達している力否かを個々に判別し、前記所定値に達していると判別された前記二次電池が異常であると判別する判別手段とを備えた二次電池良否判別装置において、

前記リップル印加手段は、前記複数の二次電池の略二分された 2つの電池群を交互に放電させて強制的にリップル電流を発生させたことを特徴とする二次電池良否判別装置。

2 . 前記リップル印加手段は、抵抗とコンデンサと切り換え手段とを備え、この切り換え手段は、前記 2つの電池群の両端を前記抵抗と前記コンデンサとの直列回路で択一的に接続させることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の二次電池良否判別装置。

3 . 前記リップル印加手段は、抵抗と切り換え手段とを備え、

この切り換え手段は、前記 2つの電池群に強制的なリップル電流を発生させるときにのみ、この 2つの電池群の両端を前記抵抗で択一的に接続させることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の二次電池良否判別装置。

4. 直列に接続された複数の二次電池の両極間にリップル電流を印加するリップル印加手段と、前記複数の二次電池の個々の両極間に生じたリップル電圧を抽出する複数のリップル電圧抽出手段と、前記リップル電圧抽出手段により抽出されたリップル電圧の大きさに基づいて前記二次電池が異常である力否かを判別する判別手段とを備えた二次電池良否判別装置において、

5 . 前記リップル印加手段は、抵抗とコンデンサと切り換え手段とを備え、この切り換え手段は、前記 2つの電池群の両端を前記抵抗と前記コンデンサとの直列回路で択一的に接続させることを特徴とする請求の範囲第 4項に記載の二次電池良否判別装置。

6 . 前記リップノレ印加手段は、抵抗と切り換え手段とを備え、

この切り換え手段は、前記 2つの電池群に強制的なリップル電流を発生させるときにのみ、この 2つの電池群の両端を前記抵抗で択一的に接続させることを特徴とする請求の範囲第 4項に記載の二次電池良否判別装置。

7 . 直列に接続された複数の二次電池の個々の両極間から抽出された個々のリップル電圧の大きさと、これらの抽出された前記個々のリップル電圧の平均値を表す平均電圧の大きさとの差が所定値に達しているか否かを個々に判別して前記所定値に達していると判別された前記二次電池が異常であると判別するために前記複数の二次電池の略二分された 2つの電池群を交互に放電させて強制的なリップル電流を発生させる抵抗とコンデンサと切り換え手段とを備え、

この切り換え手段は、前記 2つの電池群の両端を前記抵抗と前記コンデンサとの直列回路で択一的に接続させることを特徴とする二次電池良否判別装置のリップル発生回路。

8 . 直列に接続された複数の二次電池の個々の両極間から抽出された個々のリップル電圧の大きさと、これらの抽出された前記個々のリップル電圧の平均値を表す平均電圧の大きさとの差が所定値に達しているか否かを個々に判別して前記所定値に達していると判別された前記二次電池が異常であると判別するために前記複数の二次電池の略二分された 2つの電池群を交互に放電させて強制的なリップル電流を発生させる抵抗と切り換え手段とを備え、

この切り換え手段は、前記 2つの電池群に強制的なリップル電流を発生させるときにのみ、この 2つの電池群の両端を前記抵抗で択一的に接続させることを特徴とする二次電池良否判別装置のリップル発生回路。