(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池と、この二次電池の動作状態を監視する電池管理手段と、この電池管理手段と周辺機器との間の通信手段とを備えた電池電源装置の動作を評価する評価装置であって、
前記二次電池を充電する充電電源と、二次電池を放電させる負荷装置と、二次電池の電圧を測定する電圧測定手段と、充電電流及び放電電流を測定する電流測定手段と、二次電池に対する充電及び放電を制御する制御手段と、この制御手段の制御による充電時及び放電時に前記電圧測定手段、電流測定手段それぞれによって測定された測定データ及び前記通信手段を介して前記電池管理手段から取り出したデータを収集するデータ収集手段とを備えてなることを特徴とする電池電源装置の評価装置。
【請求項２】
二次電池と、この二次電池の動作状態を監視する電池管理手段と、この電池管理手段と周辺機器との間の通信手段とを備えた電池電源装置の動作を評価する評価装置であって、
前記二次電池を充電する充電電源と、二次電池を放電させる負荷装置と、二次電池の電圧を測定する電圧測定手段と、充電電流及び放電電流を測定する電流測定手段と、二次電池の温度を測定する温度測定手段と、二次電池に対する充電及び放電を制御する制御手段と、この制御手段の制御による充電時及び放電時に前記電圧測定手段、電流測定手段、温度測定手段それぞれによって測定された測定データ及び前記通信手段を介して前記電池管理手段から取り出したデータを収集するデータ収集手段とを備えてなることを特徴とする電池電源装置の評価装置。
【請求項３】
二次電池と、この二次電池の動作状態を監視する電池管理手段と、この電池管理手段と周辺機器との間の通信手段とを備えた電池電源装置の動作を評価する評価装置であって、
電池電源装置を収容する恒温槽と、二次電池を充電する充電電源と、二次電池を放電させる負荷装置と、二次電池の電圧を測定する電圧測定手段と、充電電流及び放電電流を測定する電流測定手段と、二次電池の温度を測定する温度測定手段と、前記恒温槽の温度及び二次電池に対する充放電を制御する制御手段と、この制御手段の制御による充電時及び放電時に前記電圧測定手段、電流測定手段、温度測定手段それぞれによって測定された測定データ及び前記通信手段を介して前記電池管理手段から取り出したデータを収集するデータ収集手段とを備えてなることを特徴とする電池電源装置の評価装置。
【請求項４】
データ収集手段は、１ｍｓｅｃ〜１０分のサンプリング周期でデータを取得する請求項１〜３いずれか一項に記載の電池電源装置の評価装置。
【請求項５】
データ収集手段は、取得データを前回取得データと比較して、その変化が設定値以下であるとき、記憶手段へのデータ格納を見送る請求項１〜４いずれか一項に記載の電池電源装置の評価装置。
【請求項６】
制御手段は、恒温槽内の温度が設定温度または設定温度の許容範囲内に安定するまで制御動作を待機する請求項１〜５いずれか一項に記載の電池電源装置の評価装置。
【請求項７】
データ収集手段は、電池管理手段から提供されたデータと、電圧測定手段及び電流測定手段によって検出された測定データとを比較する機能を有してなる請求項１記載の電池電源装置の評価装置。
【請求項８】
データ収集手段は、電池管理手段から提供されたデータと、電圧測定手段、電流測定手段及び温度測定手段によって検出された測定データとを比較する機能を有してなる請求項２または３記載の電池電源装置の評価装置。
【請求項９】
制御手段及びデータ収集手段は、コンピュータで構成されてなる請求項１〜８いずれか一項に記載の電池電源装置の評価装置。
【請求項１０】
制御手段及びデータ収集手段は、通信回線に接続されたコンピュータで構成されてなる請求項１〜９いずれか一項に記載の電池電源装置の評価装置。
【請求項１１】
制御手段及びデータ収集手段は、通信回線に接続されたコンピュータで構成され、評価結果を電子メールにより指定したメールアドレスに送信する請求項１〜１０いずれか一項に記載の電池電源装置の評価装置。
【請求項１２】
制御手段及びデータ収集手段は、通信回線に接続されたコンピュータで構成され、評価結果を暗号化して電子メールにより指定したメールアドレスに送信する請求項１〜１１いずれか一項に記載の電池電源装置の評価装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二次電池の動作状態を監視する電池管理手段を備えた電池電源装置の電池特性と電池管理機能とを評価するためのデータを自動取得し、データをネットワークを通じて遠隔地においても取得可能とした電池電源装置の評価装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
二次電池を用いた電池電源装置は、過充電や過放電等から二次電池を保護する電池保護機能が設けられ、二次電池と共にパックケース内に収容して電池パックの形態に構成される。また、携帯型パーソナルコンピュータなどの電池電源装置では、電池管理機能が設けられ、電池管理機能によって検出された電池電圧や充放電電流、電池残量などのデータを通信バス（ＳＭＢｕｓ）を介してコンピュータ本体に出力するスマートバッテリーに構成される。
【０００３】
このような電池電源装置は、使用する二次電池の品種や適用する機器に応じて設計され、前記電池管理機能を構成するマイコンのファームウエアが書き込まれる。この電池電源装置が正常に動作するか否かを評価するために、図５に示すような評価装置が用いられている。
【０００４】
図５において、電池電源装置２０を恒温槽２６内に配置して、ＤＣ電源２３による充電、電子負荷２４による放電を恒温槽２６の設定された温度条件下または充放電の電流条件下で行ったときの二次電池の電池電圧、充放電電流、電池温度をデータロガー２５で測定し、これらの測定データはコントローラ２２に入力されて記憶装置に格納される。
【０００５】
一方、電池電源装置２０に設けられた電池管理機能により前記測定と同一条件下で電池電圧、充放電電流、電池温度を検出したデータが別途取得され、コントローラ２２の記憶装置に格納されるので、両データを同一の時間軸で比較することにより電池電源装置２０の動作状態を評価することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の評価装置の運用では、データの取得などの作業に専従者が必要であり、勤務時間などの制約から評価結果を得るまでに長時間を要し、電池電源装置の開発を終えるまでの開発期間が長くなる問題点があった。
【０００７】
本発明が目的とするところは、開発された電池電源装置の評価作業を自動で行うことができる評価装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本願の第１発明は、二次電池と、この二次電池の動作状態を監視する電池管理手段と、この電池管理手段と周辺機器との間の通信手段とを備えた電池電源装置の動作を評価する評価装置であって、前記二次電池を充電する充電電源と、二次電池を放電させる負荷装置と、二次電池の電圧を測定する電圧測定手段と、充電電流及び放電電流を測定する電流測定手段と、二次電池に対する充電及び放電を制御する制御手段と、この制御手段の制御による充電時及び放電時に前記電圧測定手段、電流測定手段それぞれによって測定された測定データ及び前記通信手段を介して前記電池管理手段から取り出したデータを収集するデータ収集手段とを備えてなることを特徴とするもので、制御手段に設定した制御プログラムにより二次電池の充放電が実行され、そのときの二次電池の電圧、電流が各測定手段により測定され、電池管理手段によっても電圧、電流が検出されるので、データ収集手段により両データを取り込み両データを比較して電池電源装置の動作状態を評価することができる。
【０００９】
また、本願の第２発明は、二次電池と、この二次電池の動作状態を監視する電池管理手段と、この電池管理手段と周辺機器との間の通信手段とを備えた電池電源装置の動作を評価する評価装置であって、前記二次電池を充電する充電電源と、二次電池を放電させる負荷装置と、二次電池の電圧を測定する電圧測定手段と、充電電流及び放電電流を測定する電流測定手段と、二次電池の温度を測定する温度測定手段と、二次電池に対する充電及び放電を制御する制御手段と、この制御手段の制御による充電時及び放電時に前記電圧測定手段、電流測定手段、温度測定手段それぞれによって測定された測定データ及び前記通信手段を介して前記電池管理手段から取り出したデータを収集するデータ収集手段とを備えてなることを特徴とするもので、二次電池の温度条件による電池電源装置の動作状態の評価を加えることができる。
【００１０】
また、本願の第３発明は、二次電池と、この二次電池の動作状態を監視する電池管理手段と、この電池管理手段と周辺機器との間の通信手段とを備えた電池電源装置の動作を評価する評価装置であって、電池電源装置を収容する恒温槽と、二次電池を充電する充電電源と、二次電池を放電させる負荷装置と、二次電池の電圧を測定する電圧測定手段と、充電電流及び放電電流を測定する電流測定手段と、二次電池の温度を測定する温度測定手段と、前記恒温槽の温度及び二次電池に対する充放電を制御する制御手段と、この制御手段の制御による充電時及び放電時に前記電圧測定手段、電流測定手段、温度測定手段それぞれによって測定された測定データ及び前記通信手段を介して前記電池管理手段から取り出したデータを収集するデータ収集手段とを備えてなることを特徴とするもので、恒温槽により電池電源装置を複数の温度環境下に置いて動作状態を評価することができる。
【００１１】
上記各構成により自動的に電池電源装置の評価作業がなされ、制御手段及びデータ収集手段はコンピュータで構成することにより、ＬＡＮや通信ネットワークを介して評価データを任意場所に伝送することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明し、本発明の理解に供する。尚、以下に示す実施形態は本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１３】
本実施形態は、図１に示すように、二次電池１５と、この二次電池１５を過充電や過放電等から保護する電池保護回路１６と、二次電池１５の電池電圧、充放電電流、電池温度等を検出して動作状態を管理する電池管理回路１７とを備えて構成された電池電源装置１について、その電池特性及び電池管理回路１７の機能を評価する電池電源装置の評価装置について示すものである。
【００１４】
電池電源装置１は、二次電池１５と、電池保護回路１６及び電池管理回路（電池管理手段）１７を構成した回路基板とをパックケース内に収容した電池パックの形態に構成され、二次電池１５は電池保護回路１６を介してＤＣ入出力端子１８に接続される。また、電池管理回路１７は、ファームウエアや製造番号等を記憶する記憶手段と、電池電圧や充放電電流等を検出する検出手段と、電池管理動作を制御すると共に当該電池電源装置１が接続されるコンピュータ等の電子機器との間に通信バス１９を形成するマイコンとを備えて構成されている。
【００１５】
上記構成になる電池電源装置１の電池特性及び電池管理回路１７の機能を評価する評価装置は、図２に示すように、二次電池１５への充電電源となるＤＣ電源３と、二次電池１５の放電用の負荷となる電子負荷（負荷装置）４と、二次電池１５の電圧、電流、温度を測定するデータロガー（電圧測定手段／電流測定手段／温度測定手段）５と、評価対象とする電池電源装置１を収容する恒温槽６と、この恒温槽６を温度制御する電源となる温度制御電源７と、評価動作を制御すると共にデータの計測処理を行うコントローラ（制御手段／データ収集手段）２とを備えて構成されている。
【００１６】
前記コントローラ２は、オペレーションソフトウエアの一例であるＷｉｎｄｏｗｓ９５によって動作するレベルのコンピュータにより構成することができ、評価動作を制御するアプリケーションソフトウエア（評価ソフトウエア）によって自動的に評価動作を実行する。また、コントローラ２には前記ＤＣ電源３、電子負荷４、データロガー５、温度制御電源７をそれぞれ接続するＧＰＩＢ８が設けられる。ＧＰＩＢ８は計測機器制御用のパラレルインタフェースで、ＤＣ電源３、電子負荷４、データロガー５、温度制御電源７それぞれとの間に信号を並列に伝送できる。また、電池電源装置１の通信バス（ＳＭＢｕｓ）に接続するために、ＳＭＢｕｓとＲＳ２３２Ｃとの間の変換器９が設けられ、電池管理回路１７のデータはシリアルインタフェースＲＳ２３２Ｃによりコントローラ２に取り込まれる。
【００１７】
上記構成において、恒温槽６内に評価対象とする電池電源装置１を配置し、電池電源装置１のＤＣ入出力端子１８にＤＣ電源３、電子負荷４、データロガー５を接続し、通信バス１９に変換器９を接続して、評価動作を開始することができる。コントローラ２の評価ソフトウエアを起動して、評価条件を設定するとシーケンスプログラムに従って自動的に評価動作が開始される。
【００１８】
シーケンスプログラムは評価条件に応じて設定され、複数の電流条件での充放電、あるいは複数の温度条件での充放電がなされる。ＤＣ電源３による充電方法、充電電圧、充電電流、充電終止電圧等は評価対象とする電池電源装置１の種類に応じて設定され、コントローラ２の制御によりＤＣ電源３から電池電源装置１に供給される。また、電子負荷４による放電方法、放電電流等についても同様に設定され、コントローラ２の制御により電池電源装置１から電子負荷４に放電がなされる。
【００１９】
この充放電時における充電電流、放電電流、電池電圧はデータロガー５によって測定され、測定データはリアルタイムにコントローラ２に入力される。また、充放電時において電池電源装置１の電池管理回路１７によって検出される充電電流、放電電流、電池電圧は変換器９を通じてリアルタイムにコントローラ２に入力される。従って、コントローラ２において同一の時間軸でデータロガー５によって測定されたデータと電池管理回路１７によって検出されたデータとを比較することができ、電池電源装置１の動作状態を評価することができる。
【００２０】
温度条件による電池電源装置１の動作状態を評価する場合には、コントローラ２により温度制御電源７を制御して恒温槽６の温度を変えて、各温度における充放電時の充電電流、放電電流、電池電圧、電池温度をデータロガー５によって測定し、コントローラ２において電池管理回路１７により検出された充電電流、放電電流、電池電圧、電池温度と比較することにより電池電源装置１の評価がなされる。この温度条件による評価を行うとき、恒温槽６は設定温度になるまでに時間を要するため、恒温槽６の温度が設定温度または設定温度の許容範囲内に落ち着くまで充電または放電を待機するように制御することが望ましい。
【００２１】
上記コントローラ２によるデータのサンプリング周期は、１ｍｓｅｃ〜１０ｍｉｎに設定することができ、電池電源装置１の種類や恒温槽６の温度変化所要時間によって適宜に設定し、取得されたデータは順次コントローラ２内の記憶装置内に格納される。また、サンプリングにより取得したデータと前回取得したデータと比較して、その変化がゼロまたは所定値以下であった場合には、記憶装置へのデータ格納を見送るようにすると、記憶装置に対する負荷を軽減することができる。
【００２２】
また、コントローラ２に対して設定操作を行った後は全て自動で計測動作がなされるので、連続した稼働が可能であり、計測のための専任者を常時置く必要がなく、連続稼働により所要時間を著しく短縮することができる。
【００２３】
図３は、温度条件による評価動作の所要時間の例を示すもので、専任者が１日１２時間労働で手動測定した場合と、実施例構成により自動試験した場合との所要時間を比較している。開発された１件の電池電源装置１に対して３セットの評価作業を実施した場合に、従来の手動試験ではデータ採取のために約５０日必要であり、その間は専任者が専従することになる。これに対して本実施例による自動試験では専任者を置く必要がないため、２４時間稼動が可能であり約２５日の所要時間で評価を完了することができる。
【００２４】
この評価動作により、充放電がなされたときにデータロガー５によって測定される電池電圧、充放電電流、電池温度と、電池電源装置１の電池管理回路１７によって検出される電池電圧、充放電電流、電池温度とが比較されるので、電池電源装置１の動作が評価できる。前記電池管理回路１７は前述したようにマイコンによって構成されているため、そのファームウエアが正常に機能していない場合に比較に不一致が生じる。即ち、ファームウエアにバグがある場合やアウトソーシング開発者のファームウエアの無断変更などを発見することができ、ファームウエアの正規化を図ることができる。
【００２５】
また、図４に示すように、コントローラ２はネットワークＩ／Ｆ１１を設けてＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）に接続されたコンピュータに構成することにより、計測場所から任意のネットワーク上にあるコンピュータにデータを伝送することができ、例えば、電池電源装置１の設計部門にデータ伝送して、データ処理、評価結果に基づく設計変更等に利用することができる。
【００２６】
また、ネットワークはＬＡＮだけでなく、インターネット接続による電子メールによってデータを伝送するように構成することもでき、遠隔地へのデータ伝送が可能となる。また、データをハードディスクなどの記憶装置に格納し、格納場所をＷＷＷサイトにリンク公開し、任意の場所からＷＷＷサイトにアクセスしてデータの確認するように構成することもできる。これらの公開されたネットワーク上にデータを伝送する場合には、データの暗号化やパスワードによるアクセス権の許可等のセキュリティ対策を施すことが必要である。
【００２７】
【発明の効果】
以上の説明の通り本発明によれば、電池電源装置の動作状態を評価する作業を自動で行うことができるので、専従者を設けることなく速やかに評価結果を得ることができ、電池電源装置の開発を効率化することができる。また、通信ネットワークを介して評価データを任意場所に伝送することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電池電源装置の概略構成を示すブロック図。
【図２】評価装置の構成を示すブロック図。
【図３】評価に要する所要時間の例を示す所要時間表。
【図４】ネットワーク接続の構成を設けた評価装置のブロック図。
【図５】従来の評価装置の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１  電池電源装置
２  コントローラ（制御手段／データ収集手段）
３  ＤＣ電源（充電電源）
４  電子負荷（負荷装置）
５  データロガー（電圧測定手段／電流測定手段／温度測定手段）
６  恒温槽
１５  二次電池
１７  電池管理回路（電池管理手段）
【図１】
0003676966.tif 000002
【図２】
0003676966.tif 000003
【図３】
0003676966.tif 000004
【図４】
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【図５】
0003676966.tif 000006