(57)【特許請求の範囲】
【請求項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二次電池良否判別装置。
【請求項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項１に記載の二次電池良否判別装置。
【請求項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項１に記載の二次電池良否判別装置。
【請求項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徴とする二次電池良否判別装置。
【請求項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項４に記載の二次電池良否判別装置。
【請求項６】
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項４に記載の二次電池良否判別装置。
【請求項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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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い充電回路に接続されている状態であっても二次電池の劣化を判定するための二次電池良否判別装置および該装置に併用して用いられる二次電池良否判別装置のリップル発生回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
これらの問題を解決するものとして、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ル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か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。
【０００５】
【特許文献１】
特許第３１７１５８１号公報（第２−７頁、図４）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
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った。したがって、近時、主流となりつつあるスイッチング電源のように、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った。
【０００７】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、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。
【０００９】
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。
【００１０】
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徴とする。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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徴とする。
【００１５】
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。
【００１６】
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徴とする。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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徴とする。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、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。
【００２５】
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って、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。図１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ＲＥＣＴ１と、ｎ個（ただし、ｎは任意の正の整数）のリップル検出回路ＤＥＴ１1〜ＤＥＴ１nからなるリップル検出部ＤＥＴ１と、コンデンサＣ４とを備えている。
【００２６】
整流器ＲＥＣＴ１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、一次巻線およびｎ個の二次巻線を備え、各二次巻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ＲＥＣＴ１は、２個の極を備える入力端ＩＮと、各々が正極および負極を有したｎ組の出力端ＯＵＴ1〜ＯＵＴnとを備えている。
【００２７】
整流器ＲＥＣＴ１の入力端ＩＮ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Ｅk（ただし、ｋは１以上ｎ以下の整数）の正極は、整流器ＲＥＣＴ１の出力端ＯＵＴkの正極に接続され、二次電池Ｅkの負極は、整流器ＲＥＣＴ１の出力端ＯＵＴｋの負極に接続されている。
【００２８】
整流器ＲＥＣＴ１は、入力端ＩＮ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ＯＵＴkの両極間に発生させる。ただし、整流器ＲＥＣＴ１は、出力端ＯＵＴkの負極の電位を基準として、出力端ＯＵＴkの正極の電圧が０ボルト以上となるように、リップル電圧を発生させる。
【００２９】
リップル検出回路ＤＥＴ１1〜ＤＥＴ１n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ＤＥＴ１kは、差動増幅器ＡＭＰ２kと、コンデンサＣ２kおよびＣ３kと、変成器Ｔ２kと、ダイオードＤ１kと、抵抗Ｒ２kと、負荷Ｚ３kと、発光ダイオードＬＥＤ３kとを備えている。
【００３０】
コンデンサＣ２kは、整流器ＲＥＣＴ１の出力端ＯＵＴkの正極と、変成器Ｔ２kの後述する一次巻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。
【００３１】
変成器Ｔ２kは、一次巻線と二次巻線とを備える。変成器Ｔ２kの一次巻線の一端は、整流器ＲＥＣＴ１の出力端ＯＵＴkの負極に接続され、他端は、コンデンサＣ２kの両端のうち整流器ＲＥＣＴ１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Ｔ２kの二次巻線の一端はダイオードＤ１k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Ｄ１kのカソードは、後述する差動増幅器ＡＭＰ２kの非反転入力端（図１に示す＋側端子）に接続されている。
【００３２】
差動増幅器ＡＭＰ２k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（図１に示す−側端子）ならびに出力端とを備える。差動増幅器ＡＭＰ２k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。
【００３３】
コンデンサＣ３kは、ダイオードＤ１kのカ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Ｃ３kの一端は、ダイオードＤ１kのカソードに接続されており、他端は接地されている。
【００３４】
抵抗Ｒ２kは、ダイオードＤ１1〜Ｄ１nのカ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Ｒ２kの一端は、差動増幅器ＡＭＰ２kの非反転入力端に接続されており、他端は差動増幅器ＡＭＰ２kの反転入力端に接続されている。
【００３５】
発光ダイオードＬＥＤ３kは、負荷Ｚ３k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ＬＥＤ３ｋのアノードに近い方の端は負荷Ｚ３kを介して差動増幅器ＡＭＰ２ｋの出力端に接続されており、他方の端は接地されている。
【００３６】
発光ダイオードＬＥＤ３kは、自己と負荷Ｚ３k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ＬＥＤ３ｋのアノードの電圧がカソードの電位に対して０．６ボルト程度よりも高くなったとき）導通し、発光する。なお、コンデンサＣ３1〜Ｃ３nの静電容量は互いに等しく、また、抵抗Ｒ１1〜Ｒ１nの抵抗値も互いに等しい。
【００３７】
コンデンサＣ４は、ダイオードＤ１1〜Ｄ１nのカ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Ｃ４の一端は、差動増幅器ＡＭＰ２1〜ＡＭＰ２nの反転増幅器に共通に接続され、他端は接地されている。
【００３８】
整流器ＲＥＣＴ１の電源入力端ＩＮの両極間に単相交流電圧を印加すると、整流器ＲＥＣＴ１の出力端ＯＵＴkの両極間には、出力端ＯＵＴkの正極が出力端ＯＵＴk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ＯＵＴkの両極間に生じるリップル電圧は二次電池Ｅk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Ｅkが充電される程度の電圧に達している間、二次電池Ｅkは充電される。
【００３９】
この結果、二次電池Ｅkの両極間には、整流器ＲＥＣＴ１の出力端ＯＵＴkの両極間の出力インピーダンスと二次電池Ｅkの両極間のイ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Ｃ２kを通過して変成器Ｔ２kの一次巻線の両端間に印加される。
【００４０】
すると、変成器Ｔ２kの二次巻線の両端間には、変成器Ｔ２kの一次巻線の両端間の電圧に比例する電圧が発生し、ダイオードＤ１kのカソードには、変成器Ｔ２kの二次巻線の両端間の電圧を半波整流した結果がコンデンサＣ３k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Ｄ１kのカソードの電圧は、差動増幅器ＡＭＰ２kの非反転入力端に印加される。
【００４１】
一方、差動増幅器ＡＭＰ２kの反転入力端の電位は、ダイオードＤ１1〜Ｄ１nの各カソードの電圧（すなわち、差動増幅器ＡＭＰ２1〜ＡＭＰ２n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ＡＭＰ２kの出力端の電圧の値は、二次電池Ｅk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Ｅ1〜Ｅnの正極の電圧の交流成分をそれぞれ半波整流して平滑化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ＡＭＰ２kの出力端の電圧は、発光ダイオードＬＥＤ３kと負荷Ｚ３kとが形成する直列回路の両端間に印加される。
【００４２】
このため、差動増幅器ＡＭＰ２kの増幅率と、負荷Ｚ３k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ＬＥＤ３kは、二次電池Ｅkの両端間の電圧の交流成分の大きさが、二次電池Ｅ1〜Ｅn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Ｅkの両端間の電圧の交流成分の値が小さいほど、二次電池Ｅk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ＬＥＤ３kは、二次電池Ｅkの充放電の能力が二次電池Ｅ1〜Ｅn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。
【００４３】
このように、図１に示した二次電池良否判別装置は、二次電池Ｅkの両端間の電圧の交流成分の大きさと、二次電池Ｅ1〜Ｅnの各両端間の電圧の交流成分の平均値とを比較し、二次電池Ｅkの両端間の電圧の交流成分の値が二次電池Ｅ1〜Ｅn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ＬＥＤ３k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。
【００４４】
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Ｅ1〜Ｅnを充電するために用いられる整流器ＲＥＣＴ１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Ｅ1〜Ｅnを充電するために用いられる整流器ＲＥＣＴ１自身が発生するリップルを利用するものであった。
【００４５】
したがって、発明が解決しようとする課題において述べたように、スイ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、図２に示す二次電池良否判別用リップル発生回路である。
【００４６】
図２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発生回路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Ｋ１、負荷Ｚ１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、上述した図１に示すリップル検出部ＤＥＴ１のそれぞれの入力端子ＵＴ、ＬＴに接続されている。
【００４７】
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。図２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ＲＬ１と、抵抗Ｒ１、コンデンサＣ１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Ｅ1〜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。
【００４８】
電池群Ａは、二次電池Ｅ1〜Ｅkで構成されている。電池群Ａの正極側、すなわち、二次電池Ｅ1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ＲＬ１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Ｅkの負極側は、抵抗Ｒ１の一端、すなわち、コンデンサＣ１に接続されていない側に接続されている。
【００４９】
一方、電池群Ｂは、二次電池Ｅk+1〜Ｅnで構成されている。電池群Ｂの正極側、すなわち、二次電池Ｅk+1の正極側は、抵抗Ｒ１の一端、すなわち、コンデンサＣ１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Ｅn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ＲＬ１の切り換え接点ｂ側に接続されている。また、コンデンサＣ１の一端は、抵抗Ｒ１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ＲＬ１の切り換え接点ではない端子に接続されている。
【００５０】
電池群Ａおよび電池群Ｂを構成する各二次電池は、ＤＥＴ１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ＤＥＴ１に入力される。例えば、二次電池Ｅkの正極側の端子はリップル検出部ＤＥＴ１のＵＴk端子に接続され、負極側の端子はリップル検出部ＤＥＴ１のＬＴk端子に接続され、二次電池Ｅkの両端の端子電圧がリップル検出部ＤＥＴ１に印加される。
【００５１】
つぎに、図２に示す二次電池良否判別用リップル発生回路１０の動作について説明する。同図において、リレーＲＬ１が切り換え接点ａ側に切り替わったとき、電池群Ａと抵抗Ｒ１およびコンデンサＣ１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Ｉaが流れる。また、リレーＲＬ１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Ｒ１およびコンデンサＣ１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Ｉbが流れる。したがって、リレーＲＬ１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Ｒ１とコンデンサＣ１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。
【００５２】
なお、コンデンサＣ１は、リレーＲＬ１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Ｃ１は不要である。
【００５３】
図２に示すように、電流Ｉa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Ｒ１とコンデンサＣ１との直列回路とリレーＲＬ１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。
【００５４】
一方、電流Ｉbは、電流Ｉa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Ｒ１とコンデンサＣ１との直列回路とリレーＲＬ１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。
【００５５】
このように、リレーＲＬ１の切り換え接点ａおよび切り換え接点ｂが交互に切り替わることによって、二次電池Ｅ1〜Ｅn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ＤＥＴ１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ＤＥＴ１によって、二次電池Ｅ1〜Ｅnのそれぞれの良否を判定することができる。
【００５６】
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イ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。
【００５７】
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。
【００５８】
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という効果を奏する。
【００５９】
実施の形態２．
図３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１０は、図１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ＲＬ１に替えて、変成器Ｔ３、Ｔ４と、バイポーラトランジスタＴＲ１、ＴＲ２とを備え、変成器Ｔ３、Ｔ４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ＴＲ１、ＴＲ２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Ｃ１を備える必要はない。なお、二次電池Ｅ1〜Ｅnのそれぞれとリップル検出部ＤＥＴ１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。
【００６０】
図３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、Ｔ４と、バイポーラトランジスタＴＲ１、ＴＲ２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Ｅ1〜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Ｅ1〜Ｅkで構成され、電池群Ｂは、二次電池Ｅk+1〜Ｅnで構成されている。電池群Ａの正極側、すなわち、二次電池Ｅ1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ＴＲ２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Ｅkの負極側は、抵抗Ｒ１の一端に接続されている。
【００６１】
一方、電池群Ｂの正極側、すなわち、二次電池Ｅk+1の正極側は、抵抗Ｒ１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Ｅn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ＴＲ１のエミッタに接続されている。また、抵抗Ｒ１の他端は、バイポーラトランジスタＴＲ２のエミッタとバイポーラトランジスタＴＲ１のコレクタとの接続点に接続されている。
【００６２】
変成器Ｔ３は、一次巻線とこの一次巻線に誘導結合された二次巻線とを備えている。変成器Ｔ３の一次巻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Ｋ１、負荷Ｚ１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Ｔ３の二次巻線の一端はバイポーラトランジスタＴＲ１のベースに接続されており、他端は一次巻線と同様に共通線に接続されている。なお、変成器Ｔ３の一次巻線と二次巻線とは、一次巻線に流れる電流の変化に伴って電圧が発生するとき、一次巻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。
【００６３】
一方、変成器Ｔ４は、一次巻線とこの一次巻線に誘導結合された二次巻線とを備えている。変成器Ｔ４の一次巻線の一端は交流信号が入力される変成器Ｔ３と共通の端子に接続され、他端は充電回路Ｋ１、負荷Ｚ１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Ｔ４の二次巻線の一端はバイポーラトランジスタＴＲ２のベースに接続されており、他端は抵抗Ｒ１の他端と、バイポーラトランジスタＴＲ１のエミッタと、バイポーラトランジスタＴＲ２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Ｔ３の一次巻線と二次巻線とは、一次巻線に流れる電流の変化に伴って電圧が発生するとき、一次巻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同極性の電圧となるように結合されている。
【００６４】
上述したように、バイポーラトランジスタＴＲ１に接続されている変成器Ｔ３の一次巻線と二次巻線とが逆極性に接続され、バイポーラトランジスタＴＲ２に接続されている変成器Ｔ４の一次巻線と二次巻線とが同極性に接続されているので、変成器Ｔ３、Ｔ４に入力された交流信号発生源の正の半サイクルで、バイポーラトランジスタＴＲ２がオンとなり、バイポーラトランジスタＴＲ１がオフとなる。逆に、変成器Ｔ３、Ｔ４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ＴＲ１がオンとなり、バイポーラトランジスタＴＲ２がオフとなる。これらの動作により、電池群Ａ、Ｂ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。
【００６５】
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Ｅ1〜Ｅn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ＤＥＴ１に入力するようにしているので、実施の形態１で示したリップル検出部ＤＥＴ１によって、二次電池Ｅ1〜Ｅnのそれぞれの良否を判定することができる。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
実施の形態３．
図４は、実施の形態１のリップル検出部ＤＥＴ１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ＤＥＴ２は、コンデンサＣ５と、差動増幅器ＡＭＰ１と、発光ダイオードＬＥＤ４と、抵抗Ｒ３を備えている。また、リップル検出部ＤＥＴ２は、一対の入力端子ＵＴおよびＬＴを備えている。
【００６９】
入力端子ＵＴには、二次電池Ｅx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Ｅxの負極側が接続される。差動増幅器ＡＭＰ１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ＡＭＰ１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Ｃ５は、入力端子ＵＴと、差動増幅器ＡＭＰ１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。
【００７０】
発光ダイオードＬＥＤ４は、抵抗Ｒ３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ＬＥＤ４のアノードは差動増幅器ＡＭＰ１の出力端に接続されており、他方の端、すなわち抵抗Ｒ３の他端は入力端子ＬＴに接続されている。
【００７１】
ここで、リップル検出部ＤＥＴ２の一対の入力端子ＵＴ、ＬＴに接続された二次電池Ｅx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Ｅxの両極間に発生するリップルの大きさは、二次電池Ｅx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。
【００７２】
二次電池Ｅxの正極に発生するリップルは、コンデンサＣ５を通過して差動増幅器ＡＭＰ１の非反転入力端に印加される。また、差動増幅器ＡＭＰ１の反転入力端の電位は、二次電池Ｅxの負極の電位と同電位となるため、差動増幅器ＡＭＰ１の反転入力端の電位を基準とした場合、差動増幅器ＡＭＰ１の非反転入力端の電圧の値は、二次電池Ｅxの正極の電圧の交流成分の値に等しくなる。
【００７３】
この結果、差動増幅器ＡＭＰ１の出力端には、二次電池Ｅxの両端に発生するリップル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ＬＥＤ４と抵抗Ｒ３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、発光ダイオードＬＥＤ４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。
【００７４】
差動増幅器ＡＭＰ１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ＬＥＤ４が順バイアスされるかは、差動増幅器ＡＭＰ１の増幅率と、抵抗Ｒ３のインピーダンスとに依存する。その一方で、二次電池Ｅx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。
【００７５】
この性質を利用するとともに、差動増幅器ＡＭＰ１の増幅率と抵抗Ｒ３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Ｅx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ＬＥＤ４が発光するようになる。
【００７６】
図５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１０は、図１の実施の形態１と同一の回路である。また、二次電池Ｅ1〜Ｅnのそれぞれは、図４に示したｎ個のリップル検出部ＤＥＴ２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。
【００７７】
このように、単一の二次電池のリップルを検出するリップル検出部ＤＥＴ２を直列接続された二次電池の数（図５の例ではｎ個）だけ用意し、それぞれの二次電池Ｅ1〜Ｅnに接続されたリップル検出部ＤＥＴ２によって、二次電池Ｅ1〜Ｅnのそれぞれの良否を判定することができる。
【００７８】
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イ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。
【００７９】
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。
【００８０】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、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イ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。
【図面の簡単な説明】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】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る。
【図５】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。
【符号の説明】
１０  二次電池良否判別用リップル発生回路
Ａ，Ｂ  電池群
ａ，ｂ  切り換え接点
ＡＭＰ１，ＡＭＰ２1，ＡＭＰ２k，ＡＭＰ２k+1，ＡＭＰ２n  差動増幅器
Ｃ１，Ｃ２1，Ｃ２k，Ｃ２k+1，Ｃ２n，Ｃ３1，Ｃ３k，Ｃ３k+1，Ｃ３n，Ｃ４，Ｃ５  コンデンサ
Ｄ１1，Ｄ１k，Ｄ１k+1，Ｄ１n  ダイオード
ＤＥＴ１，ＤＥＴ２  リップル検出部
ＤＥＴ１1，ＤＥＴ１k，ＤＥＴ１k+1，ＤＥＴ１n  リップル検出回路
Ｅ1，Ｅk，Ｅk+1，Ｅn，Ｅx  二次電池
Ｉa，ＩA，Ｉb，ＩB  電流
ＩＮ  入力端
Ｋ１  充電回路
ＬＥＤ３1，ＬＥＤ３k，ＬＥＤ３k+1，ＬＥＤ３n，ＬＥＤ４  発光ダイオード
ＯＵＴ1，ＯＵＴk，ＯＵＴk+1，ＯＵＴn  出力端
Ｒ１，Ｒ２1，Ｒ２k，Ｒ２k+1，Ｒ２n，Ｒ３  抵抗
ＲＥＣＴ１  整流器
ＲＬ１  リレー
ＵＴ，ＬＴ  入力端子
Ｔ２1，Ｔ２k，Ｔ２k+1，Ｔ２n，Ｔ３，Ｔ４  変成器
ＴＲ１，ＴＲ２  バイポーラトランジスタ
Ｚ１，Ｚ３1，Ｚ３k，Ｚ３k+1，Ｚ３n  負荷
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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