(57)【要約】【課題】メーカや容量に関わらず、二次電池の異常の有無を判別する。【解決手段】電源２００は、二次電池２０１の正極と負極の間に直流電流成分と交流電流成分とを含む脈流電流を流す。このとき、電圧値検出部１２０は、二次電池２０１の正極と負極の間に生じる電圧に含まれる交流電圧成分を抽出する。そして、電圧値検出部１２０は、その交流電圧成分の電圧値を求める。電圧値記憶部１３０は、二次電池２０１が正常であるときの交流電圧成分の電圧値である初期電圧値を記憶している。劣化判別部１４０は、電圧値記憶部１３０に記憶されている初期電圧値と電圧値検出部１２０によって求められた交流電圧成分の電圧値とを比較して二次電池の異常の有無を判別する。表示部１４１は、二次電池２０１の異常の有無を表示する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池の正極と負極の間に交流電流成分を含む電流が流れるとき、当該正極と負極の間に生じる電圧に含まれる交流電圧成分を抽出し、当該交流電圧成分の電圧値を求める電圧値検出部と、
二次電池が正常であるときの交流電圧成分の電圧値である初期電圧値を記憶する電圧値記憶部と、
前記電圧値記憶部に記憶されている初期電圧値と前記電圧値検出部によって求められた交流電圧成分の電圧値とに基づいて二次電池の異常の有無を判別する劣化判別部と、
を備えることを特徴とする電池劣化診断装置。
【請求項２】
前記電圧値記憶部が、製造メーカおよび容量毎に、当該各製造メーカおよび容量を識別するメーカ容量識別情報と当該各製造メーカおよび容量の二次電池における初期電圧値とを含む電圧値情報を記憶している電圧値情報テーブルを有し、
前記劣化判別部が、メーカ容量識別情報を含む選択指示に応答して、当該メーカ容量識別情報によって識別される電圧値情報を前記電圧値情報テーブルから取得し、当該取得した電圧値情報に含まれる初期電圧値と前記電圧値検出部によって求められた交流電圧成分の電圧値とに基づいて二次電池の異常の有無を判別する、
ことを特徴とする請求項１に記載の電池劣化診断装置。
【請求項３】
初期電圧値の登録指示に応答して、前記電圧値検出部によって求められた交流電圧成分の電圧値を初期電圧値として前記電圧値記憶部に記憶させる電圧値登録部を備えることを特徴とする請求項１に記載の電池劣化診断装置。
【請求項４】
前記電圧値記憶部が、複数の二次電池について、当該各二次電池を識別する二次電池識別情報と当該各二次電池における初期電圧値とを含む電圧値情報を記憶する電圧値情報テーブルを有し、
前記電圧値登録部が、二次電池識別情報を含む初期電圧値の登録指示に応答して、当該二次電池識別情報と前記電圧値検出部によって求められた交流電圧成分の電圧値である初期電圧値とを含む電圧値情報を前記電圧値情報テーブルに記憶させ、
前記劣化判別部が、二次電池識別情報を含む選択指示に応答して、当該二次電池識別情報によって識別される電圧値情報を前記電圧値情報テーブルから取得し、当該取得した電圧値情報に含まれる初期電圧値と前記電圧値検出部によって求められた交流電圧成分の電圧値とに基づいて二次電池の異常の有無を判別する、
ことを特徴とする請求項３に記載の電池劣化診断装置。
【請求項５】
複数のＬＥＤを備え、
前記劣化判別部が、前記電圧値記憶部に記憶されている初期電圧値と前記電圧値検出部によって求められた交流電圧成分の電圧値とに基づいて二次電池の劣化の程度を判定し、前記複数のＬＥＤを当該劣化の程度に応じた個数だけ発光させる、
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の電池劣化診断装置。
【請求項６】
二次電池の正極と負極の間に交流電流成分を含む電流が流れるとき、当該正極と負極の間に生じる電圧に含まれる交流電圧成分を抽出する交流電圧成分抽出部と、
前記二次電池が正常である場合に正常を示す表示を生じさせ、前記二次電池が異常である場合に異常を示す表示を生じさせる増幅電圧を生成する増幅度を記憶する増幅度記憶部と、
前記増幅度記憶部によって記憶されている増幅度に応じて前記交流電圧成分抽出部によって抽出された交流電圧成分を増幅して増幅電圧を生成する増幅電圧生成部と、
前記増幅電圧生成部で生成された増幅電圧に基づいて前記二次電池の異常の有無を表示する劣化表示部と、
を備えることを特徴とする電池劣化診断装置。
【請求項７】
前記増幅度記憶部が、製造メーカおよび容量毎に、当該各製造メーカおよび容量を識別するメーカ容量識別情報と当該各製造メーカおよび容量の二次電池に対応する増幅度とを含む増幅度情報を記憶している増幅度情報テーブルを有し、
前記増幅電圧生成部が、メーカ容量識別情報を含む選択指示に応答して、当該メーカ容量識別情報によって識別される増幅度情報を前記増幅度情報テーブルから取得し、当該取得した増幅度情報に含まれる増幅度と前記交流電圧成分抽出部によって抽出された交流電圧成分とに基づいて前記増幅電圧を生成する、
ことを特徴とする請求項６に記載の電池劣化診断装置。
【請求項８】
増幅度の登録指示に応答して、前記交流電圧成分抽出部によって抽出された交流電圧成分に基づいて前記増幅度を求めて当該求められた増幅度を前記増幅度記憶部に記憶させる増幅度登録部を備えることを特徴とする請求項６に記載の電池劣化診断装置。
【請求項９】
前記増幅度記憶部が、複数の二次電池について、当該各二次電池を識別する二次電池識別情報と当該各二次電池に対応する増幅度とを含む増幅度情報を記憶している増幅度情報テーブルを有し、
前記増幅度登録部が、二次電池識別情報を含む増幅度の登録指示に応答して、前記交流電圧成分抽出部で抽出された交流電圧成分に基づいて増幅度を求め、当該二次電池識別情報と当該求められた増幅度とを含む増幅度情報を前記増幅度情報テーブルに記憶させ、
前記増幅電圧生成部が、二次電池識別情報を含む選択指示に応答して、当該二次電池識別情報によって識別される増幅度情報を前記増幅度情報テーブルから取得し、当該取得した増幅度情報に含まれる増幅度と前記交流電圧成分抽出部によって抽出された交流電圧成分とに基づいて前記増幅電圧を生成する、
ことを特徴とする請求項８に記載の電池劣化診断装置。
【請求項１０】
前記劣化表示部が、複数のＬＥＤと、前記増幅電圧生成部で生成された増幅電圧に基づいて当該複数のＬＥＤを前記二次電池の劣化の程度に応じた個数だけ発光させるＬＥＤ発光制御部とを備えることを特徴とする請求項６ないし９のいずれか１項に記載の電池劣化診断装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の電池劣化診断装置と、
前記二次電池の正極と負極の間に前記電流を流す電源と、
を備えることを特徴とする充電器。
【請求項１２】
正常な二次電池の正極と負極の間に交流電流成分を含む電流が流れるときに当該正極と負極の間に生じる電圧に含まれる交流電圧成分の電圧値を初期電圧値として記憶する電圧値記憶部を有する電池劣化診断装置を用いる電池劣化診断方法であって、
二次電池の正極と負極の間に交流電流成分を含む電流を流し、当該正極と負極の間に生じる電圧に含まれる交流電圧成分を抽出し、当該交流電圧成分の電圧値を求める電圧値検出ステップと、
前記電圧値記憶部に記憶されている初期電圧値と前記電圧値検出ステップで求められた交流電圧成分の電圧値とに基づいて二次電池の異常の有無を判別する劣化判別ステップと、
を備えることを特徴とする電池劣化診断方法。
【請求項１３】
二次電池が正常である場合に正常を示す表示を生じさせ、当該二次電池が異常である場合に異常を示す表示を生じさせる増幅電圧を生成するための増幅度を記憶する増幅度記憶部を有する電池劣化診断装置を用いる電池劣化診断方法であって、
二次電池の正極と負極の間に交流電流成分を含む電流を流し、当該正極と負極の間に生じる電圧に含まれる交流電圧成分を抽出する交流電圧成分抽出ステップと、
前記増幅度記憶部によって記憶されている増幅度に応じて前記交流電圧成分抽出ステップで抽出された交流電圧成分を増幅して増幅電圧を生成する増幅電圧生成ステップと、
前記増幅電圧生成ステップで生成された増幅電圧に基づいて前記二次電池の異常の有無を表示する劣化表示ステップと、
を備えることを特徴とする電池劣化診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池の劣化を診断する電池劣化診断装置、充電器および電池劣化診断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、二次電池の正極と負極の間に直流電流成分と交流電流成分とを含む脈流電流を流し、正極と負極の間に生じる電圧に含まれる交流電圧成分の大きさに基づいて、その二次電池が異常であるか否かを判別する電池良否判別装置を開示する。
【０００３】
また、特許文献２は、直列に接続された複数の発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）からなるＬＥＤ回路の両端に電圧を印加し、その電圧に応じた個数だけＬＥＤを発光させる発光制御回路を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１２６７７４号公報
【特許文献２】特開２０１３−１７９２７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
劣化していない新品の二次電池であっても、二次電池のメーカおよび容量が異なると、二次電池の正極と負極の間の内部抵抗の抵抗値が異なる場合がある。この場合、二次電池のメーカおよび容量が異なれば、脈流電流を流したときに正極と負極の間に生じる電圧に含まれる交流電圧成分の大きさは異なるものとなる。
すなわち、メーカおよび容量によっては、劣化していない新品の二次電池であっても内部抵抗が大きくて、脈流電流を流したときに正極と負極の間に生じる電圧に含まれる交流電圧成分が大きいものがある。このような二次電池では、特許文献１に記載の電池良否判別装置を用いると、劣化していない正常なものを誤って異常と判別するおそれがある。また、逆に、特許文献１に記載の電池良否判別装置は、他の二次電池に比べて内部抵抗が小さい二次電池を、劣化しているにもかかわらず正常と判別するおそれがある。
【０００６】
本発明の目的は、メーカや容量に関わらず、二次電池の異常の有無を判別することができる電池劣化診断装置、充電器および電池劣化診断方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の電池劣化診断装置は、
二次電池の正極と負極の間に交流電流成分を含む電流が流れるとき、当該正極と負極の間に生じる電圧に含まれる交流電圧成分を抽出し、当該交流電圧成分の電圧値を求める電圧値検出部と、
二次電池が正常であるときの交流電圧成分の電圧値である初期電圧値を記憶する電圧値記憶部と、
前記電圧値記憶部に記憶されている初期電圧値と前記電圧値検出部によって求められた交流電圧成分の電圧値とに基づいて二次電池の異常の有無を判別する劣化判別部と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
好ましくは、本発明の電池劣化診断装置は、
前記電圧値記憶部が、製造メーカおよび容量毎に、当該各製造メーカおよび容量を識別するメーカ容量識別情報と当該各製造メーカおよび容量の二次電池における初期電圧値とを含む電圧値情報を記憶している電圧値情報テーブルを有し、
前記劣化判別部が、メーカ容量識別情報を含む選択指示に応答して、当該メーカ容量識別情報によって識別される電圧値情報を前記電圧値情報テーブルから取得し、当該取得した電圧値情報に含まれる初期電圧値と前記電圧値検出部によって求められた交流電圧成分の電圧値とに基づいて二次電池の異常の有無を判別する、
ことを特徴とする。
【０００９】
好ましくは、本発明の電池劣化診断装置は、
初期電圧値の登録指示に応答して、前記電圧値検出部によって求められた交流電圧成分の電圧値を初期電圧値として前記電圧値記憶部に記憶させる電圧値登録部を備えることを特徴とする。
【００１０】
好ましくは、本発明の電池劣化診断装置は、
前記電圧値記憶部が、複数の二次電池について、当該各二次電池を識別する二次電池識別情報と当該各二次電池における初期電圧値とを含む電圧値情報を記憶する電圧値情報テーブルを有し、
前記電圧値登録部が、二次電池識別情報を含む初期電圧値の登録指示に応答して、当該二次電池識別情報と前記電圧値検出部によって求められた交流電圧成分の電圧値である初期電圧値とを含む電圧値情報を前記電圧値情報テーブルに記憶させ、
前記劣化判別部が、二次電池識別情報を含む選択指示に応答して、当該二次電池識別情報によって識別される電圧値情報を前記電圧値情報テーブルから取得し、当該取得した電圧値情報に含まれる初期電圧値と前記電圧値検出部によって求められた交流電圧成分の電圧値とに基づいて二次電池の異常の有無を判別する、
ことを特徴とする。
【００１１】
好ましくは、本発明の電池劣化診断装置は、
複数のＬＥＤを備え、
前記劣化判別部が、前記電圧値記憶部に記憶されている初期電圧値と前記電圧値検出部によって求められた交流電圧成分の電圧値とに基づいて二次電池の劣化の程度を判定し、前記複数のＬＥＤを当該劣化の程度に応じた個数だけ発光させる、
ことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の電池劣化診断装置は、
二次電池の正極と負極の間に交流電流成分を含む電流が流れるとき、当該正極と負極の間に生じる電圧に含まれる交流電圧成分を抽出する交流電圧成分抽出部と、
前記二次電池が正常である場合に正常を示す表示を生じさせ、前記二次電池が異常である場合に異常を示す表示を生じさせる増幅電圧を生成するための増幅度を記憶する増幅度記憶部と、
前記増幅度記憶部によって記憶されている増幅度に応じて前記交流電圧成分抽出部によって抽出された交流電圧成分を増幅して増幅電圧を生成する増幅電圧生成部と、
前記増幅電圧生成部で生成された増幅電圧に基づいて前記二次電池の異常の有無を表示する劣化表示部と、
を備えることを特徴とする。
【００１３】
好ましくは、本発明の電池劣化診断装置は、
前記増幅度記憶部が、製造メーカおよび容量毎に、当該各製造メーカおよび容量を識別するメーカ容量識別情報と当該各製造メーカおよび容量の二次電池に対応する増幅度とを含む増幅度情報を記憶している増幅度情報テーブルを有し、
前記増幅電圧生成部が、メーカ容量識別情報を含む選択指示に応答して、当該メーカ容量識別情報によって識別される増幅度情報を前記増幅度情報テーブルから取得し、当該取得した増幅度情報に含まれる増幅度と前記交流電圧成分抽出部によって抽出された交流電圧成分とに基づいて前記増幅電圧を生成する、
ことを特徴とする。
【００１４】
好ましくは、本発明の電池劣化診断装置は、
増幅度の登録指示に応答して、前記交流電圧成分抽出部によって抽出された交流電圧成分に基づいて前記増幅度を求めて当該求められた増幅度を前記増幅度記憶部に記憶させる増幅度登録部を備えることを特徴とする。
【００１５】
好ましくは、本発明の電池劣化診断装置は、
前記増幅度記憶部が、複数の二次電池について、当該各二次電池を識別する二次電池識別情報と当該各二次電池に対応する増幅度とを含む増幅度情報を記憶している増幅度情報テーブルを有し、
前記増幅度登録部が、二次電池識別情報を含む増幅度の登録指示に応答して、前記交流電圧成分抽出部で抽出された交流電圧成分に基づいて増幅度を求め、当該二次電池識別情報と当該求められた増幅度とを含む増幅度情報を前記増幅度情報テーブルに記憶させ、
前記増幅電圧生成部が、二次電池識別情報を含む選択指示に応答して、当該二次電池識別情報によって識別される増幅度情報を前記増幅度情報テーブルから取得し、当該取得した増幅度情報に含まれる増幅度と前記交流電圧成分抽出部によって抽出された交流電圧成分とに基づいて前記増幅電圧を生成する、
ことを特徴とする。
【００１６】
好ましくは、本発明の電池劣化診断装置は、
前記劣化表示部が、複数のＬＥＤと、前記増幅電圧生成部で生成された増幅電圧に基づいて当該複数のＬＥＤを前記二次電池の劣化の程度に応じた個数だけ発光させるＬＥＤ発光制御部とを備えることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の充電器は、
上述した電池劣化診断装置と、
前記二次電池の正極と負極の間に前記電流を流す電源と、
を備えることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の電池劣化診断方法は、
正常な二次電池の正極と負極の間に交流電流成分を含む電流が流れるときに当該正極と負極の間に生じる電圧に含まれる交流電圧成分の電圧値を初期電圧値として記憶する電圧値記憶部を有する電池劣化診断装置を用いる電池劣化診断方法であって、
二次電池の正極と負極の間に交流電流成分を含む電流を流し、当該正極と負極の間に生じる電圧に含まれる交流電圧成分を抽出し、当該交流電圧成分の電圧値を求める電圧値検出ステップと、
前記電圧値記憶部に記憶されている初期電圧値と前記電圧値検出ステップで求められた交流電圧成分の電圧値とに基づいて二次電池の異常の有無を判別する劣化判別ステップと、
を備えることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の電池劣化診断方法は、
二次電池が正常である場合に正常を示す表示を生じさせ、当該二次電池が異常である場合に異常を示す表示を生じさせる増幅電圧を生成するための増幅度を記憶する増幅度記憶部を有する電池劣化診断装置を用いる電池劣化診断方法であって、
二次電池の正極と負極の間に交流電流成分を含む電流を流し、当該正極と負極の間に生じる電圧に含まれる交流電圧成分を抽出する交流電圧成分抽出ステップと、
前記増幅度記憶部によって記憶されている増幅度に応じて前記交流電圧成分抽出ステップで抽出された交流電圧成分を増幅して増幅電圧を生成する増幅電圧生成ステップと、
前記増幅電圧生成ステップで生成された増幅電圧に基づいて前記二次電池の異常の有無を表示する劣化表示ステップと、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、メーカや容量に関わらず、二次電池の異常の有無を判別することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電池劣化診断装置および充電器の構成の一例を示す図である。
【図２】電圧値情報テーブルの構成の一例を示す図である。
【図３】図１の電池劣化診断装置および充電器の変形例である電池劣化診断装置および充電器の構成を示す図である。
【図４】図２の電圧値情報テーブルとは異なる電圧値情報テーブルの例を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る第１の電池劣化診断方法における処理の流れの一例を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る電池劣化診断装置および充電器の構成の一例を示す図である。
【図７】増幅度情報テーブルの構成の一例を示す図である。
【図８】図６の電池劣化診断装置および充電器の変形例である電池劣化診断装置および充電器の構成を示す図である。
【図９】図７の増幅度情報テーブルとは異なる増幅度情報テーブルの例を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る電池劣化診断装置に含まれる交流電圧成分抽出部と増幅度記憶部と増幅電圧生成部とをアナログ回路で実現する一例を示す図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る電池劣化診断装置に含まれる劣化表示部をアナログ回路で実現する一例を示す図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る第２の電池劣化診断方法における処理の流れの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態に係る電池劣化診断装置、充電器および電池劣化診断方法について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、実施形態を説明する全図において、共通の構成要素には同一の符号を付し、繰り返しの説明を省略する。
【００２３】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電池劣化診断装置１００Ａおよび充電器１Ａの構成の一例を示す。
充電器１Ａは、電源２００と電池劣化診断装置１００Ａとを有する。充電器１Ａは、鉛蓄電池やリチウムイオン電池等の二次電池２０１を充電する。二次電池２０１の定格電圧は、例えば１２Ｖである。
【００２４】
電源２００は、例えばブッリジ型全波整流回路を含む。電源２００は、単相交流電圧を整流し、正極と負極の間に脈流の電圧を出力する。脈流の電圧は、負極の電位を基準として、正極の電圧が０Ｖ以上である。電源２００の正極と負極は、それぞれ電源ラインＬ１と電源ラインＬ２に接続される。以下、電源ラインＬ２の電位を基準電位という。
二次電池２０１は、その正極と負極がそれぞれ電源ラインＬ１と電源ラインＬ２に接続される。電源２００の出力する脈流の電圧の瞬時値が、二次電池２０１が充電される程度の電圧に達している間に、二次電池２０１は充電される。
【００２５】
二次電池２０１は、長時間使用され、充放電を繰り返すに連れて劣化し、正極と負極の間の内部抵抗の抵抗値が徐々に増加する。このため、劣化した二次電池２０１の正極と負極の間に直流電流成分と交流電流成分とを含む脈流電流が流れるとき、その二次電池２０１の正極と負極の間に生じる電圧に含まれる交流電圧成分の振幅は、二次電池２０１が正常である場合に比べて増大する。二次電池２０１が劣化するに連れてその正極と負極の間に発生する交流電圧成分の振幅は、徐々に増加し、例えば２０ｍＶ程度に達する。
なお、電源２００は、脈流電流に限らず、パルス電流や方形波（矩形波）電流を流すものであってもよい。脈流電流、パルス電流、および方形波（矩形波）電流は、本発明における交流電流成分を含む電流の例である。
【００２６】
電池劣化診断装置１００Ａは、入力部１１０と、電圧値検出部１２０と、電圧値記憶部１３０と、劣化判別部１４０と、表示部１４１とを有する。
入力部１１０は、例えば、キーボード、タッチパネル、スイッチ、ダイヤル等を有する。入力部１１０は、電池劣化診断装置１００Ａ、すなわち充電器１Ａを使用するユーザによる各種の操作を受け付ける。
電源２００が電源ラインＬ１と電源ラインＬ２（二次電池２０１の正極と負極の間）に直流電流成分と交流電流成分とを含む脈流電流を流すとき、二次電池２０１の正極と負極の間に生じる電圧には交流電圧成分が含まれる。電圧値検出部１２０はその交流電圧成分を抽出する。そして、電圧値検出部１２０は、交流電圧成分の電圧値を求める。電圧値は、最大値であってもよいし、実効値であってもよい。電圧値検出部１２０は、出力端子ＯＵＴから交流電圧成分の電圧値を出力する。
電圧値記憶部１３０は、劣化していない、すなわち正常な二次電池２０１の正極と負極の間に直流電流成分と交流電流成分とを含む脈流電流が流れるとき、正極と負極の間に生じる電圧に含まれる交流電圧成分の電圧値を初期電圧値として記憶している。
【００２７】
劣化判別部１４０の入力端子ＩＮには交流電圧成分の電圧値が入力される。劣化判別部１４０は、電圧値記憶部１３０に記憶されている初期電圧値と電圧値検出部１２０によって求められた交流電圧成分の電圧値とを比較して二次電池２０１の異常の有無を判別する。劣化判別部１４０は、例えば、電圧値検出部１２０によって求められた交流電圧成分の電圧値が電圧値記憶部１３０に記憶されている初期電圧値の所定倍数（例えば２倍）の電圧値より小さい場合に正常（劣化なし）と判別し、その所定倍数の電圧値以上である場合に異常（劣化あり）と判別する。例えば、電圧値記憶部１３０に記憶されている初期電圧値が１０ｍＶであるとき、劣化判別部１４０は、電圧値検出部１２０によって求められた交流電圧成分の電圧値が２０ｍＶより小さい場合に正常（劣化なし）と判別し、２０ｍＶ以上である場合に異常（劣化あり）と判別する。
表示部１４１は、例えば、ディスプレイやＬＥＤ等を有する。表示部１４１は、劣化判別部１４０によって判別された二次電池２０１の異常の有無を表示する。
【００２８】
電圧値記憶部１３０は、図２に示す電圧値情報テーブル１３１を記憶することができる。電圧値情報テーブル１３１は、電圧値情報を格納する。電圧値情報は、二次電池の製造メーカおよび容量毎に、各製造メーカおよび容量を識別するメーカ容量識別情報と各製造メーカおよび容量の二次電池における初期電圧値とを含む。初期電圧値は、例えば、二次電池２０１の製造メーカが公表している内部抵抗の抵抗値と、電源２００が出力する脈流電流に含まれる交流電流成分の電流値とに基づいて求められる。または、初期電圧値は、例えば、電源２００が出力する脈流電流を二次電池２０１の新品のサンプルに流して電圧値検出部１２０で求めることができる。
【００２９】
図２の電圧値情報テーブル１３１には、定格電圧が１２Ｖである製造メーカＡ社と製造メーカＢ社の二次電池について、異なる容量の二次電池における初期電圧値が格納されている。製造メーカＡ社の二次電池については、容量と初期電圧値がそれぞれ１０Ａｈ（アンペア時）と２．５ｍＶ、４０Ａｈと１０ｍＶ、８０Ａｈと２０ｍＶである電圧値情報が格納されている。製造メーカＢ社の二次電池については、容量と初期電圧値がそれぞれ１０Ａｈと４ｍＶ、４０Ａｈと１６ｍＶ、８０Ａｈと３２ｍＶである電圧値情報が格納されている。
【００３０】
電圧値記憶部１３０が電圧値情報テーブル１３１を格納している場合、ユーザは入力部１１０から製造メーカと容量を指定してメーカ容量識別情報を含む選択指示を入力することができる。
劣化判別部１４０は、その選択指示に応答して、メーカ容量識別情報によって識別される電圧値情報を電圧値情報テーブル１３１から取得する。そして、劣化判別部１４０は、取得した電圧値情報に含まれる初期電圧値と電圧値検出部１２０によって求められた交流電圧成分の電圧値とを比較して二次電池の異常の有無を判別する。
【００３１】
また、表示部１４１は、例えば、複数のＬＥＤ（発光ダイオード）で構成することができる。
この場合、劣化判別部１４０は、電圧値記憶部１３０に記憶されている初期電圧値と電圧値検出部１２０によって求められた交流電圧成分の電圧値とに基づいて二次電池の劣化の程度を判定し、複数のＬＥＤを劣化の程度に応じた個数だけ発光させる。
例えば、表示部１４１が５個のＬＥＤで構成されている場合、劣化判別部１４０は、電圧値検出部１２０によって求められた交流電圧成分の電圧値が電圧値記憶部１３０に記憶されている初期電圧値以上、かつその１．２５倍より小さいときにＬＥＤを１個発光させせる。そして、劣化判別部１４０は、交流電圧成分の電圧値が初期電圧値の１．２５倍以上かつ１．５倍より小さいとき、初期電圧値の１．５倍以上かつ１．７５倍より小さいとき、初期電圧値の１．７５倍以上かつ２倍より小さいとき、および初期電圧値の２倍以上であるときに、それぞれＬＥＤを２個、３個、４個、および５個発光させる。
例えば、電圧値記憶部１３０に記憶されている初期電圧値が１０ｍＶであるとき、劣化判別部１４０は、交流電圧成分の電圧値が１０ｍＶ以上かつ１２．５ｍＶより小さいとき、１２．５ｍＶ以上かつ１５ｍＶより小さいとき、１５ｍＶ以上かつ１７．５ｍＶより小さいとき、１７．５ｍＶ以上かつ２０ｍＶより小さいとき、および２０ｍＶ以上であるときに、それぞれＬＥＤを１個、２個、３個、４個、および５個発光させる。
【００３２】
図３は、図１の電池劣化診断装置１００Ａおよび充電器１Ａの変形例である電池劣化診断装置１００Ｂおよび充電器１Ｂの構成を示す。
電池劣化診断装置１００Ｂは、電圧値登録部１３２を有する点が図１の電池劣化診断装置１００Ａと異なる。それ以外、電池劣化診断装置１００Ｂおよび充電器１Ｂは電池劣化診断装置１００Ａおよび充電器１Ａと同一の構成である。
ユーザは入力部１１０から初期電圧値の登録指示を入力することができる。電圧値登録部１３２は、その登録指示に応答して、電圧値検出部１２０によって求められた交流電圧成分の電圧値を初期電圧値として電圧値記憶部１３０に記憶させる。
【００３３】
図４は、図２の電圧値情報テーブル１３１とは異なる電圧値情報テーブル１３３の例を示す。
図４の電圧値情報テーブル１３３に格納される電圧値情報は、複数の二次電池２０１について、各二次電池２０１を識別する二次電池識別情報と各二次電池２０１における初期電圧値とを含む。図４の電圧値情報テーブル１３３には、定格電圧が１２Ｖである二次電池について、二次電池識別情報と初期電圧値がそれぞれ０００００１と６ｍＶ、０００００２と２３ｍＶ、０００００３と１２ｍＶ、０００００４と１７ｍＶ、０００００５と９ｍＶ、０００００６と３０ｍＶである電圧値情報が格納されている。
【００３４】
電圧値記憶部１３０が図４の電圧値情報テーブル１３３を格納している場合、ユーザが初期電圧値の登録指示を入力するときにユーザ自身が二次電池識別情報を指定するか、または、電圧値登録部１３２が二次電池識別情報を付与する。
電圧値検出部１２０は、二次電池識別情報を含む初期電圧値の登録指示に応答して、交流電圧成分の電圧値を初期電圧値として求める。電圧値登録部１３２は、二次電池識別情報を含む初期電圧値の登録指示に応答して、二次電池識別情報と電圧値検出部１２０によって求められた初期電圧値とを含む電圧値情報を電圧値情報テーブル１３３に記憶させる。
【００３５】
ユーザは入力部１１０から二次電池識別情報を含む選択指示を入力することができる。
劣化判別部１４０は、二次電池識別情報を含む選択指示に応答して、二次電池識別情報によって識別される電圧値情報を電圧値情報テーブル１３３から取得する。そして、劣化判別部１４０は、取得した電圧値情報に含まれる初期電圧値と電圧値検出部１２０によって求められた交流電圧成分の電圧値とを比較して二次電池２０１の異常の有無を判別する。
【００３６】
図５は、本発明の第１の実施形態に係る第１の電池劣化診断方法における処理の流れの一例を示す。
本発明の第１の実施形態に係る第１の電池劣化診断方法は、電池劣化診断装置１００Ａまたは電池劣化診断装置１００Ｂを用いる。電池劣化診断装置１００Ａと電池劣化診断装置１００Ｂは、電圧値記憶部１３０を有する。電圧値記憶部１３０は、正常な二次電池２０１の正極と負極の間に直流電流成分と交流電流成分とを含む脈流電流が流れるときに正極と負極の間に生じる電圧に含まれる交流電圧成分の電圧値を初期電圧値として記憶する。
第１の電池劣化診断方法では、電源２００は、二次電池２０１の正極と負極の間に直流電流成分と交流電流成分とを含む脈流電流を流す。電圧値検出部１２０は、二次電池２０１の正極と負極の間に生じる電圧に含まれる交流電圧成分を抽出し、交流電圧成分の電圧値を求める（Ｓ１１）。
そして、劣化判別部１４０は、電圧値記憶部１３０から初期電圧値を取得し、その初期電圧値とステップＳ１１で求められた交流電圧成分の電圧値とを比較して二次電池の異常の有無を判別する（Ｓ１２）。
表示部１４１は、ステップＳ１２で判別された二次電池２０１の異常の有無を表示する（Ｓ１３）。
【００３７】
なお、電圧値検出部１２０と電圧値記憶部１３０と電圧値登録部１３２と劣化判別部１４０は、一部を除き、デジタル処理で実現することができる。これらをデジタル処理で実現する場合には、例えば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、マイクロプロセッサ等を用いて実現することができる。
また、電圧値検出部１２０と電圧値記憶部１３０と電圧値登録部１３２と劣化判別部１４０は、アナログ回路で実現することもできる。
【００３８】
図６は、本発明の第２の実施形態に係る電池劣化診断装置１０１Ａおよび充電器２Ａの構成の一例を示す。
充電器２Ａは、電源２００と電池劣化診断装置１０１Ａとを有する。電源２００は第１の実施形態に係る充電器１Ａに含まれるものと同一であり、二次電池２０１も充電器１Ａを用いて充電されるものと同一である。
【００３９】
電池劣化診断装置１０１Ａは、入力部１１０と、交流電圧成分抽出部１５０と、増幅度記憶部１６０と、増幅電圧生成部１７０と、劣化表示部１８０とを有する。
入力部１１０は、充電器１Ａに含まれるものと同一である。入力部１１０は、例えば、キーボード、タッチパネル、スイッチ、ダイヤル等を有する。入力部１１０は、電池劣化診断装置１０１Ａ、すなわち充電器２Ａを使用するユーザによる各種の操作を受け付ける。
電源２００が電源ラインＬ１と電源ラインＬ２（二次電池２０１の正極と負極の間）に直流電流成分と交流電流成分とを含む脈流電流を流すとき、二次電池２０１の正極と負極の間に生じる電圧には交流電圧成分が含まれる。交流電圧成分抽出部１５０は、その交流電圧成分を抽出し、出力端子ＯＵＴから交流電圧成分を出力する。
【００４０】
増幅度記憶部１６０は、二次電池２０１が正常（劣化なし）である場合に正常を示す表示を生じさせ、異常（劣化あり）である場合に異常を示す表示を生じさせる増幅電圧を生成するための増幅度を記憶している。
増幅電圧生成部１７０の入力端子ＩＮには、交流電圧成分抽出部１５０によって抽出された交流電圧成分が入力される。増幅電圧生成部１７０は、増幅度記憶部１６０によって記憶されている増幅度に応じて交流電圧成分を増幅して増幅電圧を生成する。増幅電圧生成部１７０は、出力端子ＯＵＴから増幅電圧を出力する。
劣化表示部１８０は、例えば、ディスプレイやＬＥＤ等を有する。劣化表示部１８０の入力端子ＩＮには、増幅電圧生成部１７０で生成された増幅電圧が入力される。劣化表示部１８０は、増幅電圧に基づいて二次電池２０１の異常の有無を表示する。
【００４１】
例えば、二次電池２０１が新品であるときに（すなわち、正常であるときに）交流電圧成分抽出部１５０が抽出する交流電圧成分の実効値は１０ｍＶ以下であり、二次電池２０１の劣化が著しく進むと、交流電圧成分抽出部１５０が抽出する交流電圧成分の実効値は２０ｍＶ以上に増加するとする。また、例えば、劣化表示部１８０は、２Ｖの直流電圧が印加されると発光するＬＥＤを１個のみ有しているとする。
この場合、増幅度記憶部１６０に、例えば、増幅度として１００倍を記憶させる。二次電池２０１が新品であるとき、増幅電圧生成部１７０は１Ｖの直流の増幅電圧を生成する。このとき、劣化表示部１８０のＬＥＤは消灯している。二次電池２０１の劣化が著しく進むと、増幅電圧生成部１７０は２Ｖ以上の直流の増幅電圧を生成する。このとき、劣化表示部１８０のＬＥＤは点灯する。
【００４２】
増幅度記憶部１６０は、図７に示す増幅度情報テーブル１６１を記憶することができる。増幅度情報テーブル１６１は、増幅度情報を格納する。増幅度情報は、二次電池の製造メーカおよび容量毎に、各製造メーカおよび容量を識別するメーカ容量識別情報と各製造メーカおよび容量の二次電池に対応する増幅度とを含む。増幅度は、例えば、二次電池２０１の製造メーカが公表している内部抵抗の抵抗値と、電源２００が出力する脈流電流に含まれる交流電流成分の電流値とに基づいて交流電圧成分の初期電圧値を算出し、その初期電圧値に基づいて求められる。または、増幅度は、例えば、電源２００が出力する脈流電流を二次電池２０１の新品のサンプルに流したときに交流電圧成分抽出部１５０で抽出される交流電圧成分に基づいて求めることができる。
【００４３】
図７の電圧値情報テーブル１６１には、定格電圧が１２Ｖである製造メーカＡ社と製造メーカＢ社の二次電池について、異なる容量の二次電池２０１に対応する増幅度が格納されている。電圧値情報テーブル１６１には、製造メーカＡ社の二次電池については、容量と増幅度がそれぞれ１０Ａｈ（アンペア時）と４００倍、４０Ａｈと１００倍、８０Ａｈと５０倍である増幅度情報が格納されている。製造メーカＢ社の二次電池については、容量と増幅度がそれぞれ１０Ａｈと２５０倍、４０Ａｈと６２．５倍、８０Ａｈと３１．２５倍である増幅度情報が格納されている。
例えば、図２に示すように製造メーカＡ社の容量１０Ａｈの二次電池２０１の初期電圧値は２．５ｍＶである。このとき、図７に示すように増幅度は４００倍に設定される。このため、増幅電圧生成部１７０は、この二次電池２０１が新品であるときに１Ｖの増幅電圧を生成する。このとき、劣化表示部１８０は正常を表示する。そして、この二次電池２０１の劣化が進み、交流電圧成分抽出部１５０で抽出される交流電圧成分の電圧値が５ｍＶ以上に増加すると、増幅電圧生成部１７０は２Ｖ以上の増幅電圧を生成する。このとき、劣化表示部１８０は異常を表示する。
【００４４】
増幅度記憶部１６０が増幅度情報テーブル１６１を格納している場合、ユーザは入力部１１０から製造メーカと容量を指定してメーカ容量識別情報を含む選択指示を入力することができる。
増幅電圧生成部１７０は、その選択指示に応答して、メーカ容量識別情報によって識別される増幅度情報を増幅度情報テーブル１６１から取得する。そして、増幅電圧生成部１７０は、取得した増幅度情報に含まれる増幅度に応じて交流電圧成分抽出部１５０によって抽出された交流電圧成分を増幅し、増幅電圧を生成する。
【００４５】
図８は、図６の電池劣化診断装置１０１Ａおよび充電器２Ａの変形例である電池劣化診断装置１０１Ｂおよび充電器２Ｂの構成を示す。
電池劣化診断装置１０１Ｂは、増幅度登録部１６２を有する点が図６の電池劣化診断装置１０１Ａと異なる。それ以外、電池劣化診断装置１０１Ｂおよび充電器２Ｂは電池劣化診断装置１０１Ａおよび充電器２Ａと同一の構成である。
ユーザは入力部１１０から増幅度の登録指示を入力することができる。増幅度登録部１６２は、その登録指示に応答して、交流電圧抽出部１５０によって抽出された交流電圧成分に基づいて増幅度を求める。そして、増幅度登録部１６２は、求めた増幅度を増幅度記憶部１６０に記憶させる。
【００４６】
図９は、図７の増幅度情報テーブル１６１とは異なる増幅度情報テーブル１６３の例を示す。
図９の増幅度情報テーブル１６３に格納される増幅度情報は、複数の二次電池２０１について、各二次電池２０１を識別する二次電池識別情報と各二次電池２０１に対応する増幅度とを含む。図９の増幅度情報テーブル１６３には、定格電圧が１２Ｖである二次電池について、二次電池識別情報と増幅度がそれぞれ０００００１と１６６．７倍、０００００２と４６．５倍、０００００３と８３．３倍、０００００４と５８．８倍、０００００５と１１１．１倍、０００００６と３３．３倍である増幅度情報が格納されている。
【００４７】
増幅度記憶部１６０が図９の増幅度情報テーブル１６３を格納している場合、ユーザが増幅度の登録指示を入力するときにユーザ自身が二次電池識別情報を指定するか、または、増幅度記憶部１６０が二次電池識別情報を付与する。
増幅度登録部１６２は、二次電池識別情報を含む増幅度の登録指示に応答して、交流電圧成分抽出部１５０で抽出された交流電圧成分に基づいて増幅度を求める。そして、増幅度登録部１６２は、二次電池識別情報と求めた増幅度とを含む増幅度情報を増幅度情報テーブル１６３に記憶させる。
【００４８】
ユーザは入力部１１０から二次電池識別情報を含む選択指示を入力することができる。
増幅電圧生成部１７０は、二次電池識別情報を含む選択指示に応答して、二次電池識別情報によって識別される増幅度情報を増幅度情報テーブル１６３から取得する。そして、増幅電圧生成部１７０は、取得した増幅度情報に含まれる増幅度に応じて交流電圧成分抽出部１５０によって抽出された交流電圧成分を増幅し、増幅電圧を生成する。
【００４９】
なお、交流電圧成分抽出部１５０と増幅度記憶部１６０と増幅度登録部１６２と増幅電圧生成部１７０と劣化表示部１８０とは、一部を除き、デジタル処理で実現することができる。これらをデジタル処理で実現する場合には、例えば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、マイクロプロセッサ等を用いて実現することができる。
また、交流電圧成分抽出部１５０と増幅度記憶部１６０と増幅度登録部１６２と増幅電圧生成部１７０と劣化表示部１８０とは、アナログ回路で実現することもできる。以下では、図６に示す電池劣化診断装置１０１Ａに含まれる交流電圧成分抽出部１５０と増幅度記憶部１６０と増幅電圧生成部１７０と劣化表示部１８０とをアナログ回路で実現する例について説明する。
【００５０】
図１０は、交流電圧成分抽出部１５０と増幅度記憶部１６０と増幅電圧生成部１７０とをアナログ回路で実現する一例を示す。また、図１１は、劣化表示部１８０をアナログ回路で実現する一例を示す。
劣化表示部１８０は、発光ダイオードであるＬＥＤ１〜ＬＥＤ５と、ＬＥＤ発光制御部１８１とで構成される。ＬＥＤ１〜ＬＥＤ５は、直列に接続される。この場合、ＬＥＤ１のカソードにＬＥＤ２のアノードが接続される。ＬＥＤ２のカソードにＬＥＤ３のアノードが接続される。以下、同様にしてＬＥＤ３〜ＬＥＤ５が接続される。
【００５１】
二次電池２０１が著しく劣化したときにその正極と負極の間に発生する電圧の交流成分の振幅は、例えば２０ｍＶ程度である。一方、赤、橙、黄、緑のＬＥＤの順方向電圧降下は２Ｖ程度である。このため、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ５がこれらの色のＬＥＤである場合、二次電池２０１が著しく劣化したときにＬＥＤ１〜ＬＥＤ５を全て発光させるためには、例えば１０Ｖ以上の電圧をＬＥＤ１〜ＬＥＤ５からなるＬＥＤ回路に印加しなければならない。従って、増幅電圧生成部１７０は、交流電圧成分抽出部１５０によって抽出された交流電圧成分を例えば５００倍以上に増幅する必要がある。
【００５２】
図１０に示すように、交流電圧成分抽出部１５０はコンデンサＣ１を有する。増幅度記憶部１６０は可変抵抗ＶＲ１と可変抵抗ＶＲ２を有する。
増幅電圧生成部１７０は電源ラインＬ１と電源ラインＬ２に接続され、電源２００から供給される電圧で動作する。
増幅電圧生成部１７０は、交流電圧成分抽出部１５０によって抽出された交流電圧成分を増幅して整流することにより、二次電池２０１の異常の有無および劣化の程度を表示するための直流の増幅電圧を生成する。増幅電圧生成部１７０は、出力端子ＯＵＴから増幅電圧を出力する。
【００５３】
増幅電圧生成部１７０は、変圧器Ｔ１と、増幅部１７１と、反転部１７２と、２倍増幅部１７３とを有する。
交流電圧成分抽出部１５０に含まれるコンデンサＣ１は、一端が電源ラインＬ１に接続され、他端が変圧器Ｔ１の１次巻線の一端に接続される。変圧器Ｔ１の他端は、電源ラインＬ２に接続される。コンデンサＣ１は、二次電池２０１の正極と負極の間（電源ラインＬ１と電源ラインＬ２の間）に生じる電圧に含まれる交流電圧成分を抽出する。変圧器Ｔ１は、コンデンサＣ１によって抽出された交流電圧成分を例えば１０倍程度増幅して第１の中間交流電圧を生成する。
【００５４】
増幅部１７１は、抵抗Ｒ１と、抵抗Ｒ２と、コンデンサＣ２と、オペアンプＯＰ１と、増幅度記憶部１６０と、コンデンサＣ３とを有する。
抵抗Ｒ１は、一端が電源ラインＬ１に接続され、他端が抵抗Ｒ２の一端に接続される。抵抗Ｒ２の他端は電源ラインＬ２に接続される。抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２は、電源ラインＬ１と電源ラインＬ２間の電圧を分圧し、それらの接続部分に電源ラインＬ１と電源ラインＬ２間の電圧の好ましくは半分程度の中間電圧を生じる。
コンデンサＣ２は、一端が抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の接続部分に接続され、他端が電源ラインＬ２に接続される。コンデンサＣ２は、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の接続部分の電圧からリップルやノイズを吸収する。
変圧器Ｔ１は、２次巻線の一端がオペアンプＯＰ１の非反転入力端に接続され、２次巻線の他端が抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の接続部分に接続される。変圧器Ｔ１の２次巻線の一端には、第１の中間交流電圧と中間電圧が加算された電圧が生じる。
【００５５】
オペアンプＯＰ１の正電源端は電源ラインＬ１に接続され、その負電源端は電源ラインＬ２に接続される。オペアンプＯＰ１の出力端は、増幅度記憶部１６０に含まれる可変抵抗ＶＲ２の一端に接続される。可変抵抗ＶＲ２の他端は、オペアンプＯＰ１の反転入力端と増幅度記憶部１６０に含まれる可変抵抗ＶＲ１の一端とに接続される。可変抵抗ＶＲ１の他端はコンデンサＣ３の一端に接続される。コンデンサＣ３の他端は電源ラインＬ２に接続される。
ユーザは、入力部１１０に含まれるダイヤル等を操作することにより、増幅度記憶部１６０に含まれる可変抵抗ＶＲ１と可変抵抗ＶＲ２の抵抗値を変更することができる。
上述した構成により、オペアンプＯＰ１は可変抵抗ＶＲ１と可変抵抗ＶＲ２の抵抗値で決まる増幅度の非反転増幅器として動作する。オペアンプＯＰ１の非反転入力端には、第１の中間交流電圧と中間電圧が加算された加算電圧が入力される。加算電圧が中間電圧より大きい場合、オペアンプＯＰ１は第１の中間交流電圧を正の方向に増幅する。一方、加算電圧が中間電圧より小さい場合、オペアンプＯＰ１は第１の中間交流電圧を負の方向に増幅する。
このようにして、増幅部１７１は、増幅度記憶部１６０の可変抵抗ＶＲ１と可変抵抗ＶＲ２に記憶されている増幅度で第１の中間交流電圧を増幅して第２の中間交流電圧を生成する。例えば、増幅部１７１は第１の中間交流電圧を２５倍程度増幅して第２の中間交流電圧を生成する。
なお、本実施形態では、オペアンプＯＰ１を非反転増幅器として動作させる例を示すが、オペアンプＯＰ１を反転増幅器として動作させる構成とすることもできる。
【００５６】
反転部１７２は、コンデンサＣ４と、抵抗Ｒ３と、抵抗Ｒ４と、オペアンプＯＰ２とを有する。
コンデンサＣ４は、一端がオペアンプＯＰ１の出力端に接続され、他端が抵抗Ｒ３の一端に接続される。抵抗Ｒ３の他端は、オペアンプＯＰ２の反転入力端と抵抗Ｒ４の一端とに接続される。抵抗Ｒ４の他端は、オペアンプＯＰ２の出力端に接続される。抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４の抵抗値は同一である。
オペアンプＯＰ２の正電源端は電源ラインＬ１に接続され、その負電源端は電源ラインＬ２に接続される。オペアンプＯＰ２の反転入力端は、抵抗Ｒ３の他端と抵抗Ｒ４の一端との接続部分に接続され、オペアンプＯＰ２の非反転入力端には中間電圧が入力される。
上述した構成により、オペアンプＯＰ２は増幅度が１倍の反転増幅器として動作する。オペアンプＯＰ２は、増幅部１７１で生成される第２の中間交流電圧の正負の極性が反転した反転交流電圧を生成する。
【００５７】
２倍増幅部１７３は、コンデンサＣ５と、コンデンサＣ６と、ダイオードＤ１と、ダイオードＤ２と、ダイオードＤ３と、コンデンサＣ７とを有する。
ダイオードＤ３は、アノードが電源ラインＬ２に接続され、カソードがダイオードＤ２のアノードに接続される。ダイオードＤ２のカソードは、ダイオードＤ１のアノードに接続される。ダイオードＤ１のカソードは出力端子ＯＵＴに接続される。
コンデンサＣ５は、一端がオペアンプＯＰ１の出力端に接続され、他端がダイオードＤ１のアノードとダイオードＤ２のカソードとの接続部分に接続される。コンデンサＣ６は、一端がオペアンプＯＰ２の出力端に接続され、他端がダイオードＤ２のアノードとダイオードＤ３のカソードとの接続部分に接続される。
コンデンサＣ７は、出力端子ＯＵＴと電源ラインＬ２との間に接続される。コンデンサＣ７は、ダイオードＤ１のカソードから出力される電圧を平滑化する。
上述した構成により、２倍増幅部１７３は２倍電圧増幅器として動作する。２倍増幅部１７３は、増幅部１７１で生成される第２の中間交流電圧と反転部１７２で生成される反転交流電圧とに基づいて第２の中間交流電圧を２倍に増幅して整流し、生成された直流電圧を出力端子ＯＵＴから出力する。出力端子ＯＵＴから出力される直流電圧が、二次電池２０１の異常の有無および劣化の程度を表示させるための増幅電圧である。
【００５８】
このようにして、増幅電圧生成部１７０は、二次電池２０１の正極と負極の間に生じる電圧に含まれる交流電圧成分を、増幅部１７１と反転部１７２と２倍増幅部１７３で例えばそれぞれ１０倍程度と２５倍程度と２倍、合計で５００倍程度増幅し、増幅電圧を生成して、それを出力端子ＯＵＴから出力する。
【００５９】
図１１は、劣化表示部１８０の構成の一例を示す。劣化表示部１８０は、ＬＥＤ発光制御部１８１を含む。
ＬＥＤ発光制御部１８１は、電源ラインＬ１と電源ラインＬ２に接続され、電源２００から供給される電圧で動作する。
ＬＥＤ発光制御部１８１は、ＮＰＮトランジスタＱ１と、抵抗Ｒ５と、Ｎチャネルエンハンスメント型電界効果トランジスタＦＥＴ１〜ＦＥＴ５と、ダイオードＤ４〜Ｄ８と、抵抗Ｒ６〜Ｒ１０と、ＮＰＮトランジスタＱ２と、抵抗Ｒ１１と、ＮＰＮトランジスタＱ３と、抵抗Ｒ１２とを有する。
【００６０】
入力端子ＩＮには、増幅電圧生成部１７０の出力端子ＯＵＴから出力される増幅電圧が入力される。トランジスタＱ１は、ベースＢが入力端子ＩＮに接続され、コレクタＣが電源ラインＬ１に接続され、エミッタＥがＬＥＤ１のアノードに接続される。
抵抗Ｒ５は、一端が電源ラインＬ１に接続され、他端がダイオードＤ４〜Ｄ８の各アノードとトランジスタＱ２のコレクタＣに接続される。
ＦＥＴ１の電流路（ドレインＤとソースＳの間の経路）は、ＬＥＤ１と並列に接続される。すなわち、ＦＥＴ１のドレインＤとソースＳはそれぞれＬＥＤ１のアノードとカソードに接続される。ＦＥＴ１のゲートＧは、抵抗Ｒ６の一端とダイオードＤ４のカソードとに接続される。抵抗Ｒ６の他端はＦＥＴ１のソースＳに接続される。ＦＥＴ１の電流路が非導通のときにＬＥＤ１は点灯し、ＦＥＴ１の電流路が導通しているときにＬＥＤ１は消灯する。
【００６１】
ＬＥＤ２とＦＥＴ２とダイオードＤ５と抵抗Ｒ７との接続は、ＬＥＤ１とＦＥＴ１とダイオードＤ４と抵抗Ｒ６と同様である。また、ＬＥＤ３とＦＥＴ３とダイオードＤ６と抵抗Ｒ８との接続、ＬＥＤ４とＦＥＴ４とダイオードＤ７と抵抗Ｒ９との接続、およびＬＥＤ５とＦＥＴ５とダイオードＤ８と抵抗Ｒ１０との接続も、ＬＥＤ１とＦＥＴ１とダイオードＤ４と抵抗Ｒ６と同様である。
トランジスタＱ２は、ベースＢがＬＥＤ５のカソードに接続され、コレクタＣが抵抗Ｒ５の他端に接続され、エミッタＥが抵抗Ｒ１１の一端に接続される。抵抗Ｒ１１の他端は電源ラインＬ２に接続される。トランジスタＱ３は、ベースＢがＬＥＤ５のカソードとトランジスタＱ２のベースＢと自身のコレクタＣとに接続され、コレクタＣがＬＥＤ５のカソードと自身のベースＢとトランジスタＱ２のベースＢとに接続され、エミッタＥが抵抗Ｒ１２の一端に接続される。抵抗Ｒ１２の他端は電源ラインＬ２に接続される。なお、抵抗Ｒ１１の抵抗値は抵抗Ｒ１２の抵抗値の１０倍程度の大きさである。
【００６２】
以下、ＬＥＤ発光制御部１８１におけるＬＥＤ１〜ＬＥＤ５の発光制御について詳細に説明する。
（１）二次電池２０１の劣化が著しく、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ５が全部発光する場合
このとき、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ５の直列接続回路にかかる電圧は最も高い（以下、この電圧を最高電圧という。）。トランジスタＱ１のコレクタＣとエミッタＥ間の経路、およびＬＥＤ１〜ＬＥＤ５を流れる電流により、トランジスタＱ３のコレクタＣに発生する電位でトランジスタＱ２のベースＢが順バイアスされ、トランジスタＱ２のコレクタＣとエミッタＥ間が導通状態となる。このため、トランジスタＱ２のコレクタＣの電位は、基準電位（電源ラインＬ２の電位）と同じレベルの電位となる。
ただし、トランジスタＱ２のコレクタＣとエミッタＥ間は完全な導通状態である必要はない（半導通など）。ＦＥＴ１〜ＦＥＴ５のゲートＧの電位がそれらの電流路を導通させない電位であれば良い。このとき、トランジスタＱ２のコレクタＣの電位は、基準電位より少し高めの電位である。以下、「基準電位と同じレベルの電位」と「基準電位より少し高めの電位」などを総称して、「同等の電位」という。
このとき、ダイオードＤ４〜Ｄ８のアノードも、基準電位と同等の電位であり、ＦＥＴ１〜ＦＥＴ５のゲートＧに順バイアス電位は印加されず、ＦＥＴ１〜ＦＥＴ５の電流路は非導通となり、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ５は全て発光する。
【００６３】
（２）二次電池２０１が正常であり、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ５が全部発光を停止する場合
このとき、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ５の直列接続回路にかかる電圧は最も低い。ＬＥＤ１〜ＬＥＤ５は、ＦＥＴ１〜ＦＥＴ５の各電流路により短絡（バイパス）されている。トランジスタＱ２のベースＢは順バイアス（電流値）されず、または順バイアス（電流値）が小さくなり、トランジスタＱ２のコレクタＣとエミッタＥ間が非導通または導通抵抗値が大となり、コレクタＣの電位が上昇し、ＦＥＴ１〜ＦＥＴ５のすべてのゲートＧを順バイアスする。このため、ＦＥＴ１〜ＦＥＴ５の電流路はすべて導通し、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ５は全て発光を停止する。
【００６４】
（３）二次電池２０１の劣化が激しく、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ４が発光し、ＬＥＤ５が発光を停止する場合
このとき、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ５の直列接続回路には、最高電圧よりＬＥＤ５の順方向電圧降下分だけ低い電圧がかかっている。ＬＥＤ１〜ＬＥＤ５の直列接続回路にかかる電圧が低下したことにより、トランジスタＱ３のコレクタＣの電位は少し低下する。このため、トランジスタＱ２のベースＢは順バイアスが不充分となり、そのコレクタＣとエミッタＥ間が非導通となるように働く。
従って、トランジスタＱ２のコレクタＣの電位は上昇し、ＦＥＴ５のゲートＧを順バイアスし、ＦＥＴ５の電流路は導通し、トランジスタＱ３のコレクタＣとエミッタＥ間に電流が流れ、トランジスタＱ３のコレクタＣの電位は少し回復するが、トランジスタＱ２のベースＢは順バイアスされず、トランジスタＱ２のコレクタの電位は上昇する。ＦＥＴ５のみのゲートＧが順バイアスされてＦＥＴ５は導通し、ＬＥＤ５の両端に順方向電圧降下より低い電圧が印加されて非導通となり発光を停止する。
【００６５】
このとき、ＦＥＴ１〜ＦＥＴ５のゲートＧの電位は基準電位を基準として同一電位として上昇するが、ＦＥＴ１〜ＦＥＴ４の電流路は導通せず、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ４は発光を継続する。
ＦＥＴ５のみが導通する理由は、ＦＥＴ５のソースＳの電位は、トランジスタＱ３のコレクタＣの電位であり低電位である。一方、ＦＥＴ４のソースＳの電位は、ＦＥＴ５のドレインＤの電位であり、ＦＥＴ５のソースＳの電位より少し高電位である。このため、ＦＥＴ４のソースＳに対するゲートＧの電位はＦＥＴ５のものより低電位であり、ＦＥＴ５が導通してもＦＥＴ４は導通しない。従って、ＬＥＤ４は発光する。
【００６６】
ＦＥＴ４は導通していないので、ＦＥＴ３、ＦＥＴ２、ＦＥＴ１のソースＳの電位は、それぞれＬＥＤ３、ＬＥＤ２、ＬＥＤ１のカソード電位であり、ソースＳの電位は高くＦＥＴ３、ＦＥＴ２、ＦＥＴ１のゲートＧの電位も順バイアスされない。ＦＥＴ３、ＦＥＴ２、ＦＥＴ１の電流路も非導通であり、ＬＥＤ３、ＬＥＤ２、ＬＥＤ１は発光する。
【００６７】
ＦＥＴ５は完全導通状態とならないで、ある程度の抵抗値を保持する。これは、トランジスタＱ２のコレクタＣ、ＦＥＴ５のゲートＧ、ＦＥＴ５のソースＳ、トランジスタＱ２のベースＢの回路で負帰還回路を構成し、トランジスタＱ３のコレクタＣ（ベースＢ）の電位を一定に保持し、ＦＥＴ５のドレインＤとソースＳ間の導通抵抗値をある一定の値で均衡させるからである。
【００６８】
また、この負帰還回路で、ＦＥＴ５はトランジスタＱ３と抵抗Ｒ１２を負荷としてソースフォロア回路を構成している。この負帰還回路は、トランジスタＱ３のコレクタＣ（ベースＢ）の電位を一定にする作用がある。
この負帰還回路によって、トランジスタＱ２のコレクタＣとエミッタＥ間の抵抗値も一定の値で均衡する。すべては、この負帰還回路で均衡する。
なお、トランジスタＱ３が無く、抵抗Ｒ１２の一端がＦＥＴ５のソースＳ（ＬＥＤ５のカソード、トランジスタＱ２のベース）に接続されている構成であっても、抵抗Ｒ１２を流れる電流を一定にする作用があるので、抵抗Ｒ１２の両端の電圧は一定となる。従って、トランジスタＱ３が無く、抵抗Ｒ１２の一端がＦＥＴ５のソースＳに直接接続されている構成であってもよい。
【００６９】
ＦＥＴ５は完全導通ではないが導通することで、ＬＥＤ５の電流路をＦＥＴ５が代替し、電流は通常どおり流れ、ＬＥＤ５は発光を停止し、その他の発光ダイオード（ＬＥＤ４〜ＬＥＤ１）は発光を維持する。
ＦＥＴ５の導通によるＦＥＴ５の電流路の電圧降下は、発光ダイオードの順方向電圧降下より小さい。この状態ではＬＥＤ５は発光しない。ＦＥＴ４のソースＳの電位は、ＦＥＴ５のドレインＤとソースＳ間の電圧降下分上昇している。このため、ＦＥＴ４のゲートＧとソースＳ間の電位は導通電位よりも低くなり、ＦＥＴ４は導通しない。ＦＥＴ４が導通しなければ、ＦＥＴ３、ＦＥＴ２、ＦＥＴ１も導通しない。
【００７０】
（４）二次電池２０１の劣化がやや激しく、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３が発光し、ＬＥＤ４とＬＥＤ５が発光を停止する場合
このとき、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ５の直列接続回路には、最高電圧よりＬＥＤ５とＬＥＤ４の順方向電圧降下分だけ低い電圧がかかっている。このため、ＦＥＴ４がＦＥＴ５と同様に動作することとなる。負帰還回路もＦＥＴ４が同様な動作をする。
従って、ＦＥＴ４は完全導通ではないが導通し、この導通による電位降下値は、ＬＥＤ４の順方向電圧降下より小さいため、ＬＥＤ４には順方向電圧降下より低い電圧が印加されてＬＥＤ４は発光を停止する。
【００７１】
ＬＥＤ１〜ＬＥＤ５の直列接続回路にかかる電圧が更に低下すると、ＬＥＤ３、ＬＥＤ２、ＬＥＤ１が順番に発光を停止する。すなわち、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ５の直列接続回路にかかる電圧が発光ダイオードの順方向電圧降下分ずつ低下すると、ＬＥＤ５→ＬＥＤ４→ＬＥＤ３→ＬＥＤ２→ＬＥＤ１の順に発光を停止し、発光ダイオードの順方向電圧降下分ずつ上昇すると、ＬＥＤ１→ＬＥＤ２→ＬＥＤ３→ＬＥＤ４→ＬＥＤ５の順に発光する。
なお、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ５の直列接続回路にかかる電圧が最高電圧より微少電圧δＶ（０＜δＶ＜発光ダイオードの順方向電圧降下）だけ低いとき、ＦＥＴ５は不完全導通で、ＦＥＴ５とＬＥＤ５とに電流が流れる場合がある。この微少電圧だけ低い場合でも負帰還が働いている。
【００７２】
図１２は、本発明の第２の実施形態に係る第２の電池劣化診断方法における処理の流れの一例を示す。
本発明の第２の実施形態に係る第２の電池劣化診断方法は、電池劣化診断装置１０１Ａまたは電池劣化診断装置１０１Ｂを用いる。電池劣化診断装置１０１Ａと電池劣化診断装置１０１Ｂは、増幅度記憶部１６０を有する。増幅度記憶部１６０は、二次電池２０１が正常である場合に正常を示す表示を生じさせ、二次電池２０１が異常である場合に異常を示す表示を生じさせる増幅電圧を生成するための増幅度を記憶する。
第２の電池劣化診断方法では、電源２００は、二次電池２０１の正極と負極の間に直流電流成分と交流電流成分とを含む脈流電流を流す。交流電圧成分抽出部１５０は、二次電池２０１の正極と負極の間に生じる電圧に含まれる交流電圧成分を抽出する（Ｓ２１）。
そして、増幅電圧生成部１７０は、増幅度記憶部１６０から増幅度を取得し、その増幅度に応じてステップＳ２１で抽出された交流電圧成分を増幅して増幅電圧を生成する（Ｓ２２）。
劣化表示部１８０は、ステップＳ２２で生成された増幅電圧に基づいて二次電池２０１の異常の有無を表示する（Ｓ２３）。
【００７３】
なお、上述した実施形態では表示部１４１または劣化表示部１８０がＬＥＤを１個または５個含む例について説明したが、表示部１４１または劣化表示部１８０がＬＥＤを２個〜４個、または５個以上含む場合であっても本発明を適用することができる。
【００７４】
また、上述した実施形態では二次電池２０１の定格電圧が１２Ｖである例について説明したが、二次電池２０１の定格電圧がそれ以外の電圧、例えば２４Ｖや３８０Ｖ等であっても本発明を適用できることはもちろんである。
【００７５】
以上説明したように、本発明によれば、メーカや容量に関わらず、二次電池の異常の有無を判別することができる。
また、本発明によれば、二次電池が異常である場合には、メーカや容量に関わらず同程度の基準で、その劣化の程度を目視で判定することができる。
【００７６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、設計上の都合やその他の要因によって必要となる様々な修正や組み合わせは、請求項に記載されている発明や発明の実施形態に記載されている具体例に対応する発明の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７７】
１Ａ，１Ｂ，２Ａ，２Ｂ…充電器、１００Ａ，１００Ｂ，１０１，１０１Ｂ…電池劣化診断装置、１１０…入力部、１２０…電圧値検出部、１３０…電圧値記憶部、１３１…電圧値情報テーブル、１３２…電圧値登録部、１３３…電圧値情報テーブル、１４０…劣化判別部、１４１…表示部、１５０…交流電圧成分抽出部、１６０…増幅度記憶部、１６１…増幅度情報テーブル、１６２…増幅度登録部、１６３…増幅度情報テーブル、１７０…増幅電圧生成部、１７１…増幅部、１７２…反転部、１７３…２倍増幅部、１８０…劣化表示部、１８１…ＬＥＤ発光制御部、２００…電源、２０１…二次電池、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ５…発光ダイオード
【図１】
2018066661.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年10月13日(2017.10.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
図７の増幅度情報テーブル１６１には、定格電圧が１２Ｖである製造メーカＡ社と製造メーカＢ社の二次電池について、異なる容量の二次電池２０１に対応する増幅度が格納されている。増幅度情報テーブル１６１には、製造メーカＡ社の二次電池については、容量と増幅度がそれぞれ１０Ａｈ（アンペア時）と４００倍、４０Ａｈと１００倍、８０Ａｈと５０倍である増幅度情報が格納されている。製造メーカＢ社の二次電池については、容量と増幅度がそれぞれ１０Ａｈと２５０倍、４０Ａｈと６２．５倍、８０Ａｈと３１．２５倍である増幅度情報が格納されている。
例えば、図２に示すように製造メーカＡ社の容量１０Ａｈの二次電池２０１の初期電圧値は２．５ｍＶである。このとき、図７に示すように増幅度は４００倍に設定される。このため、増幅電圧生成部１７０は、この二次電池２０１が新品であるときに１Ｖの増幅電圧を生成する。このとき、劣化表示部１８０は正常を表示する。そして、この二次電池２０１の劣化が進み、交流電圧成分抽出部１５０で抽出される交流電圧成分の電圧値が５ｍＶ以上に増加すると、増幅電圧生成部１７０は２Ｖ以上の増幅電圧を生成する。このとき、劣化表示部１８０は異常を表示する。