(57)【要約】【課題】  蓄電池（又は蓄電池のバンク）の自己放電電流特性を求めるシステムを提供する。【解決手段】  １つの例示の実施形態によれば、蓄電池（又は蓄電池のバンク）の自己放電電流特性を求めるシステムは、電圧源、第１の電圧測定回路及び第２の電圧測定回路、電流測定回路、並びにプロセッサを備える。電圧源は、システムに結合された蓄電池にポテンショスタット電圧を提供する。第１の電圧測定回路は、蓄電池の一対の端子の両端の開回路電圧を測定する第１の電圧分解能を提供する。第２の電圧測定回路は、蓄電池の一対の端子のうちの一方において端子電圧を測定する、第１の電圧分解能よりも大幅に高い第２の電圧分解能を提供する。プロセッサは、電圧源、第１の電圧測定回路及び第２の電圧測定回路、並びに電流測定回路を用いることによって試験手順を実行し、蓄電池の自己放電漏れ電流特性を求める。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電圧分解能を提供する第１の電圧測定回路を用いることによって蓄電池又は蓄電池のバンクのうちの一方の一対の端子の両端の開回路電圧を測定することと、
前記第１の電圧測定回路を用いて測定された前記開回路電圧を用いることによって少なくとも部分的に求められた第１のポテンショスタット電圧を、前記蓄電池又は前記蓄電池のバンクのうちの前記一方に提供することと、
前記第１の電圧分解能よりも高い第２の電圧分解能を提供するように構成された第２の電圧測定回路を用いることによって、前記蓄電池又は前記蓄電池のバンクのうちの前記一方の前記一対の端子のうちの一方において端子電圧を測定することと、
前記第２の電圧測定回路を用いて測定された前記端子電圧に少なくとも部分的に基づいている第２のポテンショスタット電圧を、前記蓄電池又は前記蓄電池のバンクのうちの前記一方に提供することと、
前記第２のポテンショスタット電圧を前記蓄電池又は前記蓄電池のバンクのうちの前記一方に提供した後に、一定期間にわたって前記蓄電池又は前記蓄電池のバンクのうちの前記一方に対して１つ又は複数の自己放電漏れ電流測定を実行することと、
前記１つ又は複数の自己放電漏れ電流測定を用いて、前記蓄電池又は前記蓄電池のバンクのうちの前記一方の自己放電漏れ電流特性を求めることと
を含む、方法。
【請求項２】
前記第１の電圧測定回路は、ミリボルトレベルの分解能を提供し、前記第２の電圧測定回路は、マイクロボルトレベルの分解能を提供し、前記一対の端子のうちの前記一方は、前記蓄電池又は前記蓄電池のバンクのうちの前記一方の負極端子である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ミリボルトレベルの分解能は、低利得増幅器又はユニティゲイン増幅器のうちの一方を用いることによって少なくとも部分的に得られ、前記マイクロボルトレベルの分解能は、高利得増幅器を用いることによって少なくとも部分的に得られる、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記一対の端子の両端の前記開回路電圧を測定する前に、前記蓄電池又は前記蓄電池のバンクのうちの前記一方に対して電圧温度係数（ＴＣＶ）特性化手順を実行することを更に含み、前記ＴＣＶ特性化手順は、ゼロのＴＣＶ値又は既定の閾値未満の１つ若しくは複数のＴＣＶ値のうちの少なくとも一方を識別することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ＴＣＶ特性化手順を実行することは、
前記蓄電池又は前記蓄電池のバンクのうちの前記一方を複数の充電状態（ＳＯＣ）レベルのそれぞれに設定することと、
前記複数のＳＯＣレベルのそれぞれに設定されると、前記蓄電池又は前記蓄電池のバンクのうちの前記一方を少なくとも２つの温度レベルの間で循環させることと、
前記蓄電池又は前記蓄電池のバンクのうちの前記一方を前記少なくとも２つの温度レベルの間で循環させるとき、前記複数のＳＯＣレベルに対応する複数のＴＣＶ値を求めることと、
前記ゼロのＴＣＶ値又は前記既定の閾値未満の前記１つ若しくは複数のＴＣＶ値のうちの前記少なくとも一方を識別することに前記複数のＴＣＶ値を用いることと
を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ゼロのＴＣＶ値又は既定の閾値未満の前記１つ若しくは複数のＴＣＶ値のうちの前記少なくとも一方を識別することは、前記複数のＴＣＶ値対前記複数のＳＯＣレベルのグラフ表示を用いることを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記一対の端子の両端の前記開回路電圧を測定する前に、前記ゼロのＴＣＶ値又は前記既定の閾値未満の前記１つ若しくは複数のＴＣＶ値のうちの前記少なくとも一方を用いて、前記蓄電池又は前記蓄電池のバンクのうちの前記一方の初期充電状態（ＳＯＣ）レベル設定することを更に含む、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の電圧測定回路は、第１のアナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）と、前記蓄電池又は前記蓄電池のバンクのうちの前記一方の前記開回路電圧を前記第１のＡＤＣに結合する低利得増幅器又はユニティゲイン増幅器のうちの一方とを備え、前記第
２の電圧測定回路は、第２のＡＤＣと、高利得増幅器とを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記第２の電圧測定回路及び電流測定回路が、前記第２の電圧測定回路の１つ又は複数の機能を実行し、前記１つ又は複数の自己放電漏れ電流測定を実行するデュアル機能回路として提供される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の電圧測定回路は、前記蓄電池若しくは前記蓄電池のバンクのうちの前記一方の前記一対の端子のうちの前記一方における前記端子電圧、又は前記蓄電池若しくは前記蓄電池のバンクのうちの前記一方の自己放電漏れ電流のうちの一方を測定する処理ユニットによって制御される１つ又は複数のスイッチを備えるデュアル機能回路である、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
ニッケルカドミウム（ＮｉＣａｄ）電池又はリチウムイオン電池等の蓄電池は、典型的には、主として蓄電池に発生する自己放電電流の結果として、一定期間にわたってその電荷を失う。あいにく、当該技術分野の現状を考えると、これらの蓄電池における自己放電電流を完全になくすことは事実上不可能である。さらに、実験室環境における個々の蓄電池の試験では、限られたレベルの成功があるが、製造環境において一群（batch）の蓄電池のそれぞれの自己放電電流特性を測定することはかなり複雑であり、現実的でないことが分かってきている。
【０００２】
より詳細に言えば、製造中に一群のリチウムイオン電池のそれぞれの自己放電電流パラメータを測定することは、種々の理由から現実的でないことが分かってきている。これらの理由のうちの幾つかには、既存のリチウム蓄電池技術に関連した欠点が含まれるが、他の欠点は、これらのタイプの測定を行うことに用いられる市販のポテンショスタットシステムに関連している。市販のポテンショスタットシステム、特に、ボタン電池よりも大きなリチウムイオン電池を特性化することに用いられる市販のポテンショスタットシステムに関連した欠点には、複雑さ、不十分な精度、及び望ましくない高コストを含めることができる。
【０００３】
その結果、製造現場でリチウムイオン電池をバッチ試験する代わりに、幾つかの試験エンティティは、一群のリチウムイオン電池を制御された温度設備に保管する前に、これらの一群のリチウムイオン電池のそれぞれの開回路電圧を測定する代替の手法を用いることを選んできた。多くの場合、保管期間は数週間以上に及ぶ可能性がある。保管期間が完了すると、保管の結果としての開回路電圧の降下に基づいて各リチウムイオン電池の自己放電電流特性を評価するために、各リチウムイオン電池の開回路電圧がもう一度測定される。理解することができるように、そのような手順は、各リチウムイオン電池の自己放電電流特性を近似したものを単に提供するものにすぎないだけでなく、試験期間が数週間以上に及ばなければならないこと、保管要件（制御された環境条件を含む）、及び保管中の潜在的な危険（発火の危険、化学物質の漏れ、有毒物質の放出等）等の様々な他の欠点も有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示の幾つかの特定の実施の形態は、従来の測定システムと比較して非常に魅力的なコスト対精度比（cost-to-accuracy ratio）を提供する試験要素及び試験技法を用いることによって、短期間（例えば、数時間）で１つ又は複数の再充電可能蓄電池の自己放電電流特性を求める技術的効果及び／又は解決策を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の１つの例示的な実施の形態によれば、方法は、第１の電圧分解能を提供する第１の電圧測定回路を用いることによって蓄電池（又は蓄電池のバンク）の一対の端子の両端の開回路電圧を測定することと、前記第１の電圧測定回路を用いて測定された前記開回路電圧を用いることによって少なくとも部分的に求められた第１のポテンショスタット電圧を、前記蓄電池又は前記蓄電池のバンクのうちの前記一方に提供することと、前記第１の電圧分解能よりも高い第２の電圧分解能を提供するように構成された第２の電圧測定回路を用いることによって、前記蓄電池（又は前記蓄電池のバンク）の前記一対の端子のうちの一方において端子電圧を測定することと、前記第２の電圧測定回路を用いて測定された前記端子電圧に少なくとも部分的に基づいている第２のポテンショスタット電圧を、前記蓄電池（又は前記蓄電池のバンク）に提供することと、前記第２のポテンショスタット電圧を前記蓄電池（又は前記蓄電池のバンク）に提供した後に、一定期間にわたって前記蓄電池（又は前記蓄電池のバンク）に対して１つ又は複数の自己放電漏れ電流測定を実行することと、前記１つ又は複数の自己放電漏れ電流測定を用いて、前記蓄電池（又は前記蓄電池のバンク）の自己放電漏れ電流特性を求めることとを含むことができる。
【０００６】
本開示の別の例示的な実施の形態によれば、方法は、蓄電池（又は蓄電池のバンク）に対して、該蓄電池（又は前記蓄電池のバンク）の電圧温度係数（ＴＣＶ）特性を求めるＴＣＶ特性化手順を実行することと、前記蓄電池（又は前記蓄電池のバンク）の自己放電漏れ電流特性を求める試験手順を実行する前に、前記ＴＣＶ特性を用いて、前記蓄電池（又は前記蓄電池のバンク）の初期充電状態（ＳＯＣ）レベルを設定することとを含むことができる。前記試験手順は、２つ以上の電圧測定回路を準備することと、前記２つ以上の電圧測定回路のうちの第１のものを用いて、前記蓄電池（又は前記蓄電池のバンク）の一対の端子の両端の開回路電圧を測定することであって、前記第１の電圧測定回路は、第１の電圧分解能を提供することと、前記第１の電圧測定回路を用いて測定された前記開回路電圧を用いることによって少なくとも部分的に求められた第１のポテンショスタット電圧を、前記蓄電池（又は前記蓄電池のバンク）に提供することと、前記第１のポテンショスタット電圧を前記蓄電池（又は前記蓄電池のバンク）に提供した後に、一定期間にわたって前記蓄電池（又は前記蓄電池のバンク）に対して１つ又は複数の自己放電漏れ電流測定を実行することと、前記自己放電漏れ電流測定を用いて、前記蓄電池（又は前記蓄電池のバンク）の前記自己放電漏れ電流特性を求めることとを含むことができる。
【０００７】
本開示の更に別の例示的な実施の形態によれば、システムは、第１の電圧測定回路と、第２の電圧測定回路と、電流測定回路と、プロセッサとを備えることができる。前記第１の電圧測定回路は、蓄電池（又は蓄電池のバンク）の一対の端子の両端の開回路電圧を測定する第１の電圧分解能を提供する。前記第２の電圧測定回路は、前記蓄電池（又は前記蓄電池のバンク）の前記一対の端子のうちの一方において端子電圧を測定する第２の電圧分解能を提供する。前記電流測定回路は、前記蓄電池（又は前記蓄電池のバンク）の１つ又は複数の自己放電漏れ電流を測定することに用いることができる。前記プロセッサは、前記第１の電圧測定回路、前記第２の電圧測定回路、及び前記電流測定回路に結合されて、前記蓄電池（又は前記蓄電池のバンク）の自己放電漏れ電流特性を求める試験手順を実行する。
【０００８】
本開示の他の実施の形態及び態様は、添付の図面とともに取り入れられた以下の説明から明らかになる。
【０００９】
本発明の多くの態様は、以下の説明を添付の特許請求の範囲及び図とともに参照することによってよりよく理解することができる。様々な図において、同様の参照符号は、同様の構造的要素及び特徴を示す。明瞭にするために、あらゆる図において、あらゆる要素に参照符号がラベル付けされているとは限らない。図面は、必ずしも一律の縮尺で描かれていない。その代わり、本発明の原理を示すことに重点が置かれている。図面は、本発明の範囲を、本明細書に示す例示の実施形態に限定するものとして解釈されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】蓄電池における自己放電電流を測定する理想化された装置構成（set-up）を示す図である。
【図２】本開示による蓄電池の自己放電電流特性を求めることに用いることができる自己放電電流測定システムの一例示的な実施形態を示す図である。
【図３】図２に示す自己放電電流測定システムを実施するのに用いることができる幾つかの例示的な構成要素を示す図である。
【図４】本開示による一例示的な蓄電池の電圧温度係数（ＴＣＶ）対充電状態レベルのグラフ表示である。
【図５】本開示による蓄電池の自己放電漏れ電流を求める一例示的な方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
この説明の全体を通して、実施形態及び変形形態は、発明概念の使用態様及び実施態様を示す目的で説明される。この例示の説明は、本明細書に開示されたような概念の範囲を限定するものとしてではなく、発明概念の例を提示するものとして理解されるべきである。この目的のために、幾つかの特定の単語及び用語が、専ら便宜上のために本明細書に用いられ、そのような単語及び用語は、当業者によって様々な形態及び同等物で一般に理解される様々な対象物及び動作を包含するものとして広く理解されるべきである。例えば、「蓄電池」、「電荷／充電（charge）」、「電圧」、「プロセッサ」、「コンピュータ」、「増幅器」、「精度」、「分解能」、「精度」、「利得」、「バンク」、「セット」、又は「複数（number）」等の単語は、様々な解釈を有することができ、本開示の趣旨を損なうことなく様々な方法で実施することができる。より詳細に言えば、「蓄電池」という語句は、本明細書において用いられるとき、必ずしも単一の蓄電池に限定されるものではなく、蓄電池のバンク／蓄電池のセット／複数の蓄電池にも同様に適切に当てはめることができ、「試験手順」という語句は、測定が行われているときは、「測定手順」を示すものとして代わりに解釈することができる。「例」という単語は、本明細書において用いられるとき、本質的に非排他的及び非限定的であることを意図していることも理解されるべきである。より詳細に言えば、「例示的」という単語は、本明細書において用いられるとき、幾つかの例の中の１つを示し、この単語の使用によって、特別な強調、排他性、又は選好が関連付けられることも、暗に意味されることもないことが理解されるべきである。
【００１２】
一般に、本明細書に開示された様々な例示の実施形態によれば、蓄電池（又は蓄電池のバンク）の自己放電電流特性を求めるシステムは、第１の電圧測定回路、第２の電圧測定回路、電圧源、電流測定回路、及びプロセッサを備えることができる。第１の電圧測定回路は、システムに結合された蓄電池の一対の端子の両端の開回路電圧を測定する第１の電圧分解能を提供する。第２の電圧測定回路は、第１の電圧分解能よりも大幅に高い第２の電圧分解能を提供し、第１の電圧測定が第１の電圧測定回路を用いて得られた後に、蓄電池の一対の端子のうちの一方において端子電圧を測定することに用いることができる。電圧源は、第１の電圧測定回路及び第２の電圧測定回路のそれぞれによって蓄電池に対して行われる様々な電圧測定に基づいてポテンショスタット電圧を提供する。電流測定回路は、様々な時点で蓄電池の自己放電漏れ電流測定を可能にする。プロセッサは、第１の電圧測定回路、第２の電圧測定回路、電圧源、及び電流測定回路を用いて試験手順を実行し、蓄電池の自己放電漏れ電流特性を求めることができる。そのようなシステムは、従来の自己放電漏れ電流測定システムと比較して有利なコスト対精度比を提供する。幾つかの例示の実施態様では、本明細書に開示されたシステム及び方法は、潜在的欠陥及び／又は汚染の指標である通常よりも高い自己放電電流を有する（例えば、一群の蓄電池内の）１つ又は複数の蓄電池を識別するのに用いることができる。
【００１３】
次に、図１に注目する。図１は、蓄電池１１５における自己放電電流を測定する理想化された装置構成（set-up）１００を示している。この理想化された装置構成１００は、直流（ＤＣ）電力源１０５、電流計１１０、スイッチ１２０、電圧計１２５、及び蓄電池１１５を備える。ポテンショスタットと呼ぶこともできるＤＣ電力源１０５は、ポテンショスタット電圧を提供する。このポテンショスタット電圧は、接地を基準とし、蓄電池１１５の開回路電圧と一致するように変動させることができる。蓄電池１１５は、ＤＣ電力源１０５によって充電することができる様々なタイプの電池のうちの任意の１つとすることができる。１つの例示的な実施形態では、蓄電池１１５は、同様に接地を基準とするとともに理想電池１１７、第１の抵抗器１１６及び第２の抵抗器１１８によってシンボル表示される再充電可能リチウムイオン電池である。第１の抵抗器１１６は、蓄電池１１５の実効直列抵抗（ＥＳＲ）を表し、第２の抵抗器１１８は、蓄電池１１５を通って伝播する漏れ電流に寄与する漏れ抵抗器を表す。漏れ電流は、この開示では、自己放電電流という別称で呼ぶことができる。
【００１４】
蓄電池１１５における自己放電電流を測定する測定手順は、最初にスイッチ１２０を開放状態にし、それによって、ＤＣ電力源１０５を蓄電池１１５から接続解除することによって行うことができる。蓄電池１１５の開回路電圧は、電圧計１２５を用いることによって、節点（node）１１９と節点１２１との間で測定される。ＤＣ電力源１０５は、開回路電圧と一致するポテンショスタット電圧を提供するように調整される。スイッチ１２０は、その後、ＤＣ電力源１０５を蓄電池１１５に接続するために閉鎖される。理想的には、この時、電流計１１０を通る電流フローはない。なぜならば、ポテンショスタット電圧は、蓄電池１１５の測定された開回路電圧と完全に一致しているからである。
【００１５】
しかしながら、例えば数日等の一定期間の後に、電池の電圧は、蓄電池１１５における漏れ電流のフローの結果、降下し始める。この電圧の降下は、蓄電池１１５を測定された開回路電圧に維持することに寄与するＤＣ電力源１０５によって提供されるポテンショスタット電圧によって相殺される。平衡状態において、ＤＣ電力源１０５は、蓄電池１１５を流れる漏れ電流の全量を提供し、この漏れ電流は、電流計１１０によって測定することができる。これらの電流測定は、蓄電池１１５の自己放電電流特性を求めるために、所望の期間にわたる様々な時点において行うことができる。
【００１６】
あいにく、上記で説明した理想化された装置構成１００は、現実的には満足なものではない。なぜならば、測定結果に作用して悪影響を与える可能性がある幾つかの要因が存在するからである。第１に、蓄電池１１５の開回路電圧と（例えば、マイクロボルトレベルに至るまで）厳密に一致する正確なポテンショスタット電圧を提供するようにＤＣ電力源をセットアップするプロセスは、高精度／高分解能測定回路機構の使用を必要とする複雑な手順となる可能性がある。第２に、許容可能なレベルの電圧の一致が初期に達成された場合であっても、蓄電池１１５の開回路電圧及び／又はＤＣ電力源１０５によって提供される電圧は、自己放電電流以外の要因（例えば、温度変動及び温度ドリフト）に起因して経時的に変化する可能性があり、そのような要因を追跡して補償することは非常に困難である可能性がある。
【００１７】
さらに、これらの様々な要因のうちのいずれかに起因して、ポテンショスタット電圧と蓄電池１１５の開回路電圧との間に不一致が発生すると常に、電流フロー経路に存在する（大部分は抵抗器１１６に起因した）極めて低い抵抗の結果、かなりの量の電流が蓄電池１１５によってＤＣ電力源１０５から引き出される。この電流は、蓄電池１１５の漏れ電流と比較して非常に大きなものである可能性があり、このため、漏れ電流の正確な測定を行うことができなくなる可能性がある。
【００１８】
図２は、本開示による蓄電池２３０の自己放電電流特性を求めることに用いることができる自己放電電流測定システム２００の一例示的な実施形態を示している。より詳細に言えば、自己放電電流測定システム２００は、例示的な装置構成１００によって提示された課題のうちの少なくとも幾つかに対処するのに用いることができ、小さな蓄電池（ボタン電池等）に対してしか用いることができない様々な従来のシステムとは対照的に、自己放電電流測定システム２００は、単一の大きな蓄電池又は大きな蓄電池のバンクに対して用いることができる。自己放電電流測定システム２００によってもたらされるコストの利点及び性能の利点は、複数のそのようなシステムを並列形式で用いて一群の蓄電池を同時に試験するのにも用いることができる。対照的に、従来の多くの自己放電電流測定システムは、それらのうちの幾つかはかなり高価である可能性があり、全体的な試験の継続時間を長くするだけでなく、他の点（保管設備、制御された温度要件等）でコストも追加する逐次形式で一群の蓄電池を試験することを必要とする場合がある。
【００１９】
幾つかの実施形態では、蓄電池のバンクは、直列構成で提供することができ、それによって、例えば、６つの４Ｖ蓄電池のセットの実効開回路電圧は２４ボルトに等しい。幾つかの他の実施形態では、蓄電池のバンクは、並列構成で提供することができ、それによって、例えば、６つの４Ｖ蓄電池のセットの実効開回路電圧は４ボルトに等しい。一方、並列構成では、自己放電電流測定システム２００から引き出される自己放電電流の振幅は、単一の蓄電池によって引き出される電流の振幅の６倍にほぼ等しくなることができる。
【００２０】
自己放電電流測定システム２００は、電圧源２１０、第１の電圧測定回路２１５、第２の電圧測定回路２２０、電流測定回路２２５、及び処理ユニット２０５等の様々な機能素子を備える。処理ユニット２０５は、プロセッサ、入力／出力インタフェース、及び記憶デバイス（例えば、メモリデバイス）等の様々な構成要素を備えるコンピュータの形態で実施することができる。より詳細に言えば、記憶デバイスは、オペレーティングシステム（ＯＳ）と、本明細書に開示された例示的な方法、特徴、及び態様を実施するプロセッサによって実行可能な１つ又は複数のアプリケーションプログラムとを記憶する非一時的コンピュータ記憶媒体を含むことができる。
【００２１】
電圧源２１０は、ポテンショスタット電圧を提供するように処理ユニット２０５によって構成可能な１つ又は複数の電圧生成素子を備えることができ、このポテンショスタット電圧は、接地を基準とし、自己放電電流測定システム２００の出力端子２１１を介して蓄電池２３０に結合される。
【００２２】
自己放電電流測定システム２００の出力端子２１１及び別の出力端子２１２を介して蓄電池２３０に結合された第１の電圧測定回路２１５は、蓄電池２３０の正極端子及び負極端子の両端に存在する開回路電圧を測定する第１の電圧分解能を提供する。この第１の電圧分解能によって、処理ユニット２０５は、例えば、ミリボルトレベルの精度で蓄電池２３０の開回路電圧の測定を行うことが可能になる。このため、処理ユニット２０５は、第１の電圧測定回路２１５を用いて、蓄電池２３０を、例えば、４．３０５Ｖの開回路電圧を有する４Ｖ蓄電池として識別することができる。処理ユニット２０５は、その後、測定された開回路電圧を用いて、電圧源２１０のポテンショスタット電圧を、測定された開回路電圧と一致する電圧振幅に初期設定する。この例では、処理ユニット２０５は、電圧源２１０のポテンショスタット電圧を４．３０５Ｖに設定する。
【００２３】
第１の電圧測定回路２１５を用いて蓄電池２３０の開回路電圧を測定することによって、ポテンショスタット電圧と蓄電池２３０の開回路電圧とを比較的厳密に（この例では、ミリボルトレベルまで）一致させることが可能になる。しかしながら、蓄電池２３０の実際の開回路電圧は、４．３０５Ｖではなく、例えば４．３０５３７５Ｖである場合があり、ポテンショスタット電圧と蓄電池２３０の開回路電圧との間の３７５マイクロボルトレベルの不一致は、場合によっては、自己放電電流フローの正確な測定を妨げる、蓄電池２３０を通るかなりの電流フローをもたらす可能性がある。
【００２４】
この電圧不一致問題は、第２の電圧測定回路２２０を用いることによって対処される。この第２の電圧測定回路は、出力端子２１２を介して蓄電池２３０に結合され、接地を基準として蓄電池２３０の端子電圧を測定することに用いることができる。この例示的な実施形態では、第２の電圧測定回路２２０は、接地を基準として蓄電池２３０の負極端子における電圧を測定するのに用いることができる。第１の電圧測定回路２１５又は第２の電圧測定回路２２０を用いて本明細書に開示された電圧測定のうちのいずれかを行うとき、電流測定回路２２５を蓄電池２３０から接続解除するために、スイッチ２１３は開放状態にされることが好ましいことに留意すべきである。電流測定回路２２５を蓄電池２３０から接続解除することによって、測定手順のこの段階において望ましくない電流フローが防止されるだけでなく、接地に対して電流測定回路２２５によって与えられるインピーダンス経路の結果として発生する場合があるあらゆる悪影響も防止される。
【００２５】
第１の電圧測定回路２１５を用いて、電圧源２１０によって提供されるポテンショスタット電圧を初期設定する結果として、蓄電池２３０の正極端子及び負極端子の両端の電圧は、接地を基準とした電圧源２１０によって提供されるポテンショスタット電圧（４．３０５Ｖ）と一致することになる。蓄電池２３０の負極端子と接地との間に現われる不一致電圧（４．３０５３７５Ｖ−４．３０５Ｖ＝３７５μＶ）は、第２の電圧測定回路２２０を用いることによって測定される。第２の電圧測定回路２２０は、第１の電圧分解能よりも大幅に高い第２の電圧分解能を提供し、より高いレベルの測定精度（granularity）を与える。このため、この第２の電圧分解能によって、処理ユニット２０５は、第２の電圧測定回路２２０を用いて、蓄電池２３０を４．３０５３７５Ｖの開回路電圧を有するものとして識別することが可能になる。処理ユニット２０５は、その後、電圧源２１０によって提供されるポテンショスタット電圧を変化させて、マイクロボルトレベルの精度に至るまで蓄電池２３０の開回路電圧と一致させることができる。
【００２６】
第１の電圧測定回路２１５及び第２の電圧測定回路２２０を用いて、電圧源２１０によって蓄電池２３０に提供されるポテンショスタット電圧を正確に設定するプロセス全体は、約１分等の非常に短い期間で行うことができる。
【００２７】
幾つかの実施態様では、電流初期化手順は、ポテンショスタット電圧が蓄電池２３０に初めて提供された後に実行することができる。以下でより詳細に説明される電流初期化手順は、蓄電池２３０の自己放電電流特性を求める前に、電圧源２１０を用いて、蓄電池２３０内への初期電流フローを所望の値に高速に設定する１つ又は複数のポテンショスタット電圧を提供することを可能にする。例えば、１つの実施態様では、初期電流の値は、蓄電池２３０の代表的な自己放電電流と一致するように設定することができる。蓄電池２３０の代表的な自己放電電流は、過去の履歴、事前の試験評価、データシート、経験データ、及び／又は理論的データ等のパラメータに基づいて前もって求めることができる。蓄電池２３０における初期電流を所望の値に（例えば、約１分で）設定することによって、特に幾つかの従来の試験手順と比較して、試験の全継続時間の大幅な削減が可能になる。
【００２８】
ポテンショスタット電圧の設定（電流初期化手順が含まれるか否かを問わない）の後、蓄電池２３０が平衡状態に達することを可能にするために、待機期間（例えば、１時間）が設けられる。平衡状態に達すると、処理ユニット２０５は、電流測定回路２２５を用いて、蓄電池２３０を流れる自己放電電流の振幅を測定する。自己放電漏れ電流測定手順は、その後、蓄電池２３０の自己放電漏れ電流特性を求めるために（一定期間にわたって）数回繰り返すことができる。
【００２９】
上記で説明した２ステップ電圧測定手順を行う第１の電圧測定回路２１５及び第２の電圧測定回路２２０のそれぞれを実施することに用いられる回路素子は、比較的低コストの物品とすることができ、それによって、例えば、マイクロボルトレベルに至るまで１パス電圧測定を実行する単一の高分解能電圧測定回路を用いる自己放電電流測定システムと比較してコスト節減がもたらされる。
【００３０】
図３は、本開示の１つの例示的な実施形態による自己放電電流測定システム２００を実施するのに用いることができる幾つかの例示的な構成要素を示している。電圧源２１０は、基準電圧素子（Ｖｒｅｆ）３０５、デジタル／アナログ変換器ＤＡＣ３１０、及びバッファ増幅器３１５を備える。基準電圧素子３０５は、典型的には恒温槽付き（oven-controlled）電圧源であり、１つ又は複数のツェナーダイオードを備えることができ、動作温度の範囲にわたって非常に安定した基準電圧を提供する。この基準電圧は、処理ユニット２０５によってバイナリインタフェース３０６を介してＤＡＣ３１０に提供されるデジタル制御ワードの制御下でアナログ電圧を生成するＤＡＣ３１０に提供される。様々な実施形態では、ＤＡＣ３１０及び電圧源２１０の他の素子は、既製の構成要素を用いて実施することもできるし、注文製作の回路の形態で実施することもでき、マイクロボルトレベルの精度（又はそれを上回る精度）でポテンショスタット電圧を提供することができる。このレベルの精密さは、特に、第２の電圧測定回路２２０によって提供されるマイクロボルトレベルの（又はそれを上回る）測定精度を考慮すると望ましい。
【００３１】
上記デジタルワードは、第１の電圧測定回路２１５及び第２の電圧測定回路２２０によって実行される２パス電圧測定手順に従って処理ユニット２０５によって設定される。ＤＡＣ３１０によって生成されたアナログ電圧は、バッファ増幅器３１５によってライン３０１に送り出され、接地を基準とするとともに蓄電池２３０に印加されるポテンショスタット電圧を構成する。
【００３２】
第１の電圧測定回路２１５は、ユニティゲイン増幅器（unity gain amplifier）３２５及びアナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）３２０を備える。ユニティゲイン増幅器３２５は、蓄電池２３０の開回路電圧の１対１測定を提供する。蓄電池２３０の開回路電圧は、ＡＤＣ３２０に結合される。幾つかの実施形態では、ユニティゲイン増幅器３２５は、低利得増幅器に取り替えることができる。この低利得増幅器は、利用可能な動作電圧範囲及び／又はコストと精度との間のシステムトレードオフ等の種々の要因に基づいて選択することができる。１２ビットＡＤＣ等の比較的低コストの素子とすることができるＡＤＣ３２０は、ユニティゲイン増幅器３２５の電圧出力を、バイナリインタフェース３０７を介して処理ユニット２０５に結合されるデジタルワードに変換する。ユニティゲイン増幅器３２５とＡＤＣ３２０とを組み合わせたものは、蓄電池２３０の開回路電圧を測定するときの第１の電圧分解能を提供する。１つの例示的な実施態様では、ユニティゲイン増幅器３２５とＡＤＣ３２０とを組み合わせたものは、ミリボルトレベルの電圧分解能を提供する。
【００３３】
第２の電圧測定回路２２０及び電流測定回路２２５が別々の機能ブロックとして示されている図２に示す自己放電電流測定システム２００とは対照的に、図３に示す自己放電電流測定システム２００は、多重化Ｖ−Ｉ（電圧−電流）回路３５５の形態のデュアル機能回路を組み込んでいることに注目することは妥当であり得る。多重化Ｖ−Ｉ回路３５５は、第２の電圧測定回路２２０及び電流測定回路２２５の１つ又は複数の機能を時間多重化に基づいて実行する。蓄電池２３０の第２の電圧測定及び蓄電池２３０の自己放電電流測定が典型的には異なる時刻に実行されることから実現可能である多重化Ｖ−Ｉ回路３５５は、自己放電電流測定システム２００を実施するのに用いられるハードウェアのコスト節減をもたらすことができる。
【００３４】
多重化Ｖ−Ｉ回路３５５は、高利得増幅器３３５、アナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）３３０、電流検知抵抗器３５０、第１のスイッチ３４０、及び第２のスイッチ３４５を備える。典型的には、高利得増幅器３３５の利得は１０を上回り、１つの例示的な実施態様では、高利得増幅器３３５によって提供される利得は、１００〜１０００に及ぶことができる。１２ビットＡＤＣ等の比較的低コストの素子とすることができるＡＤＣ３３０は、高利得増幅器３３５の電圧出力を、バイナリインタフェース３０８を介して処理ユニット２０５に結合されるデジタルワードに変換する。高利得増幅器３３５とＡＤＣ３３０とを組み合わせたものは、蓄電池２３０の端子電圧を測定するときの第２の電圧分解能を提供する。１つの例示的な実施態様では、高利得増幅器３３５とＡＤＣ３３０とを組み合わせたものは、マイクロボルトレベルの電圧分解能を提供する。
【００３５】
端子電圧の測定を行うとき、多重化Ｖ−Ｉ回路３５５は、処理ユニット２０５の制御下でスイッチ３４０及びスイッチ３４５のそれぞれをスイッチ位置１に配置することによって電圧測定モードで動作するように構成される。この構成では、蓄電池２３０の負極端子は、高利得増幅器３３５の正極入力端子に結合され、電流検知抵抗器３５０は、開放状態のままである（高利得増幅器３３５から接続解除されている）。
【００３６】
処理ユニット２０５は、蓄電池２３０の端子電圧を表すデジタルワードを受信し、この端子電圧測定を用いてデジタルワードを計算し、バイナリインタフェース３０６を介してＤＡＣ３１０に提供する。ＤＡＣ３１０は、バッファ増幅器３１５及びライン３０１を介して蓄電池２３０に結合される新たなポテンショスタット電圧を生成することによってデジタルワードに応答する。幾つかの実施態様では、この新たなポテンショスタット電圧は、電圧源２１０、第１の電圧測定回路２１５、及び多重化Ｖ−Ｉ回路３５５を用いる反復的及び／又は再帰的な手順に基づいて、処理ユニット２０５によって設定することができる。
【００３７】
蓄電池２３０は、その後、多重化Ｖ−Ｉ回路３５５が自己放電電流測定を実行するのに用いられる前に、蓄電池２３０（又は電池のバンク）内における電荷再分配を可能にするために或る時間の間休止することができる。幾つかの場合には数日間に及ぶことができる休止時間によって、蓄電池２３０は、自己放電電流測定の実行前に望ましい平衡状態に達することが可能になる。
【００３８】
自己放電電流測定を実行するとき、多重化Ｖ−Ｉ回路３５５は、処理ユニット２０５の制御下でスイッチ３４０及びスイッチ３４５のそれぞれをスイッチ位置２に配置することによって、電流測定モードで動作するように構成される。この構成では、蓄電池２３０の負極端子は、高利得増幅器３３５の正極入力端子に結合され、電流検知抵抗器３５０も、高利得増幅器３３５の正極入力端子に接続される。蓄電池２３０を流れる自己放電電流は、電流検知抵抗器３５０を通って接地に行き、高利得増幅器３３５は、結果としてもたらされる電流検知抵抗器３５０の両端の電圧降下を増幅する。高利得増幅器３３５の出力電圧は、このため、蓄電池２３０及び電流検知抵抗器３５０を流れる自己放電電流の振幅に正比例する。
【００３９】
電流検知抵抗器３５０の抵抗値の選択は、蓄電池２３０の非常に大きな静電容量とともに動作する電流検知抵抗器３５０に起因する時定数係数のために、測定感度と測定時間との間のトレードオフとなる。理解することができるように、電流検知抵抗器３５０の抵抗値が低くなると、測定感度を犠牲にして測定時間はより短くなり、その逆も同様である。１つの例示的な実施態様では、電流検知抵抗器３５０は、測定感度と測定時間との間の最適なトレードオフを提供することができる約１オームとなるように選択される。より詳細に言えば、測定感度は、温度及びドリフトが含む影響等の望ましくない影響に対処することを対象とすることができる。
【００４０】
図２に示す例示的な実施形態では、蓄電池２３０の端子電圧は、多重化Ｖ−Ｉ回路３５５によって、蓄電池２３０の負極端子において接地を基準として測定されることに留意すべきである。一方、別の例示的な実施形態では、蓄電池２３０が反転され、電圧源２１０が負極性のポテンショスタット電圧を提供するとき、多重化Ｖ−Ｉ回路３５５は、蓄電池２３０の正極端子において蓄電池の端子電圧を（接地を基準として）測定するように構成することができる。
【００４１】
次に、図４に注目する。図４は、本開示による一例示的な蓄電池の電圧温度係数（ＴＣＶ）対充電状態（ＳＯＣ）レベルのグラフ表示を示している。リチウムイオン電池は通常、大きなＴＣＶ効果を示し、このＴＣＶ効果は、最適な測定精度を得るために、リチウムイオン電池に対して自己放電電流測定を行う前に対処されることが望ましい。不都合なＴＣＶ効果を最小にする１つの解決策は、被試験リチウムイオン電池を一定温度の流体槽又は温度室（temperature chamber）に浸漬することである。しかしながら、この手法は、製造設備の生産ラインにおいて一群のリチウムイオン電池に対して測定を行うときに実際的でないか又は望ましくない場合がある。
【００４２】
自己放電電流測定を行うときにリチウムイオン電池を一定温度の流体槽又は温度室に入れる必要をなくす代替の手法は、リチウムイオン電池のＴＣＶ特性とＳＯＣとの間の関係に基づいている。この関係は、本発明の一実施形態によれば、自己放電電流測定を行うときに、リチウムイオン電池のＴＣＶをゼロにするとともにリチウムイオン電池の温度を外部から調節する必要を最小にするか又はなくすリチウムイオン電池の初期ＳＯＣを設定するのに用いられる。
【００４３】
リチウムイオン電池（図３に示す蓄電池２３０等）の初期ＳＯＣレベルの設定は、図４に示すグラフ表示を生成して用いることによって行うことができる。この例示的な実施態様ではボルト／摂氏温度で特性化されたＴＣＶは、パーセンテージの数値で特性化されたＳＯＣに対して或る範囲の正及び負のＴＣＶ値で変動する。このグラフ表示は、リチウムイオン電池のＳＯＣを０％〜１００％の範囲にわたり段階的に増分（例えば、５％増分）して調整することと、各ＳＯＣについて対応するＴＣＶ値を測定することとを含むＴＣＶ特性化手順を実行することによって得られる。段階的な増分は、自己放電電流測定を行う前にゼロのＴＣＶ値及び／又は低いＴＣＶ値を識別する所望のレベルの精度を得ることに基づいて選択することができる。
【００４４】
この目的のために、リチウムイオン電池は、最初に、例えば最大ＳＯＣの５％にされ、その後、リチウムイオン電池内の電荷再分配が平衡に達することを可能にするために休止することができる。これは、スタンド時間（stand time：停止時間）と呼ばれ、典型的には数日間続く。スタンド時間の後、リチウムイオン電池は、流体槽又は温度室に入れられ、少なくとも２つの温度レベル間を循環する。１つの例示的な実施態様では、これらの２つの温度レベルは、公称温度レベルからのパーセンテージの振れ（例えば、摂氏２５度の±５％）として選択される。この公称温度レベルは、後の通常の使用中におけるリチウムイオン電池の動作温度に対応することができる。２つの温度レベルのそれぞれにおいて十分なスタンド時間が提供され、このスタンド時間の後に、ＴＣＶ測定が行われる。したがって、この一対の温度値に対応する２つのＴＣＶ測定が、各ＳＯＣレベルについて得られる。
【００４５】
リチウムイオン電池は、その後、例えば、最大ＳＯＣの１０％のＳＯＣレベルにされ、上記手順が繰り返されて、別の２つのＴＣＶ測定が得られる。上記手順は、最大ＳＯＣレベル（１００％）になるまで、増分ＳＯＣ値のそれぞれについて更に繰り返され、これらの様々なＳＯＣ設定について得られたＴＣＶ値は、図４に示すグラフ表示を生成するのに用いられる。
【００４６】
点線の円４０５は、約３７％のＳＯＣにおけるゼロのＴＣＶ値を示す一方、点線の楕円４１０は、約７８％のＳＯＣと約９０％のＳＯＣとの間でゼロのＴＣＶ値に比較的近いＴＣＶ値を示す。１つの例示的な実施態様では、本開示による自己放電電流測定を開始する前に、蓄電池２３０（リチウムイオン電池）を最大電池充電容量（１００％）の約３７％の初期充電に設定することができ、別の例示的な実施態様では、蓄電池２３０を既定の閾値のＴＣＶ値未満の初期充電に設定することができる。例えば、既定の閾値のＴＣＶ値が、０．５Ｅ−０４Ｖ／°Ｃに対応するように選択されたとき、蓄電池２３０を、最大電池充電容量の約７８％〜約９０％にわたるＴＣＶ値のうちのいずれかに対応する初期充電に設定することができる。
【００４７】
本開示による自己放電電流測定は、リチウムイオン電池の温度を外部から調節する必要を最小にするか又はなくすために上記で説明した方法でリチウムイオン電池の初期充電を設定した後に行うことができる。
【００４８】
図５は、本開示による蓄電池の自己放電漏れ電流を求める一例示的な方法のフローチャートを示している。図５に示すいずれの方法ステップ又はブロックも、本方法における特定の論理機能又はステップを実施する１つ又は複数の実行可能命令を含むコードモジュール、コードセグメント、又はコード部を表すことができることが理解されるべきである。幾つかの特定の実施態様では、これらのステップのうちの１つ又は複数を手動で実行することができる。特定の例示の方法ステップが以下で説明されるが、本開示の趣旨を損なうことなく追加のステップ又は代替のステップを様々な実施態様において利用することができることが理解されるであろう。その上、ステップは、様々な代替の実施態様に応じて、実質的に同時又は逆順を含めて、図示又は論述する順序以外の順序で実行することができる。コードは、１つ又は複数のデバイスに収容することもでき、必ずしもいずれかの特定のタイプのデバイスに限定され得るものではない。以下の説明は、幾つかの特定のデバイスにおけるコードの所在（residency）及び機能を暗に意味する場合もあるが、本開示の背後にある概念を単に説明する目的でそのようになっているだけであり、限定するように解釈されるべきではない。
【００４９】
以下では、例示的な方法を説明する目的で、図２及び図３に示す自己放電電流測定システム２００が用いられる。しかしながら、本方法は、本開示による他の多くのシステムを用いて実施することができることが理解されなければならない。図５に示す機能ブロックは、他の機能ブロックによって補完又は補足することができることも理解されなければならない。例えば、ブロック５０５を実施する前に、様々な方法ステップを実行して、蓄電池の電圧温度係数をゼロにするとともに蓄電池の温度を外部から調節する必要を最小にする／なくす蓄電池の初期充電状態を設定することができる。
【００５０】
ブロック５０５は、第１の電圧分解能を提供する第１の電圧測定回路２１５を用いることによって蓄電池２３０（又は蓄電池のバンク）の一対の端子の両端の開回路電圧を測定することに関連するものである。この一対の端子は、蓄電池２３０の正極端子及び負極端子に対応する。ユニティゲイン増幅器３２５とＡＤＣ３２０とを組み合わせたものは、蓄電池２３０の開回路電圧を測定するときの第１の電圧分解能を提供する。
【００５１】
ブロック５１０は、第１の電圧測定回路２１５を用いて測定された開回路電圧を用いることによって少なくとも部分的に求められた第１のポテンショスタット電圧を蓄電池２３０に提供することに関するものである。第１のポテンショスタット電圧は、処理ユニット２０５の制御下で電圧源２１０によって提供される。
【００５２】
ブロック５１５は、多重化Ｖ−Ｉ回路３５５内に組み込まれた第２の電圧測定回路２２０を用いることによって、蓄電池２３０の一対の端子のうちの一方において端子電圧を測定することに関するものである。第２の電圧測定回路２２０は、第１の電圧測定回路２１５によって提供される第１の電圧分解能よりも高い第２の電圧分解能を提供するように構成されている。具体的に言えば、第２の電圧分解能は、高利得増幅器３３５とＡＤＣ３３０とを組み合わせたものによって提供される。
【００５３】
端子電圧の測定を行うとき、多重化Ｖ−Ｉ回路３５５は、スイッチ３４０及びスイッチ３４５のそれぞれをスイッチ位置１に配置することによって、電圧測定モードで動作するように構成される。この構成では、蓄電池２３０の負極端子は、高利得増幅器３３５の正極入力端子に結合され、電流検知抵抗器３５０は、開放状態のままである（高利得増幅器３３５から接続解除されている）。
【００５４】
ブロック５２０は、第２の電圧測定回路２２０を用いて測定された端子電圧に少なくとも部分的に基づいている第２のポテンショスタット電圧を蓄電池２３０に提供することに関するものである。電圧源２１０によって提供される第２のポテンショスタット電圧は、蓄電池２３０の実際の開回路電圧と、第１の電圧測定回路２１５によって行われた電圧測定に基づく蓄電池２３０に結合される第１のポテンショスタット電圧との間の不一致に基づいている。この不一致電圧は、スイッチ３４０及びスイッチ３４５のそれぞれがスイッチ位置１に配置された後に、蓄電池２３０の負極端子と接地（ポテンショスタット電圧が接地を基準としていることの結果として）との間で測定することができる。
【００５５】
この不一致電圧は、残留電圧、オフセット電圧、又は差分電圧等の代替のラベルを用いることによって参照することができる。この不一致を修正するのに用いられる手順も、残留電圧補正手順、副尺電圧調整手順又は第２パスポテンショスタット電圧設定手順等の様々な代替の方法で参照することができる。
【００５６】
第２の電圧測定回路２２０は、第１の電圧分解能よりも大幅に高い第２の電圧分解能を提供する。このため、第２の電圧分解能によって、処理ユニット２０５は、第２の電圧測定回路２２０を用いてより高い精度で不一致電圧を識別することが可能になる。
【００５７】
ブロック５２５は、幾つかの実施形態ではオプションとして実行することができるとともに、幾つかの他の実施形態では省略することができる電流初期化手順に関するものである。この手順は、電圧源２１０が第２のポテンショスタット電圧を蓄電池２３０に提供した後に実行することができ、蓄電池２３０を流れる所定の初期電流を用いて定電圧制御（potentiostatic regulation）を開始するように自己放電電流測定システム２００を高速に構成することを対象としている。１つの実施態様では、所定の初期電流は、過去の履歴、事前の試験評価、データシート、経験データ、及び／又は理論的データ等の情報に基づいて既に知られている蓄電池２３０の代表的な自己放電電流とすることができる。別の実施態様では、所定の初期電流は、顧客又は試験オペレータ等のエンティティによって指定される電流とすることができる。
【００５８】
電流初期化手順は、スイッチ３４０及びスイッチ３４５のそれぞれをスイッチ位置２に配置するとともに、多重化Ｖ−Ｉ回路３５５を用いて、電圧源２１０が第２のポテンショスタット電圧を蓄電池２３０に提供した結果としての蓄電池２３０における第１の自己放電電流を測定することによって行うことができる。処理ユニットは、第１の自己放電電流と所定の初期電流との差分を計算して、第１のデジタル制御ワードを求め、バイナリインタフェース３０６を介してＤＡＣ３１０に印加する。ＤＡＣ３１０は、電圧源２１０の他の構成要素とともに、所定の初期電流と一致するように自己放電電流を変更する第３のポテンショスタット電圧を蓄電池２３０に提供する。
【００５９】
幾つかの実施態様では、第３のポテンショスタット電圧を蓄電池２３０に提供することによって得られる精度のレベルは十分である場合があり、電流初期化手順はこの段階で終了することができる。一方、幾つかの他の実施態様では、より高いレベルの精度が所望される場合がある。その結果、多重化Ｖ−Ｉ回路３５５及び電圧源２１０は、所定の初期電流を設定する処理ユニット２０５によって反復的及び／又は再帰的な方法で更に用いることができる。
【００６０】
蓄電池２３０における初期電流を所定の値に設定することは、約１分等の短期間で行うことができ、特に幾つかの従来の試験手順と比較して、蓄電池２３０の自己放電電流特性を求める試験の全継続時間の大幅な削減をもたらす。
【００６１】
ブロック５３０は、ブロック５２０（及び所望の場合にはその後に続くブロック５２５）の実行後に一定期間にわたって蓄電池２３０に対して１つ又は複数の自己放電漏れ電流測定を実行することに関するものである。これらの自己放電漏れ電流測定は通常、電圧源２１０及び蓄電池２３０が平衡に達するのに十分な期間の間、第２のポテンショスタット電圧が蓄電池２３０に結合された状態を維持することを可能にした後に行われる。平衡時において、自己放電電流は、蓄電池２３０の内部電池容量によって通常提供される自己放電電流をこの時までに引き継いでいる電圧源２１０によって十分に提供される。
【００６２】
蓄電池２３０を流れる自己放電電流の測定を実行するとき、多重化Ｖ−Ｉ回路３５５は、スイッチ３４０及びスイッチ３４５のそれぞれをスイッチ位置２に配置することによって電流測定モードで動作するように構成される。この構成では、蓄電池２３０の負極端子は、高利得増幅器３３５の正極入力端子に結合され、電流検知抵抗器３５０も、高利得増幅器３３５の正極入力端子に接続される。蓄電池２３０を通過する自己放電電流は、電流検知抵抗器３５０を通って接地に行く。高利得増幅器３３５は、結果としてもたらされる電流検知抵抗器３５０の両端の電圧降下を増幅する。高利得増幅器３３５の出力電圧は、このため、蓄電池２３０及び電流検知抵抗器３５０を流れる自己放電電流の振幅に正比例する。
【００６３】
電流検知抵抗器３５０を流れる自己放電電流に関連した整定時間（settling time）は、電流検知抵抗器３５０と蓄電池２３０の実効静電容量との間で形成される時定数によって支配される。この時定数の効果は、処理ユニット２０５によってＡＤＣ３３０の出力を処理して蓄電池２３０の自己放電漏れ電流特性を求めるときに考慮することができる。１つの例示的な実施態様では、電流検知抵抗器３５０によって生み出される、測定に対する影響の少なくとも或る部分をオフセットするために、電圧源２１０によって小さなオフセット電圧を蓄電池２３０に提供することができる。このオフセット電圧は、蓄電池２３０内を流れる自己放電電流の予想振幅に基づいて又は上記で説明したブロック５２５の実行に基づいて設定することができる。幾つかの他の例示的な実施形態では、電流検知抵抗器３５０は、電流検知抵抗器３５０の抵抗値を変化させるために、例えば、処理ユニット２０５によって制御することができる制御可能抵抗素子の形態で提供することができる。別の例示的な実施態様では、この制御可能抵抗素子は、電流検知抵抗器３５０と直列に結合された別個のデバイスとすることができる。更に別の例示的な実施態様では、処理ユニット２０５によって実行されるソフトウェアプログラムを介して仮想直列抵抗を電流検知抵抗器３５０に加えることもできるし、電流検知抵抗器３５０から減じることもできる。
【００６４】
ブロック５３５は、１つ又は複数の自己放電漏れ電流測定を用いて蓄電池２３０の自己放電漏れ電流特性を求めることに関するものである。この目的に用いることができる処理ユニット２０５は、自己放電電流測定システム２００を備える測定装置に組み込むことができる。幾つかの代替の実施形態では、処理ユニット２０５は、自己放電電流測定システム２００と通信結合されたコンピューティングシステムに組み込むことができる。
【００６５】
要約すれば、本発明は、本発明の原理及び概念を例示説明するために、幾つかの例示の実施形態に関して説明されていることに留意すべきである。本明細書に提供される説明を考慮すると、本発明はこれらの例示の実施形態に限定されるものでないことが当業者によって理解されるであろう。例えば、蓄電池２３０は、幾つかの箇所ではリチウムイオン電池と呼ばれるが、自己放電電流測定システム２００は、多くの他のタイプの蓄電池の自己放電漏れ電流特性を測定するのに用いることができることが理解されるであろう。当業者であれば、本発明の範囲から逸脱することなく、そのような多くの変形を例示の実施形態に対して行うことができることを理解するであろう。
【符号の説明】
【００６６】
２００  自己放電電流測定システム
２０５  処理ユニット
２１０  電圧源
２１１、２１２  出力端子
２１３  スイッチ
２１５  第１の電圧測定回
２２０  第２の電圧測定回路
２２５  電流測定回路
２３０  蓄電池
【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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【外国語明細書】
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