(57)【要約】  積層電池のインピーダンス測定装置は、複数の発電要素が積層される積層電池と、積層電池の両端に接続される負荷と、積層電池の出力に脈動電流または脈動電圧を重畳させる重畳回路と、脈動電流を重畳させた場合は、脈動電流を重畳させることにより発生する脈動電圧と脈動電流とに基づいて、脈動電圧を重畳させた場合は、脈動電圧を重畳させることにより発生する脈動電流と脈動電圧とに基づいて、積層電池の内部インピーダンスを測定するインピーダンス測定回路と、重畳回路と負荷との間に設けられる抵抗成分と、抵抗成分の両端の脈動電位差を抑制する電位差抑制回路とを備える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発電要素が積層される積層電池と、
前記積層電池の両端に接続される負荷と、
前記積層電池の出力に脈動電流または脈動電圧を重畳させる重畳手段と、
前記脈動電流を重畳させた場合は、前記脈動電流を重畳させることにより発生する脈動電圧と前記脈動電流とに基づいて、前記脈動電圧を重畳させた場合は、前記脈動電圧を重畳させることにより発生する脈動電流と前記脈動電圧とに基づいて、前記積層電池の内部インピーダンスを測定するインピーダンス測定手段と、
前記重畳手段と前記負荷との間に設けられる抵抗成分と、
前記抵抗成分の両端の脈動電位差を抑制する電位差抑制回路と、
を備える積層電池のインピーダンス測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の積層電池のインピーダンス測定装置において、
前記電位差抑制回路は、前記脈動電圧を、前記抵抗成分の両端のうちの負荷側端に印加することにより、前記抵抗成分の両端の脈動電位差を抑制する、
積層電池のインピーダンス測定装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の積層電池のインピーダンス測定装置において、
前記電位差抑制回路は、前記抵抗成分の両端のうち積層電池側端に接続される非反転入力端子と、負荷側端に接続される反転入力端子と、前記反転入力端子と接続された出力端子とを備えた負帰還増幅回路である、
積層電池のインピーダンス測定装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の積層電池のインピーダンス測定装置において、
前記重畳手段は、脈動電流または脈動電圧を発生させる脈動発生手段と、前記脈動発生手段に接続された一次コイルおよび前記積層電池の出力電流が流れる回路に接続された二次コイルを有するトランスとを備える、
積層電池のインピーダンス測定装置。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の積層電池のインピーダンス測定装置において、
前記重畳手段は、脈動電流または脈動電圧を発生させる脈動発生手段と、二つの入力端子が前記脈動発生手段の両端に接続された差動増幅回路とを備える、
積層電池のインピーダンス測定装置。
【請求項６】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の積層電池のインピーダンス測定装置において、
前記重畳手段と前記負荷との間に設けられる電力変換手段をさらに備え、
前記重畳手段は、前記電力変換手段が備えるスイッチング素子のスイッチングに応じた熱変動によって前記脈動電流または脈動電圧を生ずる熱電素子を備える、
積層電池のインピーダンス測定装置。
【請求項７】
複数の発電要素が積層され、その両端に負荷が接続された積層電池のインピーダンス測定方法であって、
前記積層電池の出力に脈動電流または脈動電圧を重畳させる重畳手段を用いて、前記脈動電流を重畳させた場合は、前記脈動電流を重畳させることにより発生する脈動電圧と前記脈動電流とに基づいて、前記脈動電圧を重畳させた場合は、前記脈動電圧を重畳させることにより発生する脈動電流と前記脈動電圧とに基づいて、前記積層電池の内部インピーダンスを測定し、
前記重畳手段と前記負荷との間に抵抗成分を設け、
前記抵抗成分の両端の脈動電位差を抑制する、
積層電池のインピーダンス測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層電池の内部インピーダンスを測定する装置および測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の発電要素が積層される積層電池では、内部抵抗をできるだけ正確に検出することが望ましい。たとえば燃料電池では、内部抵抗が判れば電解質膜の湿潤度が判る。内部抵抗が高ければ、電解質膜の湿潤度が低く乾燥気味である。内部抵抗が低ければ、電解質膜の湿潤度が高い。燃料電池では、電解質膜の湿潤度によって運転効率が変わる。そこで、内部抵抗に基づいて推定された電解質膜の湿潤度に応じて運転を制御することで、電解質膜の湿潤状態を常に最適に維持することができる。【０００３】
電解質膜の湿潤状態を検知するために、外部負荷に接続された燃料電池に対し、外部回路により交流電流を印加して、燃料電池のインピーダンスを計測する技術が知られている。しかしながら、交流を印加する外部回路にとって、電池と電池に接続されている負荷は並列回路となっているため、印加した電流が電池以外の負荷に流れる場合、電池の内部抵抗を正確に測定できなくなる可能性がある。この問題を解決するための装置がＷＯ２０１２／０７７４５０Ａに開示されている。
【発明の概要】
【０００４】
上述したように、積層電池に対して外部回路により交流電流を印加した際に、印加した電流が電池以外の負荷に流れる場合、電池の内部抵抗を正確に測定できなくなる可能性がある。
【０００５】
本発明は、ＷＯ２０１２／０７７４５０Ａに記載の方法とは別の方法によって、積層電池のインピーダンスを精度良く測定する技術を提供することを目的とする。
【０００６】
本発明による積層電池のインピーダンス測定装置は、複数の発電要素が積層される積層電池と、積層電池の両端に接続される負荷と、積層電池の出力に脈動電流または脈動電圧を重畳させる重畳手段と、脈動電流を重畳させた場合は、脈動電流を重畳させることにより発生する脈動電圧と脈動電流とに基づいて、脈動電圧を重畳させた場合は、脈動電圧を重畳させることにより発生する脈動電流と脈動電圧とに基づいて、積層電池の内部インピーダンスを測定するインピーダンス測定手段とを備える。積層電池のインピーダンス測定装置は、さらに、重畳手段と負荷との間に設けられる抵抗成分と、抵抗成分の両端の脈動電位差を抑制する電位差抑制回路とを備える。
【０００７】
本発明の実施形態については、添付された図面とともに以下に詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１の実施形態における積層電池のインピーダンス測定装置の基本的な構成を示す図である。
【図２】図２は、第１の実施形態における積層電池のインピーダンス測定装置の一部の具体的な構成を示す図である。
【図３】図３は、第２の実施形態における積層電池のインピーダンス測定装置の一部の具体的な構成を示す図である。
【図４】図４は、第３の実施形態における積層電池のインピーダンス測定装置における脈動電流発生回路の構成を示す図である。
【図５】図５は、第４の実施形態における積層電池のインピーダンス測定装置における脈動電流発生回路の構成を示す図である。
【図６】図６は、脈動電流発生回路の代わりに、脈動電圧発生回路を設けた積層電池のインピーダンス測定装置の構成を示す図である。
【０００９】
＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態における積層電池のインピーダンス測定装置の基本的な構成を示す図である。積層電池２は、複数の発電要素が積層された電池であり、例えば、複数の燃料電池セルを積層した燃料電池スタックである。【００１０】
電力変換装置４は、積層電池２と負荷５との間に設けられ、積層電池２から供給される電力を負荷５への供給電力に変換する。例えば、負荷５が三相交流モータの場合、電力変換装置４はインバータであり、積層電池２から供給される直流電力を三相交流電力に変換して、負荷５に供給する。また、負荷５が直流モータの場合、電力変換装置４はＤＣ／ＤＣコンバータであり、積層電池２の直流電圧を所望の直流電圧に変換して、負荷５に供給する。【００１１】
積層電池２と電力変換装置４との間には、電力変換装置４側から積層電池２に電流が流れるのを防ぐためのダイオード３が設けられている。すなわち、ダイオード３のアノードは積層電池２の出力端と接続され、カソードは電力変換装置４の入力端に接続されている。【００１２】
積層電池２とダイオード３との間には、脈動電流発生回路１１、脈動電流検出器１２、および、脈動電圧検出器１３が設けられている。ただし、脈動電圧検出器１３を、ダイオード３と電力変換装置４との間に設けてもよい。【００１３】
脈動電流発生回路１１は、脈動電流を発生させる。発生した脈動電流は、積層電池２に印加され、積層電池２の出力電流に重畳される。【００１４】
脈動電流検出器１２は、脈動電流発生回路１１によって発生する脈動電流を検出する。脈動電圧検出器１３は、積層電池２と並列に接続され、脈動電流によって積層電池２の両端に生じる脈動電圧を検出する。【００１５】
インピーダンス演算回路１４は、脈動電圧検出器１３で検出される脈動電圧を脈動電流検出器１２で検出される脈動電流で除算することによって、積層電池の内部インピーダンスを演算する。【００１６】
脈動電流漏洩防止回路１５は、脈動電流発生回路１１によって発生した脈動電流がダイオード３を介して負荷５側に流れるのを防ぐための回路である。【００１７】
図２は、第１の実施形態における積層電池のインピーダンス測定装置の一部の具体的な構成を示す図である。図２では、積層電池２、電力変換装置４および負荷５は省略している。【００１８】
図２に示す回路では、脈動電圧検出器１３と直列にコンデンサＣｃが接続されている。コンデンサＣｃは、脈動電流のみを通電させ、かつ、各回路（脈動電流発生回路１１、脈動電流検出器１２、脈動電圧検出器１３、インピーダンス演算回路１４、脈動電流漏洩防止回路１５）の動作基準電位（コモン電圧）を発生させるものである。すなわち、コンデンサＣｃには、積層電池２の直流電圧分の電荷が蓄積され、脈動電圧検出器１３とコンデンサＣｃとの接続点が各回路の動作基準電位となる。【００１９】
脈動電流発生回路１１は、脈動信号源２１およびＮＰＮ型トランジスタ２２を備える。ＮＰＮ型トランジスタ２２のエミッタは、脈動電圧検出器１３とコンデンサＣｃとの接続点に接続されており、コレクタは、後述する脈動電流検出器１２の抵抗器２３の一端と接続されている。脈動信号源２１は、例えば正弦波発生器であり、脈動信号源２１によって発生する正弦波電流がＮＰＮ型トランジスタ２２のベースに印加されると、ＮＰＮ型トランジスタ２２が駆動して、コレクタからエミッタの方向に、すなわち、図２の矢印のルートで脈動電流Ｉｅが流れる。【００２０】
脈動電流検出器１２は、抵抗値がＲｉである抵抗器２３、およびオペアンプ２４を備える。オペアンプ２４は、脈動電流Ｉｅが流れることによって抵抗器２３の両端に生じる電位差Ｖｏｐｉを検出し、次式（１）により算出される脈動電流値Ｉを出力する。
【数１】
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【００２１】
脈動電圧検出器１３は、抵抗値がＲｖ（Ｒｉ≪Ｒｖ）である抵抗器２５、およびオペアンプ２６を備える。脈動電圧検出器１３は、直列に接続された脈動電流発生回路１１および脈動電流検出器１２と並列に接続されており、図２の矢印の向きに脈動電流Ｉｅが流れると、抵抗器２５の両端には、直列に接続された脈動電流発生回路１１および脈動電流検出器１２の両端に発生する電圧と同じ電圧が発生する。オペアンプ２６は、抵抗器２５の両端に生じる電位差Ｖｏｐｖを検出して、脈動電圧値Ｖ（Ｖ＝Ｖｏｐｖ）として出力する。オペアンプ２６の出力である脈動電圧値Ｖは、インピーダンス演算回路１４および脈動電流漏洩防止回路１５に入力される。【００２２】
脈動電流漏洩防止回路１５は、ボルテージフォロアアンプ２７を備える。ボルテージフォロアアンプ２７は、入力電圧と等しい電圧を出力する特性を有し、オペアンプ２６の出力である脈動電圧値Ｖを入力して、同じ電圧Ｖを、ダイオード３の両端のうちのカソード側に出力する。すなわち、ボルテージフォロアアンプ２７は、脈動電流が流れた際に、ダイオード３のアノード側に生じる脈動電圧と同じ電圧をダイオード３のカソード側に印加する。これにより、ダイオード３のアノード−カソード間の脈動電圧電位差は０となるので、ダイオード３には脈動電流が流れなくなる。すなわち、脈動電流がダイオード３を介して、電力変換装置４および負荷５に流れるのを防ぐことができる。【００２３】
なお、積層電池２からダイオード３を介して負荷５に直流電流が流れている場合、ボルテージフォロアアンプ２７の出力端子側の電圧が変動する可能性があるが、ボルテージフォロアアンプ２７は、負帰還によりすぐに入力電圧と出力電圧が等しくなるように動作する。これにより、ダイオード３のアノード−カソード間の脈動電圧電位差を精度良く０に保つことができる。【００２４】
以上、第１の実施形態における積層電池のインピーダンス測定装置は、複数の発電要素が積層される積層電池２と、積層電池２の両端に接続される負荷５と、積層電池２の出力に脈動電流を重畳させる脈動電流発生回路１１と、脈動電流を重畳させることにより発生する脈動電圧と脈動電流とに基づいて、積層電池２の内部インピーダンスを測定するインピーダンス演算回路１４と、脈動電流発生回路１１および負荷５の間に設けられる抵抗成分としてのダイオード３と、ダイオード３の両端の脈動電位差を抑制する脈動電流漏洩防止回路１５とを備える。脈動電流漏洩防止回路１５によって抵抗成分の両端の脈動電位差を抑制することにより、脈動電流が抵抗成分を介して負荷５側に流れるのを抑制することができるので、脈動電流および脈動電圧に基づいて、積層電池２の内部インピーダンスを精度良く測定することができる。【００２５】
特に、第１の実施形態における積層電池のインピーダンス測定装置によれば、脈動電流漏洩防止回路１５は、脈動電圧を、ダイオード３の両端のうちの負荷側端に印加することにより、ダイオード３の両端に脈動電位差が生じるのを抑制する。すなわち、ダイオード３の両端のうちの積層電池側端に生じる脈動電圧と同じ電圧をダイオード３の負荷側端に印加することにより、ダイオード３の両端の脈動電圧電位差を効果的に抑制することができる。【００２６】
＜第２の実施形態＞
図３は、第２の実施形態における積層電池のインピーダンス測定装置の一部の具体的な構成を示す図である。図３でも、積層電池２、電力変換装置４および負荷５は省略している。また、図２に示す第１の実施形態における積層電池のインピーダンス測定装置の構成と同じ構成部分については、同一の符号を付して詳しい説明は省略する。【００２７】
脈動電流発生回路１１は、脈動信号源２１およびトランス３１を備える。トランス３１の一次コイルは脈動信号源２１と直列に接続されている。また、トランス３１の二次コイルの一端は、脈動電流検出器１２の抵抗器２３の一端と接続されており、他端は、脈動電圧検出器１３とコンデンサＣｃとの接続点に接続されている。脈動信号源２１によって発生した正弦波電流がトランス３１の一次コイルに流れると、二次コイルにも同一波形の電流が流れるので、図３の矢印のルートで脈動電流Ｉｅが流れる。なお、トランス３１の作用により、脈動電流Ｉｅは、正と負の電流成分を含むバイポーラ波形となる。【００２８】
脈動電流漏洩防止回路１５は、オペアンプ３２を備えた負帰還増幅回路である。すなわち、オペアンプ３２の出力端子と反転入力端子とが接続されている。また、オペアンプ３２の非反転入力端子は、ダイオード３のアノードに接続され、オペアンプ３２の反転入力端子は、ダイオード３のカソードに接続されている。負帰還増幅回路は、オペアンプ３２の反転入力端子と非反転入力端子との間の電位差が０となるように保つ特性（イマジナリーショート）を有しているため、ダイオード３のアノード−カソード間の脈動電圧電位差は０となる。これにより、ダイオード３には脈動電流が流れなくなるので、脈動電流がダイオード３を介して負荷５側に流れるのを防ぐことができる。【００２９】
以上、第２の実施形態における積層電池のインピーダンス測定装置によれば、脈動電流漏洩防止回路１５は、ダイオード３の両端のうち積層電池側端に接続される非反転入力端子と、負荷側端に接続される反転入力端子と、反転入力端子と接続された出力端子とを備えた負帰還増幅回路である。負帰還増幅回路では、反転入力端子と非反転入力端子との間の電位差が０となるように保つ特性を有するため、ダイオード３の両端の間に脈動電圧電位差が生じるのを抑制して、脈動電流がダイオード３を介して負荷５側に流れるのを抑制することができる。【００３０】
また、脈動電流発生回路１１は、脈動電流を発生させる脈動信号源２１と、脈動信号源２１に接続された一次コイルおよび積層電池２の出力電流が流れる回路に接続された二次コイルを有するトランス３１とを備える。このような構成においても、積層電池の出力に脈動電流を重畳させることができる。【００３１】
＜第３の実施形態＞
第３の実施形態における積層電池のインピーダンス測定装置では、脈動電流発生回路１１の構成が第１、第２の実施形態における積層電池のインピーダンス測定装置の脈動電流発生回路１１の構成と異なる。【００３２】
図４は、第３の実施形態における積層電池のインピーダンス測定装置における脈動電流発生回路１１の構成を示す図である。脈動電流発生回路１１は、脈動信号源２１および差動アンプ４１を備える。【００３３】
差動アンプ４１の二つの入力端子は、脈動信号源２１の出力端子にそれぞれ接続されている。すなわち、差動アンプ４１は、脈動信号源２１によって発生する正弦波電流によって二つの入力端子間に生じる電圧差を増幅して出力する。このとき、差動アンプ４１の特性により、図４の矢印のように、双方向に脈動電流Ｉｅが流れる。この脈動電流Ｉｅの電流値Ｉは、脈動信号源２１で発生する脈動電流の電流値に比例するが、脈動信号源２１で発生する脈動電流の電流値および差動アンプ４１の差動ゲインは事前に把握可能であるため、脈動電流Ｉｅの電流値Ｉは、演算により求めることができる。すなわち、本実施形態の構成によれば、脈動電流検出器１２によって脈動電流の電流値を検出する必要がないため、脈動電流検出器１２を省いた構成とすることができる。【００３４】
以上、第３の実施形態における積層電池のインピーダンス測定装置によれば、脈動電流発生回路１１は、脈動電流を発生させる脈動信号源２１と、二つの入力端子が脈動信号源２１の両端に接続された差動アンプ４１とを備える。差動アンプ４１から出力される脈動電流は、脈動信号源２１で発生する脈動電流の電流値に比例するため、脈動電流Ｉｅの電流値Ｉを演算により求めることができる。これにより、脈動電流Ｉｅの電流値を検出するための脈動電流検出器１２を省いた構成とすることができる。【００３５】
なお、差動アンプ４１の代わりに、カレントトランスや、２つのトランジスタを備えたプッシュプル回路を用いた場合でも、同様の効果を得ることができる。例えば、カレントトランスを用いる場合、一次側は脈動信号源２１と直列に接続し、脈動信号源２１で発生する脈動電流に比例した電流が二次側に流れる。これにより、脈動電流検出器１２によって脈動電流の電流値を検出する必要がないため、脈動電流検出器１２を省いた構成とすることができる。また、ＮＰＮトランジスタおよびＰＮＰトランジスタの２つのトランジスタを備えたプッシュプル回路を用いた場合でも、差動アンプ４１を用いた場合と同様に、図４の矢印のように双方向に脈動電流Ｉｅを流すことができる。また、脈動信号源２１によって発生する正弦波電流によって二つの入力端子間に生じる電圧差を増幅して出力することができるので、差動アンプ４１を用いた場合と同様に、脈動電流検出器１２を省いた構成とすることができる。【００３６】
＜第４の実施形態＞
第４の実施形態における積層電池のインピーダンス測定装置では、脈動電流発生回路１１の構成が第１〜第３の実施形態における積層電池のインピーダンス測定装置の脈動電流発生回路１１の構成と異なる。【００３７】
図５は、第４の実施形態における積層電池のインピーダンス測定装置における脈動電流発生回路１１の構成を示す図である。脈動電流発生回路１１は、熱電素子５１を備える。熱電素子５１は、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する素子であって、例えば、ゼーベック素子、サーミスタ、熱電対、ペルチェ素子である。以下では、熱電素子５１として、温度変化に応じて自身の抵抗値が変化するサーミスタを用いた場合を例に挙げて説明する。【００３８】
熱電素子５１は、電力変換装置４のパワースイッチング素子（例えばＩＧＢＴ）の近傍に設けられている。電力変換装置４のパワースイッチング素子がオンすると熱が発生するため、パワースイッチング素子がＰＷＭ信号に応じた駆動周期（ＰＷＭ周期）でオン／オフすると、この駆動周期に応じた温度の脈動（温度変化）が熱電素子５１に伝わる。この温度の脈動（温度変化）に比例して、熱電素子５１であるサーミスタの抵抗も変化するため、積層電池２を電圧源として、温度の脈動に比例した電流、すなわち脈動電流が熱電素子５１に流れる。【００３９】
ゼーベック素子、熱電対、および、ペルチェ素子は、温度差に応じた起電力を生じる特性を有する。熱電素子５１として、ゼーベック素子、熱電対、または、ペルチェ素子を用いた場合、電力変換装置４のパワースイッチング素子の駆動周期に応じた温度の脈動が熱電素子５１に伝わり、熱電素子５１は、この温度の脈動に応じた起電力を発生する。この起電力に応じた脈動電流が熱電素子５１に流れる。【００４０】
ここで、例えば、積層電池のインピーダンス測定装置を電気自動車や燃料電池車等の車両に搭載して使用する場合、積層電池の端子間電圧は数百ボルトとなる。このような場合、電力変換装置４が大電力を変換する際のパワースイッチング素子の損失が大きくなる。パワースイッチング素子のオン時にはノイズが大きくなるが、パワースイッチング素子から熱電素子５１に伝わる温度変化も大きくなり、結果的に脈動電流Ｉｅの振幅も大きくなるので、ＳＮ比を改善するための外部装置等を用いることなく、ＳＮ比が向上する。【００４１】
以上、第４の実施形態における積層電池のインピーダンス測定装置によれば、脈動電流発生回路１１は、脈動電流発生回路１１と負荷５との間に設けられる電力変換装置４が備えるスイッチング素子のスイッチングに応じた熱変動によって脈動電流を生ずる熱電素子５１を備える。このような構成においても、積層電池の出力に脈動電流を重畳させることができる。また、上述したように、電力変換装置４で大電力を変換する場合には、スイッチング素子のオン時におけるノイズが大きくなるが、スイッチング素子から熱電素子５１に伝わる温度変化も大きくなるため、脈動電流Ｉｅの振幅も大きくなり、ＳＮ比を改善するための外部装置等を用いることなく、ＳＮ比が向上するという効果も得られる。【００４２】
本発明は、上述した実施形態に限定されることはない。例えば、脈動電流発生回路１１の代わりに、正弦波電圧のような脈動電圧を発生させる脈動電圧発生回路を設けてもよい。図６は、図１に示す積層電池のインピーダンス測定装置の構成において、脈動電流発生回路１１の代わりに、脈動電圧発生回路６１を設けた構成を示す図である。この場合でも、脈動電圧発生回路６１によって発生された脈動電圧は、積層電池２の出力電圧に重畳される。また、脈動電流検出器１２は、脈動電圧発生回路６１によって発生された脈動電圧により流れる脈動電流を検出し、脈動電圧検出器１３は、脈動電圧を検出する。【００４３】
脈動電流漏洩防止回路１５は、脈動電流発生回路１１と負荷５との間に設けられているダイオード３の両端の脈動電位差を抑制するものとして説明した。しかし、脈動電流発生回路１１と負荷５との間に、ダイオード３以外の抵抗成分が設けられている構成でも、脈動電流漏洩防止回路１５によって、その抵抗成分の両端の脈動電位差を抑制すれば、脈動電流が抵抗成分を介して負荷５に流れるのを抑制することができる。【００４４】
脈動電流の一例として正弦波電流を挙げて説明したが、脈動電流が正弦波電流に限定されることはない。同様に、脈動電圧が正弦波電圧に限定されることもない。【００４５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。【００４６】
本願は、２０１３年８月２９日に日本国特許庁に出願された特願２０１３−１７７８２７に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【図１】
2015029647.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2015029647.tif 000008
【図６】
2015029647.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成27年1月13日(2015.1.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発電要素が積層される積層電池と、
前記積層電池の両端に接続される負荷と、
前記積層電池の出力に脈動電流または脈動電圧を重畳させる重畳手段と、
前記脈動電流を重畳させた場合は、前記脈動電流を重畳させることにより発生する脈動電圧と前記脈動電流とに基づいて、前記脈動電圧を重畳させた場合は、前記脈動電圧を重畳させることにより発生する脈動電流と前記脈動電圧とに基づいて、前記積層電池の内部インピーダンスを測定するインピーダンス測定手段と、
前記重畳手段と前記負荷との間に設けられる抵抗成分と、
前記抵抗成分の両端の脈動電位差を抑制する電位差抑制回路と、
を備える積層電池のインピーダンス測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の積層電池のインピーダンス測定装置において、
前記電位差抑制回路は、前記脈動電圧を、前記抵抗成分の両端のうちの負荷側端に印加することにより、前記抵抗成分の両端の脈動電位差を抑制する、
積層電池のインピーダンス測定装置。
【請求項３】
請求項１に記載の積層電池のインピーダンス測定装置において、
前記電位差抑制回路は、前記抵抗成分の両端のうち積層電池側端に接続される非反転入力端子と、負荷側端に接続される反転入力端子と、前記反転入力端子と接続された出力端子とを備えた負帰還増幅回路である、
積層電池のインピーダンス測定装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の積層電池のインピーダンス測定装置において、
前記重畳手段は、脈動電流または脈動電圧を発生させる脈動発生手段と、前記脈動発生手段に接続された一次コイルおよび前記積層電池の出力電流が流れる回路に接続された二次コイルを有するトランスとを備える、
積層電池のインピーダンス測定装置。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の積層電池のインピーダンス測定装置において、
前記重畳手段は、脈動電流または脈動電圧を発生させる脈動発生手段と、二つの入力端子が前記脈動発生手段の両端に接続された差動増幅回路とを備える、
積層電池のインピーダンス測定装置。
【請求項６】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の積層電池のインピーダンス測定装置において、
前記重畳手段と前記負荷との間に設けられる電力変換手段をさらに備え、
前記重畳手段は、前記電力変換手段が備えるスイッチング素子のスイッチングに応じた熱変動によって前記脈動電流または脈動電圧を生ずる熱電素子を備える、
積層電池のインピーダンス測定装置。
【請求項７】
複数の発電要素が積層され、その両端に負荷が接続された積層電池のインピーダンス測定方法であって、
前記積層電池の出力に脈動電流または脈動電圧を重畳させる重畳手段を用いて、前記脈動電流を重畳させた場合は、前記脈動電流を重畳させることにより発生する脈動電圧と前記脈動電流とに基づいて、前記脈動電圧を重畳させた場合は、前記脈動電圧を重畳させることにより発生する脈動電流と前記脈動電圧とに基づいて、前記積層電池の内部インピーダンスを測定し、
前記重畳手段と前記負荷との間に抵抗成分を設け、
前記抵抗成分の両端の脈動電位差を抑制する、
積層電池のインピーダンス測定方法。
【国際調査報告】
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