バッテリテスタ
【課題】ＩＳＳ車用バッテリでも適正に状態を判定可能なバッテリテスタを提供する。
【解決手段】バッテリテスタ１は、ＯＣＶと、ＣＣＡと、バッテリの状態との関係を定め、バッテリの状態に要充電しきい値を介して隣接する良好領域と要充電領域とを含み、バッテリの種類に対応して少なくとも要充電しきい値が異なる複数の判定マップを記憶しており、電圧測定回路３で測定されたＯＣＶおよび抵抗Ｒ１、Ｒ２の両端電圧、電流測定回路４１、４２で測定された抵抗Ｒ１、Ｒ２に流れる電流からバッテリ１０のＣＣＡを算出し、入力操作部６で入力されたバッテリ１０の種類を特定するための情報に応じて判定マップを切り替え、切り替えた判定マップに測定されたＯＣＶおよび算出したＣＣＡを当てはめてバッテリ１０の状態を推定する。
【解決手段】バッテリテスタ１は、ＯＣＶと、ＣＣＡと、バッテリの状態との関係を定め、バッテリの状態に要充電しきい値を介して隣接する良好領域と要充電領域とを含み、バッテリの種類に対応して少なくとも要充電しきい値が異なる複数の判定マップを記憶しており、電圧測定回路３で測定されたＯＣＶおよび抵抗Ｒ１、Ｒ２の両端電圧、電流測定回路４１、４２で測定された抵抗Ｒ１、Ｒ２に流れる電流からバッテリ１０のＣＣＡを算出し、入力操作部６で入力されたバッテリ１０の種類を特定するための情報に応じて判定マップを切り替え、切り替えた判定マップに測定されたＯＣＶおよび算出したＣＣＡを当てはめてバッテリ１０の状態を推定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はバッテリテスタに係り、特に、判定マップを用いてバッテリの状態を推定するバッテリテスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＵＰＳ、非常灯、非常放送設備、電話交換機、通信機器基地局など、非常時のバックアップを想定した機器や、自動車、電動車などでバッテリが使用されている。これらの機器はバッテリの劣化や放電などにより機能を発揮できなくなる。これを避けるため、バッテリの性能が低下しているかを確認する装置がある。このような装置として、例えば、バッテリ放電機能を持たないバッテリ監視装置やバッテリ放電機能を持つバッテリテスタが知られている。
【０００３】
バッテリテスタは、バッテリをパルス放電させ、その時の電圧、電流から求めた内部抵抗や電導度（内部抵抗の逆数）の値を表示したり、コールドクランキングアンペア（ＣＣＡ）に換算し表示したりする。また、バッテリテスタは、バッテリの充電状態（ＳＯＣ）についても検出可能であり、電流が流れていない状態かごくわすがしか電流が流れていない状態でのバッテリ電圧から推定し表示したりしている。
【０００４】
劣化バッテリでの健康度（ＳＯＨ）や容量は、複素インピーダンスの周波数分散データへのカーブフィッティングにより等価回路のパラメータを測定することから求めることができるが、印加波形が正弦波となるため、装置が高コストであり一般的ではない。
【０００５】
一般的なバッテリテスタは、定抵抗放電によるものであり（例えば、特許文献１参照）、大きく分けて、１００Ａの大電流で５秒程度バッテリを放電させるものと、１Ａ〜１００Ａで１ｍｓ〜１０ｍｓの放電させるものがある。前者はエンジン始動時の電流を模擬したものであり、エンジン始動用バッテリの試験方法としては妥当性がある。後者は、単発パルス時間幅が充分短いので、複数回放電するのが一般的であり、得られた複数のデータは平均化処理など精度向上のための処理に利用する。後者は一般に装置が小さく、近年普及してきている。
【０００６】
このようなバッテリテスタでは、バッテリの充電が必要か否かを判定するための要充電判定しきい値の開回路電圧（ＯＣＶ）として、一般に１２．６Ｖ程度の電圧が採用されてきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４４１４７５７号公報（図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、近年普及してきた、アイドルストップ・スタート（ＩＳＳ）車用や、回生充電を含む充電制御車用のバッテリではＳＯＣが低い状態でバッテリが使用されるので、要充電しきい値のＯＣＶとして通常自動車用と同じ１２．６Ｖを用いると要充電判定が頻発する。
【０００９】
本発明は上記事案に鑑み、ＩＳＳ車用や充電制御車用のバッテリでも適正に状態を判定可能なバッテリテスタを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は、定抵抗を有しバッテリに並列接続される通電回路と、前記バッテリの開回路電圧（ＯＣＶ）および前記通電回路の定抵抗の両端電圧を測定する電圧測定手段と、前記通電回路に流れる電流を測定する電流測定手段と、前記バッテリの種類を特定するための情報を入力するための入力手段と、判定マップを記憶した記憶手段と、前記記憶手段に記憶された判定マップを用いて前記バッテリの状態を推定する制御手段と、を備え、前記記憶手段は、バッテリのＯＣＶまたは充電状態（ＳＯＣ）と、バッテリのコールドクランキングアンペア（ＣＣＡ）または健康度（ＳＯＨ）または内部抵抗（Ｉｒ）と、バッテリの状態との関係を定めたマップであって、前記バッテリの状態に要充電しきい値を介して隣接する良好領域と要充電領域とを含み、バッテリの種類に対応して少なくとも前記要充電しきい値が異なる複数の判定マップを記憶しており、前記制御手段は、前記電圧測定手段で測定された前記バッテリのＯＣＶおよび前記定抵抗の両端電圧、並びに、前記電流測定手段で測定された前記通電回路に流れる電流の値から前記バッテリのＣＣＡまたはＳＯＨまたはＩｒの値を算出するとともに、必要に応じて前記電圧測定手段で測定された前記バッテリのＯＣＶから前記バッテリのＳＯＣの値を算出し、前記入力手段で入力された前記バッテリの種類を特定するための情報に応じて前記判定マップを切り替え、該切り替えた判定マップに前記測定されたＯＣＶまたは前記算出したＳＯＣ、および前記算出したＣＣＡまたはＳＯＨまたはＩｒの値を当てはめて前記バッテリの状態を推定する、ことを特徴とする。
【００１１】
本発明において、バッテリの種類を特定するための情報に、バッテリの型式、バッテリのタイプおよびバッテリが搭載された車両のタイプの少なくとも一つを含むようにしてもよい。このとき、バッテリのタイプにアイドルストップ・スタート（ＩＳＳ）車用バッテリおよび充電制御車用バッテリの少なくとも一方を含み、バッテリが搭載された車両のタイプにＩＳＳ車および充電制御車の少なくとも一方を含むことが好ましい。また、入力手段によりオペレータにバッテリの種類を特定するための情報を選択させるための画面を表示する表示手段をさらに備えるようにしてもよい。さらに、バッテリの種類を特定するための情報を外部から取得するための取得手段を備え、制御手段は、取得手段で取得したバッテリの種類を特定するための情報に応じて判定マップを切り替え、該切り替えた判定マップに測定されたＯＣＶまたは算出したＳＯＣ、および算出したＣＣＡまたはＳＯＨまたはＩｒの値を当てはめてバッテリの状態を推定するようにしてもよい。
【００１２】
また、本発明において、制御手段は、電圧測定手段で測定されたバッテリのＯＣＶおよび定抵抗の両端電圧、並びに、電流測定手段で測定された通電回路に流れる電流の値からバッテリのオーミックな抵抗値および電荷移動抵抗値を算出し、電圧測定手段で測定されたバッテリのＯＣＶ、算出したオーミックな抵抗値および電荷移動抵抗値からバッテリのＣＣＡまたはＳＯＨまたはＩｒの値を算出するとともに、必要に応じて電圧測定手段で測定されたバッテリのＯＣＶからバッテリのＳＯＣの値を算出するようにしてもよい。このとき、記憶手段に記憶された複数の判定マップは、ＯＣＶと、ＣＣＡと、バッテリの状態との関係を定めたマップであり、制御手段は、測定されたＯＣＶと、算出したオーミックな抵抗値および電荷移動抵抗値とからＣＣＡの値を算出し、切り替えた判定マップに測定されたＯＣＶおよび算出したＣＣＡの値を当てはめてバッテリの状態を推定するようにしても、または、記憶手段に記憶された複数の判定マップは、ＳＯＣと、ＳＯＨまたはＩｒと、バッテリの状態との関係を定めたマップであり、記憶手段は、バッテリのＯＣＶとＳＯＣとの関係を定めた第１の関係マップ、およびバッテリの電荷移動抵抗とＳＯＨまたはＩｒとの関係を定めた第２の関係マップをさらに記憶しており、制御手段は、測定されたＯＣＶを第１の関係マップに当てはめてバッテリのＳＯＣの値を算出するとともに、算出した電荷移動抵抗値を第２の関係マップに当てはめてバッテリのＳＯＨまたはＩｒの値を算出し、切り替えた判定マップに算出したＳＯＣ、およびＳＯＨまたはＩｒの値を当てはめてバッテリの状態を推定するようにしてもよい。
【００１３】
さらに、本発明において、制御手段によるバッテリの状態の推定結果を表示する第２の表示手段をさらに備えるようにしてもよい。このとき、第２の表示手段は、バッテリが良好な状態にあることを表示するためのＬＥＤ、バッテリが要充電状態にあることを表示するためのＬＥＤ、およびバッテリが要交換状態にあることを表示するためのＬＥＤを有していてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、制御手段により、入力手段で入力されたバッテリの種類を特定するための情報に応じて、バッテリの種類に対応して少なくとも要充電しきい値が異なる複数の判定マップを切り替えて（バッテリの種類に対応した判定マップを選択して）バッテリの状態を推定するので、ＩＳＳ車用や充電制御車用のバッテリでも適正に状態を判定することができる、という効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明が適用可能な実施形態のバッテリテスタの平面図である。
【図２】実施形態のバッテリテスタのブロック回路図である。
【図３】実施形態のバッテリテスタのマイクロプロセッサのＣＰＵが実行するバッテリ状態推定ルーチンのフローチャートである。
【図４】バッテリに通電する電流の印加波形を示す説明図である。
【図５】スイッチをオン状態に制御する周波数のナイキストプロットである。
【図６】周波数の誤差に起因する内部抵抗の誤差を示す説明図である。
【図７】実施形態のバッテリテスタのマイクロプロセッサのＲＯＭに格納された、開回路電圧（ＯＣＶ）と、コールドクランキングアンペア（ＣＣＡ）と、バッテリ状態との関係を表す通常自動車用バッテリの判定マップの説明図である。
【図８】実施形態のバッテリテスタのマイクロプロセッサのＲＯＭに格納された、開回路電圧（ＯＣＶ）と、コールドクランキングアンペア（ＣＣＡ）と、バッテリ状態との関係を表すＩＳＳ車用および充電制御車用バッテリの判定マップの説明図である。
【図９】実施形態のバッテリテスタのマイクロプロセッサのＲＯＭに格納された、バッテリの開回路電圧と充電状態との関係を表す関係マップの説明図である。
【図１０】実施形態のバッテリテスタのマイクロプロセッサのＲＯＭに格納された、バッテリの内部抵抗と健康度との関係を表す関係マップの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明を、ハンディータイプで自動車用の複数種類のバッテリの状態を推定可能なバッテリテスタに適用した実施の形態について説明する。なお、本例では、説明を簡単にするために、通常自動車用バッテリ、並びにアイドルストップ・スタート（ＩＳＳ）車用および充電制御車用バッテリの状態を推定可能なバッテリテスタを例示する。
【００１７】
＜外観構成＞
図１に示すように、本実施形態のバッテリテスタ１は、矩形状のテスタ本体と、テスタ本体から導出されテスト（検査）対象となるバッテリの正負極外部端子にそれぞれ接続するための２つのクリップとを有している。
【００１８】
テスタ本体の正面には、上から順に、バッテリテスタ１によるテスト対象バッテリ（図２の符号１０も参照）の状態推定結果を印刷するミニプリンタ８、３つのＬＥＤを有しテスト対象バッテリの状態を表示する表示部１２、液晶表示装置（ＬＣＤ）７、５つのプッシュキーを有しＬＣＤ７に表示された画面からテスト対象バッテリの種類を特定するための情報を選択するための入力操作部６が配設されている。また、ミニプリンタ８の下部から表示部１２にかけて対応するテスタ本体の側面（図１の右側）にはＵＳＢ端子１１が配されている。
【００１９】
ミニプリンタ８は、交換可能なフープ状印刷用紙を内蔵しており、印刷済の用紙部を外側（図１の紙面手前側）に排出する機能を有している。印刷用紙は開閉蓋を介してミニプリンタ８内に内蔵される。また、ミニプリンタ８は、排出された印刷済の用紙部の端を切り取るためのギザギザ状のカッタを有している。
【００２０】
表示部１２は、テスト対象バッテリが良好な状態にあることを表示するための緑色ＬＥＤ、テスト対象バッテリが要充電状態にあることを表示するための黄色ＬＥＤ、テスト対象バッテリが要交換状態にあることを表示するための赤色ＬＥＤを有している。なお、これらのＬＥＤは、抵抗とトランジスタ等のスイッチ素子とを有しテスタ本体内部に配された作動部（表示部１２の一部）から供給された電力により点灯する。
【００２１】
ＬＣＤ７は、マイクロプロセッサ（図２の符号２参照）の指示に従い、テスト対象バッテリの種類を特定するための情報をオペレータ（ユーザ）に選択させるための画面を表示する。
【００２２】
入力操作部６は、円形のエンター（決定）キーの周りに、上下左右にそれぞれ上スクロールキー（△）、下スクロールキー（▽）、メニューキー、リターンキーが円環状に配され、全体として円形状の形状を有している。エンターキーはオペレータがＬＣＤ７に表示された画面の選択項目の決定を行うときに押下され、上下スクロールキーはＬＣＤ７に表示された画面の選択項目を上下にスクロールするときに押下され、メニューキーはＬＣＤ７にメニュー画面を表示するときに押下され、リターンキーはＬＣＤ７に表示された画面の前画面に戻るときに押下される。
【００２３】
ＵＳＢ端子１１は、ＵＳＢメモリやＵＳＢケーブルと接続するためのもので、ＵＳＢメモリやＵＳＢケーブルを介して接続されたパーソナルコンピュータ（ＰＣ）から（外部から）、入力操作部６による入力に代えて（または入力操作部６による入力とともに）、テスト対象バッテリの種類を特定するための情報を取得するために用いられる。
【００２４】
＜内部構成＞
図２に示すように、バッテリテスタ１は、自動車用のテスト対象バッテリ（以下、単にバッテリという。）１０の正極外部端子および負極外部端子にそれぞれ正負極クリップを介して接続される。図２では、オペレータ（ユーザ）により正負極クリップを介してバッテリテスタ１がバッテリ１０の正負極外部端子にそれぞれ接続された状態を示している。
【００２５】
正負極クリップは、正極外部端子と負極外部端子とに接続される際の誤接続を防ぐために、クリップを覆うカバーの色が異なっている。本例では、バッテリ１０の正極外部端子に接続するためのクリップに赤色、負極外部端子に接続するためのクリップに黒色のカバーが用いられている。また、本例では、正極外部端子に接続される正極クリップには、サーミスタＴＨ等の温度センサが固着している。
【００２６】
正負極クリップには、第１のスイッチＳＷ１と第１の抵抗Ｒ１とが直列に接続された第１の通電回路と、第２のスイッチＳＷ２と第２の抵抗Ｒ２とが直列に接続された第２の通電回路とがそれぞれ並列に接続されている。第１のスイッチＳＷ１、第２のスイッチＳＷ２は、例えば、ＦＥＴ等のスイッチング素子で構成することができる。
【００２７】
正負極クリップには、バッテリ１０の開回路電圧値（ＯＣＶ）を測定する電圧測定回路３が接続されている。電圧測定回路３は、さらに、第１のスイッチＳＷ１を閉じたとき（オン状態としたとき）の第１の抵抗Ｒ１の両端電圧値（Ｖ１）、および、第２のスイッチＳＷ２を閉じたときの第２の抵抗Ｒ２の両端電圧値（Ｖ２）を測定するために、第１の抵抗Ｒ１の両端および第２の抵抗Ｒ２の両端にも接続されている。電圧測定回路３は、インピーダンス等による影響を低減させる差動増幅回路およびデジタル電圧値を出力するためのＡ／Ｄコンバータを含んで構成されている。電圧測定回路３の出力側はマイクロプロセッサ２に接続されている。
【００２８】
本例では、電圧測定回路３を構成するＡ／Ｄコンバータに、自動車用１２Ｖモノブロック電池のＪＩＳ規格電池で一番大きな２４５Ｈ５２形電池（公称容量：１７６Ａｈ）でも、２Ａで１０ＬＳＢ以上の値として分極が測定できる２０Ｖフルスケール１６ビットＡ／Ｄコンバータを使用した。１０ＬＳＢ以上を基準とした理由は、通常Ａ／Ｄコンバータは３ＬＳＢ程度の誤差を含むため、有意な電圧測定値であるためには、測定値が３ＬＳＢより充分大きな値である必要があるからである。なお、本例ではＡ／Ｄコンバータは１０μｓのサンプリング速度で作動する。
【００２９】
また、バッテリテスタ１は、ホール素子ＨＳ等の電流センサを介して第１の通電回路（第１の抵抗Ｒ１）に流れる電流値（Ｉ１）および第２の通電回路（第２の抵抗Ｒ２）に流れる電流値（Ｉ２）を測定する第１電流測定回路４１および第２電流測定回路４２を有しており、これらの電流測定回路の出力側はそれぞれマイクロプロセッサ２に接続されている。また、上述した温度センサＴＨは温度測定回路５に接続されており、温度測定回路５の出力側はマイクロプロセッサ２に接続されている。第１電流測定回路４１、第２電流測定回路４２および温度測定回路５はそれぞれＡ／Ｄコンバータを含んで構成されている。なお、本例では、第１電流測定回路４１および第２電流測定回路４２のＡ／Ｄコンバータは、電圧測定回路３のＡ／Ｄコンバータと同じく１０μｓのサンプリング速度で作動する。
【００３０】
このように第１の抵抗Ｒ１、第２の抵抗Ｒ２の両端電圧を測定するのは、ＦＥＴ等で構成される第１のスイッチＳＷ１、第２のスイッチＳＷ２のオン状態での抵抗の影響による誤差を低減させるためであり、また、これらの抵抗に流れる電流を別々の電流測定回路で測定するのは、後述するように２つの抵抗に流れる電流値が１桁異なるため測定電流値に則した電流測定回路で測定することで誤差を低減させるためであり、ひいては、後述するバッテリ１０のオーミックな抵抗成分および電荷移動抵抗成分を精度よく測定するためである。
【００３１】
また、第１のスイッチＳＷ１、第２のスイッチＳＷ２はマイクロプロセッサ２に接続されており、マイクロプロセッサ２から出力される信号に従ってオン、オフが制御される。
【００３２】
さらに、マイクロプロセッサ２には、上述したミニプリンタ８、表示部１２、ＬＣＤ７、入力操作部６、ＵＳＢ端子１１が接続されている。
【００３３】
マイクロプロセッサ２は、中央演算処理装置として機能するＣＰＵ、ＣＰＵのワークエリアとして働くＲＡＭ、ＣＰＵのプログラムや後述するマップ、式、第１の抵抗Ｒ１および第２の抵抗Ｒ２の抵抗値等のデータが格納されたＲＯＭを含んで構成されている。
【００３４】
ここで、第１、第２の通電回路を構成する第１のスイッチＳＷ１、第２のスイッチＳＷ２のマイクロプロセッサ２によるオン制御時間および第１、第２の通電回路の抵抗の抵抗値について説明する。
【００３５】
１．スイッチのオン制御時間
図４に示すように、０．５ｍｓ３０Ａと０．５ｓ２Ａのパルスを組み合わせた波形を、ＪＩＳ−Ｄ５３０１の通常自動車用鉛蓄電池８０Ｄ２６に印加した。３０Ａ、２Ａとした理由については後述する（「２．第１、第２の通電回路の抵抗の抵抗値」参照）。電気化学セルの抵抗は一般に時間依存性があり、複素インピーダンスの周波数分散解析がバッテリの特性評価に用いられる。図５に示すように、８０Ｄ２６の虚数部−実数部インピーダンス応答は、円弧とその右側に伸びる直線からなっており、１Ｈｚで虚数部が極小値をとり、１ｋＨｚで虚数部がゼロとなる。これは、一般に知られるランドレス（Randles）等価回路と呼ばれる、電気化学システム等価回路モデルに対応するものであり、高周波側の虚数部がゼロのときの実数部の抵抗がオーミックな抵抗Ｒｏｈｍで、より低周波数側での虚数部が極小値をとっている周波数での実数部の値が、オーミックな抵抗Ｒｏｈｍと電荷移動抵抗Ｒｅｔの和である。
【００３６】
オーミックな抵抗Ｒｏｈｍ、電荷移動抵抗Ｒｅｔは、Ｒｏｈｍ＝１ｋＨｚ抵抗、Ｒｅｔ＝１Ｈｚ抵抗−１ｋＨｚ抵抗と表すことができる。直流パルスの場合に換算すると、Ｒｏｈｍ＝パルス幅０．５ｍｓ抵抗＝（パルス前電圧−０．５ｍｓ電圧）／０．５ｍｓ電流と表すことができる。０．５ｍｓ電流はバッテリテスタ１の内部を流れる電流として扱う。これは、負荷放電中や充電用電源で充電中に試験しないことを想定しているためである。負荷放電中や充電用電源で充電中に試験する場合はクランプメータなど、それらの充放電電流も測定し０．５ｍｓ電流に加える必要があり、コストの制約がなければそのようにしてもよい。ただし、負荷放電中や充電用電源で充電中に試験しないよう手順を明記すれば済むことなので、クランプメータを省いてコストを下げるほうが望ましい。また、Ｒｅｔ＝パルス幅０．５ｓ抵抗−パルス幅０．５ｍｓ抵抗と表すことができる。なお、本実施形態における具体的なオーミックな抵抗Ｒｏｈｍ、電荷移動抵抗Ｒｅｔの算出式については後述する。
【００３７】
図５を参照すると、極小値近辺は曲線の傾きが大きいので、周波数がずれて測定点が多少ずれても測定されるインピーダンスの実数成分はあまり変わらないように思われる。（テスト対象）バッテリ１０の状態を精度よく判定するには、バッテリでのオーミックな抵抗Ｒｏｈｍと電荷移動抵抗Ｒｅｔを測定するのに適した周波数を用い、それらの周波数で測定した電圧値および電流値を用いてバッテリの劣化を推定することが望ましい。測定する周波数がばらついたり、バッテリのばらつきのために周波数とインピーダンスとの対応がずれたりした場合の誤差が小さくなる周波数を選ぶことが好ましい。
【００３８】
周波数に起因するＲ実数成分測定誤差の指標を−ｄＲ実数成分／ｄｌｎ（周波数ｆ）と表し、各周波数でこの値を図５の実験データを元に計算したところ、図６が得られた。例えば、図５を測定した周波数が３５個の場合、ｆ（１），ｆ（２），・・・，ｆ（３５）で表すと、ｆ（１）＝０．０１、ｆ（２）＝ｆ（１）×１．４６７８、ｆ（３）＝ｆ（２）×１．４６７８、ｆ（３５）＝ｆ（３４）×１．４６７８で計算し周波数を決め、周波数ｆ（ｎ）で実測されたＲ実数成分をＲ（ｎ）と表すと、−ｄＲ実数成分／ｄｌｎ（周波数ｆ）≒−（Ｒ（ｎ）−Ｒ（ｎ−１））／（ｌｎ（ｆ（ｎ））−ｌｎ（ｆ（ｎ−１）））として図６を計算できる。図６を参照すると、０．５〜２Ｈｚ（パルス幅換算１ｓ〜０．２５ｍｓ）の低周波と３００Ｈｚ〜３ｋＨｚ（パルス幅換算１．７ｍｓ〜０．１７ｍｓ）の高周波領域で誤差が小さくなっていることが分かる。
【００３９】
バッテリテスタとして利用する場合は、これらの２つの領域の周波数に相当する短いパルス幅１．７ｍｓ〜０．１７ｍｓと、長いパルス幅１ｓ〜０．２５ｍｓとで通電し、その際の電圧値、電流値からバッテリのオーミックな抵抗Ｒｏｈｍおよび電荷移動抵抗Ｒｅｔを算出すればよい。
【００４０】
このため、本実施形態では、マイクロプロセッサ２のＣＰＵによる第１のスイッチＳＷ１のオン時間を短いパルス幅内の０．５ｍｓ、第２のスイッチＳＷ２のオン時間を長いパルス幅内の０．５ｓに設定し、異なる時間にこれら２つのスイッチをオン状態に制御、より具体的には、第２のスイッチＳＷ２をオフ状態とし第１のスイッチＳＷ１を短いパルス幅（０．５ｍｓ）でオン状態に制御した後直ちに、第１のスイッチＳＷ１をオフ状態とし第２のスイッチＳＷ２を長いパルス幅（０．５ｓ）でオン状態に制御する構成とした。なお、バッテリ１０のオーミックな抵抗Ｒｏｈｍおよび電荷移動抵抗Ｒｅｔを算出するには、バッテリ１０の開回路電圧も測定する必要があり、その測定タイミングはバッテリテスタ１による通電の前後いずれかに限られるが、第１、第２の通電回路の通電による分極の影響を避けるため、第１、第２の通電回路の通電前が好ましい。また、第１のスイッチＳＷ１をオン状態に制御した直後に、第２のスイッチＳＷ２をオン状態に制御するのは、逆の場合やその間にインターバルを設ける場合と比べバッテリの残存容量の変化による影響が小さいと考えたからである。
【００４１】
２．第１、第２の通電回路の抵抗の抵抗値
バッテリ１０に通電する電流は複数回連続でも単発でも構わないが、時間を短くするという意図と、バッテリテスタ１の温度が上昇することによる制御・測定系への悪影響を除くため、温度上昇が５Ｋ以下になるよう波形連続印加回数を設定することが望ましい。また、短時間でオペレータが多数のバッテリを連続テストする可能性もあるので、その場合でも温度が異常に高くならないように余裕をもった設計とする必要がある。温度上昇を抑制するため、バッテリテスタ１の内部は熱伝導率および熱容量が比較的大きな材料で充填されていることが望ましい。このような材料には、例えば、シリコン粒子をフィラーに使ったエポキシ樹脂が挙げられる。以下の式（１）によって、１回のテストでの波形連続印加回数ｎの上限が概算できる。
【００４２】
【数１】
【００４３】
例えば、波形が１００Ｈｚ０Ａ〜１Ａ矩形波（０Ａ５ｍｓ＋１Ａ５ｍｓ）の場合、単発波形電気量＝５ｍＣとなる。短時間ユーザ連続テスト回数を５０回とし、テスタ内部は酸化ケイ素などセラミックのフィラーを使った樹脂が充填され、バッテリテスタ熱容量を８０Ｊ／Ｋとすると、ｎ＝１３３回となる。これを時間に直すと、１３３回／１００Ｈｚ＝１．３秒となる。これは１回のテストの時間として十分短い時間である。このため、例えば、１３３回波形を印加して平均化処理を行うことで推定精度を上げるようにしてもよい。
【００４４】
発熱が大きいと抵抗の抵抗値が変動して電流測定精度が悪くなったり、ひどい場合には部品が壊れたり、テスタ表面まで熱くなり手で持てなくなる可能性がある。このため、発熱の問題を避ける点も考慮し、上述したように、長いパルス幅のパルスでは電流を小さくし２Ａとした。
【００４５】
一方、１．７ｍｓ〜０．１７ｍｓの短いパルス幅の電流は、ＪＩＳ−Ｄ５３０１に規定された各種電池型式のバッテリにおいて劣化バッテリの検出に適した電流を調べたところ３０Ａとなったので、３０Ａとした。劣化バッテリの検出に適しているかどうかは、同一規格の新品バッテリと劣化バッテリで各種電流で放電して内部抵抗を測定し、新品バッテリと劣化バッテリで内部抵抗の違いが大きい電流を劣化バッテリの検出に適していると判断した。１．７ｍｓ〜０．１７ｍｓ３０Ａでは発熱の問題は起き難いので、短いパルスでは発熱を理由に電流を制限する必要はなかった。
【００４６】
以上を前提に、本実施形態では、第１の抵抗Ｒ１に巻き線型の０．４Ω（誤差精度５％）の定抵抗、第２の抵抗Ｒ２に巻き線型の６Ω（誤差精度５％）の定抵抗を用いた。なお、これらの抵抗値では、図４に示すＶ１が約３００ｍＶ、Ｖ２が約１００ｍＶとなる。
【００４７】
＜動作＞
次に、マイクロプロセッサ２のＣＰＵ（以下、単にＣＰＵという。）が実行するバッテリ状態推定ルーチンについて説明する。オペレータが正負極クリップをそれぞれ正負極端子に接続すると、図示を省略した電圧センサがバッテリ１０の電圧を感知し内蔵電池による電力を上述した各部に供給することでマイクロプロセッサ２のＲＯＭに格納されたプログラムやデータをＲＡＭに展開する等の初期設定処理を経てバッテリ状態推定ルーチンが開始される。
【００４８】
図３に示すように、バッテリ状態推定ルーチンでは、まずステップ１０２において、バッテリ１０の種類を特定するための情報の入力（選択）を要求する画面をＬＣＤ７に表示する。バッテリ１０の種類を特定するための情報としては、バッテリ１０の型式（例えば、通常自動車用バッテリでＪＩＳ−Ｄ５３０１規格の５５Ｄ２３や、ＩＳＳ車用バッテリで電池工業会のＳＢＡ０１０１規格のＱ５５）、バッテリ１０のタイプ（例えば、通常自動車用バッテリ、ＩＳＳ車用バッテリ、充電制御車用バッテリ）、バッテリ１０が搭載された車両のタイプ（例えば、通常自動車用、ＩＳＳ車、充電制御車）を挙げることができる。
【００４９】
オペレータは、例えば、入力操作部６のメニューキー等を操作してバッテリ１０の型式、バッテリ１０のタイプ、バッテリ１０が搭載された車両のタイプのいずれでバッテリ１０の種類を特定するための情報を入力するかを表すメニュー画面をＬＣＤ７に表示させ、入力操作部６の決定キーを押下して自己が入力（選択）を希望する入力（選択）画面をＬＣＤ７に表示させる。入力画面には、例えば、オペレータがバッテリ１０の型式を選択した場合には、バッテリの型式の一覧画面が表示される。オペレータは、一覧画面を参照し上下スクロールキー等を操作してバッテリ１０の型式を選択し決定キーを押下することにより、バッテリ１０の種類を特定するための情報を入力する。オペレータがバッテリ１０のタイプやバッテリ１０が搭載された車両のタイプを選択した場合も同様に、バッテリのタイプやバッテリが搭載された車両のタイプの一覧画面が表示され、オペレータは、上下スクロールキー等を操作してバッテリ１０の型式を選択し決定キーを押下することにより、バッテリ１０の種類を特定するための情報を入力する。
【００５０】
なお、通常自動車用バッテリの型式はＪＩＳ−Ｄ５３０１規格で定められており、ＩＳＳ車用バッテリの型式は電池工業会のＳＢＡ０１０１規格で定められている。回生充電を含む充電制御車用バッテリの型式は通常自動車用バッテリと同じであるが上面に充電制御車用であることを表すシールが貼ってあるので充電制御車であることを確認することができる。
【００５１】
また、バッテリテスタ１はＵＳＢ端子１１を有しているので、以上のようなＬＣＤ７および入力操作部６によるバッテリ１０の種類を特定するための情報の入力方法に代えて、ＵＳＢ端子１１にＵＳＢケーブルを介して接続されたＰＣからバッテリ１０の種類を特定するための情報を送信することにより、バッテリ１０の種類を特定するための情報を入力するようにしても、またはＵＳＢ端子１１にバッテリ１０の種類を特定するための情報を記憶したＵＳＢメモリを接続して入力操作部６を操作してバッテリ１０の種類を特定するための情報を入力するようにしてもよい。
【００５２】
一方、ＣＰＵは、ステップ１０４において、バッテリ１０の種類を特定するための情報が入力（選択）されるまで待機し、入力（選択）されると、次のステップ１０６において、バッテリ１０の種類を特定する。その際、例えば、バッテリ１０の型式やバッテリ１０が搭載された車両のタイプでバッテリ１０の種類を特定するための情報が入力（選択）された場合には、対応するテーブルを参照して、バッテリ１０の種類を特定する（例えば、バッテリ１０の型式としてＱ５５が選択されたときやバッテリが搭載された車両のタイプとしてＩＳＳ車が選択されたときは、ＩＳＳ車用バッテリと特定する。）。
【００５３】
次いでステップ１０８において、ＣＰＵは電圧測定回路３から出力されたバッテリ１０の開回路電圧値（ＯＣＶ）を取り込む。なお、第１のスイッチＳＷ１、第２のスイッチＳＷ２はオフ状態のままである。また、ステップ１０８では、温度測定回路５から出力された温度値も取り込む。
【００５４】
次にステップ１１０では、第１のスイッチＳＷ１を０．５ｍｓの間オン状態に制御し、次のステップ１１２において、第１のスイッチＳＷ１がオン状態に制御されている間に、電圧測定回路３から出力された第１の抵抗Ｒ１の両端電圧値（Ｖ１）および第１電流測定回路４１から出力された第１の抵抗Ｒ１に流れる電流値（Ｉ１）を取り込む。なお、この状態で、第２のスイッチＳＷ２はオフ状態のままである。
【００５５】
次いでステップ１１４では、第１のスイッチＳＷ１をオフ状態、第２のスイッチＳＷ２を０．５ｓの間オン状態に制御し、次のステップ１１６において、第２のスイッチＳＷ２がオン状態に制御されている間に、電圧測定回路３から出力された第２の抵抗Ｒ２の両端電圧値（Ｖ２）および第２電流測定回路４２から出力された第２の抵抗に流れる電流値（Ｉ２）を取り込む。この取り込みが終了すると、第２のスイッチＳＷ２をオフ状態に制御する。
【００５６】
次に、ステップ１１８において、測定した開回路電圧値（ＯＣＶ）、第１の抵抗Ｒ１の両端電圧値（Ｖ１）、第１の抵抗Ｒ１に流れる電流値（Ｉ１）、第２の抵抗Ｒ２の両端電圧値（Ｖ２）、第２の抵抗Ｒ２に流れる電流値（Ｉ２）から、下式（２）により、コールドクランキングアンペア（ＣＣＡ）値を演算（算出）する。上述したように、ＯＣＶ、Ｖ１、Ｉ１、Ｖ２、Ｉ２は、１０μｓ毎に測定されるので、測定したそれぞれの平均値をＯＣＶ、Ｖ１、Ｉ１、Ｖ２、Ｉ２としてもよい。なお、ＣＰＵは、ＣＣＡを演算する際に、ＲＯＭに格納されＲＡＭに展開されたＲｏｈｍからＲｏｈｍ＊への変換マップおよびＲｅｔからＲｅｔ＊への変換マップを参照する。
【００５７】
【数２】
【００５８】
次に、ステップ１２０において、ステップ１０６で特定されたバッテリの種類に対応する判定マップに、測定したＯＣＶと演算したＣＣＡとを当てはめてバッテリ１０の状態を推定する。
【００５９】
本例の判定マップは、ＯＣＶと、ＣＣＡと、バッテリの状態の関係を定めたものであるが、図７に通常自動車用バッテリの判定マップ、図８にＩＳＳ車用および充電制御車用バッテリの判定マップの例を示す。これらの判定マップでは、新品バッテリでは理想的には図７および図８の縦軸１００％の位置になるはずであるが、劣化するに従い下がるため７５％の位置を良好／要交換判定のしきい値に設定した。しかし、良好／要交換判定のしきい値はこれに限られるものではない。
【００６０】
また、これらの判定マップは、バッテリの状態に要充電しきい値を介して隣接する良好領域と要充電領域とを含んでいる。通常自動車用バッテリの判定マップ（図７）では、要充電しきい値が１２．６Ｖであるのに対し、ＩＳＳ車用および充電制御車用バッテリの判定マップ（図８）では、要充電しきい値が１２．４Ｖに設定されている。ＩＳＳ車や回生充電を含む充電制御車ではＳＯＣが低い状態でバッテリが使用されるため、要充電しきい値のＯＣＶが通常自動車用バッテリと同じ１２．６Ｖでは要充電判定が頻発する。通常自動車用バッテリでは低ＳＯＣで使用されると短寿命となるが、ＩＳＳ車用や充電制御車用バッテリは低ＳＯＣで使用しても問題を生じない設計がなされている。このため、要充電しきい値を１２．４Ｖ程度に下げることで誤った要充電判定を避けることができる。
【００６１】
さらに、本例の判定マップでは、バッテリの状態として、「劣化セル交換」、「良好要充電」、「良好」、「充電後再テスト」および「劣化交換」の５つに分類されているが、より多くまたは少なく分類するようにしてもよい。なお、図７、図８に示した判定マップにおいて、「充電後再テスト」と「劣化交換」とを画する斜線をＣＣＡ＝０％まで延ばしたときのＯＣＶは１１．８Ｖである。
【００６２】
次のステップ１２２では、バッテリ１０の充電状態（ＳＯＣ）や健康度（ＳＯＨ）を推定し、タッチパネルに表示する。すなわち、図９に示すように、開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）との関係を定めた関係マップにステップ１０８で測定した開回路電圧値（ＯＣＶ）を当てはめてバッテリ１０の充電状態（ＳＯＣ）を推定する。また、図１０に示すように、ＲＯＭには電荷移動抵抗Ｒｅｔと健康度（ＳＯＨ）との関係を定めた第２の関係マップに実測したＲｅｔを当てはめてバッテリ１０の健康度（ＳＯＨ）を推定する。オーミックな抵抗とＳＯＨは一般に対応する性質のものではないが、一方、電荷移動抵抗は電極の有効表面積や電解液中の電極反応種（硫酸）濃度に依存するので、鉛電池のような充電状態（ＳＯＣ）によって有効表面積や電極反応種（硫酸）濃度が変わる電池系において電荷移動抵抗はＳＯＨと対応する。残容量はＳＯＨと１対１に対応する量なので、残容量を推定することもできる。なお、これらＳＯＨ、ＳＯＣを推定するにあたり、所定の温度でのＳＯＨ、ＳＯＣに温度補正することが好ましい。
【００６３】
また、ステップ１２２では、バッテリテスタ１によるバッテリ１０の状態の推定（テスト）結果として、バッテリ１０が良好な状態にあるときは表示部１２の緑色ＬＥＤを、バッテリ１０が要充電状態にあるときは表示部１２の黄色ＬＥＤを、バッテリ１０が要交換状態にあるときは表示部１２の赤色ＬＥＤを、それぞれ所定時間（例えば、２分）点灯させる。さらに、入力操作部６を介して、測定結果や推定結果についてミニプリンタ８への出力指示がある場合には、指示に従い出力（印刷）する。ステップ１２２での処理が終了すると、バッテリ状態推定ルーチンは終了する。
【００６４】
（作用効果等）
次に、本実施形態のバッテリテスタ１の作用効果等について説明する。
【００６５】
本実施形態のバッテリテスタ１では、ＲＯＭに、ＯＣＶと、ＣＣＡと、バッテリの状態との関係を定めたマップであって、バッテリの状態に要充電しきい値を介して隣接する良好領域と要充電領域とを含み、バッテリの種類に対応して少なくとも要充電しきい値が異なる複数の判定マップ（図７、８参照）が記憶されており、これらの判定マップはＲＡＭに展開されている。入力操作部６で入力（選択）されたバッテリの種類を特定するための情報に応じて、バッテリの種類に対応して要充電しきい値が異なる判定マップを切り替えて（バッテリの種類に対応した判定マップを特定して）バッテリの状態を推定する（ステップ１０６、１２０）。このため、ＩＳＳ車用や充電制御車用バッテリでも誤った要充電判定を避け、適正にバッテリ１０の状態を判定することができる。
【００６６】
また、本実施形態のバッテリテスタ１によれば、マイクロプロセッサ２は、バッテリ１０のオーミックな抵抗Ｒｏｈｍと電荷移動抵抗Ｒｅｔとを算出する際の、周波数誤差がほぼ最小となるパルス幅内で第１のスイッチＳＷ１、第２のスイッチＳＷ２をオン状態に制御する。このため、マイクロプロセッサ２は、バッテリ１０の開回路電圧値（ＯＣＶ）と、第１のスイッチＳＷ１を短いパルス幅（０．５ｍｓ）でオン状態に制御した状態で測定した第１の抵抗Ｒ１の両端電圧値（Ｖ１）および第１の抵抗Ｒ１に流れる電流値（Ｉ１）とからバッテリ１０のオーミックな抵抗成分Ｒｏｈｍを適正に検出でき（式（２）参照）、このオーミックな抵抗成分Ｒｏｈｍと、バッテリ１０の開回路電圧値（ＯＣＶ）と、第２のスイッチＳＷ２を長いパルス幅（０．５ｓ）でオン状態に制御した状態で測定した第２の抵抗Ｒ２の両端電圧値（Ｖ２）および第２の抵抗に流れる電流値（Ｉ２）とからバッテリ１０の電荷移動抵抗Ｒｅｔを適正に検出できるため（式（２）参照）、バッテリ１０の状態を精度よく推定することができる。
【００６７】
また、本実施形態のバッテリテスタ１によれば、第１および第２の通電回路に流れる通電パルスが長いパルス幅（０．５ｓ）でも１ｓ以下であり、通電電流（３０Ａ）もエンジン始動を模擬する程の大電流とする必要がないため、発熱を抑制し、第１の抵抗Ｒ１、第２の抵抗Ｒ２を小さくでき装置全体の小型化を図ることができる。
【００６８】
さらに、本実施形態のバッテリテスタ１によれば、マイクロプロセッサ２は、第２のスイッチＳＷ２をオフ状態とし第１のスイッチＳＷ１を短いパルス幅（０．５ｍｓ）でオン状態に制御した後直ちに、第１のスイッチＳＷ１をオフ状態とし第２のスイッチＳＷ２を長いパルス幅（０．５ｓ）でオン状態に制御するため、バッテリ１０の残存容量の変化による影響を低減でき、バッテリ１０の状態を精度よく推定することができる。
【００６９】
また、本実施形態のバッテリテスタ１によれば、マイクロプロセッサ２は、開回路電圧値（ＯＣＶ）、第１の抵抗Ｒ１の両端電圧値（Ｖ１）および第１の抵抗Ｒ１に流れる電流値（Ｉ１）と、第２の抵抗Ｒ２の両端電圧値（Ｖ２）および第２の抵抗Ｒ２に流れる電流値（Ｉ２）とからバッテリ１０の電荷移動抵抗値Ｒｅｔを算出し、算出した電荷移動抵抗値Ｒｅｔを、ＲＯＭに予め格納されたバッテリ１０の電荷移動抵抗値Ｒｅｔと健康度との関係を定めた関係マップに当てはめてバッテリ１０の健康度（ＳＯＨ）を推定するとともに、開回路電圧値（ＯＣＶ）を、開回路電圧と充電状態との関係を定めた関係マップに当てはめてバッテリ１０の充電状態（ＳＯＣ）を推定するので、バッテリ１０の状態を詳しく検出することができる。
【００７０】
さらに、本実施形態のバッテリテスタ１によれば、温度センサを有する温度測定回路５で測定された温度値により、算出したオーミックな抵抗Ｒｏｈｍおよび電荷移動抵抗Ｒｅｔを−１８℃での値に温度補正するので、コールドクランキングアンペア値を精度よく算出することができ、その結果、バッテリ１０の状態を適正に推定することができる。
【００７１】
なお、本実施形態では、ＯＣＶと、ＣＣＡと、バッテリの状態との関係を定めた複数の判定マップを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ＯＣＶに代えてＳＯＣを用いるようにしてもよい。ＯＣＶからＳＯＣへの変換は、例えば、図９に示した関係マップを用いて行うことができる。また、ＣＣＡに代えてＳＯＨやバッテリの内部抵抗（Ｉｒ）を用いるようにしてもよい。上述したように、電荷移動抵抗値Ｒｅｔと健康度（ＳＯＨ）には相関があり（図１０も参照）、ＳＯＨと内部抵抗（Ｉｒ）とに相関があることは知られているため、電荷移動抵抗値ＲｅｔからＳＯＨ、Ｉｒを求めることができる。従って、例えば、ＳＯＣと、ＳＯＨまたはＩｒと、バッテリの状態との関係を定めた複数の判定マップを用いる場合には、ＯＣＶとＳＯＣとの関係を定めた第１の関係マップ、電荷移動抵抗とＳＯＨまたはＩｒとの関係を定めた第２の関係マップもＲＯＭに記憶しておき、測定したＯＣＶを第１の関係マップに当てはめてＳＯＣの値を算出するとともに、式（２）で算出した電荷移動抵抗値を第２の関係マップに当てはめてＳＯＨまたはＩｒの値を算出し、バッテリ１０の種類に対応する判定マップに算出したＳＯＣ、およびＳＯＨまたはＩｒの値を当てはめてバッテリ１０の状態を推定するようにしてもよい。さらに、本実施形態ではＣＣＡ（％）を例示したが、これに代えてＣＣＡ（Ａ）を用いるようにしてもよい。
【００７２】
また、本実施形態では、バッテリテスタ１によるバッテリ１０の状態の推定結果を表示部１２のＬＥＤを点灯させることで表示する例を示したが、本発明はこれに限ることなく、例えば、ＬＣＤ７で表示するようにしてもよい。さらにまた、本実施形態では、バッテリテスタ１の判定精度を高めるために、第１、第２の２つの通電回路を例示したが、本発明はこれに限らず、１つの通電回路を用いて判定するバッテリテスタにも適用可能である。
【００７３】
さらに、本実施形態では、図７、８に示したように、全域の判定マップを例示したが、ＯＣＶ、ＣＣＡともに離散値としたテーブルを判定マップとし、ＣＰＵが離散値間の数値を按分計算により補完するようにしてもよい。
【００７４】
また、本実施形態では、コストの点を考慮し、電圧測定回路３を単一のものとしたが、本発明はこれに限らず、バッテリ１０の開回路電圧を測定する開回路電圧測定部、第１の抵抗Ｒ１の両端電圧を測定する第１電圧測定部および第２の抵抗Ｒ２の両端電圧を測定する第２電圧測定部の３つの電圧測定部で構成するようにしてもよい。
【００７５】
また、本実施形態では、電流測定精度を高めるために、第１の抵抗Ｒ１に流れる電流を測定する第１電流測定回路４１と、第２の抵抗Ｒ２に流れる電流を測定する第２電流測定回路４２との２つの電流測定回路を例示したが、例えば、正極クリップと第２のスイッチＳＷ２との間に電流センサを設け、第１のスイッチＳＷ１および第２のスイッチＳＷ２を閉じたときのバッテリ１０に流れる電流を１つの電流測定回路で測定するようにしてもよい。この場合には、第１のスイッチＳＷ１、第２のスイッチＳＷ２のオン状態時の抵抗を考慮して第１の抵抗Ｒ１や第２の抵抗Ｒ２に流れる電流値を算出するようにすればよい。
【００７６】
さらに、本実施形態では、バッテリ１０の温度を測定するために、正極クリップに温度センサを固着しバッテリ１０の正極外部端子の温度をバッテリ１０の温度として測定した例を示したが、温度センサをバッテリ１０に固定することでバッテリ１０の温度を測定するようにしてもよい。そして、本実施形態では、オペレータが正負極クリップをそれぞれ正負極端子に接続することで、図示を省略した電圧センサがバッテリ１０の電圧を感知し内蔵電池による電力を自動的に各部に供給することでバッテリ状態推定ルーチンが開始される例を示したが、バッテリテスタ１の電源をオンまたはオフとする電源スイッチを設け、オペレータが正負極クリップをそれぞれ正負極端子に接続し、電源スイッチをオンとすることでバッテリ状態推定ルーチンが開始されるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明はＩＳＳ車用や回生充電を含む充電制御車用のバッテリでも適正に状態を判定可能なバッテリテスタを提供するものであるため、バッテリテスタの製造、販売に寄与するので、産業上の利用可能性を有する。
【符号の説明】
【００７８】
１ バッテリテスタ
２ マイクロプロセッサ（制御手段、記憶手段、取得手段の一部）
３ 電圧測定回路（電圧測定手段の一部）
６ 入力操作部（入力手段）
７ 液晶表示装置（表示手段）
８ ミニプリンタ
１０ バッテリ
１１ ＵＳＢ端子（取得手段の一部）
１２ 表示部（第２の表示手段）
４１ 第１電流測定回路（電流測定手段の一部）
４２ 第２電流測定回路（電流測定手段の一部）
Ｒ１ 第１の抵抗（定抵抗の一部）
Ｒ２ 第２の抵抗（定抵抗の一部）
ＳＷ１ 第１のスイッチ
ＳＷ２ 第２のスイッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明はバッテリテスタに係り、特に、判定マップを用いてバッテリの状態を推定するバッテリテスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＵＰＳ、非常灯、非常放送設備、電話交換機、通信機器基地局など、非常時のバックアップを想定した機器や、自動車、電動車などでバッテリが使用されている。これらの機器はバッテリの劣化や放電などにより機能を発揮できなくなる。これを避けるため、バッテリの性能が低下しているかを確認する装置がある。このような装置として、例えば、バッテリ放電機能を持たないバッテリ監視装置やバッテリ放電機能を持つバッテリテスタが知られている。
【０００３】
バッテリテスタは、バッテリをパルス放電させ、その時の電圧、電流から求めた内部抵抗や電導度（内部抵抗の逆数）の値を表示したり、コールドクランキングアンペア（ＣＣＡ）に換算し表示したりする。また、バッテリテスタは、バッテリの充電状態（ＳＯＣ）についても検出可能であり、電流が流れていない状態かごくわすがしか電流が流れていない状態でのバッテリ電圧から推定し表示したりしている。
【０００４】
劣化バッテリでの健康度（ＳＯＨ）や容量は、複素インピーダンスの周波数分散データへのカーブフィッティングにより等価回路のパラメータを測定することから求めることができるが、印加波形が正弦波となるため、装置が高コストであり一般的ではない。
【０００５】
一般的なバッテリテスタは、定抵抗放電によるものであり（例えば、特許文献１参照）、大きく分けて、１００Ａの大電流で５秒程度バッテリを放電させるものと、１Ａ〜１００Ａで１ｍｓ〜１０ｍｓの放電させるものがある。前者はエンジン始動時の電流を模擬したものであり、エンジン始動用バッテリの試験方法としては妥当性がある。後者は、単発パルス時間幅が充分短いので、複数回放電するのが一般的であり、得られた複数のデータは平均化処理など精度向上のための処理に利用する。後者は一般に装置が小さく、近年普及してきている。
【０００６】
このようなバッテリテスタでは、バッテリの充電が必要か否かを判定するための要充電判定しきい値の開回路電圧（ＯＣＶ）として、一般に１２．６Ｖ程度の電圧が採用されてきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４４１４７５７号公報（図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、近年普及してきた、アイドルストップ・スタート（ＩＳＳ）車用や、回生充電を含む充電制御車用のバッテリではＳＯＣが低い状態でバッテリが使用されるので、要充電しきい値のＯＣＶとして通常自動車用と同じ１２．６Ｖを用いると要充電判定が頻発する。
【０００９】
本発明は上記事案に鑑み、ＩＳＳ車用や充電制御車用のバッテリでも適正に状態を判定可能なバッテリテスタを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は、定抵抗を有しバッテリに並列接続される通電回路と、前記バッテリの開回路電圧（ＯＣＶ）および前記通電回路の定抵抗の両端電圧を測定する電圧測定手段と、前記通電回路に流れる電流を測定する電流測定手段と、前記バッテリの種類を特定するための情報を入力するための入力手段と、判定マップを記憶した記憶手段と、前記記憶手段に記憶された判定マップを用いて前記バッテリの状態を推定する制御手段と、を備え、前記記憶手段は、バッテリのＯＣＶまたは充電状態（ＳＯＣ）と、バッテリのコールドクランキングアンペア（ＣＣＡ）または健康度（ＳＯＨ）または内部抵抗（Ｉｒ）と、バッテリの状態との関係を定めたマップであって、前記バッテリの状態に要充電しきい値を介して隣接する良好領域と要充電領域とを含み、バッテリの種類に対応して少なくとも前記要充電しきい値が異なる複数の判定マップを記憶しており、前記制御手段は、前記電圧測定手段で測定された前記バッテリのＯＣＶおよび前記定抵抗の両端電圧、並びに、前記電流測定手段で測定された前記通電回路に流れる電流の値から前記バッテリのＣＣＡまたはＳＯＨまたはＩｒの値を算出するとともに、必要に応じて前記電圧測定手段で測定された前記バッテリのＯＣＶから前記バッテリのＳＯＣの値を算出し、前記入力手段で入力された前記バッテリの種類を特定するための情報に応じて前記判定マップを切り替え、該切り替えた判定マップに前記測定されたＯＣＶまたは前記算出したＳＯＣ、および前記算出したＣＣＡまたはＳＯＨまたはＩｒの値を当てはめて前記バッテリの状態を推定する、ことを特徴とする。
【００１１】
本発明において、バッテリの種類を特定するための情報に、バッテリの型式、バッテリのタイプおよびバッテリが搭載された車両のタイプの少なくとも一つを含むようにしてもよい。このとき、バッテリのタイプにアイドルストップ・スタート（ＩＳＳ）車用バッテリおよび充電制御車用バッテリの少なくとも一方を含み、バッテリが搭載された車両のタイプにＩＳＳ車および充電制御車の少なくとも一方を含むことが好ましい。また、入力手段によりオペレータにバッテリの種類を特定するための情報を選択させるための画面を表示する表示手段をさらに備えるようにしてもよい。さらに、バッテリの種類を特定するための情報を外部から取得するための取得手段を備え、制御手段は、取得手段で取得したバッテリの種類を特定するための情報に応じて判定マップを切り替え、該切り替えた判定マップに測定されたＯＣＶまたは算出したＳＯＣ、および算出したＣＣＡまたはＳＯＨまたはＩｒの値を当てはめてバッテリの状態を推定するようにしてもよい。
【００１２】
また、本発明において、制御手段は、電圧測定手段で測定されたバッテリのＯＣＶおよび定抵抗の両端電圧、並びに、電流測定手段で測定された通電回路に流れる電流の値からバッテリのオーミックな抵抗値および電荷移動抵抗値を算出し、電圧測定手段で測定されたバッテリのＯＣＶ、算出したオーミックな抵抗値および電荷移動抵抗値からバッテリのＣＣＡまたはＳＯＨまたはＩｒの値を算出するとともに、必要に応じて電圧測定手段で測定されたバッテリのＯＣＶからバッテリのＳＯＣの値を算出するようにしてもよい。このとき、記憶手段に記憶された複数の判定マップは、ＯＣＶと、ＣＣＡと、バッテリの状態との関係を定めたマップであり、制御手段は、測定されたＯＣＶと、算出したオーミックな抵抗値および電荷移動抵抗値とからＣＣＡの値を算出し、切り替えた判定マップに測定されたＯＣＶおよび算出したＣＣＡの値を当てはめてバッテリの状態を推定するようにしても、または、記憶手段に記憶された複数の判定マップは、ＳＯＣと、ＳＯＨまたはＩｒと、バッテリの状態との関係を定めたマップであり、記憶手段は、バッテリのＯＣＶとＳＯＣとの関係を定めた第１の関係マップ、およびバッテリの電荷移動抵抗とＳＯＨまたはＩｒとの関係を定めた第２の関係マップをさらに記憶しており、制御手段は、測定されたＯＣＶを第１の関係マップに当てはめてバッテリのＳＯＣの値を算出するとともに、算出した電荷移動抵抗値を第２の関係マップに当てはめてバッテリのＳＯＨまたはＩｒの値を算出し、切り替えた判定マップに算出したＳＯＣ、およびＳＯＨまたはＩｒの値を当てはめてバッテリの状態を推定するようにしてもよい。
【００１３】
さらに、本発明において、制御手段によるバッテリの状態の推定結果を表示する第２の表示手段をさらに備えるようにしてもよい。このとき、第２の表示手段は、バッテリが良好な状態にあることを表示するためのＬＥＤ、バッテリが要充電状態にあることを表示するためのＬＥＤ、およびバッテリが要交換状態にあることを表示するためのＬＥＤを有していてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、制御手段により、入力手段で入力されたバッテリの種類を特定するための情報に応じて、バッテリの種類に対応して少なくとも要充電しきい値が異なる複数の判定マップを切り替えて（バッテリの種類に対応した判定マップを選択して）バッテリの状態を推定するので、ＩＳＳ車用や充電制御車用のバッテリでも適正に状態を判定することができる、という効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明が適用可能な実施形態のバッテリテスタの平面図である。
【図２】実施形態のバッテリテスタのブロック回路図である。
【図３】実施形態のバッテリテスタのマイクロプロセッサのＣＰＵが実行するバッテリ状態推定ルーチンのフローチャートである。
【図４】バッテリに通電する電流の印加波形を示す説明図である。
【図５】スイッチをオン状態に制御する周波数のナイキストプロットである。
【図６】周波数の誤差に起因する内部抵抗の誤差を示す説明図である。
【図７】実施形態のバッテリテスタのマイクロプロセッサのＲＯＭに格納された、開回路電圧（ＯＣＶ）と、コールドクランキングアンペア（ＣＣＡ）と、バッテリ状態との関係を表す通常自動車用バッテリの判定マップの説明図である。
【図８】実施形態のバッテリテスタのマイクロプロセッサのＲＯＭに格納された、開回路電圧（ＯＣＶ）と、コールドクランキングアンペア（ＣＣＡ）と、バッテリ状態との関係を表すＩＳＳ車用および充電制御車用バッテリの判定マップの説明図である。
【図９】実施形態のバッテリテスタのマイクロプロセッサのＲＯＭに格納された、バッテリの開回路電圧と充電状態との関係を表す関係マップの説明図である。
【図１０】実施形態のバッテリテスタのマイクロプロセッサのＲＯＭに格納された、バッテリの内部抵抗と健康度との関係を表す関係マップの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明を、ハンディータイプで自動車用の複数種類のバッテリの状態を推定可能なバッテリテスタに適用した実施の形態について説明する。なお、本例では、説明を簡単にするために、通常自動車用バッテリ、並びにアイドルストップ・スタート（ＩＳＳ）車用および充電制御車用バッテリの状態を推定可能なバッテリテスタを例示する。
【００１７】
＜外観構成＞
図１に示すように、本実施形態のバッテリテスタ１は、矩形状のテスタ本体と、テスタ本体から導出されテスト（検査）対象となるバッテリの正負極外部端子にそれぞれ接続するための２つのクリップとを有している。
【００１８】
テスタ本体の正面には、上から順に、バッテリテスタ１によるテスト対象バッテリ（図２の符号１０も参照）の状態推定結果を印刷するミニプリンタ８、３つのＬＥＤを有しテスト対象バッテリの状態を表示する表示部１２、液晶表示装置（ＬＣＤ）７、５つのプッシュキーを有しＬＣＤ７に表示された画面からテスト対象バッテリの種類を特定するための情報を選択するための入力操作部６が配設されている。また、ミニプリンタ８の下部から表示部１２にかけて対応するテスタ本体の側面（図１の右側）にはＵＳＢ端子１１が配されている。
【００１９】
ミニプリンタ８は、交換可能なフープ状印刷用紙を内蔵しており、印刷済の用紙部を外側（図１の紙面手前側）に排出する機能を有している。印刷用紙は開閉蓋を介してミニプリンタ８内に内蔵される。また、ミニプリンタ８は、排出された印刷済の用紙部の端を切り取るためのギザギザ状のカッタを有している。
【００２０】
表示部１２は、テスト対象バッテリが良好な状態にあることを表示するための緑色ＬＥＤ、テスト対象バッテリが要充電状態にあることを表示するための黄色ＬＥＤ、テスト対象バッテリが要交換状態にあることを表示するための赤色ＬＥＤを有している。なお、これらのＬＥＤは、抵抗とトランジスタ等のスイッチ素子とを有しテスタ本体内部に配された作動部（表示部１２の一部）から供給された電力により点灯する。
【００２１】
ＬＣＤ７は、マイクロプロセッサ（図２の符号２参照）の指示に従い、テスト対象バッテリの種類を特定するための情報をオペレータ（ユーザ）に選択させるための画面を表示する。
【００２２】
入力操作部６は、円形のエンター（決定）キーの周りに、上下左右にそれぞれ上スクロールキー（△）、下スクロールキー（▽）、メニューキー、リターンキーが円環状に配され、全体として円形状の形状を有している。エンターキーはオペレータがＬＣＤ７に表示された画面の選択項目の決定を行うときに押下され、上下スクロールキーはＬＣＤ７に表示された画面の選択項目を上下にスクロールするときに押下され、メニューキーはＬＣＤ７にメニュー画面を表示するときに押下され、リターンキーはＬＣＤ７に表示された画面の前画面に戻るときに押下される。
【００２３】
ＵＳＢ端子１１は、ＵＳＢメモリやＵＳＢケーブルと接続するためのもので、ＵＳＢメモリやＵＳＢケーブルを介して接続されたパーソナルコンピュータ（ＰＣ）から（外部から）、入力操作部６による入力に代えて（または入力操作部６による入力とともに）、テスト対象バッテリの種類を特定するための情報を取得するために用いられる。
【００２４】
＜内部構成＞
図２に示すように、バッテリテスタ１は、自動車用のテスト対象バッテリ（以下、単にバッテリという。）１０の正極外部端子および負極外部端子にそれぞれ正負極クリップを介して接続される。図２では、オペレータ（ユーザ）により正負極クリップを介してバッテリテスタ１がバッテリ１０の正負極外部端子にそれぞれ接続された状態を示している。
【００２５】
正負極クリップは、正極外部端子と負極外部端子とに接続される際の誤接続を防ぐために、クリップを覆うカバーの色が異なっている。本例では、バッテリ１０の正極外部端子に接続するためのクリップに赤色、負極外部端子に接続するためのクリップに黒色のカバーが用いられている。また、本例では、正極外部端子に接続される正極クリップには、サーミスタＴＨ等の温度センサが固着している。
【００２６】
正負極クリップには、第１のスイッチＳＷ１と第１の抵抗Ｒ１とが直列に接続された第１の通電回路と、第２のスイッチＳＷ２と第２の抵抗Ｒ２とが直列に接続された第２の通電回路とがそれぞれ並列に接続されている。第１のスイッチＳＷ１、第２のスイッチＳＷ２は、例えば、ＦＥＴ等のスイッチング素子で構成することができる。
【００２７】
正負極クリップには、バッテリ１０の開回路電圧値（ＯＣＶ）を測定する電圧測定回路３が接続されている。電圧測定回路３は、さらに、第１のスイッチＳＷ１を閉じたとき（オン状態としたとき）の第１の抵抗Ｒ１の両端電圧値（Ｖ１）、および、第２のスイッチＳＷ２を閉じたときの第２の抵抗Ｒ２の両端電圧値（Ｖ２）を測定するために、第１の抵抗Ｒ１の両端および第２の抵抗Ｒ２の両端にも接続されている。電圧測定回路３は、インピーダンス等による影響を低減させる差動増幅回路およびデジタル電圧値を出力するためのＡ／Ｄコンバータを含んで構成されている。電圧測定回路３の出力側はマイクロプロセッサ２に接続されている。
【００２８】
本例では、電圧測定回路３を構成するＡ／Ｄコンバータに、自動車用１２Ｖモノブロック電池のＪＩＳ規格電池で一番大きな２４５Ｈ５２形電池（公称容量：１７６Ａｈ）でも、２Ａで１０ＬＳＢ以上の値として分極が測定できる２０Ｖフルスケール１６ビットＡ／Ｄコンバータを使用した。１０ＬＳＢ以上を基準とした理由は、通常Ａ／Ｄコンバータは３ＬＳＢ程度の誤差を含むため、有意な電圧測定値であるためには、測定値が３ＬＳＢより充分大きな値である必要があるからである。なお、本例ではＡ／Ｄコンバータは１０μｓのサンプリング速度で作動する。
【００２９】
また、バッテリテスタ１は、ホール素子ＨＳ等の電流センサを介して第１の通電回路（第１の抵抗Ｒ１）に流れる電流値（Ｉ１）および第２の通電回路（第２の抵抗Ｒ２）に流れる電流値（Ｉ２）を測定する第１電流測定回路４１および第２電流測定回路４２を有しており、これらの電流測定回路の出力側はそれぞれマイクロプロセッサ２に接続されている。また、上述した温度センサＴＨは温度測定回路５に接続されており、温度測定回路５の出力側はマイクロプロセッサ２に接続されている。第１電流測定回路４１、第２電流測定回路４２および温度測定回路５はそれぞれＡ／Ｄコンバータを含んで構成されている。なお、本例では、第１電流測定回路４１および第２電流測定回路４２のＡ／Ｄコンバータは、電圧測定回路３のＡ／Ｄコンバータと同じく１０μｓのサンプリング速度で作動する。
【００３０】
このように第１の抵抗Ｒ１、第２の抵抗Ｒ２の両端電圧を測定するのは、ＦＥＴ等で構成される第１のスイッチＳＷ１、第２のスイッチＳＷ２のオン状態での抵抗の影響による誤差を低減させるためであり、また、これらの抵抗に流れる電流を別々の電流測定回路で測定するのは、後述するように２つの抵抗に流れる電流値が１桁異なるため測定電流値に則した電流測定回路で測定することで誤差を低減させるためであり、ひいては、後述するバッテリ１０のオーミックな抵抗成分および電荷移動抵抗成分を精度よく測定するためである。
【００３１】
また、第１のスイッチＳＷ１、第２のスイッチＳＷ２はマイクロプロセッサ２に接続されており、マイクロプロセッサ２から出力される信号に従ってオン、オフが制御される。
【００３２】
さらに、マイクロプロセッサ２には、上述したミニプリンタ８、表示部１２、ＬＣＤ７、入力操作部６、ＵＳＢ端子１１が接続されている。
【００３３】
マイクロプロセッサ２は、中央演算処理装置として機能するＣＰＵ、ＣＰＵのワークエリアとして働くＲＡＭ、ＣＰＵのプログラムや後述するマップ、式、第１の抵抗Ｒ１および第２の抵抗Ｒ２の抵抗値等のデータが格納されたＲＯＭを含んで構成されている。
【００３４】
ここで、第１、第２の通電回路を構成する第１のスイッチＳＷ１、第２のスイッチＳＷ２のマイクロプロセッサ２によるオン制御時間および第１、第２の通電回路の抵抗の抵抗値について説明する。
【００３５】
１．スイッチのオン制御時間
図４に示すように、０．５ｍｓ３０Ａと０．５ｓ２Ａのパルスを組み合わせた波形を、ＪＩＳ−Ｄ５３０１の通常自動車用鉛蓄電池８０Ｄ２６に印加した。３０Ａ、２Ａとした理由については後述する（「２．第１、第２の通電回路の抵抗の抵抗値」参照）。電気化学セルの抵抗は一般に時間依存性があり、複素インピーダンスの周波数分散解析がバッテリの特性評価に用いられる。図５に示すように、８０Ｄ２６の虚数部−実数部インピーダンス応答は、円弧とその右側に伸びる直線からなっており、１Ｈｚで虚数部が極小値をとり、１ｋＨｚで虚数部がゼロとなる。これは、一般に知られるランドレス（Randles）等価回路と呼ばれる、電気化学システム等価回路モデルに対応するものであり、高周波側の虚数部がゼロのときの実数部の抵抗がオーミックな抵抗Ｒｏｈｍで、より低周波数側での虚数部が極小値をとっている周波数での実数部の値が、オーミックな抵抗Ｒｏｈｍと電荷移動抵抗Ｒｅｔの和である。
【００３６】
オーミックな抵抗Ｒｏｈｍ、電荷移動抵抗Ｒｅｔは、Ｒｏｈｍ＝１ｋＨｚ抵抗、Ｒｅｔ＝１Ｈｚ抵抗−１ｋＨｚ抵抗と表すことができる。直流パルスの場合に換算すると、Ｒｏｈｍ＝パルス幅０．５ｍｓ抵抗＝（パルス前電圧−０．５ｍｓ電圧）／０．５ｍｓ電流と表すことができる。０．５ｍｓ電流はバッテリテスタ１の内部を流れる電流として扱う。これは、負荷放電中や充電用電源で充電中に試験しないことを想定しているためである。負荷放電中や充電用電源で充電中に試験する場合はクランプメータなど、それらの充放電電流も測定し０．５ｍｓ電流に加える必要があり、コストの制約がなければそのようにしてもよい。ただし、負荷放電中や充電用電源で充電中に試験しないよう手順を明記すれば済むことなので、クランプメータを省いてコストを下げるほうが望ましい。また、Ｒｅｔ＝パルス幅０．５ｓ抵抗−パルス幅０．５ｍｓ抵抗と表すことができる。なお、本実施形態における具体的なオーミックな抵抗Ｒｏｈｍ、電荷移動抵抗Ｒｅｔの算出式については後述する。
【００３７】
図５を参照すると、極小値近辺は曲線の傾きが大きいので、周波数がずれて測定点が多少ずれても測定されるインピーダンスの実数成分はあまり変わらないように思われる。（テスト対象）バッテリ１０の状態を精度よく判定するには、バッテリでのオーミックな抵抗Ｒｏｈｍと電荷移動抵抗Ｒｅｔを測定するのに適した周波数を用い、それらの周波数で測定した電圧値および電流値を用いてバッテリの劣化を推定することが望ましい。測定する周波数がばらついたり、バッテリのばらつきのために周波数とインピーダンスとの対応がずれたりした場合の誤差が小さくなる周波数を選ぶことが好ましい。
【００３８】
周波数に起因するＲ実数成分測定誤差の指標を−ｄＲ実数成分／ｄｌｎ（周波数ｆ）と表し、各周波数でこの値を図５の実験データを元に計算したところ、図６が得られた。例えば、図５を測定した周波数が３５個の場合、ｆ（１），ｆ（２），・・・，ｆ（３５）で表すと、ｆ（１）＝０．０１、ｆ（２）＝ｆ（１）×１．４６７８、ｆ（３）＝ｆ（２）×１．４６７８、ｆ（３５）＝ｆ（３４）×１．４６７８で計算し周波数を決め、周波数ｆ（ｎ）で実測されたＲ実数成分をＲ（ｎ）と表すと、−ｄＲ実数成分／ｄｌｎ（周波数ｆ）≒−（Ｒ（ｎ）−Ｒ（ｎ−１））／（ｌｎ（ｆ（ｎ））−ｌｎ（ｆ（ｎ−１）））として図６を計算できる。図６を参照すると、０．５〜２Ｈｚ（パルス幅換算１ｓ〜０．２５ｍｓ）の低周波と３００Ｈｚ〜３ｋＨｚ（パルス幅換算１．７ｍｓ〜０．１７ｍｓ）の高周波領域で誤差が小さくなっていることが分かる。
【００３９】
バッテリテスタとして利用する場合は、これらの２つの領域の周波数に相当する短いパルス幅１．７ｍｓ〜０．１７ｍｓと、長いパルス幅１ｓ〜０．２５ｍｓとで通電し、その際の電圧値、電流値からバッテリのオーミックな抵抗Ｒｏｈｍおよび電荷移動抵抗Ｒｅｔを算出すればよい。
【００４０】
このため、本実施形態では、マイクロプロセッサ２のＣＰＵによる第１のスイッチＳＷ１のオン時間を短いパルス幅内の０．５ｍｓ、第２のスイッチＳＷ２のオン時間を長いパルス幅内の０．５ｓに設定し、異なる時間にこれら２つのスイッチをオン状態に制御、より具体的には、第２のスイッチＳＷ２をオフ状態とし第１のスイッチＳＷ１を短いパルス幅（０．５ｍｓ）でオン状態に制御した後直ちに、第１のスイッチＳＷ１をオフ状態とし第２のスイッチＳＷ２を長いパルス幅（０．５ｓ）でオン状態に制御する構成とした。なお、バッテリ１０のオーミックな抵抗Ｒｏｈｍおよび電荷移動抵抗Ｒｅｔを算出するには、バッテリ１０の開回路電圧も測定する必要があり、その測定タイミングはバッテリテスタ１による通電の前後いずれかに限られるが、第１、第２の通電回路の通電による分極の影響を避けるため、第１、第２の通電回路の通電前が好ましい。また、第１のスイッチＳＷ１をオン状態に制御した直後に、第２のスイッチＳＷ２をオン状態に制御するのは、逆の場合やその間にインターバルを設ける場合と比べバッテリの残存容量の変化による影響が小さいと考えたからである。
【００４１】
２．第１、第２の通電回路の抵抗の抵抗値
バッテリ１０に通電する電流は複数回連続でも単発でも構わないが、時間を短くするという意図と、バッテリテスタ１の温度が上昇することによる制御・測定系への悪影響を除くため、温度上昇が５Ｋ以下になるよう波形連続印加回数を設定することが望ましい。また、短時間でオペレータが多数のバッテリを連続テストする可能性もあるので、その場合でも温度が異常に高くならないように余裕をもった設計とする必要がある。温度上昇を抑制するため、バッテリテスタ１の内部は熱伝導率および熱容量が比較的大きな材料で充填されていることが望ましい。このような材料には、例えば、シリコン粒子をフィラーに使ったエポキシ樹脂が挙げられる。以下の式（１）によって、１回のテストでの波形連続印加回数ｎの上限が概算できる。
【００４２】
【数１】
【００４３】
例えば、波形が１００Ｈｚ０Ａ〜１Ａ矩形波（０Ａ５ｍｓ＋１Ａ５ｍｓ）の場合、単発波形電気量＝５ｍＣとなる。短時間ユーザ連続テスト回数を５０回とし、テスタ内部は酸化ケイ素などセラミックのフィラーを使った樹脂が充填され、バッテリテスタ熱容量を８０Ｊ／Ｋとすると、ｎ＝１３３回となる。これを時間に直すと、１３３回／１００Ｈｚ＝１．３秒となる。これは１回のテストの時間として十分短い時間である。このため、例えば、１３３回波形を印加して平均化処理を行うことで推定精度を上げるようにしてもよい。
【００４４】
発熱が大きいと抵抗の抵抗値が変動して電流測定精度が悪くなったり、ひどい場合には部品が壊れたり、テスタ表面まで熱くなり手で持てなくなる可能性がある。このため、発熱の問題を避ける点も考慮し、上述したように、長いパルス幅のパルスでは電流を小さくし２Ａとした。
【００４５】
一方、１．７ｍｓ〜０．１７ｍｓの短いパルス幅の電流は、ＪＩＳ−Ｄ５３０１に規定された各種電池型式のバッテリにおいて劣化バッテリの検出に適した電流を調べたところ３０Ａとなったので、３０Ａとした。劣化バッテリの検出に適しているかどうかは、同一規格の新品バッテリと劣化バッテリで各種電流で放電して内部抵抗を測定し、新品バッテリと劣化バッテリで内部抵抗の違いが大きい電流を劣化バッテリの検出に適していると判断した。１．７ｍｓ〜０．１７ｍｓ３０Ａでは発熱の問題は起き難いので、短いパルスでは発熱を理由に電流を制限する必要はなかった。
【００４６】
以上を前提に、本実施形態では、第１の抵抗Ｒ１に巻き線型の０．４Ω（誤差精度５％）の定抵抗、第２の抵抗Ｒ２に巻き線型の６Ω（誤差精度５％）の定抵抗を用いた。なお、これらの抵抗値では、図４に示すＶ１が約３００ｍＶ、Ｖ２が約１００ｍＶとなる。
【００４７】
＜動作＞
次に、マイクロプロセッサ２のＣＰＵ（以下、単にＣＰＵという。）が実行するバッテリ状態推定ルーチンについて説明する。オペレータが正負極クリップをそれぞれ正負極端子に接続すると、図示を省略した電圧センサがバッテリ１０の電圧を感知し内蔵電池による電力を上述した各部に供給することでマイクロプロセッサ２のＲＯＭに格納されたプログラムやデータをＲＡＭに展開する等の初期設定処理を経てバッテリ状態推定ルーチンが開始される。
【００４８】
図３に示すように、バッテリ状態推定ルーチンでは、まずステップ１０２において、バッテリ１０の種類を特定するための情報の入力（選択）を要求する画面をＬＣＤ７に表示する。バッテリ１０の種類を特定するための情報としては、バッテリ１０の型式（例えば、通常自動車用バッテリでＪＩＳ−Ｄ５３０１規格の５５Ｄ２３や、ＩＳＳ車用バッテリで電池工業会のＳＢＡ０１０１規格のＱ５５）、バッテリ１０のタイプ（例えば、通常自動車用バッテリ、ＩＳＳ車用バッテリ、充電制御車用バッテリ）、バッテリ１０が搭載された車両のタイプ（例えば、通常自動車用、ＩＳＳ車、充電制御車）を挙げることができる。
【００４９】
オペレータは、例えば、入力操作部６のメニューキー等を操作してバッテリ１０の型式、バッテリ１０のタイプ、バッテリ１０が搭載された車両のタイプのいずれでバッテリ１０の種類を特定するための情報を入力するかを表すメニュー画面をＬＣＤ７に表示させ、入力操作部６の決定キーを押下して自己が入力（選択）を希望する入力（選択）画面をＬＣＤ７に表示させる。入力画面には、例えば、オペレータがバッテリ１０の型式を選択した場合には、バッテリの型式の一覧画面が表示される。オペレータは、一覧画面を参照し上下スクロールキー等を操作してバッテリ１０の型式を選択し決定キーを押下することにより、バッテリ１０の種類を特定するための情報を入力する。オペレータがバッテリ１０のタイプやバッテリ１０が搭載された車両のタイプを選択した場合も同様に、バッテリのタイプやバッテリが搭載された車両のタイプの一覧画面が表示され、オペレータは、上下スクロールキー等を操作してバッテリ１０の型式を選択し決定キーを押下することにより、バッテリ１０の種類を特定するための情報を入力する。
【００５０】
なお、通常自動車用バッテリの型式はＪＩＳ−Ｄ５３０１規格で定められており、ＩＳＳ車用バッテリの型式は電池工業会のＳＢＡ０１０１規格で定められている。回生充電を含む充電制御車用バッテリの型式は通常自動車用バッテリと同じであるが上面に充電制御車用であることを表すシールが貼ってあるので充電制御車であることを確認することができる。
【００５１】
また、バッテリテスタ１はＵＳＢ端子１１を有しているので、以上のようなＬＣＤ７および入力操作部６によるバッテリ１０の種類を特定するための情報の入力方法に代えて、ＵＳＢ端子１１にＵＳＢケーブルを介して接続されたＰＣからバッテリ１０の種類を特定するための情報を送信することにより、バッテリ１０の種類を特定するための情報を入力するようにしても、またはＵＳＢ端子１１にバッテリ１０の種類を特定するための情報を記憶したＵＳＢメモリを接続して入力操作部６を操作してバッテリ１０の種類を特定するための情報を入力するようにしてもよい。
【００５２】
一方、ＣＰＵは、ステップ１０４において、バッテリ１０の種類を特定するための情報が入力（選択）されるまで待機し、入力（選択）されると、次のステップ１０６において、バッテリ１０の種類を特定する。その際、例えば、バッテリ１０の型式やバッテリ１０が搭載された車両のタイプでバッテリ１０の種類を特定するための情報が入力（選択）された場合には、対応するテーブルを参照して、バッテリ１０の種類を特定する（例えば、バッテリ１０の型式としてＱ５５が選択されたときやバッテリが搭載された車両のタイプとしてＩＳＳ車が選択されたときは、ＩＳＳ車用バッテリと特定する。）。
【００５３】
次いでステップ１０８において、ＣＰＵは電圧測定回路３から出力されたバッテリ１０の開回路電圧値（ＯＣＶ）を取り込む。なお、第１のスイッチＳＷ１、第２のスイッチＳＷ２はオフ状態のままである。また、ステップ１０８では、温度測定回路５から出力された温度値も取り込む。
【００５４】
次にステップ１１０では、第１のスイッチＳＷ１を０．５ｍｓの間オン状態に制御し、次のステップ１１２において、第１のスイッチＳＷ１がオン状態に制御されている間に、電圧測定回路３から出力された第１の抵抗Ｒ１の両端電圧値（Ｖ１）および第１電流測定回路４１から出力された第１の抵抗Ｒ１に流れる電流値（Ｉ１）を取り込む。なお、この状態で、第２のスイッチＳＷ２はオフ状態のままである。
【００５５】
次いでステップ１１４では、第１のスイッチＳＷ１をオフ状態、第２のスイッチＳＷ２を０．５ｓの間オン状態に制御し、次のステップ１１６において、第２のスイッチＳＷ２がオン状態に制御されている間に、電圧測定回路３から出力された第２の抵抗Ｒ２の両端電圧値（Ｖ２）および第２電流測定回路４２から出力された第２の抵抗に流れる電流値（Ｉ２）を取り込む。この取り込みが終了すると、第２のスイッチＳＷ２をオフ状態に制御する。
【００５６】
次に、ステップ１１８において、測定した開回路電圧値（ＯＣＶ）、第１の抵抗Ｒ１の両端電圧値（Ｖ１）、第１の抵抗Ｒ１に流れる電流値（Ｉ１）、第２の抵抗Ｒ２の両端電圧値（Ｖ２）、第２の抵抗Ｒ２に流れる電流値（Ｉ２）から、下式（２）により、コールドクランキングアンペア（ＣＣＡ）値を演算（算出）する。上述したように、ＯＣＶ、Ｖ１、Ｉ１、Ｖ２、Ｉ２は、１０μｓ毎に測定されるので、測定したそれぞれの平均値をＯＣＶ、Ｖ１、Ｉ１、Ｖ２、Ｉ２としてもよい。なお、ＣＰＵは、ＣＣＡを演算する際に、ＲＯＭに格納されＲＡＭに展開されたＲｏｈｍからＲｏｈｍ＊への変換マップおよびＲｅｔからＲｅｔ＊への変換マップを参照する。
【００５７】
【数２】
【００５８】
次に、ステップ１２０において、ステップ１０６で特定されたバッテリの種類に対応する判定マップに、測定したＯＣＶと演算したＣＣＡとを当てはめてバッテリ１０の状態を推定する。
【００５９】
本例の判定マップは、ＯＣＶと、ＣＣＡと、バッテリの状態の関係を定めたものであるが、図７に通常自動車用バッテリの判定マップ、図８にＩＳＳ車用および充電制御車用バッテリの判定マップの例を示す。これらの判定マップでは、新品バッテリでは理想的には図７および図８の縦軸１００％の位置になるはずであるが、劣化するに従い下がるため７５％の位置を良好／要交換判定のしきい値に設定した。しかし、良好／要交換判定のしきい値はこれに限られるものではない。
【００６０】
また、これらの判定マップは、バッテリの状態に要充電しきい値を介して隣接する良好領域と要充電領域とを含んでいる。通常自動車用バッテリの判定マップ（図７）では、要充電しきい値が１２．６Ｖであるのに対し、ＩＳＳ車用および充電制御車用バッテリの判定マップ（図８）では、要充電しきい値が１２．４Ｖに設定されている。ＩＳＳ車や回生充電を含む充電制御車ではＳＯＣが低い状態でバッテリが使用されるため、要充電しきい値のＯＣＶが通常自動車用バッテリと同じ１２．６Ｖでは要充電判定が頻発する。通常自動車用バッテリでは低ＳＯＣで使用されると短寿命となるが、ＩＳＳ車用や充電制御車用バッテリは低ＳＯＣで使用しても問題を生じない設計がなされている。このため、要充電しきい値を１２．４Ｖ程度に下げることで誤った要充電判定を避けることができる。
【００６１】
さらに、本例の判定マップでは、バッテリの状態として、「劣化セル交換」、「良好要充電」、「良好」、「充電後再テスト」および「劣化交換」の５つに分類されているが、より多くまたは少なく分類するようにしてもよい。なお、図７、図８に示した判定マップにおいて、「充電後再テスト」と「劣化交換」とを画する斜線をＣＣＡ＝０％まで延ばしたときのＯＣＶは１１．８Ｖである。
【００６２】
次のステップ１２２では、バッテリ１０の充電状態（ＳＯＣ）や健康度（ＳＯＨ）を推定し、タッチパネルに表示する。すなわち、図９に示すように、開回路電圧（ＯＣＶ）と充電状態（ＳＯＣ）との関係を定めた関係マップにステップ１０８で測定した開回路電圧値（ＯＣＶ）を当てはめてバッテリ１０の充電状態（ＳＯＣ）を推定する。また、図１０に示すように、ＲＯＭには電荷移動抵抗Ｒｅｔと健康度（ＳＯＨ）との関係を定めた第２の関係マップに実測したＲｅｔを当てはめてバッテリ１０の健康度（ＳＯＨ）を推定する。オーミックな抵抗とＳＯＨは一般に対応する性質のものではないが、一方、電荷移動抵抗は電極の有効表面積や電解液中の電極反応種（硫酸）濃度に依存するので、鉛電池のような充電状態（ＳＯＣ）によって有効表面積や電極反応種（硫酸）濃度が変わる電池系において電荷移動抵抗はＳＯＨと対応する。残容量はＳＯＨと１対１に対応する量なので、残容量を推定することもできる。なお、これらＳＯＨ、ＳＯＣを推定するにあたり、所定の温度でのＳＯＨ、ＳＯＣに温度補正することが好ましい。
【００６３】
また、ステップ１２２では、バッテリテスタ１によるバッテリ１０の状態の推定（テスト）結果として、バッテリ１０が良好な状態にあるときは表示部１２の緑色ＬＥＤを、バッテリ１０が要充電状態にあるときは表示部１２の黄色ＬＥＤを、バッテリ１０が要交換状態にあるときは表示部１２の赤色ＬＥＤを、それぞれ所定時間（例えば、２分）点灯させる。さらに、入力操作部６を介して、測定結果や推定結果についてミニプリンタ８への出力指示がある場合には、指示に従い出力（印刷）する。ステップ１２２での処理が終了すると、バッテリ状態推定ルーチンは終了する。
【００６４】
（作用効果等）
次に、本実施形態のバッテリテスタ１の作用効果等について説明する。
【００６５】
本実施形態のバッテリテスタ１では、ＲＯＭに、ＯＣＶと、ＣＣＡと、バッテリの状態との関係を定めたマップであって、バッテリの状態に要充電しきい値を介して隣接する良好領域と要充電領域とを含み、バッテリの種類に対応して少なくとも要充電しきい値が異なる複数の判定マップ（図７、８参照）が記憶されており、これらの判定マップはＲＡＭに展開されている。入力操作部６で入力（選択）されたバッテリの種類を特定するための情報に応じて、バッテリの種類に対応して要充電しきい値が異なる判定マップを切り替えて（バッテリの種類に対応した判定マップを特定して）バッテリの状態を推定する（ステップ１０６、１２０）。このため、ＩＳＳ車用や充電制御車用バッテリでも誤った要充電判定を避け、適正にバッテリ１０の状態を判定することができる。
【００６６】
また、本実施形態のバッテリテスタ１によれば、マイクロプロセッサ２は、バッテリ１０のオーミックな抵抗Ｒｏｈｍと電荷移動抵抗Ｒｅｔとを算出する際の、周波数誤差がほぼ最小となるパルス幅内で第１のスイッチＳＷ１、第２のスイッチＳＷ２をオン状態に制御する。このため、マイクロプロセッサ２は、バッテリ１０の開回路電圧値（ＯＣＶ）と、第１のスイッチＳＷ１を短いパルス幅（０．５ｍｓ）でオン状態に制御した状態で測定した第１の抵抗Ｒ１の両端電圧値（Ｖ１）および第１の抵抗Ｒ１に流れる電流値（Ｉ１）とからバッテリ１０のオーミックな抵抗成分Ｒｏｈｍを適正に検出でき（式（２）参照）、このオーミックな抵抗成分Ｒｏｈｍと、バッテリ１０の開回路電圧値（ＯＣＶ）と、第２のスイッチＳＷ２を長いパルス幅（０．５ｓ）でオン状態に制御した状態で測定した第２の抵抗Ｒ２の両端電圧値（Ｖ２）および第２の抵抗に流れる電流値（Ｉ２）とからバッテリ１０の電荷移動抵抗Ｒｅｔを適正に検出できるため（式（２）参照）、バッテリ１０の状態を精度よく推定することができる。
【００６７】
また、本実施形態のバッテリテスタ１によれば、第１および第２の通電回路に流れる通電パルスが長いパルス幅（０．５ｓ）でも１ｓ以下であり、通電電流（３０Ａ）もエンジン始動を模擬する程の大電流とする必要がないため、発熱を抑制し、第１の抵抗Ｒ１、第２の抵抗Ｒ２を小さくでき装置全体の小型化を図ることができる。
【００６８】
さらに、本実施形態のバッテリテスタ１によれば、マイクロプロセッサ２は、第２のスイッチＳＷ２をオフ状態とし第１のスイッチＳＷ１を短いパルス幅（０．５ｍｓ）でオン状態に制御した後直ちに、第１のスイッチＳＷ１をオフ状態とし第２のスイッチＳＷ２を長いパルス幅（０．５ｓ）でオン状態に制御するため、バッテリ１０の残存容量の変化による影響を低減でき、バッテリ１０の状態を精度よく推定することができる。
【００６９】
また、本実施形態のバッテリテスタ１によれば、マイクロプロセッサ２は、開回路電圧値（ＯＣＶ）、第１の抵抗Ｒ１の両端電圧値（Ｖ１）および第１の抵抗Ｒ１に流れる電流値（Ｉ１）と、第２の抵抗Ｒ２の両端電圧値（Ｖ２）および第２の抵抗Ｒ２に流れる電流値（Ｉ２）とからバッテリ１０の電荷移動抵抗値Ｒｅｔを算出し、算出した電荷移動抵抗値Ｒｅｔを、ＲＯＭに予め格納されたバッテリ１０の電荷移動抵抗値Ｒｅｔと健康度との関係を定めた関係マップに当てはめてバッテリ１０の健康度（ＳＯＨ）を推定するとともに、開回路電圧値（ＯＣＶ）を、開回路電圧と充電状態との関係を定めた関係マップに当てはめてバッテリ１０の充電状態（ＳＯＣ）を推定するので、バッテリ１０の状態を詳しく検出することができる。
【００７０】
さらに、本実施形態のバッテリテスタ１によれば、温度センサを有する温度測定回路５で測定された温度値により、算出したオーミックな抵抗Ｒｏｈｍおよび電荷移動抵抗Ｒｅｔを−１８℃での値に温度補正するので、コールドクランキングアンペア値を精度よく算出することができ、その結果、バッテリ１０の状態を適正に推定することができる。
【００７１】
なお、本実施形態では、ＯＣＶと、ＣＣＡと、バッテリの状態との関係を定めた複数の判定マップを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ＯＣＶに代えてＳＯＣを用いるようにしてもよい。ＯＣＶからＳＯＣへの変換は、例えば、図９に示した関係マップを用いて行うことができる。また、ＣＣＡに代えてＳＯＨやバッテリの内部抵抗（Ｉｒ）を用いるようにしてもよい。上述したように、電荷移動抵抗値Ｒｅｔと健康度（ＳＯＨ）には相関があり（図１０も参照）、ＳＯＨと内部抵抗（Ｉｒ）とに相関があることは知られているため、電荷移動抵抗値ＲｅｔからＳＯＨ、Ｉｒを求めることができる。従って、例えば、ＳＯＣと、ＳＯＨまたはＩｒと、バッテリの状態との関係を定めた複数の判定マップを用いる場合には、ＯＣＶとＳＯＣとの関係を定めた第１の関係マップ、電荷移動抵抗とＳＯＨまたはＩｒとの関係を定めた第２の関係マップもＲＯＭに記憶しておき、測定したＯＣＶを第１の関係マップに当てはめてＳＯＣの値を算出するとともに、式（２）で算出した電荷移動抵抗値を第２の関係マップに当てはめてＳＯＨまたはＩｒの値を算出し、バッテリ１０の種類に対応する判定マップに算出したＳＯＣ、およびＳＯＨまたはＩｒの値を当てはめてバッテリ１０の状態を推定するようにしてもよい。さらに、本実施形態ではＣＣＡ（％）を例示したが、これに代えてＣＣＡ（Ａ）を用いるようにしてもよい。
【００７２】
また、本実施形態では、バッテリテスタ１によるバッテリ１０の状態の推定結果を表示部１２のＬＥＤを点灯させることで表示する例を示したが、本発明はこれに限ることなく、例えば、ＬＣＤ７で表示するようにしてもよい。さらにまた、本実施形態では、バッテリテスタ１の判定精度を高めるために、第１、第２の２つの通電回路を例示したが、本発明はこれに限らず、１つの通電回路を用いて判定するバッテリテスタにも適用可能である。
【００７３】
さらに、本実施形態では、図７、８に示したように、全域の判定マップを例示したが、ＯＣＶ、ＣＣＡともに離散値としたテーブルを判定マップとし、ＣＰＵが離散値間の数値を按分計算により補完するようにしてもよい。
【００７４】
また、本実施形態では、コストの点を考慮し、電圧測定回路３を単一のものとしたが、本発明はこれに限らず、バッテリ１０の開回路電圧を測定する開回路電圧測定部、第１の抵抗Ｒ１の両端電圧を測定する第１電圧測定部および第２の抵抗Ｒ２の両端電圧を測定する第２電圧測定部の３つの電圧測定部で構成するようにしてもよい。
【００７５】
また、本実施形態では、電流測定精度を高めるために、第１の抵抗Ｒ１に流れる電流を測定する第１電流測定回路４１と、第２の抵抗Ｒ２に流れる電流を測定する第２電流測定回路４２との２つの電流測定回路を例示したが、例えば、正極クリップと第２のスイッチＳＷ２との間に電流センサを設け、第１のスイッチＳＷ１および第２のスイッチＳＷ２を閉じたときのバッテリ１０に流れる電流を１つの電流測定回路で測定するようにしてもよい。この場合には、第１のスイッチＳＷ１、第２のスイッチＳＷ２のオン状態時の抵抗を考慮して第１の抵抗Ｒ１や第２の抵抗Ｒ２に流れる電流値を算出するようにすればよい。
【００７６】
さらに、本実施形態では、バッテリ１０の温度を測定するために、正極クリップに温度センサを固着しバッテリ１０の正極外部端子の温度をバッテリ１０の温度として測定した例を示したが、温度センサをバッテリ１０に固定することでバッテリ１０の温度を測定するようにしてもよい。そして、本実施形態では、オペレータが正負極クリップをそれぞれ正負極端子に接続することで、図示を省略した電圧センサがバッテリ１０の電圧を感知し内蔵電池による電力を自動的に各部に供給することでバッテリ状態推定ルーチンが開始される例を示したが、バッテリテスタ１の電源をオンまたはオフとする電源スイッチを設け、オペレータが正負極クリップをそれぞれ正負極端子に接続し、電源スイッチをオンとすることでバッテリ状態推定ルーチンが開始されるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明はＩＳＳ車用や回生充電を含む充電制御車用のバッテリでも適正に状態を判定可能なバッテリテスタを提供するものであるため、バッテリテスタの製造、販売に寄与するので、産業上の利用可能性を有する。
【符号の説明】
【００７８】
１ バッテリテスタ
２ マイクロプロセッサ（制御手段、記憶手段、取得手段の一部）
３ 電圧測定回路（電圧測定手段の一部）
６ 入力操作部（入力手段）
７ 液晶表示装置（表示手段）
８ ミニプリンタ
１０ バッテリ
１１ ＵＳＢ端子（取得手段の一部）
１２ 表示部（第２の表示手段）
４１ 第１電流測定回路（電流測定手段の一部）
４２ 第２電流測定回路（電流測定手段の一部）
Ｒ１ 第１の抵抗（定抵抗の一部）
Ｒ２ 第２の抵抗（定抵抗の一部）
ＳＷ１ 第１のスイッチ
ＳＷ２ 第２のスイッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定抵抗を有しバッテリに並列接続される通電回路と、
前記バッテリの開回路電圧（ＯＣＶ）および前記通電回路の定抵抗の両端電圧を測定する電圧測定手段と、
前記通電回路に流れる電流を測定する電流測定手段と、
前記バッテリの種類を特定するための情報を入力するための入力手段と、
判定マップを記憶した記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された判定マップを用いて前記バッテリの状態を推定する制御手段と、
を備え、
前記記憶手段は、バッテリのＯＣＶまたは充電状態（ＳＯＣ）と、バッテリのコールドクランキングアンペア（ＣＣＡ）または健康度（ＳＯＨ）または内部抵抗（Ｉｒ）と、バッテリの状態との関係を定めたマップであって、前記バッテリの状態に要充電しきい値を介して隣接する良好領域と要充電領域とを含み、バッテリの種類に対応して少なくとも前記要充電しきい値が異なる複数の判定マップを記憶しており、
前記制御手段は、前記電圧測定手段で測定された前記バッテリのＯＣＶおよび前記定抵抗の両端電圧、並びに、前記電流測定手段で測定された前記通電回路に流れる電流の値から前記バッテリのＣＣＡまたはＳＯＨまたはＩｒの値を算出するとともに、必要に応じて前記電圧測定手段で測定された前記バッテリのＯＣＶから前記バッテリのＳＯＣの値を算出し、前記入力手段で入力された前記バッテリの種類を特定するための情報に応じて前記判定マップを切り替え、該切り替えた判定マップに前記測定されたＯＣＶまたは前記算出したＳＯＣ、および前記算出したＣＣＡまたはＳＯＨまたはＩｒの値を当てはめて前記バッテリの状態を推定する、
ことを特徴とするバッテリテスタ。
【請求項２】
前記バッテリの種類を特定するための情報に、バッテリの型式、バッテリのタイプおよびバッテリが搭載された車両のタイプの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１に記載のバッテリテスタ。
【請求項３】
前記バッテリのタイプにアイドルストップ・スタート（ＩＳＳ）車用バッテリおよび充電制御車用バッテリの少なくとも一方を含み、前記バッテリが搭載された車両のタイプにＩＳＳ車および充電制御車の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項２に記載のバッテリテスタ。
【請求項４】
前記入力手段によりオペレータに前記バッテリの種類を特定するための情報を選択させるための画面を表示する表示手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のバッテリテスタ。
【請求項５】
前記バッテリの種類を特定するための情報を外部から取得するための取得手段をさらに備え、前記制御手段は、前記取得手段で取得した前記バッテリの種類を特定するための情報に応じて前記判定マップを切り替え、該切り替えた判定マップに前記測定されたＯＣＶまたは前記算出したＳＯＣ、および前記算出したＣＣＡまたはＳＯＨまたはＩｒの値を当てはめて前記バッテリの状態を推定することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のバッテリテスタ。
【請求項６】
前記制御手段は、前記電圧測定手段で測定された前記バッテリのＯＣＶおよび前記定抵抗の両端電圧、並びに、前記電流測定手段で測定された前記通電回路に流れる電流の値から前記バッテリのオーミックな抵抗値および電荷移動抵抗値を算出し、前記電圧測定手段で測定された前記バッテリのＯＣＶ、前記算出したオーミックな抵抗値および電荷移動抵抗値から前記バッテリのＣＣＡまたはＳＯＨまたはＩｒの値を算出するとともに、必要に応じて前記電圧測定手段で測定された前記バッテリのＯＣＶから前記バッテリのＳＯＣの値を算出することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のバッテリテスタ。
【請求項７】
前記記憶手段に記憶された複数の判定マップは、ＯＣＶと、ＣＣＡと、バッテリの状態との関係を定めたマップであり、前記制御手段は、前記測定されたＯＣＶと、前記算出したオーミックな抵抗値および電荷移動抵抗値とからＣＣＡの値を算出し、前記切り替えた判定マップに前記測定されたＯＣＶおよび前記算出したＣＣＡの値を当てはめて前記バッテリの状態を推定することを特徴とする請求項６に記載のバッテリテスタ。
【請求項８】
前記記憶手段に記憶された複数の判定マップは、ＳＯＣと、ＳＯＨまたはＩｒと、バッテリの状態との関係を定めたマップであり、前記記憶手段は、バッテリのＯＣＶとＳＯＣとの関係を定めた第１の関係マップ、およびバッテリの電荷移動抵抗とＳＯＨまたはＩｒとの関係を定めた第２の関係マップをさらに記憶しており、前記制御手段は、前記測定されたＯＣＶを前記第１の関係マップに当てはめて前記バッテリのＳＯＣの値を算出するとともに、前記算出した電荷移動抵抗値を前記第２の関係マップに当てはめて前記バッテリのＳＯＨまたはＩｒの値を算出し、前記切り替えた判定マップに前記算出したＳＯＣ、およびＳＯＨまたはＩｒの値を当てはめて前記バッテリの状態を推定することを特徴とする請求項６に記載のバッテリテスタ。
【請求項９】
前記制御手段による前記バッテリの状態の推定結果を表示する第２の表示手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載のバッテリテスタ。
【請求項１０】
前記第２の表示手段は、前記バッテリが良好な状態にあることを表示するためのＬＥＤ、前記バッテリが要充電状態にあることを表示するためのＬＥＤ、および前記バッテリが要交換状態にあることを表示するためのＬＥＤを有することを特徴とする請求項９に記載のバッテリテスタ。
【請求項１】
定抵抗を有しバッテリに並列接続される通電回路と、
前記バッテリの開回路電圧（ＯＣＶ）および前記通電回路の定抵抗の両端電圧を測定する電圧測定手段と、
前記通電回路に流れる電流を測定する電流測定手段と、
前記バッテリの種類を特定するための情報を入力するための入力手段と、
判定マップを記憶した記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された判定マップを用いて前記バッテリの状態を推定する制御手段と、
を備え、
前記記憶手段は、バッテリのＯＣＶまたは充電状態（ＳＯＣ）と、バッテリのコールドクランキングアンペア（ＣＣＡ）または健康度（ＳＯＨ）または内部抵抗（Ｉｒ）と、バッテリの状態との関係を定めたマップであって、前記バッテリの状態に要充電しきい値を介して隣接する良好領域と要充電領域とを含み、バッテリの種類に対応して少なくとも前記要充電しきい値が異なる複数の判定マップを記憶しており、
前記制御手段は、前記電圧測定手段で測定された前記バッテリのＯＣＶおよび前記定抵抗の両端電圧、並びに、前記電流測定手段で測定された前記通電回路に流れる電流の値から前記バッテリのＣＣＡまたはＳＯＨまたはＩｒの値を算出するとともに、必要に応じて前記電圧測定手段で測定された前記バッテリのＯＣＶから前記バッテリのＳＯＣの値を算出し、前記入力手段で入力された前記バッテリの種類を特定するための情報に応じて前記判定マップを切り替え、該切り替えた判定マップに前記測定されたＯＣＶまたは前記算出したＳＯＣ、および前記算出したＣＣＡまたはＳＯＨまたはＩｒの値を当てはめて前記バッテリの状態を推定する、
ことを特徴とするバッテリテスタ。
【請求項２】
前記バッテリの種類を特定するための情報に、バッテリの型式、バッテリのタイプおよびバッテリが搭載された車両のタイプの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１に記載のバッテリテスタ。
【請求項３】
前記バッテリのタイプにアイドルストップ・スタート（ＩＳＳ）車用バッテリおよび充電制御車用バッテリの少なくとも一方を含み、前記バッテリが搭載された車両のタイプにＩＳＳ車および充電制御車の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項２に記載のバッテリテスタ。
【請求項４】
前記入力手段によりオペレータに前記バッテリの種類を特定するための情報を選択させるための画面を表示する表示手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のバッテリテスタ。
【請求項５】
前記バッテリの種類を特定するための情報を外部から取得するための取得手段をさらに備え、前記制御手段は、前記取得手段で取得した前記バッテリの種類を特定するための情報に応じて前記判定マップを切り替え、該切り替えた判定マップに前記測定されたＯＣＶまたは前記算出したＳＯＣ、および前記算出したＣＣＡまたはＳＯＨまたはＩｒの値を当てはめて前記バッテリの状態を推定することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のバッテリテスタ。
【請求項６】
前記制御手段は、前記電圧測定手段で測定された前記バッテリのＯＣＶおよび前記定抵抗の両端電圧、並びに、前記電流測定手段で測定された前記通電回路に流れる電流の値から前記バッテリのオーミックな抵抗値および電荷移動抵抗値を算出し、前記電圧測定手段で測定された前記バッテリのＯＣＶ、前記算出したオーミックな抵抗値および電荷移動抵抗値から前記バッテリのＣＣＡまたはＳＯＨまたはＩｒの値を算出するとともに、必要に応じて前記電圧測定手段で測定された前記バッテリのＯＣＶから前記バッテリのＳＯＣの値を算出することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のバッテリテスタ。
【請求項７】
前記記憶手段に記憶された複数の判定マップは、ＯＣＶと、ＣＣＡと、バッテリの状態との関係を定めたマップであり、前記制御手段は、前記測定されたＯＣＶと、前記算出したオーミックな抵抗値および電荷移動抵抗値とからＣＣＡの値を算出し、前記切り替えた判定マップに前記測定されたＯＣＶおよび前記算出したＣＣＡの値を当てはめて前記バッテリの状態を推定することを特徴とする請求項６に記載のバッテリテスタ。
【請求項８】
前記記憶手段に記憶された複数の判定マップは、ＳＯＣと、ＳＯＨまたはＩｒと、バッテリの状態との関係を定めたマップであり、前記記憶手段は、バッテリのＯＣＶとＳＯＣとの関係を定めた第１の関係マップ、およびバッテリの電荷移動抵抗とＳＯＨまたはＩｒとの関係を定めた第２の関係マップをさらに記憶しており、前記制御手段は、前記測定されたＯＣＶを前記第１の関係マップに当てはめて前記バッテリのＳＯＣの値を算出するとともに、前記算出した電荷移動抵抗値を前記第２の関係マップに当てはめて前記バッテリのＳＯＨまたはＩｒの値を算出し、前記切り替えた判定マップに前記算出したＳＯＣ、およびＳＯＨまたはＩｒの値を当てはめて前記バッテリの状態を推定することを特徴とする請求項６に記載のバッテリテスタ。
【請求項９】
前記制御手段による前記バッテリの状態の推定結果を表示する第２の表示手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載のバッテリテスタ。
【請求項１０】
前記第２の表示手段は、前記バッテリが良好な状態にあることを表示するためのＬＥＤ、前記バッテリが要充電状態にあることを表示するためのＬＥＤ、および前記バッテリが要交換状態にあることを表示するためのＬＥＤを有することを特徴とする請求項９に記載のバッテリテスタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−７２８３８（Ｐ２０１３−７２８３８Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１４１１８（Ｐ２０１１−２１４１１８）
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（０００００１２０３）新神戸電機株式会社 (518)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（０００００１２０３）新神戸電機株式会社 (518)
【Ｆターム（参考）】
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