バッテリ容量測定装置
【課題】本発明は、種々のバッテリの容量を正確に測定できるようにすることを目的にする。
【解決手段】本発明に係るバッテリ容量測定装置１０は、バッテリ３０ａが連結されるバッテリ連結部４０ａと、バッテリ３０ａの容量を測定する測定装置本体部２０とからなるバッテリ容量測定装置であって、測定装置本体部２０は、バッテリ３０ａを所定電流で放電させる放電手段２１５と、バッテリの電圧を監視し、前記電圧が終止電圧よりも低下したときに前記放電手段による放電を停止させる放電停止手段２１５と、放電開始時から放電停止時までの時間を計測する放電時間計測手段２１５と、放電電流値と放電時間とから電流積算値を演算する演算手段２１５とを有する。
【解決手段】本発明に係るバッテリ容量測定装置１０は、バッテリ３０ａが連結されるバッテリ連結部４０ａと、バッテリ３０ａの容量を測定する測定装置本体部２０とからなるバッテリ容量測定装置であって、測定装置本体部２０は、バッテリ３０ａを所定電流で放電させる放電手段２１５と、バッテリの電圧を監視し、前記電圧が終止電圧よりも低下したときに前記放電手段による放電を停止させる放電停止手段２１５と、放電開始時から放電停止時までの時間を計測する放電時間計測手段２１５と、放電電流値と放電時間とから電流積算値を演算する演算手段２１５とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
バッテリが連結されるバッテリ連結部と、そのバッテリ連結部と電気的に接続されており、前記バッテリ連結部に連結された前記バッテリの充電可能容量を測定する測定装置本体部とからなるバッテリ容量測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
バッテリを構成する二次電池（以下、セルという）の劣化具合を診断するときに、そのセルの充電可能容量を測定することが有効である。特許文献１に記載された電池の診断装置では、バッテリ内の記憶手段に記憶されている充電時の充電電流の積算値（電池容量データ）と、同じく記憶手段に記憶されている充電回数データとを読み取り、その電池容量データと充電回数データとからセルの劣化状態を診断している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−０４３０５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記した電池の診断装置は、バッテリの記憶手段に記憶されている電池容量データと充電回数データとからセルの劣化状態を診断する構成のため、前記記憶手段等を有しないバッテリの診断を行なうことはできない。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、種々のバッテリの充電可能容量を正確に測定できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した課題は、各請求項の発明によって解決される。
請求項１の発明は、バッテリが連結されるバッテリ連結部と、そのバッテリ連結部と電気的に接続されており、前記バッテリ連結部に連結された前記バッテリの充電可能容量を測定する測定装置本体部とからなるバッテリ容量測定装置であって、前記測定装置本体部は、前記バッテリを所定電流で放電させる放電手段と、前記バッテリの電圧を監視し、前記電圧が終止電圧よりも低下したときに前記放電手段による放電を停止させる放電停止手段と、放電開始時から放電停止時までの時間を計測する放電時間計測手段と、前記放電電流値と放電時間とから電流積算値を演算する演算手段とを有することを特徴とする。
【０００７】
本発明によると、満充電されたバッテリを所定電流で放電させ、放電電流値と放電時間とから電流積算値を演算してバッテリの充電可能容量を測定する。このため、どのようなバッテリであっても正確にバッテリの充電可能容量を測定することができる。
【０００８】
請求項２の発明によると、連結構造が異なる複数種類のバッテリにそれぞれ対応する複数種類の前記バッテリ連結部が前記測定装置本体部と別体で設けられていることを特徴とする。
このため、連結構造が異なる複数種類のバッテリの充電可能容量を一台のバッテリ容量測定装置で測定することができる。
また、バッテリ連結部と測定装置本体部とが別体であるため、測定装置本体部を小型化できる。
【０００９】
請求項３の発明によると、連結構造が異なる複数種類のバッテリにそれぞれ対応する複数種類のバッテリ連結部が測定装置本体部と一体化されていることを特徴とする。
このため、連結構造が異なる複数種類のバッテリの充電可能容量を一台のバッテリ容量測定装置で測定することができる。
【００１０】
請求項４の発明によると、バッテリ連結部は、連結構造が異なる複数種類のバッテリがそれぞれ連結可能なように構成された複数種類のアダプタと、各々のアダプタと前記測定装置本体部とを接続可能に構成された接続部材とから構成されていることを特徴とする。
請求項５の発明によると、アダプタには、バッテリに対して一定方向にスライドさせる動作により連結される形式と、前記バッテリが差し込まれることで連結される形式とがあることを特徴とする。
【００１１】
請求項６の発明によると、測定装置本体部には、バッテリ連結部に連結されたバッテリの定格電圧を入力するための電圧入力スイッチが設けられていることを特徴とする。
このため、定格電圧が異なる種々のバッテリの充電可能容量測定が可能になる。
請求項７の発明によると、放電停止手段の終止電圧は、バッテリの定格電圧に基づいて設定されることを特徴とする。
請求項８の発明によると、測定装置本体部には、放電電流の電流積算値を表示する表示部が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、種々のバッテリの充電可能容量を正確に測定できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態１に係るバッテリ容量測定装置の信号ブロック図である。
【図２】前記バッテリ容量測定装置の全体平面図である。
【図３】アダプタの斜視図である。
【図４】別のアダプタの斜視図である。
【図５】別のアダプタの斜視図である。
【図６】前記バッテリ容量測定装置の動作フローチャートである。
【図７】前記バッテリ容量測定装置の動作フローチャートである。
【図８】前記バッテリ容量測定装置の動作フローチャートである。
【図９】前記バッテリ容量測定装置の動作フローチャートである。
【図１０】前記バッテリ容量測定装置の動作フローチャートである。
【図１１】変更例に係るバッテリ容量測定装置の模式斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［実施形態１］
以下、図１から図１１に基づいて、本発明の実施形態１に係るバッテリ容量測定装置１０の説明を行なう。
ここで、図中の前後左右及び上下は、バッテリ容量測定装置１０の測定装置本体部２０とアダプタ４０ａ，４０ｂの前後左右及び上下に対応している。
【００１５】
＜バッテリ容量測定装置１０の概要について＞
本実施形態に係るバッテリ容量測定装置１０は、種々のバッテリ３０ａ，３０ｂ（図３等参照）の容量を測定してその容量を表示する装置であり、図２、図３に示すように、測定装置本体部２０と、バッテリ３０ａ，３０ｂが連結されるアダプタ４０ａ，４０ｂ，４０ｃと、前記測定装置本体部２０と前記アダプタ４０ａ，４０ｂ，４０ｃを接続する接続部材５０とから構成されている。
前記アダプタ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ（図３、図４、図５参照）は、接続構造が異なる複数種類のバッテリ３０ａ，３０ｂがそれぞれ連結可能なように構成されている。
【００１６】
＜アダプタ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ及び接続部材５０について＞
第１アダプタ４０ａは、図３に示すように、スライド式バッテリ３０ａが連結できるように構成されたアダプタである。第１アダプタ４０ａの上面には、図２に示すように、前後方向に延びる一対のガイドレール４５が設けられており、それらのガイドレール４５の上端位置に帯板状の側方突出部４５ｔが対向するガイドレール４５の方向に張出すように設けられている。これにより、第１アダプタ４０ａの上面には、その上面とガイドレール４５の側面と側方突出部４５ｔの下面とにより、断面コ字形をした一対の溝部が形成される。そして、スライド式バッテリ３０ａの下側（図３において下側）に形成された左右の突条部（図示省略）が第１アダプタ４０ａの上面に形成された一対の溝部（側方突出部４５ｔ）と嵌合するように構成されている。そして、スライド式バッテリ３０ａの前記突条部を第１アダプタ４０ａの側方突出部４５ｔに嵌合させて、そのスライド式バッテリ３０ａを第１アダプタ４０ａに対して前進限位置までスライドさせることで、スライド式バッテリ３０ａと第１アダプタ４０ａとが連結されて両者３０ａ，４０ａが電気的に接続される。
【００１７】
第２アダプタ４０ｂは、図４に示すように、差し込み式バッテリ３０ｂが連結できるように構成されたアダプタである。第２アダプタ４０ｂの上面には、差し込み式バッテリ３０ｂが差し込まれる差し込み穴部４６が形成されている。差し込み穴部４６の内壁面には中心を挟んで両側に端子が設けられており、それらの端子で差し込み式バッテリ３０ｂの端子部を挟持できるように構成されている。これにより、差し込み式バッテリ３０ｂを第２アダプタ４０ｂの差し込み穴部４６に差し込むことで、差し込み式バッテリ３０ｂを第２アダプタ４０ｂに連結することができる。
第３アダプタ４０ｃは、図５に示すように、差し込み式バッテリ３０ｂをスライド式バッテリ３０ａ用の第１アダプタ４０ａに連結するためのアダプタであり、上面側に差し込み式バッテリ３０ｂが差し込まれる差し込み穴部４６、下面側に第１アダプタ４０ａの左右の側方突出部４５ｔと嵌合可能な左右の突条部（図示省略）が形成されている。即ち、第３アダプタ４０ｃを介して差し込み式バッテリ３０ｂをスライド式バッテリ３０ａ用の第１アダプタ４０ａに連結することができる。
【００１８】
第１アダプタ４０ａと第２アダプタ４０ｂとには、図２〜図５に示すように、リード線４１が設けられており、そのリード線４１の先端に共通の出力コネクタ４３が設けられている。そして、前記出力コネクタ４３が接続部材５０の先端側に設けられた受けコネクタ５２に接続されるようになっている。
接続部材５０は、種々のアダプタ４０ａ，４０ｂを測定装置本体部２０に接続するための配線ケーブルであり、受けコネクタ５２と反対側（基端部側）に測定装置本体部２０のコネクタ２１（図１参照）に接続される主コネクタ５４が設けられている。
上記構成により、例えば、スライド式バッテリ３０ａの容量を測定する場合には、第１アダプタ４０ａの出力コネクタ４３を接続部材５０の受けコネクタ５２に接続し、その接続部材５０の主コネクタ５４を測定装置本体部２０のコネクタ２１に接続する。また、差し込み式バッテリ３０ｂの容量を測定する場合には、第２アダプタ４０ｂの出力コネクタ４３を接続部材５０の受けコネクタ５２に接続し、その接続部材５０の主コネクタ５４を測定装置本体部２０のコネクタ２１に接続する。なお、第２アダプタ４０ｂを使用する代わりに、第１アダプタ４０ａと第３アダプタ４０ｃとを使用することも可能である。
即ち、第１アダプタ４０ａ、第２アダプタ４０ｂ、第３アダプタ４０ｃ、及び接続部材５０が本発明のバッテリ連結部に相当する。
【００１９】
＜測定装置本体部２０について＞
測定装置本体部２０は、満充電されたスライド式バッテリ３０ａ、あるいは差し込み式バッテリ３０ｂ（以下、バッテリ３０という）を一定電流で放電させて、その放電電流と放電時間とから電流積算値を演算し、バッテリ３０の充電可能容量を測定できるように構成されている。
測定装置本体部２０は、図１に示すように、放電電流の制御、放電時間の計測、及び電流積算値の演算等を行なう制御部２１０と、バッテリ３０の定格電圧を入力する操作部２３０と、測定結果の表示、及び警報表示等を行なう表示警報部２４０と、電源部２６０等から構成されている。
【００２０】
＜制御部２１０について＞
制御部２１０は、図１に示すように、マイコン２１５と、放電電流測定部２１２と、放電電流調節部２１３と、リレー２１４等から構成されている。
前記マイコン２１５は、メモリ（図示省略）に格納されたプログラムに基づいてバッテリ３０の放電制御、放電時間の計測、電流積算値の演算を行なう部分であり、異常時には放電を停止して警報を発することができるように構成されている。
放電電流測定部２１２は、放電回路２１０ｃの放電電流を測定する部分であり、放電電流を電圧信号に変換するシャント抵抗２１２ｒと、その電圧信号を増幅する増幅器２１２ｅから構成されている。放電電流測定部２１２により得られた電流信号は、マイコン２１５のＡＤ１端子に入力される。
放電電流調節部２１３は、マイコン２１５のＯＵＴ１端子からの出力信号に基づいて設定された設定放電電流値（5Ａ、あるいは10Ａ）と、放電電流測定部２１２により測定された電流信号値とを比較し、電流信号値が設定放電電流値に近づくように放電電流をＦＥＴと抵抗２１３ｒ等により調節する。さらに、放電電流調節部２１３は、放電回路２１０ｃを遮断するためのリレー２１４を備えており、そのリレー２１４が放電完了時、あるいは放電中止時にマイコン２１５のＯＵＴ２端子からの出力信号により放電回路２１０ｃを遮断できるように構成されている。
【００２１】
マイコン２１５のＩ／Ｏ端子には、後記する操作部２３０と表示警報部２４０との間でデータの入出力を行なうための通信ケーブルが接続されている。さらに、マイコン２１５のＡＤ２端子にはアダプタ４０ａ，４０ｂに連結されたバッテリ３０の電圧信号が入力されるように構成されている。また、マイコン２１５のＡＤ３端子、ＡD４端子にはサーミスタ２１８ａ，２１８ｂにより測定されたＦＥＴの温度と抵抗２１３ｒの温度信号が入力されるように構成されている。さらに、マイコン２１５のＯＵＴ３端子は測定装置本体部２０の冷却ファン２１７に接続されている。そして、マイコン２１５はＦＥＴの温度と抵抗２１３ｒの温度信号に基づいて冷却ファン２１７をオン・オフできるように構成されている。また、マイコン２１５のＯＵＴ４端子は警報用のブザー２４６に接続されている。
【００２２】
＜操作部２３０について＞
操作部２３０は、バッテリ３０の電圧を入力する複数（図では、8個）の電圧入力スイッチ２３１〜２３８と、それらの電圧入力スイッチ２３１〜２３８による電圧入力信号が制御部２１０のマイコン２１５に入力されたことを表示する表示ＬＥＤ２４２ａ〜２４２ｈとから構成されている。電圧入力スイッチ２３１〜２３８は、例えば、7.2V、9.6V、10.8V、12V、14.4V、18V、24V、36Vの８種類のバッテリ３０に対応しており、各々の電圧入力スイッチ２３１〜２３８に対して表示ＬＥＤ２４２ａ〜２４２ｈが一対一で対応している。即ち、定格7.2Vのバッテリ３０に対応する電圧入力スイッチ２３１をオン操作して、その信号がマイコン２１５に入力されると、前記マイコン２１５はその電圧入力スイッチ２３１に対応する表示ＬＥＤ２４２ａを点灯させる。
【００２３】
＜表示警報部２４０及び電源部２６０について＞
表示警報部２４０は、バッテリ３０の電圧と、電流積算値（バッテリ３０の容量）とを表示する液晶パネル２４１と、測定完了ＬＥＤ２４４と、エラー表示ＬＥＤ２４５とから構成されている。液晶パネル２４１は、例えば、12段のバーグラフ２４１ｂにより電流積算値を表示できるように構成されており、前記バーグラフ２４１ｂの一段が、例えば、0.25Ａｈ（アンヘ゜アアワー）に設定されている。
前記液晶パネル２４１と測定完了ＬＥＤ２４４、及びエラー表示ＬＥＤ２４５は、マイコン２１５からの出力信号に基づいて動作するように構成されている。
電源部２６０は、電源プラグ２６１と定電圧装置２６３とから構成されている。定電圧装置２６３は、マイコン２１５及び液晶パネル２４１等の電源であり、交流50Hz／60Hzの90V〜264Vの電圧を直流の一定電圧に変換できるように構成されている。
【００２４】
＜バッテリ容量測定装置１０の動作について＞
次に、図６から図１０にフローチャートに基づいてバッテリ容量測定装置１０の動作について説明する。
ここで、定格12Vのスライド式バッテリ３０ａの充電可能容量を測定する場合を例にしてバッテリ容量測定装置１０の動作を説明する。なお、バッテリ３０ａの定格電圧が異なる場合でも、バッテリ容量測定装置１０の動作は同じである。
先ず、第１アダプタ４０ａの出力コネクタ４３を接続部材５０の受けコネクタ５２に接続し、その接続部材５０の主コネクタ５４を測定装置本体部２０のコネクタ２１に接続する。次に、満充電されたスライド式バッテリ３０ａ（以下、バッテリ３０という）を第１アダプタ４０ａ（以下、アダプタ４０という）に連結する。この状態で、バッテリ電圧Ｖｂが測定されて、そのバッテリ電圧Ｖｂが表示警報部２４０の液晶パネル２４１に表示される（図７のステップＳ１０１ 参照）。
バッテリ電圧Ｖｂは、図１０に示すように、常に計測されており（ステップＳ１８１）、液晶パネル２４１の電圧表示が、例えば、400ｍｓｅｃごとに更新されるようになっている（ステップＳ１８２、ステップＳ１８３）。
そして、図７のステップＳ１０２でバッテリ電圧Ｖｂが1.0Vより大きいと判定された場合（ステップＳ１０２ ＮＯ）、即ち、バッテリ電圧Ｖｂ（12V）がマイコン２１５のＡＤ２端子に入力されてバッテリ３０の連結が確認された段階で、計測開始待ち状態となる（ステップＳ１０４）。
なお、ステップＳ１０２でバッテリ電圧Ｖｂが２秒以上、1.0V以下であれば（ステップＳ１０２ ＹＥＳ）、バッテリ３０が第１アダプタ４０ａに連結されていないと判定されて、電圧表示が消され（ステップＳ１０３）、初期状態に戻される。
【００２５】
計測開始待ち状態で（図７のステップＳ１０４）、図６に示すように、バッテリ３０の電圧（12V）に対応する操作部２３０の電圧入力スイッチ２３４がオン操作されると、計測が開始される（ステップＳ１４１ ＹＥＳ ステップＳ１４２）。
これにより、計測開始待ち状態（図７のステップＳ１０４）の判断がＹＥＳになり、ステップＳ１０５でメモリの選択電池テーブルにある上限電圧ＶＨと下限電圧ＶＬ（以下、終止電圧ＶＬという）とが読み込まれる。さらに、オン操作された電圧入力スイッチ２３４に対応する表示ＬＥＤ２４２ｄが点灯し、液晶パネル２４１の電流積算値ＣＮＴｄｉｓがリセットされる。
次に、ステップＳ１０６でバッテリ電圧Ｖｂが上限電圧ＶＨより高いか否かが判定される。ここで、定格12Vのバッテリ３０の場合、上限電圧ＶＨは15Vに設定されている。
なお、定格7.2Vのバッテリ３０では上限電圧ＶＨは9V、定格9.6Vのバッテリ３０では上限電圧ＶＨは12V、定格10.8Vのバッテリ３０では上限電圧ＶＨは13.5V、定格14.4Vのバッテリ３０では上限電圧ＶＨは18V、定格18Vのバッテリ３０では上限電圧ＶＨは22.5V、定格24Vのバッテリ３０では上限電圧ＶＨは30V、定格36Vのバッテリ３０では上限電圧ＶＨは45Vに設定されている。
【００２６】
バッテリ電圧Ｖｂが上限電圧ＶＨよりも低い場合、即ち、バッテリ電圧Ｖｂが正常な場合には（ステップＳ１０６ ＮＯ）、処理はステップＳ１０７、及び図８のステップＳ１５１〜Ｓ１６０に進み、放電制御（リレーとＦＥＴの制御）が行なわれる。放電制御では、先ず、バッテリ３０のセル（二次電池）の温度が上限値（73℃）、及び上限近傍値（67℃）と比較される（図８ ステップＳ１５１、Ｓ１５２）。そして、前記セルの温度が上限近傍値（67℃）よりも低い場合に（ステップＳ１５２ ＹＥＳ）、リレー２１４がオンして放電回路２１０ｃが形成される（ステップＳ１５３）。次に、バッテリ電圧Ｖｂが20V以下であるか否かが判定される（ステップＳ１５４）。バッテリ３０の定格電圧が12Vであるため、ステップＳ１５４の判定はＹＥＳとなり、処理はステップＳ１５７に進んで放電電流最大値Ｉｄｓｍａｘが12Aに設定される。次に、マイコン２１５が設定放電電流値を10Aに設定し、これに基づいてＦＥＴが動作して放電電流Ｉｄｓを10Aに制御する（ステップＳ１５８）。
なお、バッテリ電圧Ｖｂが20Vより大きければ（ステップＳ１５４ ＮＯ）、放電電流最大値Ｉｄｓｍａｘが6Aに設定され（ステップＳ１５５）、ＦＥＴが放電電流Ｉｄｓを5Aに制御する（ステップＳ１５６）。
【００２７】
次に、処理は、図７のステップＳ１０８、Ｓ１０９に戻り、放電電流Ｉｄｓが放電電流最大値Ｉｄｓｍａｘを超えていないか、放電電流Ｉｄｓが2Aより低下していないが判定される。即ち、放電電流Ｉｄｓが正常であるか否かが判定される。放電電流Ｉｄｓが正常な場合（ステップＳ１０９ ＮＯ）、ステップＳ１１０でバッテリ電圧Ｖｂが終止電圧ＶＬ以下まで低下したか否かが判定される。
ここで、前記終止電圧ＶＬはバッテリ３０の放電を終了（測定完了）する基準となる電圧である。定格12Vのバッテリ３０の場合、終止電圧ＶＬは8Vに設定されている。
なお、定格7.2Vのバッテリ３０では終止電圧ＶＬは4.8V、定格9.6Vのバッテリ３０では終止電圧ＶＬは6.4V、定格10.8Vのバッテリ３０では終止電圧ＶＬは7.2V、定格14.4Vのバッテリ３０では終止電圧ＶＬは9.6V、定格18Vのバッテリ３０では終止電圧ＶＬは12V、定格24Vのバッテリ３０では終止電圧ＶＬは16V、定格36Vのバッテリ３０では終止電圧ＶＬは24Vに設定されている。
【００２８】
バッテリ電圧Ｖｂが終止電圧ＶＬよりも大きい場合には（ステップＳ１１０ＮＯ）、即ち、測定を終了しない場合はステップＳ１１１に進み、基準時間当たりの放電電流量を加算し、放電電流積算値を液晶パネル２４１に表示する。次に、ステップＳ１１２で放電開始からの時間Ｔｄｉｓが80分を超えていないか否かが判定され、時間Ｔｄｉｓが80分を超えていない場合に（ステップＳ１１２ ＹＥＳ）、処理がステップＳ１０６に戻される。
即ち、ステップＳ１０６〜ステップＳ１１２までの処理が繰り返し実行されて、基準時間当たりの放電電流量が順番に加算（積算）される。そして、放電電流積算値が液晶パネル２４１に表示される。
このようにして、バッテリ３０の放電が継続して行なわれて、バッテリ電圧Ｖｂが終止電圧ＶＬ以下になったときに（ステップＳ１１０ ＹＥＳ）、ステップＳ１１９でＦＥＴがオフされ、さらにその後（約200ｍｓ後）、リレー２１４がオフされて放電回路２１０ｃが遮断される。これにより、バッテリ３０の放電が停止する。そして、定格12Vのバッテリ３０に対応する表示ＬＥＤ２４２ｄが点滅し、測定完了ＬＥＤ２４４が点灯する。また、警報用のブザー２４６が約10秒間鳴動してバッテリ３０の容量測定が完了する。即ち、このとき、液晶パネル２４１のバーグラフ２４１ｂに表示された放電電流積算値（Ａｈ）によりバッテリ３０の容量を知ることができる。
【００２９】
ここで、バッテリ３０の容量測定中、即ち、バッテリ３０の放電中に、図６に示すように、操作部２３０の電圧入力スイッチ２３１〜２３８のいずれかがオン操作されると、図６のステップＳ１４３の判定がＹＥＳとなり、中断処理が行なわれる（ステップＳ１４４）。中断処理（図７の左上）では、ステップＳ１３１でＦＥＴ及びリレー２１４がオフされてバッテリ３０の放電が中止される。さらに、液晶パネル２４１の表示がリセットされて初期状態に戻される（ステップＳ１３２）。
また、バッテリ３０の容量測定中にバッテリ電圧Ｖｂが上限電圧ＶＨよりも上昇した場合（ステップＳ１０６ ＹＥＳ）、あるいは放電電流Ｉｄｓが最大放電電流Ｉｄｓｍａｘよりも上昇した場合（ステップＳ１０８ ＹＥＳ）は、エラー処理（過電圧、過電流）が行なわれる（ステップＳ１１６、ステップＳ１１７）。また、放電電流Ｉｄｓが2Aよりも低下した場合で（ステップＳ１０９ ＹＥＳ）、リレー２１４がオンしている場合も（ステップＳ１１４ ＹＥＳ）、エラー処理（電流低下）が行なわれる（ステップＳ１１５）。
エラー処理（図７左上）では、ステップＳ１２１でＦＥＴ及びリレー２１４がオフされてバッテリ３０の放電が中止される。さらに、液晶パネル２４１のバーグラフ２４１ｂが点滅し（ステップＳ１２３）、表示ＬＥＤ２４２ｄが点滅して、エラー表示ＬＥＤ２４５が点灯する。また、警報用のブザー２４６が約10秒間鳴動する（ステップＳ１２４）。そして、エラーがリセットされて（ステップＳ１２５ ＹＥＳ）、液晶パネル２４１の表示がリセットされることで初期状態に戻される（ステップＳ１２６）。
また、バッテリ３０の放電が80分を超えた場合にも（ステップＳ１１２ ＮＯ）、上記したエラー処理が行なわれる（ステップＳ１１３）。
【００３０】
さらに、バッテリ３０の放電中に、バッテリ３０のセルの温度が上限値（73℃）を超えた場合には（図８ ステップＳ１５１ ＹＥＳ）、ステップＳ１５９、ステップＳ１６０でＦＥＴ及びリレー２１４がオフされてバッテリ３０の放電が中止される。
また、前述のように、測定装置本体部２０のハウジング内は、冷却ファン２１７によって温度調節が行なわれている。即ち、図９に示すように、サーミスタ２１８ａ，２１８ｂにより検出されたＦＥＴの温度と抵抗２１３ｒの温度が50℃を超えると（ステップＳ１７１ ＹＥＳ）、冷却ファン２１７が起動されて室内が冷却される（ステップＳ１７５）。また、室温が35℃よりも低下すると（ステップＳ１７２ ＹＥＳ）、冷却ファン２１７が停止する（ステップＳ１７６）。さらに、室温が−15℃よりも低下すると（ステップＳ１７３ ＹＥＳ）、サーミスタ断線と判定されてエラー処理が行なわれる（ステップＳ１７７）。また、逆に室温が85℃よりも上昇したと判定された場合には（ステップＳ１７４ ＹＥＳ）、ステップＳ１７８でエラー処理が行なわれる。
前記エラー処理では、上記したように、図７のステップＳ１２１〜ステップＳ１２６までの処理が実行される。
即ち、測定装置本体部２０の放電電流測定部２１２と放電電流調節部２１３とリレー２１４とが本発明の放電手段と放電停止手段とに相当し、マイコン２１５が本発明の放電手段、放電停止手段、放電時間計測手段、及び演算手段に相当する。
【００３１】
＜本実施形態に係るバッテリ容量測定装置の長所について＞
本実施形態に係るバッテリ容量測定装置によると、満充電されたバッテリ３０を所定電流で放電させ、放電電流値Ｉｄｓと放電時間Ｔｄｉｓとから電流積算値を演算してバッテリ３０の充電可能容量を測定する。このため、どのようなバッテリ３０であっても正確にバッテリ３０の充電可能容量を測定することができる。
また、バッテリ容量測定装置のバッテリ連結部、即ち、第１アダプタ４０ａ、第２アダプタ４０ｂ、第３アダプタ４０ｃ、及び接続部材５０は、連結構造が異なる複数種類のバッテリ３０ａ，３０ｂが連結可能なように構成されている。このため、連結構造が異なる複数種類のバッテリ３０ａ，３０ｂの容量を一台のバッテリ容量測定装置１０で測定することができる。
また、第１アダプタ４０ａ、第２アダプタ４０ｂ、第３アダプタ４０ｃと測定装置本体部２０とが別体であるため、その測定装置本体部２０を小型化できる。
さらに、測定装置本体部２０には、連結されたバッテリ３０の定格電圧を入力するための電圧入力スイッチ２３１〜２３８が設けられている。このため、定格電圧が異なる種々のバッテリ３０の容量測定が可能になる。
【００３２】
＜変更例＞
ここで、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、本実施形態では、図２から図５に示すように、バッテリ３０ａ，３０ｂの種類に応じた複数種類のアダプタ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ等を測定装置本体部２０と別体に設ける例を示した。しかし、図１１に示すように、測定装置本体部２０の左側部分にアダプタ４０ａ，４０ｂを設け、その測定装置本体部２０の右側部分に操作部２３０と表示警報部２４０とを設けることも可能である。
また、本実施形態に係るバッテリ容量測定装置１０では、バッテリ３０を予め満充電した状態でアダプタ４０ａ（４０ｂ，４０ｃ）に連結する例を示したが、前記アダプタ４０ａ（４０ｂ，４０ｃ）に充電器の機能を持たせておき、バッテリ３０をアダプタ４０ａ（４０ｂ，４０ｃ）に連結した段階で充電を行ない、満充電後に放電を行なうようにすることも可能である。
【符号の説明】
【００３３】
２０・・・・・・測定装置本体部
３０・・・・・・バッテリ
３０ａ・・・・・スライド式バッテリ
３０ｂ・・・・・差し込み式バッテリ
４０・・・・・・アダプタ（バッテリ連結部）
４０ａ・・・・・第１アダプタ
４０ｂ・・・・・第２アダプタ
４０ｃ・・・・・第３アダプタ
５０・・・・・・接続部材
２１２・・・・・放電電流測定部（放電手段）
２１３・・・・・放電電流調節部（放電手段、放電停止手段）
２１４・・・・・リレー（放電手段、放電停止手段）
２１５・・・・・マイコン（放電手段、放電停止手段、放電時間計測手段、演算手段）
２３１〜２３８・電圧入力スイッチ
２４１ｂ・・・・バーグラフ（表示部）
２４１・・・・・液晶パネル（表示部）
【技術分野】
【０００１】
バッテリが連結されるバッテリ連結部と、そのバッテリ連結部と電気的に接続されており、前記バッテリ連結部に連結された前記バッテリの充電可能容量を測定する測定装置本体部とからなるバッテリ容量測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
バッテリを構成する二次電池（以下、セルという）の劣化具合を診断するときに、そのセルの充電可能容量を測定することが有効である。特許文献１に記載された電池の診断装置では、バッテリ内の記憶手段に記憶されている充電時の充電電流の積算値（電池容量データ）と、同じく記憶手段に記憶されている充電回数データとを読み取り、その電池容量データと充電回数データとからセルの劣化状態を診断している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−０４３０５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記した電池の診断装置は、バッテリの記憶手段に記憶されている電池容量データと充電回数データとからセルの劣化状態を診断する構成のため、前記記憶手段等を有しないバッテリの診断を行なうことはできない。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、種々のバッテリの充電可能容量を正確に測定できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した課題は、各請求項の発明によって解決される。
請求項１の発明は、バッテリが連結されるバッテリ連結部と、そのバッテリ連結部と電気的に接続されており、前記バッテリ連結部に連結された前記バッテリの充電可能容量を測定する測定装置本体部とからなるバッテリ容量測定装置であって、前記測定装置本体部は、前記バッテリを所定電流で放電させる放電手段と、前記バッテリの電圧を監視し、前記電圧が終止電圧よりも低下したときに前記放電手段による放電を停止させる放電停止手段と、放電開始時から放電停止時までの時間を計測する放電時間計測手段と、前記放電電流値と放電時間とから電流積算値を演算する演算手段とを有することを特徴とする。
【０００７】
本発明によると、満充電されたバッテリを所定電流で放電させ、放電電流値と放電時間とから電流積算値を演算してバッテリの充電可能容量を測定する。このため、どのようなバッテリであっても正確にバッテリの充電可能容量を測定することができる。
【０００８】
請求項２の発明によると、連結構造が異なる複数種類のバッテリにそれぞれ対応する複数種類の前記バッテリ連結部が前記測定装置本体部と別体で設けられていることを特徴とする。
このため、連結構造が異なる複数種類のバッテリの充電可能容量を一台のバッテリ容量測定装置で測定することができる。
また、バッテリ連結部と測定装置本体部とが別体であるため、測定装置本体部を小型化できる。
【０００９】
請求項３の発明によると、連結構造が異なる複数種類のバッテリにそれぞれ対応する複数種類のバッテリ連結部が測定装置本体部と一体化されていることを特徴とする。
このため、連結構造が異なる複数種類のバッテリの充電可能容量を一台のバッテリ容量測定装置で測定することができる。
【００１０】
請求項４の発明によると、バッテリ連結部は、連結構造が異なる複数種類のバッテリがそれぞれ連結可能なように構成された複数種類のアダプタと、各々のアダプタと前記測定装置本体部とを接続可能に構成された接続部材とから構成されていることを特徴とする。
請求項５の発明によると、アダプタには、バッテリに対して一定方向にスライドさせる動作により連結される形式と、前記バッテリが差し込まれることで連結される形式とがあることを特徴とする。
【００１１】
請求項６の発明によると、測定装置本体部には、バッテリ連結部に連結されたバッテリの定格電圧を入力するための電圧入力スイッチが設けられていることを特徴とする。
このため、定格電圧が異なる種々のバッテリの充電可能容量測定が可能になる。
請求項７の発明によると、放電停止手段の終止電圧は、バッテリの定格電圧に基づいて設定されることを特徴とする。
請求項８の発明によると、測定装置本体部には、放電電流の電流積算値を表示する表示部が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、種々のバッテリの充電可能容量を正確に測定できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態１に係るバッテリ容量測定装置の信号ブロック図である。
【図２】前記バッテリ容量測定装置の全体平面図である。
【図３】アダプタの斜視図である。
【図４】別のアダプタの斜視図である。
【図５】別のアダプタの斜視図である。
【図６】前記バッテリ容量測定装置の動作フローチャートである。
【図７】前記バッテリ容量測定装置の動作フローチャートである。
【図８】前記バッテリ容量測定装置の動作フローチャートである。
【図９】前記バッテリ容量測定装置の動作フローチャートである。
【図１０】前記バッテリ容量測定装置の動作フローチャートである。
【図１１】変更例に係るバッテリ容量測定装置の模式斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［実施形態１］
以下、図１から図１１に基づいて、本発明の実施形態１に係るバッテリ容量測定装置１０の説明を行なう。
ここで、図中の前後左右及び上下は、バッテリ容量測定装置１０の測定装置本体部２０とアダプタ４０ａ，４０ｂの前後左右及び上下に対応している。
【００１５】
＜バッテリ容量測定装置１０の概要について＞
本実施形態に係るバッテリ容量測定装置１０は、種々のバッテリ３０ａ，３０ｂ（図３等参照）の容量を測定してその容量を表示する装置であり、図２、図３に示すように、測定装置本体部２０と、バッテリ３０ａ，３０ｂが連結されるアダプタ４０ａ，４０ｂ，４０ｃと、前記測定装置本体部２０と前記アダプタ４０ａ，４０ｂ，４０ｃを接続する接続部材５０とから構成されている。
前記アダプタ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ（図３、図４、図５参照）は、接続構造が異なる複数種類のバッテリ３０ａ，３０ｂがそれぞれ連結可能なように構成されている。
【００１６】
＜アダプタ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ及び接続部材５０について＞
第１アダプタ４０ａは、図３に示すように、スライド式バッテリ３０ａが連結できるように構成されたアダプタである。第１アダプタ４０ａの上面には、図２に示すように、前後方向に延びる一対のガイドレール４５が設けられており、それらのガイドレール４５の上端位置に帯板状の側方突出部４５ｔが対向するガイドレール４５の方向に張出すように設けられている。これにより、第１アダプタ４０ａの上面には、その上面とガイドレール４５の側面と側方突出部４５ｔの下面とにより、断面コ字形をした一対の溝部が形成される。そして、スライド式バッテリ３０ａの下側（図３において下側）に形成された左右の突条部（図示省略）が第１アダプタ４０ａの上面に形成された一対の溝部（側方突出部４５ｔ）と嵌合するように構成されている。そして、スライド式バッテリ３０ａの前記突条部を第１アダプタ４０ａの側方突出部４５ｔに嵌合させて、そのスライド式バッテリ３０ａを第１アダプタ４０ａに対して前進限位置までスライドさせることで、スライド式バッテリ３０ａと第１アダプタ４０ａとが連結されて両者３０ａ，４０ａが電気的に接続される。
【００１７】
第２アダプタ４０ｂは、図４に示すように、差し込み式バッテリ３０ｂが連結できるように構成されたアダプタである。第２アダプタ４０ｂの上面には、差し込み式バッテリ３０ｂが差し込まれる差し込み穴部４６が形成されている。差し込み穴部４６の内壁面には中心を挟んで両側に端子が設けられており、それらの端子で差し込み式バッテリ３０ｂの端子部を挟持できるように構成されている。これにより、差し込み式バッテリ３０ｂを第２アダプタ４０ｂの差し込み穴部４６に差し込むことで、差し込み式バッテリ３０ｂを第２アダプタ４０ｂに連結することができる。
第３アダプタ４０ｃは、図５に示すように、差し込み式バッテリ３０ｂをスライド式バッテリ３０ａ用の第１アダプタ４０ａに連結するためのアダプタであり、上面側に差し込み式バッテリ３０ｂが差し込まれる差し込み穴部４６、下面側に第１アダプタ４０ａの左右の側方突出部４５ｔと嵌合可能な左右の突条部（図示省略）が形成されている。即ち、第３アダプタ４０ｃを介して差し込み式バッテリ３０ｂをスライド式バッテリ３０ａ用の第１アダプタ４０ａに連結することができる。
【００１８】
第１アダプタ４０ａと第２アダプタ４０ｂとには、図２〜図５に示すように、リード線４１が設けられており、そのリード線４１の先端に共通の出力コネクタ４３が設けられている。そして、前記出力コネクタ４３が接続部材５０の先端側に設けられた受けコネクタ５２に接続されるようになっている。
接続部材５０は、種々のアダプタ４０ａ，４０ｂを測定装置本体部２０に接続するための配線ケーブルであり、受けコネクタ５２と反対側（基端部側）に測定装置本体部２０のコネクタ２１（図１参照）に接続される主コネクタ５４が設けられている。
上記構成により、例えば、スライド式バッテリ３０ａの容量を測定する場合には、第１アダプタ４０ａの出力コネクタ４３を接続部材５０の受けコネクタ５２に接続し、その接続部材５０の主コネクタ５４を測定装置本体部２０のコネクタ２１に接続する。また、差し込み式バッテリ３０ｂの容量を測定する場合には、第２アダプタ４０ｂの出力コネクタ４３を接続部材５０の受けコネクタ５２に接続し、その接続部材５０の主コネクタ５４を測定装置本体部２０のコネクタ２１に接続する。なお、第２アダプタ４０ｂを使用する代わりに、第１アダプタ４０ａと第３アダプタ４０ｃとを使用することも可能である。
即ち、第１アダプタ４０ａ、第２アダプタ４０ｂ、第３アダプタ４０ｃ、及び接続部材５０が本発明のバッテリ連結部に相当する。
【００１９】
＜測定装置本体部２０について＞
測定装置本体部２０は、満充電されたスライド式バッテリ３０ａ、あるいは差し込み式バッテリ３０ｂ（以下、バッテリ３０という）を一定電流で放電させて、その放電電流と放電時間とから電流積算値を演算し、バッテリ３０の充電可能容量を測定できるように構成されている。
測定装置本体部２０は、図１に示すように、放電電流の制御、放電時間の計測、及び電流積算値の演算等を行なう制御部２１０と、バッテリ３０の定格電圧を入力する操作部２３０と、測定結果の表示、及び警報表示等を行なう表示警報部２４０と、電源部２６０等から構成されている。
【００２０】
＜制御部２１０について＞
制御部２１０は、図１に示すように、マイコン２１５と、放電電流測定部２１２と、放電電流調節部２１３と、リレー２１４等から構成されている。
前記マイコン２１５は、メモリ（図示省略）に格納されたプログラムに基づいてバッテリ３０の放電制御、放電時間の計測、電流積算値の演算を行なう部分であり、異常時には放電を停止して警報を発することができるように構成されている。
放電電流測定部２１２は、放電回路２１０ｃの放電電流を測定する部分であり、放電電流を電圧信号に変換するシャント抵抗２１２ｒと、その電圧信号を増幅する増幅器２１２ｅから構成されている。放電電流測定部２１２により得られた電流信号は、マイコン２１５のＡＤ１端子に入力される。
放電電流調節部２１３は、マイコン２１５のＯＵＴ１端子からの出力信号に基づいて設定された設定放電電流値（5Ａ、あるいは10Ａ）と、放電電流測定部２１２により測定された電流信号値とを比較し、電流信号値が設定放電電流値に近づくように放電電流をＦＥＴと抵抗２１３ｒ等により調節する。さらに、放電電流調節部２１３は、放電回路２１０ｃを遮断するためのリレー２１４を備えており、そのリレー２１４が放電完了時、あるいは放電中止時にマイコン２１５のＯＵＴ２端子からの出力信号により放電回路２１０ｃを遮断できるように構成されている。
【００２１】
マイコン２１５のＩ／Ｏ端子には、後記する操作部２３０と表示警報部２４０との間でデータの入出力を行なうための通信ケーブルが接続されている。さらに、マイコン２１５のＡＤ２端子にはアダプタ４０ａ，４０ｂに連結されたバッテリ３０の電圧信号が入力されるように構成されている。また、マイコン２１５のＡＤ３端子、ＡD４端子にはサーミスタ２１８ａ，２１８ｂにより測定されたＦＥＴの温度と抵抗２１３ｒの温度信号が入力されるように構成されている。さらに、マイコン２１５のＯＵＴ３端子は測定装置本体部２０の冷却ファン２１７に接続されている。そして、マイコン２１５はＦＥＴの温度と抵抗２１３ｒの温度信号に基づいて冷却ファン２１７をオン・オフできるように構成されている。また、マイコン２１５のＯＵＴ４端子は警報用のブザー２４６に接続されている。
【００２２】
＜操作部２３０について＞
操作部２３０は、バッテリ３０の電圧を入力する複数（図では、8個）の電圧入力スイッチ２３１〜２３８と、それらの電圧入力スイッチ２３１〜２３８による電圧入力信号が制御部２１０のマイコン２１５に入力されたことを表示する表示ＬＥＤ２４２ａ〜２４２ｈとから構成されている。電圧入力スイッチ２３１〜２３８は、例えば、7.2V、9.6V、10.8V、12V、14.4V、18V、24V、36Vの８種類のバッテリ３０に対応しており、各々の電圧入力スイッチ２３１〜２３８に対して表示ＬＥＤ２４２ａ〜２４２ｈが一対一で対応している。即ち、定格7.2Vのバッテリ３０に対応する電圧入力スイッチ２３１をオン操作して、その信号がマイコン２１５に入力されると、前記マイコン２１５はその電圧入力スイッチ２３１に対応する表示ＬＥＤ２４２ａを点灯させる。
【００２３】
＜表示警報部２４０及び電源部２６０について＞
表示警報部２４０は、バッテリ３０の電圧と、電流積算値（バッテリ３０の容量）とを表示する液晶パネル２４１と、測定完了ＬＥＤ２４４と、エラー表示ＬＥＤ２４５とから構成されている。液晶パネル２４１は、例えば、12段のバーグラフ２４１ｂにより電流積算値を表示できるように構成されており、前記バーグラフ２４１ｂの一段が、例えば、0.25Ａｈ（アンヘ゜アアワー）に設定されている。
前記液晶パネル２４１と測定完了ＬＥＤ２４４、及びエラー表示ＬＥＤ２４５は、マイコン２１５からの出力信号に基づいて動作するように構成されている。
電源部２６０は、電源プラグ２６１と定電圧装置２６３とから構成されている。定電圧装置２６３は、マイコン２１５及び液晶パネル２４１等の電源であり、交流50Hz／60Hzの90V〜264Vの電圧を直流の一定電圧に変換できるように構成されている。
【００２４】
＜バッテリ容量測定装置１０の動作について＞
次に、図６から図１０にフローチャートに基づいてバッテリ容量測定装置１０の動作について説明する。
ここで、定格12Vのスライド式バッテリ３０ａの充電可能容量を測定する場合を例にしてバッテリ容量測定装置１０の動作を説明する。なお、バッテリ３０ａの定格電圧が異なる場合でも、バッテリ容量測定装置１０の動作は同じである。
先ず、第１アダプタ４０ａの出力コネクタ４３を接続部材５０の受けコネクタ５２に接続し、その接続部材５０の主コネクタ５４を測定装置本体部２０のコネクタ２１に接続する。次に、満充電されたスライド式バッテリ３０ａ（以下、バッテリ３０という）を第１アダプタ４０ａ（以下、アダプタ４０という）に連結する。この状態で、バッテリ電圧Ｖｂが測定されて、そのバッテリ電圧Ｖｂが表示警報部２４０の液晶パネル２４１に表示される（図７のステップＳ１０１ 参照）。
バッテリ電圧Ｖｂは、図１０に示すように、常に計測されており（ステップＳ１８１）、液晶パネル２４１の電圧表示が、例えば、400ｍｓｅｃごとに更新されるようになっている（ステップＳ１８２、ステップＳ１８３）。
そして、図７のステップＳ１０２でバッテリ電圧Ｖｂが1.0Vより大きいと判定された場合（ステップＳ１０２ ＮＯ）、即ち、バッテリ電圧Ｖｂ（12V）がマイコン２１５のＡＤ２端子に入力されてバッテリ３０の連結が確認された段階で、計測開始待ち状態となる（ステップＳ１０４）。
なお、ステップＳ１０２でバッテリ電圧Ｖｂが２秒以上、1.0V以下であれば（ステップＳ１０２ ＹＥＳ）、バッテリ３０が第１アダプタ４０ａに連結されていないと判定されて、電圧表示が消され（ステップＳ１０３）、初期状態に戻される。
【００２５】
計測開始待ち状態で（図７のステップＳ１０４）、図６に示すように、バッテリ３０の電圧（12V）に対応する操作部２３０の電圧入力スイッチ２３４がオン操作されると、計測が開始される（ステップＳ１４１ ＹＥＳ ステップＳ１４２）。
これにより、計測開始待ち状態（図７のステップＳ１０４）の判断がＹＥＳになり、ステップＳ１０５でメモリの選択電池テーブルにある上限電圧ＶＨと下限電圧ＶＬ（以下、終止電圧ＶＬという）とが読み込まれる。さらに、オン操作された電圧入力スイッチ２３４に対応する表示ＬＥＤ２４２ｄが点灯し、液晶パネル２４１の電流積算値ＣＮＴｄｉｓがリセットされる。
次に、ステップＳ１０６でバッテリ電圧Ｖｂが上限電圧ＶＨより高いか否かが判定される。ここで、定格12Vのバッテリ３０の場合、上限電圧ＶＨは15Vに設定されている。
なお、定格7.2Vのバッテリ３０では上限電圧ＶＨは9V、定格9.6Vのバッテリ３０では上限電圧ＶＨは12V、定格10.8Vのバッテリ３０では上限電圧ＶＨは13.5V、定格14.4Vのバッテリ３０では上限電圧ＶＨは18V、定格18Vのバッテリ３０では上限電圧ＶＨは22.5V、定格24Vのバッテリ３０では上限電圧ＶＨは30V、定格36Vのバッテリ３０では上限電圧ＶＨは45Vに設定されている。
【００２６】
バッテリ電圧Ｖｂが上限電圧ＶＨよりも低い場合、即ち、バッテリ電圧Ｖｂが正常な場合には（ステップＳ１０６ ＮＯ）、処理はステップＳ１０７、及び図８のステップＳ１５１〜Ｓ１６０に進み、放電制御（リレーとＦＥＴの制御）が行なわれる。放電制御では、先ず、バッテリ３０のセル（二次電池）の温度が上限値（73℃）、及び上限近傍値（67℃）と比較される（図８ ステップＳ１５１、Ｓ１５２）。そして、前記セルの温度が上限近傍値（67℃）よりも低い場合に（ステップＳ１５２ ＹＥＳ）、リレー２１４がオンして放電回路２１０ｃが形成される（ステップＳ１５３）。次に、バッテリ電圧Ｖｂが20V以下であるか否かが判定される（ステップＳ１５４）。バッテリ３０の定格電圧が12Vであるため、ステップＳ１５４の判定はＹＥＳとなり、処理はステップＳ１５７に進んで放電電流最大値Ｉｄｓｍａｘが12Aに設定される。次に、マイコン２１５が設定放電電流値を10Aに設定し、これに基づいてＦＥＴが動作して放電電流Ｉｄｓを10Aに制御する（ステップＳ１５８）。
なお、バッテリ電圧Ｖｂが20Vより大きければ（ステップＳ１５４ ＮＯ）、放電電流最大値Ｉｄｓｍａｘが6Aに設定され（ステップＳ１５５）、ＦＥＴが放電電流Ｉｄｓを5Aに制御する（ステップＳ１５６）。
【００２７】
次に、処理は、図７のステップＳ１０８、Ｓ１０９に戻り、放電電流Ｉｄｓが放電電流最大値Ｉｄｓｍａｘを超えていないか、放電電流Ｉｄｓが2Aより低下していないが判定される。即ち、放電電流Ｉｄｓが正常であるか否かが判定される。放電電流Ｉｄｓが正常な場合（ステップＳ１０９ ＮＯ）、ステップＳ１１０でバッテリ電圧Ｖｂが終止電圧ＶＬ以下まで低下したか否かが判定される。
ここで、前記終止電圧ＶＬはバッテリ３０の放電を終了（測定完了）する基準となる電圧である。定格12Vのバッテリ３０の場合、終止電圧ＶＬは8Vに設定されている。
なお、定格7.2Vのバッテリ３０では終止電圧ＶＬは4.8V、定格9.6Vのバッテリ３０では終止電圧ＶＬは6.4V、定格10.8Vのバッテリ３０では終止電圧ＶＬは7.2V、定格14.4Vのバッテリ３０では終止電圧ＶＬは9.6V、定格18Vのバッテリ３０では終止電圧ＶＬは12V、定格24Vのバッテリ３０では終止電圧ＶＬは16V、定格36Vのバッテリ３０では終止電圧ＶＬは24Vに設定されている。
【００２８】
バッテリ電圧Ｖｂが終止電圧ＶＬよりも大きい場合には（ステップＳ１１０ＮＯ）、即ち、測定を終了しない場合はステップＳ１１１に進み、基準時間当たりの放電電流量を加算し、放電電流積算値を液晶パネル２４１に表示する。次に、ステップＳ１１２で放電開始からの時間Ｔｄｉｓが80分を超えていないか否かが判定され、時間Ｔｄｉｓが80分を超えていない場合に（ステップＳ１１２ ＹＥＳ）、処理がステップＳ１０６に戻される。
即ち、ステップＳ１０６〜ステップＳ１１２までの処理が繰り返し実行されて、基準時間当たりの放電電流量が順番に加算（積算）される。そして、放電電流積算値が液晶パネル２４１に表示される。
このようにして、バッテリ３０の放電が継続して行なわれて、バッテリ電圧Ｖｂが終止電圧ＶＬ以下になったときに（ステップＳ１１０ ＹＥＳ）、ステップＳ１１９でＦＥＴがオフされ、さらにその後（約200ｍｓ後）、リレー２１４がオフされて放電回路２１０ｃが遮断される。これにより、バッテリ３０の放電が停止する。そして、定格12Vのバッテリ３０に対応する表示ＬＥＤ２４２ｄが点滅し、測定完了ＬＥＤ２４４が点灯する。また、警報用のブザー２４６が約10秒間鳴動してバッテリ３０の容量測定が完了する。即ち、このとき、液晶パネル２４１のバーグラフ２４１ｂに表示された放電電流積算値（Ａｈ）によりバッテリ３０の容量を知ることができる。
【００２９】
ここで、バッテリ３０の容量測定中、即ち、バッテリ３０の放電中に、図６に示すように、操作部２３０の電圧入力スイッチ２３１〜２３８のいずれかがオン操作されると、図６のステップＳ１４３の判定がＹＥＳとなり、中断処理が行なわれる（ステップＳ１４４）。中断処理（図７の左上）では、ステップＳ１３１でＦＥＴ及びリレー２１４がオフされてバッテリ３０の放電が中止される。さらに、液晶パネル２４１の表示がリセットされて初期状態に戻される（ステップＳ１３２）。
また、バッテリ３０の容量測定中にバッテリ電圧Ｖｂが上限電圧ＶＨよりも上昇した場合（ステップＳ１０６ ＹＥＳ）、あるいは放電電流Ｉｄｓが最大放電電流Ｉｄｓｍａｘよりも上昇した場合（ステップＳ１０８ ＹＥＳ）は、エラー処理（過電圧、過電流）が行なわれる（ステップＳ１１６、ステップＳ１１７）。また、放電電流Ｉｄｓが2Aよりも低下した場合で（ステップＳ１０９ ＹＥＳ）、リレー２１４がオンしている場合も（ステップＳ１１４ ＹＥＳ）、エラー処理（電流低下）が行なわれる（ステップＳ１１５）。
エラー処理（図７左上）では、ステップＳ１２１でＦＥＴ及びリレー２１４がオフされてバッテリ３０の放電が中止される。さらに、液晶パネル２４１のバーグラフ２４１ｂが点滅し（ステップＳ１２３）、表示ＬＥＤ２４２ｄが点滅して、エラー表示ＬＥＤ２４５が点灯する。また、警報用のブザー２４６が約10秒間鳴動する（ステップＳ１２４）。そして、エラーがリセットされて（ステップＳ１２５ ＹＥＳ）、液晶パネル２４１の表示がリセットされることで初期状態に戻される（ステップＳ１２６）。
また、バッテリ３０の放電が80分を超えた場合にも（ステップＳ１１２ ＮＯ）、上記したエラー処理が行なわれる（ステップＳ１１３）。
【００３０】
さらに、バッテリ３０の放電中に、バッテリ３０のセルの温度が上限値（73℃）を超えた場合には（図８ ステップＳ１５１ ＹＥＳ）、ステップＳ１５９、ステップＳ１６０でＦＥＴ及びリレー２１４がオフされてバッテリ３０の放電が中止される。
また、前述のように、測定装置本体部２０のハウジング内は、冷却ファン２１７によって温度調節が行なわれている。即ち、図９に示すように、サーミスタ２１８ａ，２１８ｂにより検出されたＦＥＴの温度と抵抗２１３ｒの温度が50℃を超えると（ステップＳ１７１ ＹＥＳ）、冷却ファン２１７が起動されて室内が冷却される（ステップＳ１７５）。また、室温が35℃よりも低下すると（ステップＳ１７２ ＹＥＳ）、冷却ファン２１７が停止する（ステップＳ１７６）。さらに、室温が−15℃よりも低下すると（ステップＳ１７３ ＹＥＳ）、サーミスタ断線と判定されてエラー処理が行なわれる（ステップＳ１７７）。また、逆に室温が85℃よりも上昇したと判定された場合には（ステップＳ１７４ ＹＥＳ）、ステップＳ１７８でエラー処理が行なわれる。
前記エラー処理では、上記したように、図７のステップＳ１２１〜ステップＳ１２６までの処理が実行される。
即ち、測定装置本体部２０の放電電流測定部２１２と放電電流調節部２１３とリレー２１４とが本発明の放電手段と放電停止手段とに相当し、マイコン２１５が本発明の放電手段、放電停止手段、放電時間計測手段、及び演算手段に相当する。
【００３１】
＜本実施形態に係るバッテリ容量測定装置の長所について＞
本実施形態に係るバッテリ容量測定装置によると、満充電されたバッテリ３０を所定電流で放電させ、放電電流値Ｉｄｓと放電時間Ｔｄｉｓとから電流積算値を演算してバッテリ３０の充電可能容量を測定する。このため、どのようなバッテリ３０であっても正確にバッテリ３０の充電可能容量を測定することができる。
また、バッテリ容量測定装置のバッテリ連結部、即ち、第１アダプタ４０ａ、第２アダプタ４０ｂ、第３アダプタ４０ｃ、及び接続部材５０は、連結構造が異なる複数種類のバッテリ３０ａ，３０ｂが連結可能なように構成されている。このため、連結構造が異なる複数種類のバッテリ３０ａ，３０ｂの容量を一台のバッテリ容量測定装置１０で測定することができる。
また、第１アダプタ４０ａ、第２アダプタ４０ｂ、第３アダプタ４０ｃと測定装置本体部２０とが別体であるため、その測定装置本体部２０を小型化できる。
さらに、測定装置本体部２０には、連結されたバッテリ３０の定格電圧を入力するための電圧入力スイッチ２３１〜２３８が設けられている。このため、定格電圧が異なる種々のバッテリ３０の容量測定が可能になる。
【００３２】
＜変更例＞
ここで、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、本実施形態では、図２から図５に示すように、バッテリ３０ａ，３０ｂの種類に応じた複数種類のアダプタ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ等を測定装置本体部２０と別体に設ける例を示した。しかし、図１１に示すように、測定装置本体部２０の左側部分にアダプタ４０ａ，４０ｂを設け、その測定装置本体部２０の右側部分に操作部２３０と表示警報部２４０とを設けることも可能である。
また、本実施形態に係るバッテリ容量測定装置１０では、バッテリ３０を予め満充電した状態でアダプタ４０ａ（４０ｂ，４０ｃ）に連結する例を示したが、前記アダプタ４０ａ（４０ｂ，４０ｃ）に充電器の機能を持たせておき、バッテリ３０をアダプタ４０ａ（４０ｂ，４０ｃ）に連結した段階で充電を行ない、満充電後に放電を行なうようにすることも可能である。
【符号の説明】
【００３３】
２０・・・・・・測定装置本体部
３０・・・・・・バッテリ
３０ａ・・・・・スライド式バッテリ
３０ｂ・・・・・差し込み式バッテリ
４０・・・・・・アダプタ（バッテリ連結部）
４０ａ・・・・・第１アダプタ
４０ｂ・・・・・第２アダプタ
４０ｃ・・・・・第３アダプタ
５０・・・・・・接続部材
２１２・・・・・放電電流測定部（放電手段）
２１３・・・・・放電電流調節部（放電手段、放電停止手段）
２１４・・・・・リレー（放電手段、放電停止手段）
２１５・・・・・マイコン（放電手段、放電停止手段、放電時間計測手段、演算手段）
２３１〜２３８・電圧入力スイッチ
２４１ｂ・・・・バーグラフ（表示部）
２４１・・・・・液晶パネル（表示部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリが連結されるバッテリ連結部と、そのバッテリ連結部と電気的に接続されており、前記バッテリ連結部に連結された前記バッテリの充電可能容量を測定する測定装置本体部とからなるバッテリ容量測定装置であって、
前記測定装置本体部は、
前記バッテリを所定電流で放電させる放電手段と、
前記バッテリの電圧を監視し、前記電圧が終止電圧よりも低下したときに前記放電手段による放電を停止させる放電停止手段と、
放電開始時から放電停止時までの時間を計測する放電時間計測手段と、
前記放電電流値と放電時間とから電流積算値を演算する演算手段と、
を有することを特徴とするバッテリ容量測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたバッテリ容量測定装置であって、
連結構造が異なる複数種類のバッテリにそれぞれ対応する複数種類の前記バッテリ連結部が前記測定装置本体部と別体で設けられていることを特徴とするバッテリ容量測定装置。
【請求項３】
請求項１に記載されたバッテリ容量測定装置であって、
連結構造が異なる複数種類のバッテリにそれぞれ対応する複数種類の前記バッテリ連結部が前記測定装置本体部と一体化されていることを特徴とするバッテリ容量測定装置。
【請求項４】
請求項２に記載されたバッテリ容量測定装置であって、
前記バッテリ連結部は、連結構造が異なる複数種類のバッテリがそれぞれ連結可能なように構成された複数種類のアダプタと、各々のアダプタと前記測定装置本体部とを接続可能に構成された接続部材とから構成されていることを特徴とするバッテリ容量測定装置。
【請求項５】
請求項４に記載されたバッテリ容量測定装置であって、
前記アダプタには、前記バッテリに対して一定方向にスライドさせる動作により連結される形式と、前記バッテリが差し込まれることで連結される形式とがあることを特徴とするバッテリ容量測定装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載されたバッテリ容量測定装置であって、
前記測定装置本体部には、前記バッテリ連結部に連結された前記バッテリの定格電圧を入力するための電圧入力スイッチが設けられていることを特徴とするバッテリ容量測定装置。
【請求項７】
請求項６に記載されたバッテリ容量測定装置であって、
前記放電停止手段の終止電圧は、前記バッテリの定格電圧に基づいて設定されることを特徴とするバッテリ容量測定装置。
【請求項８】
請求項１から請求項５のいずれかに記載されたバッテリ容量測定装置であって、
前記測定装置本体部には、放電電流の電流積算値を表示する表示部が設けられていることを特徴とするバッテリ容量測定装置。
【請求項１】
バッテリが連結されるバッテリ連結部と、そのバッテリ連結部と電気的に接続されており、前記バッテリ連結部に連結された前記バッテリの充電可能容量を測定する測定装置本体部とからなるバッテリ容量測定装置であって、
前記測定装置本体部は、
前記バッテリを所定電流で放電させる放電手段と、
前記バッテリの電圧を監視し、前記電圧が終止電圧よりも低下したときに前記放電手段による放電を停止させる放電停止手段と、
放電開始時から放電停止時までの時間を計測する放電時間計測手段と、
前記放電電流値と放電時間とから電流積算値を演算する演算手段と、
を有することを特徴とするバッテリ容量測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたバッテリ容量測定装置であって、
連結構造が異なる複数種類のバッテリにそれぞれ対応する複数種類の前記バッテリ連結部が前記測定装置本体部と別体で設けられていることを特徴とするバッテリ容量測定装置。
【請求項３】
請求項１に記載されたバッテリ容量測定装置であって、
連結構造が異なる複数種類のバッテリにそれぞれ対応する複数種類の前記バッテリ連結部が前記測定装置本体部と一体化されていることを特徴とするバッテリ容量測定装置。
【請求項４】
請求項２に記載されたバッテリ容量測定装置であって、
前記バッテリ連結部は、連結構造が異なる複数種類のバッテリがそれぞれ連結可能なように構成された複数種類のアダプタと、各々のアダプタと前記測定装置本体部とを接続可能に構成された接続部材とから構成されていることを特徴とするバッテリ容量測定装置。
【請求項５】
請求項４に記載されたバッテリ容量測定装置であって、
前記アダプタには、前記バッテリに対して一定方向にスライドさせる動作により連結される形式と、前記バッテリが差し込まれることで連結される形式とがあることを特徴とするバッテリ容量測定装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載されたバッテリ容量測定装置であって、
前記測定装置本体部には、前記バッテリ連結部に連結された前記バッテリの定格電圧を入力するための電圧入力スイッチが設けられていることを特徴とするバッテリ容量測定装置。
【請求項７】
請求項６に記載されたバッテリ容量測定装置であって、
前記放電停止手段の終止電圧は、前記バッテリの定格電圧に基づいて設定されることを特徴とするバッテリ容量測定装置。
【請求項８】
請求項１から請求項５のいずれかに記載されたバッテリ容量測定装置であって、
前記測定装置本体部には、放電電流の電流積算値を表示する表示部が設けられていることを特徴とするバッテリ容量測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−９３１７６（Ｐ２０１２−９３１７６Ａ）
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３９７５３（Ｐ２０１０−２３９７５３）
【出願日】平成２２年１０月２６日（２０１０．１０．２６）
【出願人】（０００１３７２９２）株式会社マキタ (1,210)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２６日（２０１０．１０．２６）
【出願人】（０００１３７２９２）株式会社マキタ (1,210)
【Ｆターム（参考）】
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