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公開番号2025039039
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-21
出願番号2023145778
出願日2023-09-08
発明の名称インピーダンス測定方法
出願人日置電機株式会社,国立研究開発法人産業技術総合研究所
代理人個人
主分類G01R 27/02 20060101AFI20250313BHJP(測定;試験)
要約【課題】測定対象に接続ラインを介して非測定対象が並列接続されている状態において測定対象のインピーダンスを確実に測定する。
【解決手段】測定対象MTに対して接続ラインLcを介して負荷Ldが並列接続されている状態において、一対の測定電流供給点P1.P2に接続した測定電流供給ラインLiを介して測定対象MTに測定用交流電流I0を供給しつつ、測定対象MTに供給されている測定用交流電流I0の電流I1を測定電流供給ラインLiが開口部4dに挿通されている電流センサ4によって測定すると共に測定対象MTの両端における両端電圧を測定して、測定した電流I1および両端電圧に基づいて測定対象MTのインピーダンスを測定するインピーダンス測定方法であって、測定電流供給ラインLiおよび接続ラインLcを測定用交流電流I0の流れる向きが互いに逆向きとなるように開口部4dに挿通した状態で電流センサ4によって電流I1を測定する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
測定対象に対して接続ラインを介して非測定対象が並列接続されている状態において、前記測定対象の両端に規定した一対の測定電流供給点に接続した測定電流供給ラインを介して当該測定対象に測定用電流を供給しつつ、当該測定対象に供給されている前記測定用電流の供給電流値を前記測定電流供給ラインが開口部に挿通されている非接触式の電流センサによって測定すると共に当該測定対象の両端における両端電圧を測定して、測定した前記供給電流値および前記両端電圧に基づいて前記測定対象のインピーダンスを測定するインピーダンス測定方法であって、
前記測定電流供給ラインおよび前記接続ラインを前記測定用電流の流れる向きが互いに逆向きとなるように前記開口部に挿通した状態で前記電流センサによって前記供給電流値を測定するインピーダンス測定方法。
続きを表示（約 150 文字）【請求項２】
前記電流センサとして開閉可能に構成されたクランプ式の電流センサを用いる請求項１記載のインピーダンス測定方法。
【請求項３】
リチウムイオン電池、燃料電池、電気分解装置のいずれかを前記測定対象として前記インピーダンスを測定する請求項１または２記載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、測定対象に対して接続ラインを介して非測定対象が並列接続されている状態において測定対象のインピーダンスを測定可能なインピーダンス測定方法に関するものである。
続きを表示（約 2,800 文字）【背景技術】
【０００２】
この種のインピーダンス測定方法を実行可能なインピーダンス測定装置として、下記の特許文献に開示されたインピーダンス測定装置が知られている。このインピーダンス測定装置は、測定対象としての二次電池に対して非測定対象としての負荷が接続ラインとしての電源ラインを介して並列接続されている状態において、二次電池の内部インピーダンスを測定可能に構成されている。具体的には、このインピーダンス測定装置は、交流電流供給部、交流電圧検出部、交流電流検出部、Ａ／Ｄ変換部および演算制御部を備えて構成されている。この場合、交流電流検出部は、クランプ式の電流センサを備えて構成されている。
【０００３】
このインピーダンス測定装置を用いて二次電池の内部インピーダンスを測定する際には、最初に、交流電流検出部におけるクランプ式の電流センサの開口部に電源ラインを挿通させる。この状態において、交流電流供給部が、測定用交流電流を電源ライン間に供給する。この結果、二次電池に、測定用交流電流の一部が流れる。また、負荷には、測定用交流電流の残りの一部が流れると共に二次電池から出力された直流電流が流れる。この場合、交流電流検出部の電流センサが、開口部を挿通している電源ラインを流れる交流電流を検出して、その交流電流の交流電流値に応じた負帰還電流を出力する。この際に、帰還電流が流れることにより、検出抵抗の両端に交流電圧が発生する。次いで、Ａ／Ｄ変換部が、交流電流値を示す交流電流データにＡ／Ｄ変換して演算制御部に出力する。また、交流電圧検出部が、二次電池の両端に発生する両端電圧を検出して、その両端電圧値を示す交流電圧データを演算制御部に出力する。次いで、演算制御部が、入力した交流電流データによって示される交流電流値と、入力した交流電圧データによって示される両端電圧値とに基づいて、二次電池の内部インピーダンスを算出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００４－２５１６２５号公報（第３－８頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記のインピーダンス測定装置には、以下のような課題が存在する。具体的には、図２に概念的に示すように、負荷Ｌｄは、二次電池Ｂａｔの端子Ｔ１，Ｔ２に接続されている電源ラインＬｐを介して二次電池Ｂａｔに並列接続されている。したがって、このインピーダンス測定装置１Ｘを用いて二次電池Ｂａｔの内部インピーダンスを測定する際には、二次電池Ｂａｔの端子Ｔ１，Ｔ２に電源ラインＬｐが接続されている状態において、最初に、測定用交流電流Ｉ０を二次電池Ｂａｔに供給するための測定電流供給ラインＬｉを一対の測定電流供給点Ｐ１，Ｐ２に接続する。この状態では、測定用交流電流Ｉ０は、交流電流供給部ＰＷの一方の端子、測定電流供給ラインＬｉ、測定電流供給点Ｐ１、端子Ｔ１、二次電池Ｂａｔ、端子Ｔ２、測定電流供給点Ｐ２、測定電流供給ラインＬｉ、および交流電流供給部ＰＷの他方の端子を流れる電流経路を流れる電流Ｉ１（測定用交流電流Ｉ０の一部）と、交流電流供給部ＰＷの一方の端子、測定電流供給ラインＬｉ、測定電流供給点Ｐ１、電源ラインＬｐ、負荷Ｌｄ、電源ラインＬｐ、測定電流供給点Ｐ２、測定電流供給ラインＬｉおよび交流電流供給部ＰＷの他方の端子を流れる電流経路を流れる電流Ｉ２（測定用交流電流Ｉ０の一部）とに分流する。
【０００６】
この場合、二次電池Ｂａｔの内部インピーダンスを測定するためには、二次電池Ｂａｔにのみ流れる電流Ｉ１を電流センサＳによって検出しなければならない。このため、測定電流供給点Ｐ１と端子Ｔ１との間のラインを電流センサＳに挿入する必要がある。このような状態に電流センサＳを配置したときには、原理的には、インピーダンス測定装置１Ｘを用いて、二次電池Ｂａｔのみを流れる電流Ｉ１を電流センサＳに測定させると共に二次電池Ｂａｔの端子Ｔ１，Ｔ２間の交流電圧を交流電圧検出部ＤＶに測定させることで、演算制御部ＰＲＯは、電流センサＳによって測定される電流Ｉ１の交流電流値と、交流電圧検出部ＤＶによって測定される二次電池Ｂａｔの両端電圧値とに基づいて、二次電池Ｂａｔの内部インピーダンスを算出（測定）することが可能となる。
【０００７】
一方、図３に示すように、二次電池Ｂａｔに負荷Ｌｄが並列接続されている実際の回路では、通常、電源ラインＬｐが被覆されているため、測定電流供給点Ｐ１，Ｐ２を電源ラインＬｐ上に規定することができない結果、測定電流供給点Ｐ１，Ｐ２を端子Ｔ１，Ｔ２に規定することになる。したがって、この状態では、測定電流供給点Ｐ１と端子Ｔ１との間のラインに電流センサＳを配置することができないため、測定電流供給ラインＬｉを電流センサＳに挿入することになる。
【０００８】
このような状態では、電流センサＳは、分流している電流Ｉ１および電流Ｉ２の合計の電流値（つまり、測定用交流電流Ｉ０の電流値）を測定することになり、二次電池Ｂａｔのみを流れる電流Ｉ１の電流値を検出することができないことになる。この結果、このインピーダンス測定装置１Ｘを用いたインピーダンス測定方法には、二次電池Ｂａｔ（測定対象）に対して電源ラインＬｐ（接続ライン）を介して負荷Ｌｄ（非測定対象）が並列接続されている状態において二次電池Ｂａｔの内部インピーダンスを測定することができないという問題点がある。
【０００９】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、測定対象に対して接続ラインを介して非測定対象が並列接続されている状態において測定対象のインピーダンスを確実に測定可能なインピーダンス測定方法を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成すべく、本発明に係るインピーダンス測定方法は、測定対象に対して接続ラインを介して非測定対象が並列接続されている状態において、前記測定対象の両端に規定した一対の測定電流供給点に接続した測定電流供給ラインを介して当該測定対象に測定用電流を供給しつつ、当該測定対象に供給されている前記測定用電流の供給電流値を前記測定電流供給ラインが開口部に挿通されている非接触式の電流センサによって測定すると共に当該測定対象の両端における両端電圧を測定して、測定した前記供給電流値および前記両端電圧に基づいて前記測定対象のインピーダンスを測定するインピーダンス測定方法であって、前記測定電流供給ラインおよび前記接続ラインを前記測定用電流の流れる向きが互いに逆向きとなるように前記開口部に挿通した状態で前記電流センサによって前記供給電流値を測定する。
（【００１１】以降は省略されています）

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