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公開番号2025178190
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-12-05
出願番号2025085241
出願日2025-05-22
発明の名称測定装置、測定方法、および測定プログラム
出願人旭化成株式会社,学校法人東京理科大学
代理人弁理士法人RYUKA国際特許事務所
主分類G01R 27/02 20060101AFI20251128BHJP(測定;試験)
要約【解決手段】インダクタと、測定対象の蓄電装置に含まれる第1電池セルにインダクタを直列に接続するか否かを切り替える第1スイッチと、第1スイッチをスイッチングさせることにより、インダクタにより誘導電流を発生させる信号制御部と、第1電池セルまたは蓄電装置に含まれる第2電池セルのうちの少なくとも1つにおける、誘導電流を流したときの電圧を測定する測定部とを備える測定装置を提供する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１インダクタと、
測定対象の蓄電装置に含まれる第１電池セルに前記第１インダクタを直列に接続するか否かを切り替える第１スイッチと、
前記第１スイッチをスイッチングさせることにより、前記第１インダクタにより誘導電流を発生させる信号制御部と、
前記第１電池セルまたは前記蓄電装置に含まれる第２電池セルのうちの少なくとも１つにおける、前記誘導電流を流したときの電圧を測定する測定部と
を備える測定装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
測定対象の蓄電装置に含まれる第２電池セルに前記第１インダクタを直列に接続するか否かを切り替える第２スイッチを備え、
前記第１インダクタは、
前記第１電池セルの負極側および第２電池セルの正極側に設けられた第１端子と、
前記第１電池セルの正極側および第２電池セルの負極側に設けられた第２端子と、
を有し、
前記信号制御部は、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチをスイッチングさせることにより、前記第１インダクタにより前記誘導電流を発生させる
請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記測定部は、前記第１電池セルおよび前記第２電池セルのそれぞれに前記誘導電流を流したときの電圧を測定する請求項２に記載の測定装置。
【請求項４】
前記蓄電装置内において、前記第１電池セルの負極は前記第２電池セルの正極に接続され、
前記第１インダクタの前記第１端子は、前記第１電池セルの負極および前記第２電池セルの正極の間に接続される
請求項３に記載の測定装置。
【請求項５】
前記信号制御部は、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチをパルス幅変調によりスイッチングさせて、前記第１インダクタにより交流の誘導電流を発生させる請求項２に記載の測定装置。
【請求項６】
前記測定部は、前記誘導電流を更に測定する請求項５に記載の測定装置。
【請求項７】
前記信号制御部は、前記誘導電流の振幅の中心値を０とするように前記第１スイッチおよび前記第２スイッチのデューティー比を調整する請求項６に記載の測定装置。
【請求項８】
前記信号制御部は、前記誘導電流の交流の周波数を、複数の設定周波数のそれぞれに切り替え、
前記測定部は、前記誘導電流の交流の周波数を前記複数の設定周波数のそれぞれとした場合における前記第１電池セルおよび前記第２電池セルの電圧波形を測定する
請求項５に記載の測定装置。
【請求項９】
前記測定部は、前記誘導電流の交流の周波数に応じて、前記第１電池セルまたは前記第２電池セルのうちの少なくとも１つの電圧を測定するサンプリング周波数を変更する請求項８に記載の測定装置。
【請求項１０】
前記測定部は、前記誘導電流の交流波形における１周期以上の予め定められた周期分を、前記サンプリング周波数における予め定められたサンプリング点数分のサンプリング期間内に含めるように前記サンプリング周波数を設定する請求項９に記載の測定装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定装置、測定方法、および測定プログラムに関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、「複数の電極と電解質とを含む二次電池と、電流がゼロとならない第１の周波数の矩形波信号を発生し前記二次電池に連続して印加するパワーコントローラーと、前記矩形波信号に対する前記二次電池の応答信号をフーリエ変換して、前記第１の周波数の整数倍の複数の第２の周波数の成分を含む周波数特性を算出するフーリエ変換部と、前記フーリエ変換部が算出する前記周波数特性をもとに前記二次電池の前記第１の周波数および前記複数の第２の周波数におけるインピーダンス特性を算出し、前記インピーダンス特性から前記二次電池の特性変化を検出する算出部と、を具備することを特徴とする電気化学システム」と記載されている（請求項１）。
【０００３】
特許文献２には、「電流モジュレーション回路５６は、監視対象である電池セル４２を電源として、所定の交流信号（正弦波信号）を出力させる回路である。具体的に説明すると、電流モジュレーション回路５６は、スイッチ部としての半導体スイッチ素子５６ａ（例えば、ＭＯＳＦＥＴ）と、半導体スイッチ素子５６ａに直列に接続された抵抗５６ｂとを有する。半導体スイッチ素子５６ａのドレイン端子は、電池セル４２の正極端子に接続され、半導体スイッチ素子５６ａのソース端子は、抵抗５６ｂの一端に直列に接続されている。また、抵抗５６ｂの他端は、電池セル４２の負極端子に接続されている。半導体スイッチ素子５６ａは、ドレイン端子とソース端子との間において通電量を調整可能に構成されている。」と記載されている（段落００２８）。
【０００４】
非特許文献１には、バッテリー・マネジメント・システムにおいて、バッテリーの寿命を延ばし、システムの性能を高く維持するためにアクティブ・バッテリー・バランサーが必要となることが記載されている（要約）。非特許文献１には、マルチ・アクティブ・ブリッジ（ＭＡＢ）・コンバータを用いたマルチウェイ・バイディレクショナル・マルチポート・ＡＣカップルド（ＭＡＣ）・バッテリー・バランサーが記載されている（要約）。非特許文献１には、コンバータがアクティブ・バッテリーバランシングに加えて、ビルトインの電気化学インピーダンススペクトロスコピー（ＥＩＳ）によるオンライン診断を行うことが記載されている（要約）。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］特許第６２２６２６１号公報
［特許文献２］特開２０２０－１８０９４９号公報
［非特許文献］
［非特許文献１］Youssef Elasser他，"A Multiway Bidirectional Multiport-Ac-Coupled (MAC) Battery Balancer with Online Electrochemical Impedance Spectroscopy",2020 IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC), IEEE, ２０２０年３月１５～１９日, pp. 1475-1480
【発明の概要】
【０００５】
本発明の第１の態様においては、第１インダクタと、測定対象の蓄電装置に含まれる第１電池セルに前記第１インダクタを直列に接続するか否かを切り替える第１スイッチと、前記第１スイッチをスイッチングさせることにより、前記第１インダクタにより誘導電流を発生させる信号制御部と、前記第１電池セルまたは前記蓄電装置に含まれる第２電池セルのうちの少なくとも１つにおける、前記誘導電流を流したときの電圧を測定する測定部とを備える測定装置を提供する。
【０００６】
上記の測定装置は、測定対象の蓄電装置に含まれる第２電池セルに前記第１インダクタを直列に接続するか否かを切り替える第２スイッチを備えてよく、前記第１インダクタは、前記第１電池セルの負極側および第２電池セルの正極側に設けられた第１端子と、前記第１電池セルの正極側および第２電池セルの負極側に設けられた第２端子とを有してよく、前記信号制御部は、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチをスイッチングさせることにより、前記第１インダクタにより前記誘導電流を発生させてよい。
【０００７】
上記のいずれかの測定装置において、前記測定部は、前記第１電池セルおよび前記第２電池セルのそれぞれに前記誘導電流を流したときの電圧を測定してよい。
【０００８】
上記のいずれかの測定装置に関し、前記蓄電装置内において、前記第１電池セルの負極は前記第２電池セルの正極に接続されてよく、前記第１インダクタの前記第１端子は、前記第１電池セルの負極および前記第２電池セルの正極の間に接続されてよい。
【０００９】
上記いずれかの測定装置において、前記信号制御部は、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチをパルス幅変調によりスイッチングさせて、前記第１インダクタにより交流の誘導電流を発生させてよい。
【００１０】
上記のいずれかの測定装置において、前記測定部は、前記誘導電流を更に測定してよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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