特開 2024-66292 インピーダンス測定方法、コンデンサユニット、コンデンサユニット保持装置およびコンデンサユニットシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024066292

(43)【公開日】2024-05-15

(54)【発明の名称】インピーダンス測定方法、コンデンサユニット、コンデンサユニット保持装置およびコンデンサユニットシステム

(51)【国際特許分類】

   G01R 27/02 20060101AFI20240508BHJP

   G01R 31/389 20190101ALI20240508BHJP

【ＦＩ】

G01R27/02 A

G01R31/389

【審査請求】未請求

【請求項の数】16

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022175776

(22)【出願日】2022-11-01

(71)【出願人】

【識別番号】598014825

【氏名又は名称】株式会社クオルテック

(71)【出願人】

【識別番号】391048049

【氏名又は名称】滋賀県

(74)【代理人】

【識別番号】110002310

【氏名又は名称】弁理士法人あい特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中島 稔

(72)【発明者】

【氏名】山本 典央

【テーマコード（参考）】

2G028

2G216

【Ｆターム（参考）】

2G028BE04

2G028CG08

2G028CG20

2G028DH04

2G028DH11

2G028DH21

2G028FK09

2G028HN11

2G028HN13

2G216BA51

(57)【要約】

【課題】電池のインピーダンスを良好に測定できるインピーダンス測定方法を提供する。前記インピーダンス測定方法に用いられるコンデンサユニット、コンデンサユニット保持装置およびコンデンサユニットシステムを提供する。
【解決手段】測定器２の４つの端子Ｔ１１～Ｔ１４と電池２０との間にコンデンサユニット７Ａ～７Ｄを介装した状態で、これらの端子Ｔ１１～Ｔ１４に電池２０を接続する。そして、測定器２を用いて、電池２０のインピーダンスを測定する。４つのコンデンサユニット７Ａ～７Ｄは、互いに同じ静電容量を有している。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

測定対象に接続すべき２つの電圧端子および２つの電流端子を有し、四端子対法により前記測定対象のインピーダンスを測定する測定器を用いて、前記測定対象としての電池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２つの電圧端子のそれぞれと前記電池との間および前記２つの電流端子の少なくとも一方と前記電池との間に、コンデンサを含むコンデンサユニットを介装した状態で、前記２つの電圧端子および前記２つの電流端子に前記電池を接続する接続工程と、
前記２つの電圧端子および前記２つの電流端子に接続された前記電池のインピーダンスを、前記測定器を用いて測定する測定工程と、を含み、
前記２つの電圧端子に接続される前記コンデンサユニットは、互いに同じ静電容量を有し、
前記２つの電流端子の少なくとも一方に接続される前記コンデンサユニットは、予め定める静電容量を有している、インピーダンス測定方法。

【請求項2】

前記測定器は、前記２つの電圧端子に入力された電圧の差分と、前記２つの電流端子の一方に入力された電流とに基づいて、前記電池のインピーダンスを測定する、請求項１に記載のインピーダンス測定方法。

【請求項3】

前記接続工程は、前記２つの電圧端子のそれぞれと前記電池との間、および前記２つの電流端子のそれぞれと前記電池との間に前記コンデンサユニットを介装する工程を含み、
前記２つの電圧端子に接続される前記コンデンサユニットおよび前記２つの電流端子に接続される前記コンデンサユニットは、いずれも同じ静電容量を有している、請求項１または２に記載のインピーダンス測定方法。

【請求項4】

前記電池に接続される測定ヘッドを有する測定治具に、複数の前記コンデンサユニットを装着する装着工程をさらに含み、
前記接続工程は、前記測定ヘッドに接続された前記電池を、前記測定治具に装着されている前記複数の前記コンデンサユニットを介して前記電圧端子および前記電流端子に接続する工程を含む、請求項１または２に記載のインピーダンス測定方法。

【請求項5】

前記測定工程の前に、前記測定治具に装着されている前記複数の前記コンデンサユニットを、前記測定ヘッドに接続されている前記電池によって充電する充電工程をさらに含む、請求項４に記載のインピーダンス測定方法。

【請求項6】

前記コンデンサユニットが、一端および他端を有する中心導体と、前記中心導体に非接触な外部導体と、前記中心導体に介装された前記コンデンサと、を含み、
前記充電工程は、前記コンデンサユニットにおける前記電池の接続側と反対側の端部に終端抵抗ユニットを装着し、前記中心導体と前記外部導体とを前記終端抵抗ユニットを介して接続した状態で、前記コンデンサを前記電池によって充電する工程を含む、請求項５に記載のインピーダンス測定方法。

【請求項7】

前記充電工程の開始から予め定める時間が経過した後に、前記測定工程を開始する、請求項５に記載のインピーダンス測定方法。

【請求項8】

前記充電工程に先立って、前記コンデンサユニットの前記コンデンサを強制的に放電させる強制放電工程をさらに含む、請求項５に記載のインピーダンス測定方法。

【請求項9】

前記コンデンサユニットが、一端および他端を有する中心導体と、前記中心導体に非接触な外部導体と、前記中心導体に介装された前記コンデンサと、を含み、
前記強制放電工程は、前記中心導体の両端を前記外部導体に接続することにより、前記コンデンサの二極を短絡させる工程を含む、請求項８に記載のインピーダンス測定方法。

【請求項10】

四端子対法により測定対象のインピーダンスを測定する測定器の同軸型の端子と、前記端子に接続された前記測定対象の電池との間に介装可能なコンデンサユニットであって、
一端および他端を有する中心導体と、
前記中心導体に非接触な外部導体と、
前記中心導体に介装されたコンデンサと、を含む、コンデンサユニット。

【請求項11】

前記コンデンサは、互いに並列に接続された複数のコンデンサ素子を含む、請求項１０に記載のコンデンサユニット。

【請求項12】

前記複数のコンデンサ素子は、第１コンデンサ素子と、前記第１コンデンサ素子よりも静電容量の小さな第２コンデンサ素子と、を含む、請求項１１に記載のコンデンサユニット。

【請求項13】

請求項１０～１２のいずれか一項に記載のコンデンサユニットを保持するコンデンサユニット保持器を含み、
前記コンデンサユニットが一端部および他端部を有し、
前記コンデンサユニットの前記一端部に装着される第１キャップであって、当該一端部に装着された状態で、前記中心導体と前記外部導体とを電気的に接続する第１キャップと、
前記コンデンサユニットの前記他端部に装着される第２キャップであって、当該他端部に装着された状態で、前記中心導体と前記外部導体とを電気的に接続する第２キャップと、をさらに含む、コンデンサユニット保持装置。

【請求項14】

前記コンデンサユニット保持器が、前記コンデンサユニットを、前記一端部および前記他端部が上下に並ぶ鉛直姿勢に保持するスタンド台を含み、
前記スタンド台には、前記第２キャップが固定されており、
前記コンデンサユニットは、前記スタンド台において、前記他端部に前記第２キャップが装着された状態で保持される、請求項１３に記載のコンデンサユニット保持装置。

【請求項15】

請求項１０～１２のいずれか一項に記載のコンデンサユニットと、
請求項１３に記載のコンデンサユニット保持装置と、を含む、コンデンサユニットシステム。

【請求項16】

前記コンデンサユニットが一端部および他端部を有し、
前記コンデンサユニットの前記一端部に装着される終端抵抗ユニットであって、当該一端部に装着された状態で、前記中心導体と前記外部導体との間に接続される終端抵抗を有する終端抵抗ユニットをさらに含む、請求項１５に記載のコンデンサユニットシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、インピーダンス測定方法、コンデンサユニット、コンデンサユニット保持装置およびコンデンサユニットシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、測定対象のインピーダンスを測定するためのインピーダンス測定システムを開示している。

【0003】

また、非特許文献１は、自動平衡ブリッジ方式のインピーダンス測定器を用いて電池のインピーダンスを測定する場合に、測定器に直流電流が流れ込まないように、４つの端子のうち信号出力端子Ｈ_Ｃおよび電圧計測端子Ｈ_Ｐにコンデンサを接続することを開示している。さらに、非特許文献１には、信号出力端子Ｈ_Ｃに接続されるコンデンサの静電容量を３２μＦ以上にすること、および電圧計測端子Ｈ_Ｐに接続されるコンデンサの静電容量を１μＦとすることが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１７－４９１４８号公報

【非特許文献】

【0005】

【非特許文献1】「インピーダンス測定ハンドブック ２００３年１１月版」Agilent Technologies（第５章第２４頁）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本件発明者らは、特許文献１に記載の測定システムを用いて電池のインピーダンスを測定することを検討している。この場合、起電力を有する電池を測定対象として測定器に接続することにより、電池からの直流電流が、測定器に流れ込んで、測定器に内蔵されている電子部品（たとえば抵抗器）に悪影響を及ぼすおそれがある。測定器への悪影響を回避するため、本件発明者は、非特許文献１の手法を特許文献１に記載の測定方法に組み合わせ、測定器と電池との間にコンデンサを介装し、このコンデンサによって直流電流を遮断することを検討している。

【0007】

しかし、非特許文献１に記載の手法が、特定の周波数範囲（１ｋＨｚ以上）で測定することを前提としているのに対し、特許文献１では、広い周波数範囲（１Ｈｚ～１００ＭＨｚ）での周波数応答の測定を行っている。非特許文献１に記載の手法をそのまま採用したのでは、特定の周波数範囲（１ｋＨｚ以上）とは異なる周波数範囲で測定するときに正確なインピーダンス測定を行えないおそれがある。また、非特許文献１に記載の手法は、自動平衡ブリッジ方式を用いた測定にのみ有効であり、他の方式のインピーダンス測定器（たとえば周波数応答解析によって測定するための装置）を用いた測定には使えない。いずれにしても、非特許文献１に記載の手法は、四端子対法によりインピーダンスを測定する測定器を用いて電池のインピーダンスを測定するための最適な手法とは言えない。

【0008】

そこで、この発明の一つの目的は、四端子対法によりインピーダンスを測定する測定器を用いて電池のインピーダンスを良好に測定できるインピーダンス測定方法を提供することである。

【0009】

また、この発明の他の目的は、電池のインピーダンス測定に適したコンデンサユニット、コンデンサユニット保持装置およびコンデンサユニットシステムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

この発明の一実施形態は、次のような特徴を有するインピーダンス測定方法を提供する。

【0011】

１．測定対象に接続すべき２つの電圧端子および２つの電流端子を有し、四端子対法により前記測定対象のインピーダンスを測定する測定器を用いて、前記測定対象としての電池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２つの電圧端子のそれぞれと前記電池との間および前記２つの電流端子の少なくとも一方と前記電池との間に、コンデンサを含むコンデンサユニットを介装した状態で、前記２つの電圧端子および前記２つの電流端子に前記電池を接続する接続工程と、
前記２つの電圧端子および前記２つの電流端子に接続された前記電池のインピーダンスを、前記測定器を用いて測定する測定工程と、を含み、
前記２つの電圧端子に接続される前記コンデンサユニットは、互いに同じ静電容量を有し、
前記２つの電流端子の少なくとも一方に接続される前記コンデンサユニットは、予め定める静電容量を有している、インピーダンス測定方法。

【0012】

この方法によれば、各電圧端子と電池との間にコンデンサユニットが介装される。２つのコンデンサユニットは、互いに同じ静電容量を有している。また、２つの電流端子の少なくとも一方に、予め定める静電容量を有するコンデンサユニットが介装される。これらのコンデンサユニットは、コンデンサに電荷が蓄積されている状態で直流電流を遮断する。そのため、測定器内に直流電流が流れ込むことを阻止できる。２つの電圧端子に接続される２つのコンデンサユニットの静電容量が互いに同じであるので、２つの電圧端子に入力される電圧に、電圧端子へのコンデンサの接続に伴うアンバランスな影響が生じない。これにより、電池から測定器への直流電流の流れ込みを阻止しながら、測定器によって電池のインピーダンスを正確に測定できる。

【0013】

２．前記測定器は、前記２つの電圧端子に入力された電圧の差分と、前記２つの電流端子の一方に入力された電流とに基づいて、前記電池のインピーダンスを測定する、項１に記載のインピーダンス測定方法。

【0014】

この方法によれば、２つの電圧端子に入力された電圧の差分に基づいて、測定器が電池のインピーダンスを測定する。２つの電圧端子に接続される２つのコンデンサユニットの静電容量が互いに同じであるので、２つの電圧端子に入力される電圧の差分の値は、電圧端子へのコンデンサの接続の影響を受けない。これにより、電池から測定器への直流電流の流れ込みを阻止しながら、測定器によって電池のインピーダンスを正確に測定できる。

【0015】

３．前記接続工程は、前記２つの電圧端子のそれぞれと前記電池との間、および前記２つの電流端子のそれぞれと前記電池との間に前記コンデンサユニットを介装する工程を含み、
前記２つの電圧端子に接続される前記コンデンサユニットおよび前記２つの電流端子に接続される前記コンデンサユニットは、いずれも同じ静電容量を有している、項１または２に記載のインピーダンス測定方法。

【0016】

この方法によれば、２つの電圧端子および２つの電流端子に接続される４つのコンデンサユニットのコンデンサの静電容量が互いに同じである。これにより、測定器において電圧と電流との間に位相のずれが生じない。そのため、インピーダンス測定に用いられる測定周波数の如何によらずに、インピーダンスを正確に測定できる。

【0017】

また、互いに同じ静電容量の４つのコンデンサユニットを４つの端子に接続する。接続すべきコンデンサユニットが端子毎に異ならないので、コンデンサユニットの接続先の間違えが生じない。測定者は、４つのコンデンサユニットを区別することなく４つの端子に１つずつ接続すれば足りるから、電圧端子および電流端子にコンデンサユニットを接続する際の作業性が良い。

【0018】

４．前記電池に接続される測定ヘッドを有する測定治具に、複数の前記コンデンサユニットを装着する装着工程をさらに含み、
前記接続工程は、前記測定ヘッドに接続された前記電池を、前記測定治具に装着されている前記複数の前記コンデンサユニットを介して前記電圧端子および前記電流端子に接続する工程を含む、項１～３のいずれか一項に記載のインピーダンス測定方法。

【0019】

この方法によれば、複数のコンデンサユニットを測定治具に装着しかつ電池を測定ヘッドに接続した状態において、コンデンサユニットを電圧端子および電流端子に接続することにより、電圧端子および電流端子に電池を接続できる。これにより、コンデンサユニットを介した電圧端子および電流端子と電池との接続を良好に実現できる。

【0020】

５．前記測定工程の前に、前記測定治具に装着されている前記複数の前記コンデンサユニットを、前記測定ヘッドに接続されている前記電池によって充電する充電工程をさらに含む、項４に記載のインピーダンス測定方法。

【0021】

この方法によれば、測定治具の測定ヘッドに接続されている電池によって、測定治具に装着されている複数のコンデンサユニットを、測定工程の前に充電する。測定工程の前にコンデンサユニットを電荷のバランスのとれた状態にすることにより、コンデンサに予め電荷を蓄積した状態で測定工程を開始できるので、測定工程において、測定器への直流電流の流れ込みをコンデンサユニットによって良好に阻止できる。

【0022】

また、測定治具の測定ヘッドに接続されている電池によって、測定治具に装着されているコンデンサユニットを電荷のバランスのとれた状態にするので、充電器、電源装置などを別途用意することなく、コンデンサユニットを電荷のバランスのとれた状態にできる。

【0023】

また、コンデンサユニットが接続されている状態で測定対象の電池を測定治具に装着することにより、直ちにコンデンサユニットへの充電が開始される。そのため、充電のための作業を別途行うことなく、コンデンサユニットを電荷のバランスのとれた状態にできる。

【0024】

６．前記コンデンサユニットが、一端および他端を有する中心導体と、前記中心導体に非接触な外部導体と、前記中心導体に介装された前記コンデンサと、を含み、
前記充電工程は、前記コンデンサユニットにおける前記電池の接続側と反対側の端部に終端抵抗ユニットを装着し、前記中心導体と前記外部導体とを前記終端抵抗ユニットを介して接続した状態で、前記コンデンサを前記電池によって充電する工程を含む、請求項５に記載のインピーダンス測定方法。

【0025】

この方法によれば、充電工程において、コンデンサユニットにおける電池の接続側と反対側の端部に、終端抵抗ユニットが装着される。コンデンサユニットの前記反対側の端部への終端抵抗ユニットの装着によって、コンデンサユニットの中心導体と外部導体とが、終端抵抗ユニットの終端抵抗を介して接続される。これにより、コンデンサユニットの中心導体に電流が流れ、コンデンサユニットのコンデンサが、電荷のバランスのとれた状態になる。

【0026】

終端抵抗の抵抗値を、前記測定器の前記２つの電流端子の入力インピーダンス（たとえば５０Ω）および出力インピーダンス（たとえば５０Ω）と同じ値（たとえば５０Ω）としてもよい。

【0027】

終端抵抗の抵抗値を、測定器の電流端子の入出力インピーダンスと合わせることで、測定器に接続している状態（実際の測定状況）に近い状態で充電工程を実施することができる。このような状態で充電することにより、コンデンサユニットが電荷のバランスのとれた状態になり、測定器に接続した状態において、測定系に電位の乱れが生じ難い。これにより、コンデンサユニットを測定器に接続した直後から、測定系の電位を安定させることができる。

【0028】

７．前記充電工程の開始から予め定める時間が経過した後に、前記測定工程の実行を開始する、項５または６に記載のインピーダンス測定方法。

【0029】

この方法によれば、コンデンサユニットのコンデンサにおいて見かけ上電荷の移動がなくなるような時間が経過するまで、充電工程が続行される。電荷の移動がなくなった状態（以下、このような状態を「電荷のバランスがとれた状態」という場合がある）では、コンデンサに対する直流電流の出入りはない。この状態で測定工程の実行を開始することにより、測定器への直流電流の流れ込みを、測定工程の開始当初から阻止できる。

【0030】

８．前記充電工程に先立って、前記複数の前記コンデンサユニットの前記コンデンサを強制的に放電させる強制放電工程をさらに含む、項５～７のいずれか一項に記載のインピーダンス測定方法。

【0031】

この方法によれば、充電工程に先立って、コンデンサユニットのコンデンサが強制的に放電させられる。コンデンサユニットを充電工程の前に強制的に放電させることにより、コンデンサユニットのコンデンサに電荷が存在していない状態で、充電工程を開始できる。

【0032】

コンデンサユニットのコンデンサを強制的に放電させずに、自然放電させることも考えられるが、自然放電では、放電後にコンデンサユニットに残存する電荷量がコンデンサユニット毎にばらつくおそれがある。そのため、充電工程の前に自然放電を行ったのでは、複数のコンデンサユニットに蓄積されている電荷量が互いにばらついた状態で、充電工程が開始されるおそれがある。

【0033】

これに対し、この方法によれば、複数のコンデンサユニットの個々のコンデンサに蓄積されている電荷量を零に揃えた状態で複数のコンデンサユニットに充電を開始できる。これにより、充電工程後における、複数のコンデンサユニットを電荷のバランスがとれた状態とすることができる。

【0034】

９．前記コンデンサユニットが、一端および他端を有する中心導体と、
前記中心導体に非接触な外部導体と、
前記中心導体に介装された前記コンデンサと、を含み、
前記強制放電工程は、前記中心導体の両端を前記外部導体に接続することにより、前記コンデンサの二極を短絡させる工程を含む、項８に記載のインピーダンス測定方法。

【0035】

この方法によれば、強制放電工程では、中心導体の両端が外部導体に接続されることにより、コンデンサの二極が短絡される。これにより、コンデンサに蓄積されている電荷を強制的に放電できる。ゆえに、強制的な放電を、比較的簡単に実現できる。

【0036】

また、この発明の一実施形態は、次のような特徴を有するコンデンサユニットを提供する。

【0037】

１０．四端子対法により測定対象のインピーダンスを測定する測定器の同軸型の端子と、前記端子に接続された前記測定対象の電池との間に介装可能なコンデンサユニットであって、
一端および他端を有する中心導体と、
前記中心導体に非接触な外部導体と、
前記中心導体に介装されたコンデンサと、を含む、コンデンサユニット。

【0038】

この構成によれば、コンデンサユニットが測定器の同軸型の端子に接続された状態で、端子と測定対象の電池との間にコンデンサが介装される。コンデンサに電荷が蓄積されている状態では、コンデンサユニットは、同軸型の端子との間で信号の授受を許容しながら、電池からの直流電流を遮断する。これにより、電池からの直流電流が測定器に流れ込むことを阻止しながら、電池のインピーダンス測定を行える。ゆえに、電池のインピーダンス測定に適したコンデンサユニットを提供できる。

【0039】

１１．前記コンデンサは、互いに並列に接続された複数のコンデンサ素子を含む、項１０に記載のコンデンサユニット。

【0040】

この構成によれば、複数並列に接続されるコンデンサ素子の個数を変更することにより、コンデンサの静電容量を変えることができる。コンデンサ素子の個数を増やすことでコンデンサの静電容量が増え、これにより、大容量のコンデンサを実現可能である。コンデンサの周波数特性は、コンデンサの静電容量に依存する。コンデンサの静電容量の大容量化を図ることにより、コンデンサユニットを通過可能な信号周波数を低周波数側に広げることができる。これにより、測定周波数が低周波数であっても、電池からの直流電流の流れ込みを阻止しながら電池のインピーダンスを測定できる。

【0041】

１２．前記複数のコンデンサ素子は、第１コンデンサ素子と、前記第１コンデンサ素子よりも静電容量の小さな第２コンデンサ素子と、を含む、項１１に記載のコンデンサユニット。

【0042】

この構成によれば、コンデンサには、第１コンデンサ素子だけでなく、第１コンデンサ素子よりも静電容量の小さな第２コンデンサ素子が含まれる。静電容量の小さな第２コンデンサ素子は、高周波数の信号を通しやすい。第２コンデンサ素子を第１コンデンサ素子に組み合わせてコンデンサを構成することにより、高周波の信号をコンデンサに通すことができる。このように静電容量の異なる互いに異なる複数種のコンデンサ素子をコンデンサに含めることにより、コンデンサユニットを通すことの可能な信号周波数のレンジを、高周波を維持しながら低周波数側に広げることができる。これにより、電池からの直流電流の流れ込みを阻止しながら、広い周波数レンジで電池のインピーダンスを測定できる。

【0043】

また、この発明の一実施形態は、次のような特徴を有するコンデンサユニット保持装置を提供する。

【0044】

１３．項１０～１２のいずれか一項に記載のコンデンサユニットを保持するコンデンサユニット保持器を含み、
前記コンデンサユニットが一端部および他端部を有し、
前記コンデンサユニットの前記一端部に装着される第１キャップであって、当該一端部に装着された状態で、前記中心導体と前記外部導体とを電気的に接続する第１キャップと、
前記コンデンサユニットの前記他端部に装着される第２キャップであって、当該他端部に装着された状態で、前記中心導体と前記外部導体とを電気的に接続する第２キャップと、をさらに含む、コンデンサユニット保持装置。

【0045】

この構成によれば、第１キャップをコンデンサユニットの一端部に装着し、かつ第２キャップをコンデンサユニットの他端部に装着した状態で、コンデンサユニットの中心導体、コンデンサユニットの外部導体、第１キャップおよび第２キャップによって、短絡回路が形成される。これにより、コンデンサユニットの中心導体に介装されたコンデンサの二極を短絡させることができ、コンデンサに蓄積されている電荷の強制的な放電を、比較的簡単な構成で実現できる。ゆえに、電池のインピーダンス測定に適した、コンデンサ保持ユニットを提供できる。

【0046】

１４．前記コンデンサユニット保持器が、前記コンデンサユニットを、前記一端部および前記他端部が上下に並ぶ鉛直姿勢に保持するスタンド台を含み、
前記スタンド台には、前記第２キャップが固定されており、
前記コンデンサユニットは、前記スタンド台において、前記他端部に前記第２キャップが装着された状態で保持される、請求項１３に記載のコンデンサユニット保持装置。

【0047】

この構成によれば、スタンド台によってコンデンサユニットが保持されている状態では、コンデンサユニットの他端部に第２キャップが装着されている。そして、測定者が、スタンド台によって保持されているコンデンサユニットの一端部に第１キャップを装着することにより、保持されているコンデンサユニットのコンデンサの二極を短絡させることができる。これにより、コンデンサユニットがコンデンサユニット保持器によって保持されている状態において、コンデンサユニットを強制的に放電させ続けることができる。

【0048】

また、この発明の一実施形態は、次のような特徴を有するコンデンサユニットシステムを提供する。

【0049】

１５．項１０～１２のいずれか一項に記載のコンデンサユニットと、
項１３または１４に記載のコンデンサユニット保持装置と、を含む、コンデンサユニットシステム。

【0050】

この構成によれば、コンデンサユニットが測定器の同軸型の端子に接続された状態で、端子と測定対象の電池との間にコンデンサが介装される。コンデンサに電荷が蓄積されている状態では、コンデンサユニットは、同軸型の端子との間で信号の授受を許容しながら、電池からの直流電流を遮断する。これにより、電池からの直流電流が測定器に流れ込むことを阻止しながら、電池のインピーダンス測定を行える。

【0051】

また、コンデンサユニットの一端部に第１キャップを装着し、かつコンデンサユニットの他端部に第２キャップを装着した状態で、コンデンサユニットの中心導体、コンデンサユニットの外部導体、第１キャップおよび第２キャップによって、短絡回路が形成される。これにより、コンデンサユニットの中心導体に介装されたコンデンサの二極を短絡させることができ、コンデンサに蓄積されている電荷の強制的な放電を、比較的簡単な構成で実現できる。

【0052】

ゆえに、電池のインピーダンス測定に適したコンデンサユニットシステムを提供できる。

【0053】

１６．前記コンデンサユニットが一端部および他端部を有し、
前記コンデンサユニットの前記一端部に装着される終端抵抗ユニットであって、当該一端部に装着された状態で、前記中心導体と前記外部導体との間に接続される終端抵抗を有する終端抵抗ユニットをさらに含む、項１５に記載のコンデンサユニットシステム。

【0054】

この構成によれば、コンデンサユニットの一端部に、終端抵抗ユニットが装着される。コンデンサユニットの一端部への終端抵抗ユニットの装着によって、コンデンサユニットの中心導体と外部導体とが、終端抵抗ユニットの終端抵抗を介して接続される。これにより、コンデンサユニットの中心導体に電流が流れ、コンデンサユニットのコンデンサに電荷が蓄積される。ゆえに、コンデンサユニットへの良好な充電を実現できる。

【0055】

終端抵抗の抵抗値を、前記測定器の内部インピーダンスと同じ値（たとえば５０Ω）としてもよい。

【0056】

終端抵抗の抵抗値を、測定器の内部インピーダンスと合わせることで、測定器に接続している状態（実際の測定状況）に近い状態で、充電を開始することができる。このような状態で充電することにより、コンデンサユニットが電荷のバランスのとれた状態になり、測定器に接続した状態において、測定系に電位の乱れが生じ難い。これにより、コンデンサユニットを測定器に接続した直後から、測定システムの電位を安定させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0057】

【図1】図１は、この発明の第１実施形態に係る測定システムの構成を説明するためのブロック図である。

【図2】図２は、前記測定システムに含まれる測定治具の構成例を説明するための図解的な縦断面図である。

【図3】図３は、前記測定治具、コンデンサユニットおよびコンデンサユニット保持装置の斜視図である。

【図4】図４は、測定器から測定対象の電池に至る配線の構成を説明するための図である。

【図5】図５は、前記コンデンサユニットの構成を説明するための模式的な図である。

【図6】図６は、前記コンデンサユニットに含まれるコンデンサを説明するための模式的な回路図である。

【図7】図７は、前記コンデンサユニット保持装置の斜視図である。

【図8】図８は、前記コンデンサユニット保持装置の縦断面図である。

【図9】図９は、前記測定システムを用いた電池のインピーダンス測定方法の手順を示す流れ図である。

【図10】図１０は、前記コンデンサユニット保持器によって４つの前記コンデンサユニットを保持している状態を示す斜視図である。

【図11】図１１は、前記コンデンサユニット保持器から上キャップに至る配線の構成を説明するための図である。

【図12】図１２は、充電工程（図９のＳ５）における、前記測定治具、前記コンデンサユニットおよび前記コンデンサユニット保持装置の斜視図である。

【図13】図１３は、充電工程（図９のＳ５）における、測定対象の電池から終端抵抗ユニットに至る配線の構成を説明するための図である。

【図14】図１４は、図１３に示す配線の模式的な回路図である。

【図15】図１５は、前記測定システムを用いて電池のインピーダンスを測定した結果を表すＮｙｑｕｉｓｔ線図である。

【図16】図１６は、前記測定システムを用いて電池のインピーダンスを測定した結果を表すＮｙｑｕｉｓｔ線図である。

【図17】図１７は、この発明の第２実施形態に係る測定システムにおいて、測定器から測定対象の電池に至る配線の構成を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0058】

以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。

【0059】

図１は、この発明の第１実施形態に係る測定システム１の構成を説明するためのブロック図である。測定システム１は、測定器２と、測定治具３と、制御装置５と、４つのコンデンサユニット７と、コンデンサユニット保持装置８（図１には図示せず。図３参照）とを備えている。測定システム１は、測定治具３に保持された電池２０のインピーダンスを測定する。測定システム１によってインピーダンスを測定する際には、４つのコンデンサユニット７を測定治具３に装着し、かつ同軸ケーブル４を対応するコンデンサユニット７に接続した状態とする。すなわち、測定システム１は、コンデンサユニット７および同軸ケーブル４を介して、測定治具３を測定器２に接続して構成されている。測定器２が出力するデータは、制御装置５に入力される。

【0060】

測定器２は、測定対象である電池２０のインピーダンスを、周波数応答解析によって測定するための装置（FRA: Frequency Response Analyzer）である。具体的には、測定器２は、たとえば、ソーラトロン(Solartron)社の１２６０型測定器であってもよく、仕様上の測定周波数範囲は、１０μＨｚ～３２ＭＨｚである。ソーラトロン社の１２６０型測定器は、四端子対法による測定が可能であり、高周波数から低周波数への掃引が可能である。

【0061】

測定器２は、端子群Ｔ１を備えている。端子群Ｔ１は、４つの端子Ｔ１１～Ｔ１４を備えている。４つの端子Ｔ１１～Ｔ１４は、信号出力端子Ｔ１１（ＧＥＮ）と、高側電圧計測端子Ｔ１２（Ｖ_Ｈ）と、低側電圧計測端子Ｔ１３（Ｖ_Ｌ）と、電流計測端子Ｔ１４（Ｉ-_ｉｎ）とを含む。信号出力端子Ｔ１１および電流計測端子Ｔ１４は電流端子であり、高側電圧計測端子Ｔ１２および低側電圧計測端子Ｔ１３は電圧端子である。これら４つの端子Ｔ１１～Ｔ１４は、いずれも、ピン状の信号伝達部を中央に有し、それを取り囲むように円筒状のシールド部を有する同軸型の端子である。

【0062】

測定治具３は、保持容器２１と、保持容器２１の上部開口を閉じる蓋２２とを備えている。保持容器２１の内部には、測定対象である電池２０が収容されている。保持容器２１の内部には、電池２０を加熱するためのヒータ２３が配置されている。ヒータ２３に対して、リード線２４によって電力が供給される。リード線２４は、蓋２２を通して測定治具３外に引き出され、ヒータ２３を制御するための温度調節器２８に接続されている。温度調節器２８によるヒータ２３の制御のために、保持容器２１内には、測定対象である電池２０の温度を検出する熱電対２５が導入されている。測定対象である電池２０の温度はヒータ２３の表面温度と同等とみなせるので、熱電対２５は、ヒータ２３の表面に接触するように配置されてもよい。

【0063】

測定治具３は、必要に応じて、冷却装置１９によって冷却される。それによって、室温未満の温度での測定が可能になる。冷却装置１９は、液体窒素などの冷媒を入れたステンレスデュワーであってもよい。冷却装置１９で測定治具３を冷却する一方で、ヒータ２３への通電を制御することによって、測定対象である電池２０の温度を正確に制御できる。

【0064】

制御装置５は、たとえば、パーソナルコンピュータからなる。制御装置５には、測定器２および温度調節器２８が接続されている。制御装置５は、これらを制御することにより、測定器２によって測定対象である電池２０を測定させながら測定器２が出力する測定結果データを取得する測定制御を実行する。

【0065】

図２は、測定治具３の構成例を説明するための図解的な縦断面図である。図２は、可能な限り多くの構成要素を表すために、一部の構成要素の配置を変更して表してあり、したがって、必ずしも厳密な構造を表すものではない。

【0066】

測定治具３は、測定対象である電池２０を収容する保持容器２１と、この保持容器２１の開口２１ａを閉じる蓋２２と、電池２０を支持する支持アセンブリ３２と、電池２０に異なる位置で接触する第１電極リード（測定ヘッド）Ｅ１および第２電極リード（測定ヘッド）Ｅ２とを備えている。

【0067】

保持容器２１は、この実施形態では、有底円筒状であり、上部に開口２１ａを有し、開口２１ａの周囲に外向きのフランジ２１ｂが形成されている。蓋２２は、その周縁部の下面をフランジに合わせて保持容器２１に取り付けられている。蓋２２とフランジの間には、シール部材としてのＯリング３３が挟み込まれる。蓋２２とフランジ２１ｂとがクランプ３４によって固定され、それによって、保持容器２１に蓋２２が固定される。保持容器２１、蓋２２およびクランプ３４は、たとえば、ステンレスからなる。Ｏリング３３は、フッ素樹脂またはフッ素ゴムからなる。

【0068】

支持アセンブリ３２は、蓋２２の下面に固定されており、蓋２２を保持容器２１に装着することによって、保持容器２１内に収容されるように構成されている。支持アセンブリ３２は、蓋２２に固定され、保持容器２１の軸線方向に沿って蓋２２の下面側に直線状に延びた複数本（たとえば４本）の支柱３５と、支柱３５の途中部に固定された下支持プレート３７と、下支持プレート３７の上方で支柱３５に沿って上下動可能に配置された上支持プレート３６と、上支持プレート３６と蓋２２の下面との間において各支柱３５に巻装されたコイルばね３８と、下支持プレート３７と上支持プレート３６との間において各支柱３５に螺合した丸ナット３９とを備えている。４本の支柱３５は、容器の中心軸線まわりに等角度間隔をなすように配置されている。支柱３５の外周に螺子３５ａが螺刻してあり、その螺子３５ａに丸ナット３９が螺合している。コイルばね３８は、上支持プレート３６を丸ナット３９に向かって、すなわち、下方に向けて付勢する。支柱３５、コイルばね３８および丸ナット３９は、たとえばステンレスからなる。また、上支持プレート３６および下支持プレート３７は、たとえば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）またはセラミックスからなる。

【0069】

上支持プレート３６の下面には、保持容器２１の中心軸線上に第１電極リードＥ１が固定されている。第１電極リードＥ１は、電池２０に上方から接触する接点Ｅ１ａを下端に有している。

【0070】

下支持プレート３７の下面には、保持容器２１の中心軸線上に第２電極リードＥ２が固定されている。第２電極リードＥ２は、電池２０に下方から接触する接点Ｅ２ａを上端に有している。下支持プレート３７の上面中央部には、凹所（この実施形態では平面視円形の凹所）が形成されている。この凹所内に板状のヒータ２３が配置されている。第２電極リードＥ２の接点Ｅ２ａは、凹所の中央位置で下支持プレート３７を貫通し、さらに、ヒータ２３の中央位置を貫通してその上面から上方に突出している。この接点Ｅ２ａ上に電池２０が配置される。ヒータ２３は、たとえば、シリコンラバーヒータまたはセラミックヒータからなる。下支持プレート３７は、電池２０を支持する測定対象支持部材の一例である。そして、凹所内に電池２０を配置する測定対象配置位置が設定されている。凹所は、電池２０を支持する対象支持部であり、その底面（より正確にはヒータ２３の表面）は、電池２０を支持する支持面である。

【0071】

測定対象である電池２０の下面を第２電極リードＥ２の接点Ｅ２ａに接触させて配置した状態で、上支持プレート３６を下降させることにより、第１電極リードＥ１の接点Ｅ１ａを電池２０の上面に接触させることができる。具体的には、丸ナット３９をまわして下方に移動させることにより、コイルばね３８のばね力によって上支持プレート３６が押し下げられ、第１電極リードＥ１の接点Ｅ１ａが測定対象である電池２０の上面に達する。さらに、丸ナット３９をまわして下方に移動させることにより、コイルばね３８のばね力によって、第１電極リードＥ１の接点Ｅ１ａが測定対象である電池２０の上面に押し付けられ、それによって、測定対象である電池２０の下面が第２電極リードＥ２の接点Ｅ２ａに押し付けられる。

【0072】

測定対象である電池２０は、たとえば、円板状のコイン電池であり、その上面および下面には、それぞれ電極２０ａ，２０ｂが予め形成されている。電極２０ａは正電極であり、電極２０ｂは負電極である。これらの電極２０ａおよび電極２０ｂが、それぞれ第１電極リードＥ１および第２電極リードＥ２の接点Ｅ２ａに接触する。コイン電池は、リチウム電池であってもよい。リチウムコイン電池の例としてCR2032を例示できる。

【0073】

測定治具３は、さらに、第１同軸ケーブル４１、第２同軸ケーブル４２、第３同軸ケーブル４３および第４同軸ケーブル４４を含む。これらの同軸ケーブル４１～４４は、芯線４１ａ～４４ａと、この芯線４１ａ～４４ａを取り囲むシールド線４１ｂ～４４ｂと、芯線４１ａ～４４ａおよびシールド線４１ｂ～４４ｂの間を絶縁する絶縁体４１ｃ～４４ｃとを含む。芯線４１ａ～４４ａは、たとえば、銅撚線またはステンレス線からなる。シールド線４１ｂ～４４ｂは、たとえば、銅撚線またはステンレス線からなる。絶縁体４１ｃ～４４ｃは、たとえば、ＰＴＦＥ、ポリイミドまたはセラミックスからなる。たとえば、測定治具３を２５０℃以上の耐熱仕様とする場合には、芯線およびシールド線をステンレスとし、それらの間の絶縁体をポリイミドとしてもよい。

【0074】

第１同軸ケーブル４１の芯線４１ａの一端および第２同軸ケーブル４２の芯線４２ａの一端は、第１電極リードＥ１にそれぞれ接続されている。第３同軸ケーブル４３の芯線４３ａの一端および第４同軸ケーブル４４の芯線４４ａの一端は、第２電極リードＥ２にそれぞれ接続されている。

【0075】

第１同軸ケーブル４１および第２同軸ケーブル４２は、上支持プレート３６に形成された貫通孔（図示せず）を貫通しており、それらの上端は、蓋２２を貫通する同軸状のフィードスルー４６，４７にそれぞれ結合され、かつ支持されている。第３同軸ケーブル４３および第４同軸ケーブル４４は、下支持プレート３７に形成された貫通孔（図示せず）を貫通し、さらに上支持プレート３６に形成された貫通孔（図示せず）を貫通しており、それらの上端は、蓋２２を貫通する同軸状のフィードスルー４８，４９にそれぞれ結合され、かつ支持されている。同軸状のフィードスルー４６～４９は、絶縁型であり、芯線部のみならずシールド部も蓋２２から絶縁された状態で、蓋２２を貫通して当該蓋２２に固定されている。

【0076】

測定治具３の保持容器２１内の雰囲気を制御するために、蓋２２には、ガス導入管２６および排気管２７が取り付けられている。たとえば、排気管２７を真空ポンプなどの排気設備（図示せず）に接続し、ガス導入管２６を不活性ガスタンク等のガス供給源（図示せず）に接続することにより、保持容器２１内の雰囲気を制御できる。ガス導入管２６および排気管２７には、この実施形態では、それぞれガスバルブ３０，３１が介装されている。

【0077】

図３は、測定治具３、コンデンサユニット７およびコンデンサユニット保持装置８の斜視図である。図２および図３に示すように、４つのコンデンサユニット７は、測定治具３の蓋２２に着脱可能に取り付けられる。４つのコンデンサユニット７は、蓋２２の外方において、蓋２２に固定されたフィードスルー４６～４９の一端（上端）にそれぞれ接続されている。コンデンサユニット７は、一端および他端を有する中心導体１１と、中心導体１１を絶縁状態で取り囲む筒状の外部導体１２と、中心導体１１の途中部に介装されたコンデンサ１３とを備えている。４つのコンデンサユニット７は、互いに同じ静電容量を有している（つまり、コンデンサ１３の静電容量が互いに同じである）。以下、便宜上、第１～第４同軸ケーブル４１～４４に接続されるコンデンサユニット７を、それぞれコンデンサユニット７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄと呼ぶ場合がある。フィードスルー４６～４９にコンデンサユニット７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄが接続された状態で、第１～第４同軸ケーブル４１～４４が、コンデンサユニット７Ａ～７Ｄに接続される。

【0078】

また、図３に示すように、この状態で、同軸ケーブル４の各一端をコンデンサユニット７Ａ～７Ｄの一端部（電池の接続側と反対側の端部）７ｅに接続する。そして、図１に示すように、同軸ケーブル４の各他端を、測定器２の端子Ｔ１１～Ｔ１４に接続する。それにより、コンデンサユニット７Ａ～７Ｄの中心導体１１および外部導体１２が、それぞれ端子Ｔ１１～Ｔ１４の信号伝達部およびシールド部に接続される。この状態で、第１～第４同軸ケーブル４１～４４が、コンデンサユニット７Ａ～７Ｄを介して端子Ｔ１１～Ｔ１４に接続される。４つのコンデンサユニット７Ａ～７Ｄは、紛失防止のため、紐やチェーンで互いに連結されていてもよい。コンデンサユニット７Ａ～７Ｄは４つ一体で使用されるため、互いに連結されていても、特段の不具合はない。

【0079】

図３に示すように、コンデンサユニット保持装置８は、４つのコンデンサユニット７を鉛直姿勢で保持するコンデンサユニット保持器８１を備えている。コンデンサユニット保持器８１は、測定治具３と同じテーブル（図示せず）上に載置される。コンデンサユニット保持装置８とコンデンサユニット７（４つのコンデンサユニット７）とによって、電池２０のインピーダンス測定に適した専用のコンデンサユニットシステム６が構成されている。

【0080】

図４は、測定器２から測定対象の電池２０に至る配線の構成を説明するための図である。第１電極リードＥ１において電池２０から比較的遠い位置に接続される第１同軸ケーブル４１の芯線４１ａは、電流端子である。第１電極リードＥ１において電池２０の比較的近い位置に接続される第２同軸ケーブル４２の芯線４２ａは、電圧端子である。第２電極リードＥ２において電池２０の比較的近い位置に接続される第３同軸ケーブル４３の芯線４３ａは、電圧端子である。第２電極リードＥ２において電池２０から比較的遠い位置に接続される第４同軸ケーブル４４の芯線４４ａは、電流端子である。

【0081】

第１同軸ケーブル４１のシールド線４１ｂの第１電極リードＥ１側端部は、第１線６１によって第２同軸ケーブル４２のシールド線４２ｂの第１電極リードＥ１側端部に直接接続され、第２線６２によって第３同軸ケーブル４３のシールド線４３ｂの第２電極リードＥ２側端部に直接接続されている。第２同軸ケーブル４２のシールド線４２ｂの第１電極リードＥ１側端部は、第３線６３によって第４同軸ケーブル４４のシールド線４４ｂの第２電極リードＥ２側端部に直接接続されている。第３同軸ケーブル４３のシールド線４３ｂの第２電極リードＥ２側端部は、第４線６４によって第４同軸ケーブル４４のシールド線４４ｂの第２電極リードＥ２側端部に直接接続されている。「直接接続」とは、他の同軸ケーブルのシールド線を介することなく接続されていることを意味している。第１同軸ケーブル４１および第４同軸ケーブル４４のシールド線４１ｂ，４４ｂの第１電極リードＥ１側端部および第２電極リードＥ２側端部の間を直接接続する線はない。また、第２同軸ケーブル４２および第３同軸ケーブル４３のシールド線４２ｂ，４４ｂの第１電極リードＥ１側端部および第２電極リードＥ２側端部の間を直接接続する線もない。

【0082】

第１同軸ケーブル４１は、コンデンサユニット７Ａを介して、測定器２の信号出力端子Ｔ１１に接続される。第２同軸ケーブル４２は、コンデンサユニット７Ｂを介して、測定器２の高側電圧計測端子Ｔ１２に接続される。第３同軸ケーブル４３は、コンデンサユニット７Ｃを介して、測定器２の低側電圧計測端子Ｔ１３に接続される。第４同軸ケーブル４４は、コンデンサユニット７Ｄを介して、測定器２の電流計測端子Ｔ１４に接続される。これらにより、四端子対法による測定が行われる。

【0083】

測定器２は、交流信号源７１を内部に有しており、この交流信号源７１は、信号出力端子Ｔ１１に交流信号を出力する。この交流信号は、コンデンサユニット７Ａの中心導体１１を介して、第１同軸ケーブル４１の芯線４１ａに付与される。それによって、第１同軸ケーブル４１の芯線４１ａから電流（交流電流）が供給される。この電流は、第１電極リードＥ１、電池２０、第２電極リードＥ２を通って、第４同軸ケーブル４４の芯線４４ａに流れ込み、コンデンサユニット７Ｄの中心導体１１を通って、測定器２内の電流計７３へと供給される。この電流計７３を通った電流は、コンデンサユニット７Ｄの外部導体１２を介して第４同軸ケーブル４４のシールド線４４ｂを通り、さらに、第１線６１～第４線６４を通って、第１同軸ケーブル４１のシールド線４１ｂへと導かれ、このシールド線４１ｂからコンデンサユニット７Ａの外部導体１２を通って、交流信号源７１へと帰る。

【0084】

第２同軸ケーブル４２の芯線４２ａは、コンデンサユニット７Ｂの中心導体１１を介して、測定器２の高側電圧計測端子Ｔ１２に接続される。第３同軸ケーブル４３の芯線４３ａは、コンデンサユニット７Ｃの中心導体１１を介して、測定器２の低側電圧計測端子Ｔ１３に接続される。測定器２の内部の電圧計７２は、差動増幅器７４を有している。差動増幅器７４は、高側電圧計測端子Ｔ１２および低側電圧計測端子Ｔ１３の間の電位差に対応する信号を出力する。電圧計７２は、この信号に基づいて、第２同軸ケーブル４２の芯線４２ａと第３同軸ケーブル４３の芯線４３ａとの間の電圧を測定し、それによって、測定対象である電池２０の両端にかかる電圧を測定する。

【0085】

そして、測定器２は、電流計７３によって計測される電流と、電圧計７２によって計測される電圧とに基づいて、測定対象である電池２０のインピーダンスを演算する。

【0086】

また、測定器２の対象が、起電力を有する電池２０である。第１電極リードＥ１および第２電極リードＥ２のそれぞれに、電池２０の正極および負極のそれぞれが接続された状態においては、以下の第１電流経路および第２電流経路という２つの電流経路が形成される。第１電流経路は、第１電極リードＥ１から、第１同軸ケーブル４１の芯線４１ａ、コンデンサユニット７Ａの中心導体１１、交流信号源７１、第１同軸ケーブル４１のシールド線４１ｂ、第１線６１～第４線６４、第４同軸ケーブル４４のシールド線４４ｂ、電流計７３、コンデンサユニット７Ｄの中心導体１１および第４同軸ケーブル４４の芯線４４ａを通って第２電極リードＥ２に至る経路である。第２電流経路は、第１電極リードＥ１から、第２同軸ケーブル４２の芯線４２ａ、コンデンサユニット７Ｂの中心導体１１、第２同軸ケーブル４２のシールド線４２ｂ、第１線６１～第４線６４、第３同軸ケーブル４３のシールド線４３ｂ、コンデンサユニット７Ｃの中心導体１１および第３同軸ケーブル４３の芯線４３ａを通って第２電極リードＥ２に至る経路である。

【0087】

第１電流経路において、コンデンサユニット７Ａの中心導体１１にコンデンサ１３が介装されている。コンデンサユニット７Ａのコンデンサ１３が電荷のバランスがとれた状態であれば、コンデンサ１３に対する直流電流の出入りはないので、電池２０からコンデンサユニット７Ａへの直流電流の流入はなく、電池２０と測定器２との間の直流電流経路（第１電流経路）はコンデンサ１３によって遮断される。

【0088】

一方、第２電流経路において、コンデンサユニット７Ｂの中心導体１１にコンデンサ１３が介装されている。コンデンサユニット７Ｂのコンデンサ１３が電荷のバランスがとれた状態であれば、コンデンサ１３に対する直流電流の出入りはないので、電池２０からコンデンサユニット７Ａへの直流電流の流入はなく、電池２０と測定器２との間の直流電流経路（第１電流経路）はコンデンサ１３によって遮断される。

【0089】

この実施形態では、４つのコンデンサユニット７Ａ～７Ｄのコンデンサの静電容量は互いに同じである。また、４つのコンデンサユニット７Ａ～７Ｄが、互いに同じ形状および大きさを有している。そのため、同種のコンデンサユニット７を４つ設け、それらを４つのコンデンサユニット７Ａ～７Ｄとして用いている。

【0090】

図５は、コンデンサユニット７の具体的な構成を説明するための模式的な図である。

【0091】

コンデンサユニット７は、中心導体１１と、中心導体１１に非接触な外部導体１２と、コンデンサ１３と、中心導体１１、外部導体１２およびコンデンサ１３を取り囲む円筒状のハウジング１４と、中心導体１１の一端および他端にそれぞれ接続された一端側コネクタ１５および他端側コネクタ１６と、を備えている。図５の例では、外部導体１２は、中心導体１１を非接触な状態で同軸状に取り囲んでいる。一端側コネクタ１５は、中心導体１５ａと、中心導体１５ａに非接触な外部導体１５ｂとを備えていてもよい。外部導体１５ｂは、中心導体１５ａを非接触な状態で同軸状に取り囲んでいてもよい。他端側コネクタ１６は、中心導体１６ａと、中心導体１６ａに非接触な外部導体１６ｂとを備えていてもよい。外部導体１６ｂは、中心導体１６ａを非接触な状態で同軸状に取り囲んでいてもよい。コンデンサユニット７は、パッシブ同軸コーポネントである。中心導体１１は、回路基板１７の表面に形成された信号用パターン１１ａおよび信号用パターン１１ｂを備えている。信号用パターン１１ａは、一端側コネクタ１５の中心導体１５ａに接続されている。信号用パターン１１ｂは、他端側コネクタ１６の中心導体１６ａに接続されている。回路基板１７の表面において、信号用パターン１１ａと信号用パターン１１ｂとの間に、複数（たとえば１２つ）のコンデンサ素子１８が実装されている。これら複数のコンデンサ素子１８によって、コンデンサ１３が構成されている。回路基板１７の裏面には、グランド用パターン（図示しない。たとえばベタパターン）が形成されている。このグランド用パターンは、一端側コネクタ１５の外部導体１５ｂおよび他端側コネクタ１６の外部導体１６ｂに接続されている。

【0092】

ハウジング１４は、たとえば金属材料を用いて形成されている。金属材料を用いてハウジング１４を形成することにより、耐ノイズ性が向上する。一端側コネクタ１５および他端側コネクタ１６は、同軸状のコネクタ（たとえばＢＮＣコネクタ）によって構成されている。

【0093】

図６は、コンデンサユニット７に含まれるコンデンサ１３を説明するための模式的な回路図である。コンデンサ１３は、互いに並列に接続された複数のコンデンサ素子１８を含む。複数のコンデンサ素子１８は、複数（たとえば１１つ）の第１コンデンサ素子１８Ａと、１つの第２コンデンサ素子１８Ｂとを含む。第２コンデンサ素子１８Ｂの静電容量は、第１コンデンサ素子１８Ａの静電容量に比べて十分に小さい。第１コンデンサ素子１８Ａの静電容量はたとえば４７μＦである。第２コンデンサ素子１８Ｂの静電容量はたとえば６８ｐＦである。

【0094】

複数個並列に接続される第１コンデンサ素子１８Ａの個数を変更することにより、コンデンサ１３の静電容量を変えることができる。第１コンデンサ素子１８Ａの個数を増やすことでコンデンサ１３の静電容量が増え、これにより、大容量のコンデンサ１３を実現可能である。一般的に、コンデンサ１３の周波数特性は、コンデンサ１３の静電容量に依存する。コンデンサ１３の静電容量の大容量化を図ることにより、コンデンサ１３を通過可能な信号周波数を低周波数側に広げることができる。コンデンサ１３の複数のコンデンサ素子１８の個数が１１つである場合、コンデンサ１３の静電容量は約５００μＦであり、大容量である。コンデンサ１３の静電容量が約５００μＦである場合、１００ｍＨｚ～１Ｈｚ程度の低周波数の信号を良好に通すことができる。これにより、コンデンサユニット７を通過可能な信号周波数を低周波数側に広げることができる。そして、コンデンサユニット７を測定器２の端子Ｔ１１～Ｔ１４に接続することにより、測定周波数が低周波数である場合であっても、電池２０のインピーダンスを正確に測定できる。

【0095】

第１コンデンサ素子１８Ａの個数の１１つは一例であり、この個数に限られない。コンデンサ１３の静電容量の大容量化のためには、第１コンデンサ素子１８Ａの個数は複数であることが好ましいが、１つであってもよい。コンデンサユニット７に求められる静電容量やコンデンサユニット７のハウジング１４内の収容体積等に応じて、コンデンサユニット７に含まれる第１コンデンサ素子１８Ａの個数が定められる。また、第１コンデンサ素子１８Ａの静電容量は４７μＦに限られず、他の値であってもよい。

【0096】

また、小さな静電容量を有するコンデンサは、一般的に高周波の信号を比較的通しやすい。小さな静電容量（たとえば６８ｐＦ）を有する第２コンデンサ素子１８Ｂを第１コンデンサ素子１８Ａに組み合わせてコンデンサ１３を構成することにより、低周波の信号だけでなく、高周波の信号をコンデンサ１３に通すことができる。第２コンデンサ素子１８Ｂの個数の１つは一例であり、この個数に限られない。また、第２コンデンサ素子１８Ｂの静電容量は６８ｐＦに限られず、他の値であってもよい。

【0097】

静電容量の異なる互いに異なる複数種のコンデンサ素子１８Ａ，１８Ｂから構成されるコンデンサ１３を含むコンデンサユニット７を用いることにより、コンデンサユニット７を通すことの可能な信号の周波数のレンジを広げることができる。そして、コンデンサユニット７を測定器２に接続することにより、電池２０からの直流電流の流れ込みを阻止しながら、広い周波数レンジでのインピーダンス測定を良好に実現できる。

【0098】

図７は、コンデンサユニット保持装置８の斜視図である。図８は、コンデンサユニット保持装置８の縦断面図である。

【0099】

コンデンサユニット保持装置８は、４つのコンデンサユニット７を鉛直姿勢に保持するコンデンサユニット保持器８１と、下キャップ（第２キャップ、図８参照）８３と、接続端子（第２キャップ、図８参照）８４とを含む。

【0100】

コンデンサユニット保持器８１は、４つのコンデンサユニット７を鉛直姿勢に保持するスタンド台であり、上面８１ａを有する上面板８１ｂを備えている。コンデンサユニット保持器８１の上面８１ａには、８つの下キャップ８３および接続端子８４の組が、４つずつ２列に配列されている。接続端子８４は、上面８１ａ上に配置されている。各下キャップ８３は、対応する接続端子８４の下に配置されている。

【0101】

下キャップ８３は、同軸状の短絡プラグ（たとえばＢＮＣショートプラグ）である。下キャップ８３は、コンデンサユニット保持器８１から絶縁された状態でコンデンサユニット保持器８１に固定されている。

【0102】

接続端子８４は、同軸状のフィードスルー（たとえばＢＮＣメス－ＢＮＣメスアダプタ）である。接続端子８４は、下キャップ８３に上方から結合されて、接続端子８４に機械的および電気的に接続される。接続端子８４は、コンデンサユニット保持器８１から絶縁されている。接続端子８４の下部は、下キャップ８３に対し、たとえばねじ結合によって装着されている。接続端子８４の上部は、コンデンサユニット保持器８１の上面８１ａ上に露出しており、コンデンサユニット７の他端部７ｆに対し、たとえばねじ結合によって装着可能である。コンデンサユニット保持器８１の上面８１ａには、８つの接続端子８４が露出している。

【0103】

コンデンサユニット保持器８１の上面板８１ｂには、８つの貫通穴８２が形成されている。貫通穴８２は、たとえば円形である。接続端子８４を貫通穴８２に上方から嵌めた状態で、上面板８１ｂの下方から接続端子８４にナット８６をねじ締結することにより、接続端子８４が上面板８１ｂに固定される。そして、上面板８１ｂに固定された接続端子８４に、上面板８１ｂの下方から下キャップ８３をねじ締結することにより、下キャップ８３が上面板８１ｂに固定される。下キャップ８３の接続端子８４への締結状態で、下キャップ８３と接続端子８４との電気的接続が達成される。

【0104】

１つの接続端子８４と、接続端子８４に結合される１つの下キャップ８３とによって、１つのコンデンサユニット７を下方から支持するための支持部８５が構成されている。すなわち、コンデンサユニット保持器８１の上面８１ａには、コンデンサユニット７を支持するための支持部８５が８つ配置されている。

【0105】

８つの支持部８５は、互いに同じ大きさおよび形状を有している。そのため、４つのコンデンサユニット７をいずれの支持部８５によって支持させることも可能である。なお、図８に示す最も右の支持部８５から、下キャップ８３を取り外した状態を示している。

【0106】

図９は、測定システム１を用いた電池２０のインピーダンス測定方法の手順を示す流れ図である。図１０は、コンデンサユニット保持装置８によって４つのコンデンサユニット７Ａ～７Ｄを保持している状態を示す斜視図である。図１１は、図１０に示す状態における、コンデンサユニット保持器８１から上キャップ８０に至る配線の構成を説明するための図である。図１２は、充電工程（図９のＳ５）における、測定治具３、コンデンサユニット７およびコンデンサユニット保持装置８の斜視図である。図１３は、充電工程（図９のＳ５）における、電池２０から終端抵抗ユニット９Ａ～９Ｄに至る配線の構成を説明するための図である。図１４は、図１３に示す配線の模式的な回路図である。図１～図９を参照しながら、測定システム１を用いた電池２０のインピーダンス測定方法の手順について説明する。図１０～図１５は、適宜参照する。

【0107】

電池２０のインピーダンスの測定においてコンデンサユニット７Ａ～７Ｄによる直流電流の遮断を実現するためには、測定の開始時において、端子Ｔ１１～Ｔ１４に接続されているコンデンサユニット７Ａ～７Ｄのコンデンサ１３に予め電荷が蓄積されている必要がある。そのため、図９に示すインピーダンス測定方法では、測定工程（図９のＳ７）の前に、コンデンサユニット７Ａ～７Ｄに充電することから始まり電荷のバランスのとれた状態を達成する充電工程（図９のＳ５）を行っている。また、電池２０のインピーダンスを正確に測定するためには、測定工程（図９のＳ７）の前の開始時に、コンデンサユニット７Ａ～７Ｄのコンデンサ１３に蓄積されている電荷のバランスがとれた状態である必要がある
。そのため、図９に示すインピーダンス測定方法では、充電工程（図９のＳ５）の前に、コンデンサユニット７Ａ～７Ｄを強制的に放電する強制放電工程（図９のＳ１）を行っている。

【0108】

測定器２による測定を行わないときは、図１０および図１１に示すように、４つのコンデンサユニット７は、コンデンサユニット保持装置８に収納されている。具体的には、４つのコンデンサユニット７の他端部７ｆが、コンデンサユニット保持器８１の上面８１ａの４つの支持部８５によって支持されている。また、コンデンサユニット保持装置８は、さらに、コンデンサユニット７と同数の上キャップ（第１キャップ）８０をさらに備えており、コンデンサユニット保持器８１による収納状態では、コンデンサユニット７の一端部７ｅ（すなわち、上端部）に上キャップ８０が装着されている。次に、下キャップ８３および上キャップ８０について、順に説明する。

【0109】

図１１に示すように、下キャップ８３は、中心導体８３ａと、中心導体８３ａを非接触状態で同軸状に取り囲む筒状の外部導体８３ｂとを備えている。中心導体８３ａの一端（図１１に示す下端）と外部導体８３ｂの一端（図１１に示す下端）とは、互いに電気的に接続されている。コンデンサユニット７の他端部７ｆを支持部８５に装着した状態、すなわち、コンデンサユニット７が支持部８５によって支持された状態において、４つのコンデンサユニット７の他端部７ｆに、接続端子８４を介して下キャップ８３が接続されている。この状態では、コンデンサユニット７の中心導体１１と外部導体１２とが、下キャップ８３および接続端子８４を介して電気的に接続されている。

【0110】

上キャップ８０は、同軸状の短絡プラグ（たとえばＢＮＣショートプラグ）である。図１１に示すように、上キャップ８０は、中心導体８０ａと、中心導体８０ａを非接触状態で同軸状に取り囲む筒状の外部導体８０ｂとを備えている。中心導体８０ａの一端（図１１に示す上端）と外部導体８０ｂの一端（図１１に示す上端）とは、互いに電気的に接続されている。上キャップ８０は、コンデンサユニット７の一端部７ｅに、たとえばねじ結合によって装着可能である。コンデンサユニット７の一端部７ｅに上キャップ８０を装着することにより、コンデンサユニット７の中心導体１１と外部導体１２とが、上キャップ８０を介して電気的に接続される。

【0111】

したがって、コンデンサユニット７の他端部７ｆが支持部８５によって支持されている状態で、コンデンサユニット７の一端部７ｅに上キャップ８０を装着することにより、コンデンサユニット７の中心導体１１、コンデンサユニット７の外部導体１２、上キャップ８０、接続端子８４および下キャップ８３によって短絡回路が形成される。これにより、コンデンサユニット７の中心導体１１に介装されているコンデンサ１３の二極が短絡する。これにより、コンデンサ１３に蓄積されている電荷がコンデンサ１３から強制的に排出され、コンデンサ１３が強制放電される（図９のＳ１：強制放電工程）。一端部７ｅに上キャップ８０が装着された状態で、４つのコンデンサユニット７をコンデンサユニット保持器８１に収納しておくことにより、４つのコンデンサユニット７が強制的に放電された状態に保たれている。

【0112】

なお、４つの終端抵抗ユニット９は、図１０に示すように、コンデンサユニット保持器８１の上面８１ａの８つの支持部８５のうち、コンデンサユニット７が装着されていない、残りの４つの支持部８５に嵌めた状態としている。つまり、残りの４つの支持部８５を、４つの終端抵抗ユニット９の載置のために用いている。

【0113】

電池２０のインピーダンスの測定のために、測定者は、４つのコンデンサユニット７の一端部７ｅから上キャップ８０を外し、４つのコンデンサユニット７をコンデンサユニット保持器８１から取り出して、測定治具３に装着する（図９のＳ２：コンデンサユニット装着工程）。具体的には、測定治具３の蓋２２に固定されている４つのフィードスルー４６～４９に、それぞれ４つのコンデンサユニット７を接続する。４つのコンデンサユニット７は、互いに同じ形状および大きさでありかつコンデンサ１３の静電容量が互いに同じである。そのため、４つのコンデンサユニット７をいずれのフィードスルー４６～４９に接続してもよい。

【0114】

次いで、測定者は、図１２に示すように、測定治具３に装着した４つのコンデンサユニット７のそれぞれに終端抵抗ユニット９を装着する（図９のＳ３：終端抵抗ユニット装着工程）。

【0115】

図１３に示すように、終端抵抗ユニット９は、たとえば同軸状の終端コネクタ（たとえばＢＮＣ終端プラグ）である。終端抵抗ユニット９は、中心導体９１と、中心導体９１を非接触状態で同軸状に取り囲む筒状の外部導体９２と、中心導体９１と外部導体９２とを接続する終端抵抗９３とを備えている。終端抵抗ユニット９の使用状態に関し、中心導体９１の一端（図１３に示す上端）と外部導体９２の一端（図１３に示す上端）とは、互いに電気的に接続されている。終端抵抗ユニット９は、コンデンサユニット７の一端部７ｅに、たとえばねじ結合によって装着可能である。コンデンサユニット７の一端部７ｅに終端抵抗ユニット９を装着した状態で、コンデンサユニット７の中心導体９１と外部導体９２とが終端抵抗９３を介して接続される。以下、コンデンサユニット７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄのそれぞれに装着される終端抵抗ユニット９を、それぞれ終端抵抗ユニット９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄという場合がある。

【0116】

コンデンサユニット７Ａ～７Ｄの一端部７ｅへの終端抵抗ユニット９Ａ～９Ｄの装着によって、コンデンサユニット７の中心導体１１と外部導体１２とが、終端抵抗ユニット９Ａ～９Ｄの終端抵抗９３を介して接続される。終端抵抗ユニット９Ａ～９Ｄの終端抵抗９３の抵抗値は、測定器２の信号出力端子Ｔ１１の入力インピーダンス（たとえば５０Ω）および電流計測端子Ｔ１４の出力インピーダンス（たとえば５０Ω）と同じ値（たとえば５０Ω）である。

【0117】

終端抵抗ユニット９の装着後、測定対象の電池２０を測定治具３に装着する（図９のＳ４：電池装着工程）。具体的には、測定者は蓋２２を開けて上支持プレート３６を上昇させ、下支持プレート３７の凹所に電池２０を配置する。その後、上支持プレート３６を下降させて電池２０の上下面にそれぞれ第１電極リードＥ１および第２電極リードＥ２を接続させた後に蓋２２を閉じる。これにより、測定治具３に電池２０がセットされる。第１電極リードＥ１および第２電極リードＥ２に電池２０が接続されるので、図１４に示すように、コンデンサユニット７Ａおよび終端抵抗ユニット９Ａの直列回路と、コンデンサユニット７Ｄおよび終端抵抗ユニット９Ｄの直列回路とが並列に接続される。また、コンデンサユニット７Ｂおよび終端抵抗ユニット９Ｂの直列回路と、コンデンサユニット７Ｃおよび終端抵抗ユニット９Ｃの直列回路とが並列に接続される。そして、コンデンサユニット７Ｂおよびコンデンサユニット７Ｃの並列回路と、コンデンサユニット７Ａおよびコンデンサユニット７Ｄの並列回路とが、電池２０に直列接続される。この状態において、電池２０から、コンデンサユニット７Ａ～７Ｄに電流が流れ、コンデンサユニット７Ａ～７Ｄのコンデンサ１３に電荷が蓄積され、最終的に電荷のバランスのとれた状態になる。

【0118】

測定治具３への電池２０の装着後直ちに、コンデンサユニット７Ａ～７Ｄのコンデンサ１３への充電が開始される。また、測定治具３への電池２０の装着と同時に、測定者は、温度調節器２８の起動を開始し、ヒータ２３の昇温を開始させる。

【0119】

その状態で、予め定める時間（２時間程度）待機する（図９のＳ５：充電工程）。これにより、コンデンサユニット７Ａ～７Ｄのコンデンサ１３が電荷のバランスのとれた状態になる。上記の予め定める時間は、４つのコンデンサユニット７Ａ～７Ｄのコンデンサ１３において電荷の移動がなくなるような時間に設定されている。

【0120】

なお、充電工程（図９のＳ５）において使用しない４つの上キャップ８０は、図１２に示すように、コンデンサユニット保持器８１の上面８１ａの８つの支持部８５のうちいずれか４つの支持部８５に嵌めた状態としている。つまり、４つの支持部８５を、使用していない４つの上キャップ８０の仮置きのために用いている。

【0121】

上記の予め定める時間が経過すると、測定者は、コンデンサユニット７Ａ～７Ｄの一端部７ｅから終端抵抗ユニット９を取り外し、図３に示すように、同軸ケーブル４の一端をコンデンサユニット７の一端部７ｅに接続し、その他端を測定器２の端子Ｔ１１～Ｔ１４に接続する（図９のＳ６：接続工程）。これにより、電池２０が、４つのコンデンサユニット７Ａ～７Ｄを介して、測定器２の４つの端子Ｔ１１～Ｔ１４に接続される。

【0122】

この状態で、測定者は、測定器２を用いて電池２０のインピーダンスを測定する（図９のＳ７：測定工程）。コンデンサユニット７Ａ～７Ｄのコンデンサ１３が電荷のバランスのとれた状態で、測定工程（図９のＳ７）を実行するので、測定器２への直流電流の流れ込みを阻止しながら、測定器２を用いて電池２０のインピーダンスを測定できる。そして、コンデンサユニット７Ａ～７Ｄにおいて電荷の移動がなくなった状態で測定工程（図９のＳ７）を開始するので、測定工程（図９のＳ７）の開始当初から、測定器２への直流電流の流れ込みを阻止できる。

【0123】

なお、測定に使用しない４つの終端抵抗ユニット９は、図３に示すように、コンデンサユニット保持器８１の上面８１ａの８つの支持部８５のうち、上キャップ８０の置かれていない、残りの４つの支持部８５に嵌めた状態としている。つまり、残りの４つの支持部８５を、使用していない４つの終端抵抗ユニット９の仮置きのために用いている。

【0124】

測定終了後、測定者は、温度調節器２８を停止させる。そして、測定者は、同軸ケーブル４を、４つのコンデンサユニット７から取り外し、かつ４つのコンデンサユニット７を測定治具３の蓋２２から取り外してコンデンサユニット保持器８１に戻す（図９のＳ８：収納工程）。そして、コンデンサユニット７の一端部７ｅに上キャップ８０を装着する（図９のＳ９：強制放電工程、図１０参照）。これにより、コンデンサユニット７のコンデンサ１３が強制的に放電される。また、測定者は、測定治具３の蓋２２を開けて、測定治具３から電池２０を取り出す。

【0125】

図１５および図１６は、測定システム１を用いて電池２０のインピーダンスを測定した結果（実施例）を表すＮｙｑｕｉｓｔ線図である。電池２０は、コイン形リチウム電池（たとえばCR2032）である。

【0126】

測定器２として、ソーラトロン社１２６０型を用いた。測定器２の下限測定周波数および上限測定周波数は、それぞれ１０ｍＨｚおよび１０ＭＨｚに設定した。交流電圧は１０ｍＶ、一桁あたりの測定点数は１０点に設定した。電池２０の温度は室温（２５℃）である。測定器２の端子Ｔ１１～Ｔ１４にコンデンサユニット７を接続した。コンデンサユニット７のコンデンサ１３は、４７μＦの静電容量を有する１１つの第１コンデンサ素子１８Ａ（図６参照）と、６８ｐＦの１つの第２コンデンサ素子１８Ｂ（図６参照）とを含む。すなわち、コンデンサユニット７の静電容量は、約５００μＦである。

【0127】

図１５に、図９に示す測定方法から強制放電工程（図９のＳ１）および充電工程（図９のＳ５）を省略して行ったインピーダンス測定の測定結果を示し、図１６に、図９に示す測定方法でインピーダンス測定を行ったときの測定結果を示す。図１５におけるインピーダンス測定では、コンデンサユニット７に対する充電工程（図９のＳ５）を行っていないものの、コンデンサユニット７には、所定量の電荷が蓄積されている。図１６では、測定周波数が１００ｍＨｚ付近で測定値に乱れが生じたため、その時点で測定を中止した。そのため、１００ｍＨｚ未満の測定周波数では測定していない。

【0128】

図１５では、測定周波数が６６ｋＨｚ付近（図中の矢印参照）において、測定インピーダンス値に乱れが確認できた。これに対し、図１６では、同じ測定周波数（図中の矢印参照）において、測定インピーダンス値に特段の乱れがみられない。この測定結果から、測定工程（図９のＳ７）の前に、強制放電工程（図９のＳ１）および充電工程（図９のＳ５）を行うことで、安定した状態でインピーダンス値の測定を行えることがわかる。

【0129】

以上により、この実施形態によれば、端子Ｔ１１～Ｔ１４と電池２０との間にコンデンサユニット７Ａ～７Ｄが介装された状態で、測定器２によって電池２０のインピーダンスが測定される。４つのコンデンサユニット７Ａ～７Ｄのコンデンサ１３の静電容量が互いに同じである。コンデンサ１３の電荷のバランスのとれた状態でコンデンサユニット７Ａ～７Ｄは直流電流を遮断する。そのため、コンデンサユニット７Ａ～７Ｄによって、電池２０からの直流電流が測定器２内に流れ込むことを阻止できる。高側電圧計測端子Ｔ１２および低側電圧計測端子Ｔ１３に接続される２つのコンデンサユニット７Ｂ，７Ｃの静電容量が互いに同じであるので、高側電圧計測端子Ｔ１２および低側電圧計測端子Ｔ１３に入力される電圧の差分の値は、計測端子Ｔ１２，Ｔ１３へのコンデンサユニット７Ｂ，７Ｃの接続の影響を受けない。また、信号出力端子Ｔ１１および電流計測端子Ｔ１４にそれぞれ接続されるコンデンサユニット７Ａ，７Ｄのコンデンサ１３の静電容量が、高側電圧計測端子Ｔ１２および低側電圧計測端子Ｔ１３にそれぞれ接続されるコンデンサユニット７Ｂ，７Ｃと同じであるので（コンデンサユニット７Ａ，７Ｄに蓄積されている電荷量が、コンデンサユニット７Ｂ，７Ｃに蓄積されている電荷量と同じであるので）、測定器２において電圧と電流との位相のずれが生じない。これらにより、電池２０から測定器２への直流電流の流れ込みを阻止しながら、測定器２によって電池２０のインピーダンスを正確に測定できる。

【0130】

また、４つの端子Ｔ１１～Ｔ１４に接続される４つのコンデンサユニット７Ａ～７Ｄが、互いに同じ形状および大きさでありかつコンデンサ１３の静電容量が互いに同じであるので、接続先の端子Ｔ１１～Ｔ１４毎にコンデンサユニット７の種類を異ならせる必要がない。つまり、測定者は、４つのコンデンサユニット７を区別することなく４つの端子Ｔ１１～Ｔ１４に１つずつ接続すれば足りる。コンデンサユニット７Ａ～７Ｄの接続先の間違えが生じないから、端子Ｔ１１～Ｔ１４にコンデンサユニット７Ａ～７Ｄを接続する際の作業性が良い。

【0131】

また、測定治具３の第１および第２電極リードＥ１，Ｅ２に接続されている電池２０を起点とする電荷移動によって、測定治具３に装着されている４つのコンデンサユニット７Ａ～７Ｄが、測定工程（図９のＳ７）の前に電荷のバランスのとれた状態になる（充電工程（図９のＳ５））。そのため、コンデンサ１３の電荷のバランスのとれた状態で、測定工程（図９のＳ７）を実行できる。とくにこの実施形態では、コンデンサ１３が電荷のバランスのとれた状態に達する時間（２時間程度）が経過した（充電工程（図９のＳ５））後に測定工程（図９のＳ７）の実行を開始するので、測定工程（図９のＳ７）の開始当初から、測定器２への直流電流の流れ込みを阻止できる。

【0132】

終端抵抗ユニット９Ａ～９Ｄの終端抵抗９３の抵抗値が、測定器２の信号出力端子Ｔ１１の入力インピーダンス（たとえば５０Ω）および電流計測端子Ｔ１４の出力インピーダンス（たとえば５０Ω）と同じ値（たとえば５０Ω）である。これにより、測定器２に接続している状態（実際の測定状況）に近い状態で充電工程（図９のＳ５）を実施することができるので、充電後のコンデンサユニット７Ａ～７Ｄを測定器２に接続した状態において、測定系に電位の乱れが生じ難い。これにより、コンデンサユニット７Ａ～７Ｄを測定器２に接続した直後から、測定系の電位を安定させることができる。

【0133】

充電工程（図９のＳ５）に先立って、コンデンサユニット７Ａ～７Ｄのコンデンサ１３が強制的に放電させられる（図９のＳ１：強制放電工程）。コンデンサユニット７Ａ～７Ｄを強制的に放電させずに、自然放電させることも考えられる。しかし、自然放電では、コンデンサ１３にいくらかの量の電荷が残存し、この電荷量はコンデンサ１３毎にばらつく。自然放電後に充電工程（図９のＳ５）を開始させると、４つのコンデンサユニット７Ａ～７Ｄに蓄積されている電荷量が互いにばらついた状態で、充電工程（図９のＳ５）が開始されるおそれがある。充電工程（図９のＳ５）の前にコンデンサユニット７Ａ～７Ｄのコンデンサ１３を強制的に放電させることにより、コンデンサユニット７Ａ～７Ｄのコンデンサ１３に電荷が存在していない状態で、充電工程（図９のＳ５）を開始できる。４つのコンデンサユニット７Ａ～７Ｄに蓄積されている電荷量を零に揃えた状態で４つのコンデンサユニット７Ａ～７Ｄに対する充電を開始できるので、充電工程（図９のＳ５）後における、４つのコンデンサユニット７Ａ～７Ｄの電荷のバランスのとれた状態を達成できる。これにより、４つのコンデンサユニット７Ａ～７Ｄの電荷のバランスのとれた状態で、測定工程（図９のＳ７）を開始できる。

【0134】

図１７は、第２実施形態に係る測定器２０２から測定対象の電池２０に至る配線の構成を説明するための図である。

【0135】

図１７において、第１実施形態（図１～図１６に示す実施形態）と共通する部分には、図１～図１６の場合と同一の参照符号を付し説明を省略する。

【0136】

第２実施形態に係る測定システムが、第１実施形態に係る測定システム１と相違する点は、測定器２に代えて測定器２０２を備えた点にある。測定器２０２は、測定対象である電池２０のインピーダンスを、自動平衡ブリッジ法によって測定するための装置である。具体的には、測定器２０２は、たとえば、キーサイト(Keysight)社のＥ４９９０Ａ型または同社の４２９４Ａ型であってもよい。キーサイト社のこれらの測定器は、四端子対法による測定が可能であり、高周波数から低周波数への掃引が可能である。

【0137】

測定器２０２は、４つの端子Ｔ２１～Ｔ２４を備えている。４つの端子Ｔ２１～Ｔ２４は、信号出力端子Ｔ２１（Ｈ_Ｃ）と、電圧計測端子Ｔ２２（Ｈ_Ｐ）と、Ｎｕｌｌ（ヌル）点検出端子Ｔ２３（Ｌ_Ｐ）と、電流計測端子Ｔ２４（Ｌ_Ｃ）とを含む。信号出力端子Ｔ２１および電流計測端子Ｔ２４は電流端子であり、電圧計測端子Ｔ２２およびＮｕｌｌ（ヌル）点検出端子Ｔ２３は電圧端子である。これら４つの端子Ｔ２１～Ｔ２４は、いずれも、ピン状の信号伝達部を中央に有し、それを取り囲むように円筒状のシールド部を有する同軸型の端子である。

【0138】

第２実施形態における、測定器２０２を用いた電池２０のインピーダンスの計測は、第１実施形態における測定器２を用いた電池２０のインピーダンスの計測と同様に行われる。具体的には、図１および図３等に示すように、４つのコンデンサユニット７を測定治具３に装着した状態で、同軸ケーブル４の各一端をコンデンサユニット７Ａ～７Ｄの一端部７ｅに接続し、同軸ケーブル４の各他端を、測定器２０２の端子Ｔ２１～Ｔ２４に接続する。それにより、コンデンサユニット７Ａ～７Ｄの中心導体１１および外部導体１２が、それぞれ端子Ｔ２１～Ｔ２４の信号伝達部およびシールド部に接続される。それにより、第１～第４同軸ケーブル４１～４４が測定器２０２の端子Ｔ２１～Ｔ２４にそれぞれ接続されることになる。

【0139】

具体的には、第１同軸ケーブル４１は、コンデンサユニット７Ａを介して、測定器２０２の信号出力端子Ｔ２１に接続される。第２同軸ケーブル４２は、コンデンサユニット７Ｂを介して、測定器２０２の電圧計測端子Ｔ２２に接続される。第３同軸ケーブル４３は、コンデンサユニット７Ｃを介して、測定器２０２のＮｕｌｌ（ヌル）点検出端子Ｔ２３に接続される。第４同軸ケーブル４４は、コンデンサユニット７Ｄを介して、測定器２０２の電流計測端子Ｔ２４に接続される。これらにより、四端子対法による測定が行われる。

【0140】

測定器２０２は、交流信号源２７１を内部に有しており、この交流信号源２７１は、信号出力端子Ｔ２１に交流信号を出力する。この交流信号は、コンデンサユニット７Ａの中心導体１１を介して、第１同軸ケーブル４１の芯線４１ａに付与される。それによって、第１同軸ケーブル４１の芯線４１ａから電流（交流電流）が供給される。この電流は、第１電極リードＥ１、電池２０、第２電極リードＥ２を通って、第４同軸ケーブル４４の芯線４４ａに流れ込み、コンデンサユニット７Ｄの中心導体１１を通って、測定器２０２内の電流計２７４へと供給される。この電流計２７４を通った電流は、コンデンサユニット７Ｄの外部導体１２を介して第４同軸ケーブル４４のシールド線４４ｂを通り、さらに、第１線６１～第４線６４を通って、第１同軸ケーブル４１のシールド線４１ｂへと導かれ、このシールド線４１ｂからコンデンサユニット７Ａの外部導体１２を通って、交流信号源２７１へと帰る。こうして、交流信号源２７１から電池２０を通り、さらに電流計２７４を通って交流信号源２７１へと戻る電流経路が形成されている。

【0141】

第２同軸ケーブル４２の芯線４２ａは、コンデンサユニット７Ｂの中心導体１１を介して、測定器２０２の内部の電圧計２７２に接続されている。電圧計２７２は、第２同軸ケーブル４２の芯線４２ａとシールド線４２ｂとの間の電圧を測定する。

【0142】

第３同軸ケーブル４３の芯線４３ａは、コンデンサユニット７Ｃの中心導体１１を介して、測定器２０２の内部のＮｕｌｌ（ヌル）点検出器２７３に接続されている。Ｎｕｌｌ（ヌル）点検出器２７３は、第３同軸ケーブル４３の芯線４３ａおよびシールド線４３ｂの間の電位差がゼロ（これを仮想接地という）になるように測定器２０２内のベクトル信号源２７５に制御信号を出力する。この制御信号によって、第３同軸ケーブル４３の芯線４３ａの電位とシールド線４３ｂの電位差を同電位、つまり、第２電極リードＥ２の電位と第２同軸ケーブル４２のシールド線４２ｂの電位をシールド線と同電位にすることで、電圧計２７２で電池２０の両端の電圧の測定を可能にするとともに、電流計２７４で電池２０を流れる電流の測定を可能にしている。

【0143】

測定器２０２は、電流計２７４によって計測される電流と、電圧計２７２によって計測される電圧とに基づいて、電池２０のインピーダンスを演算する。

【0144】

この第２実施形態によれば、端子Ｔ２１～Ｔ２４と電池２０との間にコンデンサユニット７Ａ～７Ｄが介装された状態で、測定器２０２によって電池２０のインピーダンスが測定される。４つのコンデンサユニット７Ａ～７Ｄのコンデンサ１３の静電容量が互いに同じである。コンデンサ１３に電荷が蓄積されている状態でコンデンサユニット７Ａ～７Ｄは直流電流を遮断する。そのため、コンデンサユニット７Ａ～７Ｄによって、電池２０からの直流電流が測定器２０２内に流れ込むことを阻止できる。

【0145】

電圧計測端子Ｔ２２およびＮｕｌｌ（ヌル）点検出端子Ｔ２３に接続される２つのコンデンサユニット７Ｂ，７Ｃの静電容量が互いに同じであるので、電圧計測端子Ｔ２２およびＮｕｌｌ（ヌル）点検出端子Ｔ２３に入力される電圧に、端子Ｔ２２へのコンデンサユニット７Ｂ，７Ｃの接続に伴うアンバランスな影響が生じない。また、信号出力端子Ｔ２１および電流計測端子Ｔ２４にそれぞれ接続されるコンデンサユニット７Ａ，７Ｄのコンデンサ１３の静電容量が、電圧計測端子Ｔ２２およびＮｕｌｌ（ヌル）点検出端子Ｔ２３にそれぞれ接続されるコンデンサユニット７Ｂ，７Ｃと同じであるので、測定器２０２において電圧と電流との位相のずれが生じない。これらにより、電池２０から測定器２０２への直流電流の流れ込みを阻止しながら、測定器２０２によって電池２０のインピーダンスを正確に測定できる。

【0146】

なお、図９に示す１回のインピーダンス測定において、共通の電池２０を、測定器２（周波数応答解析によって測定）および測定器２０２（自動平衡ブリッジ法によって測定）のそれぞれによって順に測定することがある。この場合には、先に測定器２によって電池２０を測定し、次いで、測定器２０２によって電池２０を測定する。具体的には、測定器２を用いた測定工程（図９のＳ７）の終了後、同軸ケーブル４の各他端を、測定器２の端子Ｔ１１～Ｔ１４から取り外し、測定器２０２の端子Ｔ２１～Ｔ２４に接続する。そして、測定者は、測定器２０２を用いて電池２０のインピーダンスを測定する（図９のＳ７：測定工程）。測定終了後、測定者は、温度調節器２８を停止させる。そして、測定者は、同軸ケーブル４を、４つのコンデンサユニット７から取り外し、かつ４つのコンデンサユニット７を測定治具３の蓋２２から取り外してコンデンサユニット保持器８１に戻す（図９のＳ８：収納工程）。そして、４つのコンデンサユニット７の一端部７ｅに上キャップ８０を装着する（図９のＳ９：強制放電工程、図１０参照）。

【0147】

以上、この発明の２つの実施形態について説明したが、この発明は、さらに他の形態で実施することができる。

【0148】

たとえば、第１実施形態では、４つの端子Ｔ１１～Ｔ１４すべてにコンデンサユニット７Ａ～７Ｄを接続し、しかもこれらのコンデンサユニット７Ａ～７Ｄの静電容量を互いに同じにするとして説明したが、信号出力端子Ｔ１１に接続されるコンデンサユニット７Ａを廃止してもよい。つまり、第１同軸ケーブル４１と接続された同軸ケーブル４を信号出力端子Ｔ１１に直接接続するようにしてもよい。このような接続態様を採用した測定システム１によっても、高側電圧計測端子Ｔ１２および低側電圧計測端子Ｔ１３に接続される２つのコンデンサユニット７Ｂ，７Ｃの静電容量が互いに同じであるので、高側電圧計測端子Ｔ１２および低側電圧計測端子Ｔ１３に入力される電圧の差分の値は、計測端子Ｔ１２，Ｔ１３へのコンデンサユニット７Ｂ，７Ｃの接続の影響を受けない。また、電流計測端子Ｔ１４に接続されるコンデンサユニット７Ｄのコンデンサ１３の静電容量が、高側電圧計測端子Ｔ１２および低側電圧計測端子Ｔ１３にそれぞれ接続されるコンデンサユニット７Ｂ，７Ｃと同じであるので、測定器２において電圧と電流との位相のずれが生じないから、電池２０から測定器２への直流電流の流れ込みを阻止しながら、測定器２によって電池２０のインピーダンスを正確に測定できる。

【0149】

また、信号出力端子Ｔ１１に接続されるコンデンサユニット７Ａを残し、電流計測端子Ｔ１４に接続されるコンデンサユニット７Ｄを廃止することもでき、電池２０から測定器２への直流電流の流れ込みを阻止しながら、測定器２によって電池２０のインピーダンスを正確に測定できる。

【0150】

また、コンデンサユニット７Ａおよびコンデンサユニット７Ｄの静電容量が、コンデンサユニット７Ｂ，７Ｃの静電容量と異なっていてもよい。インピーダンス測定に用いられる信号周波数が、コンデンサユニット７Ａ，７Ｄの静電容量でも通過する信号周波数である場合には、測定器２によって電池２０のインピーダンスを正確に測定できる。

【0151】

同様に、第２実施形態において、信号出力端子Ｔ２１に接続されるコンデンサユニット７Ａを廃止してもよい。信号出力端子Ｔ２１に接続されるコンデンサユニット７Ａを残し、電流計測端子Ｔ２４に接続されるコンデンサユニット７Ｄを廃止してもよい。コンデンサユニット７Ａおよびコンデンサユニット７Ｄの静電容量が、コンデンサユニット７Ｂ，７Ｃの静電容量と異なっていてもよい。

【0152】

また、第１および第２実施形態において、コンデンサユニット７の外部導体１２を同軸状に取り囲む円筒状として説明したが、外部導体１２は円筒状には限られず、角筒状であってもよい。また、外部導体１２は、必ずしも筒状に限られず、棒状、直方体状等であってもよい。

【0153】

また、第１および第２実施形態において、コンデンサ１３を構成する複数のコンデンサ素子１８が２種類のコンデンサ素子１８Ａ，１８Ｂを含むとして説明したが、３種類以上のコンデンサ素子を含んでもよい。

【0154】

また、第１および第２実施形態において、下キャップ８３を上面板８１ｂの下方に配置する構成に代えて、下キャップ８３を上面板８１ｂの上面８１ａに配置する構成が採用されていてもよい。

【0155】

また、下キャップ８３を、接続端子８４を介してコンデンサユニット７の他端部７ｆを接続する構成を例に挙げたが、コンデンサユニット７の他端部７ｆと下キャップ８３とが接続端子８４を介さずとも互いに結合可能な構成である場合には、接続端子８４を省略して下キャップ８３を他端部７ｆに直接装着するようにしてもよい。この場合、下キャップ８３のみによってコンデンサユニット７の他端部７ｆが支持される。

【0156】

また、コンデンサユニット保持器８１の上面８１ａにおける８つの支持部８５の配置として、４つずつ２列に配列される態様以外の他の態様を採用することもできる。

【0157】

また、コンデンサユニット保持器８１に設けられる支持部８５の個数を、測定システム１に含まれるコンデンサユニット７の数（４つ）よりも多く設定したが、コンデンサユニット７と同数であってもよいし、コンデンサユニット７よりも少数としてもよい。コンデンサユニット７よりも少数とする場合には、測定システム１における電池２０のインピーダンスの測定において、複数のコンデンサユニット保持器８１を準備する必要がある。

【0158】

また、コンデンサユニット保持器８１が４つのコンデンサユニット７を鉛直姿勢に保持するスタンド台として説明したが、コンデンサユニット保持器８１がコンデンサユニット７を横向きに保持する構成であってもよい。

【0159】

その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

【符号の説明】

【0160】

２ ：測定器
３ ：測定治具
６ ：コンデンサユニットシステム
７ ：コンデンサユニット
７ｅ ：一端部（電池の接続側と反対側の端部）
７ｆ ：他端部
８ ：コンデンサユニット保持装置
９ ：終端抵抗ユニット
１１ ：中心導体
１２ ：外部導体
１３ ：コンデンサ
１８ ：コンデンサ素子
１８Ａ：第１コンデンサ素子
１８Ｂ：第２コンデンサ素子
２０ ：電池
８０ ：上キャップ（第１キャップ）
８０ａ：中心導体
８０ｂ：外部導体
８１ ：コンデンサユニット保持器
８３ ：下キャップ（第２キャップ）
８３ａ：中心導体
８３ｂ：外部導体
８４ ：接続端子（第２キャップ）
９１ ：中心導体
９２ ：外部導体
９３ ：終端抵抗
２０２：測定器
Ｅ１ ：第１電極リード（測定ヘッド）
Ｅ２ ：第２電極リード（測定ヘッド）
Ｔ１１：信号出力端子（電流端子）
Ｔ１２：高側電圧計測端子（電圧端子）
Ｔ１３：低側電圧計測端子（電圧端子）
Ｔ１４：電流計測端子（電流端子）
Ｔ２１：信号出力端子（電流端子）
Ｔ２２：電圧計測端子（電圧端子）
Ｔ２３：Ｎｕｌｌ（ヌル）点検出端子（電圧端子）
Ｔ２４：電流計測端子（電流端子）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】