(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-07-18
(45)【発行日】2023-07-26
(54)【発明の名称】インピーダンス測定システム及びインピーダンス測定方法
(51)【国際特許分類】
G01R 27/02 20060101AFI20230719BHJP
G01R 31/389 20190101ALI20230719BHJP
【ＦＩ】
G01R27/02 A
G01R31/389
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2019090009
(22)【出願日】2019-05-10
(65)【公開番号】P2020186946
(43)【公開日】2020-11-19
【審査請求日】2022-03-14
(73)【特許権者】
【識別番号】000227180
【氏名又は名称】日置電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000121
【氏名又は名称】ＩＡＴ弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】飯島 淳司
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 達也
(72)【発明者】
【氏名】木本 基明
【審査官】田口 孝明
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１０－０１４６０３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１０９５８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－２８１２８０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－００２１９９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－２５７３４０（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２００５／０７８６７３（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
ＩＰＣ Ｇ０１Ｒ ２７／００－２７／３２、
３１／３６－３１／４４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
測定対象電子部品に所定周波数の測定信号を供給する測定信号発生源と、前記測定対象電子部品に流れる電流を検出する電流検出部と、
前記測定対象電子部品の端子間に発生する電圧を測定する電圧検出部とを含み、
前記測定対象電子部品のインピーダンスを測定するインピーダンス測定装置を有するインピーダンス測定システムであって、
前記測定対象電子部品は、少なくとも一対の端子を有し、
前記測定信号発生源は、少なくとも一対の出力端子を有し、
前記測定対象電子部品は、互いに重ね合わされて配設された二つの測定対象電子部品が一組となり、該一組の測定対象電子部品は、一方の測定対象電子部品の一方の端子と、他方の測定対象電子部品の一方の端子とが短絡して直列に接続され、一方の測定対象電子部品に流れる電流の向きが、他方の測定対象電子部品に流れる電流の向きと逆方向となるように電流経路が形成され、
前記一組の測定対象電子部品の一方の測定対象電子部品であって他方の測定対象電子部品に接続されない端子に、前記測定信号発生源の一方の出力端子に接続されるプローブが接続され、
前記一組の測定対象電子部品の他方の測定対象電子部品であって前記一方の測定対象電子部品の端子に接続されない端子に、前記測定信号発生源の他方の出力端子に接続されるプローブが接続され、
それぞれの前記測定対象電子部品の一対の端子には、前記電圧検出部に接続されるプローブが接続される、
ことを特徴とするインピーダンス測定システム。
【請求項2】
前記一組の測定対象電子部品が複数組配設されている場合に、前記電圧検出部は前記各組の測定対象電子部品の内の一方の測定対象電子部品及び他方の測定対象電子部品に対応する数だけ配設され、前記各電圧検出部によって前記各組のそれぞれの測定対象電子部品の両端子間の電圧が検出される、ことを特徴とする請求項１に記載のインピーダンス測定システム。
【請求項3】
測定対象電子部品に所定周波数の測定信号を供給する測定信号発生源と、前記測定対象電子部品に流れる電流を検出する電流検出部と、
前記測定対象電子部品の端子間に発生する電圧を測定する電圧検出部とを含み、
前記測定対象電子部品のインピーダンスを測定するインピーダンス測定装置を有するインピーダンス測定システムであって、
前記測定対象電子部品は、少なくとも一対の端子を有し、
前記測定信号発生源は、少なくとも一対の出力端子を有し、
前記測定対象電子部品は、互いに重ね合わされて配設された二つの測定対象電子部品が一組となり、該一組の測定対象電子部品は、一方の測定対象電子部品の一方の端子と、他方の測定対象電子部品の一方の端子とが短絡して直列に接続され、一方の測定対象電子部品に流れる電流の向きが、他方の測定対象電子部品に流れる電流の向きと逆方向となるように電流経路が形成され、
前記測定対象電子部品が第１の測定対象電子部品～第ｎ（ｎは２以上の偶数）の測定対象電子部品から構成され、第１の測定対象電子部品～第ｎの測定対象電子部品がその順に互いに隣接して配置されている場合に、前記第１の測定対象電子部品の前記測定信号発生源側にある端子に前記測定信号発生源の一対の出力端子の一方に接続されるプローブが接続され、
前記第ｎの測定対象電子部品の前記測定信号発生源側にある端子に前記測定信号発生源の一対の出力端子の他方に接続されるプローブが接続され、
前記第１の測定対象電子部品から前記第ｎの測定対象電子部品までが直列に接続されるように隣接する測定対象電子部品において自己側の一方の端子と相手側の他方の端子とが短絡され、
それぞれの前記測定対象電子部品の一対の端子には、前記電圧検出部に接続されるプローブが接続される、
ことを特徴とするインピーダンス測定システム。
【請求項4】
前記一組の測定対象電子部品が複数組配設されている場合に、複数のスイッチを有する信号選択部を備え、
前記複数のスイッチは、少なくとも前記測定信号発生源に接続された第１のスイッチ群と、電流検出部に接続された第２のスイッチ群と、電圧検出部に接続された第３のスイッチ群とからなり、
前記第１のスイッチ群は、
前記測定信号発生源の出力側に接続されている第１の入力端子と、
前記第１の入力端子と接断され前記複数組の測定対象電子部品の一組の測定対象電子部品側に接続されている第１の出力端子と、
前記第１の入力端子と接断され前記複数組の測定対象電子部品の他の組の測定対象電子部品側に接続されている第２の出力端子と、
前記測定信号発生源の入力側に接続されている第２の入力端子と、
前記第２の入力端子と接断され前記複数組の測定対象電子部品の一組の測定対象電子部品側に接続されている第３の出力端子と、
前記第２の入力端子と接断され前記複数組の測定対象電子部品の他の組の測定対象電子部品側に接続されている第４の出力端子と、
を含んで構成され、
前記第２のスイッチ群は、
前記電流検出部に接続されている第３の入力端子と、
前記第３の入力端子と接断され前記複数組の測定対象電子部品の一組の測定対象電子部品側に接続されている第５の出力端子と、
前記第３の入力端子と接断され前記複数組の測定対象電子部品の他の組の測定対象電子部品側に接続されている第６の出力端子と、
前記電流検出部に接続されている第４の入力端子と、
前記第４の入力端子と接断され前記複数組の測定対象電子部品の一組の測定対象電子部品側に接続されている第７の出力端子と、
前記第４の入力端子と接断され前記複数組の測定対象電子部品の他の組の測定対象電子部品側に接続されている第８の出力端子と、
を含んで構成され、
前記第３のスイッチ群は、
前記電圧検出部に接続されている第５の入力端子と、
前記第５の入力端子と接断され前記複数組の測定対象電子部品の一組の測定対象電子部品側に接続されている第９の出力端子と、
前記第５の入力端子と接断され前記複数組の測定対象電子部品の他の組の測定対象電子部品側に接続されている第１０の出力端子と、
前記電圧検出部に接続されている第６の入力端子と、
前記第６の入力端子と接断され前記複数組の測定対象電子部品の一組の測定対象電子部品側に接続されている第１１の出力端子と、
前記第６の入力端子と接断され前記複数組の測定対象電子部品の他の組の測定対象電子部品側に接続されている第１２の出力端子と、
を含んで構成され、
前記信号選択部は、前記複数組の測定対象電子部品の各組ごとに、測定対象の変更に応じて前記第１のスイッチ群～第３のスイッチ群における前記第１の出力端子と前記第２の出力端子、前記第３の出力端子と前記第４の出力端子、前記第５の出力端子と前記第６の出力端子、前記第７の出力端子と前記第８の出力端子、前記第９の出力端子と前記第１０の出力端子、前記第１１の出力端子と前記第１２の出力端子とを切替え、
前記切替えによって、前記各組の測定対象電子部品の一方及び他方の測定対象電子部品の両端にかかる電圧が前記各組の測定対象電子部品ごとに検出される、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のインピーダンス測定システム。
【請求項5】
測定信号発生源が、測定対象電子部品に所定周波数の測定信号を供給し、電流検出部が、前記測定対象電子部品に流れる電流を検出し、
電圧検出部が、前記測定対象電子部品の端子間に発生する電圧を測定し、
検出された電流の電流値と測定された電圧の電圧値に基づいて前記測定対象電子部品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、
前記測定対象電子部品は、少なくとも一対の端子を有し、
前記測定対象電子部品は、互いに重ね合わされて配設された二つの測定対象電子部品が一組となり、該一組の測定対象電子部品は、前記一組の測定対象電子部品の一方の端子と、他方の測定対象電子部品の一方の端子とが短絡して直列に接続され、一方の測定対象電子部品に流れる電流の向きが、他方の測定対象電子部品に流れる電流の向きと逆方向となるように電流経路が形成され、
前記一組の測定対象電子部品の一方の測定対象電子部品であって他の測定対象電子部品に接続されない端子に、前記測定信号発生源の出力に接続されるプローブを接続し、
前記一組の測定対象電子部品の他方の測定対象電子部品であって前記一方の測定対象電子部品の端子に接続されない端子に、前記測定信号発生源の入力に接続されるプローブを接続し、
それぞれの前記測定対象電子部品の一対の端子には、前記電圧検出部に接続されるプローブを接続する、
ことを特徴とする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、インピーダンス測定システム及びインピーダンス測定方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
回路基板に存在する導体パターン、電池、素子等（以下、これらを「被測定試料（ＤＵＴ）」という）のインピーダンスを測定する方法の一つとして４端子法（以下の特許文献１参照）が知られている。４端子法を用いるインピーダンス測定装置は、測定信号源の一対の出力端子からの電流計測線と電圧計からの電圧計測線を捩ってなるツイストケーブルを用いて構成されている（図５参照）。図５において、インピーダンス測定システム２００は、バッテリセル２２０に電流計測線（電流ケーブル）２１３，２１４、電圧計測線（電圧ケーブル）２１５，２１６を介して接続されるインピーダンス測定装置２０３を有して構成されている。インピーダンス測定装置２０３は、測定信号を発生する測定信号源２０５と、電圧検出手段としての電圧計２０９と、電流検出手段としての電流計２０７を含んで構成されている。
【0003】
具体的には、図５に示すように、測定信号源２０５より電流計測線２１３，２１４を捩ってなるツイストケーブルを介して測定対象としてのバッテリセル２２０のタブ端子２２０ａ，２２０ｂに測定電流Ｉｓを流し、その時同時に電圧計２０９によってバッテリセル２２０のタブ端子２２０ａ，２２０ｂ間の電圧の電圧値Ｖ１が計測され、電流計２０７によって測定電流Ｉｓの電流値が計測される。測定電流Ｉｓの電流値と電圧値Ｖ１に基づいてバッテリセル２２０のインピーダンスＺが算出される。この４端子法を用いるインピーダンス測定装置によれば、測定系の電気配線（リード線）の配線抵抗や被測定試料との接触抵抗の影響をほとんど排除することができる。
【0004】
また、被測定試料（ＤＵＴ）のインピーダンスを測定する他の方法として４端子対法が知られている（以下の特許文献１参照）。４端子対法を用いるインピーダンス測定装置は、４つの電流プローブの電気配線として同軸ケーブルを用いて各同軸ケーブルの各外部導体（シールド被覆線）のすべてを各プローブの基端付近でリード線にて接続し短絡させる構成となっている。
【0005】
上記した４端子法によれば、測定電流径路内において、測定電流Ｉｓの往路と復路とが重ね合わされるため、測定電流により生ずる磁束の影響（電磁誘導）を軽減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開２０１１－２５７３４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、４端子法においては、電流計測線に流れる測定電流により発生する磁束（図５の磁束線参照）によって電圧計測線に誘導電圧が誘起され、その誘起された誘導電圧が電圧計で計測する電池両端電圧に重畳されることで測定結果に誤差を生じさせてしまう。また、図５に示すように、測定対象が例えばＥＶ向けのラミネート型電池セル（一次電池、二次電池等）の場合には、電池セルの端子間の距離は長いもので約８００ｍｍ程度となるケースもある。電池セル近辺では、測定電流を印加する電流経路（図５の楕円で囲まれた領域）において漏れ磁束が発生するループができてしまう。
【0008】
また、電圧検出部と電池セルを接続している電圧計測線の経路（図５の楕円で囲まれた領域）にも、電流経路に発生する上述した漏れ磁束と交錯するループが生じてしまう。したがって、物理的に電流計測線の経路及び電圧計測線の経路におけるループ同士が重なり合ってしまうため、電磁誘導の影響を受けやすくなるという問題があった。
【0009】
また、測定対象が複数あった場合には、測定対象を変える度に、電流計測線及び電圧計測線の測定対象側の端子を変更後の測定対象の端子に接続し直さなければならず処理時間の遅延につながっていた。
【0010】
したがって、本発明の課題は、測定対象の端子付近における電流計測線の一部で発生する磁束漏れループ、測定対象の端子付近における電圧計測線の一部で生じる磁束漏れによる電磁誘導の影響を抑制できるインピーダンス測定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】
【0011】
本発明に係るインピーダンス測定システムの一側面は、少なくとも一対の端子を有する測定対象電子部品であって、少なくとも一組の測定対象電子部品に所定周波数の測定信号を供給する測定信号発生源と、測定信号発生源の一対の出力端子の一方から他方の間に配置された測定対象電子部品に流れる電流を検出する電流検出部と、一組の測定対象電子部品のそれぞれの両端子間に発生する電圧を測定する少なくとも一つの電圧検出部とを含み、各測定対象電子部品のそれぞれのインピーダンスを測定するインピーダンス測定装置を有するインピーダンス測定システムであって、測定信号発生源の一対の出力端子の一方と他方の間の電流経路内に前記一組の測定対象電子部品の一方と他方が重ね合わせて配設され、一組の測定対象電子部品の一方に流れる電流の向きと一組の測定対象電子部品の他方に流れる電流の向きが互いに逆方向になるように、一組の測定対象電子部品と測定信号発生源及び前記電流検出部との間で電流経路が形成されていることを特徴とする。
【0012】
本発明に係るインピーダンス測定システムの他の側面は、少なくとも一対の端子を有する測定対象電子部品であって、少なくとも一組の測定対象電子部品に所定周波数の測定信号を供給する測定信号発生源と、測定信号発生源の一対の出力端子の一方から他方の間に配置された前記測定対象電子部品に流れる電流を検出する電流検出部と、一組の測定対象電子部品のそれぞれの両端子間に発生する電圧を測定する少なくとも一つの電圧検出部とを含み、各測定対象電子部品のそれぞれのインピーダンスを測定するインピーダンス測定装置を有するインピーダンス測定システムであって、測定信号発生源の一対の出力端子の一方と他方の間の電流経路内に一組の測定対象電子部品が配設され、一組の測定対象電子部品の内の一方の測定対象電子部品の一方の端子と、他方の測定対象電子部品の他方の端子とを短絡させて一方の測定対象電子部品と他方の測定対象電子部品が直列接続されていることを特徴とする。
【0013】
本発明に係るインピーダンス測定システムの他の側面は、一組の測定対象電子部品が複数組配設されている場合に、電圧検出部は各組の測定対象電子部品の内の一方の測定対象電子部品及び他方の測定対象電子部品に対応する数だけ配設され、各電圧検出部によって各組のそれぞれの測定対象電子部品の両端子間の電圧が検出されることを特徴とする。
【0014】
本発明に係るインピーダンス測定システムの他の側面は、複数組の測定対象電子部品が第１の測定対象電子部品～第ｎ（ｎは２以上の整数）の測定対象電子部品から構成され、第１の測定対象電子部品～第ｎの測定対象電子部品がその順に互いに隣接して配置されている場合に、測定信号発生源の一対の出力端子の一方が第１の測定対象電子部品の測定信号発生源側にある端子に接続され、測定信号発生源の一対の出力端子の他方が電流検出部を介して第ｎの測定対象電子部品の測定信号発生源側にある端子に接続され、第１の測定対象電子部品から第ｎの測定対象電子部品までが直列に接続されるように隣接する測定対象電子部品において自己側の一方の端子と相手側の他方の端子を短絡させることを特徴とする。
【0015】
本発明に係るインピーダンス測定システムの他の側面は、一組の測定対象電子部品が複数組配設されている場合に、電圧検出部は、第１の測定対象電子部品～第ｎの測定対象電子部品の測定ごとに、それぞれ第１の測定対象電子部品～第ｎの測定対象電子部品へ接続されることを特徴とする。
【0016】
本発明に係るインピーダンス測定システムの他の側面は、一組の測定対象電子部品が複数組配設されている場合に、複数のスイッチを有する信号選択部を備え、複数のスイッチは、少なくとも前記測定信号発生源に接続された第１のスイッチ群と、電流検出部に接続された第２のスイッチ群と、電圧検出部に接続された第３のスイッチ群とからなり、第１のスイッチ群は、少なくとも測定信号発生源に接続されている電流計測線の他端側における第1の電流計測線端部に接続されている第1の入力端子と、電流計測線の他端側における第２の電流計測線端部に接続されている第２の入力端子と、一の測定対象電子部品に接続されている電流計測線の他端側における第３の電流計測線端部に接続されている第１の出力端子と、電流計測線の他端側における第４の電流計測線端部に接続されている第２の出力端子を含んで構成され、第２のスイッチ群は、少なくとも電流検出部に接続されている電流計測線の他端側における第1の電流計測線端部に接続されている第３の入力端子と、電流計測線の他端側における第２の電流計測線端部に接続されている第４の入力端子と、一の測定対象電子部品に接続されている電流計測線の他端側における第３の電流計測線端部に接続されている第３の出力端子と、電流計測線の他端側における第４の電流計測線端部に接続されている第４の出力端子を含んで構成され、第３のスイッチ群は、少なくとも電圧検出部に接続されている電圧計測線の他端側における第1の電圧計測線端部に接続されている第５の入力端子と、電圧計測線の他端側における第２の電圧計測線端部に接続されている第６の入力端子と、一の測定対象電子部品に接続されている電圧計測線の他端側における第３の電圧計測線端部に接続されている第５の出力端子と、電圧計測線の他端側における第４の電圧計測線端部に接続されている第６の出力端子を含んで構成され、信号選択部は、複数組の測定対象電子部品の各組ごとに、測定対象の変更に応じて前記第１のスイッチ群～第３のスイッチ群における第１～第６の出力端子を切り換え、切替えによって、各組の測定対象電子部品の一方及び他方の測定対象電子部品の両端にかかる電圧が各組の測定対象電子部品ごとに検出されることを特徴とする。
【0017】
本発明のインピーダンス測定方法の一側面は、少なくとも一対の端子を有する測定対象電子部品であって、少なくとも一組の測定対象電子部品に所定周波数の測定信号を供給する測定信号発生源の一対の出力端子の一方から他方の間に配置された前記測定対象電子部品に流れる電流を電流検出部が検出し、一組の測定対象電子部品のそれぞれの両端子間に発生する電圧を少なくとも一つの電圧検出部が測定し、検出された電流の電流値と測定された電圧の電圧値に基づいて、各測定対象電子部品のそれぞれ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、測定信号発生源の一対の出力端子の一方と他方の間の電流経路内に前記一組の測定対象電子部品の一方と他方を重ね合わせて配設し、一組の測定対象電子部品の一方に流れる電流の向きと一組の測定対象電子部品の他方に流れる電流の向きが互いに逆方向になるように、一組の測定対象電子部品と測定信号発生源及び電流検出部間で電流経路を形成することを特徴とする
【0018】
本発明のインピーダンス測定方法の他の側面は、少なくとも一対の端子を有する測定対象電子部品であって、少なくとも一組の測定対象電子部品に所定周波数の測定信号を供給する測定信号発生源の一対の出力端子の一方から他方の間に配置された前記測定対象電子部品に流れる電流を電流検出部が検出し、一組の測定対象電子部品のそれぞれの両端子間に発生する電圧を少なくとも一つの電圧検出部が測定し、検出された電流の電流値と測定された電圧の電圧値に基づいて、各測定対象電子部品のそれぞれ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、測定信号発生源の一対の出力端子の一方と他方の間の電流経路内に一組の測定対象電子部品の一方と他方を重ね合わせて配設し、一組の測定対象電子部品の一方に流れる電流の向きと一組の測定対象電子部品の他方に流れる電流の向きが互いに逆方向になるように、一組の測定対象電子部品と測定信号発生源及び電流検出部間で電流経路を形成することを特徴とする。
【0019】
本発明のインピーダンス測定方法の他の側面は、少なくとも一対の端子を有する測定対象電子部品であって、少なくとも一組の測定対象電子部品に所定周波数の測定信号を供給する測定信号発生源の一対の出力端子の一方から他方の間に配置された測定対象電子部品に流れる電流を電流検出部が検出し、一組の測定対象電子部品のそれぞれの両端子間に発生する電圧を少なくとも一つの電圧検出部が測定し、検出された電流の電流値と測定された電圧の電圧値に基づいて、各測定対象電子部品のそれぞれ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、測定信号発生源の一対の出力端子の一方と他方の間の電流経路内に一組の測定対象電子部品が配設され、一組の測定対象電子部品の内の一方の測定対象電子部品の一方の端子と、他方の測定対象電子部品の他方の端子とを短絡させて一方の測定対象電子部品と他方の測定対象電子部品を直列接続させることを特徴とする。
【発明の効果】
【0020】
測定対象の端子付近における電流計測線の一部で発生する磁束漏れループ、測定対象の端子付近における電圧計測線の一部で生じる磁束漏れによる電磁誘導の影響を抑制するとともに測定処理時間の短縮を図ることができるインピーダンス測定システムおよび測定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】本発明の第１の実施の形態に係るインピーダンス測定システムの構成を示し、第１の接続構成態様を示した図である。
【図2】本発明の第２の実施の形態に係るインピーダンス測定システムの構成を示し、第２の接続構成態様を示した図である。
【図3】本発明の第２の実施の形態の変形例に係るインピーダンス測定システムの構成を示した図である。
【図4】本発明の第３の実施の形態に係るインピーダンス測定システムの構成を示した図である。
【図5】従来のインピーダンス測定システムの構成を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
＜第１の実施の形態＞
以下に、図１を参照して本発明に係るインピーダンス測定システムの第１の実施の形態について説明する。なお、インピーダンス測定システムの測定対象電子部品（以下、「測定対象」と呼ぶ。）は、バッテリセル（電池セル）、電気回路を構成する素子であり、インピーダンスの測定は、バッテリセルや素子の特性評価等に重要な電気的パラメータとしてのインピーダンスを測定する。本実施の形態では測定対象としてバッテリセルを例に挙げて説明する。本発明はインピーダンス測定システムを構成するインピーダンス測定装置とバッテリセルとの接続態様に特徴があり、それに関連してバッテリセルは少なくとも２つ必要であり、互いに近距離で重ね合わせて配置されている。
以下に、図１を参照して本発明に係るインピーダンス測定システムの第１の実施の形態について説明する。なお、インピーダンス測定システムの測定対象電子部品（以下、「測定対象」と呼ぶ。）は、バッテリセル（電池セル）、電気回路を構成する素子であり、インピーダンスの測定は、バッテリセルや素子の特性評価等に重要な電気的パラメータとしてのインピーダンスを測定する。本実施の形態では測定対象としてバッテリセルを例に挙げて説明する。本発明はインピーダンス測定システムを構成するインピーダンス測定装置とバッテリセルとの接続態様に特徴があり、それに関連してバッテリセルは少なくとも２つ必要であり、互いに近距離で重ね合わせて配置されている。
【0023】
［インピーダンス測定システムの構成］
インピーダンス測定システム１は、バッテリセル３１、３３にシールド線２１，２７を介して接続されるインピーダンス測定装置３を有して構成されている。インピーダンス測定装置３は、測定信号を発生する測定信号源１１、電流検出部としての電流計１３及び電圧検出部としての第１の電圧計１５及び第２の電圧計１７を含んで構成されている。なお、測定信号源１１は請求項１の測定信号発生源に相当する。
インピーダンス測定システム１は、バッテリセル３１、３３にシールド線２１，２７を介して接続されるインピーダンス測定装置３を有して構成されている。インピーダンス測定装置３は、測定信号を発生する測定信号源１１、電流検出部としての電流計１３及び電圧検出部としての第１の電圧計１５及び第２の電圧計１７を含んで構成されている。なお、測定信号源１１は請求項１の測定信号発生源に相当する。
【0024】
［測定装置とバッテリセルとの接続態様］
以下に、インピーダンス測定装置３と測定対象であるバッテリセル３１、３３との接続態様について説明する。インピーダンス測定装置３でバッテリセル３１、３３のインピーダンスを測定するにあたって、測定信号源１１、第１の電圧計１５、第２の電圧計１７及び電流計１３とバッテリセル３１、３３とをプローブＰ１～Ｐ８を介して接続させる必要がある。これらの各プローブは構造的には変わらないが、本明細書では、説明の便宜上、電流系統側のものを電流プローブといい、電圧系統側のものを電圧プローブという。
プローブとしては、測定信号源１１からバッテリセル３１、３３に流れる電流の経路である測定電流ループ内に含まれる４つの電流プローブＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４と、バッテリセル３１の電圧検出ループ内に含まれる２つの電圧プローブＰ５、Ｐ６、バッテリセル３３の電圧検出ループ内に含まれる２つの電圧プローブＰ７、Ｐ８が用いられる。
以下に、インピーダンス測定装置３と測定対象であるバッテリセル３１、３３との接続態様について説明する。インピーダンス測定装置３でバッテリセル３１、３３のインピーダンスを測定するにあたって、測定信号源１１、第１の電圧計１５、第２の電圧計１７及び電流計１３とバッテリセル３１、３３とをプローブＰ１～Ｐ８を介して接続させる必要がある。これらの各プローブは構造的には変わらないが、本明細書では、説明の便宜上、電流系統側のものを電流プローブといい、電圧系統側のものを電圧プローブという。
プローブとしては、測定信号源１１からバッテリセル３１、３３に流れる電流の経路である測定電流ループ内に含まれる４つの電流プローブＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４と、バッテリセル３１の電圧検出ループ内に含まれる２つの電圧プローブＰ５、Ｐ６、バッテリセル３３の電圧検出ループ内に含まれる２つの電圧プローブＰ７、Ｐ８が用いられる。
【0025】
ここで、電流プローブＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の電気配線としてシールド線（同軸ケーブル）２１，２７を用い、電圧プローブＰ５、Ｐ６の電気配線として電圧計測線２３ａ，２３ｂを互いに捩って形成されたツイストケーブル２３が用いられ、電圧プローブＰ７、Ｐ８の電気配線として電圧計測線２５ａ，２５ｂを互いに捩って形成されたツイストケーブル２５が用いられる。
【0026】
バッテリセル３１のタブ端子３１ａは、プローブＰ１、シールド線２１の芯線２１ａを介して測定信号源１１の一対の出力端子の一方に接続され、もう一方のタブ端子３１ｂは、プローブＰ３、シールド線２７の芯線２７ａを介して電流計１３の入力部に接続されている。バッテリセル３３のタブ端子３３ａはプローブＰ２、シールド線２１のシールド導体２１ｂ（リターン線）を介して測定信号源１１の一対の出力端子の他方に接続され、もう一方のタブ端子３３ｂはプローブＰ４、シールド線２７のシールド導体２７ｂ（リターン線）を介して電流計１３の出力部に接続されている。
【0027】
このように、バッテリセル３１に流れる測定電流の向きとバッテリセル３３に流れる測定電流の向きが逆向きになるようにバッテリセル３１、３３が配置される。図１の例では、バッテリセル３１に流れる測定電流の向きは測定信号源１１から電流計に向かう向き(左向きの矢印)となり、バッテリセル３３に流れる測定電流の向きは電流計１３から測定信号源１１に向かう向き(右向きの矢印)となり互いに逆向きとなる。
【0028】
バッテリセル３１のタブ端子３１ａは、プローブＰ５を介して、ツイストケーブル２３の電圧計測線２３ａに接続され、もう一方のタブ端子３１ｂは、プローブＰ６を介して、ツイストケーブル２３の電圧計測線２３ｂに接続されている。
第１の電圧計１５は、ツイストケーブル２３の一端側における電圧計測線２３ａの端部と電圧計測線２３ｂの端部との間に配設され、上記測定電流ループに流れる測定電流Ｉｓに起因して電圧計測線２３ａの端部と電圧計測線２３ｂの端部との間に生じる電圧Ｖ１を測定し、測定された電圧Ｖ１は図示しない演算処理部（測定装置３内に含まれる）に出力される。第２の電圧計１７は、ツイストケーブル２５の一端側における電圧計測線２５ａの端部と電圧計測線２５ｂの端部との間に配設され、上記測定電流ループに流れる測定電流Ｉｓに起因して電圧計測線２５ａの端部と電圧計測線２５ｂの端部との間に生じる電圧Ｖ２を測定し、測定された電圧Ｖ２は上記した演算処理部に出力される。
第１の電圧計１５は、ツイストケーブル２３の一端側における電圧計測線２３ａの端部と電圧計測線２３ｂの端部との間に配設され、上記測定電流ループに流れる測定電流Ｉｓに起因して電圧計測線２３ａの端部と電圧計測線２３ｂの端部との間に生じる電圧Ｖ１を測定し、測定された電圧Ｖ１は図示しない演算処理部（測定装置３内に含まれる）に出力される。第２の電圧計１７は、ツイストケーブル２５の一端側における電圧計測線２５ａの端部と電圧計測線２５ｂの端部との間に配設され、上記測定電流ループに流れる測定電流Ｉｓに起因して電圧計測線２５ａの端部と電圧計測線２５ｂの端部との間に生じる電圧Ｖ２を測定し、測定された電圧Ｖ２は上記した演算処理部に出力される。
【0029】
［測定方法］
バッテリセル３１のインピーダンス測定については、演算処理部において電流計１３で測定された測定電流Ｉｓ（バッテリセル３１に流れる電流）の電流値と、バッテリセル３１の両端に発生する電圧Ｖ１の電圧値とに基づいて、バッテリセル３１のインピーダンスＺ３１が算出される。
バッテリセル３１のインピーダンス測定については、演算処理部において電流計１３で測定された測定電流Ｉｓ（バッテリセル３１に流れる電流）の電流値と、バッテリセル３１の両端に発生する電圧Ｖ１の電圧値とに基づいて、バッテリセル３１のインピーダンスＺ３１が算出される。
【0030】
バッテリセル３３のインピーダンス測定については、演算処理部において電流計１３で測定された測定電流Ｉｓ（バッテリセル３３に流れる電流）の電流値と、バッテリセル３３の両端に発生する電圧Ｖ２の電圧値とに基づいて、バッテリセル３３のインピーダンスＺ３３が算出される。
【0031】
なお、バッテリセル３１，３３のそれぞれの端子間電圧Ｖ１,Ｖ２の測定は同時に行われ、第１の電圧計１５と第２の電圧計１７は、測定電流Ｉｓの極性（正極、負極）が反転してしまうので測定電流Ｉｓの極性に合わせて検出される。本例では電圧計が２つの場合について説明したが、後述するスキャナー（図４参照）を用いた場合には電圧計が１つであっても、測定対象を変更する毎にスキャナーを構成するスイッチによる切替えを行って順次インピーダンス測定すればよい。
【0032】
［効果］
上記した第１の実施の形態に係るインピーダンス測定システムによれば、一組のバッテリセルを用いてそれぞれのバッテリセルに流れる電流の向きを異ならせる構成にしたので、バッテリセルにおいて磁束の発生を抑制できる。また、測定電流Ｉｓを印加する測定信号源１１からバッテリセルを介して流れる測定電流ループのループ長を従来（図５参照）の測定電流ループのループ長に比較して最小化できるので測定電流により発生する磁束が漏れるループを最小限にできる。
上記した第１の実施の形態に係るインピーダンス測定システムによれば、一組のバッテリセルを用いてそれぞれのバッテリセルに流れる電流の向きを異ならせる構成にしたので、バッテリセルにおいて磁束の発生を抑制できる。また、測定電流Ｉｓを印加する測定信号源１１からバッテリセルを介して流れる測定電流ループのループ長を従来（図５参照）の測定電流ループのループ長に比較して最小化できるので測定電流により発生する磁束が漏れるループを最小限にできる。
【0033】
電圧計を起点とする電圧検出ループの位置と測定電流ループの位置を分離することができるため、測定電流ループと電圧検出ループの重なり合いによって生じる電磁誘導の影響を低減することができる。また、電圧計が２チャンネルの場合には、２つのバッテリセルが同時に測定できるため測定時間を短縮することができる。なお、ラミネート型バッテリセル以外の円筒型、角型セルや、電池以外の測定対象においても同様に電磁誘導の影響を低減することができる。
【0034】
＜第２の実施の形態＞
以下に、図２を参照して本発明に係るインピーダンス測定システムの第２の実施の形態について説明する。なお、本第２の実施の形態においても、上記した第１の実施の形態と同様に、１組のバッテリセルであって、互いに近距離で重ね合わせて配置されているバッテリセルを測定対象の例として説明するが、それ以外の例えば電気回路を構成する素子等であっても適用できる。
以下に、図２を参照して本発明に係るインピーダンス測定システムの第２の実施の形態について説明する。なお、本第２の実施の形態においても、上記した第１の実施の形態と同様に、１組のバッテリセルであって、互いに近距離で重ね合わせて配置されているバッテリセルを測定対象の例として説明するが、それ以外の例えば電気回路を構成する素子等であっても適用できる。
【0035】
［インピーダンス測定システムの構成］
インピーダンス測定システム４０は、バッテリセル６１、６３に電流計測線（電流ケーブル）５１，５２、電圧計測線（電圧ケーブル）５３，５４，５５，５６を介して接続されるインピーダンス測定装置４３を有して構成されている。インピーダンス測定装置４３は、測定信号を発生する測定信号源４４と、電圧検出手段としての第１の電圧計４６及び第２の電圧計４８と、電流検出手段としての電流計４５を含んで構成されている。なお、測定信号源４４は請求項１の測定信号発生源に相当する。
インピーダンス測定システム４０は、バッテリセル６１、６３に電流計測線（電流ケーブル）５１，５２、電圧計測線（電圧ケーブル）５３，５４，５５，５６を介して接続されるインピーダンス測定装置４３を有して構成されている。インピーダンス測定装置４３は、測定信号を発生する測定信号源４４と、電圧検出手段としての第１の電圧計４６及び第２の電圧計４８と、電流検出手段としての電流計４５を含んで構成されている。なお、測定信号源４４は請求項１の測定信号発生源に相当する。
【0036】
［測定装置とバッテリセルとの接続態様］
以下に、インピーダンス測定装置４３と測定対象であるバッテリセル６１、６３との接続態様について説明する。インピーダンス測定装置４３で測定対象としてのバッテリセル６１、６３のそれぞれのインピーダンスＺ６１，Ｚ６３を測定するにあたって、測定信号源４４、電流計４５、第１の電圧計４６、第２の電圧計４８とバッテリセル６１，６３とを電流計測線５１，５２、電圧計測線５３，５４，５５，５６を介して接続させる。ここで、測定信号源４４からバッテリセル６１，６３を介して電流計４５に流れる電流の経路である測定電流ループ内に含まれる２つの電流プローブＰ１、Ｐ２と、バッテリセル６１の電圧検出の経路である電圧検出ループ内に含まれる２つの電圧プローブＰ３、Ｐ４、バッテリセル６３の電圧検出の経路である電圧検出ループ内に含まれる２つの電圧プローブＰ５、Ｐ６が用いられる。また、電流プローブＰ１、Ｐ２の電気配線として電流計測線５１，５２を互いに捩って形成されたツイストケーブルが用いられ、電圧プローブＰ３、Ｐ４の電気配線として電圧計測線５３，５４を互いに捩って形成されたツイストケーブルが用いられ、電圧プローブＰ５、Ｐ６の電気配線として電圧計測線５５，５６を互いに捩って形成されたツイストケーブルが用いられる。
以下に、インピーダンス測定装置４３と測定対象であるバッテリセル６１、６３との接続態様について説明する。インピーダンス測定装置４３で測定対象としてのバッテリセル６１、６３のそれぞれのインピーダンスＺ６１，Ｚ６３を測定するにあたって、測定信号源４４、電流計４５、第１の電圧計４６、第２の電圧計４８とバッテリセル６１，６３とを電流計測線５１，５２、電圧計測線５３，５４，５５，５６を介して接続させる。ここで、測定信号源４４からバッテリセル６１，６３を介して電流計４５に流れる電流の経路である測定電流ループ内に含まれる２つの電流プローブＰ１、Ｐ２と、バッテリセル６１の電圧検出の経路である電圧検出ループ内に含まれる２つの電圧プローブＰ３、Ｐ４、バッテリセル６３の電圧検出の経路である電圧検出ループ内に含まれる２つの電圧プローブＰ５、Ｐ６が用いられる。また、電流プローブＰ１、Ｐ２の電気配線として電流計測線５１，５２を互いに捩って形成されたツイストケーブルが用いられ、電圧プローブＰ３、Ｐ４の電気配線として電圧計測線５３，５４を互いに捩って形成されたツイストケーブルが用いられ、電圧プローブＰ５、Ｐ６の電気配線として電圧計測線５５，５６を互いに捩って形成されたツイストケーブルが用いられる。
【0037】
測定信号源４４の一対の出力端子（図示せず）の一方は、電流計測線５１、電流プローブＰ１を介してバッテリセル６１のタブ端子６１ａに接続され、測定信号源４４の一対の出力端子の他方は、電流計４５、電流計測線５２、電流プローブＰ２を介してバッテリセル６３のタブ端子６３ａに接続されている。
【0038】
このように、バッテリセル６１に流れる測定電流の向きとバッテリセル６３に流れる測定電流の向きが逆向きになるようにバッテリセル６１、６３が配置される。図２の例では、バッテリセル６１に流れる測定電流の向きは測定信号源４４の一方の出力端子から離れる方向に(図２の右向きの矢印)となり、バッテリセル６３に流れる測定電流の向きは測定信号源４４に向かう向き(図２の左向きの矢印)となり互いに逆向きとなる。
【0039】
バッテリセル６１のタブ端子６１ｂは、短絡線５８を介してバッテリセル６３のタブ端子６３ｂに接続されている。第１の電圧計４６は、電圧計測線５３の端部と電圧計測線５４の端部との間に配設され、上記測定電流ループに流れる測定電流Ｉｓに起因して電圧計測線５３の端部と電圧計測線５４の端部との間に生じる電圧Ｖ１を測定し、測定された電圧Ｖ１は図示しない演算処理部に出力される。
【0040】
第２の電圧計４８は、電圧計測線５５の端部と電圧計測線５６の端部との間に配設され、上記測定電流ループに流れる測定電流Ｉｓに起因して電圧計測線５５の端部と電圧計測線５６の端部との間に生じる電圧Ｖ２を測定し、測定された電圧Ｖ２は図示しない演算処理部（測定部に含まれる）に出力される。
【0041】
［測定方法］
バッテリセル６１のインピーダンス測定については、演算処理部において電流計４５で測定された測定電流Ｉｓ（バッテリセル６１に流れる電流）の電流値と、バッテリセル６１の両端に発生する電圧Ｖ１の電圧値とに基づいて、バッテリセル６１のインピーダンスＺ６１が算出される。
バッテリセル６１のインピーダンス測定については、演算処理部において電流計４５で測定された測定電流Ｉｓ（バッテリセル６１に流れる電流）の電流値と、バッテリセル６１の両端に発生する電圧Ｖ１の電圧値とに基づいて、バッテリセル６１のインピーダンスＺ６１が算出される。
【0042】
バッテリセル６３のインピーダンス測定については、演算処理部において電流計４５で測定された測定電流Ｉｓ（バッテリセル６３に流れる電流）の電流値と、バッテリセル６３の両端に発生する電圧Ｖ２の電圧値とに基づいて、バッテリセル６３のインピーダンスＺ６３が算出される。
【0043】
なお、バッテリセル６１，６３のそれぞれの端子間電圧Ｖ１,Ｖ２の測定は同時に行われ、第１の電圧計４６と第２の電圧計４８は、測定電流Ｉｓの極性（正極、負極）が反転してしまうので測定電流Ｉｓの極性に合わせて検出される。本例では電圧計が２つの場合について説明したが、後述するスキャナーを用いた場合には電圧計が１つであっても、測定対象を変更する毎にスキャナーを構成するスイッチによる切替えを行って順次インピーダンス測定すればよい。
【0044】
［効果］
上記した第２の実施の形態に係るインピーダンス測定システムによれば、一組のバッテリセルを用いてそれぞれのバッテリセル６１，６３に流れる電流の向きを異ならせる構成にしたので、バッテリセル６１，６３において磁束の発生を抑制できる。また、測定電流Ｉｓを印加する測定信号源４４からバッテリセル６１，６３を介して流れる測定電流ループのループ長を従来（図５参照）の測定電流ループのループ長に比較して最小化できるので測定電流により発生する磁束が漏れるループを最小限にできる。
上記した第２の実施の形態に係るインピーダンス測定システムによれば、一組のバッテリセルを用いてそれぞれのバッテリセル６１，６３に流れる電流の向きを異ならせる構成にしたので、バッテリセル６１，６３において磁束の発生を抑制できる。また、測定電流Ｉｓを印加する測定信号源４４からバッテリセル６１，６３を介して流れる測定電流ループのループ長を従来（図５参照）の測定電流ループのループ長に比較して最小化できるので測定電流により発生する磁束が漏れるループを最小限にできる。
【0045】
電圧計を起点とする電圧検出ループの位置と測定電流ループの位置を分離することができるため、測定電流ループと電圧検出ループの重なり合いによって生じる電磁誘導の影響を低減することができる。また、電圧計を２つ用いており２つのバッテリセルが同時に測定できるため測定時間を短縮することができる。なお、ラミネート型バッテリセル以外の円筒型、角型セルや、電池以外の測定対象においても同様に電磁誘導の影響を低減することができる。
【0046】
＜変形例＞
以下に、図３を参照して上記した第２の実施の形態に係るインピーダンス測定システムの変形例について説明する。上記した第２の実施の形態では測定対象が一組のバッテリセル（セルの個数は２つ）であるのに対して、本変形例の測定対象は二組のバッテリセル（セルの個数は４つ）であり、互いに近距離で重ね合わせて配置されている。なお、本変形例ではバッテリセルを測定対象の例として説明するが、それ以外の例えば電気回路を構成する素子等であっても適用できる。また、上記した第２の実施の形態とは、インピーダンス測定装置とバッテリセルとの接続態様、バッテリセルの個数が異なる以外は同様であるので、異なる部分のみ説明することとする。
以下に、図３を参照して上記した第２の実施の形態に係るインピーダンス測定システムの変形例について説明する。上記した第２の実施の形態では測定対象が一組のバッテリセル（セルの個数は２つ）であるのに対して、本変形例の測定対象は二組のバッテリセル（セルの個数は４つ）であり、互いに近距離で重ね合わせて配置されている。なお、本変形例ではバッテリセルを測定対象の例として説明するが、それ以外の例えば電気回路を構成する素子等であっても適用できる。また、上記した第２の実施の形態とは、インピーダンス測定装置とバッテリセルとの接続態様、バッテリセルの個数が異なる以外は同様であるので、異なる部分のみ説明することとする。
【0047】
［測定装置とバッテリセルとの接続態様］
以下に、インピーダンス測定システム７０と測定対象であるバッテリセル９１，９３，９５，９７との接続態様について説明する。インピーダンス測定システム７０で測定対象としてのバッテリセル９１，９３，９５，９７のそれぞれのインピーダンスＺ９１，Ｚ９３，Ｚ９５，Ｚ９７を測定するにあたって、測定信号源８１、電流計８２、電圧計８３を含んで構成されるインピーダンス測定装置７３とバッテリセル９１，９３，９５，９７とを電流計測線８４，８５、電圧計測線８６，８７を介して接続させる。
測定信号源８１の一対の出力端子（図示せず）の一方は、電流計測線８４を介してバッテリセル９１のタブ端子９１ｂに接続され、測定信号源８１の一対の出力端子の他方は、電流計８２、電流計測線８５を介してバッテリセル９７のタブ端子９７ｂに接続されている。バッテリセル９１のタブ端子９１ａとバッテリセル９３のタブ端子９３ｂとが短絡線８８を介して接続され、バッテリセル９３のタブ端子９３ａとバッテリセル９５のタブ端子９５ｂとが短絡線８９を介して接続され、バッテリセル９５のタブ端子９５ａとバッテリセル９７のタブ端子９７ａが短絡線９０を介して接続されている。
このように、バッテリセル９１，９３，９５，９７同志の接続態様を、バッテリセル９１，９３，９５，９７のそれぞれに流れる測定電流の向きが隣接するバッテリセルに流れる測定電流の向きと逆向きになるようにしている。
以下に、インピーダンス測定システム７０と測定対象であるバッテリセル９１，９３，９５，９７との接続態様について説明する。インピーダンス測定システム７０で測定対象としてのバッテリセル９１，９３，９５，９７のそれぞれのインピーダンスＺ９１，Ｚ９３，Ｚ９５，Ｚ９７を測定するにあたって、測定信号源８１、電流計８２、電圧計８３を含んで構成されるインピーダンス測定装置７３とバッテリセル９１，９３，９５，９７とを電流計測線８４，８５、電圧計測線８６，８７を介して接続させる。
測定信号源８１の一対の出力端子（図示せず）の一方は、電流計測線８４を介してバッテリセル９１のタブ端子９１ｂに接続され、測定信号源８１の一対の出力端子の他方は、電流計８２、電流計測線８５を介してバッテリセル９７のタブ端子９７ｂに接続されている。バッテリセル９１のタブ端子９１ａとバッテリセル９３のタブ端子９３ｂとが短絡線８８を介して接続され、バッテリセル９３のタブ端子９３ａとバッテリセル９５のタブ端子９５ｂとが短絡線８９を介して接続され、バッテリセル９５のタブ端子９５ａとバッテリセル９７のタブ端子９７ａが短絡線９０を介して接続されている。
このように、バッテリセル９１，９３，９５，９７同志の接続態様を、バッテリセル９１，９３，９５，９７のそれぞれに流れる測定電流の向きが隣接するバッテリセルに流れる測定電流の向きと逆向きになるようにしている。
【0048】
［測定方法］
バッテリセル９１，９３，９５，９７のそれぞれのタブ端子間の電圧測定は、電圧計測線８６，８７のそれぞれの端部に位置する電圧プローブＰ３，Ｐ４を、測定電流Ｉｓの極性に合わせて、バッテリセル９１，９３，９５，９７の順に切り替えることによって行われる。具体的には、まず、電圧プローブＰ３，Ｐ４をそれぞれバッテリセル９１の一対のタブ端子９１ｂ、９１ａに接続して測定電流Ｉｓの極性（例えば正極性）に合わせて、バッテリセル９１のタブ端子９１ｂ、９１ａ間の電圧Ｖ１が計測される。その後電圧プローブＰ３，Ｐ４をそれぞれバッテリセル９３の一対のタブ端子９３ａ、９３ｂに接続して測定電流Ｉｓの極性（例えば正極性）に合わせて、バッテリセル９３のタブ端子９３ａ、９３ｂ間の電圧Ｖ２が計測される。その後電圧プローブＰ３，Ｐ４をそれぞれバッテリセル９５の一対のタブ端子９５ｂ、９５ａに接続して測定電流Ｉｓの極性（例えば正極性）に合わせて、バッテリセル９５のタブ端子９５ａ、９５ｂ間の電圧Ｖ３が計測される。その後電圧プローブＰ３，Ｐ４をそれぞれバッテリセル９７の一対のタブ端子９７ｂ、９７ａに接続して測定電流Ｉｓの極性（例えば正極性）に合わせて、バッテリセル９７のタブ端子９７ａ、９７ｂ間の電圧Ｖ４が計測される。
バッテリセル９１，９３，９５，９７のそれぞれのタブ端子間の電圧測定は、電圧計測線８６，８７のそれぞれの端部に位置する電圧プローブＰ３，Ｐ４を、測定電流Ｉｓの極性に合わせて、バッテリセル９１，９３，９５，９７の順に切り替えることによって行われる。具体的には、まず、電圧プローブＰ３，Ｐ４をそれぞれバッテリセル９１の一対のタブ端子９１ｂ、９１ａに接続して測定電流Ｉｓの極性（例えば正極性）に合わせて、バッテリセル９１のタブ端子９１ｂ、９１ａ間の電圧Ｖ１が計測される。その後電圧プローブＰ３，Ｐ４をそれぞれバッテリセル９３の一対のタブ端子９３ａ、９３ｂに接続して測定電流Ｉｓの極性（例えば正極性）に合わせて、バッテリセル９３のタブ端子９３ａ、９３ｂ間の電圧Ｖ２が計測される。その後電圧プローブＰ３，Ｐ４をそれぞれバッテリセル９５の一対のタブ端子９５ｂ、９５ａに接続して測定電流Ｉｓの極性（例えば正極性）に合わせて、バッテリセル９５のタブ端子９５ａ、９５ｂ間の電圧Ｖ３が計測される。その後電圧プローブＰ３，Ｐ４をそれぞれバッテリセル９７の一対のタブ端子９７ｂ、９７ａに接続して測定電流Ｉｓの極性（例えば正極性）に合わせて、バッテリセル９７のタブ端子９７ａ、９７ｂ間の電圧Ｖ４が計測される。
【0049】
［効果］
上記した変形例に係るインピーダンス測定システムによれば、二組のバッテリセルを用いてバッテリセル９１，９３，９５，９７のそれぞれに流れる測定電流の向きが隣接するバッテリセルに流れる測定電流の向きと逆向きになるような構成にしたので、バッテリセル９１，９３，９５，９７において磁束の発生を抑制できる。また、測定電流Ｉｓを印加する測定信号源８１からバッテリセル９１，９３，９５，９７を介して流れる測定電流ループのループ長を従来（図５参照）の測定電流ループのループ長に比較して最小化できるので測定電流により発生する磁束が漏れるループを最小限にできる。
上記した変形例に係るインピーダンス測定システムによれば、二組のバッテリセルを用いてバッテリセル９１，９３，９５，９７のそれぞれに流れる測定電流の向きが隣接するバッテリセルに流れる測定電流の向きと逆向きになるような構成にしたので、バッテリセル９１，９３，９５，９７において磁束の発生を抑制できる。また、測定電流Ｉｓを印加する測定信号源８１からバッテリセル９１，９３，９５，９７を介して流れる測定電流ループのループ長を従来（図５参照）の測定電流ループのループ長に比較して最小化できるので測定電流により発生する磁束が漏れるループを最小限にできる。
【0050】
電圧計を起点とする電圧検出ループの位置と測定電流ループの位置を分離することができるため、測定電流ループと電圧検出ループの重なり合いによって生じる電磁誘導の影響を低減することができる。なお、ラミネート型バッテリセル以外の円筒型、角型セルや、電池以外の測定対象においても同様に電磁誘導の影響を低減することができる。
【0051】
＜第３の実施の形態＞
以下に、図４を参照して本発明に係るインピーダンス測定システムの第３の実施の形態について説明する。本第３の実施の形態は、上記した第１の実施の形態に係るインピーダンス測定システムとは、インピーダンス測定装置３とバッテリセル３１，３３，３５，３７の間にスキャナー５を配置している点と、一対のバッテリセルが二組配設している点を除いて同様であるので、主に異なる点を詳細に説明する。なお、一方の組のバッテリセル３１、３３と他方の組のバッテリセル３５、３７は近接して配置されているが、図４では作図の関係で所定間隔離をおいた状態で示されている。なお、スキャナー５は請求項５の信号選択部に相当する。
以下に、図４を参照して本発明に係るインピーダンス測定システムの第３の実施の形態について説明する。本第３の実施の形態は、上記した第１の実施の形態に係るインピーダンス測定システムとは、インピーダンス測定装置３とバッテリセル３１，３３，３５，３７の間にスキャナー５を配置している点と、一対のバッテリセルが二組配設している点を除いて同様であるので、主に異なる点を詳細に説明する。なお、一方の組のバッテリセル３１、３３と他方の組のバッテリセル３５、３７は近接して配置されているが、図４では作図の関係で所定間隔離をおいた状態で示されている。なお、スキャナー５は請求項５の信号選択部に相当する。
【0052】
［インピーダンス測定システムの構成］
インピーダンス測定システム１００は、インピーダンス測定装置３と、スキャナー５と、第１の組のバッテリセル３１，３３、第２の組のバッテリセル３５，３７を含んで構成されている。インピーダンス測定装置３は、測定信号源１１と、第１の電圧計１５及び第２の電圧計１７と、電流計１３とを有して構成されている。シールド線２１，２７及びツイストケーブル２３，２５は上記した第１の実施の形態と同様であるが、スキャナー５のスイッチ１０１～１０８の選択によってシールド線２１はシールド線１２１，２２１のいずれかに接続され、ツイストケーブル２３はツイストケーブル１２３，２２３のいずれかに接続され、ツイストケーブル２５はツイストケーブル１２５，２２５のいずれかに接続され、シールド線２７はシールド線１２７，２２７のいずれかに接続される。なお、スイッチ１０１，１０２は請求項５の第１のスイッチ群に相当し、スイッチ１０７，１０８は請求項５の第２のスイッチ群に相当し、スイッチ１０３，１０４及びスイッチ１０５，１０６は請求項５の第３のスイッチ群に相当する。なお、電流プローブＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の電気配線としてシールド線１２１，１２７,２２１，２２７を構成する芯線１２１ａとシールド導体１２１ｂ（リターン線），芯線１２７ａとシールド導体１２７ｂ（リターン線），芯線２２１ａとシールド導体２２１ｂ（リターン線），芯線２２７ａとシールド導体２２７ｂ（リターン線）において、それぞれの芯線とリターン線はスキャナー５内部の電磁誘導抑制のために互いに近接して並走配置されている。これによって電流ループは小さくなる。また、電圧プローブＰ５，Ｐ７および電圧プローブＰ６，Ｐ８を並走させ電圧計測ループも小さくできる。また、スキャナー５の内部においても、例えば、スイッチ１０１の端子ｂ１と芯線１２１ａを結ぶ電流計測線と、スイッチ１０２の端子ｂ２とシールド導体１２１ｂを結ぶ電流計測線とを近接で並走させ、スイッチ１０１の端子ｃ１と芯線２２１ａを結ぶ電流計測線と、スイッチ１０２の端子ｃ２とシールド導体２２１ｂを結ぶ電流計測線とを近接で並走させ、スイッチ１０７の端子ｂ７と芯線１２７ａを結ぶ電流計測線と、スイッチ１０８の端子ｂ８とシールド導体１２７ｂを結ぶ電流計測線とを近接で並走させ、スイッチ１０７の端子ｃ７と芯線２２７ａを結ぶ電流計測線と、スイッチ１０８の端子ｃ８とシールド導体２２７ｂを結ぶ電流計測線とを近接で並走させることで、スキャナー５の内部においても電磁誘導を抑制させることができる。さらに、スイッチ１０３～１０６とツイストケーブル１２３，１２５，２２３，２２５を結ぶ電圧計測線についても上記同様に近接で並走させることで、スキャナー５の内部においても電磁誘導を抑制させることができる。
インピーダンス測定システム１００は、インピーダンス測定装置３と、スキャナー５と、第１の組のバッテリセル３１，３３、第２の組のバッテリセル３５，３７を含んで構成されている。インピーダンス測定装置３は、測定信号源１１と、第１の電圧計１５及び第２の電圧計１７と、電流計１３とを有して構成されている。シールド線２１，２７及びツイストケーブル２３，２５は上記した第１の実施の形態と同様であるが、スキャナー５のスイッチ１０１～１０８の選択によってシールド線２１はシールド線１２１，２２１のいずれかに接続され、ツイストケーブル２３はツイストケーブル１２３，２２３のいずれかに接続され、ツイストケーブル２５はツイストケーブル１２５，２２５のいずれかに接続され、シールド線２７はシールド線１２７，２２７のいずれかに接続される。なお、スイッチ１０１，１０２は請求項５の第１のスイッチ群に相当し、スイッチ１０７，１０８は請求項５の第２のスイッチ群に相当し、スイッチ１０３，１０４及びスイッチ１０５，１０６は請求項５の第３のスイッチ群に相当する。なお、電流プローブＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の電気配線としてシールド線１２１，１２７,２２１，２２７を構成する芯線１２１ａとシールド導体１２１ｂ（リターン線），芯線１２７ａとシールド導体１２７ｂ（リターン線），芯線２２１ａとシールド導体２２１ｂ（リターン線），芯線２２７ａとシールド導体２２７ｂ（リターン線）において、それぞれの芯線とリターン線はスキャナー５内部の電磁誘導抑制のために互いに近接して並走配置されている。これによって電流ループは小さくなる。また、電圧プローブＰ５，Ｐ７および電圧プローブＰ６，Ｐ８を並走させ電圧計測ループも小さくできる。また、スキャナー５の内部においても、例えば、スイッチ１０１の端子ｂ１と芯線１２１ａを結ぶ電流計測線と、スイッチ１０２の端子ｂ２とシールド導体１２１ｂを結ぶ電流計測線とを近接で並走させ、スイッチ１０１の端子ｃ１と芯線２２１ａを結ぶ電流計測線と、スイッチ１０２の端子ｃ２とシールド導体２２１ｂを結ぶ電流計測線とを近接で並走させ、スイッチ１０７の端子ｂ７と芯線１２７ａを結ぶ電流計測線と、スイッチ１０８の端子ｂ８とシールド導体１２７ｂを結ぶ電流計測線とを近接で並走させ、スイッチ１０７の端子ｃ７と芯線２２７ａを結ぶ電流計測線と、スイッチ１０８の端子ｃ８とシールド導体２２７ｂを結ぶ電流計測線とを近接で並走させることで、スキャナー５の内部においても電磁誘導を抑制させることができる。さらに、スイッチ１０３～１０６とツイストケーブル１２３，１２５，２２３，２２５を結ぶ電圧計測線についても上記同様に近接で並走させることで、スキャナー５の内部においても電磁誘導を抑制させることができる。
【0053】
［測定装置とバッテリセルとの接続態様］
スキャナー５は、図４に示すように、信号選択部としてのスイッチ１０１～１０８を備え、スイッチ１０１～スイッチ１０８の選択（切り換え）の態様によって第１の接続態様と第２の接続態様が生じる。したがって、以下では、第１の接続態様と第２の接続態様に分けて説明する。
スキャナー５は、図４に示すように、信号選択部としてのスイッチ１０１～１０８を備え、スイッチ１０１～スイッチ１０８の選択（切り換え）の態様によって第１の接続態様と第２の接続態様が生じる。したがって、以下では、第１の接続態様と第２の接続態様に分けて説明する。
【0054】
第１の接続態様では、スイッチ１０１によってシールド線１２１の芯線１２１ａに接続されている端子ｂ１が選択され、スイッチ１０２によってシールド線１２１のシールド導体１２１ｂに接続されている端子ｂ２が選択される。スイッチ１０３によってツイストケーブル１２３の電圧計測線１２３ａに接続されている端子ｂ３が選択され、スイッチ１０４によってツイストケーブル１２３の電圧計測線１２３ｂに接続されている端子ｂ４が選択される。スイッチ１０５によってツイストケーブル１２５の電圧計測線１２５ａに接続されている端子ｂ５が選択され、スイッチ１０６によってツイストケーブル１２５の電圧計測線１２５ｂに接続されている端子ｂ６が選択される。スイッチ１０７によってシールド線１２７の芯線１２７ａに接続されている端子ｂ７が選択され、スイッチ１０８によってシールド線１２７のシールド導体１２７ｂに接続されている端子ｂ８が選択される。
【0055】
この第１の接続態様によって、演算処理部において電流計１３で測定された測定電流Ｉｓ（バッテリセル３１に流れる電流）の電流値と、電圧計１５で測定されたバッテリセル３１の両端に発生する電圧Ｖ１の電圧値とに基づいて、バッテリセル３１のインピーダンスＺ３１が算出される。さらに、演算処理部において電流計１３で測定された測定電流Ｉｓ（バッテリセル３３に流れる電流）の電流値と、電圧計１７で測定されたバッテリセル３３の両端に発生する電圧Ｖ２の電圧値とに基づいて、バッテリセル３３のインピーダンスＺ３３が算出される。その後、後述する第２の接続態様において図示しない操作部によって切換え操作を行ってバッテリセル３５，３７のインピーダンスＺ３５，Ｚ３７が算出される。
【0056】
なお、端子ａ１～ａ４，ａ７，ａ８、ｂ１～ｂ４，ｂ７，ｂ８と請求項５に記載の用語との対応関係については、端子ａ１は請求項５の「第１の入力端子」に相当し、端子ａ２は「第２の入力端子」に相当し、端子ａ３は「第５の入力端子」に相当し、端子ａ４は「第６の入力端子」に相当し、端子ａ７は「第３の入力端子」に相当し、端子ａ８は「第４の入力端子」に相当し、端子ｂ１は「第１の出力端子」に相当し、端子ｂ２は「第２の出力端子」に相当し、端子ｂ３は「第５の出力端子」に相当し、端子ｂ４は「第６の出力端子」に相当し、端子ｂ７は「第３の出力端子」に相当し、端子ｂ８は「第４の出力端子」に相当する。
【0057】
第２の接続態様では、スイッチ１０１によってシールド線２２１の芯線２２１ａに接続されている端子ｃ１が選択され、スイッチ１０２によってシールド線２２１のシールド導体２２１ｂに接続されている端子ｃ２が選択される。スイッチ１０３によってツイストケーブル２２３の電圧計測線２２３ａに接続されている端子ｃ３が選択され、スイッチ１０４によってツイストケーブル２２３の電圧計測線２２３ｂに接続されている端子ｃ４が選択される。スイッチ１０５によってツイストケーブル２２５の電圧計測線２２５ａに接続されている端子ｃ５が選択され、スイッチ１０６によってツイストケーブル２２５の電圧計測線２２５ｂに接続されている端子ｃ６が選択される。スイッチ１０７によってシールド線２２７の芯線２２７ａに接続されている端子ｃ７が選択され、スイッチ１０８によってシールド線２２７のシールド導体２２７ｂに接続されている端子ｃ８が選択される。なお、プローブＰ１１～Ｐ１８の機能は、それぞれ上記した第１の接続態様におけるプローブＰ１～Ｐ８の機能と同様である。
【0058】
この第２の接続態様によって、演算処理部において電流計１３で測定された測定電流Ｉｓ（バッテリセル３５に流れる電流）の電流値と、電圧計１５で測定されたバッテリセル３５の両端に発生する電圧Ｖ１の電圧値とに基づいて、バッテリセル３５のインピーダンスＺ３５が算出される。さらに、演算処理部において電流計１３で測定された測定電流Ｉｓ（バッテリセル３３に流れる電流）の電流値と、電圧計１７で測定されたバッテリセル３７の両端に発生する電圧Ｖ２の電圧値とに基づいて、バッテリセル３７のインピーダンスＺ３７が算出される。
【0059】
なお、上記したスキャナー５は８チャンネル（８入力）の構成であるが、チャンネル数をさらに増やせば、測定対象であるバッテリセルの組数を増加することができることはいうまでもない。また、電圧計１５、１７に接続される電圧計測線はツイストケーブルでなくシールド線であってもよい。
【0060】
［効果］
上記したように、本第３の実施の形態によれば、上記した第１の実施の形態に係るインピーダンス測定システムで得られる効果に加えて、測定対象となるバッテリセルの組数を増加させることができ、より効率的なインピーダンス測定を実施することができる。
上記したように、本第３の実施の形態によれば、上記した第１の実施の形態に係るインピーダンス測定システムで得られる効果に加えて、測定対象となるバッテリセルの組数を増加させることができ、より効率的なインピーダンス測定を実施することができる。
【符号の説明】
【0061】
１，４０，７０，１００ インピーダンス測定システム
３，４３，７３ インピーダンス測定装置
５ スキャナー
１１，４４，８１ 測定信号源
１３，４５，８２ 電流計
１５，１７,４６，４８，８３ 電圧計
２１，３５，２７，１２１，１２７，２２１，２２７ シールド線
２１ａ，２７ａ，１２１ａ，１２７ａ，２２１ａ，２２７ａ 芯線
２１ｂ，２７ｂ，１２１ｂ，１２７ｂ，２２１ｂ，２２７ｂ シールド導体
２３，２５，１２３，１２５，２２３，２２５ ツイストケーブル
２３ａ，２５ａ，１２３ａ，１２５ａ，２２３ａ，２２５ａ，２３ｂ，２５ｂ，１２３ｂ，１２５ｂ，２２３ｂ，２２５ｂ 電圧計測線
３１，３３，３５，３７，６１，６３，９１，９３，９５，９７ バッテリセル
３１ａ，３１ｂ，３３ａ，３３ｂ，３５ａ，３５ｂ，３７ａ，３７ｂ，６１ａ，６１ｂ，６３ａ，６３ｂ，９１ａ，９１ｂ，９３ａ，９３ｂ，９５ａ，９５ｂ，９７ａ，９７ｂ タブ端子
５１，５２，８４，８５ 電流計測線
５３，５４，５５，５６，８６，８７ 電圧計測線
５８，８８，８９，９０ 短絡線
１０１,１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０７，１０８ スイッチ
３，４３，７３ インピーダンス測定装置
５ スキャナー
１１，４４，８１ 測定信号源
１３，４５，８２ 電流計
１５，１７,４６，４８，８３ 電圧計
２１，３５，２７，１２１，１２７，２２１，２２７ シールド線
２１ａ，２７ａ，１２１ａ，１２７ａ，２２１ａ，２２７ａ 芯線
２１ｂ，２７ｂ，１２１ｂ，１２７ｂ，２２１ｂ，２２７ｂ シールド導体
２３，２５，１２３，１２５，２２３，２２５ ツイストケーブル
２３ａ，２５ａ，１２３ａ，１２５ａ，２２３ａ，２２５ａ，２３ｂ，２５ｂ，１２３ｂ，１２５ｂ，２２３ｂ，２２５ｂ 電圧計測線
３１，３３，３５，３７，６１，６３，９１，９３，９５，９７ バッテリセル
３１ａ，３１ｂ，３３ａ，３３ｂ，３５ａ，３５ｂ，３７ａ，３７ｂ，６１ａ，６１ｂ，６３ａ，６３ｂ，９１ａ，９１ｂ，９３ａ，９３ｂ，９５ａ，９５ｂ，９７ａ，９７ｂ タブ端子
５１，５２，８４，８５ 電流計測線
５３，５４，５５，５６，８６，８７ 電圧計測線
５８，８８，８９，９０ 短絡線
１０１,１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０７，１０８ スイッチ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】