特許 7435527 電池測定システム

(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】2024-02-13

(45)【発行日】2024-02-21

(54)【発明の名称】電池測定システム

(51)【国際特許分類】

   G01R 27/02 20060101AFI20240214BHJP

   G01R 31/389 20190101ALI20240214BHJP

   G01R 31/396 20190101ALI20240214BHJP

【ＦＩ】

G01R27/02 R

G01R31/389

G01R31/396

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021064300

(22)【出願日】2021-04-05

(65)【公開番号】P2022159859

(43)【公開日】2022-10-18

【審査請求日】2023-02-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】100121821

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 強

(74)【代理人】

【識別番号】100139480

【弁理士】

【氏名又は名称】日野 京子

(74)【代理人】

【識別番号】100125575

【弁理士】

【氏名又は名称】松田 洋

(74)【代理人】

【識別番号】100175134

【弁理士】

【氏名又は名称】北 裕介

(72)【発明者】

【氏名】溝口 朝道

【審査官】永井 皓喜

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０２１／０４５１７２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１８／１８６４２３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０２１－４８０１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－４７６６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／００１４２２０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｒ ２７／０２

Ｇ０１Ｒ ３１／３６

Ｈ０１Ｍ １０／４８

Ｈ０１Ｍ １０／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の電池セル（１１１～１１６）が直列接続された組電池（１０）の各電池セルの状態を測定する電池測定システム（１００）において、
前記組電池を構成する前記電池セルは、直列に接続された１又は複数の電池セルからなるセルブロックに予め分けられており、
所定の交流信号を指示する第１制御部（２２）と、
前記第１制御部の指示に基づいて、前記組電池に前記交流信号を印加する信号印加部（２１）と、
前記第１制御部からの情報及び電流センサ（９０）の測定結果のうち少なくとも一方に基づいて決定される前記交流信号に相当する基準信号、及び前記交流信号が前記組電池に印加されているときに測定された前記組電池の電圧変動に基づいて前記組電池のインピーダンスを検出する第１検出部（２３，２３ａ，２３ｂ）と、
前記第１制御部からの情報に基づいて決定される前記交流信号に関連する仮信号、及び前記交流信号が前記組電池に印加されているときに測定された前記セルブロックの電圧変動に基づいて前記各セルブロックのインピーダンスを検出する第２検出部（３２、３２１～３２６，３２ａ，３２ｂ）と、
前記第２検出部により検出された前記各セルブロックのインピーダンスを合算したベクトル合算値と、前記第１検出部により検出された前記組電池のインピーダンスとしてのベクトル値と、を比較することにより、前記基準信号と前記仮信号の位相差を特定し、当該位相差に基づいて、前記各セルブロックのインピーダンスの位相を補正する補正部（２２）と、を備えた電池測定システム。

【請求項2】

前記第１制御部と、前記信号印加部と、前記第１検出部と、を少なくとも有する電流制御装置（２０）と、
前記電流制御装置の前記第１制御部から前記交流信号の振幅及び周波数に関するデジタル情報を入力し、前記デジタル情報に基づいて前記仮信号を決定する第２制御部と、前記第２検出部とを少なくとも有する電池監視装置（３０）と、を備える請求項１に記載の電池測定システム。

【請求項3】

前記第２検出部は、
前記交流信号に対して振幅及び周波数が同じである前記仮信号を生成する第２信号生成部（３３）と、
前記第２信号生成部により生成された前記仮信号、及び前記各セルブロックの電圧変動を測定し、測定した前記各セルブロックの電圧変動に基づいて前記各セルブロックのインピーダンスの絶対値及び位相を演算し、前記各セルブロックのインピーダンスを検出する第２演算部（３４１～３４６）と、を有し、
前記第２演算部は、監視対象とする１又は複数の前記セルブロックごとに、複数設けられている一方、前記第２信号生成部は、全ての前記第２演算部に接続されており、前記各第２演算部に対して前記仮信号を出力する請求項１又は２に記載の電池測定システム。

【請求項4】

前記第２検出部は、監視対象とする１又は複数の前記セルブロックごとに、複数設けられており、
前記各第２検出部は、
前記交流信号に対して振幅及び周波数が同じである前記仮信号を生成する第２信号生成部（３３１～３３６）と、
前記第２信号生成部により生成された前記仮信号、及び監視対象とする前記セルブロックの電圧変動を測定し、測定した前記セルブロックの電圧変動に基づいて前記セルブロックのインピーダンスの絶対値及び位相を演算し、前記セルブロックのインピーダンスを検出する第２演算部（３４１～３４６）と、を有し、
前記各第２信号生成部は、同期信号を入力したタイミングに基づいて同期をとって、前記仮信号を生成し、出力する請求項１又は２に記載の電池測定システム。

【請求項5】

前記各第２検出部は、直列に接続されており、第１端の第２検出部から同期信号が入力するように構成され、入力した同期信号をリレー伝送の形式で第１端の第２検出部から第２端の第２検出部までの間を往復させるように構成されており、
前記各第２信号生成部は、第１端側から伝送された同期信号と、第２端側から伝送された同期信号の入出力タイミングに基づいて前記各第２検出部の間における同期信号の伝送遅れを補正して、前記各第２検出部の間で前記仮信号を同期させるように生成し、出力する請求項４に記載の電池測定システム。

【請求項6】

前記第２演算部は、前記第２信号生成部により出力された前記仮信号と、前記セルブロックの電圧変動とを掛け合わせた値に基づいて、前記電圧変動の実部を算出し、前記仮信号の位相をシフトさせた信号と、前記セルブロックの電圧変動とを掛け合わせた値に基づいて、前記電圧変動の虚部を算出し、それらに基づいてインピーダンスを算出する請求項３～５のうちいずれか１項に記載の電池測定システム。

【請求項7】

前記第１検出部は、
前記交流信号に対して振幅、周波数及び位相が同じである前記基準信号を生成する第１信号生成部と、
前記第１信号生成部により生成された前記基準信号、及び前記交流信号印加時における前記組電池の電圧変動に基づいて前記組電池のインピーダンスの絶対値及び位相を演算し、前記組電池のインピーダンスを検出する第１演算部と、を有し、
前記第１演算部は、前記第１信号生成部により出力された前記基準信号と、前記組電池の電圧変動とを掛け合わせた値に基づいて、前記電圧変動の実部を算出し、前記基準信号の位相をシフトさせた信号と、前記組電池の電圧変動とを掛け合わせた値に基づいて、前記電圧変動の虚部を算出し、それらに基づいてインピーダンスを算出する請求項１～６のうちいずれか１項に記載の電池測定システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電池測定システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来から、蓄電池の状態を測定するため、蓄電池の複素インピーダンスを測定することが行われていた（例えば、特許文献１）。特許文献１に記載の発明では、パワー制御ユニットにより、蓄電池に対して矩形波信号を印加して、その応答信号に基づいて複素インピーダンス特性を算出していた。そして、この複素インピーダンス特性を基に、蓄電池の劣化状態などを判別していた。

【0003】

また、発振器から交流信号を被測定物に流し、その応答信号（電圧変動）をロックインアンプにより検出し、その検出結果に基づいて、複素インピーダンス特性を算出する技術が知られている（特許文献２）。この技術によれば、検出した電圧振幅で測りたい周波数成分のみを高感度で抽出し、ノイズを除去することが可能となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００８－１７５５５６号公報

【文献】特開２０１２－２１７６２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、インピーダンスは、蓄電池に入力した交流信号と、交流信号の入力時における蓄電池の電圧変動とに基づいて検出される。ここで、車載の蓄電池の場合、一般的に主機からの駆動電流や回生電流、及びＤＣＤＣコンバータを通して補機へ供給する電流がノイズとして混入し、交流信号を精度よく測定することは困難であることから、蓄電池に入力した交流信号に関する情報（振幅、周波数及び位相）は、交流信号の入力装置（特許文献１の例ではパワー制御ユニット）又は交流信号の入力を指示する指示装置などから取得する必要がある。

【0006】

しかしながら、交流信号に関する情報のうち、位相は、時間に関連する情報（タイミングに係る情報）であり、アナログ情報でしか送れない。このため、入力装置等から蓄電池のインピーダンスを検出する検出回路（特許文献１の例では電池監視部）までの配線が長い場合、入力装置等から検出回路に対して交流信号の位相に関する情報を送信しても、通信遅れから位相のずれが生じてしまう。そして、基準となる交流信号の位相にずれが生じることから、各電池セルのインピーダンスを精度よく検出することが困難となっていた。

【0007】

また、車載の組電池において、入力装置等を検出回路の近くに配置することは設計上困難であることも多かった。

【0008】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、インピーダンスを精度よく検出することができる電池測定システムを提供することを主たる目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するための手段は、複数の電池セルが直列接続された組電池の各電池セルの状態を測定する電池測定システムにおいて、前記組電池を構成する前記電池セルは、直列に接続された１又は複数の電池セルからなるセルブロックに予め分けられており、所定の交流信号を指示する第１制御部と、前記第１制御部の指示に基づいて、前記組電池に前記交流信号を印加する信号印加部と、前記第１制御部からの情報及び電流センサの測定結果のうち少なくとも一方に基づいて決定される前記交流信号に相当する基準信号、及び前記交流信号が前記組電池に印加されているときに測定された前記組電池の電圧変動に基づいて前記組電池のインピーダンスを検出する第１検出部と、前記第１制御部からの情報に基づいて決定される前記交流信号に関連する仮信号、及び前記交流信号が前記組電池に印加されているときに測定された前記セルブロックの電圧変動に基づいて前記各セルブロックのインピーダンスを検出する第２検出部と、前記第２検出部により検出された前記各セルブロックのインピーダンスを合算したベクトル合算値と、前記第１検出部により検出された前記組電池のインピーダンスとしてのベクトル値と、を比較することにより、前記基準信号と前記仮信号の位相差を特定し、当該位相差に基づいて、前記各セルブロックのインピーダンスの位相を補正する補正部と、を備えた。

【0010】

位相に関する情報は時間に関連する情報、つまり、タイミングに係る情報であり、アナログ情報でしか送れない。このため、交流信号を指示する第１制御部と、各セルブロックのインピーダンスを検出する第２検出部との間の配線が長い場合、第１制御部から第２検出部に対して交流信号の位相に関する情報を送信しても、通信遅れから位相のずれが生じてしまう。その一方で、第１制御部と第２検出部とを近くに配置することは設計上困難である。また、車載用の組電池の場合、一般的に補機が接続されていることから、主機や補機に基づくノイズが混入することが多い。このため、組電池を流れる交流信号を精度よく測定することは困難となっている。

【0011】

そこで、上記手段では、第２検出部により検出された各セルブロックのインピーダンスを合算したベクトル合算値と、第１検出部により検出された組電池のインピーダンスとしてのベクトル値と、を比較することにより、基準信号と仮信号の位相差を特定した。そして、当該位相差に基づいて、前記各セルブロックのインピーダンスの位相を補正する補正部を備えた。これにより、各セルブロックのインピーダンスを精度よく検出することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】電池測定システムの概略を示す図。

【図2】インピーダンス演算装置の概略を示す図。

【図3】インピーダンスの検出タイミングを示す図。

【図4】信号決定処理の流れを示すフローチャート。

【図5】個別インピーダンス検出処理の流れを示すフローチャート。

【図6】補正処理の流れを示すフローチャート。

【図7】電池セルのインピーダンスのベクトル合算値と、組電池のインピーダンスとの関係性を説明するための図。

【図8】第２実施形態における電池測定システムの概略を示す図。

【図9】第２実施形態におけるインピーダンスの検出タイミングを示す図。

【図10】第３実施形態における第２インピーダンス検出装置を示す図。

【図11】第３実施形態における同期信号の入出力タイミングを示す図。

【図12】変形例の電池測定システムの概略を示す図。

【図13】変形例の電池測定システムの概略を示す図。

【図14】変形例の電池測定システムの概略を示す図。

【図15】変形例の電池測定システムの概略を示す図。

【図16】変形例の電池測定システムの概略を示す図。

【図17】変形例の電池測定システムの概略を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

（第１実施形態）
以下、「電池測定システム」を車両（例えば、ハイブリッド車や電気自動車）に適用した実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一又は均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。

【0014】

図１に示すように、電池測定システム１００は、組電池１０と、組電池１０に接続され、組電池１０に対して所定の交流信号（交流電流）を入力可能な電流制御装置２０と、組電池１０に接続され、組電池１０を監視する電池監視装置３０と、を備える。

【0015】

組電池１０は、例えば百Ｖ以上となる端子間電圧を有し、複数（本実施形態では６つ）の電池セル１１ｉ（ｉ＝１，２，３，４，５，６、以下同じ）が直列接続されて構成されている。電池セル１１ｉとして、例えば、リチウムイオン蓄電池や、ニッケル水素蓄電池を用いることができる。

【0016】

電流制御装置２０は、組電池１０に対してシステムリレースイッチＳＭＲを介して接続され、所定の交流信号（交流電流）を印加可能に構成された信号印加部としての電流印加装置２１と、交流信号の入力やインピーダンスの検出を指示する第１制御部としての第１制御装置２２と、組電池１０のインピーダンスを検出する第１検出部としての第１インピーダンス検出装置２３と、を備える。

【0017】

電流印加装置２１は、例えば、図示しないモータに接続され、モータを制御するインバータや、コンバータなどの電力変換器である。電流印加装置２１は、第１制御装置２２からの指示に従って、指示された振幅Ｉｓ、周波数ｆｓ、及び位相θｓを有する交流信号を組電池１０に印加（入力）する。なお、本実施形態において、交流信号は、正弦波電流波形を有する交流電流である。

【0018】

第１制御装置２２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びＩ／Ｏ等を備えたマイクロコンピュータを主体として構成されており、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されているプログラムを実行することにより、各種機能を実現する。なお、各種機能は、ハードウェアである電子回路によって実現されてもよく、あるいは、少なくとも一部をソフトウェア、すなわちコンピュータ上で実行される処理によって実現されてもよい。また、第１制御装置２２は、インバータなどを介してモータを制御するＭＧＥＣＵによって実現してもよい。つまり、ＭＧＥＣＵが、第１制御部としての各種機能を備えていてもよい。

【0019】

第１制御装置２２は、電流印加装置２１に交流信号の振幅Ｉｓ、周波数ｆｓ、及び位相θｓを指示し、交流信号を組電池１０に印加させる機能を備える。他には、第１インピーダンス検出装置２３に対して指示を行い、組電池１０のインピーダンスを検出させる機能や、電池監視装置３０との通信を行う機能や、インピーダンスの補正を行う機能などを備える。各種機能については後述する。

【0020】

第１インピーダンス検出装置２３は、第１信号生成部としての第１正弦波生成回路２４と、第１演算部としての第１ロックインアンプ２５と、を有する。第１正弦波生成回路２４は、第１制御装置２２から入力した交流信号の情報（振幅Ｉｓ、周波数ｆｓ、及び位相θｓ）に基づいて、電流印加装置２１が組電池１０に印加する交流信号に対して振幅Ｉｓ、周波数ｆｓ及び位相θｓが同じ基準信号Ｒｅｆ１（電流信号）を生成する。そして、第１正弦波生成回路２４は、生成した基準信号Ｒｅｆ１を参照信号として第１ロックインアンプ２５に出力する。

【0021】

図２に示すように、第１ロックインアンプ２５は、２位相ロックインアンプである。以下、概略を説明する。第１ロックインアンプ２５は、位相シフト回路５１、掛算器５２，６２、積分器５３，６３、ローパスフィルタ５４，６４、及びインピーダンス演算回路５５などを備える。

【0022】

位相シフト回路５１は、基準信号Ｒｅｆ１を入力することにより、基準信号Ｒｅｆ１に対して、９０度（９０°）位相がシフトされた正弦波電流である第２の基準信号Ｒｅｆ２を生成する。この第２の基準信号Ｒｅｆ２は、掛算器６２に出力される。以下では、基準信号Ｒｅｆ１を第１の基準信号Ｒｅｆ１と示す。また、第１ロックインアンプ２５では、フィルタ（バンドパスフィルタなど）や、Ａ／Ｄ変換器などを介して組電池１０の電圧変動Ｖａ（電圧信号）が掛算器５２，６２に入力される。組電池１０の電圧変動Ｖａは、交流信号が組電池１０に印加されたこと（外乱）に基づき発生する応答信号としての電圧変動のことである。

【0023】

掛算器５２は、組電池１０の電圧変動Ｖａと、第１の基準信号Ｒｅｆ１とを掛け合わせた掛算値Ｘを算出し、積分器５３に出力する。積分器５３は、入力した掛算値Ｘを平均化して、ローパスフィルタ５４を介してインピーダンス演算回路５５に出力する。これにより、インピーダンス演算回路５５は、組電池１０の電圧変動Ｖａの実部Ｒｅ＿Ｖａを入力することとなる。

【0024】

また、掛算器６２は、電圧変動Ｖａと、第２の基準信号Ｒｅｆ２とを掛け合わせた掛算値Ｙを算出し、積分器６３に出力する。積分器６３は、入力した掛算値Ｙを平均化して、ローパスフィルタ６４を介してインピーダンス演算回路５５に出力する。これにより、インピーダンス演算回路５５は、組電池１０の電圧変動Ｖａの虚部Ｉｍ＿Ｖａを入力することとなる。

【0025】

インピーダンス演算回路５５は、数式（１）及び数式（２）に基づいて、組電池１０のインピーダンスの絶対値Ｚａ（スカラー値）及び位相θａを演算し、第１制御装置２２に出力する。本実施形態では、インピーダンス演算回路５５が、組電池１０のインピーダンスの絶対値Ｚａ及び位相θａを演算したが、第１制御装置２２が、電圧変動Ｖａの実部Ｒｅ＿Ｖａ及び虚部Ｉｍ＿Ｖａを入力して、演算してもよい。

【数1】

【0026】

なお、第１ロックインアンプ２５では、積分器５３，６３やローパスフィルタ５４，６４を利用しているため、演算（測定）を開始してから、インピーダンスの絶対値Ｚａ及び位相θａを演算するまでに時間を必要とする。この時間は、積分時間とフィルタ時定数にもよるが、例えば、図３に示すように、第１の基準信号Ｒｅｆ１の８周期分（８／ｆｓ）程度の時間をサンプリング時間Ｔｓとすればよい。

【0027】

この第１ロックインアンプ２５により、電圧変動Ｖａのうち、第１の基準信号Ｒｅｆ１（＝交流信号）に対応する周波数成分のみを高感度で抽出し、ノイズを除去することが可能となっている。以下、第１ロックインアンプ２５により検出された組電池１０のインピーダンスの絶対値Ｚａ及び位相θａを、インピーダンス（Ｚａ，θａ）と示す場合がある。

【0028】

次に、電池監視装置３０について説明する。電池監視装置３０は、図１に示すように、第２制御部としての第２制御装置３１と、各電池セル１１ｉ（ｉ＝１，２，３，４，５，６、以下同じ）のインピーダンスを個別に検出する第２検出部としての第２インピーダンス検出装置３２と、を備える。

【0029】

第２制御装置３１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びＩ／Ｏ等を備えたマイクロコンピュータを主体として構成されており、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されているプログラムを実行することにより、各種機能を実現する。なお、各種機能は、ハードウェアである電子回路によって実現されてもよく、あるいは、少なくとも一部をソフトウェア、すなわちコンピュータ上で実行される処理によって実現されてもよい。

【0030】

第２制御装置３１は、電流制御装置２０との通信を行う機能や、交流信号に関連する仮信号Ｔｅｍ１を決定する機能や、各電池セル１１ｉのインピーダンスを検出させる機能などを備える。各種機能については後述する。

【0031】

第２インピーダンス検出装置３２は、第２信号生成部としての第２正弦波生成回路３３と、第２演算部としての複数（本実施形態では６つ）の第２ロックインアンプ３４ｉ（ｉ＝１，２，３，４，５，６、以下同じ）と、を有する。

【0032】

第２正弦波生成回路３３は、第２制御装置３１からの指示に基づいて、交流信号に関連する仮信号Ｔｅｍ１を生成する。具体的には、第２正弦波生成回路３３は、交流信号に対して振幅Ｉｓ及び周波数ｆｓが同じである仮信号Ｔｅｍ１を生成する。つまり、仮信号Ｔｅｍ１は、第１の基準信号Ｒｅｆ１に対して振幅Ｉｓ及び周波数ｆｓが同じとなっている。なお、仮信号Ｔｅｍ１の位相θｔは、任意となっている。本実施形態では、第２制御装置３１の指示に基づいて設定されるが、第２正弦波生成回路３３が決定してもよい。

【0033】

第２ロックインアンプ３４ｉは、それぞれ監視対象とする電池セル１１ｉごとに設けられており、仮信号Ｔｅｍ１に基づいて、監視対象とする電池セル１１ｉのインピーダンスを個別に検出する。本実施形態では、各電池セル１１ｉがそれぞれセルブロックに相当する。第２ロックインアンプ３４ｉは、第１ロックインアンプ２５と同様に、２位相ロックインアンプであり、構成が同じであるため、詳細な説明を省略する。

【0034】

なお、各電池セル１１ｉの電圧変動を電圧変動Ｖｉ（ｉ＝１，２，３，４，５，６、以下同じ）と示し、電圧変動Ｖｉが、第１ロックインアンプ２５の説明における電圧変動Ｖａに相当する。また、各電池セル１１ｉのインピーダンスの絶対値を絶対値Ｚｉ（ｉ＝１，２，３，４，５，６、以下同じ）と示し、絶対値Ｚｉが、第１ロックインアンプ２５の説明における絶対値Ｚａに相当する。同様に、各電池セル１１ｉのインピーダンスの位相を位相θｉ（ｉ＝１，２，３，４，５，６、以下同じ）と示し、位相θｉが、第１ロックインアンプ２５の説明における位相θａに相当する。以上により、第２ロックインアンプ３４ｉは、各電池セル１１ｉのインピーダンスの絶対値Ｚｉ及び位相θｉをそれぞれ検出することとなる。

【0035】

このとき、第２ロックインアンプ３４ｉは、仮信号Ｔｅｍ１を基準（参照信号）として、仮信号Ｔｅｍ１と電池セル１１ｉの電圧変動Ｖｉに基づいて、各電池セル１１ｉのインピーダンスの絶対値Ｚｉ及び位相θｉを検出する。このため、交流信号（第１の基準信号Ｒｅｆ１）を基準として、検出される各電池セル１１ｉのインピーダンス（真のインピーダンス）とは、位相がずれている可能性が高い。そこで、交流信号に基づいて検出される真のインピーダンスと区別するため、第２ロックインアンプ３４ｉが検出する各電池セル１１ｉのインピーダンスの絶対値Ｚｉ及び位相θｉを、仮インピーダンス（Ｚｉ，位相θｉ）と示す場合がある。また、交流信号（第１の基準信号Ｒｅｆ１）を基準として、検出される各電池セル１１ｉのインピーダンスを、真インピーダンス（Ｚｓｉ，位相θｓｉ）と示して区別する場合がある。

【0036】

なお、この実施形態では、第２インピーダンス検出装置３２において１つの第２正弦波生成回路３３が設けられており、第２正弦波生成回路３３は、全ての第２ロックインアンプ３４ｉに接続されている。そして、第２正弦波生成回路３３は、第２制御装置３１からの指示に基づいて、仮信号Ｔｅｍ１を生成し、各第２ロックインアンプ３４ｉに出力する。したがって、各第２ロックインアンプ３４ｉの相互間において、仮信号Ｔｅｍ１を同期させることができる。つまり、各第２ロックインアンプ３４ｉは、振幅Ｉｓ、周波数ｆｓ及び位相θｔが同じ仮信号Ｔｅｍ１を入力することとなる。

【0037】

ところで、交流信号の位相θｓは時間に関連する情報（タイミングに係る情報）であり、アナログ信号（アナログ情報）でしか送れない。つまり、第１制御装置２２と、第２制御装置３１との間の配線が長い場合、第１制御装置２２から第２制御装置３１に対して交流信号の位相θｓに関する情報を送信しても、通信遅れやノイズの影響を受けて位相θｓを正確に伝えることが困難となっている。つまり、通信中に、位相θｓにずれが生じてしまう。なお、電流印加装置２１としてインバータを採用した場合、車両において、インバータと組電池１０は離れて配置されることが一般的であるため、第１制御装置２２と、第２制御装置３１との間の配線が長くなる可能性が高い。また、インバータなど車両に搭載されるはずの装置とは別の電流印加装置２１を、組電池１０の近傍に設けることも考えられるが、この場合、製造費が高くなり、大型化を招くこととなる。

【0038】

また、車載用の組電池１０の場合、一般的に補機が接続されていることから、補機に基づくノイズが組電池１０に流れていることが多い。このため、組電池１０を流れる電流を測定し、電流印加装置２１から印加された交流信号（基準電流波形）を抽出することは困難となっている。

【0039】

このため、電池監視装置３０の側で、組電池１０に流れる交流信号の位相θｓを特定し、第１の基準信号Ｒｅｆ１と同じ信号を第２インピーダンス検出装置３２に生成させることは困難となっている。つまり、第２ロックインアンプ３４ｉにより検出された仮インピーダンスには、真インピーダンスに対して位相にずれが生じている可能性が高いこととなる。

【0040】

そこで、本実施形態では、次のように処理することにより、第２ロックインアンプ３４ｉにより検出された仮インピーダンスの位相ずれを補正し、真インピーダンスを算出することとしている。以下、詳しく説明する。

【0041】

電流制御装置２０は、所定のタイミングで、図４に示す信号決定処理を実行する。信号決定処理では、まず、電流制御装置２０の第１制御装置２２が、組電池１０に流す基準電流となる交流信号の周波数ｆｓを決定する（ステップＳ１０１）。次に、第１制御装置２２は、交流信号の振幅Ｉｓを決定する（ステップＳ１０２）。そして、第１制御装置２２は、決定した交流信号の周波数ｆｓ及び振幅Ｉｓに関するデジタル信号（デジタル情報）を生成し、第２制御装置３１に出力（送信）する（ステップＳ１０３）。また、第１制御装置２２は、交流信号の位相θｓを決定する（ステップＳ１０４）。そして、第１制御装置２２は、組電池１０に対して、信号決定処理で決定された振幅Ｉｓ、周波数ｆｓ及び位相θｓの交流信号を組電池１０に印加（入力）させるように、電流印加装置２１に対して指示する（ステップＳ１０５）。電流印加装置２１がインバータである場合、第１制御装置２２は、インバータを構成する各種スイッチのオンオフの指示（制御）を行うこととなる。

【0042】

そして、電流制御装置２０は、信号決定処理を終了する。電流制御装置２０は、信号決定処理の終了後、図６に示す補正処理を実行する。補正処理は、信号決定処理の終了後、すぐに実行されてもよいし、予め決められた時間経過後、実行されてもよい。また、補正処理は、所定のタイミングで実行されてもよい。

【0043】

次に、電池監視装置３０が実行する仮インピーダンス検出処理について図５に基づいて説明する。仮インピーダンス検出処理は、電流制御装置２０の第１制御装置２２からデジタル信号が入力されたタイミングで実行されてもよいし、デジタル信号が入力されてから所定時間経過してから実行されてもよい。また、所定周期ごと実行されてもよい。

【0044】

電池監視装置３０の第２制御装置３１は、第１制御装置２２から交流信号の周波数ｆｓ及び振幅Ｉｓに関するデジタル信号（デジタル情報）を入力（受信）すると、デジタル信号から交流信号の周波数ｆｓ及び振幅Ｉｓを取得する（ステップＳ２０１）。次に、第２制御装置３１は、仮信号Ｔｅｍ１の振幅Ｉｓ、周波数ｆｓ及び位相θｔを設定する（ステップＳ２０２）。具体的には、ステップＳ２０１で取得した周波数ｆｓ及び振幅Ｉｓに基づいて、交流信号と仮信号Ｔｅｍ１の周波数及び振幅が同じとなるように、仮信号Ｔｅｍ１の周波数及び振幅を設定する。つまり、仮信号Ｔｅｍ１の周波数及び振幅を、それぞれステップＳ２０１で取得した周波数ｆｓ及び振幅Ｉｓとする。また、仮信号Ｔｅｍ１の位相θｔを任意の位相に設定する。

【0045】

次に、第２制御装置３１は、仮信号Ｔｅｍ１の振幅Ｉｓ、周波数ｆｓ及び位相θｔを指示して、各電池セル１１ｉの仮インピーダンス（Ｚｉ，θｉ）の検出を開始する（ステップＳ２０３）。つまり、第２制御装置３１は、第２インピーダンス検出装置３２に対して各電池セル１１ｉの仮インピーダンスを検出させるように指示する。

【0046】

第２インピーダンス検出装置３２の第２正弦波生成回路３３は、第２制御装置３１からの指示を入力すると、指示に従って、仮信号Ｔｅｍ１を生成し、第２ロックインアンプ３４ｉに対して出力する（ステップＳ２０４）。このとき、仮信号Ｔｅｍ１の振幅、周波数及び位相が、第２制御装置３１から指示された振幅Ｉｓ、周波数ｆｓ及び位相θｔとなるように仮信号Ｔｅｍ１を生成する。

【0047】

各第２ロックインアンプ３４ｉは、所定のサンプリング時間Ｔｓが経過するまで、監視対象とする各電池セル１１ｉの電圧変動Ｖｉをそれぞれ取得する（ステップＳ２０５）。そして、前述したように、各第２ロックインアンプ３４ｉは、各電池セル１１ｉの電圧変動Ｖｉと、仮信号Ｔｅｍ１に基づいて、各電池セル１１ｉの仮インピーダンス（Ｚｉ，θｉ）をそれぞれ検出する（ステップＳ２０６）。

【0048】

第２制御装置３１は、各第２ロックインアンプ３４ｉから検出された仮インピーダンス（Ｚｉ，θｉ）を取得し、電流制御装置２０の第１制御装置２２に出力（送信）する（ステップＳ２０７）。そして、電池監視装置３０は、個別インピーダンス検出処理を終了する。

【0049】

次の補正処理について図６に基づいて説明する。電流制御装置２０の第１制御装置２２は、電流印加装置２１によって交流信号を組電池１０に印加させた後、第１の基準信号Ｒｅｆ１の振幅Ｉｓ、周波数ｆｓ及び位相θｓを指示し、組電池１０のインピーダンス（Ｚａ，θａ）の検出を開始する（ステップＳ３０１）。つまり、第１制御装置２２は、第１インピーダンス検出装置２３に対して組電池１０のインピーダンスを検出するように指示する。このとき、第１の基準信号Ｒｅｆ１の振幅Ｉｓ、周波数ｆｓ及び位相θｓは、交流信号の振幅Ｉｓ、周波数ｆｓ及び位相θｓと同じである。

【0050】

第１インピーダンス検出装置２３の第１正弦波生成回路２４は、第１制御装置２２からの指示を入力すると、指示に従って、第１の基準信号Ｒｅｆ１を生成し、第１ロックインアンプ２５に対して出力する（ステップＳ３０２）。

【0051】

第１ロックインアンプ２５は、所定のサンプリング時間Ｔｓが経過するまで、組電池１０の電圧変動Ｖａを取得する（ステップＳ３０３）。そして、前述したように、第１ロックインアンプ２５は、組電池１０の電圧変動Ｖａと、第１の基準信号Ｒｅｆ１に基づいて、組電池１０のインピーダンス（Ｚａ，θａ）を検出する（ステップＳ３０４）。第１制御装置２２は、第１ロックインアンプ２５から検出された組電池１０のインピーダンス（Ｚａ，θａ）を取得する（ステップＳ３０５）。また、第１制御装置２２は、第２制御装置３１から出力された各電池セル１１ｉの仮インピーダンス（Ｚｉ，θｉ）を入力（受信）する（ステップＳ３０６）。なお、ステップＳ３０６は、ステップＳ３０７の実行前において、任意のタイミングに実行されればよい。

【0052】

ここで、電流印加装置２１、第１制御装置２２、及び第１インピーダンス検出装置２３は、電流制御装置２０内において閉回路で構成されており、外部からのノイズの影響を受けにくい構成となっている。また、電流印加装置２１、第１制御装置２２、及び第１インピーダンス検出装置２３は、近傍に配置されることとなり、相互を接続する配線が短くなり、位相θｓを入出力する際に、ずれが生じにくい。このため、電流印加装置２１と第１制御装置２２との間、及び第１制御装置２２と第１インピーダンス検出装置２３との間において、振幅Ｉｓ、周波数ｆｓ及び位相θｓを正確に伝達することができる。

【0053】

したがって、組電池１０のインピーダンス（Ｚａ，θａ）をロックインアンプ方式にて検出する際、第１の基準信号Ｒｅｆ１は、組電池１０に入力される交流信号に対して振幅Ｉｓ、周波数ｆｓ及び位相θｓが同じとなっている。

【0054】

また、第１制御装置２２は、第２制御装置３１に対して、交流信号の振幅Ｉｓ及び周波数ｆｓをデジタル情報にて送信しているため、第２制御装置３１の設定する仮信号Ｔｅｍ１の振幅及び周波数は、交流信号（及び第１の基準信号Ｒｅｆ１）と同じとなる。一方、仮信号Ｔｅｍ１の位相θｔは、第２制御装置３１が任意に設定するため、仮信号Ｔｅｍ１の位相θｔは、交流信号（及び第１の基準信号Ｒｅｆ１）と異なることとなる。

【0055】

また、第２制御装置３１及び第２インピーダンス検出装置３２は、電池監視装置３０内において閉回路で構成されており、外部からのノイズの影響を受けにくい構成となっている。また、第２制御装置３１及び第２インピーダンス検出装置３２は、近傍に配置されることとなり、相互を接続する配線が短くなり、位相θｔを入出力する際に、ずれが生じにくい。このため、第２制御装置３１と第２インピーダンス検出装置３２との間において、振幅Ｉｓ、周波数ｆｓ及び位相θｔを正確に伝達することができる。

【0056】

そして、組電池１０は、電池セル１１ｉが直列に接続されており、また、交流信号、基準信号Ｒｅｆ１、及び仮信号Ｔｅｍ１の振幅及び周波数は同じとされている。以上のことから、組電池１０のインピーダンスの絶対値Ｚａは、仮インピーダンス（Ｚｉ，θｉ）のベクトル合算値の絶対値（大きさ）と同じになる。一方で、第１の基準信号Ｒｅｆ１と仮信号Ｔｅｍ１との位相差（θｔ－θｓ）に応じて、組電池１０のインピーダンスの位相θａと、仮インピーダンス（Ｚｉ，θｉ）のベクトル合算値の位相とがずれることとなる。

【0057】

ここで、図７に基づいて、上記原理について詳しく説明する。なお、図７は、説明を簡単にするため、組電池１０を構成する電池セル１１ｉの数を３つにして説明するが、電池セル１１ｉの数をいくつにしても理屈は同じである。以下では、電池セル１１１の仮インピーダンスを、仮インピーダンス（Ｚ１，θ１）と示し、電池セル１１２の仮インピーダンスを、仮インピーダンス（Ｚ２，θ２）と示し、電池セル１１３の仮インピーダンスを、仮インピーダンス（Ｚ３，θ３）と示す。

【0058】

図７（ａ）に示すように、仮インピーダンス（Ｚ１，θ１）と、仮インピーダンス（Ｚ２，θ２）と、仮インピーダンス（Ｚ３，θ３）と、を合算すると、ベクトル合算値（Ｚｂ，θｂ）となる。ベクトル合算値（Ｚｂ，θｂ）の位相θｂは、仮信号Ｔｅｍ１を基準（ゼロ）とした場合の仮信号Ｔｅｍ１に対する位相差である。

【0059】

一方、図７（ｂ）に示すように、組電池１０のインピーダンス（Ｚａ，θａ）は、第１の基準信号Ｒｅｆ１（＝交流信号）を基準（ゼロ）としたものである。つまり、組電池１０のインピーダンスの位相θａは、第１の基準信号Ｒｅｆ１を基準（ゼロ）とした場合の第１の基準信号Ｒｅｆ１に対する位相差である。

【0060】

前述したように、第１の基準信号Ｒｅｆ１，仮信号Ｔｅｍ１、及び交流信号の振幅Ｉｓ及び周波数ｆｓは同じである。このため、組電池１０のインピーダンスの絶対値Ｚａは、ベクトル合算値の絶対値Ｚｂと同じである。したがって、組電池１０のインピーダンス（Ｚａ，θａ）、ベクトル合算値（Ｚｂ，θｂ）、第１の基準信号Ｒｅｆ１及び仮信号Ｔｅｍ１は、図７のように図示することが可能となる。

【0061】

この図７によれば、数式（３）に示すように、仮信号Ｔｅｍ１と第１の基準信号Ｒｅｆ１の位相差（θｔ－θｓ）は、ベクトル合算値の位相θｂと組電池１０のインピーダンスの位相θａとの位相差（θａ－θｂ）に相当することがわかる。そして、ベクトル合算値の位相θｂは、各電池セル１１ｉの仮インピーダンス（Ｚ１，θ１），（Ｚ２，θ２），（Ｚ３，θ３）及びベクトル合算値の絶対値Ｚｂに基づいて算出可能である。そして、ベクトル合算値の絶対値Ｚｂは、組電池１０のインピーダンスの絶対値Ｚａと同じであることから、数式（４）に示すように算出することができる。

【0062】

そして、数式（５）に示すように、ベクトル合算値と組電池１０のインピーダンスとの位相差（θａ－θｂ）に基づいて、各電池セル１１ｉの仮インピーダンスの位相θｉを補正して、第１の基準信号Ｒｅｆ１を基準とする各電池セル１１ｉの真インピーダンス（Ｚｓｉ，θｓｉ）を算出することができる。なお、真インピーダンスの絶対値Ｚｓｉは、仮インピーダンスの絶対値Ｚｉと同じ値であることから、仮インピーダンスの絶対値Ｚｉに基づいて算出できる。

【数2】

【0063】

ここで、補正処理についての説明に戻る。第１制御装置２２は、各電池セル１１ｉの仮インピーダンス（Ｚｉ，θｉ）を取得すると（ステップＳ３０６）、次に、取得した仮インピーダンス（Ｚｉ，θｉ）のベクトル合算値の位相θｂを、数式（４）と同様の方法で、算出する（ステップＳ３０７）。つまり、第１制御装置２２は、各電池セル１１ｉのインピーダンス（Ｚｉ，θｉ）及び組電池１０のインピーダンスの絶対値Ｚａに基づいて、ベクトル合算値の位相θｂを算出する。

【0064】

次に、第１制御装置２２は、数式（３）に基づいて、仮信号Ｔｅｍ１と第１の基準信号Ｒｅｆ１の位相差（θｔ－θｓ）、つまり、ベクトル合算値と組電池１０のインピーダンスとの位相差（θａ－θｂ）を算出する（ステップＳ３０８）。そして、第１制御装置２２は、数式（５）に基づいて、各仮インピーダンスの位相ずれを補正し、第１の基準信号Ｒｅｆ１に対する各電池セル１１ｉの真インピーダンス（Ｚｓｉ，θｓｉ）を算出する（ステップＳ３０８）。そして、補正処理を終了する。

【0065】

その後、算出された各電池セル１１ｉの真インピーダンス（Ｚｓｉ，θｓｉ）に基づいて、各電池セル１１ｉの状態が監視される。例えば、第１制御装置２２は、真インピーダンス（Ｚｓｉ，θｓｉ）を外部装置に出力し、外部装置によって各電池セル１１ｉの状態が監視される。なお、第１制御装置２２や、第２制御装置３１によって、各電池セル１１ｉの状態が監視されてもよい。

【0066】

以上、本実施形態によれば、以下の効果を有する。

【0067】

（１）交流信号の位相θｓは、時間に関連する情報（タイミングに係る情報）であり、アナログ信号（アナログ情報）でしか送れない。このため、電流制御装置２０と電池監視装置３０との間の配線、つまり、第１制御装置２２と、第２インピーダンス検出装置３２との間の配線が長い場合、交流信号の位相θｓに関する情報を送信しても、通信遅れから位相のずれが生じてしまう。また、車載用の組電池１０の場合、補機が接続されていることから、補機に基づくノイズが混入することが多い。このため、組電池１０を流れる電流を測定して、電流印加装置２１から入力された交流信号を特定することも困難となっている。

【0068】

そこで、上記電池測定システム１００では、まず、組電池１０のインピーダンス（Ｚａ，θａ）を検出する第１インピーダンス検出装置２３を備えた。また、交流信号の振幅Ｉｓ及び周波数ｆｓに関するデジタル信号（デジタル情報）を入力し、それらに基づいて仮信号Ｔｅｍ１を決定する第２制御装置３１と、仮信号Ｔｅｍ１と各電池セル１１ｉの電圧変動Ｖｉに基づいて、各電池セル１１ｉの仮インピーダンス（Ｚｉ，θｉ）を検出する第２インピーダンス検出装置３２を備えた。

【0069】

そして、第１制御装置２２に、各電池セル１１ｉの仮インピーダンス（Ｚｉ，θｉ）を合算したベクトル合算値（Ｚｂ，θｂ）と、組電池１０のインピーダンス（Ｚａ，θａ）と、を比較することにより、交流信号（＝第１の基準信号Ｒｅｆ１）と仮信号Ｔｅｍ１の位相差（θｔ－θｓ）を特定し、当該位相差に基づいて、仮インピーダンスの位相θｉを補正して、真インピーダンスの位相θｓｉを算出する補正部としての機能を備えた。これにより、各電池セル１１ｉの真インピーダンス（Ｚｓｉ，θｓｉ）を精度よく検出することが可能となる。

【0070】

（２）電流制御装置２０は、第１制御装置２２と、電流印加装置２１と、第１インピーダンス検出装置２３と、を有する。これにより、第１制御装置２２と、電流印加装置２１と、第１インピーダンス検出装置２３を、電流制御装置２０内で閉経路とすることが可能となり、第１制御装置２２と、電流印加装置２１と、第１インピーダンス検出装置２３との相互間でノイズが混入することを抑制することができる。

【0071】

一方、電池監視装置３０は、第２制御装置３１と、第２インピーダンス検出装置３２とを備える。第２制御装置３１と、第２インピーダンス検出装置３２は、電池監視装置３０内で閉経路とすることが可能となり、第２制御装置３１と第２インピーダンス検出装置３２の間でノイズが混入することを抑制することができる。なお、振幅Ｉｓ及び周波数ｆｓは、デジタル情報で入出力されるため、電流制御装置２０と、電池監視装置３０との間の配線が長くなっても情報伝達精度が低下することはない。

【0072】

（３）第２正弦波生成回路３３は、全ての第２ロックインアンプ３４ｉに接続されており、各第２ロックインアンプ３４ｉに対して仮信号Ｔｅｍ１を同期させて出力することができる。このため、各電池セル１１ｉの仮インピーダンス（Ｚｉ，θｉ）を検出する際に、基準とすべき仮信号Ｔｅｍ１に対して仮インピーダンス（Ｚｉ，θｉ）の相互間で位相差が生じることを抑制することができる。これにより、真インピーダンス（Ｚｓｉ，θｓｉ）の検出精度を向上させることが可能となる。

【0073】

（第２実施形態）
第１実施形態の電池測定システム１００は、その構成の一部を変更してもよい。ここで、第２実施形態の電池測定システム１００について説明する。この第２実施形態では、基本構成として、第１実施形態のものを例に説明する。

【0074】

第２実施形態の電池測定システム１００では、図８に示すように、電池セル１１ｉごとに、第２検出部としての第２インピーダンス検出装置３２ｉ（ｉ＝１，２，３，４，５，６）が設けられている。そして、各第２インピーダンス検出装置３２ｉには、それぞれ第２正弦波生成回路３３ｉ（ｉ＝１，２，３，４，５，６）と、第２正弦波生成回路３３ｉから信号が入力される第２ロックインアンプ３４ｉが設けられている。

【0075】

各第２インピーダンス検出装置３２ｉは、仮信号Ｔｅｍ１の振幅Ｉｓ及び周波数ｆｓの指示を入力可能とするため、第２制御装置３１に接続されている。また、第２制御装置３１は、仮信号Ｔｅｍ１の出力開始タイミングを揃えるために、仮信号Ｔｅｍ１の位相を制御する同期信号を出力するように構成されている。同期信号は、図９に示すように、仮信号Ｔｅｍ１の振幅Ｉｓ及び周波数ｆｓの指示が行われた後、所定のタイミングで出力される。

【0076】

そして、この同期信号が伝送される電気経路上に、各第２インピーダンス検出装置３２ｉが直列に接続されるように配置されている。より詳しくは、各第２インピーダンス検出装置３２ｉは、１列に配置されており、隣り合う第２インピーダンス検出装置３２ｉ同士が接続されることにより直列に接続されている。

【0077】

そして、第２制御装置３１から出力された同期信号は、直列に接続された各第２インピーダンス検出装置３２ｉのうち、第１端側の第２インピーダンス検出装置３２６に入力される。そして、第１端側の第２インピーダンス検出装置３２６は、同期信号を入力すると、隣接する第２インピーダンス検出装置３２５に出力（伝送）する。同様にして、第１端側の第２インピーダンス検出装置３２ｉは、同期信号を入力すると、隣接する第２端側の第２インピーダンス検出装置３２（ｉ－１）に出力（伝送）する。これにより、第１端側の第２インピーダンス検出装置３２６から第２端側の第２インピーダンス検出装置３２１に至るまで、同期信号が順次伝送されることとなる。

【0078】

各第２インピーダンス検出装置３２ｉは、同期信号を入力すると、図９に示すように、第２正弦波生成回路３３ｉにより、仮信号Ｔｅｍ１を生成し、第２ロックインアンプ３４ｉに出力する。第２ロックインアンプ３４ｉは、第１実施形態と同様に、仮信号Ｔｅｍ１、及び各電池セル１１ｉの電圧変動Ｖｉに基づいて、仮インピーダンス（Ｚｉ，θｉ）を検出し、第２制御装置３１に出力する。以上により、第２正弦波生成回路３３ｉの構成を任意に変更することが可能となる。

【0079】

（第３実施形態）
上記実施形態の電池測定システム１００は、その構成の一部を変更してもよい。ここで、第３実施形態の電池測定システム１００について説明する。この第３実施形態では、基本構成として、第２実施形態のものを例に説明する。

【0080】

図１０は、電池監視装置３０の第２インピーダンス検出装置３２ｉを拡大して表示した図である。図１０に示すように、第３実施形態の電池測定システム１００の電池監視装置３０では、第２実施形態と同様に、電池セル１１ｉごとに、第２検出部としての第２インピーダンス検出装置３２ｉ（ｉ＝１，２，３，４，５，６）が設けられている。

【0081】

ここで、各第２インピーダンス検出装置３２ｉが、隣接する第２インピーダンス検出装置３２ｉに同期信号を伝送する際、伝送遅れなどにより同期信号の入出力タイミングにわずかなずれが生じる可能性がある。このずれを残したままにしておくと、結果として各第２インピーダンス検出装置３２ｉの相互間において仮信号Ｔｅｍ１に位相ずれが生じる虞がある。

【0082】

そこで、第３実施形態の電池測定システム１００では、次のように処理することにより、仮信号Ｔｅｍ１の位相を揃えるようにしている。以下、詳しく説明する。なお、隣接する第２インピーダンス検出装置３２ｉの間における伝送遅れ時間ｔｄは、いずれも同じであることを前提とする。

【0083】

図１１に示すように、第２制御装置３１から第１同期信号が出力されると、第２実施形態と同様に、第１端側の第２インピーダンス検出装置３２６から第２端側の第２インピーダンス検出装置３２１に至るまで、第１同期信号が順次伝送される。そして、第２端側の第２インピーダンス検出装置３２１は、第１同期信号を入力すると、所定の待機時間ｔａ１が経過した後、隣接する第２インピーダンス検出装置３２２に第２同期信号を出力する。第２インピーダンス検出装置３２２は、第２同期信号を入力すると、隣接する第１端側の第２インピーダンス検出装置３２３に第２同期信号を出力する。以降、同様にして、第２端側の第２インピーダンス検出装置３２１から第１端側の第２インピーダンス検出装置３２６に至るまで、第２同期信号が順次伝送される。

【0084】

そして、各第２インピーダンス検出装置３２ｉは、第２同期信号の入出力タイミングから、第１同期信号の入出力タイミングを減算する。これにより、各第２インピーダンス検出装置３２ｉは、第２端側に第１同期信号を出力してから、往復の起点となる第２端側より第２同期信号が戻ってくるまでの時間ｔａｉをそれぞれ算出する。

【0085】

次に、各第２インピーダンス検出装置３２ｉは、数式（６）に従って待機時間ｔｂｉを決定する。なお、予め第２インピーダンス検出装置３２６において、第１同期信号を入力してから第２同期信号を出力（返信）するまでの時間ｔａ６、及び第２同期信号を出力（返信）してから電流波形トリガを発生させるまでの待機時間ｔｂ６は予め定められており、かつ、各第２インピーダンス検出装置３２ｉに記憶されているものとする。

【0086】

そして、各第２インピーダンス検出装置３２ｉは、第２同期信号を入力したときから待機時間ｔｂｉの経過後、電流波形トリガを発生させ、それを契機に、第２正弦波生成回路３３ｉにより仮信号Ｔｅｍ１を生成させ、出力させる。これにより、仮インピーダンス（Ｚｉ，θｉ）の検出が開始する。

【数3】

【0087】

これにより、各第２インピーダンス検出装置３２ｉにおいて、伝送遅れ時間ｔｄが補正され、同時に仮信号Ｔｅｍ１を出力させ、各第２インピーダンス検出装置３２ｉの相互間において、仮信号Ｔｅｍ１に位相がずれないようにすることができる。よって、仮インピーダンス（Ｚｉ，θｉ）の検出精度を向上させることができる。

【0088】

（上記実施形態の変形例）
・上記実施形態において、図１２～図１４に示すように電池測定システム１００の構成の一部を変更してもよい。すなわち、図１２の電池測定システム１００では、複数（図１２では３つ）の電池セル１１ｉを監視対象として複数の第２インピーダンス検出装置３２ａ，３２ｂが設けられている。そして、各第２インピーダンス検出装置３２ａ，３２ｂには、それぞれ電池セル１１ｉごとに第２ロックインアンプ３４ｉが設けられている。なお、各第２インピーダンス検出装置３２ａ，３２ｂには、それぞれ１つの第２正弦波生成回路３３ａ，３３ｂが設けられている。各第２正弦波生成回路３３ａ，３３ｂは、複数の第２ロックインアンプ３４ｉに対して仮信号Ｔｅｍ１を出力するように構成されている。なお、仮信号Ｔｅｍ１の位相を同期させるために、第２実施形態や第３実施形態と同様に、同期信号が入出力されるように構成されている。

【0089】

また、図１３の電池測定システム１００では、直列に接続された複数（図１３では３つ）の電池セル１１ｉを監視対象として複数の第２インピーダンス検出装置３２ａ，３２ｂが設けられている。この図１３の電池測定システム１００では、第２インピーダンス検出装置３２ａは、直列に接続された複数の電池セル１１１～１１３から構成されるセルモジュールを１つの監視対象とし、当該セルモジュールの仮インピーダンス（Ｚ１０，θ１０）を検出する。また、第２インピーダンス検出装置３２ｂは、直列に接続された複数の電池セル１１４～１１６から構成されるセルモジュールを１つの監視対象とし、当該セルモジュールの仮インピーダンス（Ｚ２０，θ２０）を検出する。このため、各第２インピーダンス検出装置３２ａ，３２ｂには、それぞれセルモジュールごとに第２ロックインアンプ３４ａ，３４ｂが設けられている。

【0090】

各第２インピーダンス検出装置３２ａ，３２ｂには、それぞれ１つの第２正弦波生成回路３３ａ，３３ｂが設けられている。各第２正弦波生成回路３３ａ，３３ｂは、第２ロックインアンプ３４ａ，３４ｂに対してそれぞれ仮信号Ｔｅｍ１を出力するように構成されている。なお、仮信号Ｔｅｍ１の位相を同期させるために、第２実施形態や第３実施形態と同様に、同期信号が入出力されるように構成されている。

【0091】

図１３の電池測定システム１００では、上記実施形態と同様に位相ずれを補正し、最終的にセルモジュールの真インピーダンスを算出することとなる。

【0092】

図１４の電池測定システム１００では、１つの第２インピーダンス検出装置３２が設けられている。この第２インピーダンス検出装置３２では、複数の第２ロックインアンプ３４１２，３４３，３４４，３４５６が設けられている。各第２ロックインアンプ３４１２，３４３，３４４，３４５６は、１又は複数の電池セル１１ｉを監視対象として構成されている。具体的には、第２ロックインアンプ３４１２，３４５６は、複数の電池セル１１１，１１２，１１５，１１６から構成されるセルモジュールを監視対象とし、それぞれセルモジュールの仮インピーダンス（Ｚ１２，θ１２）（Ｚ５６，θ５６）を検出する。一方、第２ロックインアンプ３４３，３４４は、１の電池セル１１３，１１４を監視対象とし、それぞれ電池セル１１３，１１４の仮インピーダンス（Ｚ３，θ３）（Ｚ４，θ４）を検出する。

【0093】

図１４の電池測定システム１００では、上記実施形態と同様に位相ずれを補正し、最終的に電池セル１１３，１１４の真インピーダンスと、電池セル１１１，１１２から構成されるセルモジュールの真インピーダンスと、電池セル１１５，１１６から構成されるセルモジュールの真インピーダンスを算出することとなる。

【0094】

なお、電池セル１１ｉの中で平均温度が高くなりやすい電池セル１１３，１１４に対しては、それぞれ１つの第２ロックインアンプ３４３，３４４が仮インピーダンスを検出するように構成されている。一方、他の第２ロックインアンプ３４１２，３４５６は、平均温度が低くなりやすい複数の電池セル１１ｉを監視対象としている。

【0095】

すなわち、図１４の電池測定システム１００では、電池セル１１ｉの中で平均温度が高くなりやすい電池セル１１３，１１４に対しては、精度よく仮インピーダンスを検出するように構成されている。その一方で、平均温度が低くなりやすい他の電池セル１１ｉに対しては、精度が悪くなるのを許容して、１つの第２ロックインアンプ３４１２，３４５６が、複数の電池セル１１ｉを監視対象としている。これにより、製造コストを抑制することができる。

【0096】

・上記実施形態において、図１５～図１６に示すように電池測定システム１００の構成の一部を変更してもよい。すなわち、図１５の電池測定システム１００では、複数の第１インピーダンス検出装置２３ａ，２３ｂが設けられている。各第１インピーダンス検出装置２３ａ，２３ｂは、それぞれ直列に接続された複数の電池セル１１ｉから構成されるセルモジュールのインピーダンスを検出するように構成されている。組電池１０のインピーダンス（Ｚａ，θａ）は、各第１インピーダンス検出装置２３ａ，２３ｂが検出したセルモジュールのインピーダンスを合算すればよい。

【0097】

図１６の電池測定システム１００では、図１５と同様に、複数の第１インピーダンス検出装置２３ａ，２３ｂが設けられている。なお、組電池１０のインピーダンス（Ｚａ，θａ）は、各第１インピーダンス検出装置２３ａ，２３ｂが検出したセルモジュールのインピーダンスを合算すればよい。

【0098】

図１６の第２インピーダンス検出装置３２では、複数の第２ロックインアンプ３４１２，３４３４，３４５６が設けられている。各第２ロックインアンプ３４１２，３４３４，３４５６は、複数の電池セル１１ｉから構成されるセルモジュールを監視対象として構成されている。そして、それぞれセルモジュールの仮インピーダンス（Ｚ１２，θ１２）（Ｚ３４，θ３４）（Ｚ５６，θ５６）を検出する。

【0099】

図１５の電池測定システム１００では、上記実施形態と同様に位相ずれを補正し、最終的に電池セル１１１，１１２から構成されるセルモジュールの真インピーダンスと、電池セル１１３，１１４から構成されるセルモジュールの真インピーダンスと、電池セル１１５，１１６から構成されるセルモジュールの真インピーダンスを算出することとなる。

【0100】

・上記実施形態及び変形例において、交流信号は、正弦波電流に限らず、任意の交流電流に変更してもよい。例えば、矩形波電流であってもよい。

【0101】

・上記実施形態及び変形例において、第１制御装置２２が、位相差を補正する補正部としての機能を備えたが、第２制御装置３１や、他の外部装置に補正部としての機能を備えてもよい。

【0102】

・上記実施形態では、電池セル１１ｉごとにインピーダンスを検出したが、インピーダンスを検出する電池セル１１ｉの単位は任意に変更してもよい。例えば、組電池１０を構成する電池セル１１ｉを、直列に接続された複数の電池セル１１ｉからなるセルブロックに予め分けて、セルブロックごとにインピーダンスを検出するようにしてもよい。

【0103】

・上記実施形態及び変形例において、図１７に示すように電流制御装置２０に、組電池１０を流れる交流信号を検出する電流センサ９０を設けてもよい。そして、第１制御装置２２は、電流センサ９０により検出された交流信号の振幅Ｉｓを取得し、交流信号を指示する際にフィードバック情報として利用してもよい。また、第１インピーダンス検出装置２３に出力してもよい。これにより、より精度を向上させることができる。

【符号の説明】

【0104】

１０…組電池、２１…電流印加装置、２２…第１制御装置、２３，２３ａ，２３ｂ…第１インピーダンス検出装置、３０…電池監視装置、３２，３２ａ，３２ｂ，３２１～３２６…第２インピーダンス検出装置、９０…電流センサ、１００…電池測定システム、１１１～１１６…電池セル。

【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】