JP4916087B2

JP4916087B2 - Storage battery with integrated battery tester

Info

Publication number: JP4916087B2
Application number: JP2003404695A
Authority: JP
Inventors: アイ．バートネスケビン; エル．バテリスジャメイ; ジェイ．フリッチマイケル
Original assignee: ミッドトロニクスインコーポレイテッド
Priority date: 2002-12-05
Filing date: 2003-12-03
Publication date: 2012-04-11
Anticipated expiration: 2023-12-03
Also published as: JP2004200159A

Description

本発明は蓄電池に関し、より具体的には、一体型バッテリテスタを備えた蓄電池に関する。 The present invention relates to a storage battery, and more specifically to a storage battery including an integrated battery tester.

鉛蓄電池などの蓄電池は、自動車や予備電源といった多様なアプリケーションで利用されている。一般的な蓄電池は、直列に電気接続された複数の個別蓄電セルからなる。それぞれのセルは、例えば、およそ２．１ボルトの電圧電位の出力が可能である。これらのセルを直列に接続すると、各セルの電圧が累算式に加算される。この場合、一般的な自動車用蓄電池では６つの蓄電セルを使用するので、合計１２．６ボルトの電圧が供給可能である。前記複数のセルはハウジング体に格納されており、この組合せ全体を通常「電池」と称する。 Storage batteries such as lead storage batteries are used in various applications such as automobiles and standby power supplies. A general storage battery is composed of a plurality of individual storage cells that are electrically connected in series. Each cell can output a voltage potential of approximately 2.1 volts, for example. When these cells are connected in series, the voltage of each cell is added to the accumulation formula. In this case, since a general vehicle storage battery uses six storage cells, a total voltage of 12.6 volts can be supplied. The plurality of cells are stored in a housing body, and this entire combination is generally referred to as a “battery”.

蓄電池の状態の保全が頻繁に要求されるため、これまでに数々の検査方法が開発されてきた。一例には、比重計を使って電池内の酸混合物の比重を測定する方法がある。また、より精度の高い電池検査法として、電気的検査も利用されている。非常に簡単な電気的検査では、単に電池の電圧を測定し、この測定値が特定のしきい値以下であれば、その電池の状態が不良であると決定する。また別の検査方法に、負荷テストと呼ばれるものがある。この負荷テストでは、公知の負荷を使って電池を放電し、放電中にモニタした電圧値から電池の状態を判断する。 Since maintenance of the state of the storage battery is frequently required, a number of inspection methods have been developed so far. One example is a method of measuring the specific gravity of the acid mixture in the cell using a hydrometer. In addition, electrical inspection is also used as a more accurate battery inspection method. In a very simple electrical test, the voltage of a battery is simply measured, and if the measured value is below a certain threshold value, it is determined that the state of the battery is defective. Another inspection method is called a load test. In this load test, the battery is discharged using a known load, and the state of the battery is determined from the voltage value monitored during the discharge.

一般的にバッテリテスタは、蓄電池間で移動できる、蓄電池から取外し可能な別個の部品であり、蓄電池に電気接続させて使用する。つまり、従来技術によるテスタでは、蓄電池をテストするさいに別個のテスト機器が必要となるのである。 Generally, a battery tester is a separate part that can be moved between storage batteries and can be detached from the storage battery, and is used by being electrically connected to the storage battery. In other words, the conventional tester requires a separate test device when testing the storage battery.

蓄電池は、バッテリハウジング体と、前記ハウジング体に格納されバッテリ端子に電気的に接続する複数の電気化学セルとで構成される。前記バッテリハウジング体にはバッテリテストモジュールが取付けられており、このモジュールはケルビン接続により前記バッテリ端子に電気的に接続している。また、前記バッテリテストモジュールから伝送される電池状態に関する情報を出力するために、表示装置やその他の出力部が設置されている。 The storage battery includes a battery housing body and a plurality of electrochemical cells stored in the housing body and electrically connected to battery terminals. A battery test module is attached to the battery housing body, and the module is electrically connected to the battery terminal by a Kelvin connection. In addition, a display device and other output units are installed to output information on the battery state transmitted from the battery test module.

本発明の別の実施形態では、埋め込まれた電子部品を有する可撓性多層バッテリテストモジュールを備えている。 Another embodiment of the present invention comprises a flexible multilayer battery test module having embedded electronic components.

本発明による蓄電池の特徴の１つは、蓄電池の電気セルでバッテリテストを実行するための、一体型バッテリテストモジュールを提供することである。ここで使用する「一体型」という用語には、蓄電池のハウジング体に装着させるような個別型のモジュールも含まれる。本発明の一実施形態では、このバッテリテストモジュールは、ケルビン接続により蓄電池の電気セルに電気接続している。しかしながら、ケルビン接続を使用しない別の実施形態も可能である。バッテリテストモジュールを蓄電池と一体形成した場合には、オペレータは外付けのバッテリテスト機器に依存せずテストを実行することができる。また、専門技術をもたないオペレータでも、前記バッテリテストを容易に実行できるような実施形態も可能である。バッテリテストモジュールは、蓄電池の製造コストを極端に上げず、蓄電池に一体化するような低コスト技術を用いて製造されることが好ましい。さらに、バッテリテストモジュールは、蓄電池状態の情報を、バッテリハウジング体に装着されているおよび／または蓄電池から離れた場所に設置される個別の出力部に設置された出力装置に出力する機能をもつ。ここで言う蓄電池状態の情報とは、バッテリテストモジュールで得られるバッテリテストの様々な結果や、そこで得られた様々な情報である。例をあげると、テストモジュールで測定されたリアルタイムの測定値（蓄電池の電圧、電流、温度など）や、テストモジュールで得られた中間測定結果および最終テスト結果などである。 One of the features of the storage battery according to the present invention is to provide an integrated battery test module for performing a battery test on an electrical cell of the storage battery. As used herein, the term “integrated” includes individual modules that are mounted on the housing of the storage battery. In one embodiment of the present invention, the battery test module is electrically connected to an electrical cell of the storage battery by Kelvin connection. However, other embodiments that do not use Kelvin connections are possible. When the battery test module is integrally formed with the storage battery, the operator can execute the test without depending on the external battery test device. In addition, an embodiment in which the battery test can be easily executed even by an operator who does not have specialized skills is possible. The battery test module is preferably manufactured using a low-cost technology that integrates the storage battery without significantly increasing the manufacturing cost of the storage battery. Further, the battery test module has a function of outputting the information on the storage battery state to an output device installed in a separate output unit that is mounted on the battery housing body and / or installed at a location away from the storage battery. The storage battery state information referred to here is various results of the battery test obtained by the battery test module and various information obtained there. For example, real-time measurement values (storage battery voltage, current, temperature, etc.) measured by the test module, intermediate measurement results and final test results obtained by the test module, and the like.

図１は、本発明による蓄電池１０の側面図である。この蓄電池１０には、正（＋）端子１２と負（−）端子１４が備わり、蓄電池のハウジング体１８には、バッテリテストモジュール１６が取付けられている。 FIG. 1 is a side view of a storage battery 10 according to the present invention. The storage battery 10 includes a positive (+) terminal 12 and a negative (−) terminal 14, and a battery test module 16 is attached to a housing 18 of the storage battery.

図２Ａと図２Ｂは、図１に示す蓄電池１０の上側平面図である。図２Ａに示すように、バッテリテストモジュール１６には、オプション入力部２０とオプション出力部２２、２４が備わっている。入力部２０には、オペレータによる起動やシステムによる自動操作が可能な入力部や押しボタンを採用できる。出力部２２には、ＬＥＤやその他のバッテリテスト結果である合格／不合格を示す視覚表示素子を利用できる。しかしながら別例として、適当な技術を使用して、データを出力部２４から遠隔地のコンピュータやモニタ装置へ送信することも可能である。また、出力部２４から、バッテリテストの定量出力値を提供することもできる。図２Ｂでは、前記出力部２２が、一列に配置された出力部２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄで構成されており、この出力部は発光ダイオード（ＬＥＤ）であっても構わない。 2A and 2B are top plan views of the storage battery 10 shown in FIG. As shown in FIG. 2A, the battery test module 16 includes an option input unit 20 and option output units 22 and 24. The input unit 20 may be an input unit or a push button that can be activated by an operator or automatically operated by the system. As the output unit 22, an LED or other visual display element indicating pass / fail as a battery test result can be used. However, as another example, data may be transmitted from the output unit 24 to a remote computer or monitor device using an appropriate technique. The output unit 24 can also provide a battery test quantitative output value. In FIG. 2B, the output unit 22 includes output units 23A, 23B, 23C, and 23D arranged in a line, and the output unit may be a light emitting diode (LED).

図３は、図２の破線３に沿った蓄電池１０の側断面図である。図３に示すように、蓄電池１０は、鉛電池などの蓄電池であり、導線３２で直列に電気接続された複数の電気化学セルを備えている。つまり、片端が導線３４を介して正端子１２に電気接続し、他端が導線３６を介して負端子１４に電気接続した複数のセル３０が列を形成しているのである。図３に示すように、バッテリテストモジュール１６は、ケルビン接続３８および４０である２対の電気接続を経由して端子１２と１４に結合している。なお、端子１２と１４への接続は、外部電池電極１２または１４への直接接合、モールド形成、または、一体形成された電極延長部を介した接続、電池電極１２または１４への直接の内部または外部配線接続、あるいは、電池電極１２または１４と電池ケースの一体構造接続などにより実現することができる。 FIG. 3 is a side sectional view of the storage battery 10 taken along the broken line 3 in FIG. As shown in FIG. 3, the storage battery 10 is a storage battery such as a lead battery, and includes a plurality of electrochemical cells that are electrically connected in series with a conductive wire 32. That is, a plurality of cells 30 having one end electrically connected to the positive terminal 12 via the conductor 34 and the other end electrically connected to the negative terminal 14 via the conductor 36 form a column. As shown in FIG. 3, battery test module 16 is coupled to terminals 12 and 14 via two pairs of electrical connections, which are Kelvin connections 38 and 40. Note that the connection to the terminals 12 and 14 may be direct bonding to the external battery electrode 12 or 14, molding, or connection via an integrally formed electrode extension, direct connection to the battery electrode 12 or 14, or It can be realized by an external wiring connection or an integral structure connection between the battery electrode 12 or 14 and the battery case.

実際の動作においては、ユーザがバッテリテストモジュール１６を使って、蓄電池１０の状態をテストすることができる。例えばボタン２０や別の入力装置を介して起動させれば、蓄電池のテストを実行できるのである。このバッテリテストの結果は、出力部２２または２４に表示される。別の実施形態として、バッテリテストモジュール１６が蓄電池をモニタリングし、この蓄電池が使用されていなかったり、蓄電池が接続される電気システムに過度のノイズが存在していなければ、一時停止した後バッテリテストを実行する。このバッテリテストの結果はメモリに記憶され、出力部２２か２４で表示される。このような実施形態では、テストの実行に入力部２０などの入力器を必要としないが、長い時間に渡って、テストモジュール１６に内蔵の回路が蓄電池を放電するおそれがある。 In actual operation, the user can use the battery test module 16 to test the state of the storage battery 10. For example, a battery test can be performed by activating it via the button 20 or another input device. The result of the battery test is displayed on the output unit 22 or 24. As another embodiment, the battery test module 16 monitors the storage battery, and if the storage battery is not used or there is no excessive noise in the electrical system to which the storage battery is connected, the battery test is performed after pausing. Execute. The result of the battery test is stored in the memory and displayed on the output unit 22 or 24. In such an embodiment, an input device such as the input unit 20 is not required for executing the test, but there is a possibility that a circuit built in the test module 16 may discharge the storage battery for a long time.

図２Ｂに示す実施形態では、バッテリテストモジュール１６において、端子１２と端子１４との間の電圧値を、複数の異なるしきい値電圧と比較する。そして、蓄電池１０の電圧値に応じて、テストモジュール１６上のＬＥＤ２３Ａ〜Ｄが所定数だけ点灯する。各ＬＥＤはそれぞれ異なるしきい値に対応させておくことが可能である。このしきい値については、所望の間隔で設定できる。また、ＬＥＤ２３Ａ〜Ｄは、例えば２３Ａを赤色ＬＥＤ、２３Ｄを緑色ＬＥＤというようにそれぞれ異なる色に設定することも可能である。もう少し複雑な実施形態として、電圧の測定中または測定前に、モジュール１６中の負荷抵抗などの負荷が蓄電池１０に加えられることができる。この場合のモジュール１６の出力値は、印加された負荷の関数となる。 In the embodiment shown in FIG. 2B, the battery test module 16 compares the voltage value between the terminal 12 and the terminal 14 with a plurality of different threshold voltages. And according to the voltage value of the storage battery 10, LED23A-D on the test module 16 lights up a predetermined number. Each LED can correspond to a different threshold value. This threshold value can be set at a desired interval. In addition, the LEDs 23A to 23D can be set to different colors, for example, 23A is a red LED and 23D is a green LED. As a slightly more complex embodiment, a load, such as a load resistance in the module 16, can be applied to the storage battery 10 during or before the voltage measurement. The output value of the module 16 in this case is a function of the applied load.

また別の実施形態では、所定しきい値に到達するまで、テストモジュール１６の出力部２３Ａ〜Ｄを連続的に点灯させる。また、より理想的なユーザインターフェースを提供するために、各ＬＥＤが点灯する間隔をすこし遅延させることも可能である。点灯タイミングは適当でよい。バッテリテストの結果は、出力部２３Ａ〜Ｄにおいて、ユーザがその結果を確認できるような十分な長さの、所望する時間のあいだ保持することもできる。さらに別の実施形態として、テストが終了するまで所定数のＬＥＤを点灯したままに保持する。また、一度に１つのＬＥＤしか点灯させない実施形態も可能である。つまり、これらＬＥＤやしきい値の数は任意で選択すればよいのである。さらに、記号や警告を示すＬＥＤを点灯させて、オペレータに追加の情報を伝達するような実施形態でもよい。 In another embodiment, the output units 23A to 23D of the test module 16 are continuously lit until a predetermined threshold value is reached. In addition, in order to provide a more ideal user interface, it is possible to slightly delay the interval at which each LED is lit. The lighting timing may be appropriate. The result of the battery test can be held in the output units 23A to 23D for a desired time long enough for the user to confirm the result. In yet another embodiment, a predetermined number of LEDs are held on until the test is completed. An embodiment in which only one LED is turned on at a time is also possible. That is, the number of these LEDs and threshold values may be arbitrarily selected. Further, an embodiment in which an LED indicating a symbol or a warning is turned on to transmit additional information to the operator may be used.

図２Ｂの実施形態におけるバッテリテスタの回路は、当業者には自明であるような簡単なコンパレータとタイミング回路とにより実現できる。より複雑な実施形態として、小型マイクロプロセッサの採用も可能である。一般的にバッテリテストモジュール１６の回路は、蓄電池１０から電力が供給される。 The circuit of the battery tester in the embodiment of FIG. 2B can be realized by a simple comparator and timing circuit as will be apparent to those skilled in the art. As a more complicated embodiment, a small microprocessor can be adopted. In general, the circuit of the battery test module 16 is supplied with power from the storage battery 10.

図４には、前記蓄電池１０における、バッテリテストモジュール１６とセル３０との電気接続をより詳細に示す。図中では、セル３０を電池の電気記号で表示してある。バッテリテストモジュール１６は、ケルビン接続３８および４０によって電気化学セル３０に結合している。 FIG. 4 shows the electrical connection between the battery test module 16 and the cell 30 in the storage battery 10 in more detail. In the figure, the cell 30 is indicated by an electric symbol of a battery. Battery test module 16 is coupled to electrochemical cell 30 by Kelvin connections 38 and 40.

前記バッテリテストモジュール１６のマイクロプロセッサーは、後で検索できるように情報をメモリ４４に蓄積できる。例えば、電池の使用履歴および充電履歴に関する情報を、後で取り出せるようメモリに保存しておくことができる。このデータを出力部２２や２４、または、その他の出力部に出力するには、特別なアクセスコードをユーザ入力部に入力すればよい。前記出力が、連続する音色や予め録音された音声などの音響出力であるような実施形態も可能である。また、前記入力部を、特定のボタン列、または、ボタンを押すタイミングで構成することもできる。さらに、この入力部には、ＩＲセンサ、振動センサ、磁気スイッチ、外部装置などに誘導結合する近接レシーバなどを利用することも可能である。前記出力は、外部装置で読み取られるデジタル記号に応じたＬＥＤの点灯により表示できる。他の種類の出力部として、ＩＲリンク、誘導結合などの近接通信技術等によっても実現できる。前記以外の出力技術には、シリアル出力、または、ハードワイヤ出力、ＲＦ出力、光学出力がある。さらに、前記いずれかの通信技術を用いて、遠隔コンピュータまたはその他の回路から入力部２０や２６を経由して受信された入力信号に基きバッテリテストを開始することも可能である。同様の技術を使って、メモリに記憶されている情報のデータ廃棄も実行できる。また、正端子１２および負端子１４にてデータ変調を行い、テストモジュール１６へ出力および入力することもできる。前記データは、バッテリモジュール１６内の送受信回路により受信または送信する。前記データ変調技術については、様々なものが当業者において知られている。さらにまた、蓄電池１０が接続できる外部回路に干渉しない変調技術を選択できるような実施形態も可能である。 The battery test module 16 microprocessor can store information in the memory 44 for later retrieval. For example, information about battery usage history and charging history can be stored in memory for later retrieval. In order to output this data to the output units 22 and 24 or other output units, a special access code may be input to the user input unit. Embodiments in which the output is an acoustic output such as a continuous timbre or pre-recorded voice is also possible. In addition, the input unit may be configured with a specific button row or a timing of pressing a button. Further, an IR sensor, a vibration sensor, a magnetic switch, a proximity receiver that is inductively coupled to an external device, or the like can be used as the input unit. The output can be displayed by turning on an LED corresponding to a digital symbol read by an external device. Another type of output unit can be realized by a proximity communication technique such as IR link or inductive coupling. Other output technologies include serial output, hard wire output, RF output, and optical output. Furthermore, it is also possible to start a battery test based on an input signal received via the input unit 20 or 26 from a remote computer or other circuit using any one of the communication techniques. A similar technique can be used to discard data stored in memory. In addition, data modulation can be performed at the positive terminal 12 and the negative terminal 14 and output and input to the test module 16. The data is received or transmitted by a transmission / reception circuit in the battery module 16. Various data modulation techniques are known to those skilled in the art. Furthermore, an embodiment in which a modulation technique that does not interfere with an external circuit to which the storage battery 10 can be connected can be selected.

前記データの記録／報告技術を使えば、製造者がバッテリの使用状況をモニタすることもできる。例えば、バッテリの故障の原因となるような、バッテリが販売前に長期間にわたって未充電状態で放置されていたかどうかを製造者が判別できる。バッテリ１８の寿命中に発生する様々な事象を日付で特定できるよう、日付データがバッテリテストモジュール１６のマイクロプロセッサに記憶されている場合、前記メモリに記憶されたデータを日付情報に関連付けすることも可能である。メモリ４４に記憶可能なその他の情報には、製造日、バッテリ定格、別のＩＤであるバッテリ通し番号、販売網などがある。 Using the data recording / reporting technology, the manufacturer can also monitor battery usage. For example, the manufacturer can determine whether or not the battery has been left uncharged for a long time before sale, which may cause a battery failure. If date data is stored in the microprocessor of the battery test module 16 so that various events occurring during the life of the battery 18 can be identified by date, the data stored in the memory may be associated with date information. Is possible. Other information that can be stored in the memory 44 includes a date of manufacture, a battery rating, a battery serial number that is another ID, and a sales network.

図４は、本発明の別の実施例を示す。つまり、図４の素子１０は、内部バッテリ３０を備えたスタンバイジャンパ、つまり、補助電源システム１０である。ジャンパケーブルや、その他タバコ点火用アダプターなどの出力部を内部バッテリ３０に結合すれば、自動車の補助電源としても使用可能である。このような装置は、たとえば自動車への短時間の充電や、バッテリの故障した別の自動車の始動、つまり「ジャンプスタート」にも使用できる。前記ような装置は、当業者には公知のものであり、補助蓄電池を備えた一般的に小型で持ち運び可能なものである。この内部電池には、ゲルセル、ＮＩＣＡＤ電池、ニッケル水素電池、または、その他の種類の電池を採用できる。しかしながら、このような補助電源システムの問題点の１つは、ユーザが気付かないうちに内部電池が故障する可能性があることである。つまり、補助電源装置を使用する必要が生じたときに、その電池が壊れてしまっているかもしれないのである。さらにその故障は、正常な電圧値を出力しながら必要な電流がまったく供給できないという、発見しにくいものである可能性がある。しかしながら本発明においては、装置１０に、電池３０をテストするためのテストモジュール１６を装備することもできる。このような実施形態においては、故障していないことを確認するため、ユーザによる定期的な電池３０のテストが実行できるのである。さらに、テストモジュール１６では、定期的なテストの結果、電池３０が故障していた場合には、警告音や点滅ライトにより警告を発する。また、本発明の特徴の１つとして、補助電源システムのテストで使用するバッテリテスタの種類は問わないことである。 FIG. 4 shows another embodiment of the present invention. That is, the element 10 in FIG. 4 is a standby jumper including the internal battery 30, that is, the auxiliary power supply system 10. If an output unit such as a jumper cable or other cigarette ignition adapter is coupled to the internal battery 30, it can also be used as an auxiliary power source for an automobile. Such a device can also be used, for example, for short-time charging of a car or starting another car with a broken battery, ie a “jump start”. Wherein such devices, to those skilled in the known, is capable portable generally small with an auxiliary蓄 battery. As this internal battery, a gel cell, a NICAD battery, a nickel metal hydride battery, or other types of batteries can be adopted. However, one problem with such an auxiliary power system is that the internal battery can fail without the user's knowledge. In other words, when it becomes necessary to use the auxiliary power supply device, the battery may be broken. Furthermore, the failure may be difficult to detect, because the necessary current cannot be supplied at all while outputting a normal voltage value. However, in the present invention, the device 10 may be equipped with a test module 16 for testing the battery 30. In such an embodiment, the user can periodically test the battery 30 to confirm that there is no failure. Further, the test module 16 issues a warning by a warning sound or a blinking light when the battery 30 has failed as a result of the periodic test. Further, as one aspect of the present invention, the type of battery tester for use in the test of the auxiliary power supply system is that it does not matter.

本発明の一つの特徴は、前記バッテリテストモジュールが、図４に示すような時間依存強制関数（time varying forcing function）から得られる信号Ｆを使って得られる電池の測定値、つまり、電池の動的パラメータに基いて、電池の状態を判定できることである。図４の測定結果の信号は、前記動的パラメータの判定に利用できる。動的パラメータとして、例えば、動的コンダクタンス、レジスタンス、インピーダンス、アドミタンスなどがある。別の例では、電池における測定に単一接点を使用することも可能である。 One feature of the present invention is that the battery test module uses a signal F obtained from a time varying forcing function as shown in FIG. That is, the state of the battery can be determined based on the target parameter. The measurement result signal shown in FIG. 4 can be used to determine the dynamic parameter. Examples of the dynamic parameter include dynamic conductance, resistance, impedance, and admittance. In another example, it is also possible to use a single contact point for the measurement of the battery.

メモリ４４などテストモジュール１６に備わるメモリには、電池１０の定格などの電池の固有情報を蓄積できる。これらの情報は、製造過程で永久メモリに取込むことが可能である。そのため、ユーザは電池に関する情報を何も入力する必要がない。前記情報は、バッテリテストの実施、および、電池の質に関する出力値をユーザに提供できる。 The memory provided in the test module 16 such as the memory 44 can store battery specific information such as the rating of the battery 10. These pieces of information can be taken into a permanent memory during the manufacturing process. Therefore, the user does not need to input any information regarding the battery. The information can provide the user with output values relating to battery tests and battery quality.

出力部２２には、視覚的出力器などあらゆる種類の出力器具を採用できる。例えば、２色または３色の発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用してもよい。このＬＥＤの発光色により、良好、不良、低充電量、（低量過ぎるため）測定不能、または、その他の電池状態および測定結果を示せる。また、ＬＥＤの点滅を使って、システムノイズや不良セル、その他の電池状態および測定結果を表示することもできる。ユーザ入力部２０の使用中は、起動されないかぎり回路から電池へのドレイン供給は行われない。しかしながら、スイッチなどの入力部を採用した場合、コストの増加と、高システムノイズ発生中などの不適切な時にユーザがテストを実行しかねないという欠点がある。 Any kind of output device such as a visual output device can be adopted for the output unit 22. For example, two or three color light emitting diodes (LEDs) may be used. The light emission color of this LED can indicate good, bad, low charge, unmeasurable (because it is too low), or other battery conditions and measurement results. In addition, flashing LEDs can be used to display system noise, defective cells, other battery conditions, and measurement results. While the user input unit 20 is in use, drain supply from the circuit to the battery is not performed unless it is activated. However, when an input unit such as a switch is employed, there are disadvantages that the cost may increase and the user may execute a test at an inappropriate time such as when high system noise occurs.

入力部２０を備えない実施形態では、テストモジュール１６を、静止時間、または、テスト実施に適した時間だけ、待機状態にできる。測定結果は、内部メモリに記憶され、定期的に出力部２２／２４で短時間表示される。しかしながら、テストモジュールを長時間作動させると、蓄電池が消耗する。実施形態の１つとして、蓄電池充電中の電圧上昇時に、スタートアップ回路は、テストモジュールを「起動」させるように、トリガされることができる。この回路は、充電終了後など充電が行われていない間は、節電のため「スリープ」モードに入ることができる。 In an embodiment that does not include the input unit 20, the test module 16 can be in a standby state for a quiescent time or a time that is suitable for performing the test. The measurement result is stored in the internal memory and periodically displayed on the output unit 22/24 for a short time. However, if the test module is operated for a long time, the storage battery is consumed. As one embodiment, upon voltage rise during storage battery charging, the startup circuit can be triggered to “wake up” the test module. This circuit can enter a “sleep” mode to save power while charging is not being performed, such as after the end of charging.

本発明によるバッテリテストモジュールは、蓄電池と一体形成されることが好ましい。例えば、前記モジュールは、ハウジング、例えばその上カバー部に取り付けることが可能である。その他の実施形態として、前記モジュールをハウジング体に内蔵したり、ハウジング体内の個別の仕切部分に収容したりしても構わない。前記ケルビン接続は、外部または内部の導線を介して前記電池の端子に結合できる。 The battery test module according to the present invention is preferably formed integrally with the storage battery. For example, the module can be attached to a housing, for example an upper cover part thereof. As other embodiments, the module may be built in the housing body or housed in an individual partition portion in the housing body. The Kelvin connection can be coupled to the battery terminals via external or internal leads.

前記テスト回路とテストモジュールは、当然、蓄電池の収納体の変更を必要としない技術を含む、あらゆる技術を用いて前記蓄電池に取付け可能である。例えば、ボルトを使った蓄電池の電極への固定や、電極への圧着つまり「トラップ」構造による固定が利用できる。このように、前記回路は、既存のバッテリに随意に取り付けることが可能なのである。 Naturally, the test circuit and the test module can be attached to the storage battery using any technique including a technique that does not require a change in the storage body of the storage battery. For example, fixing of the storage battery to the electrode using bolts, or crimping to the electrode, that is, fixing by a “trap” structure can be used. Thus, the circuit can be optionally attached to an existing battery.

さらに、本発明の特徴として、冷クランク電流（cold cranking amps；ＣＣＡ）などの電池の状態に関するデータ出力の提供、および／または、電池への結合のためのケルビン接続の使用が可能な、電池と一体型形成または電池に半永久的に固定されたあらゆるテスタを提供する。 In addition, as a feature of the present invention, a battery capable of providing data output regarding battery status, such as cold cranking amps (CCA), and / or using a Kelvin connection for coupling to the battery, Provide any tester that is monolithic or semi-permanently secured to the battery.

図５は、テストモジュール１６の簡略化された回路図である。図中のモジュール１６は蓄電池１０に接続されており、本発明の実施例にしたがって作動し、蓄電池１０のコンダクタンス（Ｇ_BAT）と、端子１２と１４との間の電圧電位（Ｖ_BAT）とを測定する。モジュール１６には、電流源５０、差動増幅器５２、アナログ／デジタル変換器５４、および、マイクロプロセッサ５６が備わる。増幅器５２は、キャパシタＣ₁およびＣ₂を介して蓄電池１０に容量接続している。また、増幅器５２は、アナログ／デジタル変換器５４の入力部に接続する出力部を備える。マイクロプロセッサ５６は、システムクロック５８、メモリ６０、視覚出力部６２、アナログ／デジタル変換器５４とに接続している。さらに、マイクロプロセッサ５６は、入力装置２６からの入力信号を受信する機能も備えている。また前記プロセッサには、入力／出力（Ｉ／Ｏ）ポート６７が備わっている。 FIG. 5 is a simplified circuit diagram of the test module 16. The module 16 in the figure is connected to the storage battery 10 and operates according to the embodiment of the present invention. The module 16 conducts the conductance (G _BAT ) of the storage battery 10 and the voltage potential (V _BAT ) between the terminals 12 and 14. taking measurement. The module 16 includes a current source 50, a differential amplifier 52, an analog / digital converter 54, and a microprocessor 56. The amplifier 52 is capacitively connected to the storage battery 10 via capacitors C ₁ and C ₂ . The amplifier 52 includes an output unit connected to the input unit of the analog / digital converter 54. The microprocessor 56 is connected to the system clock 58, the memory 60, the visual output unit 62, and the analog / digital converter 54. Further, the microprocessor 56 has a function of receiving an input signal from the input device 26. The processor also has an input / output (I / O) port 67.

実際の動作において、電流源５０は、マイクロプロセッサ５６で制御され、図５の矢印で示した方向に電流を供給する。実施形態では、この電流が方形波またはパルス波形をもつ。差動増幅器５２は、蓄電池１０の端子２２と２４にそれぞれキャパシタＣ₁とＣ₂を介して接続しており、端子１２と１４との間の電圧の電位差に関する出力を行う。増幅器５２が高入力インピーダンスをもつような好適実施形態も可能である。回路１６には、端子１４と１２にそれぞれ接続された反転および非反転入力端を有する差動増幅器７０が備わる。この増幅器７０は、端子１２と１４との間の蓄電池１０の開回路の電位圧（Ｖ_BAT）を測定するために、接続されている。増幅器７０の出力は、マイクロプロセッサ５６で端子１２と１４との間の電圧を測定するために、アナログ／デジタル変換器５４へ送られる。 In actual operation, the current source 50 is controlled by the microprocessor 56 and supplies current in the direction indicated by the arrow in FIG. In embodiments, this current has a square wave or pulse waveform. The differential amplifier 52 is connected to the terminals 22 and 24 of the storage battery 10 via capacitors C ₁ and C ₂ , respectively, and outputs an output related to the voltage difference between the terminals 12 and 14. Preferred embodiments are also possible in which amplifier 52 has a high input impedance. Circuit 16 includes a differential amplifier 70 having inverting and non-inverting inputs connected to terminals 14 and 12, respectively. This amplifier 70 is connected to measure the open circuit potential voltage (V _BAT ) of the storage battery 10 between the terminals 12 and 14. The output of amplifier 70 is sent to analog / digital converter 54 for microprocessor 56 to measure the voltage between terminals 12 and 14.

モジュール１６は、ケルビン接続で知られる４端子接続技術により、蓄電池１０に接続されている。このケルビン接続により、電流Iは第１対端子を経由して蓄電池１０へ流れ、端子１２と１４の間の電圧Ｖが第２対接続端子にて測定される。増幅器５２にはわずかな電流しか流れないため、入力部から増幅器５２における電圧降下は、バッテリ１２の端子１２と１４との間の電圧降下とほぼ同等である。差動増幅器５２の出力信号は、デジタル形式に変換され、マイクロプロセッサ５６へ入力される。マイクロプロセッサ５６は、システムクロック５８で定められた周波数で、メモリ６０に記憶されたプログラム指示に従って動作する。 The module 16 is connected to the storage battery 10 by a four-terminal connection technique known as Kelvin connection. With this Kelvin connection, the current I flows to the storage battery 10 via the first pair terminal, and the voltage V between the terminals 12 and 14 is measured at the second pair connection terminal. Since only a small amount of current flows through the amplifier 52, the voltage drop across the amplifier 52 from the input is approximately the same as the voltage drop across the terminals 12 and 14 of the battery 12. The output signal of the differential amplifier 52 is converted into a digital format and input to the microprocessor 56. The microprocessor 56 operates at a frequency determined by the system clock 58 according to program instructions stored in the memory 60.

マイクロプロセッサ５６は、電流源５０を使って電流パルスＩを流すことにより、蓄電池１０のコンダクタンスを決定する。また、該マイクロプロセッサは、増幅器５２とアナログ／デジタル変換器５４とを使って、電流パルスＩによるバッテリ電圧の変化を測定する。電流源５０で生成される電流Ｉの値は公知のものであり、メモリ６０に記憶されている。一実施形態として、蓄電池１０に負荷をかけることで電流Ｉを生成することもできる。マイクロプロセッサ５６では、下記の式により蓄電池１０のコンダクタンスを算出する。

コンダクタンス＝Ｇ_BAT＝ΔＩ／ΔＶ（式１）

ただし、ΔＩは、電流源５０により蓄電池１０を流れる電流の変動値であり、ΔＶは、電流ΔＩが流れることによる蓄電池の電圧の変動値である。蓄電池１０に温度センサ６２を熱接続して、蓄電池における測定を補正することも可能である。この温度測定値は、後で検索できるようメモリ６０に記憶しておいても構わない。 The microprocessor 56 determines the conductance of the storage battery 10 by flowing the current pulse I using the current source 50. The microprocessor also uses the amplifier 52 and the analog / digital converter 54 to measure the change in battery voltage due to the current pulse I. The value of the current I generated by the current source 50 is a known value and is stored in the memory 60. As one embodiment, the current I can be generated by applying a load to the storage battery 10. In the microprocessor 56, the conductance of the storage battery 10 is calculated by the following equation.

Conductance = G _BAT = ΔI / ΔV (Formula 1)

However, ΔI is a fluctuation value of the current flowing through the storage battery 10 by the current source 50, and ΔV is a fluctuation value of the voltage of the storage battery due to the current ΔI flowing. It is also possible to correct the measurement in the storage battery by thermally connecting the temperature sensor 62 to the storage battery 10. This temperature measurement value may be stored in the memory 60 so that it can be retrieved later.

本発明は、テストモジュール１６に、蓄電池の充電／放電電流値を測定する電流センサ６３を備えるような実施形態も可能である。この蓄電池の電流測定値は、蓄電池１０の健全性や充電状態を比較的正確に判定するために、マイクロプロセッサ５６で処理される。 In the present invention, an embodiment in which the test module 16 includes a current sensor 63 that measures the charge / discharge current value of the storage battery is also possible. This measured current value of the storage battery is processed by the microprocessor 56 in order to determine the soundness and charge state of the storage battery 10 relatively accurately.

図６は、図２Ｂに示すモジュール１６の一実施形態の概略図である。コンパレータ９０では、定期的に電圧測定値を複数の参照数値と比較し、それに応じて蓄電池１０の状態を表示できるようＬＥＤ２３Ａ〜Ｄを駆動させる。この表示装置は、スイッチやその他の設定により実現または作動できる。なお、これまで示した図におけるすべての特徴と説明は、別の適切な構造にも適用できるもので、ここに挙げた特定の実施例のみに限定されるものではない。 FIG. 6 is a schematic diagram of one embodiment of the module 16 shown in FIG. 2B. The comparator 90 periodically compares the voltage measurement value with a plurality of reference numerical values, and drives the LEDs 23A to 23D so that the state of the storage battery 10 can be displayed accordingly. This display device can be realized or activated by a switch or other settings. It should be noted that all features and descriptions in the figures shown so far are applicable to other suitable structures and are not limited to the specific examples given here.

本発明の特徴の１つは、バッテリテストモジュール１６が、自動車の製造過程および／または搬送中でも使用できることである。モジュール１６は、自動車製造工程において、蓄電池１０に装着可能である。自動車が組立ラインを移動する間には、例えばラジオがオンになる、スタータが駆動する、ヘッドライトが点灯するといったように、多様な負荷が電気システムに加わる。このときバッテリが放電した場合にはモジュール１６が表示を出すので、ディーラへ搬入したり顧客に販売する前に、再充電（故障、または、故障しそうな場合は交換）しなくてはならない。モジュール１６は、蓄電池１０が放電し再充電が必要であることを示す、視覚的出力などの出力を行う。 One feature of the present invention is that the battery test module 16 can be used during the manufacturing process and / or transportation of the automobile. The module 16 can be attached to the storage battery 10 in the automobile manufacturing process. While the automobile moves through the assembly line, various loads are applied to the electrical system, for example, the radio is turned on, the starter is driven, and the headlight is turned on. At this time, if the battery is discharged, the module 16 gives an indication, so it must be recharged (failed or replaced if it is likely to fail) before being delivered to the dealer or sold to the customer. The module 16 provides an output, such as a visual output, that indicates that the storage battery 10 has been discharged and needs to be recharged.

モジュール１６を、特定の蓄電池１０の定格に基く情報を記憶するように設定することも可能である。この情報はバッテリテストにおいて、蓄電池の再充電が必要かどうかを判断するのに使用できる。モジュール１６は、自動車の組立てや搬入が終わると蓄電池１０から取り外しでき、組立ラインの別の車両に接続し直して再使用することができる。 It is also possible to set the module 16 to store information based on the rating of a specific storage battery 10. This information can be used in a battery test to determine whether the battery needs to be recharged. The module 16 can be detached from the storage battery 10 after the automobile has been assembled and loaded, and can be reconnected to another vehicle on the assembly line for reuse.

車両の製造過程や運搬中に使用されるモジュールを含む本発明の様々な実施例においても、モジュール１６は、単数または複数の彩色ＬＥＤにより、簡単な合格／不合格の視覚出力を提供できる。また、ＩＲ、ＲＦ、外部データバスまたは接続を介して車両のデータバスに接続して、追加データを別の装置へ出力させることも可能である。また、バッテリの温度、使用履歴、サイクル履歴などに関する情報等の追加データを、後で検索できるよう記憶しておける。前記データは、タイムスタンプ処理または日付スタンプ処理をして、車両製造中に発生しがちな共通の故障を診断するのにも使用できる。シリアル番号、複数の蓄電池特性、自己学習機能などの追加情報も、メモリに記憶することができる。 In various embodiments of the present invention, including modules used during vehicle manufacturing and transportation, the module 16 can provide simple pass / fail visual output by means of one or more colored LEDs. It is also possible to connect to the vehicle data bus via IR, RF, external data bus or connection to output additional data to another device. Also, additional data such as information on battery temperature, usage history, cycle history, etc. can be stored for later retrieval. The data can also be time stamped or date stamped to diagnose common faults that tend to occur during vehicle manufacture. Additional information such as serial number, battery characteristics, and self-learning function can also be stored in the memory.

一般的に、モジュール１６において実行される測定や算定は、タイムスタンプ処理または日付スタンプ処理することが可能である。このタイムスタンプ処理や日付スタンプ処理された情報に基いて、モジュール１６は、車両に装着後の蓄電池の未使用期間、蓄電池の在庫期間、蓄電池が完全に放電状態にあった期間等に関するデータ出力を行う。 In general, the measurements and calculations performed in module 16 can be time stamped or date stamped. Based on the time stamped or date stamped information, the module 16 outputs data regarding the unused period of the storage battery after it is installed in the vehicle, the storage battery inventory period, the period when the storage battery was completely discharged, etc. Do.

図７は、本発明による蓄電池の別の実施形態を示す。図７に示す複数の部品は、図１〜図６に示したものと同様であるため、同じ参照番号を付けてある。加えて図７には、テストモジュール１６がそれぞれ通信リンク９１と９３を介して通信可能な、遠隔に設置した出力部９２および入力部９４も示す。テストモジュール１６は、出力部２２／２４、および／または、遠隔出力装置９２へ、蓄電池状態の情報を出力できる。前記遠隔出力装置として、ゲージ、メータ、スピーカなどのあらゆる出力装置を採用できる。遠隔出力装置９２は、例えば、蓄電池１０を装備する車の運転席や、ダッシュボードなどに設置してもよい。前記遠隔出力装置９２は、アナログ出力装置やデジタル出力装置であっても構わない。通信リンク９１には、ワイヤレス通信リンク、結線通信リンク、光通信リンクなど、あらゆるタイプの通信リンクの使用が可能である。また、通信リンク９１は、コントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）バス、ローカルインターコネクトネットワーク（ＬＩＮ）バスなど、車両搭載バスであってもよい。テストモジュール１６は、通信リンク９１および遠隔出力装置９２の種類に応じた形式で、テスト状況の情報を遠隔出力部９２へ送信できる。つまり、テスト状況の情報は、アナログ形式、デジタル形式、ＲＦ信号形式、ＩＲ信号、音響信号などで伝送可能なのである。また、テストモジュール１６は、通信リンク９３を介して、遠隔入力装置９４から起動信号を受信することができる。前記通信リンク９１と同様に通信リンク９３は、遠隔入力部９４からテストモジュール１６への起動信号を伝送できる通信リンクであれば、どんなものでも構わない。例えば、通信リンク９３を介してテストモジュール１６に起動信号を発信するような、遠隔地に設置された押しボタン式起動装置で入力部９４を構成できる。また、蓄電池１０を装備した車両が走行または停止すると、遠隔入力部９４が自動的に起動信号を発信するような例でも構わない。この起動信号は、ＲＦ信号、ＩＲ信号、音響信号、デジタル信号、ＣＡＮバス信号、ＬＩＮバス信号などの形式であってもよい。前記遠隔入力部９４は、蓄電池１０を装備した車の運転席やダッシュボードなどに設置することができる。入力部２０／２６には、所定時間を過ぎると起動信号を発信するよう設定されたタイミングコントローラを装備してもよい。また、遠隔入力部９４にも、所定時間を過ぎると起動信号を発信するよう設定されたタイミングコントローラを装備できる。テストモジュール１６は、通信リンク９１を介して、蓄電池状態の履歴情報を遠隔出力装置９２へ伝送することも可能である。本発明の実施形態では、蓄電池のテスト装置を、テストモジュール１６、通信リンク９１および９３、遠隔出力装置９２、遠隔入力装置９４で構成しても構わない。 FIG. 7 shows another embodiment of a storage battery according to the present invention. The parts shown in FIG. 7 are the same as those shown in FIG. 1 to FIG. In addition, FIG. 7 also shows remotely installed output unit 92 and input unit 94 with which test module 16 can communicate via communication links 91 and 93, respectively. The test module 16 can output information on the storage battery state to the output unit 22/24 and / or the remote output device 92. As the remote output device, any output device such as a gauge, a meter, and a speaker can be adopted. The remote output device 92 may be installed, for example, in a driver's seat of a car equipped with the storage battery 10 or a dashboard. The remote output device 92 may be an analog output device or a digital output device. As the communication link 91, any type of communication link such as a wireless communication link, a wired communication link, and an optical communication link can be used. The communication link 91 may be a vehicle-mounted bus such as a controller area network (CAN) bus or a local interconnect network (LIN) bus. The test module 16 can transmit test status information to the remote output unit 92 in a format corresponding to the types of the communication link 91 and the remote output device 92. That is, the test status information can be transmitted in an analog format, a digital format, an RF signal format, an IR signal, an acoustic signal, or the like. The test module 16 can also receive an activation signal from the remote input device 94 via the communication link 93. Similar to the communication link 91, the communication link 93 may be any communication link that can transmit an activation signal from the remote input unit 94 to the test module 16. For example, the input unit 94 can be configured by a push button type activation device installed in a remote place that transmits an activation signal to the test module 16 via the communication link 93. Further, when the vehicle equipped with the storage battery 10 travels or stops, an example in which the remote input unit 94 automatically transmits an activation signal may be used. This activation signal may be in the form of an RF signal, an IR signal, an acoustic signal, a digital signal, a CAN bus signal, a LIN bus signal, or the like. The remote input unit 94 can be installed in a driver's seat or dashboard of a car equipped with the storage battery 10. The input unit 20/26 may be equipped with a timing controller that is set to send an activation signal after a predetermined time. The remote input unit 94 can also be equipped with a timing controller that is set to send an activation signal after a predetermined time. The test module 16 can also transmit the storage battery status history information to the remote output device 92 via the communication link 91. In the embodiment of the present invention, the storage battery test device may be constituted by the test module 16, the communication links 91 and 93, the remote output device 92, and the remote input device 94.

図８は、異なる出力部に伝送された蓄電池状態の情報内容を示すブロック図である。図８に示すように、蓄電池状態の情報９６には、ブロック９７に表示されるリアルタイムの測定値（バッテリ電流値、電圧値など）と算出結果、および、ブロック９８に表示されるメモリ４４に記憶された測定値と結果とがある。バッテリテストモジュール１６は、蓄電池状態の情報９６を、出力部２２、２４、９２など別々の出力部に伝送することもできる。 FIG. 8 is a block diagram showing information contents of storage battery states transmitted to different output units. As shown in FIG. 8, the storage battery state information 96 includes real-time measurement values (battery current values, voltage values, etc.) displayed in the block 97 and calculation results, and the memory 44 displayed in the block 98. Measured values and results. The battery test module 16 can also transmit the storage battery state information 96 to separate output units such as the output units 22, 24, and 92.

図９は、本発明のさらに別の実施形態である一体型バッテリテストモジュールを備えた蓄電池を示す。なお、図９中の図１〜図７に示すものと同様の部品には、同じ番号を付けてある。図９には、テストモジュール１６が通信リンク１０２を介して通信できる、外部蓄電池チャージャ／テスタ１００も示してある。 FIG. 9 shows a storage battery including an integrated battery test module according to still another embodiment of the present invention. In addition, the same number is attached | subjected to the components similar to what is shown in FIGS. 1-7 in FIG. Also shown in FIG. 9 is an external battery charger / tester 100 with which the test module 16 can communicate via the communication link 102.

通信リンク１０２は、通信リンク９１と９３（図７）で説明したように、あらゆる形式の結線リンクまたはワイヤレスリンクであってもよく、テストモジュール１６からの蓄電池状態の情報を、外部の蓄電池チャージャ／テスタ１００に伝送する機能をもつ。さらに、通信リンク１０２を介して、外部の蓄電池チャージャ／テスタ１００からのデータをテストモジュール１６で受信することもできる。また、蓄電池状態の情報に、蓄電池１０の品質保証コードを含むような実施例も可能である。この品質保証コードは、テストモジュール１６または外部の蓄電池チャージャ／テスタ１００で決定できる。バッテリモジュール１６は、さらに、蓄電池状態の履歴情報を、メモリ４４から外部の蓄電池チャージャ／テスタ１００へ伝送する機能ももつ。前述のように、この履歴情報は、蓄電池の使用状態をモニタし、蓄電池の寿命期間で発生する様々な出来事の記録を保持するのに利用できる。本発明の別の実施形態として、バッテリテストモジュール１６に、外部の蓄電池チャージャ／テスタ１００の計算アルゴリズムとほぼ同様で、互換性のある１つまたは複数の計算アルゴリズムを実行させることも可能である。さらに別の実施例として、前記互換性計算アルゴリズムで、蓄電池１００の健全性や充電状態を判断することもできる。このような計算アルゴリズムの互換性により、テストモジュール１６と外部の蓄電池チャージャ／テスタ１００との間での、中間計算や計算結果の交換が可能となる。これらの交換された中間値や計算結果は、テストモジュール１６と外部の蓄電池チャージャ／テスタ１００で追加の計算を行うために使用されることができる。 The communication link 102 may be any type of wired link or wireless link, as described in communication links 91 and 93 (FIG. 7), and the battery status information from the test module 16 is transferred to an external battery charger / It has a function to transmit to the tester 100. Furthermore, data from an external battery charger / tester 100 can be received by the test module 16 via the communication link 102. Moreover, the Example which includes the quality assurance code | symbol of the storage battery 10 in the information of a storage battery state is also possible. This quality assurance code can be determined by the test module 16 or the external battery charger / tester 100. The battery module 16 further has a function of transmitting storage battery state history information from the memory 44 to an external storage battery charger / tester 100. As described above, this history information can be used to monitor the usage state of the storage battery and keep a record of various events that occur during the life of the storage battery. As another embodiment of the present invention, it is possible to have the battery test module 16 execute one or more compatible calculation algorithms that are substantially similar to the calculation algorithm of the external battery charger / tester 100. As yet another embodiment, the soundness and state of charge of the storage battery 100 can be determined by the compatibility calculation algorithm. Such compatibility of calculation algorithms enables intermediate calculations and exchange of calculation results between the test module 16 and the external storage battery charger / tester 100. These exchanged intermediate values and calculation results can be used to perform additional calculations in the test module 16 and the external battery charger / tester 100.

前述した本発明の実施形態では、前記テストモジュールについて、例えば蓄電池の電極にボルトで脱着可能に取り付けられた、または、バッテリに半永久的に固定された装置であると説明してきた。これらの実施形態におけるバッテリテストモジュールは、通常、電子部品が搭載された固体プリント基板（ＰＣＢ）を備えているため、そのサイズは比較的大きい。一般的に、前記ようなバッテリテストモジュールにバッテリハウジング体を一体化させるには、バッテリケースやハウジング体の変更が必要がある。さらに、蓄電池は外部寸法に基いてサイズ分類されているため、比較的大きいバッテリテストモジュールを取付けると、その蓄電池のサイズ分類が変ってしまうことがある。そのため、前記バッテリテストモジュールは、蓄電池と別個の部品である従来のものよりも優れた点があるにも関わらず、その製造および搭載にかかるコストが高くなってしまう。そこで、バッテリケースの変更が不用で、蓄電池サイズ分類に影響せず、どのようなサイズ分類の蓄電池にも取り付け可能な本発明の実施形態について、図１０を用いて説明する。 In the above-described embodiment of the present invention, the test module has been described as an apparatus that is detachably attached to an electrode of a storage battery, for example, or is semi-permanently fixed to a battery. Since the battery test modules in these embodiments usually include a solid printed circuit board (PCB) on which electronic components are mounted, the size thereof is relatively large. Generally, in order to integrate the battery housing body into the battery test module as described above, it is necessary to change the battery case and the housing body. Furthermore, since the storage batteries are sized according to external dimensions, the size classification of the storage battery may change if a relatively large battery test module is installed. Therefore, although the said battery test module has the point superior to the conventional thing which is a separate component from a storage battery, the cost concerning the manufacture and mounting will become high. Therefore, an embodiment of the present invention that can be attached to a storage battery of any size classification without changing the battery case and not affecting the storage battery size classification will be described with reference to FIG.

図１０は、バッテリテストモジュール１０４を装着した蓄電池１０の側面図である。この実施形態におけるバッテリテストモジュール１０４の構成部品は、前記バッテリテストモジュール１６のものと同様の機能をもつ。しかしながら、バッテリテストモジュール１０４は、フレキシブル回路技術および／またはフリップチップ技術により形成され、埋込み電子部品を備えた柔軟性のある「バッテリラベル」形式である。そのため、バッテリテストモジュール１０４は、ワンサイズで製造でき、どんな分類サイズの蓄電池のハウジング体の壁面にも装着可能である。さらに、このモジュール１０４は比較的薄いラベル形状であるため、モジュールを装着するバッテリの寸法つまり分類サイズの変更は必要ない。前述した利点により、バッテリテストモジュール１０４は、比較的低コストで大量生産が可能なのである。バッテリテストモジュール１０４を蓄電池１０に機械的および電気的に接続する技術については、図１１に関連して以下に説明する。 FIG. 10 is a side view of the storage battery 10 to which the battery test module 104 is attached. The components of the battery test module 104 in this embodiment have the same functions as those of the battery test module 16. However, the battery test module 104 is formed of flexible circuit technology and / or flip chip technology and is in the form of a flexible “battery label” with embedded electronic components. Therefore, the battery test module 104 can be manufactured in one size and can be mounted on the wall surface of the storage battery housing body of any classification size. Further, since the module 104 has a relatively thin label shape, it is not necessary to change the size of the battery into which the module is mounted, that is, the classification size. Due to the advantages described above, the battery test module 104 can be mass-produced at a relatively low cost. A technique for mechanically and electrically connecting the battery test module 104 to the storage battery 10 will be described below with reference to FIG.

図１１は、図１０の蓄電池１０の上側平面図である。図から分るように、バッテリテストモジュール１０４は、テストモジュール１６（図２Ａ）のものと同様の部品から構成されているが、テストモジュール１０４は複数の柔軟層から形成されている。このバッテリテストモジュール１０４は、番号１０６と１０８で示す「トラップ」構造により、蓄電池電極１２および１４に嵌合されている。電極つまり端子の把持部１０６と１０８は、バッテリテストモジュール１０４中の溝からなり、電極１２と１４に電気接続できるように、その溝に出っ張る導電歯部が設けられている。バッテリテストモジュール１０４の把持部は、異なる蓄電池サイズの電極に接続できるよう弾力性をもたせても構わない。また、このテストモジュール１０４の底面を、適当な接着剤で蓄電池１０の表面に接着することもできる。別の実施形態として、バッテリテストモジュール１０４の第１部分を蓄電池のハウジング体の表面に接着し、その残りの部分を湾曲させて前記ハウジング体の側面に接着することも可能である。さらに、バッテリテストモジュール１０４が、バッテリハウジング体の外面（上面と側面）上の凸凹と整合できるよう薄く柔軟性をもつような実施形態でも構わない。本発明のさらに別の実施形態として、バッテリテストモジュール１０４を蓄電池１０のハウジング体に半永久的に接着することもできる。またさらに、バッテリテストモジュール１０４を、蓄電池１０のハウジング体に一時的に固定したり、または、随意に脱着可能とする実施形態も可能である。 FIG. 11 is an upper plan view of the storage battery 10 of FIG. As can be seen, the battery test module 104 is composed of parts similar to those of the test module 16 (FIG. 2A), but the test module 104 is formed from a plurality of flexible layers. The battery test module 104 is fitted to the storage battery electrodes 12 and 14 by a “trap” structure indicated by numbers 106 and 108. The electrode or terminal gripping portions 106 and 108 are formed of grooves in the battery test module 104, and are provided with conductive teeth protruding from the grooves so as to be electrically connected to the electrodes 12 and 14. The grip portion of the battery test module 104 may be elastic so that it can be connected to electrodes of different storage battery sizes. Further, the bottom surface of the test module 104 can be bonded to the surface of the storage battery 10 with an appropriate adhesive. In another embodiment, the first portion of the battery test module 104 can be adhered to the surface of the housing body of the storage battery, and the remaining portion can be curved and adhered to the side surface of the housing body. Furthermore, the battery test module 104 may be thin and flexible so that it can be aligned with the irregularities on the outer surface (upper surface and side surface) of the battery housing body. As still another embodiment of the present invention, the battery test module 104 can be semi-permanently bonded to the housing body of the storage battery 10. Still further, an embodiment in which the battery test module 104 is temporarily fixed to the housing body of the storage battery 10 or can be optionally detached is possible.

図１２は、テストモジュール１０４の実施形態の部分断面図である。図から分るように、テストモジュール１０４は、熱拡散層１１０、接着層１１２、フレキシブル基板１１４、フレキシブル回路１１６、保護層１１８からなる多層構造をもつ。バッテリテストを実行するためにテストモジュール１０４を起動させる押しボタン２０などの部品は、フレキシブル回路１１６の表面に載置され、演算増幅器５２および７０とマイクロプロセッサ５６などの部品はフレキシブル回路の底面に設置されており、フレキシブル基板１１４と封止材１２４にて支持されている。増幅器５２と７０、マイクロプロセッサ５６のような部品を封止することで、テストモジュール１０４の強度が向上し、部品にかかるストレスが軽減される。増幅器５２、７０、およびマイクロプロセッサ５６などの部品は、フリップチップ技術、表面搭載技術、その他当業者に公知の工業技術、または将来開発される技術により、フレキシブル回路１１６に搭載しても構わない。前記部品の搭載にフリップチップ技術を採用する例は、米国特許第６，４１０，４１５号、『フリップチップ搭載技術』で解説してある。 FIG. 12 is a partial cross-sectional view of an embodiment of the test module 104. As can be seen from the figure, the test module 104 has a multilayer structure including a thermal diffusion layer 110, an adhesive layer 112, a flexible substrate 114, a flexible circuit 116, and a protective layer 118. Components such as the push button 20 that activates the test module 104 to perform the battery test are placed on the surface of the flexible circuit 116, and components such as the operational amplifiers 52 and 70 and the microprocessor 56 are installed on the bottom surface of the flexible circuit. It is supported by a flexible substrate 114 and a sealing material 124. By sealing components such as the amplifiers 52 and 70 and the microprocessor 56, the strength of the test module 104 is improved and stress applied to the components is reduced. Components such as the amplifiers 52 and 70 and the microprocessor 56 may be mounted on the flexible circuit 116 by flip chip technology, surface mounting technology, other industrial technology known to those skilled in the art, or technology developed in the future. An example of adopting the flip chip technology for mounting the components is described in US Pat. No. 6,410,415, “Flip Chip Mounting Technology”.

フレキシブル回路１１６は多層構造であって、前述のようにその上にはレジスタや（２０のような）押しボタンのような部品が形成され、（増幅器５２、７０、およびマイクロプロセッサ５６などの）他の部品が搭載されている。フレキシブル回路の形成法の一例は、米国特許第６，１５０，０７１号、『フレックス回路アプリケーションの製造工程』に説明されている。 The flexible circuit 116 is a multi-layered structure on which components such as registers and push buttons (such as 20) are formed as described above, and others (such as the amplifiers 52 and 70 and the microprocessor 56). The parts are mounted. An example of a method for forming a flexible circuit is described in US Pat. No. 6,150,071, “Manufacturing Process for Flex Circuit Application”.

図１２に関連したテストモジュール１０４の実施形態は、本発明の一実施例にすぎない。本発明の本質や範囲から逸脱することなく、これらの層の数や種類の変更や、（２０、５２、５６、７０などの）部品の異なる層への配置、および、各層の形成には別の適当な素材（混合材でもよい）を使用することも可能である。 The embodiment of test module 104 associated with FIG. 12 is only one example of the present invention. Without departing from the essence and scope of the present invention, the number and type of these layers can be changed, the components (such as 20, 52, 56, 70) can be placed on different layers, and the formation of each layer can be different. It is also possible to use a suitable material (may be a mixed material).

本発明について、好適な実施形態を参照しながら説明してきたが、本発明の本質と範囲から逸脱することなく、その形式と細部への変更が可能であることは当業者にとって明白であろう。なお、蓄電池１０については、複数の電気化学セルを備えた形態で説明してきたが、単体の電気化学セルからなる蓄電池１０を採用する実施形態も可能であることを付け加えておく。 Although the present invention has been described with reference to preferred embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that changes can be made in form and detail without departing from the spirit and scope of the invention. In addition, although the storage battery 10 has been described in a form including a plurality of electrochemical cells, it is added that an embodiment employing the storage battery 10 including a single electrochemical cell is also possible.

本発明によるバッテリテストモジュールを備えた蓄電池の側面図である。It is a side view of the storage battery provided with the battery test module by this invention. 図１の蓄電池の上側平面図である。It is an upper side top view of the storage battery of FIG. 図１の蓄電池の上側平面図である。It is an upper side top view of the storage battery of FIG. 図１および図２の蓄電池を、図２中の点線３に沿って切断した側断面図である。It is the sectional side view which cut | disconnected the storage battery of FIG. 1 and FIG. 2 along the dotted line 3 in FIG. 本発明による蓄電池を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the storage battery by this invention. 本発明の実施形態の１つを示す回路図である。It is a circuit diagram showing one of the embodiments of the present invention. 本発明の別の実施形態を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows another embodiment of this invention. 本発明の別の実施形態による蓄電池を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the storage battery by another embodiment of this invention. バッテリテストモジュールから発信される多様なバッテリテスト状況の情報を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the information of the various battery test situations transmitted from a battery test module. 本発明の一実施形態による外部チャージャ／テスタと通信可能なバッテリテストモジュールを備えた蓄電池を示す概略ブロック図である。1 is a schematic block diagram illustrating a storage battery including a battery test module capable of communicating with an external charger / tester according to an embodiment of the present invention. バッテリテストモジュールを装着する蓄電池の側面図である。It is a side view of the storage battery which mounts a battery test module. 図１０の蓄電池の上側平面図である。It is an upper side top view of the storage battery of FIG. 前記テストモジュールの部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of the test module.

Explanation of symbols

１０……蓄電池、１２……正（＋）端子、１４……負（−）端子、１６……バッテリテストモジュール、１８……ハウジング体、２０……オプション入力部、２２，２４……オプション出力部、２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ……一列に配置された出力部、３０……セル、３２，３４，３６……導線、３８，４０……ケルビン接続 10 ... Storage battery, 12 ... Positive (+) terminal, 14 ... Negative (-) terminal, 16 ... Battery test module, 18 ... Housing body, 20 ... Option input section, 22, 24 ... Option output , 23A, 23B, 23C, 23D ... Outputs arranged in a row, 30 ... Cell, 32, 34, 36 ... Conductor, 38, 40 ... Kelvin connection

Claims

A storage battery,
A storage battery housing body;
At least one electrochemical cell in the storage battery housing electrically connected in series with the positive and negative terminals of the storage battery;
A first Kelvin connection coupled to the positive terminal of the storage battery;
A second Kelvin connection coupled to the negative terminal of the storage battery;
A flexible multi-layer structure having electronic components electrically connected to the positive and negative terminals via the first and second Kelvin connections, respectively, fixed to the storage battery housing body and embedded; A storage battery test module,
It consists of an output part from the storage battery test module formed so as to be able to output storage battery state information,
The flexible multilayer structure includes a heat diffusion layer, a flexible substrate, a flexible circuit, the electronic component supported by the flexible substrate and a sealing material between the flexible substrate and the flexible circuit, and a surface of the flexible circuit. A storage battery formed by sequentially forming a push button for activating the test module placed on and a protective layer covering the push button .

Acid battery according to claim 1 including a display device for the battery test module outputs said battery status information.

The battery of claim 1, battery test module is secured to the battery housing member with an adhesive.

The battery test module, wherein so as to be electrically connected between the battery and the battery test module, battery of claim 1 comprising a perfect fit groove on the positive and negative terminals.

Gripper of the battery test module, with a connection to the battery components of different sizes, the storage battery of claim 1 has elasticity.

The battery test module, battery of claim 1 having a flexible covering both sides of the battery housing member.

The battery test module, battery of claim 1 having flexibility consistent with irregularities of the outer surface of the battery housing member.

The battery test module, battery according to claim 1 which is fixed to substantially the battery housing member.

The battery test module, battery according selectively removable claim 1 from the battery housing member.