專利名稱：夾子及蓄電池測(cè)試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種夾子及蓄電池測(cè)試儀，尤其涉及夾住立設(shè)于蓄電池的外部端子、 確保其與外部端子實(shí)現(xiàn)電氣連接的夾子及具備該夾子的蓄電池測(cè)試儀。
背景技術(shù)：
蓄電池廣泛應(yīng)用于不間斷電源(UPS)、應(yīng)急燈、應(yīng)急廣播設(shè)備、電話交換機(jī)、通信設(shè) 備基站等處置緊急情況的應(yīng)急設(shè)備以及汽車、電動(dòng)車等。此類設(shè)備會(huì)因蓄電池的老化或放 電等而無(wú)法發(fā)揮應(yīng)有的功能。為了規(guī)避這種情況的發(fā)生，需要使用蓄電池檢查裝置確認(rèn)蓄 電池的性能是否已經(jīng)下降。由于溫度的變化會(huì)對(duì)測(cè)量精度產(chǎn)生較大的影響，需要對(duì)蓄電池 檢查裝置進(jìn)行溫度補(bǔ)正，即，用溫度傳感器測(cè)定蓄電池的溫度，根據(jù)另行測(cè)定的電壓值及電 流值求得蓄電池的參數(shù)值，并將參數(shù)值換算為規(guī)定的溫度(例如室溫)。作為此種蓄電池檢 查裝置，已知有例如不具備蓄電池放電功能的蓄電池監(jiān)視裝置或具備蓄電池放電功能的蓄 電池測(cè)試儀。
蓄電池監(jiān)視裝置通常會(huì)與蓄電池一起使用，例如，其多設(shè)置于蓄電池的上蓋等。為 此，其直接連接于蓄電池的正負(fù)極外部端子，不需要夾子等連接部件。此外，還采用可將用 來(lái)測(cè)定蓄電池溫度的溫度傳感器收容或固著于蓄電池的電解槽等的結(jié)構(gòu)(例如參見專利 文獻(xiàn)I)。
而蓄電池測(cè)試儀可以對(duì)因用途不同而設(shè)計(jì)各異的蓄電池進(jìn)行檢查，其與和蓄電池 一起使用的蓄電池監(jiān)視裝置不同，其獨(dú)立于蓄電池，僅在需要對(duì)蓄電池進(jìn)行測(cè)試(檢查)時(shí) 才連接至蓄電池。為此，蓄電池測(cè)試儀通常介由夾子與立設(shè)于蓄電池的正極外部端子及負(fù) 極外部端子(用夾子夾住)連接。另外，其通過(guò)用膠帶等將溫度傳感器固定于蓄電池電解槽 壁面等來(lái)測(cè)定蓄電池的溫度。也有測(cè)試儀并不測(cè)定蓄電池的溫度，而是將測(cè)試儀本體內(nèi)部 的溫度傳感器所測(cè)定的溫度作為蓄電池的溫度。
蓄電池測(cè)試儀使蓄電池脈沖放電，顯示根據(jù)此時(shí)的電壓、電流求得的內(nèi)部電阻或 電導(dǎo)率(內(nèi)部電阻的倒數(shù))的值，或者將其換算為冷啟動(dòng)電流(CCA)予以顯示。另外，蓄電池 測(cè)試儀還能檢測(cè)蓄電池的充電狀態(tài)(S0C)，其根據(jù)沒(méi)有電流流動(dòng)的狀態(tài)或是僅有微弱電流 流動(dòng)狀態(tài)下的蓄電池電壓來(lái)進(jìn)行推斷并顯示。
雖然老化蓄電池的健康度(SOH)和容量可以通過(guò)根據(jù)針對(duì)復(fù)阻抗的頻率分散數(shù) 據(jù)的曲線擬合測(cè)定等效電路的參數(shù)來(lái)求得，但因外加波形為正弦波，裝置成本過(guò)高，并不普遍。
普通蓄電池測(cè)試儀為定值電阻放電式，大致有以100A的大電流使蓄電池放電5 秒左右的，和以IA 100A的電流放電Ims IOms的。前者模擬發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的電流，作 為發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)用蓄電池的試驗(yàn)方法有其合理性。后者因單發(fā)脈沖時(shí)間范圍足夠短促，故通 常進(jìn)行多次放電，所得的多組數(shù)據(jù)應(yīng)用于平均處理等旨在提高精度的處理。后者的裝置通 常較小，近年來(lái)日益普及。
另外，作為不用于蓄電池檢查裝置而可以測(cè)溫的夾子，已知有如專利文獻(xiàn)2 4所述的夾子。



現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I 專利文獻(xiàn)2 專利文獻(xiàn)3 專利文獻(xiàn)4日本專利特開2006-010601號(hào)公報(bào)(第0017段落) 日本專利特開2005-062014號(hào)公報(bào) 日本專利特開平11-153495號(hào)公報(bào) 日本專利實(shí)公平8-8432號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問(wèn)題
但是，在蓄電池測(cè)試儀中，若將溫度傳感器固定于蓄電池的電解槽的壁面等來(lái)進(jìn) 行測(cè)量，可能會(huì)因固定位置或固定方法的不同而造成所測(cè)量溫度的不均衡，同時(shí)，還要花費(fèi) 時(shí)間將溫度傳感器固定于蓄電池。尤其是，由于蓄電池測(cè)試儀要用來(lái)檢查因用途不同而設(shè) 計(jì)各異的蓄電池，將溫度傳感器固定于蓄電池需要花費(fèi)很大精力。
本發(fā)明即鑒于上述情況而進(jìn)行，目的在于提供一種可以簡(jiǎn)便且精確地測(cè)定蓄電池 溫度的夾子及具備該夾子的蓄電池測(cè)試儀。
用于解決問(wèn)題的方案
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的第一方式為，一種夾子，其作用為夾住立設(shè)于蓄電池 上的外部端子，確保其與所述外部端子實(shí)現(xiàn)電氣連接，其中，其具有兩片樹脂制夾片，設(shè) 置于所述兩片夾片各自的頂端部、且與所述外部端子抵接的金屬片，連接所述兩片夾片的 連接部件，施力以使設(shè)置于所述兩片夾片各自頂端部的金屬片的頂端相互接觸或接近的彈 簧，以及設(shè)置于所述兩片夾片中任一片的內(nèi)側(cè)的溫度傳感器。
在第一方式中，溫度傳感器被安裝于撓性基板，撓性基板也可固著于設(shè)置于兩片 夾片各自的頂端部的金屬片中的任一片。此時(shí)，優(yōu)選撓性基板固著于與設(shè)置于兩片夾片各 自的頂端部的金屬片中的任一片金屬片的頂端相反一側(cè)的位置。此外，設(shè)置于兩片夾片各 自的頂端部的金屬片具有可與外部端子接觸的鋸狀部分，優(yōu)選該鋸狀部分分別從兩片夾片 突出出來(lái)。而且，溫度傳感器亦可為熱敏電阻器。此外，金屬片亦可由螺絲固定于或插入兩 片夾片的各自的頂端部。當(dāng)然，溫度傳感器亦可不固著于金屬片，而是直接固定于兩片夾片 中的任一片的內(nèi)側(cè)，或是不經(jīng)固定地配置。
此外，為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的第二方式為，一種蓄電池測(cè)試儀，其具有一對(duì) 夾子，該夾子的作用為分別夾住立設(shè)于蓄電池的正極外部端子及負(fù)極外部端子、確保其與 所述外部端子實(shí)現(xiàn)電氣連接，其特征在于，所述一對(duì)夾子的至少其中之一使用了第一方式 所述的夾子。
在第二方式中，溫度傳感器亦可設(shè)置于一對(duì)夾子中旨在確保其與正極外部端子實(shí) 現(xiàn)電氣連接的夾子上。這種情況下，溫度傳感器被安裝于撓性基板，撓性基板直接固著于設(shè) 置于構(gòu)成夾子的兩片夾片的各自頂端部的金屬片中的任一片、或者兩片夾片中任一片的內(nèi) 側(cè)，溫度傳感器的輸出線介由撓性基板導(dǎo)出亦可，其中，所述夾子的作用為確保其與正極外 部端子實(shí)現(xiàn)電氣連接。此時(shí)，與測(cè)試儀本體連接的連接線從構(gòu)成夾子的兩片夾片的各自頂 端部的金屬片中的任一片導(dǎo)出，連接線與介由撓性基板導(dǎo)出的溫度傳感器的輸出線作為具 有同一被覆軟管的一根線被導(dǎo)出至測(cè)試儀本體亦可，其中，所述夾子的作用為確保其與正極外部端子實(shí)現(xiàn)電氣連接。
發(fā)明的效果
通過(guò)本發(fā)明可獲得以下效果不僅可以通過(guò)用兩片夾片夾住外部端子簡(jiǎn)便地將外部端子和金屬片連接起來(lái)，同時(shí)，因?yàn)槭炙佑|的夾子部分的材質(zhì)為樹脂，其熱傳導(dǎo)性較低，溫度傳感器不易受到手的溫度的影響，而且，由于在兩片夾片中的任一片的內(nèi)側(cè)設(shè)置有溫度傳感器，因外部端子的材質(zhì)為熱傳導(dǎo)性較高的金屬且其插入蓄電池的內(nèi)部，故可精確測(cè)定其溫度，作為蓄電池的溫度。


圖1為可適用本發(fā)明的實(shí)施方式的蓄電池測(cè)試儀的平面圖
圖2為連接至被測(cè)試的蓄電池的正極外部端子的實(shí)施方式的蓄電池測(cè)試儀的夾子的外觀立體圖
圖3為實(shí)施方式的蓄電池測(cè)試儀的框式電路圖
圖4為實(shí)施方式的蓄電池測(cè)試儀的微處理器的CPU所執(zhí)行的蓄電池狀態(tài)推定程序的流程圖
圖5為示出向蓄電池通電的電流的外加波形的示意圖
圖6為實(shí)施方式的蓄電池測(cè)試儀的微處理器的ROM中所收納的、顯示開路電壓 (0CV)、冷起動(dòng)電流(CCA)、蓄電池狀態(tài)之關(guān)系的普通汽車用蓄電池的判定圖譜的示意圖
圖7為實(shí)施方式的蓄電池測(cè)試儀的微處理器的ROM中所收納的、顯示開路電壓 (0CV)、冷起動(dòng)電流(CCA)、蓄電池狀態(tài)之關(guān)系的I SS車用及充電控制車用蓄電池的判定圖譜的示意圖
圖8為實(shí)施方式的 蓄電池測(cè)試儀的微處理器的ROM中所收納的、顯示蓄電池的開路電壓與充電狀態(tài)之關(guān)系的關(guān)系圖譜的示意圖
圖9為實(shí)施方式的蓄電池測(cè)試儀的微處理器的ROM中所收納的、顯示蓄電池的內(nèi)部電阻與健康度之關(guān)系的關(guān)系圖譜的示意圖
符號(hào)說(shuō)明
1...蓄電池測(cè)試儀
20 測(cè)試儀本體
30 正極夾子(夾子)
31 夾片
32 金屬片
33 撓性基板
34 連接部件
35.螺絲
36 輸出線
37 連接線
TH 溫度傳感器具體實(shí)施方式
以下，參照附圖，對(duì)將本發(fā)明適用于易于使用且可推定汽車用多種蓄電池之狀態(tài)的蓄電池測(cè)試儀的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
(外觀構(gòu)成)
如圖1所示，本實(shí)施方式的蓄電池測(cè)試儀I具備呈矩形的測(cè)試儀本體20，一對(duì)從測(cè)試儀本體導(dǎo)出的、旨在分別連接被測(cè)試(檢查)的蓄電池的正負(fù)極外部端子的正極夾子30 和負(fù)極夾子40。
在測(cè)試儀本體20的正面，自上而下設(shè)置有用來(lái)打印蓄電池測(cè)試儀I所測(cè)的被測(cè)試蓄電池(亦請(qǐng)參照?qǐng)D3的符號(hào)10)的狀態(tài)推定結(jié)果的微型打印機(jī)8，具有3個(gè)LED用來(lái)顯示被測(cè)試蓄電池的狀態(tài)的顯示部12，液晶顯示裝置(IXD) 7，具有5個(gè)按鍵、從顯示于IXD7 的畫面選擇指定被測(cè)試蓄電池種類的信息的輸入操作部6。此外，在從微型打印機(jī)8的下部至顯示部12之間所對(duì)應(yīng)的測(cè)試儀本體20的側(cè)面(圖1的右側(cè))設(shè)有USB端子11。
微型打印機(jī)8內(nèi)部裝有可更換的卷筒狀打印紙，具有將打印完畢的打印紙輸出至外部(圖1的紙面近前一側(cè))的功能。打印紙介由開閉蓋內(nèi)置于微型打印機(jī)8的內(nèi)部。此外，微型打印機(jī)8具有用來(lái)切斷輸出出來(lái)的打印完畢的打印紙一端的鋸齒狀刀具。
顯示部12具有用來(lái)顯示被測(cè)試的蓄電池處于良好狀態(tài)的綠色LED，用來(lái)顯示被測(cè)試的蓄電池處于需要充電狀態(tài)的黃色LED，以及用來(lái)顯示被測(cè)試的蓄電池處于需要更換狀態(tài)的紅色LED。而且，這些LED具有電阻和晶體管等開關(guān)元件，依靠設(shè)置于測(cè)試儀本體20 內(nèi)部的工作部(顯示部12的一部分)所提供的電力點(diǎn)亮。
IXD7根據(jù)微處理器(參照?qǐng)D3的符號(hào)2)的指令，顯示相應(yīng)畫面，以供操作者(用戶) 選擇用于指定被測(cè)試的蓄電池種類的信息。
輸入操作部6整體呈圓形配置，其在圓形的回車(決定)鍵的周圍，按照上下左右的順序，呈圓環(huán)狀分別設(shè)置有向上移動(dòng)鍵(Λ)、向下移動(dòng)鍵(V)、菜單鍵、返回鍵。要對(duì)顯示于LCD7的畫面的選項(xiàng)做出決定時(shí)，按下回車鍵；要在顯示于LCD7的畫面的選項(xiàng)中上下移動(dòng)時(shí)，按下上下移動(dòng)鍵；要在LCD7顯示菜單畫面時(shí)，按下菜單鍵；要返回顯示于LCD7的畫面的前一個(gè)畫面時(shí)，按下返回鍵。
USB端子11用于連接USB存儲(chǔ)器或USB電纜，其用于從USB存儲(chǔ)器或介由USB電纜與之連接的個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)(從外部)獲取用以指定被測(cè)試的蓄電池種類的信息，而不必通過(guò)輸入操作部6進(jìn)行`輸入(或同時(shí)通過(guò)輸入操作部6進(jìn)行輸入)。
蓄電池測(cè)試儀I分別介由正極夾子30和負(fù)極夾子40，被連接至立設(shè)于被測(cè)試的蓄電池(以下簡(jiǎn)稱“蓄電池”)的正極外部端子和負(fù)極外部端子，其中，所述正極夾子30的作用為夾住正極外部端子，確保其與正極外部端子實(shí)現(xiàn)電氣連接，所述負(fù)極夾子40的作用為夾住負(fù)極外部端子，確保其與負(fù)極外部端子實(shí)現(xiàn)電氣連接。
如圖2所不,正極夾子30具有樹脂制(例如聚碳Ife酷)的兩片夾片31,設(shè)直于兩片夾片31的各自的頂端部、與立設(shè)于蓄電池的正極外部端子抵接的金屬片32，連接兩片夾片31的銷狀連接部件34，以及設(shè)置于連接部件34的周圍、施力以使金屬片32的頂端相互接觸的未圖示的彈簧。
兩片夾片31整體呈曲線形狀，在其大致中央部形成有圓孔。連接部件34插通于該圓孔且使兩片夾片31可自由轉(zhuǎn)動(dòng)。夾片31的頂端部形成有螺絲孔，金屬片32通過(guò)螺絲 35固定于夾片31的頂端部?jī)?nèi)側(cè)(與另一夾片相對(duì)的一側(cè))。在與夾片31的頂端相反一側(cè)的端部形成有具有平面的把持部38，以便操作者(用戶)抵抗未圖示的彈簧的推力而使兩片 金屬片32的頂端間相互分開(為打開正極夾子30)。操作者通過(guò)以手指等分別按壓上下兩 個(gè)把持部38使其接近，可以使兩片金屬片32的頂端間相互分開。圖2所示即為該狀態(tài)(操 作者打開正極夾子30的狀態(tài))。若要連接至蓄電池的正極外部端子，可以自上述狀態(tài)用金 屬片32夾住蓄電池的正極外部端子、解除施加于把持部38的按壓力，通過(guò)未圖示的彈簧的 推力，確保正極夾子30與蓄電池的正極外部端子的連接。另外，如圖2所示，嚴(yán)格意義上來(lái) 說(shuō)，兩片夾片31之間存在若干差異，但因其差異程度輕微，故此省略不做說(shuō)明。
金屬片32的4個(gè)邊的周邊被折彎以使其從夾片31向內(nèi)側(cè)突出出來(lái)。該4個(gè)邊中， 除了與頂端(圖2的左側(cè))相反的一側(cè)(把持部38 —側(cè))的邊以外，其他3個(gè)邊的彎曲頂端 部形成為鋸齒狀，以保證其與蓄電池的正極外部端子的接觸。而與頂端相反一側(cè)的邊的彎 曲頂端大致呈直線狀。
在與固定于兩片夾片31中的一片的夾片(圖2下側(cè)的夾片)的金屬片32的頂端相 反一側(cè)的邊的彎曲部，固著有撓性基板33。撓性基板33上安裝(封裝)有溫度傳感器(本例 中為熱敏電阻器，亦請(qǐng)參考圖3中的符號(hào)TH)，溫度傳感器介由印刷于撓性基板33上的電路 布線連接(導(dǎo)出)至輸出線36。而且，撓性基板33為了避免與固定于兩片夾片31中的另一 夾片(圖2中上側(cè)的夾片)上的金屬片32抵觸，其高度小于與金屬片32的頂端相反一側(cè)的 邊的彎曲部的突出高度。
而且，在固定于兩片夾片31中的一片夾片上的金屬片32上，以焊接方式連接有與 測(cè)試儀本體20連接的連接線37。輸出線36及連接線37被固定于其中一片的夾片的內(nèi)側(cè) 以防止其活動(dòng)，兩線作為具有同一被覆軟管的一根連接電纜39被導(dǎo)出至測(cè)試儀本體20。在 兩片夾片31中的另一片夾片上，未設(shè)置撓性基板33 (及溫度傳感器)、輸出線36、連接線37 及連接電纜。
另一方面,負(fù)極夾子40的結(jié)構(gòu)與上述正極夾子30相同，不過(guò),其與正極夾子30的 不同點(diǎn)在于，其缺少撓性基板33 (及溫度傳感器)和輸出線36。另外，為了避免與蓄電池的 正極外部端子和負(fù)極外部端子連接時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤連接，正極夾子30與負(fù)極夾子40之覆蓋夾 子的外罩(未圖示)的顏色不同。本例中，用于連接蓄電池的正極外部端子的夾子的外罩為 紅色，用于連接負(fù)極外部端子的夾子的外罩為黑色。
(內(nèi)部結(jié)構(gòu))
接下來(lái)，參照附圖3，對(duì)蓄電池測(cè)試儀I的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。而且，圖3所示為蓄 電池測(cè)試儀I被操作者介由正負(fù)極夾子分別連接至蓄電池10的正負(fù)極外部端子的狀態(tài)。
在正負(fù)極夾子上，介由上述連接線37和連接電纜39，分別并連有第I通電電路和 第2通電電路，其中，該第I通電電路中串聯(lián)有第I開關(guān)SWl和第I電阻R1，該第2通電電 路中串聯(lián)有第2開關(guān)SW2和第2電阻R2。第I開關(guān)SWl、第2開關(guān)SW2可由例如FET等開 關(guān)元件組成。
正負(fù)極夾子上連接有測(cè)定蓄電池10的開路電壓值(OCV)的電壓測(cè)定電路3。為了 測(cè)定關(guān)閉第I開關(guān)SWl時(shí)(0N狀態(tài))的第I電阻Rl的兩端電壓值(Vl)及關(guān)閉第2開關(guān)SW2 時(shí)的第2電阻R2的兩端電壓值(V2)，電壓測(cè)定電路3進(jìn)一步亦被連接至第I電阻Rl的兩 端和第2電阻R2的兩端。電壓測(cè)定電路3包含并由用于降低源于阻抗等的影響的差動(dòng)增 幅電路以及用于輸出數(shù)字電壓值的A/D換流器構(gòu)成。電壓測(cè)定電路3的輸出側(cè)連接至微處理器2。
本例中，在構(gòu)成電壓測(cè)定電路3的A/D換流器所使用的是20V最大可顯示16比特 A/D換流器，其在汽車用12V整體蓄電池的JIS規(guī)格蓄電池中最大的245H52型蓄電池(額定容量176Ah)的情況下，仍可作為2A中10LSB以上的值測(cè)定偏振。之所以將10LSB作為標(biāo)準(zhǔn)，是因?yàn)橐话闱闆r下A/D換流器包含3LSB左右的誤差，為使電壓測(cè)定值有意義，測(cè)定值必須為充分大于3LSB的值。而且，本例中，A/D換流器以10 μ s的取樣頻率工作。
此外，蓄電池測(cè)試儀I具備介由霍爾元件HS等電流傳感器測(cè)定在第I通電電路 (第I電阻Rl)流動(dòng)的電流值(Il)及在第2通電電路(第2電阻R2)流動(dòng)的電流值(12)的第I電流測(cè)定電路41和第2電流測(cè)定電路42，所述電流測(cè)定電路的輸出側(cè)被分別連接至微處理器2。此外，溫度傳感器TH介由上述輸出線36及連接電纜39被連接至溫度測(cè)定電路 5，溫度測(cè)定電路5的輸出側(cè)被連接至微處理器2。第I電流測(cè)定電路41、第2電流測(cè)定電路42及溫度測(cè)定電路5分別包含并由A/D換流器構(gòu)成。而且，本例中，第I電流測(cè)定電路 41和第2電流測(cè)定電路42的A/D換流器與電壓測(cè)定電路3的A/D換流器相同，均以10 μ s 的取樣頻率工作。
如上所述，之所以要測(cè)定第I電阻Rl及第2電阻R2的兩端電壓，是為了減少在由 FET等構(gòu)成的第I開關(guān)SWl及第2開關(guān)SW2為ON的狀態(tài)下因電阻的影響所產(chǎn)生的誤差；此外，之所以要在各自的電流測(cè)定電路測(cè)定在上述電阻流動(dòng)的電流，如下所述，是由于在兩個(gè)電阻流動(dòng)的電流值相差一位數(shù)，需要通過(guò)在與測(cè)定電流值相配的電流測(cè)定電路進(jìn)行測(cè)定以減少誤差，進(jìn)而也是為了精確測(cè)定后述蓄電池10的歐姆電阻成分及電荷轉(zhuǎn)移電阻成分。
此外，第I開關(guān)SWl及第2開關(guān)SW2被連接至微處理器2，根據(jù)微處理器2所輸出的信號(hào)，對(duì)ON、OFF進(jìn)行控制。
而且，微處理器2上連接有上述微型打印機(jī)8、顯示部12、IXD7、輸入操作部6、USB 端子11。
微處理器2包含并由發(fā)揮中央運(yùn)算處理裝置功能的CPU、作為CPU的工作區(qū)域發(fā)揮功效的RAM、收納有CPU的程序及后述的圖譜、公式、第I電阻Rl及第2電阻R2的電阻值等數(shù)據(jù)的ROM構(gòu)成。
在此，對(duì)于構(gòu)成第1、第2通電電路的第I開關(guān)SW1、第2開關(guān)SW2的微處理器2的 ON的控制時(shí)間及第1、第2通電電路的電阻的電阻值進(jìn)行說(shuō)明。
如圖5所示，將組合了 O. 5ms30A與O. 5s2A的脈沖的波形施加于JIS-D5301的普通汽車用鉛蓄電池80D26。關(guān)于選擇30A、2A的理由，參見后述內(nèi)容。電氣化學(xué)元件的電阻一般具有時(shí)間依存性，復(fù)阻抗的頻率分散分析被用于評(píng)價(jià)蓄電池的特性。80D26的虛數(shù)部 實(shí)數(shù)部阻抗應(yīng)答由圓弧和伸展至其右側(cè)的直線組成，IHz時(shí)虛數(shù)部取最小值，IkHz時(shí)虛數(shù)部為零。這與為一般所知的所謂Randles等效電路的電氣化學(xué)系統(tǒng)等效電路相對(duì)應(yīng)，高頻率一側(cè)的虛數(shù)部為零時(shí)的實(shí)數(shù)部的電阻為歐姆電阻Rohm，較低頻率一側(cè)的虛數(shù)部取最小值的頻率的實(shí)數(shù)部的值為歐姆電阻Rohm與電荷轉(zhuǎn)移電阻Ret的和。
可以將歐姆電阻Rohm、電荷轉(zhuǎn)移電阻Ret表示為Rohm=lkHz電阻、Ret=IHz電阻-1kHz電阻。若換算成直流脈沖，可以表示為=Rohm=脈沖范圍O. 5ms電阻=(脈沖前電壓-O. 5ms電壓)/0. 5ms電流。將O. 5ms電流當(dāng)作在蓄電池測(cè)試儀I的內(nèi)部流動(dòng)的電流。
要精確判斷蓄電池10的狀態(tài)，優(yōu)選使用適于測(cè)定蓄電池的歐姆電阻Rohm和電荷轉(zhuǎn)移電阻Ret的頻率，運(yùn)用以上述頻率測(cè)定的電壓值和電流值來(lái)推定蓄電池的老化情況。 優(yōu)選使用所測(cè)定的頻率不均衡或由于蓄電池的不均衡導(dǎo)致頻率與阻抗間的對(duì)應(yīng)出現(xiàn)偏差時(shí)的誤差降低的頻率。在O. 5 2Hz(換算為脈沖范圍即Is O. 25ms)的低頻率和300Hz 3kHz(換算為脈沖范圍即1. 7ms O. 17ms)的高頻率領(lǐng)域誤差降低。若作為蓄電池測(cè)試儀利用時(shí)，則在與上述兩個(gè)領(lǐng)域的頻率相當(dāng)?shù)亩堂}沖范圍1. 7ms O. 17ms及長(zhǎng)脈沖范圍Is O. 25ms狀態(tài)下通電，從此時(shí)的電壓值、電流值算出蓄電池的歐姆電阻Rohm及電荷轉(zhuǎn)移電阻 Ret即可。
為此，本實(shí)施方式中，將微處理器2的CPU所控制的第I開關(guān)SWl的ON時(shí)間設(shè)定為短脈沖范圍內(nèi)的O. 5ms，將第2開關(guān)SW2的ON時(shí)間設(shè)定為長(zhǎng)脈沖范圍內(nèi)的O. 5s，在不同的時(shí)間將上述兩個(gè)開關(guān)控制在ON狀態(tài)，具體來(lái)講，就是將第2開關(guān)SW2設(shè)置為OFF狀態(tài)，將第I開關(guān)SWl在短脈沖范圍(O. 5ms)控制為ON狀態(tài)，之后立即將第I開關(guān)SWl設(shè)置為OFF 狀態(tài)，將第2開關(guān)SW2在長(zhǎng)脈沖范圍(O. 5s)控制為ON狀態(tài)。
若過(guò)度發(fā)熱，則電阻的電阻值發(fā)生變動(dòng)，電流測(cè)定精度下降，嚴(yán)重時(shí)甚至可能導(dǎo)致零件損壞，或是測(cè)試儀表面發(fā)燙無(wú)法手持。為此，出于避免發(fā)熱問(wèn)題的考慮，如上所述，在長(zhǎng)脈沖范圍的脈沖調(diào)小電流，設(shè)置為2A。
另一方面，經(jīng)過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，適于在JIS-D5301規(guī)定的各種蓄電池型號(hào)的蓄電池中檢測(cè)出老化蓄電池的電流為30A，故將1. 7ms O. 17ms的短脈沖范圍的電流設(shè)置為30A。關(guān)于如何判斷某電流是否適于檢測(cè)出老化蓄電池，方法如下通過(guò)將同一規(guī)格的新蓄電池和老化蓄電·池以各種電流放電并測(cè)定內(nèi)部電阻，判斷新蓄電池和老化蓄電池的內(nèi)部電阻差別較大的電流為適于檢測(cè)出老化蓄電池的電流。由于在1. 7ms O. 17ms30A的狀態(tài)下不易發(fā)生發(fā)熱問(wèn)題，所以在短脈沖不必因發(fā)熱對(duì)電流加以限制。
以上述內(nèi)容為前提，在本實(shí)施方式中，對(duì)第I電阻Rl使用了線圈型0.4 Ω(誤差精度5%)的定值電阻，對(duì)第2電阻R2使用了線圈型6Ω (誤差精度5%)的定值電阻。而且，上述電阻值如圖5所示，Vl約為300mV，V2約為100mV。
(操作)
接下來(lái)，就微處理器2的CPU (以下簡(jiǎn)稱“CPU”)所執(zhí)行的蓄電池狀態(tài)推定程序進(jìn)行說(shuō)明。操作者將正負(fù)極夾子分別連接至正負(fù)極端子后，省略圖示的電壓傳感器感知到蓄電池10的電壓，通過(guò)將內(nèi)置式蓄電池的電力提供給上述各部，經(jīng)過(guò)將收納于微處理器2的 ROM的程序和數(shù)據(jù)展開為RAM等的初期設(shè)定處理，開啟蓄電池狀態(tài)推定程序。
如圖4所示，在蓄電池狀態(tài)推定程序中，首先在步驟102，將要求輸入(選擇)用于指定蓄電池10的種類的信息的畫面顯示于LCD7。作為用于指定蓄電池10的種類的信息， 可以列舉的有蓄電池10的型號(hào)(例如普通汽車用蓄電池且符合JIS-D5301規(guī)格的55D23、 ISS車用蓄電池且符合蓄電池工業(yè)協(xié)會(huì)的SBA0101規(guī)格的Q55)、蓄電池10的類型(例如普通汽車用蓄電池、ISS車用蓄電池、充電控制車用蓄電池)、搭載蓄電池10的車輛類型(普通汽車、ISS車、充電控制車)。
例如，操作者通過(guò)操作輸入操作部6的菜單鍵等，將菜單畫面顯示于IXD7，菜單畫面中顯示的是是否需要輸入旨在以蓄電池10的型號(hào)、蓄電池10的類型、搭載有蓄電池10 的車輛的類型之任一內(nèi)容來(lái)指定蓄電池10的種類的信息，操作者通過(guò)按下輸入操作部6的決定鍵，將自己希望輸入(選擇)的輸入(選擇)畫面顯示于IXD7。例如，若操作者選擇了蓄電池10的型號(hào)，輸入畫面中即顯示蓄電池型號(hào)的一覽畫面。操作者通過(guò)參照一覽畫面、操作上下移動(dòng)鍵等選擇蓄電池10的型號(hào)后按下決定建，即可完成旨在指定蓄電池10種類的信息輸入。若操作者選擇了蓄電池10的類型或搭載有蓄電池10的車輛的類型時(shí)，同樣會(huì)顯示蓄電池的類型或搭載有蓄電池的車輛的類型一覽畫面。操作者通過(guò)操作上下移動(dòng)鍵等選擇蓄電池10的型號(hào)后按下決定建，輸入旨在指定蓄電池10的種類的信息。
普通汽車用蓄電池的型號(hào)在JIS-D5301規(guī)格中有規(guī)定，ISS車用蓄電池的型號(hào)在蓄電池工業(yè)協(xié)會(huì)的SBA0101規(guī)格中有規(guī)定。包含再生充電的充電控制車用蓄電池的型號(hào)雖與普通汽車用蓄電池相同，但因其上面粘貼有表明其為充電控制車用的標(biāo)簽，可以據(jù)此確認(rèn)其為充電控制車用蓄電池。
此外，因?yàn)樾铍姵販y(cè)試儀I具備USB端子11，亦可不必如上所述利用IXD7及輸入操作部6輸入旨在指定蓄電池10種類的信息，而代之以通過(guò)從介由USB電纜連接至USB端子11的個(gè)人計(jì)算機(jī)傳送旨在指定蓄電池10的種類的信息，輸入旨在指定蓄電池10的種類的信息，或者將存儲(chǔ)有旨在指定蓄電池10的種類的信息的USB存儲(chǔ)器連接至USB端子11 并操作輸入操作部6，來(lái)輸入旨在指定蓄電池10的種類的信息。
另一方面，在步驟104中，在旨在指定蓄電池10種類的信息被輸入(選擇)前，CPU 保持待機(jī)狀態(tài)。在信息被輸入(選擇)后，CPU則在下一步驟106指定蓄電池10的種類。此時(shí)，例如，若以蓄電池10的型號(hào)或搭載有蓄電池10的車輛的類型輸入(選擇)了旨在指定蓄電池10種類的信息時(shí)，則可參照相對(duì)應(yīng)的目錄來(lái)指定蓄電池10的種類(例如若選擇了蓄電池10的型號(hào)為Q55，或者選擇了搭載有蓄電池10的車輛的類型為ISS車時(shí)，則指定ISS 車用蓄電池)。
接下來(lái)，在步驟108中，CPU獲取從電壓測(cè)定電路3輸出的蓄電池10的開路電壓值(0CV)。第I開關(guān)SWl、第2開關(guān)SW2保持OFF狀態(tài)不變。此外，在步驟108中還獲取從溫度測(cè)定電路5輸出的溫度值。
接著在步驟110，將第I開關(guān)SWl控制為ON狀態(tài)O. 5ms，在下一步驟112中，在第I 開關(guān)SWl被控制為ON的狀態(tài)期間，獲取從電壓測(cè)定電路3輸出的第I電阻Rl的兩端電壓值(Vl)和從第I電流測(cè)定電路41輸出的第I電阻Rl中流動(dòng)的電流值(II)。在此狀態(tài)下， 第2開關(guān)SW2 —直保持OFF的狀態(tài)。
接下來(lái)，在步驟114中，將第I開關(guān)SWl控制為OFF狀態(tài)，將第2開關(guān)SW2控制為 ON狀態(tài)O. 5s，在下一步驟116中，在第2開關(guān)SW2被控制為ON的狀態(tài)期間，獲取從電壓測(cè)定電路3輸出的第2電阻R2的兩端電壓值(V2)和從第2電流測(cè)定電路42輸出的第2電阻中流動(dòng)的電流值(12)。獲取完成后，將第2開關(guān)SW2控制為OFF的狀態(tài)。
接著，在步驟118中，根據(jù)所測(cè)定的開路電壓值(0CV)、第I電阻Rl的兩端電壓值 (VI)、第I電阻Rl中流動(dòng)的電流值(II)、第2電阻R2的兩端電壓值(V2)、第2電阻R2中流動(dòng)的電流值(12)，通過(guò)下式(1)，運(yùn)算(得出)冷啟動(dòng)電流(CCA)值。如上所述，0CV, VU I1、 V2、12各以10 μ s的取樣頻率測(cè)定，因此亦可將所測(cè)定的各自的平均值當(dāng)做OCV、Vl、11、V2、 12。而且，CPU在運(yùn)算CCA時(shí)，參照從收納于ROM展開為RAM的Rohm轉(zhuǎn)換為Rohnf的轉(zhuǎn)換圖譜及從Ret轉(zhuǎn)換為Ret*的轉(zhuǎn)換圖譜。
數(shù)I
權(quán)利要求
1.一種夾子，其作用為夾住立設(shè)于蓄電池上的外部端子，確保其與所述外部端子實(shí)現(xiàn)電氣連接，其中， 其具有 兩片樹脂制夾片， 設(shè)置于所述兩片夾片各自的頂端部、且與所述外部端子抵接的金屬片， 連接所述兩片夾片的連接部件， 彈簧，其施力以使設(shè)置于所述兩片夾片各自頂端部的金屬片的頂端相互接觸或接近， 以及溫度傳感器，其設(shè)置于所述兩片夾片中任一片的內(nèi)側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾子，其特征在于，所述溫度傳感器被安裝于撓性基板，所述撓性基板固著于設(shè)置在所述兩片夾片各自頂端部的金屬片中的任一片。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的夾子，其特征在于，所述撓性基板固著于與設(shè)置于所述兩片夾片各自頂端部的金屬片中的任一片金屬片的頂端相反一側(cè)的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中的任一項(xiàng)所述的夾子，其特征在于，設(shè)置于所述兩片夾片的各自頂端部的金屬片具有可與所述外部端子接觸的鋸狀部分，該鋸狀部分分別從所述兩片夾片突出出來(lái)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中的任一項(xiàng)所述的夾子，其特征在于，所述溫度傳感器為熱敏電阻器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5中的任一項(xiàng)所述的夾子，其特征在于，所述金屬片由螺絲固定于或插入所述兩片夾片各自的頂端部。
7.一種蓄電池測(cè)試儀，其具有一對(duì)夾子，該夾子的作用為分別夾住立設(shè)于蓄電池的正極外部端子及負(fù)極外部端子、確保其與所述外部端子實(shí)現(xiàn)電氣連接，其特征在于，所述一對(duì)夾子的至少其中之一使用了權(quán)利要求1 6中的任一項(xiàng)所述的夾子。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的蓄電池測(cè)試儀，其特征在于，所述溫度傳感器設(shè)置于所述一對(duì)夾子中旨在確保其與所述正極外部端子實(shí)現(xiàn)電氣連接的夾子上。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的蓄電池測(cè)試儀，其特征在于，所述溫度傳感器被安裝于撓性基板，所述撓性基板設(shè)置于構(gòu)成夾子的所述兩片夾片中任一片的內(nèi)側(cè)，所述溫度傳感器的輸出線介由所述撓性基板導(dǎo)出，其中，所述夾子的作用為確保其與所述正極外部端子實(shí)現(xiàn)電氣連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的蓄電池測(cè)試儀，其特征在于，與測(cè)試儀本體連接的連接線被從設(shè)置于構(gòu)成夾子的所述兩片夾片各自的頂端部的金屬片中的任一片導(dǎo)出，所述連接線與介由所述撓性基板導(dǎo)出的所述溫度傳感器的輸出線作為具有同一被覆軟管的一根線被導(dǎo)出至所述測(cè)試儀本體，其中，所述夾子的作用為確保其與所述正極外部端子實(shí)現(xiàn)電氣連接。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可以簡(jiǎn)便且精確地測(cè)定蓄電池溫度的夾子及蓄電池測(cè)試儀。其中，夾子(30)包括兩片夾片(31)、設(shè)置于兩片夾片(31)各自的頂端部且與蓄電池的正極外部端子抵接的金屬片(32)、連接兩片夾片(31)的連接部件(34)、施力以使設(shè)置于兩片夾片各自頂端部的金屬片(32)的頂端相互接觸的彈簧、及固定于設(shè)置于兩片夾片(31)各自頂端部的金屬片(32)中的任一片上的溫度傳感器。通過(guò)用兩片夾片(31)夾住外部端子，可以簡(jiǎn)便地將外部端子與金屬片連接，由于在設(shè)置于兩片夾片(31)各自的頂端部的金屬片(32)中的任一片上固定有溫度傳感器，故可測(cè)定插入蓄電池內(nèi)部的正極外部端子的溫度，作為蓄電池的溫度。
文檔編號(hào)G01R1/04GK103033650SQ201210362820
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月29日
發(fā)明者山田惠造, 木下真一 申請(qǐng)人:凱世株式會(huì)社