(57)【要約】【課題】非常に高い電流供給能力を持つ電源を用いずに、複数の二次電池を同時並列に充放電することができるようにする。【解決手段】本発明は、複数の充放電体を同時並列に充電動作及び放電動作させる充放電装置であり、電源手段から供給電力を各充放電体に与える充電用電力線と、各充放電体が放電電力を電源手段に与える放電用電力線と、充電用電力線及び放電用電力線と複数の充放電体との間に介在し充電用電力線及び放電用電力線と複数の充放電体との間の接続を切替る複数の接続切替手段と、複数の接続切替手段を切替制御する切替制御手段とを備え、電源手段がそれぞれ異なる複数の電圧値を印加し、切替制御手段は各充放電体が複数の充電用電力線及び複数の放電用電力線と所定順序で循環接続するように切替制御を行う。
2014017463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の充放電体を同時並列に充電動作及び放電動作させる充放電装置において、
電源手段と、
上記電源手段から供給される電力を上記複数の充放電体に与える充電用電力線と、
上記複数の充放電体が放電する電力を上記電源手段に与える放電用電力線と、
上記充電用電力線及び上記放電用電力線と、上記複数の充放電体との間に介在し、上記充電用電力線及び上記放電用電力線と上記複数の充放電体との間の接続を切り替える複数の接続切替手段と、
上記複数の接続切替手段の接続を切替制御する切替制御手段と
を備え、
上記電源手段が、複数の上記充電用電力線及び複数の上記放電用電力線を通じて、それぞれ異なる複数の電圧値を印加するものであり、
上記切替制御手段は、上記各充放電体が、上記複数の充電用電力線及び上記複数の放電用電力線と所定順序で循環して接続するように、上記複数の接続切替手段の切替制御を行うものである
ことを特徴とする充放電装置。
【請求項２】
上記切替制御手段が、上記複数の充電用電力線及び上記複数の放電用電力線と循環して接続する１サイクル時間を、上記複数の充放電体の総数に応じて按分した時間で、上記複数の接続切替手段の接続を切り替えることを特徴とする請求項１に記載の充放電装置。
【請求項３】
複数の充放電体に対して同時並列に充電動作及び放電動作を行う充放電装置において、
それぞれ異なる複数の電力を供給する電源手段と接続する充電用電力線及び放電用電力線を有する電力線群と、
上記充放電体毎に、上記電力線群と上記各充放電体とを接続する複数の接続切替手段と、
上記充電用電力線を通じて上記各充放電体に供給される充電電力の最大電力値及び上記放電用電力線を通じて上記各充放電体に供給される放電電力の最大電力値が、複数の充放電体の全部又は一部の間で時間的に重なり合わないように、上記複数の接続切替手段を切替制御する切替制御手段と
を備えることを特徴とする充放電装置。
【請求項４】
複数の充放電体に対して同時並列に充電動作及び放電動作を行う充放電装置において、
電源手段と接続する充電用電力線及び負荷手段と接続する放電用電力線を有する電力線群と、
上記充放電体毎に、上記電力線群と上記各充放電体とを接続する複数の接続切替手段と、
上記充電用電力線を通じて各充放電体に供給される充電電力の最大電力値及び上記放電用電力線を通じて上記各充放電体からの放電電力の最大電力値が、複数の充放電体の全部又は一部の間で時間的に重なり合わないように、上記複数の接続切替手段を切替制御する切替制御手段と
を備えることを特徴とする充放電装置。
【請求項５】
上記切替制御手段が、充電電力の供給直前に瞬間的に上記充電電力よりも高い瞬時高充電電力を上記各充放電体に供給し、放電電力の供給直前に瞬間的に上記放電電力よりも高い瞬時高放電電力を上記各充放電体に供給するように、上記複数の接続切替手段を切替制御するものであって、上記瞬時高充電電力及び上記瞬時高放電電力が上記複数の充放電体の間で重複しないように切替制御するものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の充放電装置。
【請求項６】
上記切替制御手段が、上記複数の充放電体の充電動作及び放電動作の１サイクル時間を上記充放電体の総数で按分し、その按分した時間に基づいて上記複数の接続切替手段の切替制御を所定順序で循環して行うことを特徴とする請求項３又は４に記載の充放電装置。
【請求項７】
上記切替制御手段が、上記複数の接続切替手段の接続を時間的に異なるタイミングで切り替えるものであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の充放電装置。
【請求項８】
上記複数の充放電体の電圧値を感知する感知線と、
上記感知線の感知電圧値に基づいて上記充放電体の異常を検知するものであって、上記充放電体の異常検知タイミングと、上記切替制御手段による上記接続切替手段の切替制御に係る所定順序の切替タイミングとを照らし合わせて、異常が生じた上記充放電体を特定し、上記切替制御手段に対して、その異常が生じた上記充放電体に接続する上記接続切替手段の接続をオフにするよう指示する制御手段と
を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の充放電装置。
【請求項９】
上記各充放電体からの直流の放電電力を保持する蓄電手段を備え、
上記電源手段が、上記蓄電手段に保持される電力を上記各充放電体の充電電力として回生するものであることを特徴とする請求項４、６〜８のいずれかに記載の充放電装置。
【請求項１０】
上記制御手段が、上記複数の充放電体の充電特性及び又は放電特性に基づいて、上記複数の充放電体の性能に応じた選別を行うものであることを特徴とする請求項８に記載の充放電装置。
【請求項１１】
上記電力線群が上記各充放電体との接点電圧値を感知する充電用電圧感知線及び放電用電圧感知線を有し、
上記電源手段が、上記充電用電圧感知線及び上記放電用電圧感知線を通じて、上記各充放電体との接点電圧値をモニタし、上記各充放電体との接点電圧値に基づいて電圧調整するものである
ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の充放電装置。
【請求項１２】
上記充電用電力線及び上記放電用電力線は、
上記電源手段から大電流が流れるものには上記充電用電圧感知線及び上記放電用電圧感知線を有し、
上記電源手段から小電流が流れるものには上記充電用電圧感知線及び上記放電用電圧感知線を有さない
ことを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の充放電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充放電装置に関し、例えば、複数の充放電体の充放電動作を同時並列に実施させる充放電装置に適用し得るものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、二次電池の充放電動作、コンデンサ等への電荷の蓄電及び放出、又は、機器動作の実行のために電気機器への電力供給及び電力消費を行う電力装置がある。以下、上記のような電力供給及び電力消費を行う電力装置を、「充放電装置」と称して説明する。また、上記充放電装置が電力消費及び電力消費を行う対象を「充放電体」と称して説明する。【０００３】
例えば、上記の充放電装置が二次電池の充放電装置に用いられる場合、上記充放電装置は、二次電池に対して所定時間充電電圧を印加する充電動作と、蓄電した二次電池から所定時間放電電力を吸収する放電動作とを繰り返し行う。【０００４】
このように、上記充放電装置は二次電池の充放電動作をさせる電力装置として利用される場合、上記充放電装置は、例えば、二次電池の電池性能を活性化させるコンディショニング装置や、二次電池が所定の電池性能に達するまで繰り返し充放電動作を行うエージング装置や、二次電池の充放電試験装置や、二次電池の経時的な充放電サイクル特性を試験するサイクル試験装置等として利用することができる（特許文献１、特許文献２参照）。【０００５】
例えば、図２及び図３を用いて、充放電装置が二次電池のコンディショニング装置として利用される場合の動作を簡単に説明する。図２及び図３は、充放電装置が二次電池のコンディショニング装置として用いられる場合であり、二次電池が後述する量子電池とする場合を例示する。【０００６】
図２に示すように、充放電装置１００Ａは、電源部１０３が電力増幅器１０１に対して駆動電流を出力し、電力増幅器１０１が、電源部１０３からの駆動電流に基づいて、所定の電圧波形を二次電池１０４に対して印加する。【０００７】
電力増幅器１０１は、図３（Ａ）に示すように、量子電池である二次電池１０４を充電させるとき、二次電池１０４の活性化を図るために充電電圧Ｖ２よりも高い電圧Ｖ１を時間Ｔ１だけ瞬間的に二次電池１０４に印加し、その後所定時間Ｔ２だけ充電電圧Ｖ２を二次電池１０４に印加する。また、二次電池１０４を放電させるときも、二次電池１０４の活性化を図るために、電力増幅器１０１は、放電電圧Ｖ４よりも低い電圧Ｖ３を時間Ｔ３だけ瞬間的に二次電池１０４に印加し、その後所定時間Ｔ４だけ放電電圧Ｖ４を二次電池１０４に印加する。充放電装置１００は、二次電池１０４の充放電動作では、図３（Ａ）に示す動作を連続的に繰り返し行なう。【０００８】
また例えば、図４を用いて、充放電装置が二次電池の充放電試験装置として利用される場合の動作を簡単に説明する。【０００９】
図４に示すように、充放電装置は二次電池を充電させる場合、ＣＣ（Constant  Current）−ＣＶ（Constant  Voltage）充電方式を採用する。ＣＣ−ＣＶ充電方式は、過電圧を回避するために、定電流（ＣＣ）で充電を開始し、二次電池の電圧が所定電圧に達すると、定電圧（ＣＶ）に切り替える方式である。また、充放電装置が二次電池の放電を吸収する場合、定電流（ＣＣ）で放電させる。【００１０】
なお、二次電池の充放電方式は、図４のＣＣ−ＣＶ充電方式及びＣＣ放電方式に限定されるものではない。充電方式としては、ＣＣ−ＣＶ充電方式以外に、ＣＣ充電方式、ＣＶ充電方式等を採用することができる。また放電方式としては、ＣＣ放電方式以外に、抵抗負荷による放電（Ｒ放電）方式等も採用することができる。【００１１】
また上述したように、充放電装置は、二次電池のエージング装置、二次電池のサイクル試験装置等としても利用することができる。【００１２】
さらに、複数の二次電池を同時並列に充放電動作（例えばコンディショニング）させる場合、図５に例示するように、充放電装置１００Ｂは、必要な数（図５ではＮ個）の電力増幅器１０１を備え、各電力増幅器１０１が対応する二次電池１０４に対して同時並列に充放電動作を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００２−２０８４４０号公報
【特許文献２】特開２０１０−２８７５１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、複数の二次電池を同時並列に充放電動作させる場合、電流のピーク値が同時に重なりあうため、電流供給能力の高い高価な電源部が必要となり得る。【００１５】
例えば、図２及び図３のように、充放電装置１００Ａが１個の二次電池１０４の充放電動作を行う場合、電源部１０３は、図３（Ｂ）のように、＋側の電源には電流ピーク値「Ｉ１」に相当する電流供給能力が必要であり、−側の電源には電流ピーク値「Ｉ３」に相当する電流供給能力が必要となる。また、図５に示すように、複数の電力増幅器１０１を設けて複数のチャネルで二次電池１０４に電力供給するような構成において、複数の電力増幅器１０１が電圧波形をずらして各チャネルに電力供給する方法も考えられるが、そのような場合、チャネル数が増えることにより、電圧波形を調整するための構成要素数が多くなり、装置コストがかかるという問題も生じ得る。【００１６】
一方、充放電装置１００ＢがＮ個の二次電池１０４を同時並列に充放電動作させる場合、電源部１０３は、図６に示すように、＋側の電源には電流ピーク値「Ｎ（個）×Ｉ１」に相当する電流供給能力が必要となり、−側の電源には電流ピーク値「Ｎ（個）×Ｉ３」に相当する電流供給能力が必要となる。例えば、＋側の電流ピーク値が最大で０．４Ａ、−側の電流ピークが最大１．４Ａであり、２０個の二次電池を同時並列に充放電動作させる場合、電源部１０３は、＋側が最大８Ａ、−側が最大２８Ａの電流供給能力が求められる。【００１７】
また例えば、充放電装置が、Ｎ個の二次電池に対して同時並列に図４の充放電動作を行う場合、ＣＣ−ＣＶ充電方式で充電動作を行うとき、Ｉ＜Ｉ０とすると電源部は「Ｎ（個）×Ｉ０」の電流供給能力が必要であり、ＣＣ放電方式で放電動作するとき、電源部は「Ｎ（個）×Ｉｄ」の電流供給能力が必要となる。【００１８】
さらに、図７の充放電装置１００Ｃのように、１個の電力増幅器１０１が複数の二次電池１０４に対して充放電動作（例えばコンディショニング）を行うことも可能であるが、この場合、動作途中に１個の二次電池１０４が故障した場合には、故障した二次電池１０４に接続する他の二次電池１０４は正しく充放電動作できないことがある。【００１９】
上記の課題は、充放電装置が、二次電池のコンディショニング装置として利用される場合だけでなく、二次電池のエージング装置や、二次電池の充放電試験装置や、二次電池のサイクル試験装置等として利用される場合にも共通に生じ得るものである。【００２０】
また、充放電装置が、二次電池の充放電動作に利用される場合以外に、コンデンサ等への電荷蓄電及び電荷放出や電気機器への電力供給及び電力消費を行う電力装置として利用される場合にも同様の課題が生じ得る。【００２１】
そのため、非常に高い電流供給能力の電源を用いずに、複数の充放電体に対して同時並列に充放電動作をさせることができる充放電装置が求められている。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
かかる課題を解決するために、第１の本発明は、複数の充放電体を同時並列に充電動作及び放電動作させる充放電装置において、（１）電源手段と、（２）電源手段から供給される電力を複数の充放電体に与える充電用電力線と、（３）複数の充放電体が放電する電力を電源手段に与える放電用電力線と、（４）充電用電力線及び放電用電力線と、複数の充放電体との間に介在し、充電用電力線及び放電用電力線と複数の充放電体との間の接続を切り替える複数の接続切替手段と、（５）複数の接続切替手段の接続を切替制御する切替制御手段とを備え、電源手段が、複数の充電用電力線及び複数の放電用電力線を通じて、それぞれ異なる複数の電圧値を印加するものであり、切替制御手段は、各充放電体が、複数の充電用電力線及び複数の放電用電力線と所定順序で循環して接続するように、複数の接続切替手段の切替制御を行うものであることを特徴とする充放電装置である。【００２３】
第２の本発明は、複数の充放電体に対して同時並列に充電動作及び放電動作を行う充放電装置において、（１）それぞれ異なる複数の電力を供給する電源手段と接続する充電用電力線及び放電用電力線を有する電力線群と、（２）充放電体毎に、電力線群と各充放電体とを接続する複数の接続切替手段と、（３）充電用電力線を通じて各充放電体に供給される充電電力の最大電力値及び放電用電力線を通じて各充放電体に供給される放電電力の最大電力値が、複数の充放電体の全部又は一部の間で時間的に重なり合わないように、複数の接続切替手段を切替制御する切替制御手段とを備えることを特徴とする充放電装置である。【００２４】
第３の本発明は、複数の充放電体に対して同時並列に充電動作及び放電動作を行う充放電装置において、（１）電源手段と接続する充電用電力線及び負荷手段と接続する放電用電力線を有する電力線群と、（２）充放電体毎に、電力線群と各充放電体とを接続する複数の接続切替手段と、（３）充電用電力線を通じて各充放電体に供給される充電電力の最大電力値及び放電用電力線を通じて各充放電体からの放電電力の最大電力値が、複数の充放電体の全部又は一部の間で時間的に重なり合わないように、複数の接続切替手段を切替制御する切替制御手段とを備えることを特徴とする充放電装置である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、高い電流供給能力を持つ電源を用いずに、複数の充放電体を同時並列に充放電動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１の実施形態のコンディショニング装置の構成を示す構成図である。
【図２】従来の二次電池のコンディショニングを行なうコンディショニング装置の構成を示す構成図である。
【図３】従来の二次電池のコンディショニング動作を説明する説明図である。
【図４】従来のＣＣ−ＣＶ充電方式及びＣＣ放電方式を採用して、二次電池の充放電試験を行なうときの充放電動作を示す図である。
【図５】従来の複数の二次電池を同時並列に充放電動作を行う充放電装置の構成を示す構成図である（その１）。
【図６】従来の複数の二次電池を同時にコンディショニングするときの電流波形である。
【図７】従来の複数の二次電池を同時並列に充放電動作を行う充放電装置の構成を示す構成図である（その２）。
【図８】実施形態に係る量子電池の構成を示す断面図である。
【図９】第１の実施形態の制御端末により実現されるコンディショニング動作の制御機能を示す機能ブロック図である。
【図１０】第１の実施形態のコンディショニング装置による量子電池のコンディショニング処理の動作を示すフローチャートである。
【図１１】第１の実施形態のスイッチ部の切替タイミングを説明する図である。
【図１２】第１の実施形態の量子電池をコンディショニングする際にＶ１−ｆｏｒｃｅ線に流れる電流波形を示す図である。
【図１３】第１の実施形態の量子電池をコンディショニングする際にＶ３−ｆｏｒｃｅ線に流れる電流波形を示す図である。
【図１４】第２の実施形態の充放電試験装置の構成を示す構成図である。
【図１５】ＣＣ−ＣＶ充電方式及びＣＣ充電方式を説明する説明図である。
【図１６】ＣＣ放電方式及びＲ放電方式を説明する説明図である。
【図１７】第２の実施形態の制御端末により実現される充放電動作の制御機能を示す機能ブロック図である。
【図１８】第２の実施形態の充放電試験装置による量子電池の充放電試験処理の動作を示すフローチャートである。
【図１９】第２の実施形態のスイッチ部の切替タイミングを説明する説明図である。
【図２０】第２の実施形態の充放電動作装置による充電動作と従来の充電動作とを比較する図である。
【図２１】第１の実施形態に係る量子電池の異常検出処理を説明する説明図である。
【図２２】第１の実施形態に係る異常監視部が異常発生検知時のスイッチ切替動作を説明する説明図である。
【図２３】第１の実施形態の制御端末の制御機能の変形実施形態を示す機能ブロック図である。
【図２４】第２の実施形態に係る充放電試験装置における量子電池から放電される電力の回生動作を説明する説明図である。
【図２５】第２の実施形態の変形実施形態に係る制御端末の制御機能を示す機能ブロック図である。
【図２６】従来技術のリチウムイオン二次電池の充放電サイクル試験の試験結果（１サイクル波形）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
（Ａ）量子電池について
以下で説明する実施形態では、本発明の充放電装置が複数の二次電池を同時並列に充放電動作させる場合を例示する。
【００２８】
充放電動作させる二次電池は、リチウムイオン二次電池、電解質が固体で形成された全固体リチウムイオン電池、量子電池等に広く適用することができるが、この実施形態では、二次電池の一例として量子電池とする場合を例示する。そこで、以下では、各実施形態の説明に先立ち、量子電池について図面を参照しながら簡単に説明する。
【００２９】
量子電池は、金属酸化物の光励起構造変化を利用して、バンドギャップ中に新たなエネルギー準位を形成して電子を捕獲する動作原理に基づく二次電池である。
【００３０】
量子電池は、全固体型の二次電池であり、単独の二次電池として機能する構成は上述した図８で表すことができる。図８に示すように、量子電池９は、負極層９３と正極層９１との間に固体の充電層９２を有するものである。図８では、正極層９１及び負極層９３には正極端子９４及び負極端子９５が取り付けられている状態を示す。
【００３１】
充電層９２は、充電動作で電子を蓄え、放電動作で蓄電している電子を放出し、充放電がなされていない状態で電子を保持（蓄電）している層であり、光励起構造変化技術が適用されて形成されている。
【００３２】
ここで、光励起構造変化は、例えば、国際公開ＷＯ／２００８／０５３５６１に記載されており、その出願の発明者である中澤明氏が見出した現象（技術）である。すなわち、中澤明氏は、所定値以上のバンドギャップを持つ半導体であって透光性をもつ金属酸化物が、絶縁被覆された状態で有効な励起エネルギーを与えられると、バンドギャップ内に電子不在のエネルギー準位が多数発生することを見出した。量子電池９は、これらのエネルギー準位に電子を捕獲させることで充電し、捕獲した電子を放出させることで放電するものである。
【００３３】
充電層９２は、絶縁被膜で覆われたｎ型金属酸化物半導体の微粒子が、負極層９３に対して薄膜状に付着され、ｎ型金属酸化物半導体が紫外線照射によって光励起構造変化を起こし、電子を蓄えることができるように変化したものである。
【００３４】
量子電池９の場合、正極層９１は、電極本体層９１Ａと、充電層９２に接するように形成されたｐ型金属酸化物半導体層９１Ｂとを有する。ｐ型金属酸化物半導体層９１Ａは、電極本体層９１Ａから充電層９２への電子の注入を防止するために設けられている。
【００３５】
負極層９３と正極層９１の電極本体層９１Ｂとは、導電層として形成されたものであれば良い。
【００３６】
図８に示すように、正極層９１、充電層９２及び負極層９３を有して二次電池の機能を発揮するものを単層と呼ぶ。量子電池９は、単層で形成されるものであってもよいし、複数の単層を積層して形成されたものであってもよい。量子電池９の形状は、特に限定されるものではなく、例えば、矩形、円形、楕円形、六角形等の他の形状であってもよい。また、量子電池９の面積（大きさ）も特に限定されるものではない。さらに、量子電池９における正極層９１及び負極層９３の膜厚は１０ｎｍ〜１μｍ程度にでき、充電層９２の膜厚は５０ｎｍ〜１０μｍ程度にできる。
【００３７】
（Ｂ）第１の実施形態
以下では、本発明の充放電装置の第１の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３８】
第１の実施形態では、複数の量子電池を同時並列にコンディショニングを行うコンディショニング装置に、本発明の充放電装置を適用する場合を例示する。
【００３９】
（Ｂ−１）第１の実施形態の構成
図１は、第１の実施形態のコンディショニング装置の構成を示す構成図である。
【００４０】
図１において、第１の実施形態のコンディショニング装置１は、制御端末１１、スイッチ切替制御部１２、電源部１３−１〜１３−４、パワーレール１４、スイッチ部ＳＷ１５ａ〜ＳＷ１５ｎを有して構成されるものである。
【００４１】
ここで、請求の範囲に記載の「電力線群」は、以下の第１及び第２の実施形態に記載のパワーレールに対応するものである。以下では、説明便宜上、パワーレール１４を表記して説明する。
【００４２】
コンディショニング装置１は、複数の量子電池９（９ａ〜９ｎ）のコンディショニングを行う装置である。コンディションニング装置１がコンディショニングを行う電池（量子電池）の数は、特に限定されるものではない。図１では、コンディショニング装置１が、量子電池９ａ〜９ｎのコンディショニングを同時並列に行なう場合を例示する。
【００４３】
電源部１３−１〜１３−４は、それぞれ電力線（以下、電圧ラインともいう）と接続しており、後述するスイッチ部ＳＷ１５ａ〜ＳＷ１５ｎを介して、各量子電池９と接続する。電源部１３−１及び１３−３は、所定の電圧値の電圧を出力し、量子電池９に対してコンディショニングに必要なピーク電流値に相当する電流値を供給する。
【００４４】
ここで、量子電池９のコンディショニングは、図３に例示する充電動作及び放電動作をさせる。すなわち、量子電池９を充電及び放電させる直前に、順方向に瞬間的に高い電圧を印加し、逆方向に瞬間的に大きい電流を量子電池９に流すことが有効である。そこで、電源部１３−１は電圧値Ｖ１の電圧を出力し、電源部１３−２は電圧値Ｖ２の電圧を出力し、電源部１３−３は電圧値Ｖ３の電圧を出力し、電源部１３−４は電圧値Ｖ４の電圧値を出力する（図３参照）。すなわち、電源部１３−１及び１３−２は、量子電池９の充電動作に係る電圧を出力するものであり、電源部１３−３及び１３−４は、量子電池９の放電動作に係る電圧を出力するものである。
【００４５】
なお、以下では、充電電力の供給直前に瞬間的に充電電力よりも高い電力を瞬時高充電電力と呼び、放電電力の供給直前に瞬間的に放電電力よりも高い電力を瞬時高放電電力と呼ぶ。
【００４６】
パワーレール１４は、各電源部１３−１〜１３−４が接続する複数の電力線の束である。パワーレール１４は、電源部１３−１に接続するＶ１−ｆｏｒｃｅ線と、電源部１３−２に接続するＶ２−ｆｏｒｃｅ線と、電源部１３−３に接続するＶ３−ｆｏｒｃｅ線と、電源部１３−４に接続するＶ４−ｆｏｒｃｅ線と、Ｖ１−ｓｅｎｓｅ線と、Ｖ３−ｓｅｎｓｅ線とを有する。
【００４７】
ここで、請求の範囲に記載の感知線は、電池である量子電池９の接点電圧を検知するものであり、以下の明細書では、前記Ｖ１−ｓｅｎｓｅ線や前記Ｖ３−ｓｅｎｓｅ線のようにｓｅｎｓｅ線や電圧センス線と表記して説明する。
【００４８】
Ｖ１−ｆｏｒｃｅ線及びＶ２−ｆｏｒｃｅ線は、電源部１３−１及び１３−２から量子電池９に対して充電動作させる電圧を与える充電用電力線であり、Ｖ３−ｆｏｒｃｅ線及びＶ４−ｆｏｒｃｅ線は、電源部１３−３及び１３−４から量子電池９に対して放電動作させる電圧を与える放電用電力線である。
【００４９】
Ｖ１−ｓｅｎｓｅ線及びＶ３−ｓｅｎｓｅ線は、量子電池９との接点電圧を検知する電力線である。電圧値Ｖ１、Ｖ３のように比較的大きな電圧を印加する場合、電圧ライン（Ｖ１−ｆｏｒｃｅ線、Ｖ３−ｆｏｒｃｅ線）の他に、電圧センス線（Ｖ１−ｓｅｎｓｅ線、Ｖ３−ｓｅｎｓｅ線）も量子電池９に接続される。これは、量子電池９に印加した電圧値を電源部１３−１及び１３−３にフィードバックさせ、電源部１３−１及び１３−３が出力する電圧を一定とすることで、スイッチ部ＳＷ１５ａ〜ＳＷ１５ｎやＶ１−ｆｏｒｃｅ線、Ｖ３−ｆｏｒｃｅ線に電流が流れて発生する電圧降下分を補償することができるので、量子電池９に対して電圧値Ｖ１、Ｖ３を正確に印加することができる。
【００５０】
なお、電圧値Ｖ２及びＶ４のように比較的小さい電圧を印加するときにもスイッチ部ＳＷ１５ａ〜ＳＷ１５ｎ等に電流は流れるが、流れる電流は大きくないので、電圧降下分は誤差範囲と考えられる（例えば、０．１Ωに１０ｍＡの電流が流れたとしても１ｍＶ程度）。そのため、この実施形態では、電圧値Ｖ２及びＶ４の電圧を出力したときの量子電池９の接点電圧を検知する電圧センス線を設けていない。しかし、電源部１３−１〜１３−４から電圧ラインを通じて印加される電圧値をフィードバックさせる必要がある場合には、必要に応じて、各電圧ラインにそれぞれ電圧センス線を設けるようにしてもよい。
【００５１】
スイッチ部ＳＷ１５ａ〜ＳＷ１５ｎは、パワーレール１４を構成する全ての電圧ラインと、コンディショニングを行う各量子電池９との間に設けられ、スイッチ切替制御部１２の制御により、各電圧ラインと量子電池９との接続切り替えを行うものである。
【００５２】
スイッチ部ＳＷ１５ａ〜ＳＷ１５ｎは、各電圧ラインと量子電池９との接続切り替えるスイッチを有する。例えば、スイッチ部ＳＷ１５ａは、Ｖ１−ｆｏｒｃｅ線と接続するスイッチＳａ１ｆ、Ｖ１−ｓｅｎｓｅ線と接続するスイッチＳａ１ｓ、Ｖ２−ｆｏｒｃｅ線と接続するスイッチＳａ２ｆ、Ｖ３−ｆｏｒｃｅ線と接続するスイッチＳａ３ｆ、Ｖ３−ｓｅｎｓｅ線と接続するスイッチＳａ３ｓ、Ｖ４−ｆｏｒｃｅ線と接続するＳａ４ｆを有する。
【００５３】
制御端末１１は、コンディショニング装置１のコンディショニング動作を制御するものである。制御端末１１は、量子電池９に対するコンディショニングの動作条件の設定や、後述するスイッチ切替制御部１２に対するスイッチ切替指示や、コンディショニング結果の表示等を行なうものである。
【００５４】
例えば、制御端末１１は、電源部１３−１〜１３−４及びスイッチ切替制御部１２とネットワーク（例えばＬＡＮ（登録商標）等）を通じて接続するパーソナルコンピュータを適用するようにしても良いし、図１に示す各構成要素を１ユニットの装置とする場合には、コンディショニング装置１のコンポーネント（構成要素）としての制御手段としても良い。
【００５５】
また、制御端末１１におけるコンディショニング動作の制御機能は、いわゆるソフトウェア処理により実現することができる。制御端末１１のハードウェア構成は既存コンピュータの構成と同様であり、例えば、制御端末１１はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、入出力インターフェース等を有する。ＣＰＵがＲＯＭに格納される処理プログラムを実行することにより、制御端末１１の制御機能は実現される。
【００５６】
図９は、制御端末１１により実現されるコンディショニング動作の制御機能を示す機能ブロック図である。図９において、制御端末１１は、主として、動作条件設定部１１１、切替タイミング決定部１１２、スイッチ切替指示部１１３、異常監視部１１４を有する。
【００５７】
動作条件設定部１１１は、利用者操作を受けて、コンディショニング動作に係る動作条件を設定するものである。なお、動作条件の設定は、利用者操作により入力された情報に基づいて動作条件の設定を行なうようにしても良いし、又はあらかじめ複数の動作条件が設定されており、複数の動作条件の中から選択設定されるようにしても良い。
【００５８】
コンディショニング動作の動作条件として、例えば、電源部１３（１３−１〜１３−４）が出力する電圧波形のパターン等がある。電圧波形のパターンは、量子電池９を充電と放電させるための、各出力電圧値の設定及び各出力電圧値の出力時間の設定である。
【００５９】
ここで、量子電池９のコンディショニングでは、図３に示すように、量子電池９に印加する電圧値はＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４であり、それぞれの電圧を印加する時間はそれぞれ時間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４である。このＴ１〜Ｔ４までの工程を１サイクルとし、コンディショニングは、所定時間連続して、上記Ｔ１〜Ｔ４のサイクル動作を繰り返し行なう。
【００６０】
また、動作条件として、コンディショニング数（すなわち、コンディショニングを行なう量子電池９の数）や、コンディショニング時間等を含むようにしてもよい。
【００６１】
切替タイミング決定部１１２は、動作条件設定部１１１により設定された動作条件に基づいて、スイッチ切替制御部１２が切り替えるスイッチの切替タイミングを決定するものである。例えば、切替タイミング決定部１１２は、コンディショニング動作の１サイクルの時間を所定数に分割し、その分割した時間毎に各スイッチ部ＳＷ１５ａ〜１５ｎのＯＮ／ＯＦＦを決定する。
【００６２】
スイッチ切替指示部１１３は、切替タイミング決定部１１２により決定された切替タイミングに基づいて、スイッチ切替制御部１２に対してスイッチの切り替え指示を行なうものである。
【００６３】
異常監視部１１４は、コンディショニングを行なっている量子電池９の故障等の異常の有無を監視し、異常が発生した場合には、その異常が生じた量子電池９が接続するスイッチ部ＳＷ１５の全てＯＦＦにさせるものである。
【００６４】
上述したように、電源部１３−１及び１３−３は、Ｖ１、Ｖ３の電圧印加時に、電圧センス線（Ｖ１−ｓｅｎｓｅ線、Ｖ３−ｓｅｎｓｅ線）を通じて電圧を監視することができる。量子電池９に異常が生じた場合には、電圧センス線の電圧が変化するため、電源部１３−１及び１３−３は電圧センス線の電圧をモニタすることで、量子電池９の異常を検出する。
【００６５】
異常監視部１１４は、電源部１３−１又は１３−３からの監視結果に基づいて、異常が発生した量子電池９を特定することができる。
【００６６】
ここで、異常発生した量子電池９の特定方法は、スイッチ部ＳＷ１５ａ〜ＳＷ１５ｎの切替タイミングと異常発生時刻とに基づいて行なうことができる。例えば、異常監視部１１４は、電源部１３−１又は１３−３から異常発生の通知を受けると、異常発生時刻を確認する。そして、スイッチ部ＳＷ１５ａ〜ＳＷ１５ｎの切替タイミングを参照して、異常発生時刻に、Ｖ１−ｆｏｒｃｅ又はＶ３−ｆｏｒｃｅと接続している量子電池９を割り出すことで、異常発生した量子電池９を特定できる。
【００６７】
さらに、異常監視部１１４は、スイッチ切替制御部１２に対して、異常発生した量子電池９のスイッチ部ＳＷ１５の全てのスイッチをＯＦＦとするように指示する。これにより、異常発生した量子電池９をパワーレール１４から切り離すことができる。
【００６８】
スイッチ切替制御部１２は、制御端末２１からの指示に従って、スイッチ部ＳＷ１５ａ〜１５ｎに対してスイッチの切替制御を行なうものである。
【００６９】
（Ｂ−２）第１の実施形態の動作
次に、第１の実施形態のコンディショニング装置１による量子電池９のコンディショニング処理の動作を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００７０】
図１０は、第１の実施形態のコンディショニング装置１による量子電池９のコンディショニング処理の動作を示すフローチャートである。
【００７１】
まず、コンディショニングを行なう量子電池９は、コンディショニング装置１における対応するスイッチ部ＳＷ１５の接続端子に接続される。
【００７２】
量子電池９のコンディショニングを行なう際、制御端末１１は利用者の操作により動作条件が入力され、動作条件設定部１１１は、動作条件を設定され（Ｓ１０１）、１サイクルの動作時間を分割する（Ｓ１０２）。
【００７３】
例えば、コンディショニングの動作条件として、電源部１３−１〜１３−４が出力する電圧値Ｖ１〜Ｖ４が、それぞれ「＋５Ｖ」、「＋２．５Ｖ」、「−５Ｖ」、「−３Ｖ」と設定される。
【００７４】
また、例えば、コンディショニングする電池数を１０個とする。この例の場合、１サイクルの動作時間を１０分割とする。１サイクルの動作時間が２０秒であるとすると、１分割スロットは２秒となるため、Ｖ１の印加時間Ｔ１は「２秒」、Ｖ２の印加時間Ｔ２は「８秒」、Ｖ３の印加時間Ｔ３は「２秒」、Ｖ４の印加時間Ｔ４は「８秒」となる。
【００７５】
次に、制御端末１１において、切替タイミング決定部１１２は、設定された動作条件に基づいて、コンディショニングを行なう１０個の量子電池９ａ〜９ｊの各スイッチ部ＳＷ１５ａ〜ＳＷ１５ｊの切替タイミングを決定する（Ｓ１０３）。
【００７６】
なお、切替タイミング決定部１１２は、コンディショニング動作の１サイクル時間を量子電池９の総数で分割する場合を例示するが、これに限定されるものではない。例えば、２個の量子電池９を１グループとして、各グループの量子電池９を同時に充放電させるようにしてもよい。この場合、切替タイミング決定部１１２は、１サイクルの動作時間を５分割として切替タイミングを決定するようにしてもよい。なおこの場合、電源部１３−１〜１３−４は、１グループの量子電池９の数に応じた電流供給能力を必要とする。
【００７７】
図１１は、各スイッチ部ＳＷ１５ａ〜ＳＷ１５ｊの切替タイミングを説明する図である。図１１は、１サイクルの動作時間を１０分割した場合の切替タイミングを示す。
【００７８】
図１１示すように、切替タイミング決定部１１２は、スイッチ部ＳＷ１５ａ〜ＳＷ１５ｊ毎に切替タイミングを決定する。１サイクルの動作時間を１０分割しているので、切替タイミング決定部１１２は、分割スロット毎に、どのスイッチをＯＮとするかを決定する。
【００７９】
例えば、切替タイミング決定部１１２は、スイッチ部ＳＷ１５ａについて、時間Ｔ１に相当する第１番目の分割スロットでは、電圧値Ｖ１の電圧を量子電池９ａに印加させるために、スイッチｓａ１ｆ及びｓａ１ｓをＯＮとし、これ以外のスイッチを全てＯＦＦとする（図１参照）。
【００８０】
次に、時間Ｔ２に相当する第２番目〜第５番目の分割スロットでは、電圧値Ｖ２の電圧を量子電池９ａに印加させるため、切替タイミング決定部１１２は、スイッチｓａ２ｆをＯＮとし、これ以外のスイッチを全てＯＦＦとする（図１参照）。
【００８１】
さらに、時間Ｔ３に相当する第６番目の分割スロットでは、電圧値Ｖ３の電圧を量子電池９ａに印加させるために、スイッチｓａ３ｆ及びｓａ３ｓをＯＮとし、これ以外のスイッチを全てＯＦＦとする（図１参照）。
【００８２】
次に、時間Ｔ４に相当する第７番目〜第１０番目の分割スロットでは、電圧値Ｖ４の電圧を量子電池９ａに印加させるため、切替タイミング決定部１１２は、スイッチｓａ４ｆをＯＮとし、これ以外のスイッチを全てＯＦＦとする（図１参照）。
【００８３】
上記のように、切替タイミング決定部１１２は、スイッチ部ＳＷ１５ｂ〜スイッチ部ＳＷ１５ｊについても１サイクルのスイッチ切替タイミングを決定する。但し、切替タイミング決定部１１２は、スイッチ部ＳＷ１５ａ〜スイッチ部ＳＷ１５ｊの接続が時間的にずれるように１分割スロット分だけずれるタイミングでスイッチ切替を行なうようにする。
【００８４】
その後、スイッチ切替指示部１１３は、切替タイミング決定部１１２により決定された各スイッチ部ＳＷ１５ａ〜ＳＷ１５ｊの切替タイミングに基づく切替指示を、スイッチ切替制御部１２に行なう。そして、スイッチ切替制御部１２は、スイッチ部ＳＷ１５ａ〜ＳＷ１５ｊに対してスイッチ切替を行なうことで、量子電池９ａ〜９ｊのコンディショニング動作が開始する（Ｓ１０４）。
【００８５】
量子電池９ａ〜９ｊのコンディショニング動作の終了時間に達するまで（Ｓ１０５）、制御端末１１のスイッチ切替指示部１１３は、各スイッチ部ＳＷ１５ａ〜ＳＷ１５ｊのスイッチ切替指示をスイッチ切替制御部１２に行ない、スイッチ切替制御部１２がスイッチ切替を行なう。
【００８６】
まず、スイッチ切替制御部１２は、量子電池９ａに電圧値Ｖ１の電圧を印加するために、時間Ｔ１の間、スイッチ部ＳＷ１５ａのスイッチＳａ１ｆ及びＳａ１ｓをＯＮとする。このとき、スイッチ切替制御部１２は、スイッチ部ＳＷ１５ａのスイッチＳａ１ｆ及びＳａ１ｓ以外のスイッチをすべてＯＦＦとする。
【００８７】
次に、スイッチＳａ１ｆ及びＳａ１ｓをＯＮとした後、時間Ｔ１が経過すると、スイッチ切替制御部１２は、スイッチ部ＳＷ１５ａのスイッチＳａ１ｆ及びＳａ１ｓをＯＦＦとする。同時に、スイッチ切替制御部１２は、量子電池９ａに電圧値Ｖ２の電圧を印加するため、時間Ｔ２の間、スイッチ部ＳＷ１５ａのスイッチＳａ２ｆをＯＮとすると共に、スイッチ切替制御部１２は、量子電池９ｂに電圧値Ｖ１を印加するために、時間Ｔ１の間、スイッチ部ＳＷ１５ｂのスイッチＳｂ１ｆ及びＳｂ１ｓをＯＮとする。
【００８８】
さらに、スイッチＳｂ１ｆ及びＳｂ１ｓをＯＮとした後、時間Ｔ１が経過すると、スイッチ切替制御部１２は、スイッチ部ＳＷ１５ｂのスイッチＳｂ１ｆ及びＳｂ１ｓをＯＦＦとする。同時に、スイッチ切替制御部１２は、量子電池９ｂに電圧値Ｖ２の電圧を印加するため、時間Ｔ２の間、スイッチ部ＳＷ１５ｂのスイッチＳｂ２ｆをＯＮとすると共に、スイッチ切替制御部１２は、図１１では図示しないが、次の量子電池９ｃに電圧値Ｖ１を印加するために、時間Ｔ１の間、スイッチ部ＳＷ１５ｃのスイッチＳｃ１ｆ及びＳｃ１ｓをＯＮとする。
【００８９】
また、スイッチ部ＳＷ１５ａについて、スイッチＳａ２ｆをＯＮにした後、時間Ｔ２が経過すると、スイッチ切替制御部１２は、スイッチ部ＳＷ１５ａのスイッチＳａ２ｆをＯＦＦとする。同時に、スイッチ切替制御部１２は、量子電池９ａに電圧値Ｖ３を印加するために、スイッチ部１５ａのスイッチＳａ３ｆ及びＳａ３ｓをＯＮとする。
【００９０】
そして、スイッチ部１５ａのスイッチＳａ３ｆ及びＳａ３ｓをＯＮとした後、時間Ｔ３が経過すると、スイッチ切替制御部１２は、スイッチ部ＳＷ１５ａのスイッチＳａ３ｆ及びＳａ３ｓをＯＦＦとする。同時に、スイッチ切替制御部１２は、量子電池９ａに電圧値Ｖ４を印加するために、スイッチ部１５ａのスイッチＳａ４ｆをＯＮとすると共に、スイッチ切替制御部１２は、量子電池９ｂに電圧値Ｖ３を印加するために、時間Ｔ３の間、スイッチ部ＳＷ１５ｂのスイッチＳｂ３ｆ及びＳｂ３ｓをＯＮとする。
【００９１】
また、スイッチ部１５ａのスイッチＳａ４ｆをＯＮとした後、時間Ｔ４が経過すると、スイッチ切替制御部１２は、量子電池９ａに電圧値Ｖ１の電圧を印加するために、時間Ｔ１の間、スイッチ部ＳＷ１５ａのスイッチＳａ１ｆ及びＳａ１ｓをＯＮとする。
【００９２】
このように、スイッチ切替制御部１２は、各スイッチ部ＳＷ１５ａ〜ＳＷ１５ｊの１サイクルの切替タイミングが終了すると、コンディショニング動作の終了時間に達するまで、続けて１サイクルの切替タイミングを循環的に行う。
【００９３】
図１１には、量子電池９ａ〜９ｊに印加される電圧及び電圧印加により流れる電流を示している。Ｖｘは、ｘ番目の量子電池９に印加される電圧で、Ｉｘは、そこに流れる電流を表している。
【００９４】
図１１において、Ｔ１のタイミングでは、Ｖ１の電圧が量子電池９に印加され、Ｉ１（Ｉ１ｐｅａｋ＝Ｖｇｂ０／Ｒｇｂ）の電流が流れる。Ｔ３のタイミングでは、Ｖ３の電圧が量子電池９に印加され、Ｉ３（Ｉ３ｐｅａｋ＝（Ｖｇｂ０−Ｖ３）／Ｒｇｂ）の電流が流れる。
【００９５】
図１１では、動作の理解を容易にするために、Ｔ２及びＴ４のタイミングの状態ではＩｘは０アンペアとしているが、実際には、Ｔ１の期間で充電仕切らなかった分、又は、Ｔ３の期間で放電仕切らなかった分によって、小さい電流が引き続き流れている。しかし、通常、この電流はＩ１やＩ３に比べて十分に小さく、又、量子電池９への電圧印加は時分割されているため、ある一定値に平準化されることになる。そのため、ここでは、Ｉ２とＩ４を０アンペアとしている。
【００９６】
図１２は、Ｖ１−ｆｏｒｃｅ線に流れる電流波形を示す図である。図１３は、Ｖ３−ｆｏｒｃｅ線に流れる電流波形を示す図である。
【００９７】
図１２及び図１３に示すように、複数の量子電池９に対して時分割で電圧印加することにより、Ｖ１−ｆｏｒｃｅ線及びＶ３−ｆｏｒｃｅ線に流れる電流ピーク位置をずらすことができるため、同時並列処理で複数の量子電池９をコンディショニングしても、電流ピークは１個の量子電池９の場合に流れるものと同等とすることができる。その結果、電源部（Ｖ１）１３−１及び電源部（Ｖ３）１３−３には、Ｉ１及びＩ３の電流供給能力が有ればよい。
【００９８】
量子電池９に対してコンディショニングが行なわれている間、制御端末１１の異常監視部１１４は、電源部１３−１又は１３−３からの監視結果に基づいて、異常が発生したか否かを監視する。
【００９９】
そして、異常が発生した場合、異常監視部１１４は、スイッチ部ＳＷ１５ａ〜ＳＷ１５ｎの切替タイミングを参照して、異常発生時刻に、Ｖ１−ｆｏｒｃｅ線又はＶ３−ｆｏｒｃｅ線と接続している量子電池９を割り出し、異常発生した量子電池９を特定する。
【０１００】
異常監視部１１４は、異常が生じた量子電池９をパワーレール１４から切り離すため、スイッチ切替制御部１２に対して、異常発生した量子電池９のスイッチ部ＳＷ１５の全てのスイッチをＯＦＦとする。
【０１０１】
（Ｂ−３）量子電池９の異常検出処理の説明
図２１は、第１の実施形態に係る量子電池９の異常検出処理を説明する説明図である。図２１は、例えば、電源部（Ｖ１）１３−１におけるＶ１−ｓｅｎｓｅ線により感知される電圧値の電圧値のモニタ結果を示している。
【０１０２】
なお、量子電池９に生じる異常としては、例えば、量子電池９の外部又は内部の短絡等がある。ここでは電圧値をモニタする場合を例示するが、Ｖ１−ｆｏｒｃｅ線又は量子電池９の電圧値を監視し、その電圧値に基づいて量子電池９に異常が生じているか否かを判断するようにしても良い。
【０１０３】
ここで、異常発生を検知する方法は、種々の方法を広く適用することができる。例えば、異常検出のための上限値と下限値との閾値を設けておき、感知電圧値が上限値と下限値との範囲内のとき、量子電池９は正常であると判定する方法を用いることができる。この場合、感知電圧値が上限値を超えるとき、又は、感知電圧値が下限値を下回るとき、量子電池９が異常であると判定することができる。また例えば、上限値と下限値との閾値を設けておき、感知電圧値が上限値と下限値との範囲内の場合、量子電池９は異常であると判定する方法を用いることができる。この場合、感知電圧値が上限値を超えるとき、量子電池９は正常であると判定し、感知電圧値が上限値以下であり下限値以上であるとき、量子電池９が異常であると判定し、感知電圧値が下限値を下回るとき、量子電池が正常であると判定することができる。
【０１０４】
図２１では、量子電池９ｂに異常が発生したものとする。図２１の例では、感知電圧値が上限値と下限値との閾値の範囲内の場合、量子電池９が正常であると判定する方法を用いる例を示す。量子電池９ｂに異常が生じている場合、電源部（Ｖ１）１３−１の出力電圧値が正常に供給されず、Ｖ１−ｓｅｎｓｅ線の感知電圧値が電源部（Ｖ１）の出力電圧値よりも小さくなる。図２１の例の場合、例えば、異常監視部１１４は、Ｖ１−ｓｅｎｓｅ線が感知した電圧値と下限値の閾値とを比較し、Ｖ１−ｓｅｎｓｅ線が感知した電圧値が下限値の閾値未満となるか否かを判断し、Ｖ１−ｓｅｎｓｅ線の感知電圧値が下限値の閾値未満となる場合、異常監視部１１４は当該量子電池９ｂに異常が発生したことを検出する。異常監視部１１４は、切替タイミング決定部１１２により決定された各スイッチ部ＳＷ１５ａ〜１５ｎの切替タイミングを認識しており、Ｖ１−ｆｏｒｃｅ線と接続する量子電池９がどの量子電池９であるかを把握している。従って、異常監視部１１４は、Ｖ１−ｓｅｎｓｅ線の感知電圧値に基づいて異常発生を検知すると、その検知時刻（異常発生検知時刻、図２１の例では「ｔ９ｂ」）を保持し、その検知時刻ｔ９ｂのときに、Ｖ１−ｆｏｒｃｅ線と接続していたスイッチ部ＳＷ１５ｂを特定することで、異常が発生した量子電池９（この場合、量子電池９ｂ）を特定することができる。このように、異常監視部１１４は、パワーレール１４と接続するスイッチ部ＳＷ１５のそれぞれの切替タイミングを管理しているため、正常でない電圧値（又は電流値）を検知した時刻が分かれば、その検知時刻で当該電力線に接続している量子電池９を特定することができる。
【０１０５】
異常監視部１１４が異常発生した量子電池９ｂを特定すると、図２２に示すように、異常監視部１１４は、スイッチ切替制御部１２に対してスイッチ部ＳＷ１５ｂの全てのスイッチをＯＦＦにすることを指示し、スイッチ切替制御部１２は、指示されたスイッチ部１５ｂの全てのスイッチをＯＦＦにする。
【０１０６】
これにより、異常発生した量子電池９ｂのみを取り外すことができる。なお、異常発生した量子電池９ｂのみがパワーレール１４から取り外されたとしても、パワーレール１４に接続されている他の正常な量子電池９については、そのままコンディショニングを続行することができる。すなわち、コンディショニング装置１全体の動作を停止させることなく、異常発生した量子電池９ｂのみを退避することができるので、コンディショニング動作の効率化を図ることができる。
【０１０７】
なお、異常発生した量子電池９が検出された場合、制御端末１１は、異常検知を知らせるため、例えば、音（例えば、ブザー音等の警報音、音声など）による報知、警報ランプの点滅や点灯、制御端末１１のディスプレイ上に異常検知を知らせるメッセージ表示（例えば、ポップアップ表示等）による報知などを行うようにしても良い。
【０１０８】
また、上記図２１及び図２２の例では、Ｖ１−ｓｅｎｓｅ線の感知電圧値の変化に基づいて、異常発生した量子電池９の特定及びパワーレール１４からの切り離しを行う場合を例示したが、Ｖ３−ｓｅｎｓｅ線の感知電圧値の変化に基づいても同様の処理で行なうことができる。また、Ｖ２−ｆｏｒｃｅ線及びＶ４−ｆｏｒｃｅ線のそれぞれに電圧センス線を設ける場合にも、Ｖ２−ｆｏｒｃｅ線及びＶ４−ｆｏｒｃｅ線のそれぞれの電圧センス線の感知電圧値の変化に基づいて同様の処理を行うことができる。
【０１０９】
（Ｂ−４）第１の実施形態の変形実施形態
図２３は、第１の実施形態の制御端末１１の制御機能の変形実施形態を示す機能ブロック図である。
【０１１０】
図２３に示すように、第１の実施形態の変形実施形態に係る制御端末１１は、上述した、動作条件設定部１１１、切替タイミング決定部１１２、スイッチ切替指示部１１３、異常監視部１１４に加えて、性能選別処理部１１５を有する。
【０１１１】
この変形実施形態の制御端末１１は、コンディショニングの終了後に、コンディショニングされた各量子電池９の充電特性、放電特性を確認し、各量子電池９の充電動作、放電動作が活性化されたか否かを確認する。このコンディショニング後の各量子電池９の充電特性、放電特性の検査データは、制御端末１１に保持される。
【０１１２】
量子電池９の充電特性の検査方法は、例えば、スイッチ切替制御部１２を制御して、コンディショニング後の量子電池９と図１のＶ２−ｆｏｒｃｅ線とを接続させて、充電電圧（Ｖ２）を量子電池９に印加して量子電池９に電流を流し、量子電池９の満充電（所定の上限容量）に達するまでの量子電池９の容量の時間的な変化をとる方法や、量子電池９に対して所定電圧を所定時間だけ印加したときの所定の上限容量に対する量子電池９の容量の充電率を求める方法などを適用できる。また、量子電池９の放電特性の検査方法は、例えば、充電後の量子電池９の放電を所定時間行ったときの、満充電容量に対する量子電池９の残容量の放電率を求める方法などを適用できる。これらの検査データは、量子電池９毎（又は量子電池９が接続するスイッチ部ＳＷ１５毎）に制御端末１１に記憶される。例えば、検査データの保持方法は、例えば、各量子電池９が接続しているスイッチ部ＳＷ１５の識別情報（例えば、ＩＤ等の識別番号等）に検査データを対応付けて保持することができる。
【０１１３】
性能選別処理部１１５は、コンディショニング後の全ての量子電池９の検査データ（充電特性、放電特性）を用いて、量子電池９の性能に応じて選別を行う。性能選別処理部１１５は、充電特性と放電特性とのいずれか又は両方の検査データを用いるようにしても良く。例えば充電特性（又は放電特性）の検査データと１又は複数の閾値とを比較して、コンディショニング後の量子電池９を複数のグループに選別するようにしても良い。グループ化することで、充放電特性の性能に応じて量子電子９の選別を行うことができる。
【０１１４】
（Ｂ−５）第１の実施形態の効果
以上のように、第１の実施形態によれば、パワーレールを通じて、複数の二次電池（量子電池）を時間的に異なるタイミングで充放電動作させることができるので、電流供給能力の高い電源部を備えなくても、同時並列に複数の二次電池の充放電動作をさせることができる。
【０１１５】
その結果、高価な電源部を必要としないで、複数の二次電池を同時並列に充放電動作させることができるので、量子電池１個当たりに必要な回路が安価に構成できる。
【０１１６】
また、第１の実施形態によれば、複数個の同時並列に時分割で電力を供給することにより、電源部からの電流供給能力を最適に平準化することができる。
【０１１７】
さらに、第１の実施形態によれば、パワーレールからの時分割での給電を、例えばＰＣ等の制御端末によるスイッチ部のＯＮ／ＯＦＦをタイミング制御できるので、同時並列動作させる個数を容易に増減できる。
【０１１８】
また、第１の実施形態によれば、同時並列に多数個の二次電池を、パワーレールからスイッチ部を介して個別の二次電池に給電しているので、ある二次電池に故障等の不具合があっても、ＰＣ等の制御端末からのコントロールによってスイッチ部をＯＦＦとして故障した量子電池を切り離せば、他の量子電池に支障をきたすことなく、動作を続行させることができる。
【０１１９】
（Ｃ）第２の実施形態
次に、第２の実施形態の充放電装置の第２の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【０１２０】
第２の実施形態では、複数の量子電池を同時並列に充放電試験を行う充放電試験装置に、本発明の充放電装置を適用する場合を例示する。
【０１２１】
（Ｃ−１）第２の実施形態の構成
図１４は、第２の実施形態の充放電試験装置の構成を示す構成図である。図１４において、第２の実施形態の充放電試験装置２は、制御端末２１、スイッチ切替制御部２２、電源部２３、パワーレール２４、スイッチ部ＳＷ２５ａ〜２５ｎ、負荷装置２６を有して構成されるものである。
【０１２２】
充放電試験装置２は、複数個の量子電池９（９ａ〜９ｂ）に対して充放電試験動作を行なうものである。充放電試験に係る被試験物の数は、特に限定されるものではない。この実施形態では、充放電試験装置２が、量子電池９ａ〜９ｎの充放電試験を同時並列に行なう場合を例示する。
【０１２３】
電源部２３は、量子電池９ａ〜９ｎを充電させるものである。電源部２３は、制御端末２１と接続しており、制御端末２１からの制御を受けて、パワーレール２４を介して、量子電池９ａ〜９ｎに充電させるものである。
【０１２４】
ここで、電源部２３の充電方式としては、例えば、ＣＣ充電方式、ＣＣ−ＣＶ充電方式、ＣＶ充電方式等のいずれかの充電方式を適用でき、充電方式の動作モードの切替も可能である。勿論、電源部２３の充電方式は、特に限定されるものではなく、既存の様々な充電方式や既存の充電方式を拡張させたものを広く適用することができる。例えばＣＣ充電方式は、図１５（Ａ）に示すように、量子電池９に供給する電流値を一定にして、時間経過に応じて電圧を上げる方式であり、所定時間が経過するまで充電する方式である。また例えば、ＣＣ−ＣＶ充電方式は、図１５（Ｂ）に示すように、電流値を一定にして電圧が上がっていき、ある電圧値に達すると電圧値を一定にして、所定時間又は電流値がある値以下となるまで充電する方式である。
【０１２５】
負荷装置２６は、例えば、電流源や摺動抵抗器や電子負荷回路等を適用することができ、パワーレール２４を介して、放電する量子電池９ａ〜９ｎから電力を取り込むものである。
【０１２６】
また、負荷装置２６は、電流負荷ラインを通じて量子電池９が放電した放電電力を吸収し、その放電電力を電源部２３に回生する回生機能を有する。
【０１２７】
図１４に示すように、被試験物である全ての量子電池９は、電流負荷ライン及び抵抗負荷ラインに接続しており、負荷装置２６は、電流負荷ラインを介して、いずれの量子電池９が出力する直流電流を吸収し、この直流電流を用いて放電電力を回生することができる。つまり、充放電試験装置２は、放電電力を回生するにあたり、被試験物である複数の量子電池９の間で放電電力を融通することができる。
【０１２８】
例えば、従来、２個の被試験物（例えば、リチウムイオン二次電池等）を同時並列に充放電試験を行う充放電試験装置は、２個の被試験物をペアとしてそのペア間で放電電力を融通するものがあるが、この実施形態の充放電試験装置２は、ある特定の量子電池との間で放電電力を融通するというものではなく、電流負荷ラインを介して、全ての量子電池９との間で放電電力を融通することができる。
【０１２９】
また、負荷装置２６は、量子電池９が出力した直流電流をそのまま回生することができるので、従来の充放電試験装置のように、交流電流に変換するインバータを備える必要がない。
【０１３０】
ここで、負荷装置２６の放電方式としては、既存する様々な放電方式を広く適用することができ、例えば、ＣＣ放電方式、Ｒ放電方式等の方式を適用することができ、放電方式の動作モードの切替も可能である。ＣＣ放電方式は、図１６（Ａ）に示すように、量子電池９から放電される電流値を一定にして、電圧がある値以下となると放電を終了する方式である。Ｒ放電方式は、図１６（Ｂ）に示すように、負荷装置２６の抵抗値を一定として、量子電池９から電力を吸収する方式である。
【０１３１】
パワーレール２４は、電源部２３及び負荷装置２６が接続する複数の電力線の束である。パワーレール２４は、電源部２３に接続する電流供給ラインと供給側の電圧センス線と電圧供給ラインと、負荷装置２６に接続する電流負荷ラインと負荷側の電圧センス線と抵抗負荷ラインとを有する。
【０１３２】
電流供給ライン及び電圧供給ラインは、電源部２３から量子電池９に対して充電動作させる電圧を与える充電用電力線であり、電流負荷ライン及び抵抗負荷ラインは、量子電池９が放電する放電電力を負荷装置２６に与える放電用電力線である。
【０１３３】
供給側の電圧センス線及び負荷側の電圧センス線は、量子電池９との接点電圧を検知する電力線である。
【０１３４】
スイッチ部ＳＷ２５ａ〜２５ｎは、パワーレール２４を構成する電力ラインと、被試験物である量子電池９ａ〜９ｎとの間に設けられ、スイッチ切替制御部２２の制御によりスイッチを切り替えるものである。スイッチ部ＳＷ２５ａ〜２５ｎは、６個のスイッチを有しており、例えばスイッチ部ＳＷ２５ａが有するスイッチは、スイッチｓａ１〜ｓａ６等と表示する。
【０１３５】
制御端末２１は、充放電試験の動作を制御するものであり、試験動作の設定や、スイッチ切替制御部２２に対してスイッチ切替指示や、充放電試験の試験結果等の表示などを行なうものである。また、制御端末２１は、第１の実施形態と同様に、パーソナルコンピュータを適用できるようにしても良いし、充放電装置２を１ユニットの装置とする場合には、充放電装置２のコンポーネントとしての制御手段としても良い。
【０１３６】
図１７は、制御端末２１により実現される充放電動作の制御機能を示す機能ブロック図である。図１７は、制御端末２１は、主として、試験条件設定部２１１、切替タイミグ決定部２１２、スイッチ切替指示部２１３、異常監視部２１４を有する。
【０１３７】
試験条件設定部２１１は、利用者操作を受けて、充放電試験動作に係る試験条件を設定するものである。
【０１３８】
ここで、試験条件は、例えば、充電方式及び放電方式の設定、充放電試験に係る電圧値や電流値等の設定、充放電試験に係る充電時間及び放電時間の設定、被試験物の数等がある。
【０１３９】
切替タイミング決定部２１２は、試験条件設定部２１１により設定された動作条件に基づいて、スイッチ切替制御部１２が切り替えるスイッチの切替タイミングを決定するものである。
【０１４０】
切替タイミング決定部２１２が決定するスイッチの切替タイミングは、被試験物である量子電池９の充電動作及び放電動作と、他の量子電池９の充電動作及び放電動作とが、時間的に異なるタイミングでなされるようにする。
【０１４１】
スイッチ切替指示部２１３は、切替タイミング決定部２１２により決定された切替タイミングに基づいて、スイッチ切替制御部２２に対してスイッチの切り替え指示を行なうものである。
【０１４２】
異常監視部２１４は、第１の実施形態と同様に、供給側の電圧センス線及び負荷側の電圧センス線を通じて電圧を監視し、量子電池９の故障等の異常の有無を監視し、異常が発生した場合には、その異常が生じた量子電池９が接続するスイッチ部ＳＷ１５の全てＯＦＦにさせるものである。これにより、異常発生した量子電池９をパワーレール２４から切り離すことができる。
【０１４３】
（Ｃ−２）第２の実施形態の動作
次に、第２の実施形態の充放電試験装置２による量子電池９の充放電試験動作を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【０１４４】
図１８は、第２の実施形態の充放電試験装置２による量子電池９の充放電試験処理の動作を示すフローチャートである。
【０１４５】
まず、被試験物である量子電池９は、充放電試験装置２の対応するスイッチ部ＳＷ１５の接続端子に接続される。
【０１４６】
量子電池９の充放電試験を行なう場合、利用者は制御端末２１を操作して試験条件を入力する。制御端末２１では、試験条件設定部２１１が、入力された試験条件を設定する（Ｓ２０１）。
【０１４７】
試験条件としては、充電方式及び放電方式の設定がある。この実施形態では、ＣＣ−ＣＶ充電方式及びＣＣ放電方式を設定する場合を例示する。勿論、充放電方式は、ＣＣ−ＣＶ充電方式及びＣＣ放電方式に限定されるものではなく、例えば、ＣＣ充電方式及びＲ放電方式を採用する場合など他の充放電試験に用いられる充電方式及び放電方式に広く適用することができる。また、試験条件として、定電流設定値、定電圧設定値が設定される。
【０１４８】
また、量子電池９の充放電試験の開始順序は、予め定めておくようにしても良いし、又は利用者操作により順番を決定するようにしても良い。この実施形態では、説明便宜上、量子電池９ａ→量子電池９ｂ→量子電池９ｃ→…の順で充放電試験を行なうものとする。
【０１４９】
さらに、試験条件としては、充放電試験の動作モードの設定を行なう。ここで、充放電試験の動作モードとしては、充放電同期モードと、充放電非同期モードとがある。
【０１５０】
充放電同期モードは、ある量子電池９の充電動作が終了した後に放電動作を行ない、充放電動作を完了させるモードであり、上記量子電池９の充電動作が終了したときに他の量子電池９の充電動作を開始する動作モードである。
【０１５１】
充放電非同期モードは、充電時間及び放電時間が予め決められており、ある量子電池９の充電時間が終了すると、当該量子電池９を放電させると共に、他の量子電池９の充電動作を開始するという動作モードである。充放電非同期モードの場合、充電時間及び放電時間の設定が必要である。なお、充電時間と放電時間は同じ時間であることが望ましいが、充電動作の後、放電動作に切り替えるときに自然放電が生じ得るため、充電時間と放電時間とが多少異なっていても試験結果に影響は出ないと考えられる。
【０１５２】
この実施形態の充放電試験動作は、ある量子電池９の充電（若しくは放電）と、他の量子電池の充電（若しくは放電）を異なるタイミングで動作させるものである。上述したように、この実施形態では、動作モードとして、充放電同期モード及び充放電非同期モードを例示するが、複数の量子電池９の間で充電（若しくは放電）を異なるタイミングで行なう動作モードであればこれらに限定されるものではない。
【０１５３】
制御端末２１において、切替タイミング決定部２１２は、試験条件の設定に基づいて、スイッチ部ＳＷ２５ａ〜ＳＷ２５ｎにおけるスイッチの切替タイミングを決定する（Ｓ２０２）。その後、充放電試験装置２は、充放電試験を開始すると（Ｓ２０３）、スイッチ切替指示部２１３がスイッチ切替制御部２２に対してスイッチ切替指示を行ない、全ての量子電池９の充放電試験が終了するまで、充放電試験がなされる（Ｓ２０４）。
【０１５４】
図１９は、スイッチ部ＳＷ２５ａ〜ＳＷ２５ｃの切替タイミングを説明する説明図である。図１９では、充放電方式がＣＣ−ＣＶ充電方式及びＣＣ放電方式であり、動作モードが充放電非同期モードである場合を例示する。
【０１５５】
図１９において、充電方式は、ＣＣ−ＣＶ充電方式であるから、定電流設定値Ｉ０で電圧を上げていき、電圧が定電圧設定値Ｖ０に達すると電圧を一定にして所定時間充電を行なう。例えば、量子電池９ａの充電動作を行なう場合、スイッチ部ＳＷ２５ａのスイッチは、電源部２３に接続されるスイッチｓａ１、ｓａ２、ｓａ３がＯＮとなっており、それ以外のスイッチがＯＦＦとなっている。
【０１５６】
その後、量子電池９ａの充電動作が終了すると、次の被試験物の量子電池９ｂについて充電動作に切り替えられると共に、量子電池９ａについてはＣＣ放電方式の放電動作に切り替えられる。ＣＣ放電方式の定電流設定値はＶｄとする。このとき、量子電池９ａのスイッチ部ＳＷ２５ａは、スイッチｓａ１、ｓａ２、ｓａ３がＯＦＦとなり、スイッチｓａ４、ｓａ５、ｓａ６がＯＮとなる。また、量子電池９ｂのスイッチ部ＳＷ２５ｂは、スイッチｓｂ１、ｓｂ２、ｓｂ３がＯＮとなり、それ以外のスイッチはＯＦＦとなる。
【０１５７】
このように、ある量子電池９ａの充電動作が終了すると、他の量子電池９ｂの充電動作を開始する等のように、充放電動作の動作タイミングを異なるタイミングで行なうことで、充放電試験装置２は高い電流供給能力を持たなくても、複数の量子電池９を同時並列に充放電試験することができる。
【０１５８】
図２０は、第２の実施形態の充放電動作装置２による充電動作と従来の充電動作とを比較する図である。なお、図２０は、充電動作の場合を例示するが、放電動作の場合も同様の結果を得る。
【０１５９】
図２０（Ａ）は、従来、複数の量子電池を同時並列に充電する場合に量子電池に供給する電流を示し、図２０（Ｂ）は、第２の実施形態の充放電装置２が複数の量子電池を同時並列に充電する場合に量子電池に供給する電流を示す。
【０１６０】
図２０（Ａ）の従来の場合、Ｎ個の量子電池９を同時並列に充電する場合、定電流設定値がＩ０であるとすると、充放電試験装置は、Ｎ×Ｉ０の電流供給力が必要となる。一方、第２の実施形態の充放電試験装置２は、量子電池９毎に充電動作の動作タイミングをずらして行なうため、図２０（Ｂ）に示すように、量子電池９に供給する電流は平準化されるから、充放電試験装置２は高い電流供給力が不要となる。
【０１６１】
また、図２０（Ａ）の場合、Ｎ個の量子電池９を全て同時に充電するため、充電時間はＴ０となる。これに対して、図２０（Ｂ）の場合、従来の場合よりも充電時間が長くなっている。従って、Ｎ個の量子電池９を充電するまでの総合的な電流供給能力を検討する。従来の場合、Ｎ個の量子電池９を同時に充電するため、電流の供給時間はＴ０であるから電流供給能力はＮ×Ｉ０×Ｔ０となる。これに対して、第２の実施形態の場合、図２０（Ｂ）での他の量子電池９の充電動作との時間的な重なりをＴａとすると、Ｎ×Ｔ０×（Ｔ０−Ｔａ）である。ここで、（Ｔ０−Ｔａ）≦Ｔ０であるから、総合的な電流供給能力は従来の場合と同等であると考えられる。
【０１６２】
また、従来の充放電試験は、複数の量子電池９を同時並列に行なう場合、被試験物とする全ての量子電池９を同時に充放電試験装置にセットすることが必要である。しかし、第２の実施形態の充放電試験装置２の場合、充放電動作の動作タイミングをずらしているため、試験開始当初に全ての量子電池９をセットする必要がなく、又試験完了後の量子電池９の取り外しも可能であり、並列試験の自由度が向上する。つまり、第２の実施形態の充放電試験装置２は、量子電池９を連続製造するときに好適である。
【０１６３】
なお、制御端末２１における異常監視部２１４は、第１の実施形態と同様にして、量子電池９に故障等の異常が生じていないか否かを監視し、異常が生じた場合、当該量子電池９をパワーレール２４から切り離すため、当該量子電池９が接続するスイッチ部ＳＷ２５の接続を全てのＯＦＦとする。
【０１６４】
（Ｃ−３）充放電試験装置２の回生動作
次に、第２の実施形態に係る充放電試験装置２が量子電池９から放電される電力を回生する動作を説明する。
【０１６５】
図２４は、第２の実施形態に係る充放電試験装置２における量子電池９から放電される電力の回生動作を説明する説明図である。
【０１６６】
図２４において、第２の実施形態に係る充放電試験装置２は、量子電池９から放電された電力を蓄電する蓄電部２７を有する。蓄電部２７は、電力を蓄電することができる素子又は装置であれば種々のものを適用することができ、例えば、コンデンサ、キャパシタ、蓄電池等を適用できる。また、蓄電部２７は、量子電池９から負荷装置２６に流れた回生電力を保持することができれば、電源部２３内部に搭載されるものであっても良いし、負荷装置２６と電源部２３との間に別途設けたものであっても良い。
【０１６７】
図２４に示すように、量子電池９からの放電電力（放電電流）は、電流負荷ライン、抵抗負荷ラインを介して負荷装置２６に流れ、負荷装置２６に流れた電荷が、蓄電部２７に一時的に蓄積される。電源部２３は、充電電力の一部に、蓄電部２７に保持される回生電力を利用する。これにより、量子電池９からの放電電力を各量子電池９の間で融通し合うことができ、電源部２３の電力使用量を軽減することができる。
【０１６８】
ここで、量子電池９から負荷装置２６への放電電力は直流電力であるため、交流電力を直流電力に変換する電力変換装置（例えばインバータ等）を設ける必要がない。量子電池９からの放電電力は直流電力であり、交流電力から直流電力への電力変換が不要であるため、連続的に回生電力として利用することができる。つまり、スイッチ部ＳＷ２５ａ〜ＳＷ２５ｎの切替制御により、電源部２７からの充電電力が各量子電池９に供給されるが、電源部２３は、蓄電部２７に蓄積されている量子電池９からの放電電力（直流電流）を電力変換を行うことなくほぼ同じタイミングで、別の量子電池９の充電電力の一部として回生することができる。電源部２３は、ある量子電池９からの放電電力を、ほぼ同じタイミングで、別の量子電池９の充電電力の一部として回生できる。
【０１６９】
また、電源部２３は、蓄電部２６の回生電力を優先的に利用するように充電電力値を調整するようにしてもよい。例えば、電源部２３は、蓄電部２６の電力値を判断し、量子電池９の充電に必要な電力値と蓄電部２６の電力値との差の電力値を充電電力値としても良い。これにより、回生電力を有効に利用することができ、電源部２３の電力使用量を効果的に軽減することができる。
【０１７０】
（Ｃ−４）第２の実施形態の変形実施形態
図２５は、第２の実施形態の変形実施形態に係る制御端末２１の制御機能を示す機能ブロック図である。
【０１７１】
図２５に示すように、第２の実施形態の変形実施形態に係る制御端末２１は、上述した、試験条件設定部２１１、切替タイミング決定部２１２、スイッチ切替指示部２１３、異常監視部２１４に加えて、性能選別処理部２１５を有する。
【０１７２】
この変形実施形態の制御端末２１は、各量子電池９の充放電試験に係る試験条件や量子電池９毎の試験結果を保持する。具体的には、制御端末２１は、例えば充電方式、放電方式、電源部２３の設定電圧値や設定電流値、各量子電池９に対する充電時間、各量子電池９の放電時間、充電動作と放電動作の切替タイミング等の充放電試験条件と、試験対象である各量子電池９の充電に係る測定データ（電圧値、電流値、電力）や放電に係る測定データ（電圧値、電流値、電力）等の試験データとを保持する。
【０１７３】
試験データは、パワーライン２４のうち、充電動作に係る電圧センス線（図２４では電圧センス線としているが電流値を測定できるものでも良い）や放電に係る電圧センス線（同様に、図２４では電圧センス線としているが電流値を測定できるものでも良い。）からの値を、制御端末２１が逐次記録するようにしても良いし、所定のサンプリング時間毎にサンプリングした値を記憶するようにしても良い。これにより、それぞれの量子電池９の充電時間に亘る測定データ及び放電時間に亘る測定データを制御端末１１が保持することができる。
【０１７４】
性能選別処理部２１５は、充放電試験を行った全ての量子電池９の試験結果を用いて各量子電池９の充電特性、放電特性を解析し、この充電特性、放電特性を用いて、量子電池９の性能に応じて選別を行う。この充電特性、放電特性は、第１の実施形態で説明した方法で求めることができる。性能選別処理部２１５は、充電特性と放電特性とのいずれか又は両方の測定データを用いておこないようにしても良く、例えば充電特性（又は放電特性）の測定データと、１又は複数の閾値とを比較して、充放電試験をした量子電池９を複数のグループに選別するようにしても良い。グループ化することで、充放電特性の性能に応じて量子電子９の選別を行うことができる。
【０１７５】
（Ｃ−５）第２の実施形態の効果
以上のように、第２の実施形態によれば、パワーレールからスイッチ部を介して量子電池に給電することができるので、量子電池１個当たりに必要な回路が安価に構成できる。
【０１７６】
また、第２の実施形態によれば、複数個の同時並列に時分割で電力を供給することにより、電源部からの電流供給能力を最適に平準化することができる。
【０１７７】
さらに、第２の実施形態によれば、パワーレールからの時分割での給電を、例えばＰＣ等の制御端末によるスイッチ部のＯＮ／ＯＦＦをタイミング制御できるので、同時並列動作させる個数を容易に増減できる。
【０１７８】
また、第２の実施形態によれば、同時並列に多数個の電池を、パワーレールからスイッチ部を介して個別の量子電池に給電しているので、ある量子電池に故障等の不具合があっても、ＰＣ等の制御端末からのコントロールによってスイッチ部をＯＦＦとし故障した量子電池を切り離せば、他の量子電池の動作に支障をきたすことなく、動作を続行させることができる。
【０１７９】
第２の実施形態によれば、複数の量子電池の間で、充放電動作を時間的にずらすため、並列試験での自由度を向上させることができる。
【０１８０】
さらに、第２の実施形態によれば、放電負荷となる電流電源のパワーを、連続的に回生できる。
【０１８１】
（Ｄ）他の実施形態
（Ｄ−１）上述した第１及び第２の実施形態では、電力線群であるパワーレールに複数個の二次電池をそれぞれ並列に接続して、スイッチ部を時間的に切り替えて電力の供給及び消費を行う場合を例示した。しかし、本発明は、以下のような構成にも適用することができる。
【０１８２】
例えば、複数個の二次電池を同じ極性で接続した第１グループとした場合、第１グループと極性を逆にした複数の二次電池を電力線群（パワーレール）に接続した第２グループを、第１グループに代えて電力線群（パワーレール）に接続するようにしても良い。
【０１８３】
また例えば、上記の複数の第１グループを並列に電力線群（パワーレール）に接続して、各グループ毎にスイッチ部の切替制御を行うようにしても良い。さらに例えば、上記第２グループを並列に電力線群（パワーレール）に接続して、各グループ毎にスイッチ部の切替制御を行うようにしても良い。また、例えば、上記の１又は複数の第１グループと、１又は複数の第２グループとを直列接続又は並列接続で電力線群（パワーレール）に接続して、各グループ毎にスイッチ部の切替制御を行うようにしても良い。
【０１８４】
上記に例示した接続構成の場合、それぞれグループ毎にスイッチ部の切替制御ができるため、同時期に電源部から電力供給又は電力消費を行うことになるが、電源部は、同時期に接続される二次電池の個数に応じた電流供給能力とすることができる。そのため、複数個の二次電池を同時に充電及び放電させる従来技術よりも電源部の電流供給能力を抑えることができる。
【０１８５】
（Ｄ−２）上述した第２の実施形態では、ＣＣ−ＣＶ充電方式及びＣＣ放電方式を採用する場合を例示したが、充電方式と放電方式の組み合わせはこれに限定されるものではなく、電源部又は負荷装置の供給電流の重畳を防止することができれば、例えば、ＣＣ充電方式及びＲ放電方式等の他の組み合わせ方式にも適用することができる。
【０１８６】
（Ｄ−３）本発明は、複数の量子電池９を同時並列に充放電動作させて量子電池９の試験、評価、検査等を行う装置に広く適用することができる。例えば、本発明は、コンディショニング装置、充放電試験装置、エージング試験装置、量子電池９の充電動作と放電動作とを繰り返し行って量子電池９の特性劣化を評価する充放電サイクル試験装置等に適用することができる。また、本発明は、量子電池９のコンディショニング、充放電試験、エージング試験、充放電サイクル試験の評価の動作モードを切り替えが可能であり、評価段階毎で検知した異常発生した量子電池や、充電特性や放電特性等を用いた性能に基づいて量子電池９を選別できる。さらに、本発明は、複数の量子電池９に対して同時並列に充電動作のみ又は複数の量子電池９が同時並列に放電動作のみを行う試験、評価、検査等を行う場合にも適用することができる。
【０１８７】
（Ｄ−４）充放電サイクル試験装置への適用
本発明の充放電装置は、上述したように量子電池９の特性劣化を評価する充放電サイクル試験装置にも適用することができる。本発明の充放電装置を充放電サイクル試験装置に適用する場合の構成は、第２の実施形態で説明した図２４の構成を適用することができる。本発明を充放電サイクル試験装置として適用する場合、充放電サイクル試験条件は、第２の実施形態で説明した試験条件に加えて、充電動作と放電動作を繰り返すサイクル数が含まれる。
【０１８８】
本発明を充放電サイクル試験装置に適用することにより、第２の実施形態で説明した充放電装置２が奏する効果に加えて、以下のような効果が得られる。
【０１８９】
図２６は、従来技術（特許文献２の記載技術）のリチウムイオン二次電池の充放電サイクル試験の試験結果（１サイクル波形）を示す図である。図２６の例では、充電時間及び放電時間を１０秒とし、充電と放電との間の休止時間を１０分とする場合を示している。図２６に示すように、従来の二次電池（リチウム二次電池）の充放電サイクル試験は、中心電圧（基準電圧値）を３．５Ｖとして、充電中の電圧と放電中の電圧を印加する。充電を行う場合、中心電圧に更に充電電圧分を加えた電圧で印加することになるため、二次電池の電流値が大きくなる。また、複数個の二次電池に対して同時並列に充放電サイクル試験を行う場合、複数個の二次電池の電流値が重なり合い、同時並列で充放電サイクル試験を行う二次電池の数に応じて二次電池の電流値が増大するため、非常に大きな電流供給能力の電源部が必要となる。
【０１９０】
これに対して、本発明を充放電サイクル試験装置に適用する場合、充電動作と放電動作とをスイッチ部ＳＷ２５の切り替えにより行うことができるため、中心電圧（基準電圧値）を０Ｖとすることができる。中心電圧（基準電電圧値）０Ｖを基準に充電電圧を印加することになるため、二次電池９の電流値を従来技術よりも抑えることができる。さらに、複数個の二次電池９を同時並列に行う場合でも、スイッチ部ＳＷ２５を切り替えて充電動作と放電動作とを繰り返し行うことになるため、複数個の二次電池９の電流値の重なり合いを回避又は軽減することができるため、従来技術に比べて電流供給能力を小さくした電源部で実現することができる。
【符号の説明】
【０１９１】
１…コンディショニング装置、２…充放電試験装置、
１１及び２１…制御端末、１２及び２２…スイッチ切替制御部、
１３−１〜１３−４及び２３…電源部、１４及び２４…パワーレール、
１５ａ〜１５ｎ及び２５ａ〜２５ｎ…スイッチ部、２６…負荷装置、
９（９ａ〜９ｎ）…量子電池。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【国際調査報告】
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