(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験対象としての電池を外部短絡させるための外部短絡回路を備えている外部短絡試験装置であって、
前記外部短絡回路は、前記電池を設置するための電池設置部と、前記外部短絡回路を開閉するための第１の開閉手段と、前記外部短絡回路における前記電池の外部抵抗を増加させる外部抵抗増加手段と、を有し、
前記電池設置部、第１の開閉手段及び外部抵抗増加手段は、互いに直列に接続されており、
前記第１の開閉手段及び外部抵抗増加手段を制御する制御手段をさらに備え、
前記制御手段は、試験終了の時に、前記外部抵抗増加手段によって前記外部抵抗を増加させる抵抗制御部と、前記抵抗制御部により前記外部抵抗が増加されてから前記第１の開閉手段を開く開閉制御部を有する外部短絡試験装置。
【請求項２】
前記外部抵抗増加手段は、前記第１の開閉手段及び電池設置部に直列に接続される並列回路を有し、
前記並列回路は、互いに並列に接続されて前記外部抵抗を構成する複数の抵抗手段と、
これらの抵抗手段のうちの少なくとも１つに直列に接続される第２の開閉手段と、を有し、
前記抵抗制御部は、試験終了の時に、前記第２の開閉手段を開く制御を行うものである請求項１に記載の外部短絡試験装置。
【請求項３】
前記外部抵抗増加手段は、前記第１の開閉手段及び電池設置部に直列に接続される並列回路を有し、
前記並列回路は、互いに並列に接続されて前記外部抵抗を構成する複数の抵抗手段を有し、
前記複数の抵抗手段のうちの少なくとも１つとして、可変抵抗器が用いられ、
前記抵抗制御部は、試験終了の時に、前記可変抵抗器の抵抗値を増加させる制御を行うものである請求項１に記載の外部短絡試験装置。
【請求項４】
前記並列回路は、前記可変抵抗器に直列に接続される第２の開閉手段を有し、
前記抵抗制御部は、試験終了の時に、前記可変抵抗器の抵抗値を増加させて前記第２の開閉手段を開く制御を行うものである請求項３に記載の外部短絡試験装置。
【請求項５】
前記外部抵抗増加手段は、可変抵抗器によって構成され、
前記抵抗制御部は、試験終了の時に、前記可変抵抗器の抵抗値を増加させる制御を行うものである請求項１に記載の外部短絡試験装置。
【請求項６】
前記制御手段は、試験終了のための条件が成立したかを判定する判定部を有し、前記判定部が前記条件が成立したと判定すると、前記第１の開閉手段及び外部抵抗増加手段の制御を行うものである請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の外部短絡試験装置。
【請求項７】
前記制御手段は、時間を計測する計時部を有し、試験終了の時に、前記外部抵抗増加手段によって前記外部抵抗を増加させた後、前記計時部によって計測される予め定められた時間待機してから前記第１の開閉手段を開く制御を行うものである請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の外部短絡試験装置。
【請求項８】
試験対象としての電池を外部短絡させるための外部短絡試験方法であって、
前記電池を外部短絡させるための外部短絡回路に該電池を設置する工程と、
前記外部短絡回路を開閉するための開閉手段を閉じて試験を開始する工程と、
試験終了のための条件が成立したかを判定する工程と、
前記条件が成立したと判定すると、前記電池の外部抵抗を増加させてから前記開閉手段を開いて試験を終了する工程と、を備えている外部短絡試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部短絡試験装置及び外部短絡試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、二次電池、又はこの二次電池を複数有したパック電池は、充電されて繰り返し使用され、種々の電源として広く普及している。ところが、これら二次電池等が使用中に外部短絡した場合、大きな短絡電流が発生して、この短絡電流によって当該二次電池等が発熱して発火するおそれがある。そこで、これら二次電池等の使用前に予め、当該二次電池等の外部短絡を再現し、この再現された外部短絡時に二次電池の保護機能や二次電池外部の保護回路により安全性が保たれるか否かを確認するための外部短絡試験が知られている（例えば、非特許文献１参照）。この非特許文献１の第４図には、外部短絡試験の回路構成が示されており、非特許文献１の第５図及び第６図には、外部短絡時の短絡電流、及びこの短絡電流が流れたときの試験対象としての電池の表面温度が示されている。
【０００３】
前記のような外部短絡試験を行うための外部短絡試験装置が備えている回路を、一例として示す図１１及び図１２を参照しながら説明する。図１１の回路１００は、試験対象としての電池１０１と、この回路１００を開閉するための開閉手段１０２と、試験規格によって予め規定された抵抗値を有した抵抗器１０３と、を有している。図１２の回路１００ａは、図１１の回路１００において、開閉手段１０２が直列に２つ接続されたものに相当し、一方の開閉手段１０２が開閉され、他方の開閉手段１０２は閉じて使用される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】北陸電力研究開発年報第４４号「リチウムイオン電池による蓄電システムの開発  その２」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、電気自動車やハイブリッド自動車などに搭載される大容量の二次電池等が外部短絡した場合、直流で数千〜数万アンペアの大電流が発生する。この短絡状態を図１１の回路１００を用いて再現しようとする場合、開閉手段１０２を開閉する時に、当該開閉手段１０２の微小な接点及びこれら接点間に大電流が流れるので、当該開閉手段１０２において接点の損傷又はアークが発生して回路１００を遮断することができず、試験終了ができなくなるおそれがある。
【０００６】
また、この短絡状態を図１２の回路１００ａを用いて再現しようとする場合、一方の開閉手段１０２によって回路１００ａを遮断することができなくなったとしても、閉じていた他方の開閉手段１０２によって一定の間は回路１００ａを遮断することができる。しかしながら、前記のように、２つの開閉手段１０２は互いに直列に接続されており、一方の開閉手段１０２に流れる大電流が同じように他方の開閉手段１０２にも流れ、当該他方の開閉手段１０２の開閉を続ければ、いずれこの他方の開閉手段１０２によっても回路１００ａを遮断することができなくなるおそれがある。
【０００７】
図１１及び図１２の回路１００，１００ａで生じるような接点の損傷又はアークは、非特許文献１に示された回路においても同様に発生するものと考えられる。
【０００８】
本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、開閉手段において接点の損傷又はアークが発生して試験終了ができなくなることを防止することができる外部短絡試験装置及び外部短絡試験方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために本発明は、試験対象としての電池を外部短絡させるための外部短絡回路を備えている外部短絡試験装置であって、前記外部短絡回路は、前記電池を設置するための電池設置部と、前記外部短絡回路を開閉するための第１の開閉手段と、前記外部短絡回路における前記電池の外部抵抗を増加させる外部抵抗増加手段と、を有し、前記電池設置部、第１の開閉手段及び外部抵抗増加手段は、互いに直列に接続されており、前記第１の開閉手段及び外部抵抗増加手段を制御する制御手段をさらに備え、前記制御手段は、試験終了の時に、前記外部抵抗増加手段によって前記外部抵抗を増加させる抵抗制御部と、前記抵抗制御部により前記外部抵抗が増加されてから前記第１の開閉手段を開く開閉制御部を有するものである。
【００１０】
この構成では、外部抵抗増加手段によって電池設置部に設置された電池の外部抵抗を増加させることが可能となる。これにより、電池から外部短絡回路に流れる電流を減少させることが可能となる。そして、第１の開閉手段に流れる電流が減少した状態で当該第１の開閉手段を開くことが可能となる。これらの動作を試験終了の時に行うことが可能となるので、第１の開閉手段を開く際に、この第１の開閉手段の接点に生じる局所的な発熱が抑制されて第１の開閉手段の接点の損傷を防ぐことができるとともに、第１の開閉手段の接点間に局所的に流れる電流も減少してアークの発生を防ぐことができる。したがって、第１の開閉手段における接点の損傷又はアークの発生によって試験終了ができなくなることを防止することができる。
【００１２】
この構成では、抵抗制御部が外部抵抗増加手段によって電池の外部抵抗を増加させるための操作及び開閉制御部が第１の開閉手段を開く操作を自動的に行うので、使用者がこれらの操作をする必要がなくなり、外部短絡試験を簡単に行うことができる。
【００１３】
また、試験中に電池が外部短絡することによって外部短絡回路に大電流が流れる場合でも、使用者が外部抵抗増加手段及び第１の開閉手段に直接触れなくてよくなるので、試験の安全性を高めることができる。
【００１４】
また、抵抗制御部が外部抵抗増加手段に電池の外部抵抗を増加させることにより第１の開閉手段に流れる電流を減少させた状態で開閉制御部が当該第１の開閉手段を開くことができるので、第１の開閉手段における接点の損傷又はアークの発生を防止することができる。
【００１５】
この発明において、前記外部抵抗増加手段は、前記第１の開閉手段及び電池設置部に直列に接続される並列回路を有し、前記並列回路は、互いに並列に接続されて前記外部抵抗を構成する複数の抵抗手段と、これらの抵抗手段のうちの少なくとも１つに直列に接続される第２の開閉手段と、を有し、前記抵抗制御部は、試験終了の時に、前記第２の開閉手段を開く制御を行うものであることが好ましい。
【００１６】
この構成では、第１の開閉手段を流れた電流が並列回路に設けられた複数の抵抗手段の抵抗値に応じて複数の流路に分流されるので、第２の開閉手段に流れる電流を減少させることができる。そして、この第２の開閉手段に流れる電流が減少した状態で、抵抗制御部が第２の開閉手段を開くことができるので、この際に第２の開閉手段の接点に生じる局所的な発熱が抑制されて第２の開閉手段の接点の損傷を防ぐことができるとともに、第２の開閉手段の接点間に局所的に流れる電流も減少してアークの発生を防ぐことができる。
【００１７】
また、抵抗制御部が第２の開閉手段を開くことにより、複数の抵抗手段を含む電池の外部抵抗が試験中のその外部抵抗に対して増加して、第１の開閉手段に流れる電流を減少させることができる。そして、この第１の開閉手段に流れる電流が減少した状態で、開閉制御部が第１の開閉手段を開くことができるので、この際に第１の開閉手段における接点の損傷又はアークの発生を防ぐことができる。
【００１８】
この発明において、前記外部抵抗増加手段は、前記第１の開閉手段及び電池設置部に直列に接続される並列回路を有し、前記並列回路は、互いに並列に接続されて前記外部抵抗を構成する複数の抵抗手段を有し、前記複数の抵抗手段のうちの少なくとも１つとして、可変抵抗器が用いられ、前記抵抗制御部は、試験終了の時に、前記可変抵抗器の抵抗値を増加させる制御を行うものであることが好ましい。
【００１９】
この構成では、抵抗制御部が可変抵抗器の抵抗値を増加させることにより、並列回路内の複数の抵抗手段の合成抵抗値が増加するので、電池の外部抵抗が増加する。これにより、第１の開閉手段に流れる電流を減少させることができる。そして、この第１の開閉手段に流れる電流が減少した状態で、開閉制御部が第１の開閉手段を開くことができるので、この際に第１の開閉手段における接点の損傷又はアークの発生を防ぐことができる。
【００２０】
この発明において、前記並列回路は、前記可変抵抗器に直列に接続される第２の開閉手段を有し、前記抵抗制御部は、試験終了の時に、前記可変抵抗器の抵抗値を増加させて前記第２の開閉手段を開く制御を行うものであることが好ましい。
【００２１】
この構成では、抵抗制御部が第２の開閉手段を開くことにより、可変抵抗器に流れる電流を遮断して並列回路内の複数の抵抗手段の合成抵抗値を効果的に増加させることができる。これにより、第１の開閉手段に流れる電流を確実に減少させることができる。
【００２２】
また、抵抗制御部が可変抵抗器の抵抗値を増加させることにより第２の開閉手段に流れる電流を確実に減少させた状態で当該第２の開閉手段を開くことができるので、第２の開閉手段における接点の損傷又はアークの発生を効果的に防ぐことができる。
【００２３】
この発明において、前記外部抵抗増加手段は、可変抵抗器によって構成され、前記抵抗制御部は、試験終了の時に、前記可変抵抗器の抵抗値を増加させる制御を行うものであることが好ましい。
【００２４】
この構成では、抵抗制御部が可変抵抗器の抵抗値を増加させることにより第１の開閉手段に流れる電流を確実に減少させた状態で開閉制御部が当該第１の開閉手段を開くことができるので、第１の開閉手段における接点の損傷又はアークの発生を効果的に防ぐことができる。
【００２５】
また、外部抵抗増加手段が、可変抵抗器という簡単な機器によって構成されることが可能となるので、外部短絡試験装置の小型化及び低コスト化を実現することができる。
【００２６】
この発明において、前記制御手段は、試験終了のための条件が成立したかを判定する判定部を有し、前記判定部が前記条件が成立したと判定すると、前記第１の開閉手段及び外部抵抗増加手段の制御を行うものであることが好ましい。
【００２７】
この構成では、判定部が試験終了の判定をしてから第１の開閉手段及び外部抵抗増加手段の制御が行われるので、使用者が自ら試験終了の判定をする必要がなくなり、外部短絡試験をさらに簡単に行うことができる。
【００２８】
この発明において、前記制御手段は、時間を計測する計時部を有し、試験終了の時に、前記外部抵抗増加手段によって前記外部抵抗を増加させた後、前記計時部によって計測される予め定められた時間待機してから前記第１の開閉手段を開く制御を行うものであることが好ましい。
【００２９】
この構成では、制御手段が外部抵抗増加手段によって電池の外部抵抗を増加させてから予め定められた時間待機することにより、第１の開閉手段に流れる電流をより確実に減少させることができる。そして、第１の開閉手段に流れる電流がより確実に減少した状態で、制御手段が当該第１の開閉手段を開くことができるので、第１の開閉手段における接点の損傷又はアークの発生をさらに効果的に防ぐことができる。
【００３０】
前記課題を解決するために本発明は試験対象としての電池を外部短絡させるための外部短絡試験方法であって、前記電池を外部短絡させるための外部短絡回路に該電池を設置する工程と、前記外部短絡回路を開閉するための開閉手段を閉じて試験を開始する工程と、試験終了のための条件が成立したかを判定する工程と、前記条件が成立したと判定すると、前記電池の外部抵抗を増加させてから前記開閉手段を開いて試験を終了する工程と、を備えているものである。
【００３１】
この方法では、試験対象としての電池が外部短絡回路に設置された状態で、開閉手段を閉じて試験を開始した後、電池の外部抵抗を増加させることにより開閉手段に流れる電流を減少させることができる。そして、開閉手段に流れる電流が減少した状態で当該開閉手段を開いて試験を終了することが可能となる。したがって、試験終了の時に、開閉手段を開く際に、この開閉手段の接点に生じる局所的な発熱が抑制されて当該開閉手段の接点の損傷を防ぐことができるとともに、開閉手段の接点間に局所的に流れる電流も減少してアークの発生を防ぐことができる。したがって、開閉手段における接点の損傷又はアークの発生によって試験終了ができなくなることを防止することができる。
【発明の効果】
【００３２】
以上説明したように、本発明によれば、開閉手段において接点の損傷又はアークが発生して試験終了ができなくなることを防止することができる外部短絡試験装置及び外部短絡試験方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る外部短絡試験装置が備えている外部短絡回路を示す回路図である。
【図２】前記外部短絡試験装置の制御系を示すブロック図である。
【図３】前記外部短絡回路において開閉手段が全て閉じられた状態を示す回路図である。
【図４】試験中に前記外部短絡回路に流れる電流の大きさを示す回路図である。
【図５】試験終了の時に前記外部短絡回路に流れる電流の大きさを示す回路図である。
【図６】前記外部短絡試験装置を用いた外部短絡試験方法を示したフローチャートである。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る外部短絡試験装置が備えている外部短絡回路を示す回路図である。
【図８】前記外部短絡試験装置の制御系を示すブロック図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る外部短絡試験装置が備えている外部短絡回路を示す回路図である。
【図１０】前記外部短絡試験装置の制御系を示すブロック図である。
【図１１】従来の外部短絡試験装置が備えている外部短絡回路を示す回路図の一例である。
【図１２】従来の外部短絡試験装置が備えている外部短絡回路を示す回路図の他の例である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本発明の第１の実施形態に係る外部短絡試験装置について図１〜図６を参照しながら説明する。図１に示すように、外部短絡試験装置１０は、試験対象としての電池２０を外部短絡させるための外部短絡回路１１を備えている。本実施形態では、電池２０として二次電池が用いられるが、これに限られることなく、例えば複数の二次電池及びこれらの電池を保護するための保護回路を有したパック電池、又は一次電池などが用いられてもよい。
【００３５】
外部短絡回路１１は、電池２０を設置するための電池設置部２１と、この回路１１を開閉するための第１の開閉手段３０と、電池２０の外部抵抗を増加させるための外部抵抗増加手段４０と、第１の開閉手段３０及び外部抵抗増加手段４０を制御する制御手段（コントローラ）５０と、を有している。外部抵抗は、電池２０の内部抵抗を除くこの回路１１全体の抵抗、具体的には、この回路１１の構成機器（例えば、第１の開閉手段３０等）の内部抵抗、導体抵抗及び各接続部における接触抵抗を合成して成るものであり、試験規格によって予め規定されている。電池設置部２１と第１の開閉手段３０とは、導体１２によって接続され、第１の開閉手段３０と外部抵抗増加手段４０とは、導体１３によって接続され、外部抵抗増加手段４０と電池設置部２１とは、導体１４によって接続されている。これにより、電池設置部２１、第１の開閉手段３０及び外部抵抗増加手段４０は互いに直列に接続されている。
【００３６】
電池設置部２１は、電池２０を外部短絡回路１１に安定させて設置するためのものである。この電池設置部２１は、導体１２の上流側部及び導体１４の下流側部に接続されている。試験中に、この電池設置部２１に設置された電池２０が外部短絡することにより、短絡電流が電池２０から導体１２を通って第１の開閉手段３０に流れる。
【００３７】
第１の開閉手段３０は、外部短絡回路１１を通電状態又は非通電状態にするためのものであり、導体１２の下流側部及び導体１３の上流側部に接続されている。第１の開閉手段３０が閉じているとき、短絡電流が外部短絡回路１１全体に流れることが許容されて当該回路１１が通電状態となる。一方、第１の開閉手段３０が開いているとき、短絡電流が外部短絡回路１１全体に流れることが阻止されて当該回路１１が非通電状態となる。第１の開閉手段３０として、例えば直流の気中遮断器、真空遮断器又は電磁開閉器等が用いられる。なお、第１の開閉手段３０は、１極であることに限られず、２極であってもよい。
【００３８】
外部抵抗増加手段４０は、導体１３の下流側部及び導体１４の上流側部に接続されることにより第１の開閉手段３０及び電池設置部２１に直列に接続される並列回路４１を有する。本実施形態では、この並列回路４１は、複数の抵抗手段４２と、これらの抵抗手段４２のうちの少なくとも１つに直列に接続される第２の開閉手段４３と、を有する。複数の抵抗手段４２は、一方の抵抗手段４２ａと、他方の抵抗手段４２ｂと、から成り、第２の開閉手段４３は、一方の抵抗手段４２ａに導体４１ａによって直列に接続されている。第２の開閉手段４３と他方の抵抗手段４２ｂとは、導体１３の下流側部に接続された導体４１ｂによって接続され、一方の抵抗手段４２ａと他方の抵抗手段４２ｂとは、導体１４の上流側部に接続された導体４１ｃによって接続されている。これにより、一方の抵抗手段４２ａと他方の抵抗手段４２ｂとは、互いに並列に接続されている。第１の開閉手段３０に流れた短絡電流は導体１３を通った後、２つの流路４４，４５に分流される。一方の流路４４は、導体４１ｂ、第２の開閉手段４３、導体４１ａ、一方の抵抗手段４２ａ及び導体４１ｃを通るものであり、他方の流路４５は、導体４１ｂ、他方の抵抗手段４２ｂ及び導体４１ｃを通るものである。並列回路４１の流路の数は、２つに限られることなく、３つ以上あってもよい。例えば並列回路４１の流路の数が３つである場合、その３つの流路のそれぞれに抵抗手段が設けられるとともにこれらの流路のうちのいずれか１つ又は２つに第２の開閉手段４３が設けられてもよい。
【００３９】
複数の抵抗手段４２ａ，４２ｂとしては、例えば抵抗器を用いることができる。抵抗手段４２ａ，４２ｂの抵抗値によって、並列回路４１の流路４４，４５に流れる電流の大きさが決まる。具体的には、抵抗手段４２ａ，４２ｂの抵抗値が大きいほど、当該抵抗手段４２ａ，４２ｂを有した流路４４，４５には、電流が流れ難くなる。抵抗手段４２ａ，４２ｂの抵抗値は、電池２０の外部抵抗が試験規格の範囲内となるように設定される。なお、試験中に抵抗手段４２ａ，４２ｂの発熱による影響を抑制するために、抵抗手段４２ａ，４２ｂを空冷又は水冷することが好ましい。
【００４０】
第２の開閉手段４３は、外部短絡回路１１における電池２０の外部抵抗の抵抗値を調整するためのものであり、本実施形態では、一方の流路４４において一方の抵抗手段４２ａよりも上流側に設けられている。
【００４１】
第２の開閉手段４３が開閉されることによって、外部短絡回路１１における電池２０の外部抵抗の抵抗値が変化する。具体的には、第２の開閉手段４３が開いているとき、当該第２の開閉手段４３に接続された一方の抵抗手段４２ａに電流が流れることが阻止されるので、他方の抵抗手段４２ｂの抵抗値が電池２０の外部抵抗の抵抗値に寄与する。これに対して、第２の開閉手段４３が閉じているとき、一方の抵抗手段４２ａにも電流が流れることが許容されるので、両方の抵抗手段４２ａ，４２ｂの合成抵抗値が電池２０の外部抵抗の抵抗値に寄与する。第２の開閉手段４３が開いているときの外部抵抗の抵抗値は、第２の開閉手段４３が閉じているときの外部抵抗の抵抗値よりも大きい。このように第２の開閉手段４３の開閉状態によって電池２０の外部抵抗の抵抗値が変化することを利用して、後述のように第１の開閉手段３０に流れる電流を減少させることができる。第２の開閉手段４３として、例えば直流の気中遮断器、真空遮断器又は電磁開閉器等が用いられる。
【００４２】
なお、外部短絡回路１１には、試験開始前において電池２０の外部抵抗の抵抗値が試験の規定の範囲内にあるか否かをチェックするためのミリオームメータ等の装置が含まれてもよい。また、電池２０の性能を正確に測定するために、当該回路１１は、電池２０の温度を一定に保つための恒温槽内に配設されてもよい。また、当該回路１１には、試験中に電池２０から外部短絡回路１１に流れる電流値を測定するための電流センサ、シャント抵抗又は記録計が設けられてもよい。
【００４３】
制御手段５０は、図２に示すように、第１の開閉手段３０を制御するための開閉制御部５１と、第２の開閉手段４３を制御するための抵抗制御部５２と、試験終了のための条件が成立したかを判定するための判定部５３と、時間を計測するための計時部５４と、を有している。
【００４４】
開閉制御部５１は、試験開始の時に与えられる試験開始の命令に基づいて第１の開閉手段３０を閉じ、かつ、試験終了の時に第２の開閉手段４３が開かれた後に、第１の開閉手段３０を開く制御を行うように構成されている。なお、この試験開始の命令は、例えば制御手段５０に試験開始のための開始スイッチが設けられ、使用者が当該スイッチを押すことによって出力されるようにしてもよい。
【００４５】
抵抗制御部５２は、試験開始の時に与えられる試験開始の命令に基づいて第２の開閉手段４３を閉じ、かつ、試験終了の時に判定部５３が出力する試験終了の命令に基づいて第２の開閉手段４３を開く制御を行うように構成されている。
【００４６】
判定部５３は、試験終了のための条件が成立したと判定すると、試験終了の命令を出力するように構成されている。試験終了のための条件としては、例えば試験時間として所定の時間が経過したことが挙げられる。また、その他に、例えば電池２０の容量、電池２０にかかる電圧、電池２０から流れる電流、又は電池２０の温度が所定の値に達したことが挙げられる。試験終了の命令には、異常による試験中断の命令が含まれてもよく、この場合、判定部５３は、例えば外部短絡回路１１に流れる電流値又はこの回路１１を構成する導体（例えば導体１２〜１４，４１ａ〜４１ｃ等）の温度が予め定められた所定の値になった場合に、試験中断のための条件が成立すると判定して当該試験中断の命令を出力すればよい。
【００４７】
なお、制御手段５０は判定部５３を有しない構成でもよい。この場合、例えば制御手段５０に試験終了のための終了スイッチが設けられ、使用者が当該スイッチを押すことにより試験終了の命令が出力されてもよい。
【００４８】
計時部５４は、試験終了の時に抵抗制御部５２による第２の開閉手段４３の制御が行われた後、所定の時間を計測するように構成されている。この所定の時間として、第２の開閉手段４３が開かれてから第１の開閉手段３０に流れる電流を確実に減少させるのに十分な時間が設定される。つまり、制御手段５０は、抵抗制御部５２による第２の開閉手段４３の制御の後、計時部５４によって計測される所定の時間だけ待機してから開閉制御部５１による第１の開閉手段３０の制御を行うように構成されている。
【００４９】
なお、制御手段５０は計時部５４を有しない構成でもよい。この場合、制御手段５０は抵抗制御部５２により第２の開閉手段４３を制御し、第２の開閉手段４３が開いた後に、開閉制御部５１により第１の開閉手段３０を開く制御を順次行うよう構成されてもよい。または、この場合、制御手段５０は、第２の開閉手段４３が開いた後に、外部短絡回路１１に流れる電流が予め定められた電流値に下がるまで待機してから開閉制御部５１により第１の開閉手段３０を開く制御を行うように構成されてもよい。
【００５０】
次に、前記のような構成を有する外部短絡回路１１において、並列回路４１の流路４４，４５に流れる電流値について図３を参照しながら説明する。
【００５１】
外部短絡回路１１において、一方の抵抗手段４２ａの抵抗値をＲ１［Ω］、他方の抵抗手段４２ｂの抵抗値をＲ２［Ω］、第１の開閉手段３０に流れる電流値をＩｔ［Ａ］とすると、一方の流路４４に流れる電流値Ｉ１［Ａ］、及び他方の流路４５に流れる電流値Ｉ２［Ａ］は、以下の（式１）及び（式２）のように表される。
Ｉ１＝Ｉｔ×Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）（式１）
Ｉ２＝Ｉｔ×Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２）（式２）
ここで、一方の抵抗手段４２ａの抵抗値と他方の抵抗手段４２ｂの抵抗値とが同じ場合（Ｒ１＝Ｒ２）、電流値Ｉ１及びＩ２は、式１及び式２より、
Ｉ１＝Ｉ２＝Ｉｔ×１／２（式３）
となる。
【００５２】
このように、第２の開閉手段４３が閉じているときは、第１の開閉手段３０を流れた電流が流路４４，４５に分流されるので、第２の開閉手段４３に流れる電流は、第１の開閉手段３０に流れる電流よりも減少する。
【００５３】
次に、試験中及び試験終了の時における電池２０の外部抵抗の抵抗値の変化について図３乃至図５を参照しながら説明する。
【００５４】
図３に示すように、試験中の状態、すなわち、外部短絡回路１１において第１の開閉手段３０と第２の開閉手段４３がともに閉じられた状態における電池２０の外部抵抗Ｒｔ［Ω］は、以下の（式４）のように表される。
１／Ｒｔ＝１／Ｒ１＋１／Ｒ２（式４）
ここで、例えばＲ１＝１０［ｍΩ］、Ｒ２＝１０［ｍΩ］とすると、図４に示すように、試験中の外部抵抗Ｒｔは、式４より、
Ｒｔ＝５［ｍΩ］（式５）
となる。
【００５５】
試験終了の時の状態、すなわち、試験中の状態から第２の開閉手段４３が開かれた状態における外部抵抗Ｒｔは、当該第２の開閉手段４３に直列に接続されていた一方の抵抗手段４２ａには電流が流れなくなるので、以下の（式６）のように表される。
Ｒｔ＝Ｒ２（式６）
ここで、前記と同様に、Ｒ１＝１０［ｍΩ］、Ｒ２＝１０［ｍΩ］とすると、図５に示すように、試験終了の時の外部抵抗Ｒｔは、式６より、
Ｒｔ＝１０［ｍΩ］（式７）
となる。
【００５６】
したがって、式５及び式７に示すように、試験終了の時における電池２０の外部抵抗Ｒｔが、試験中における電池２０の外部抵抗Ｒｔに対して増加している。
【００５７】
次に、試験中及び試験終了の時における第１の開閉手段３０に流れる電流値の変化について説明する。
【００５８】
図３に示すように、電池２０の内部抵抗をＲｉｎ［Ω］、電池２０の電圧をＶ［ｖ］として、試験中の状態において、電池２０からこの回路１１に流れる電流値、すなわち第１の開閉手段３０に流れる電流値Ｉｔは、以下の（式８）のように表される。
Ｉｔ＝Ｖ／（Ｒｉｎ＋Ｒｔ）（式８）
ここで、例えばＲｉｎ＝１０［ｍΩ］、Ｖ＝３００［ｖ］とすると、図４に示すように、試験中の電流値Ｉｔは、式５及び式８より、
Ｉｔ＝２０［ｋＡ］（式９）
となる。
【００５９】
また、図５に示すように、試験終了の時の電流値Ｉｔは、式７及び式８より、
Ｉｔ＝１５［ｋＡ］（式１０）
となる。
【００６０】
したがって、式９及び式１０に示すように、試験終了の時の電流値Ｉｔが、試験中の電流値Ｉｔに対して減少している。なお、本例においては、第１の開閉手段３０と第２の開閉手段４３の内部抵抗、導体抵抗、及び接触抵抗は無視されている。
【００６１】
次に、前記のような外部短絡試験装置１０を用いた外部短絡試験方法について図６を参照しながら説明する。なお、ここでは、外部短絡試験装置１０の初期状態として、第１の開閉手段３０が閉じており、かつ第２の開閉手段４３が閉じている場合について説明する。
【００６２】
まず、使用者が電池２０を設置する外部短絡試験装置の抵抗（外部抵抗）の抵抗値が試験の規定の範囲内にあるか否かをチェックする（ステップＳ１）。この外部抵抗のチェックは、例えば使用者がミリオームメータ等の装置を用いて電池２０の外部抵抗が試験の規定の範囲内にあるか否かを調べることによって行われる。
【００６３】
電池２０の外部抵抗が規定の範囲内である場合（ステップＳ１でＹｅｓ）、第１の開閉手段３０を開き（ステップＳ２）、使用者は電池２０を外部短絡回路１１の電池設置部２１に設置する（ステップＳ３）。電池２０の外部抵抗が規定の範囲内でない場合（ステップＳ１でＮｏ）、使用者はその外部抵抗が規定の範囲内となるように外部短絡回路１１の構成機器（例えば第１の開閉手段３０及び第２の開閉手段４３等）の内部抵抗、導体抵抗及び各接続部における接触抵抗の調整を行う。
【００６４】
電池２０を設置した後、使用者が試験を開始するか否かを判断する（ステップＳ４）。使用者が試験を開始すると判断した場合（ステップＳ４でＹｅｓ）、使用者が例えば制御手段５０に設けられた試験開始のための開始スイッチを押して、試験開始の命令を制御手段５０に与える。これにより、第１の開閉手段３０が閉じられ（ステップＳ５）、電池２０から外部短絡回路１１全体に短絡電流が流れ、外部短絡試験装置１０が試験中の状態に移行する。
【００６５】
制御手段５０は、試験中、繰り返し試験を終了するか否かを判断している（ステップＳ６）。具体的には、制御手段５０は、判定部５３から試験終了の命令が出力されると試験の終了と判断する一方、判定部５３から試験終了の命令が出力されなければ試験の終了の時ではないと判断する。制御手段５０が試験を終了すると判断した場合（ステップＳ６でＹｅｓ）、制御手段５０の抵抗制御部５２が、第２の開閉手段４３を開く（ステップＳ７）。
【００６６】
次に、計時部５４は、所定の時間を計測する（ステップＳ８）。ここで、外部短絡試験装置１０は、第２の開閉手段４３が開かれてから、第１の開閉手段３０に流れる電流を確実に減少させる所定時間が経過するまで待機状態となる。この間に、電池２０の外部抵抗がそれまでの試験中のその外部抵抗に対して増加したことにより、第１の開閉手段３０に流れる電流が確実に減少する。
【００６７】
計時部５４が、所定の時間を計測した場合（ステップＳ８でＹｅｓ）、制御手段５０の開閉制御部５１は、第１の開閉手段３０を開き（ステップＳ９）、試験を終了する。このとき、第２の開閉手段４３が開いているので、電池２０の外部抵抗が増加して第１の開閉手段３０に流れる電流が減少した状態となっている。
【００６８】
以上説明した外部短絡試験装置１０では、外部抵抗増加手段４０によって電池設置部２１に設置された電池２０の外部抵抗を増加させることが可能となる。これにより、電池２０から外部短絡回路１１に流れる電流を減少させることが可能となる。そして、第１の開閉手段３０に流れる電流が減少した状態で当該第１の開閉手段３０を開くことが可能となる。これらの動作を試験終了の時に行うことが可能となるので、第１の開閉手段３０を開く際に、この第１の開閉手段３０の接点に生じる局所的な発熱が抑制されて第１の開閉手段３０の接点の損傷を防ぐことができるとともに、第１の開閉手段３０の接点間に局所的に流れる電流も減少してアークの発生を防ぐことができる。したがって、第１の開閉手段３０における接点の損傷又はアークの発生によって試験終了ができなくなることを防止することができる。
【００６９】
また、制御手段５０が外部抵抗増加手段４０によって電池２０の外部抵抗を増加させるための操作及び第１の開閉手段３０を開く操作を自動的に行うので、使用者がこれらの操作をする必要がなくなり、外部短絡試験を簡単に行うことができる。また、そのような制御手段５０による自動的な操作によって、試験中に電池２０が外部短絡することによって外部短絡回路１１に大電流が流れる場合でも、使用者が外部抵抗増加手段４０及び第１の開閉手段３０に直接触れなくてよくなるので、試験の安全性を高めることができる。
【００７０】
また、第１の開閉手段３０を流れた電流が並列回路４１に設けられた一方の抵抗手段４２ａ及び他方の抵抗手段４２ｂの抵抗値に応じて２つの流路４４，４５に分流されるので、第２の開閉手段４３に流れる電流を減少させることができる。そして、この第２の開閉手段４３に流れる電流が減少した状態で、制御手段５０が第２の開閉手段４３を開くことができるので、この際に第２の開閉手段４３の接点に生じる局所的な発熱が抑制されて第２の開閉手段４３の接点の損傷を防ぐことができるとともに、第２の開閉手段４３の接点間に局所的に流れる電流も減少してアークの発生を防ぐことができる。
【００７１】
また、第２の開閉手段４３は一方の流路４４に設けられており、当該第２の開閉手段４３に流れる電流は、図１２に示すような従来の外部短絡試験装置の回路１００ａにおける開閉手段１０２が直列接続された構成において流れる電流に比べて小さくなるので、当該第２の開閉手段４３をより低電流のものによって対応することができ、機器の小型化及び低コスト化を実現することができる。
【００７２】
また、流路４４に抵抗手段４２ａが設けられ、流路４５に抵抗手段４２ｂが設けられているので、これら抵抗手段４２ａ，４２ｂを１つの流路において互いに直列に接続するよりも外部抵抗を小さくすることができる。したがって、試験中に電池２０を外部短絡させてより大きな電流を発生させ易くすることができる。
【００７３】
また、制御手段５０が試験終了の判定をしてから第１の開閉手段３０及び外部抵抗増加手段４０の制御が行われるので、使用者が自ら試験終了の判定をする必要がなくなり、外部短絡試験をさらに簡単に行うことができる。
【００７４】
また、制御手段５０が外部抵抗増加手段４０によって電池２０の外部抵抗を増加させてから予め定められた時間待機することにより、第１の開閉手段３０に流れる電流を確実に減少させることができる。そして、第１の開閉手段３０に流れる電流が確実に減少した状態で、制御手段５０の開閉制御部５１が当該第１の開閉手段３０を開くことができるので、第１の開閉手段３０における接点の損傷又はアークの発生をさらに効果的に防ぐことができる。
【００７５】
また、前記のように第１の開閉手段３０及び第２の開閉手段４３の接点の損傷が防がれるので、外部短絡試験装置１０の寿命を長くすることができる。
【００７６】
次に、本発明の第２の実施形態に係る外部短絡試験装置について図７及び図８を参照しながら説明する。
【００７７】
本実施形態の外部短絡試験装置１０ａは、図７に示すように、その外部短絡回路１１において一方の抵抗手段４２ａとして可変抵抗器４２ｃが用いられている点において、第１の実施形態の外部短絡試験装置１０と異なっている。この可変抵抗器４２ｃとしては、例えば抵抗材料としてカーボンが用いられ、機械的接触により抵抗を可変とする可変大電流抵抗（特許第３４９９２４０号参照）等が用いられる。
【００７８】
本実施形態では、制御手段５０の抵抗制御部５２は、図８に示すように、第２の開閉手段４３及び可変抵抗器４２ｃを制御するように構成されている。具体的には、抵抗制御部５２は、試験終了の時に判定部５３が出力する試験終了の判定に基づいて可変抵抗器４２ｃの抵抗値を十分大きくしてから第２の開閉手段４３を開く制御を行うように構成されている。また、制御手段５０の開閉制御部５１は、抵抗制御部５２による制御が行われた後、第１の開閉手段３０を開く制御を行うように構成されている。
【００７９】
試験終了の時の外部短絡試験装置１０ａの動作として、まず、抵抗制御部５２が可変抵抗器４２ｃの抵抗値を十分に大きくして、第２の開閉手段４３に流れる電流を確実に減少させる。次に、抵抗制御部５２は、第２の開閉手段４３に流れる電流が確実に減少した状態で、当該第２の開閉手段４３を開く。これにより、電池２０の外部抵抗が増加して、第１の開閉手段３０に流れる電流が減少する。次に、制御手段５０の開閉制御部５１は、第１の開閉手段３０に流れる電流が減少した状態で、当該第１の開閉手段３０を開いて試験を終了させる。
【００８０】
以上説明した外部短絡試験装置１０ａによれば、制御手段５０が第２の開閉手段４３を開くことにより、可変抵抗器４２ｃに流れる電流を遮断して並列回路４１内の可変抵抗器４２ｃと他方の抵抗手段４２ｂの合成抵抗値を効果的に増加させることができるので、第１の開閉手段３０に流れる電流を効果的に減少させることができる。
【００８１】
また、制御手段５０が可変抵抗器４２ｃの抵抗値を増加させることにより第２の開閉手段４３に流れる電流を確実に減少させた状態で当該第２の開閉手段４３を開くことができるので、第２の開閉手段４３における接点の損傷又はアークの発生を効果的に防ぐことができる。
【００８２】
なお、図７の構成において、第２の開閉手段４３は設けられない構成であってもよい。この場合、流路４４には可変抵抗器４２ｃのみが設けられており、制御手段５０が可変抵抗器４２ｃの抵抗値を増加させることにより、並列回路４１内の可変抵抗器４２ｃと他方の抵抗手段４２ｂとの合成抵抗値が増加するので、電池２０の外部抵抗が増加する。これにより、第１の開閉手段３０に流れる電流を減少させることができる。そして、この第１の開閉手段３０に流れる電流が減少した状態で、制御手段５０が第１の開閉手段３０を開くことができるので、この際に第１の開閉手段３０における接点の損傷又はアークの発生を防ぐことができる。
【００８３】
次に、本発明の第３の実施形態に係る外部短絡試験装置について図９及び図１０を参照しながら説明する。
【００８４】
本実施形態の外部短絡試験装置１０ｂは、その外部短絡回路１１において外部抵抗増加手段４０が可変抵抗器４２ｃによって構成される点において、第１の実施形態の外部短絡試験装置１０と異なっている。すなわち、並列回路４１は設けられず、可変抵抗器４２ｃは、導体１３の下流側部及び導体１４の上流側部に接続されている。
【００８５】
本実施形態では、制御手段５０の抵抗制御部５２は、可変抵抗器４２ｃを制御するように構成されている。具体的には、抵抗制御部５２は、試験終了の時に判定部５３が出力する試験終了の判定に基づいて可変抵抗器４２ｃの抵抗値を十分大きくする制御を行うように構成されている。また、制御手段５０の開閉制御部５１は、抵抗制御部５２による制御が行われた後、第１の開閉手段３０を開く制御を行うように構成されている。
【００８６】
試験終了の時の外部短絡試験装置１０ｂの動作として、抵抗制御部５２が、可変抵抗器４２ｃの抵抗値を十分に大きくして、第１の開閉手段３０に流れる電流を確実に減少させる。次に、制御手段５０の開閉制御部５１が、第１の開閉手段３０に流れる電流が確実に減少した状態で、当該第１の開閉手段３０を開いて試験を終了させる。
【００８７】
以上説明した外部短絡試験装置１０ｂによれば、制御手段５０の抵抗制御部５２が可変抵抗器４２ｃの抵抗値を増加させることにより第１の開閉手段３０に流れる電流を確実に減少させた状態で、制御手段５０の開閉制御部５１が当該第１の開閉手段３０を開くことができるので、第１の開閉手段３０における接点の損傷又はアークの発生を効果的に防ぐことができる。
【００８８】
また、外部抵抗増加手段４０が、可変抵抗器４２ｃという簡単な機器によって構成されることが可能となるので、外部短絡試験装置１０の小型化及び低コスト化を実現することができる。
【００８９】
なお、本発明は、前記のような実施形態に限られず、種々の変形が可能である。例えば、外部短絡回路１１において、電池２０、外部抵抗増加手段４０及び第１の開閉手段３０の順に、これらが互いに直列接続されてもよい。また、第１の実施形態及び第２の実施形態に示された外部抵抗増加手段４０の並列回路４１において、第２の開閉手段４３は、一方の抵抗手段４２ａ又は可変抵抗器４２ｃの下流側に設けられてもよい。また、図６のフローチャートを用いた外部短絡試験方法においては、制御手段５０が自動的にステップＳ５〜Ｓ９を行う例を示したが、これに限られず、例えば制御手段５０が設けられていない場合等においては、使用者自身が手動でステップＳ５〜Ｓ９の操作を行ってもよい。また、計時部５４が設けられない場合には、ステップＳ７の後にステップＳ８が行われることなく、ステップＳ９が行われるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００９０】
１０，１０ａ，１０ｂ  外部短絡試験装置
２０  電池
２１  電池設置部
３０  第１の開閉手段
４０  外部抵抗増加手段
４１  並列回路
４２，４２ａ，４２ｂ  抵抗手段
４２ｃ  可変抵抗器
４３  第２の開閉手段
５０  制御手段
【図１】
0006026386.tif 000002
【図２】
0006026386.tif 000003
【図３】
0006026386.tif 000004
【図４】
0006026386.tif 000005
【図５】
0006026386.tif 000006
【図６】
0006026386.tif 000007
【図７】
0006026386.tif 000008
【図８】
0006026386.tif 000009
【図９】
0006026386.tif 000010
【図１０】
0006026386.tif 000011
【図１１】
0006026386.tif 000012
【図１２】
0006026386.tif 000013