(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池の試験に使用する充放電試験装置を校正するための校正機ユニットにおいて、
前記校正機ユニットは、
前記二次電池と同じ配置の正負の接続端子および同形状の筐体で構成され、
前記二次電池の代わりに前記接続端子を介して前記充放電試験装置に接続して前記充放電試験装置との間の電気的特性を計測する計測部と、
前記充放電試験装置との間で無線通信を行う無線通信子機と、
前記計測部と前記無線通信子機とに電源を供給するユニット用二次電池と
を有し、
前記充放電試験装置は、充電と放電の切り替えを行う双方向コンバータを有し、
前記計測部は、充電試験用の負荷抵抗と放電試験用の電源を有さず、前記正負の接続端子間に直列に接続された電流計のシャント抵抗とオンオフスイッチと、前記オンオフスイッチに並列に接続された電圧計とで構成され、
前記充放電試験装置の充電電流特性の校正を行う場合、前記校正機ユニットは、前記オンオフスイッチをオンにして、充電動作に制御された前記双方向コンバータから出力される充電電流を前記電流計に流して計測後の充電電流を前記双方向コンバータに戻し、
前記充放電試験装置の放電電流特性の校正を行う場合、前記校正機ユニットは、前記オンオフスイッチをオンにして、放電動作に制御された前記双方向コンバータから出力される放電電流を前記電流計に流して計測後の放電電流を前記双方向コンバータに戻し、
前記充放電試験装置の充電電圧特性の校正を行う場合、前記校正機ユニットは、前記オンオフスイッチをオフにして、充電動作に制御された前記双方向コンバータに接続される前記正負の接続端子間の充電電圧を前記電圧計により計測し、
前記充放電試験装置の放電電圧特性の校正を行う場合、前記校正機ユニットは、前記オンオフスイッチをオフにして、放電動作に制御された前記双方向コンバータに接続される前記正負の接続端子間の放電電圧を前記電圧計により計測する
ことを特徴とする校正機ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の校正機ユニットにおいて、
前記電流計または前記電圧計の計測情報を前記無線通信子機から前記充放電試験装置側に送信する
ことを特徴とする校正機ユニット。
【請求項３】
請求項１または２に記載の校正機ユニットにおいて、
前記オンオフスイッチと並列にノイズ除去用の抵抗を配置することを特徴とする校正機ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池の充放電試験装置を校正する校正機ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気自動車、太陽電池システムの夜間対応や災害時の非常用蓄電池など様々な分野で二次電池が注目されている。二次電池の製造時には予め設定された条件で充電試験や放電試験を行って要求性能を満たしているかを確認する必要があり、製造ラインで二次電池の性能を検査するための充放電試験装置が用いられている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
また、製造ラインの検査装置の校正方法について様々な技術が検討されている（例えば特許文献２，３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２２３８９６号公報
【特許文献２】特開平０６−０１１４９４号公報
【特許文献３】特開２００４−１２５７１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、充放電試験装置による二次電池の試験時の電圧や電流などの電気的特性が試験条件に合致しているか否かを定期的に検査しなければならない。このために、例えば充放電試験システムの出力端子間の電圧や電流を保守者が計測器を用いて確認する作業を定期的に行わなければならず、多大な手間とコストが掛かるだけでなく、校正中は充放電試験装置を使用できなくなり、二次電池の生産効率が低下するという問題があった。
【０００６】
さらに、校正用の設備として、充電試験校正用の負荷抵抗や放電試験校正用の直流電池が必要となり、小型化や発熱などの問題があった。
【０００７】
上記課題に鑑み、本発明の目的は、二次電池の製造時に使用する充放電試験装置を校正することができ、発熱が少なく小型化が可能で二次電池の生産効率を大幅に向上できる校正機ユニットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る校正機ユニットは、二次電池の試験に使用する充放電試験装置を校正するための校正機ユニットにおいて、前記校正機ユニットは、前記二次電池と同じ配置の正負の接続端子および同形状の筐体で構成され、前記二次電池の代わりに前記接続端子を介して前記充放電試験装置に接続して前記充放電試験装置との間の電気的特性を計測する計測部と、前記充放電試験装置との間で無線通信を行う無線通信子機と、前記計測部と前記無線通信子機とに電源を供給するユニット用二次電池とを有し、前記充放電試験装置は、充電と放電の切り替えを行う双方向コンバータを有し、前記計測部は、充電試験用の負荷抵抗と放電試験用の電源を有さず、前記正負の接続端子間に直列に接続された電流計のシャント抵抗とオンオフスイッチと、前記オンオフスイッチに並列に接続された電圧計とで構成され、前記充放電試験装置の充電電流特性の校正を行う場合、前記校正機ユニットは、前記オンオフスイッチをオンにして、充電動作に制御された前記双方向コンバータから出力される充電電流を前記電流計に流して計測後の充電電流を前記双方向コンバータに戻し、前記充放電試験装置の放電電流特性の校正を行う場合、前記校正機ユニットは、前記オンオフスイッチをオンにして、放電動作に制御された前記双方向コンバータから出力される放電電流を前記電流計に流して計測後の放電電流を前記双方向コンバータに戻し、前記充放電試験装置の充電電圧特性の校正を行う場合、前記校正機ユニットは、前記オンオフスイッチをオフにして、充電動作に制御された前記双方向コンバータに接続される前記正負の接続端子間の充電電圧を前記電圧計により計測し、前記充放電試験装置の放電電圧特性の校正を行う場合、前記校正機ユニットは、前記オンオフスイッチをオフにして、放電動作に制御された前記双方向コンバータに接続される前記正負の接続端子間の放電電圧を前記電圧計により計測することを特徴とする。
【０００９】
特に、前記電流計または前記電圧計の計測情報を前記無線通信子機から前記充放電試験装置側に送信することを特徴とする。
【００１１】
さらに、前記オンオフスイッチと並列にノイズ除去用の抵抗を配置することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る校正機ユニットは、二次電池の製造時に使用する充放電試験装置を校正することができ、発熱が少なく小型化が可能で二次電池の生産効率を大幅に向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】二次電池の試験を行う製造ラインの一例を示す図である。
【図２】充放電試験装置１０１と校正機ユニット１０２および二次電池１５０の接続例を示す図である。
【図３】第１実施形態に係る充放電試験装置１０１、校正機ユニット１０２、試験管理装置１０３の構成例を示す図である。
【図４】充放電回路１１１の回路例を示す図である。
【図５】充電時の動作例を示す図である。
【図６】放電時の動作例を示す図である。
【図７】従来の充放電特性の校正方法を示す図である。
【図８】本実施形態における充放電特性の校正方法を示す図である。
【図９】充放電試験装置１０１の処理例を示すフローチャートである。
【図１０】校正機ユニット１０２の処理例を示すフローチャートである。
【図１１】試験管理装置１０３の校正時の処理例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る校正機ユニットの実施形態について図面を用いて詳しく説明する。
【００１５】
製造された二次電池の試験を行う製造ラインは、複数の充放電試験装置１０１が配置され、例えば試験内容別にラインが構成されている。図１の例では、モードＡの試験を行う試験ラインＡと、モードＢの試験を行う試験ラインＢと、モードＣの試験を行う試験ラインＣとが配置されている。ここで、モードＡ、モードＢおよびモードＣは、例えば充電電流の大きさや充電パターン、放電電流の大きさや放電パターンなど試験内容が異なる。一例として、モードＡがトリクル充電、モードＢが急速充電、モードＣが連続放電のような試験が行われる。
【００１６】
図１において、試験ラインＡでは、充放電試験装置１０１ａ１、充放電試験装置１０１ａ２、充放電試験装置１０１ａ３・・・などの複数の試験装置が配置され、例えば充放電試験装置１０１ａ１は二次電池１５０＿１に対してモードＡの試験を行う。また、試験ラインＢでは、充放電試験装置１０１ｂ１、充放電試験装置１０１ｂ２、充放電試験装置１０１ｂ３・・・などの複数の試験装置が配置され、例えば充放電試験装置１０１ｂ２は二次電池１５０＿２に対してモードＢの試験を行う。同様に、試験ラインＣでは、充放電試験装置１０１ｃ１、充放電試験装置１０１ｃ２、充放電試験装置１０１ｃ３・・・などの複数の試験装置が配置され、例えば充放電試験装置１０１ｃ１は二次電池１５０＿３に対して、充放電試験装置１０１ｃ２は二次電池１５０＿４に対して、それぞれモードＣの試験を行う。
【００１７】
ここで、本実施形態における符号の付け方について定義しておく。図１の中で、
充放電試験装置１０１ａ１、充放電試験装置１０１ａ２、充放電試験装置１０１ａ３、充放電試験装置１０１ｂ１、充放電試験装置１０１ｂ２、充放電試験装置１０１ｂ３、充放電試験装置１０１ｃ１、充放電試験装置１０１ｃ２、充放電試験装置１０１ｃ３など複数の試験装置は、どのモードで試験を行うかを選択可能な同じ構成の試験装置である。以降の説明において、これらの試験装置に共通の内容について説明する場合は、アルファベットのａ＊，ｂ＊，ｃ＊（＊は数字）を除いて、単に充放電試験装置１０１と表記する。また、モードＡの試験を行うグループの試験装置に対して共通の場合は、充放電試験装置１０１ａと表記する。モードＢおよびモードＣについても同様である。そして、特定の充放電試験装置１０１を指す場合のみ全ての符号を付加して表記し、例えば「試験ラインＣの充放電試験装置１０１ｃ１には二次電池１５０＿３が接続される」のように表記する。同様の考え方を二次電池や校正機ユニットなどについても用い、例えば全ての二次電池に共通の場合は二次電池１５０と表記し、特定の二次電池１５０を指す場合は「＿数字」を付加して「二次電池１５０＿３」のように表記する。校正機ユニットの場合も全ての校正機ユニットに共通の場合は校正機ユニット１０２と表記し、特定の校正機ユニット１０２を指す場合は「＿数字」を付加して「校正機ユニット１０２＿２」のように表記する。
【００１８】
一般に、図１のような二次電池１５０の試験を行う製造ラインでは、二次電池１５０の品質を保つために試験装置である充放電試験装置１０１自体の性能が狂っていないかを定期的に検査し、狂っている場合は校正しなければならない。例えば二次電池１５０の充電試験を行う際の充電電流が試験条件として予め決められた所定範囲内にあるか否かを測定し、所定範囲から外れている場合は、所定範囲の中央値に設定し直す必要がある。尚、実際には、所定範囲から外れている場合は過去に試験された二次電池１５０の再試験を行う必要があるため、所定範囲から外れかけている場合に早めに調整を行って所定範囲から外れないように管理される。
【００１９】
そこで、本実施形態では、試験を行う二次電池１５０の代わりに二次電池１５０と同サイズの筐体の校正機ユニット１０２を各試験ラインに定期的に流すようになっている。ここで、図２（ａ）は、充放電試験装置１０１に二次電池１５０を接続する様子を示した図である。充放電試験装置１０１の試験用の端子群１１７の各端子は、二次電池１５０の端子群１５１の各端子と一対一に対応するように配置されている。そして、試験時には端子群１１７と端子群１５１とが接触し、二次電池１５０の試験を開始する。一方、図２（ｂ）は、充放電試験装置１０１に校正機ユニット１０２を接続する様子を示した図である。校正機ユニット１０２は、二次電池１５０と同サイズの筐体と、二次電池１５０の端子群１５１と同配置の端子群１１８を有する。そして、校正時には端子群１１７と端子群１１８とが接触し、充放電試験装置１０１の校正を開始する。
【００２０】
尚、図１の例では、二次電池１５０や校正機ユニット１０２などが次の試験モードの充放電試験装置１０１の位置まで動かす方法が描かれていないが、実際には作業者が行ってもよいし、コンベヤーなどで自動的に振り分けられるようにしてもよい。また、校正機ユニット１０２を同じ試験モードのグループ内でのみ移動するようにしてもよいし、異なる試験モードのグループに移動するようにしてもよい。さらに、校正機ユニット１０２を流す間隔が長い場合や校正機ユニット１０２の数が多い場合は、校正機ユニット１０２を一時的に待機させておくラック１６０などを設けてもよい。この場合は、作業者またはコンベヤーなどで校正機ユニット１０２を待機ラック１６０に移動させ、校正時に目的とする試験モードの充放電試験装置１０１に流す。尚、校正スケジュールは、製造工程や製造検査項目として、予め決められており、作業者が行う場合はこの校正スケジュールに従って校正を行い、自動で行う場合は、複数の充放電試験装置１０１を管理する試験管理装置１０３側で校正スケジュールに従って校正を行う。また、校正機ユニット１０２が接続されている充放電試験装置１０１、待機ラック１６０およびライン上など工場内における自ユニットの位置を取得する方法については、後で詳しく説明する。
【００２１】
図３は、充放電試験装置１０１に校正機ユニット１０２を接続して充放電試験を行う場合の構成例を示した図である。ここで、充放電試験装置１０１は、試験管理装置１０３側とＬＡＮで接続されている。尚、試験管理装置１０３は、試験グループ毎に配置され、同じ試験グループ内の充放電試験装置１０１だけを管理・制御するようにしてもよいし、全ての試験グループの充放電試験装置１０１を管理・制御するようにしてもよい。また、図３では、わかり易いように充放電試験装置１０１と試験管理装置１０３とを分けたが、充放電試験装置１０１に試験管理装置１０３の機能を含めて充放電試験装置１０１としてもよいし、充放電試験装置１０１と試験管理装置１０３とを併せて充放電試験システムとしてもよい。尚、本願の各請求項における充放電試験装置は充放電試験装置１０１と試験管理装置１０３の両方の機能を含んでいる。
【００２２】
図３において、充放電試験装置１０１は、例えば、充放電回路１１１と、制御部１１２と、電源部１１３とを有する。
【００２３】
充放電回路１１１は、二次電池１５０や校正機ユニット１０２を接続するための端子群１１７を有し、図３の例では端子群１１７は、ｃｈ０１からｃｈ１０までの１０組の接続端子で構成される。充放電回路１１１は、制御部１１２によって充電電流の大きさや充電時間、放電電流の大きさや放電時間などが制御され、また、二次電池１５０のインピーダンス特性や電圧および温度などを計測して制御部１１２に出力する。尚、二次電池１５０は、複数のセルが積層され、各セル毎に充放電試験装置１０１の端子を接続して、セル毎に特性を試験できるようになっている。
【００２４】
制御部１１２は、ＬＡＮインターフェース回路を有し、試験管理装置１０３側に接続され、予め設定された試験モード或いは試験管理装置１０３側から指示される試験内容に従って充放電回路１１１を制御する。
【００２５】
電源部１１３は、商用電源（ＡＣ１００ｖなど）に接続され、充放電回路１１１および制御部１１２に動作に必要な電力を供給する。
【００２６】
また、図３において、試験管理装置１０３は、例えば、ＨＵＢ１３１と、無線親機１３２と、制御パソコン１３３とを有する。
【００２７】
ＨＵＢ１３１は、複数の充放電試験装置１０１と、無線親機１３２と、制御パソコンとをＬＡＮで接続するためのネットワーク装置である。
【００２８】
無線親機１３２は、複数の校正機ユニット１０２との間を無線接続し、校正機ユニット１０２を制御する情報を送信したり、校正機ユニット１０２の計測情報などを受信する。
【００２９】
制御パソコン１３３は、同じ試験グループ内の充放電試験装置１０１或いは全ての試験グループの充放電試験装置１０１を制御し、試験前には試験内容の設定、試験中の場合は試験状態のモニタ、試験結果の取得および管理などを行う。
【００３０】
一方、図３において、校正機ユニット１０２は、例えば、マルチメータ１２１と、無線子機１２２と、電圧変換部１２３と、バッテリ１２４とを有する。
【００３１】
マルチメータ１２１は、端子群１１８の各チャネルの電流特性、電圧特性、或いはインピーダンスなどを計測する計測回路１２５と、計測回路１２５の計測内容を制御したり、計測回路１２５の計測データを読み出す計測制御部１２６とを有する。計測制御部１２６は、ＬＡＮ（専用配線でもよい）で無線子機１２２と接続され、無線子機１２２から計測データが試験管理装置１０３側に無線で送信される。
【００３２】
無線子機１２２は、試験管理装置１０３の無線親機１３２との間で無線回線を確立し、校正機ユニット１０２側の情報（計測データ、バッテリ１２４の電圧、アラームなど）を試験管理装置１０３側に送信する。
【００３３】
電圧変換部１２３は、バッテリ１２４から供給される電圧をマルチメータ１２１や無線子機１２２の動作に必要な電圧に変換する。図３の例では、バッテリ１２４が出力するＤＣ１６ｖの電圧を商用電源と同じＡＣ１００ｖに変換してマルチメータ１２１に供給すると共に、ＤＣ２４ｖに変換して無線子機１２２に供給する。
【００３４】
バッテリ１２４は、例えばリチウムイオン電池などの二次電池で構成される。これにより、校正機ユニット１０２は、電源コードなどを必要とせず、製品の二次電池１５０と同様に、スタンドアロンで扱うことができ、試験ラインに二次電池１５０の間に混ぜて流すことができる。尚、図３の校正機ユニット１０２では、マルチメータ１２１としての校正管理が容易な商用電源で用いる市販品を用いたのでＡＣ１００ｖを必要とし、ＬＡＮインターフェースを有するが、専用の計測器を開発してバッテリ１２４に直接接続できるようにしてもよい。無線子機１２２についても同様に無線親機１３２に対応する市販品ではなく、バッテリ１２４やマルチメータ１２１に直結できる専用の無線機を搭載してもよい。このような場合は、電圧変換部１２３やＬＡＮを用いる必要はない。いずれの場合であっても、本実施形態に係る校正機ユニット１０２は、二次電池１５０と同等の筐体および端子群１１８を持ち、試験管理装置１０３側と無線通信する回路と、バッテリ１２４によるスタンドアロンの動作を実現できればよく、図３の構成例に限定されるものではない。
【００３５】
ここで、充放電試験装置１０１の充放電回路１１１に二次電池１５０または校正機ユニット１０２を接続する場合の回路例について、図４を用いて説明する。図４において、充放電回路１１１は、各チャネル毎に同様の充放電回路を有し、例えばｃｈ０１にはｃｈ充放電回路１６１、ｃｈ０２にはｃｈ充放電回路１６２、ｃｈ１０にはｃｈ充放電回路１６３がそれぞれ配置されている。尚、全て同じ回路構成なので、代表してｃｈ充放電回路１６１について説明する。ｃｈ充放電回路１６１は、電源部１１３に接続される回生インバータ１６４と、放電試験用のブースト回路１６５と、充電試験用のチョッパ回路１６６と、バイアス電源１６７とを有する。
【００３６】
回生インバータ１６４は、充電時はチョッパ回路１６６に電力を供給し、放電時はブースト回路１６５から電力を回収する。
【００３７】
ブースト回路１６５は、インダクタ、ダイオード、コンデンサおよびスイッチング素子によるスイッチとで構成され、放電時の負荷を与える。例えば、１００Ａの放電電流で試験を行う場合、制御部１１２はブースト回路１６５に流れる電流が１００Ａになるように制御する。尚、回路に直列に挿入されるバイアス電源１６７は、被試験側（二次電池側）が０ボルトまで放電できるようにするために数ボルト程度のオフセットを与える電源である。
【００３８】
チョッパ回路１６６は、インダクタ、ダイオード、コンデンサおよびスイッチング素子によるスイッチとで構成され、充電時の電力を供給する。
【００３９】
尚、回生インバータ１６４、ブースト回路１６５およびチョッパ回路１６６は、制御部１１２により制御される。また、ｃｈ充放電回路１６１は、図２で説明した二次電池１５０の一部のセルの充放電試験を行う。ここで、二次電池１５０の一部のセルを二次電池１５０−ｎと表記する。
【００４０】
図５（ａ）は、チョッパ回路１６６に二次電池１５０−ｎが接続された時の様子を示す図である。図５（ａ）において、チョッパ回路１６６は充電電流を＋端子１から出力し、二次電池１５０−ｎを介して−端子２に還流される。このようにして、二次電池１５０−ｎの充電試験が行われる。
【００４１】
一方、図５（ｂ）は、チョッパ回路１６６に校正機ユニット１０２が接続された時の様子を示す図である。図５（ｂ）において、チョッパ回路１６６は充電電流を＋端子１から出力し、校正機ユニット１０２を介してー端子２に還流される。この時、校正機ユニット１０２側の計測回路１２５の内部では、＋端子１から入力する充電電流をスイッチで短絡してー端子２に還流する。そして、電流計１６８により充電電流を計測し、計測制御部１２６に計測値を出力する。このようにして校正試験が行われ、計測した計測値がｃｈ充放電回路１６１の充電電流の設定値になるように調整される。
【００４２】
図６（ａ）は、ブースト回路１６５にバイアス電源１６７を介して二次電池１５０−ｎが接続された時の様子を示す図である。図６（ａ）において、二次電池１５０−ｎからの放電電流を＋端子１から入力し、バイアス電源１６７を介して負荷となるブースト回路１６５に流れ込む。このようにして、二次電池１５０−ｎの充電試験が行われる。
【００４３】
一方、図６（ｂ）は、ブースト回路１６５に校正機ユニット１０２が接続された時の様子を示す図である。図６（ｂ）において、放電試験を行う場合、校正機ユニット１０２の計測回路１２５の内部では、＋端子１とー端子２との間を電流計１６９を介してスイッチで短絡してバイアス電源１６７により放電電流を還流する。そして、電流計１６９により放電電流を計測し、計測制御部１２６に計測値を出力する。このようにして校正試験が行われ、計測した計測値がｃｈ充放電回路１６１の放電電流の設定値になるようにブースト回路１６５による負荷が調整される。
【００４４】
ここで、本実施形態に係る校正機ユニット１０２は、放電試験を行う際に、図６に示したように、＋端子１と−端子２との間を電流計１６９を介してスイッチで短絡することにより、損失が発生しないようにすることができる。尚、従来は、校正時にダミーのバッテリーを接続していたので、損失が発生するという問題があった。或いは、短絡させて校正を行う場合でも保守者が手作業で短絡させて電流値の計測を行わなければならず、手間が掛かるという問題があった。これに対して、本実施形態に係る校正機ユニット１０２では、校正機ユニット１０２の計測回路１２５内部のスイッチを一連の校正用プログラムによって自動的に閉じるので、手間が掛からず、損失も無くすことができる。
［充放電特性の校正方法］
次に、充放電特性の校正方法について詳しく説明する。本実施形態における充放電試験装置用の校正機ユニット１０２の特徴が理解し易いように、先ず、従来の校正方法について図７を用いて説明する。尚、図７において、図３，図４から図６と同符号のものは同じものを示す。
【００４５】
図７（ａ）は放電電圧および放電電流を計測する従来方法を示している。図７（ａ）において、従来は、直流安定化電源ＤＶＲを充放電試験装置１０１の充放電回路１１１の各チャネルの＋端子１と−端子２とに接続する。そして、直流安定化電源ＤＶＲに直列に挿入された電流計１６９で放電電流特性を計測し、直流安定化電源ＤＶＲに並列に接続された電圧計１７０で放電電圧特性を計測する。
【００４６】
図７（ｂ）は充電電圧および充電電流を計測する従来方法を示している。図７（ｂ）において、従来は、負荷抵抗Ｒｆを充放電試験装置１０１の充放電回路１１１の各チャネルの＋端子１と−端子２とに接続する。そして、負荷抵抗Ｒｆに直列に挿入された電流計１６９で充電電流特性を計測し、負荷抵抗Ｒｆに並列に接続された電圧計１７０で充電電圧特性を計測する。
【００４７】
ところが、従来の方法では、充電電流特性の計測時に負荷抵抗Ｒｆに流れる電流により負荷抵抗Ｒｆが発熱するという問題があり、本実施形態のように、校正機ユニット１０２を二次電池１５０と同形状の筐体で構成する場合、小型化などに問題が生じる。そこで、本実施形態に係る充放電試験装置用の校正機ユニット１０２では、図８に示すように、発熱を少なくする工夫が為されている。
【００４８】
図８は、充放電試験装置１０１の充放電回路１１１の各チャネルの＋端子１と−端子２とに接続される校正機ユニット１０２の回路例を示した図である。尚、図８において、図３，図４から図６と同符号のものは同じものを示す。また、図８（ａ）から（ｄ）に示した充放電回路１１１は、図４から図６の例とは異なり、双方向コンバータ２６１で構成されている。双方向コンバータ２６１は、例えばスイッチ１８１，１８２，１８３，１８４と、コイル１８５，１８６と、コンデンサ１８７，１８８とで構成され、スイッチ１８１とスイッチ１８４のオン幅（スイッチ１８２とスイッチ１８３のオフ幅）を変えることにより、充電と放電の切り替えを行うことができる。これにより、校正機ユニット１０２側は、負荷抵抗Ｒｆや直流安定化電源ＤＶＲが無くても充電試験や放電試験を行うことができる。尚、双方向コンバータ２６１は、一般に用いられている双方向コンバータと同じなので詳細な説明は省略するが、スイッチ１８１，１８２，１８３，１８４のオンオフ動作により、校正機ユニット１０２に流す電流の大きさや方向を自由に制御することができる。
【００４９】
図８（ａ）は放電特性を計測する場合の構成例を示し、計測回路１２５は、電流計１６９と、スイッチ１７１とで構成される。また、図８（ａ）において、双方向コンバータ２６１は、電流を−端子２から＋端子１の方向に逆流させ、校正機ユニット１０２により放電特性を校正する。この場合、校正機ユニット１０２の計測回路１２５では、スイッチ１７１が閉じられて、電流計１６９のシャント抵抗を介して放電電流が双方向コンバータ２６１の＋端子１方向に流れる。これにより、放電電流を電流計１６９で計測して校正することができる。
【００５０】
図８（ｂ）は充電特性を計測する場合の構成例を示し、計測回路１２５は、図８（ａ）と同様にスイッチ１７１が閉じられているが、双方向コンバータ２６１から流れる電流の方向が異なる。図８（ｂ）において、双方向コンバータ２６１は、電流を＋端子１から−端子２の方向に流し、校正機ユニット１０２により充電特性を校正する。この場合、校正機ユニット１０２の計測回路１２５では、スイッチ１７１が閉じられて、電流計１６９のシャント抵抗を介して充電電流が双方向コンバータ２６１の−端子２方向に流れる。これにより、充電電流を電流計１６９で計測して校正することができる。
【００５１】
図８（ｃ）は充放電時の電圧を計測する場合の構成例を示し、計測回路１２５は、電流計１６９と、電圧計１７０と、スイッチ１７１とで構成される。この場合、校正機ユニット１０２の計測回路１２５では、スイッチ１７１が開放され、電流計１６９のシャント抵抗を介して双方向コンバータ２６１の電圧特性を電圧計１７０で計測して校正することができる。
【００５２】
図８（ｄ）は、応用例として、スイッチ１７１に並列に抵抗１７２を配置するもので、電圧計測時のノイズの影響を抑えることができる。尚、抵抗１７２は、発熱が殆ど起きない比較的高抵抗のものが用いられる。
【００５３】
このように、本実施形態に係る校正機ユニット１０２は、従来のように負荷抵抗Ｒｆや直流安定化電源ＤＶＲを用いる必要がなく、且つ負荷抵抗Ｒｆによる発熱を考える必要がないので小型化に適しており、特に本実施形態に係る校正機ユニット１０２のように、二次電池１５０と同形状の筐体内の収容することが可能になる。
【００５４】
次に、充放電試験装置１０１および校正機ユニット１０２の校正時の処理について、図９のフローチャートを用いて説明する。
【００５５】
（ステップＳ１０１）充放電試験装置１０１の制御部１１２は、二次電池１５０（または校正機ユニット１０２）が接続されたか否かを検出し、接続されるまで待機する。
【００５６】
尚、接続の検出は、例えば、充放電回路１１１の端子群１１７が二次電池１５０（または校正機ユニット１０２）に接続された時に端子間のインピーダンスが変化するので、制御部１１２はこの変化を検知することにより接続の有無を検出することができる。或いは、図２で説明したように、充放電試験装置１０１の端子群１１７が二次電池１５０の端子群１５１（または校正機ユニット１０２の端子群１１８）に押し付けられる動作で機械的なスイッチがオンオフするようにして検出してもよい。
【００５７】
（ステップＳ１０２）充放電試験装置１０１の制御部１１２は、予め設定された試験モードで充放電試験を行う。例えば最初の３０分間を充電電流２Ａで充電し、次の３０分間を充電電流１Ａで充電する場合の電圧変化と温度変化とを試験する。
【００５８】
（ステップＳ１０３）充放電試験装置１０１の制御部１１２は、試験が終了したか否かを判別し、終了するまでステップＳ１０２の動作を継続する。そして、試験が終了した場合は、次のステップに進む。
【００５９】
（ステップＳ１０４）充放電試験装置１０１の制御部１１２は、試験結果をＬＡＮを介して試験管理装置１０３の制御パソコン１３３の通知する。
【００６０】
尚、図９の説明では、試験終了後に結果を制御パソコン１３３に通知するようにしたが、試験中の値を制御パソコン１３３に逐次送信するようにしてもよい。また、充放電試験装置１０１は、試験結果を制御パソコン１３３に送信するときに、試験を行った二次電池１５０のシリアル番号や充放電試験装置１０１の識別番号などの情報を試験結果と一緒に制御パソコン１３３に通知するようにしてもよい。さらに試験日時などの情報を通知してもよいし、制御パソコン１３３側で日時情報を付加してもよい。いずれの場合であっても、制御パソコン１３３側には、二次電池のシリアル番号に対応させて、試験内容、試験結果、試験日時などの情報が管理される。以下に一例を示す。
・二次電池：ＳＮ＝１２３４５６
・試験日時：２０１１０９２２、１３：１０
・試験内容：モードＡ
・試験結果（電圧）：充電前／後の電圧＝１１ｖ／１８ｖ
・試験結果（温度）：充電前／後の温度＝１５℃／４０℃
ここで、充放電試験装置１０１が二次電池１５０のシリアル番号を取得する方法として、例えば二次電池１５０の端子群１５１の辺りにバーコードやＲＦＩＤタグなどを付けておき、充放電試験装置１０１の端子群１１７の辺りにバーコードリーダやＲＦＩＤリーダーなどを搭載して制御部１１２で制御するようにすればよい。また、この仕組みをステップＳ１０１の接続判別処理に用いても構わない。尚、校正機ユニット１０２にも同様の仕組みを適用して、充放電試験装置１０１に接続されている校正機ユニット１０２の識別番号を取得するようにしてもよい。
【００６１】
このようにして、充放電試験装置１０１は、二次電池１５０の充放電試験を実行する。
【００６２】
次に、校正機ユニット１０２の動作例について図１０を用いて説明する。尚、本実施形態における校正機ユニット１０２は、無線子機１２２が校正機ユニット１０２全体の制御を行う制御部を兼ねているが、図４で説明したように、校正機ユニット１０２全体の制御を行うユニット制御部１２８を設けてもよい。そして、ユニット制御部１２８が中心となって、マルチメータ１２１や無線子機１２２の制御を行ってもよい。
【００６３】
（ステップＳ２０１）校正機ユニット１０２は、充放電試験装置１０１が接続されたか否かを検出し、接続されるまで待機する。
【００６４】
尚、接続の検出は、先に説明した充放電試験装置１０１と同様に、マルチメータ１２１の端子群１１８が充放電試験装置１０１の端子群１１７に接続された時に端子間のインピーダンスが変化により接続の有無を検出してもよいし、充放電試験装置１０１から出力される充電電流を検出するようにしてもよい。或いは、図２で説明したように、校正機ユニット１０２の端子群１１８が充放電試験装置１０１の端子群１１７に押し付けられる動作を機械的なスイッチなどで検出するようにしてもよい。或いは、先に説明したように、バーコードやＲＦＩＤなどで接続された校正機ユニット１０２を識別する場合は、この情報を読み取った充放電試験装置１０１から試験管理装置１０３を経由して無線で校正機ユニット１０２側の無線子機１２２に通知するようにしてもよい。
【００６５】
（ステップＳ２０２）校正機ユニット１０２は、充放電試験装置１０１が行う充放電試験の充放電電流や電圧の変化などをモニタする校正用の計測を行い、無線子機１２２に出力する。
【００６６】
（ステップＳ２０３）校正機ユニット１０２は、無線子機１２２から計測結果を試験管理装置１０３の無線親機１３２に送信する。尚、校正機ユニット１０２は、計測結果を試験管理装置１０３に送信するときに、校正機ユニット１０２自身の識別番号などの情報を計測結果と併せて試験管理装置１０３に送信するようにしてもよい。或いは、計測対象の充放電試験装置１０１の識別番号を送信してもよいし、試験管理装置１０３側の制御パソコン１３３で校正機ユニット１０２と充放電試験装置１０１との対応を管理してもよい。さらに、試験日時などの情報を送信してもよいし、試験管理装置１０３の制御パソコン１３３側で日時情報を付加してもよい。いずれの場合であっても、制御パソコン１３３側には、充放電試験装置１０１の識別番号と、校正機ユニット１０２の識別番号とに対応させて、計測内容と計測値、および計測日時などの情報が管理される。
【００６７】
（ステップＳ２０４）校正機ユニット１０２は、校正試験が終了したか否かを判別し、終了するまでステップＳ２０２の動作を継続する。そして、計測が終了した場合は、次のステップに進む。尚、校正試験の終了は、端子群１１８の充放電試験装置１０１の端子群１１７への接続が解除されたことを検出して判断してもよいし、予め試験パターンを取得しておいて計測終了を判断してもよい。ここで、二次電池１５０や校正機ユニット１０２はライン上を自動的に移動して充放電試験装置１０１に自動的に接続されるシステムであってもよいし、作業者が二次電池１５０や校正機ユニット１０２をライン上の充放電試験装置１０１に接続するようにしてもよい。尚、二次電池１５０や校正機ユニット１０２が自動的にライン上を移動して充放電試験装置１０１に接続したり、待機ラック１６０で待機させる制御を行う場合は、例えば、試験管理装置１０３に予め記憶された工程に基づいて実行される。
【００６８】
（ステップＳ２０５）校正機ユニット１０２は、校正試験が終了したことを試験管理装置１０３に通知する。尚、充放電試験装置１０１から試験管理装置１０３側に試験終了通知が送信されるので、校正試験の終了を通知しなくてもよい。
【００６９】
このようにして、充放電試験装置１０１が二次電池１５０の試験を行うのと同じように充放電電流や電圧が校正機ユニット１０２に与えられ、試験中の充電電流や電圧など試験パターンが予め設定した試験規定に適合しているか否かを試験管理装置１０３側でチェックし、校正を行うことができる。
【００７０】
次に、試験管理装置１０３の動作例について図１１を用いて説明する。尚、試験管理装置１０３は制御パソコン１３３により制御される。また、図１１のフローチャートは、制御パソコン１３３が行う校正処理だけを記載したもので、実際には制御パソコン１３３は、先に説明したような二次電池１５０の製造管理として二次電池１５０のシリアル番号毎に試験結果を管理するなどの処理を行ったり、配下の全ての充放電試験装置１０１の校正日程の管理や制御などを行っている。
【００７１】
ここでは、校正機ユニット１０２が充放電試験装置１０１に接続され、充放電試験装置１０１が設定された試験モードによる試験を開始し、これに合わせて校正機ユニット１０２は校正用の計測を開始する。尚、充放電試験装置１０１および校正機ユニット１０２の識別番号は、先に説明したように、予め各装置から取得しているものとする。
【００７２】
（ステップＳ３０１）制御パソコン１３３は、校正機ユニット１０２から計測値を受信するまで待機する。尚、実際には、制御パソコン１３３は、無線親機１３２による割り込みによって処理するので、待機中は他の処理を行っている。そして、校正機ユニット１０２から計測値を受信すると、次のステップに進む。尚、受信した計測値には、校正機ユニット１０２の識別番号や計測日時などが含まれている。また、校正機ユニット１０２が充放電試験装置１０１の識別番号を取得している場合は、この情報を含めてもよいし、試験管理装置１０３側で校正機ユニット１０２の位置情報を取得している場合は、この位置情報により、どの充放電試験装置１０１に接続されているかを知ることができる。
【００７３】
（ステップＳ３０２）制御パソコン１３３は、ステップＳ３０１で受信した計測値と、充放電試験装置１０１に設定されている出力設定値（二次電池１５０の試験値）とを比較する。そして、比較結果が予め設定した所定範囲内に無い場合はステップＳ３０３に進み、所定範囲内に有る場合はステップＳ３０４に進む。
【００７４】
例えば充放電試験装置１０１の端子群１０７のｃｈ０１から充電電圧の出力範囲が１８ｖ±０．５ｖに設定されている場合に、校正機ユニット１０２のマルチメータ１２１の端子群１０８のｃｈ０１の実際の計測電圧が１６ｖであった場合、充電電圧の出力範囲を外れているので、ステップＳ３０３に進む。ここで、先に説明したように、充放電試験装置１０１の出力設定値と実測値とがずれていて二次電池１５０の試験仕様を完全に逸脱している場合は、製造上、重大問題となり、同じ充放電試験装置１０１で試験した過去の二次電池１５０を全て再試験しなければならない。そこで、実際には試験仕様よりも厳しい所定範囲を設定しておくことが望ましい。これにより、所定範囲は逸脱しているが試験仕様は満たしている状態、つまり放置すると試験仕様を外れる可能性がある場合に、試験仕様に十分に余裕がある状態に調整することができる。
【００７５】
（ステップＳ３０３）制御パソコン１３３は、ステップＳ３０２の比較結果に応じて充放電試験装置１０１の端子群１０７のｃｈ０１の出力電圧を高めるように調整する。上記の例では、制御パソコン１３３からＨＵＢ１３１を介して充放電試験装置１０１の制御部１１２にｃｈ０１の出力電圧を２ｖ上げるように指令する。これを受けた制御部１１２は、充放電回路１１１のｃｈ０１の出力電圧を２ｖ上げるよう充放電回路１１１を制御する。
【００７６】
このようにして調整を行った後、ステップＳ３０１に戻って次の測定の結果が校正機ユニット１０２から送られてくるのを待つ。そして、次に同じｃｈ０１の計測値を受信したときに先に調整した結果が反映されて、所定範囲内に調整されているか否かを確認することができる。尚、調整が不十分な場合は所定範囲内になるまで同じ動作を繰り返し行う。
【００７７】
（ステップＳ３０４）制御パソコン１３３は、充放電試験装置１０１から試験終了通知を受けた場合は充放電試験装置１０１に対する一連の校正処理を終了し、終了しない場合はステップＳ３０１に戻る。尚、構成が正常に終了しなかった場合（例えばステップＳ３０３の調整に依らず正常な値に設定できなかった場合）は、制御パソコン１３３の画面に充放電試験装置１０１の識別番号と共に校正エラーを表示し、保守管理者に当該充放電試験装置１０１の使用停止を促す。
【００７８】
（ステップＳ３０５）制御パソコン１３３は、充放電試験装置１０１の校正処理の結果をパソコン内のハードディスクに記録して管理する。以下に一例を示す。
・充放電試験装置１０１の識別番号：１１１２
・校正日時：２０１１年１０月３日  ６：００
・校正機ユニット：識別番号＝００３３
・校正結果：正常
このようにして、校正機ユニット１０２により充放電試験装置１０１の校正を自動的に行うことができる。
【００７９】
以上、説明してきたように、本実施形態に係る校正機ユニット１０２は、二次電池１５０の製造時に使用する充放電試験装置１０１を自動的に校正することができ、保守者による定期的な校正を行う必要がなくなり、充放電試験装置１０１の校正を迅速に行うことができるので、二次電池１５０の生産効率を向上することができる。特に、本実施形態に係る校正機ユニット１０２は、計測回路１２５をシャント抵抗とスイッチ１７１とで構成するので、発熱が少なく小型化が可能であり、二次電池１５０と同一形状の筐体に収納することができる。尚、先に説明したように、充放電試験装置１０１の充放電回路１１１を双方向コンバータ２６１で構成するのが好ましい。
【００８０】
また、本発明に係る校正機ユニットおよび充放電試験装置について、各実施例を挙げて説明してきたが、その精神またはその主要な特徴から逸脱することなく他の多様な形で実施することができる。そのため、上述した実施例はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明は、特許請求の範囲によって示されるものであって、本発明は明細書本文にはなんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内である。
【符号の説明】
【００８１】
１０１，１０１ａ１，１０１ａ２，１０１ａ３，１０１ｂ１，１０１ｂ２，１０１ｂ３，１０１ｃ１，１０１ｃ２，１０１ｃ３・・・充放電試験装置
１０２，１０２＿１，１０２＿２，１０２＿３，１０２＿４，１０２＿５，１０２＿６・・・校正機ユニット
１０３・・・試験管理装置
１１１・・・充放電回路
１１２・・・制御部
１１３・・・電源部
１１７・・・端子群
１１８・・・端子群
１２１・・・マルチメータ
１２２・・・無線子機
１２３・・・電圧変換部
１２４・・・バッテリ
１２５・・・計測回路
１２６・・・計測制御部
１２７・・・充電回路
１２８・・・ユニット制御部
１３１・・・ＨＵＢ
１３２・・・無線親機
１３３・・・制御パソコン
１４１・・・切替回路
１４２・・・位置情報取得部
１５０，１５０＿１，１５０＿２，１５０＿３，１５０＿４・・・二次電池
１５１・・・端子群
１６０・・・待機ラック
１６１，１６２，１６３・・・ｃｈ充放電回路
１６４・・・回生インバータ
１６５・・・ブースト回路
１６６・・・チョッパ回路
１６７・・・バイアス電源
１６８，１６９・・・電流計
１７０・・・電圧計
１７１・・・スイッチ
２６１・・・双方向コンバータ
【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】
0005727397.tif 000008
【図８】
0005727397.tif 000009
【図９】
0005727397.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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