(57)【要約】【課題】複数の二次電池を直列接続と並列接続とに切り換えて充電ないし放電する装置であって，作業工数の低減を図る技術を提供すること。【解決手段】充電装置１００は，電源２Ｓ，２Ｐと，充電対象のセル１を収容する治具３と，セル１の端子に接触させるプローブ４０１Ｓが直列に配線されたフィクスチャ４Ｓと，セル１の端子に接触させるプローブ４０１Ｐが並列に配線されたフィクスチャ４Ｐと，を備える。また，充電装置１００は，治具３の配置スペースにセットするセル１が不足した場合に，セル１の代わりに，スペーサ５１をセットできる。そして，スペーサ５１は，端子５０１，５０２間の電位差が小さい場合は導通し，端子５０１，５０２間に所定値以上の電圧がかかると，導通を遮断する電流遮断回路５１０を備える。【選択図】            図２
2017017854.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の二次電池を充電可能な充電装置であって，
二次電池を収容する治具であって，二次電池の配置スペースを複数有する前記治具と，
前記配置スペースにセット可能なスペーサであって，２つの端子を有し，前記２つの端子間で導通可能な前記スペーサと，
前記治具に収容された二次電池ないし前記スペーサの各端子と電気的に接続可能な第１接続部と，前記治具に収容された二次電池ないし前記スペーサを電気的に直列に接続する第１配線部と，を備える第１接続ユニットと，
前記治具に収容された二次電池ないし前記スペーサの各端子と電気的に接続可能な第２接続部と，前記治具に収容された二次電池ないし前記スペーサを電気的に並列に接続する第２配線部と，を備える第２接続ユニットと，
前記第２接続ユニットによる並列接続時に，前記配置スペースにセットされた二次電池から前記スペーサへの短絡電流を遮断する遮断部と，
を備えることを特徴とする充電装置。
【請求項２】
請求項１に記載する充電装置において，
前記遮断部は，
前記スペーサの前記２つの端子間に設けられ，前記スペーサの前記２つの端子間に所定値以上の電圧がかかると，前記２つの端子間の導通を遮断する電流遮断回路であることを特徴とする充電装置。
【請求項３】
請求項１に記載する充電装置において，
前記遮断部は，
前記スペーサの前記２つの端子間に設けられたリセッタブルヒューズであることを特徴とする充電装置。
【請求項４】
請求項１に記載する充電装置において，
前記遮断部は，
前記第２接続ユニットの各第２接続部に繋がる個々の配線上に設けられたリセッタブルヒューズであることを特徴とする充電装置。
【請求項５】
請求項１に記載する充電装置において，
前記遮断部は，
前記第２接続ユニットの各第２接続部に繋がる個々の配線上に設けられたダイオードであることを特徴とする充電装置。
【請求項６】
複数の二次電池を放電可能な放電装置であって，
二次電池を収容する治具であって，二次電池の配置スペースを複数有する前記治具と，
前記配置スペースにセット可能なスペーサであって，２つの端子を有し，前記２つの端子間で導通可能な前記スペーサと，
前記治具に収容された二次電池ないし前記スペーサの各端子と電気的に接続可能な第１接続部と，前記治具に収容された二次電池ないし前記スペーサを電気的に直列に接続する第１配線部と，を備える第１接続ユニットと，
前記治具に収容された二次電池ないし前記スペーサの各端子と電気的に接続可能な第２接続部と，前記治具に収容された二次電池ないし前記スペーサを電気的に並列に接続する第２配線部と，を備える第２接続ユニットと，
前記第２接続ユニットによる並列接続時に，前記配置スペースにセットされた二次電池から前記スペーサへの短絡電流を遮断する遮断部と，
を備えることを特徴とする放電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，二次電池の充電を行う充電装置および二次電池の放電を行う放電装置に関する。さらに詳細には，複数の二次電池を治具に配置し，直列接続と並列接続とを切り換えて纏めて充電ないし放電を行う技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から，二次電池の充電を行う充電装置であって，複数の二次電池を治具に配置し，直列接続と並列接続とを切り換えて纏めて充電を行う技術が知られている。より具体的に，初期充電時には，直列接続で定電流充電を行い，その後に，並列接続で定電圧充電を行う。この手順によって，コストダウンや発熱対策が図られる。
【０００３】
直列接続と並列接続とを切り換えて複数の二次電池を充電する技術を開示した文献としては，例えば，特許文献１がある。特許文献１では，二次電池の充電装置であって，スイッチ回路によって直列接続と並列接続とを切り換える技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２５４４９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
充電装置にて複数の二次電池を充電する場合，充電装置の二次電池の配置スペース全てに二次電池がセットされた状態であるフルワーク以外の状態，つまり配置スペースの数よりも充電対象の二次電池の数が少ない状態となることがある。この場合，特許文献１のように接続状態を切り換えることが可能なスイッチ回路を有する充電装置では，電源に接続させる二次電池を個々に選択できるが，特許文献１のようなスイッチ回路を有しない場合，ダミー電池となるスペーサを用いて接続する必要がある。
【０００６】
図１０は，特許文献１のようなスイッチ回路を有しない充電装置９０において，二次電池１がフルワークで治具３にセットされ，直列接続用に配線されたフィクスチャ４Ｓを各二次電池１に接触させ，フィクスチャ４Ｓを電源２Ｓに接続させた場合の構成を示している。図１１は，同じく充電装置９０において，二次電池１がフルワークで治具３にセットされ，並列接続用に配線されたフィクスチャ４Ｐを各二次電池１に接触させ，フィクスチャ４Ｐを電源２Ｐに接続させた場合の構成を示している。
【０００７】
充電装置９０の場合，複数の二次電池１を直列接続で充電するためには，二次電池１が接続され得る全ての配置スペースに二次電池１を配置する必要がある。そのため，二次電池１の数が不足した際には，図１２に示すように，二次電池１の代わりとなる，導通可能なスペーサ５Ｓを配置する。一方で，複数の二次電池１を並列接続とした際，導通可能なスペーサでは二次電池１からスペーサに短絡電流が流れてしまうことから，並列接続とする前に，図１３に示すように，絶縁可能なスペーサ５Ｐを配置する必要がある。つまり，あらかじめ直列接続用のスペーサ５Ｓと並列接続用のスペーサ５Ｐとの２種類のスペーサを用意し，接続状態によってスペーサの入れ替えを行う必要がある。そのため，作業工数が多い。
【０００８】
本発明は，前記した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，複数の二次電池を直列接続と並列接続とに切り換えて充電ないし放電する装置であって，作業工数の削減を図る技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題の解決を目的としてなされた充電装置は，複数の二次電池を充電可能な充電装置であって，二次電池を収容する治具であって，二次電池の配置スペースを複数有する前記治具と，前記配置スペースにセット可能なスペーサであって，２つの端子を有し，前記２つの端子間で導通可能な前記スペーサと，前記治具に収容された二次電池ないし前記スペーサの各端子と電気的に接続可能な第１接続部と，前記治具に収容された二次電池ないし前記スペーサを電気的に直列に接続する第１配線部と，を備える第１接続ユニットと，前記治具に収容された二次電池ないし前記スペーサの各端子と電気的に接続可能な第２接続部と，前記治具に収容された二次電池ないし前記スペーサを電気的に並列に接続する第２配線部と，を備える第２接続ユニットと，前記第２接続ユニットによる並列接続時に，前記配置スペースにセットされた二次電池から前記スペーサへの短絡電流を遮断する遮断部と，を備えることを特徴としている。
【００１０】
本明細書に開示される充電装置は，配置スペースにセットする二次電池が不足した場合に，導通可能なスペーサをセットできる。そして，スペーサを配置スペースにセットした場合であっても，スペーサは導通可能であることから，直列接続時には，他の配置スペースにセットされた二次電池が充電される。一方，並列接続時には，当該他の配置スペースにセットされた二次電池からスペーサへの短絡電流が，遮断部によって遮断される。つまり，本明細書に開示される充電装置は，同じスペーサを用いて，直列接続時の充電電流の通電と，並列接続時の短絡電流の遮断とを，実現している。そのため，接続状態に合わせてスペーサを入れ替える必要がなくなり，直列接続であっても並列接続であっても同じスペーサによって充電を継続できることから，作業工数を削減できる。
【００１１】
また，前記遮断部は，前記スペーサの前記２つの端子間に設けられ，前記スペーサの前記２つの端子間に所定値以上の電圧がかかると，前記２つの端子間の導通を遮断する電流遮断回路であるとよい。この構成によれば，スペーサの端子間に電圧がかかると導通が遮断されるため，並列接続時に，他の配置スペースにセットされた二次電池の電圧を駆動源として短絡電流を遮断できる。
【００１２】
また，前記遮断部は，前記スペーサの前記２つの端子間に設けられたリセッタブルヒューズであるとよい。この構成によれば，並列接続時に，他の配置スペースにセットされた二次電池からの短絡電流が，リセッタブルヒューズによって遮断される。
【００１３】
また，前記遮断部は，前記第２接続ユニットの各第２接続部に繋がる個々の配線上に設けられたリセッタブルヒューズであるとよい。この構成によれば，並列接続時に，他の配置スペースにセットされた二次電池からの短絡電流が，リセッタブルヒューズによって遮断される。
【００１４】
また，前記遮断部は，前記第２接続ユニットの各第２接続部に繋がる個々の配線上に設けられたダイオードであるとよい。この構成によれば，並列接続時に，他の配置スペースにセットされた二次電池に電位差が生じていたとしても，ダイオードの整流作用によって，短絡電流が遮断される。
【００１５】
また，本明細書には，複数の二次電池を放電可能な放電装置であって，二次電池を収容する治具であって，二次電池の配置スペースを複数有する前記治具と，前記配置スペースにセット可能なスペーサであって，２つの端子を有し，前記２つの端子間で導通可能な前記スペーサと，前記治具に収容された二次電池ないし前記スペーサの各端子と電気的に接続可能な第１接続部と，前記治具に収容された二次電池ないし前記スペーサを電気的に直列に接続する第１配線部と，を備える第１接続ユニットと，前記治具に収容された二次電池ないし前記スペーサの各端子と電気的に接続可能な第２接続部と，前記治具に収容された二次電池ないし前記スペーサを電気的に並列に接続する第２配線部と，を備える第２接続ユニットと，前記第２接続ユニットによる並列接続時に，前記配置スペースにセットされた二次電池から前記スペーサへの短絡電流を遮断する遮断部と，を備えることを特徴とする放電装置が開示されている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば，複数の二次電池を直列接続と並列接続とに切り換えて充電ないし放電する装置であって，作業工数の低減を図る技術が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の形態にかかる直列充電時のスペーサをセットした状態での充電装置の構成を示す図である。
【図２】第１の形態にかかる並列充電時のスペーサをセットした状態での充電装置の構成を示す図である。
【図３】治具の構成を示す図である。
【図４】充電用の電流遮断回路の構成を示す図である。
【図５】充放電用の電流遮断回路の構成を示す図である。
【図６】第２の形態にかかる直列充電時のスペーサをセットした状態での充電装置の構成を示す図である。
【図７】第２の形態にかかる並列充電時のスペーサをセットした状態での充電装置の構成を示す図である。
【図８】第３の形態にかかる並列充電時のスペーサをセットした状態での充電装置の構成を示す図である。
【図９】第４の形態にかかる並列充電時のスペーサをセットした状態での充電装置の構成を示す図である。
【図１０】従来の形態にかかる直列充電時のフルワークでの充電装置の構成を示す図である。
【図１１】従来の形態にかかる並列充電時のフルワークでの充電装置の構成を示す図である。
【図１２】従来の形態にかかる直列充電時のスペーサをセットした状態での充電装置の構成を示す図である。
【図１３】従来の形態にかかる並列充電時のスペーサをセットした状態での充電装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下，本発明にかかる充電装置を具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。なお，本実施の形態は，リチウムイオン二次電池の充電を行う充電装置に本発明を適用したものである。
【００１９】
実施の形態の充電装置は，複数のリチウムイオン二次電池（以下，「セル」とする）を纏めて充電することが可能であり，先ず充電対象のセルが治具の所定の配置スペースにセットされる。セルのセット完了後，各セルの端子にプローブを接触させ，セル同士を充電電源に対して電気的に直列に接続させ，定電流充電を行う。その後，充電対象のセルのうち少なくとも１つの電圧が閾値以上になった場合，定電流充電を終了し，セル同士を充電電源に対して電気的に並列に接続させる。そして，充電対象のセルの電圧値が一定になるように定電圧充電を行う。
【００２０】
充電装置は，直列接続用のフィクスチャと並列接続用のフィクスチャとを備える。直列接続用のフィクスチャは，複数のプローブを備え，各プローブの配線が直列接続に組み付けられる。並列接続用のフィクスチャは，直列接続用のフィクスチャと同じく複数のプローブを有し，各プローブの配線が並列接続に組み付けられる。充電装置は，セルの端子に接触させるフィクスチャの組み換えで，直列接続と並列接続を切り換える。
【００２１】
また，作業者は，充電装置にてセルの充電を開始するにあたって，治具内のセルの配置スペースの数よりも，充電対象のセルの数が少ない場合，セルの代わりに，導通可能なスペーサをセットする。つまり，充電装置にセルをセットする際，フルワークにならない場合，作業者は，不足するセル分のスペーサを治具内のセルの配置スペースにセットする。充電装置は，スペーサがセットされた状態で充電を行う場合，直列接続時にはスペーサに充電電流が流れ，並列接続時にはセルからスペーサへの短絡電流が遮断される。
【００２２】
以下，充電装置において，並列接続時の短絡電流を遮断する遮断構成について，４つの形態について説明する。各形態とも直列接続用のフィクスチャと並列接続用のフィクスチャとを備え，フィクスチャによって直列接続と並列接続を切り換える点が共通するが，並列接続時の短絡電流を遮断する構成が異なる。
【００２３】
［第１の形態］
図１および図２は，第１の形態の充電装置１００の構成を示している。充電装置１００は，電源２Ｓ，２Ｐと，充電対象のセル１を収容する治具３と，治具３にセットされたセル１を電気的に直列に接続するフィクスチャ４Ｓと，治具３にセットされたセル１を電気的に並列に接続するフィクスチャ４Ｐと，を備えている。また，治具３がフルワークにならない場合，作業者によってスペーサ５１が治具３にセットされる。
【００２４】
図１は，セル１同士を直列に接続させた状態を示し，図２は，セル１同士を並列に接続させた状態を示している。すなわち，電源２Ｓは，直列接続時の定電流充電に用いられ，電源２Ｐは，並列接続時の定電圧充電に用いられる。電源２Ｓと電源２Ｐとは，一体であっても別体であってもよい。
【００２５】
フィクスチャ４Ｓ（図１参照）は，直列接続時の定電流充電に用いられ，治具３にセット可能なセル１の数に対応するプローブ４０１Ｓを有し，治具３にセル１がフルワークでセットされた状態で，各セル１の正極端子および負極端子にプローブ４０１Ｓが接触できるように配置される。
【００２６】
さらに，フィクスチャ４Ｓは，治具３にセル１がフルワークでセットされた状態で，セル１同士が電気的に直列に接続されるように，配線４０２Ｓが設けられる。フィクスチャ４Ｓは，第１接続ユニットの一例であり，プローブ４０１Ｓは，第１接続部の一例であり，配線４０２Ｓは，第１配線部の一例である。
【００２７】
フィクスチャ４Ｐ（図２参照）は，並列接続時の定電圧充電に用いられ，治具３にセット可能なセル１の数に対応するプローブ４０１Ｐを有し，フィクスチャ４Ｓと同様に，治具３にセル１がフルワークでセットされた状態で，各セル１の正極端子および負極端子にプローブ４０１Ｐが接触できるように配置される。
【００２８】
さらに，フィクスチャ４Ｐは，治具３にセル１がフルワークでセットされた状態で，セル１同士が電気的に並列に接続されるように，配線４０２Ｐが設けられる。フィクスチャ４Ｐは，第２接続ユニットの一例であり，プローブ４０１Ｐは，第２接続部の一例であり，配線４０２Ｐは，第２配線部の一例である。
【００２９】
治具３は，最大で５つのセル１をセットすることが可能であり，図３に示すように５つの配置スペース３０が設けられている。図１および図２は，４つのセル１がセットされ，１つのスペーサ５１がセットされた状態を示している。なお，治具３の配置スペース３０の数は５つに限るものではない。すなわち，配置スペース３０は，複数あればよく，４つ以下であっても６つ以上であってもよい。
【００３０】
スペーサ５１は，正極用の端子５０１と，負極用の端子５０２と，端子５０１と端子５０２とに電気的に接続される電流遮断回路５１０と，を備えている。電流遮断回路５１０は，並列接続時に生じる短絡電流を遮断する回路である。電流遮断回路５１０は，端子５０１と端子５０２との電位差が所定値よりも小さい場合には，端子５０１と端子５０２との間の電流経路が遮断されず，端子５０１と端子５０２との間に所定値以上の電圧がかかると，当該電流経路が遮断される構成を有している。電流遮断回路５１０は，遮断部の一例である。
【００３１】
具体的に，電流遮断回路５１０は，トランジスタを備え，必要に応じてリレー，ＤＣ／ＤＣコンバータ，抵抗等を用いる。図４は，電流遮断回路５１０の構成の一例を示している。図４に示した電流遮断回路５１０は，ノーマリオン形のトランジスタ５１２と，ＤＣ／ＤＣコンバータ５１１と，リレーＲＹ１と，を備える。
【００３２】
図４に示した電流遮断回路５１０では，直列接続時，端子５０１と端子５０２との電位差がほぼ０Ｖであることから，トランジスタ５１２を介して端子５０１，５０２間に充電電流が流れる。充電時の電流で端子５０１と端子５０２との間に若干の電圧がかかる可能性もあるが，トランジスタ５１２が作動しない程度の電圧に抑制できる構成とすればよい。一方，図４に示した電流遮断回路５１０では，並列接続時，他のセル１の電圧によって，端子５０１と端子５０２との間に所定値以上の電圧がかかる。そのため，トランジスタ５１２が作動し，短絡電流を遮断する。
【００３３】
続いて，第１の形態の充電装置１００を用いて４つのセル１を纏めて充電する手順について説明する。充電装置１００では，前述したように，始めに直列接続状態で定電流充電を行った後，並列接続状態で定電圧充電を行う。
【００３４】
そこで先ず，作業者によって，４つのセル１および１つのスペーサ５１が治具３にセットされる。図１および図２では，スペーサ５１を直列接続の先頭あるいは末尾に配置しているが，スペーサ５１の直列接続上の位置はどこでもよい。そして，セル１等がセットされた治具３が，直列接続用のフィクスチャ４Ｓにセットされる。
【００３５】
その後，充電装置１００は，治具３にセットされたセル１およびスペーサ５１の端子と，フィクスチャ４Ｓのプローブ４０１Ｓとを接触させ，両者を電気的に接続させる。このとき，個別のセル１の電圧を測定するためのプローブ（不図示）も合わせて，各セル１の端子と電気的に接続させる。
【００３６】
各プローブを接続させた後，充電装置１００は，フィクスチャ４Ｓを電源２Ｓと電気的に接続させ，治具３にセットされた全てのセル１の電圧を監視しつつ，所定の電流で充電を行う。電源２Ｓの電圧は，例えば各セルの目標電圧を４．５Ｖとすれば，１８Ｖ（＝目標電圧×セルの個数）とすればよい。直列接続であることから，各セル１の電流値は同じとなる。このとき，スペーサ５１には，前述したように，電流遮断回路５１０を介して電流が流れる。すなわち，電流遮断回路５１０は，充電電流を遮断しない。
【００３７】
充電が進行すると，各セル１の電圧が上昇する。そして，充電装置１００は，治具３にセットされたセル１のうち１つでも目標電圧に達したことに応じて，フィクスチャ４Ｓのプローブ４０１Ｓおよび電圧測定用のプローブを，治具３にセットされたセル１およびスペーサ５１から離間させる。これにより，直列接続時の充電を終了する。
【００３８】
次に，直列接続時の充電が終了したセル１等がセットされた治具３が，並列接続用のフィクスチャであるフィクスチャ４Ｐにセットされる。そして，セル１同士を電気的に並列接続させる前に，個別のセル１の電圧を測定するためのプローブ（不図示）をセル１の端子と電気的に接続させる。そして，充電装置１００は，個々のセル１の電圧が正常範囲内であるか否かを判断する。正常範囲外の電圧値のセル１が検出された場合には，作業者は，検出されたセル１を治具３から取り外し，代わりにスペーサ５１をセットする。つまり，セル１間の電圧差が大きいと，並列接続させた際に当該セル１間に短絡電流が流れるおそれがあるため，並列接続させる各セル１の電圧差を所定範囲内にする。
【００３９】
その後，充電装置１００は，治具３にセットされたセル１およびスペーサ５１の各端子と，フィクスチャ４Ｐのプローブ４０１Ｐとを接触させ，両者を電気的に接続させる。このとき，セル１の電圧を駆動源としてスペーサ５１の電流遮断回路５１０が作動し，電流遮断回路５１０が短絡電流を遮断する。
【００４０】
次に，充電装置１００は，フィクスチャ４Ｐを電源２Ｐと電気的に接続させ，治具３にセットされた全てのセル１の電圧を監視しつつ，所定の電圧で充電を行う。電源２Ｐの電圧は，例えば各セルの目標電圧である４．５Ｖとすればよい。並列接続であることから，各セル１の電圧値は同じとなる。一定の電圧で充電を行うことから，電流値を調整する。
【００４１】
充電装置１００は，充電の進行に伴って，電流値が所定の値まで調整されたことに応じて，フィクスチャ４Ｐのプローブ４０１Ｐおよび電圧測定用のプローブを，治具３にセットされたセル１およびスペーサ５１から離間させる。これにより，並列接続時の充電を終了する。
【００４２】
以上詳細に説明したように第１の形態の充電装置１００は，治具３の配置スペース３０にセットするセル１が不足した場合に，スペーサ５１をセットできる。そして，スペーサ５１は，端子５０１，５０２間の電位差が小さい場合は導通し，端子５０１，５０２間に所定値以上の電圧がかかると，導通を遮断する電流遮断回路５１０を備えている。そのため，充電装置１００は，スペーサ５１がセットされた場合であっても，直列接続時には，スペーサ５１の端子５０１，５０２間の電位差がほぼ０Ｖであるため，充電電流が遮断されず，セル１を充電できる。一方，並列接続時には，セル１の電圧が駆動源となって電流遮断回路５１０が作動し，短絡電流が遮断される。つまり，同じスペーサ５１を用いて，直列接続時の充電電流の通電と，並列接続時の短絡電流の遮断とを，実現している。従って，接続状態に合わせてスペーサ５１を交換する必要がなくなり，直列接続であっても並列接続であっても同じスペーサ５１によって充電を継続できることから，作業工数を削減できる。
【００４３】
なお，第１の形態の充電装置１００は，並列接続時に短絡電流を遮断する機構をスペーサ５１内の電流遮断回路５１０によって実現しており，フィクスチャ４Ｓおよびフィクスチャ４Ｐは既存の設備と同じである。そのため，既存の設備に適用し易い。また，電流遮断回路５１０によって短絡電流を遮断することから，後述する他の形態と比較して確実に短絡電流を回避できる。
【００４４】
また，第１の形態の充電装置１００は，放電にも用いることができる。図５は，充放電用の電流遮断回路５１５の構成の一例を示している。充放電用の電流遮断回路５１５では，充電用の構成に加え，放電用の構成を備える。放電用の構成でも，充電用の構成と同様に，ノーマリオン形のトランジスタ５１６を用いる。ただし，電流の向きが逆向きとなるように構成する。放電の場合は，スペーサ５１は，電流遮断回路５１５のトランジスタ５１６を介して通電する。また，放電の場合は，セル電圧が電流遮断回路５１５の動作電圧以下になってしまうと並列接続に切り替えた際に回路が動作しなくなるため，定電流放電の放電下限電圧を，電流遮断回路５１５の動作電圧以上になるように設定する。
【００４５】
具体的に充電装置１００を放電装置として用いた場合の放電手順は，充填手順とほぼ同様である。すなわち，充電装置１００は，治具３にセットされたセル１およびスペーサ５１の端子と，フィクスチャ４Ｓのプローブ４０１Ｓとを接触させ，両者を電気的に接続させる。各プローブを接続させた後，充電装置１００は，フィクスチャ４Ｓを電源２Ｓと電気的に接続させ，治具３にセットされた全てのセル１の電圧を監視しつつ，定電流放電を行う。放電が進行すると，各セル１の電圧が下降する。充電装置１００は，治具３にセットされたセル１のうち１つでも閾値以下になったことに応じて，フィクスチャ４Ｓのプローブ４０１Ｓおよび電圧測定用のプローブを，治具３にセットされたセル１およびスペーサ５１から離間させる。これにより，直列接続時の放電を終了する。
【００４６】
次に，直列接続時の放電が終了したセル１等がセットされた治具３が，並列接続用のフィクスチャであるフィクスチャ４Ｐにセットされる。そして，セル１同士を電気的に並列接続させる前に，個別のセル１の電圧を測定するためのプローブ（不図示）をセル１の端子と電気的に接続させる。そして，充電装置１００は，個々のセル１の電圧を確認する。その後，充電装置１００は，治具３にセットされたセル１およびスペーサ５１の各端子と，フィクスチャ４Ｐのプローブ４０１Ｐとを接触させ，両者を電気的に接続させる。
【００４７】
次に，充電装置１００は，フィクスチャ４Ｐを電源２Ｐと電気的に接続させ，治具３にセットされた全てのセル１の電圧を監視しつつ，定電圧放電を行う。充電装置１００は，放電の進行に伴って，電流値が所定の値まで調整されたことに応じて，フィクスチャ４Ｐのプローブ４０１Ｐおよび電圧測定用のプローブを，治具３にセットされたセル１およびスペーサ５１から離間させる。これにより，並列接続時の放電を終了する。
【００４８】
［第２の形態］
図６および図７は，第２の形態の充電装置２００の構成を示している。図６は，セル１同士を直列に接続させた状態を示し，図７は，セル１同士を並列に接続させた状態を示している。充電装置２００は，スペーサ５２が第１の形態のスペーサ５１と異なる。
【００４９】
スペーサ５２は，正極用の端子５０１と，負極用の端子５０２と，端子５０１と端子５０２とに電気的に接続されるリセッタブルヒューズ５２０と，を備えている。リセッタブルヒューズ５２０は，所定値以上の電流を遮断する部材であり，直列接続時の充電電流を遮断せず，並列接続時の短絡電流を遮断する。また，リセッタブルヒューズ５２０は，自動復帰式のヒューズである。リセッタブルヒューズ５２０は，遮断部の一例である。
【００５０】
具体的なリセッタブルヒューズ５２０の例としては，ＰＴＣ式のヒューズ素子，バイメタル式の素子，サーマル式の素子，が該当する。また，リセッタブルヒューズ５２０と同等の機能を有するものであれよく，ヒューズに限らず，サーキットプロテクタ，ブレーカ，であってもよい。
【００５１】
続いて，第２の形態の充電装置２００を用いて４つのセル１を纏めて充電する手順について説明する。充電装置２００でも，第１の形態の充電装置１００と同様に，始めに直列接続状態で定電流充電を行った後，並列接続状態で定電圧充電を行う。
【００５２】
そこで先ず，第１の形態と同様に，作業者によって，４つのセル１および１つのスペーサ５２が治具３にセットされる。そして，セル１等がセットされた治具３が，直列接続用のフィクスチャであるフィクスチャ４Ｓにセットされる。
【００５３】
その後，充電装置２００は，治具３にセットされたセル１およびスペーサ５２の端子と，フィクスチャ４Ｓのプローブ４０１Ｓとを接触させ，両者を電気的に接続させる。このとき，個別のセル１の電圧を測定するためのプローブ（不図示）も合わせて，各セル１の端子と電気的に接続させる。
【００５４】
各プローブを接続させた後，充電装置２００は，フィクスチャ４Ｓを電源２Ｓと電気的に接続させ，治具３にセットされた全てのセル１の電圧を監視しつつ，所定の電流で充電を行う。このとき，前述したように，スペーサ５２には，リセッタブルヒューズ５２０を介して電流が流れる。すなわち，リセッタブルヒューズ５２０は，充電電流を遮断しない。
【００５５】
充電が進行すると，各セル１の電圧が上昇する。そして，充電装置２００は，治具３にセットされたセル１のうち１つでも目標電圧に達したことに応じて，フィクスチャ４Ｓのプローブ４０１Ｓおよび電圧測定用のプローブを，治具３にセットされたセル１およびスペーサ５２の端子から離間させる。これにより，直列接続時の充電を終了する。
【００５６】
次に，直列接続時の充電が終了したセル１等がセットされた治具３が，並列接続用のフィクスチャであるフィクスチャ４Ｐにセットされる。そして，セル１同士を電気的に並列接続させる前に，個別のセル１の電圧を測定するためのプローブ（不図示）をセル１の端子と電気的に接続させる。そして，充電装置２００は，個々のセル１の電圧が正常範囲内であるか否かを判断する。正常範囲外の電圧値のセル１が検出された場合には，作業者は，検出されたセル１を治具３から取り外し，代わりにスペーサ５２をセットする。
【００５７】
その後，充電装置２００は，治具３にセットされたセル１およびスペーサ５２の各端子と，フィクスチャ４Ｐのプローブ４０１Ｐとを接触させ，両者を電気的に接続させる。このとき，セル１からスペーサ５２へ短絡電流が流れることになる。そのため，前述したように，スペーサ５２のリセッタブルヒューズ５２０が短絡電流を遮断する。
【００５８】
次に，充電装置２００は，フィクスチャ４Ｐを電源２Ｐと電気的に接続させ，治具３にセットされた全てのセル１の電圧を監視しつつ，所定の電圧で充電を行う。並列接続であることから，各セル１の電圧値は同じとなる。一定の電圧で充電を行うことから，電流値を調整する。
【００５９】
充電装置２００は，充電の進行に伴って，電流値が所定の値まで調整されたことに応じて，フィクスチャ４Ｐのプローブ４０１Ｐおよび電圧測定用のプローブを，治具３にセットされたセル１およびスペーサ５２の端子から離間させる。これにより，並列接続時の充電を終了する。なお，フィクスチャ４Ｐのプローブ４０１Ｐをスペーサ５２の端子から離間させた後，リセッタブルヒューズ５２０が自動復帰する。
【００６０】
以上詳細に説明したように第２の形態の充電装置２００は，治具３の配置スペース３０にセットするセル１が不足した場合に，スペーサ５２をセットできる。そして，スペーサ５２は，充電電流を遮断せず，短絡電流を遮断するリセッタブルヒューズ５２０を備えている。そのため，充電装置２００は，スペーサ５２がセットされた場合であっても，直列接続時には，セル１を充電できる。一方，並列接続時には，セル１からスペーサ５２への短絡電流が，リセッタブルヒューズ５２０によって遮断される。つまり，第１の形態のスペーサ５１と同様に，同じスペーサ５２を用いて，直列接続時の充電電流の通電と，並列接続時の短絡電流の遮断とを，実現している。従って，接続状態に合わせてスペーサ５２を交換する必要がなくなり，直列接続であっても並列接続であっても同じスペーサ５２によって充電を継続できることから，作業工数を削減できる。
【００６１】
なお，第２の形態の充電装置２００は，並列接続時に短絡電流を遮断する機構をスペーサ５２内のリセッタブルヒューズ５２０によって実現しており，第１の形態と同様に，フィクスチャ４Ｓおよびフィクスチャ４Ｐは既存の設備と同じである。そのため，既存の設備に適用し易い。また，リセッタブルヒューズ５２０によって短絡電流を遮断することから，第１の形態と比較してシンプルな構成で短絡電流を回避できる。
【００６２】
また，第２の形態の充電装置２００も，放電に用いることができる。放電の場合，各セル１の電圧値は下降するが，スペーサ５２は短絡していることから，スペーサ５２の電圧値は変わらない。なお，充電装置２００を放電装置として用いた場合，充電と同様の手順で，セル同士を電気的に直列に接続させて定電流放電を行い，放電対象のセルのうち少なくとも１つの電圧が閾値以下となった場合，定電流放電を終了する。そして，セル同士を電気的に並列に接続させ，放電対象のセルの電圧値が一定になるよう定電圧放電を行う。
【００６３】
［第３の形態］
第３の形態は，第２の形態の応用形態である。図８は，第３の形態の充電装置３００の構成を示している。図８は，セル１同士を並列に接続させた状態を示している。充電装置２００は，並列接続用のフィクスチャ４３Ｐおよびスペーサ５Ｓが第２の形態のフィクスチャ４Ｐおよびスペーサ５２と異なる。
【００６４】
スペーサ５Ｓは，正極用の端子５０１と，負極用の端子５０２と，端子５０１と端子５０２とに電気的に接続される導通部５０と，を備えている。スペーサ５Ｓは，端子５０１，５０２間に電流が流れる構成であり，並列接続時の短絡電流を遮断する部材ではない。すなわち，第３の形態のスペーサ５Ｓは，従来の構成のスペーサ５Ｓ（図１２参照）と同じである。そのため，充電装置３００において，セル１同士を直列に接続させた状態は，図１２に示した従来の構成と同じである。
【００６５】
フィクスチャ４３Ｐは，第２の形態のフィクスチャ４Ｐと同様に，治具３にセット可能なセル１の数に対応するプローブ４０１Ｐを有し，さらに各プローブ４０１Ｐに繋がる各配線上には，リセッタブルヒューズ４３１Ｐが個別に配置される。リセッタブルヒューズ４３１Ｐは，第２の形態のスペーサ５２内のリセッタブルヒューズ５２０と同様の機能を有し，直列接続時の充電電流を遮断せず，並列接続時の短絡電流を遮断する。リセッタブルヒューズ４３１Ｐは，遮断部の一例である。
【００６６】
第３の形態の充電装置３００は，リセッタブルヒューズがフィクスチャ４３Ｐに設けられているかスペーサ５２に設けられているかの点で第２の形態の充電装置２００と異なるが，充電手順およびメカニズムは同じである。すなわち，直列接続時は，リセッタブルヒューズ４３１Ｐが充電電流を遮断せず，スペーサ５Ｓを介して充電電流が流れる。一方，並列接続時には，リセッタブルヒューズ４３１Ｐによって短絡電流が遮断され，スペーサ５Ｓには遮断電流が流れない。
【００６７】
以上詳細に説明したように第３の形態の充電装置３００は，フィクスチャ４３Ｐの配線上であって各プローブ４０１Ｐへの配線上に，第２の形態と同様にリセッタブルヒューズ４３１Ｐを備えている。そのため，充電装置３００は，導通部５０を有するスペーサ５Ｓがセットされた場合であっても，並列接続時には，セル１から流れる短絡電流が，リセッタブルヒューズ４３１Ｐによって遮断される。つまり，同じスペーサ５Ｓを用いて，直列接続時の充電電流の通電と，並列接続時の短絡電流の遮断とを，実現している。従って，接続状態に合わせてスペーサ５Ｓを交換する必要がなくなり，直列接続であっても並列接続であっても同じスペーサ５Ｓによって充電を継続できることから，作業工数を削減できる。
【００６８】
なお，第３の形態の充電装置３００は，従来の構成の直列接続用のスペーサ５Ｓを利用しており，既存の設備に適用し易い。また，第３の形態の充電装置３００は，第２の形態のスペーサ５２と同様に，リセッタブルヒューズ４３１Ｐを用いて短絡電流を遮断することから，第１の形態と比較してシンプルな構成で短絡電流を回避できる。
【００６９】
また，第３の形態の充電装置３００も，放電に用いることができる。放電の場合，各セル１の電圧値は下降するが，スペーサ５Ｓは短絡していることから，スペーサ５Ｓの電圧値は変わらない。なお，充電装置３００を放電装置として用いた場合，充電と同様の手順で，セル同士を電気的に直列に接続させて定電流放電を行い，放電対象のセルのうち少なくとも１つの電圧が閾値以下となった場合，定電流放電を終了する。そして，セル同士を電気的に並列に接続させ，放電対象のセルの電圧値が一定になるよう定電圧放電を行う。
【００７０】
［第４の形態］
図９は，第４の形態の充電装置４００の構成を示している。図４は，セル１同士を並列に接続させた状態を示している。充電装置４００は，並列接続用のフィクスチャ４４Ｐが第３の形態の充電装置３００と異なり，他の部材は第３の形態の充電装置３００と同じである。つまり，充電装置４００において，セル１同士を直列に接続させた状態は，第３の形態と同様に，図１２に示した従来の構成と同じである。
【００７１】
フィクスチャ４４Ｐは，第３の形態のフィクスチャ４３Ｐと同様に，治具３にセット可能なセル１の数に対応するプローブ４０１Ｐを有し，さらに各プローブ４０１Ｐに繋がる各配線上には，ダイオード４４１Ｐが個別に配置される。ダイオード４４１Ｐは，整流作用を有する部材であり，セル１に向かって流れる充電電流を流し，並列接続時のセル１から流れる短絡電流を遮断するように配置される。ダイオード４４１Ｐは，遮断部の一例である。
【００７２】
続いて，第４の形態の充電装置４００を用いて４つのセル１を纏めて充電する手順について説明する。充電装置４００でも，第１の形態の充電装置１００等と同様に，始めに直列接続状態で定電流充電を行った後，並列接続状態で定電圧充電を行う。
【００７３】
そこで先ず，第１の形態等と同様に，作業者によって，４つのセル１および１つのスペーサ５Ｓが治具３にセットされる。そして，セル１等がセットされた治具３が，直列接続用のフィクスチャであるフィクスチャ４Ｓにセットされる。
【００７４】
その後，充電装置４００は，治具３にセットされたセル１およびスペーサ５Ｓの端子と，フィクスチャ４Ｓのプローブ４０１Ｓとを接触させ，両者を電気的に接続させる。このとき，個別のセル１の電圧を測定するためのプローブ（不図示）も合わせて，各セル１の端子と電気的に接続させる。
【００７５】
各プローブを接続させた後，充電装置２００は，フィクスチャ４Ｓを電源２Ｓと電気的に接続させ，治具３にセットされた全てのセル１の電圧を監視しつつ，所定の電流で充電を行う。このとき，前述したように，スペーサ５Ｓには，導通部５０を介して電流が流れる。すなわち，スペーサ５Ｓは，充電電流を遮断しない。
【００７６】
充電が進行すると，各セル１の電圧が上昇する。そして，充電装置２００は，治具３にセットされたセル１のうち１つでも目標電圧に達したことに応じて，フィクスチャ４Ｓのプローブ４０１Ｓおよび電圧測定用のプローブを，治具３にセットされたセル１およびスペーサ５Ｓの端子から離間させる。これにより，直列接続時の充電を終了する。
【００７７】
次に，直列接続時の充電が終了したセル１等がセットされた治具３が，並列接続用のフィクスチャであるフィクスチャ４４Ｐにセットされる。そして，セル１同士を電気的に並列接続させる前に，個別のセル１の電圧を測定するためのプローブ（不図示）をセル１の端子と電気的に接続させる。そして，充電装置４００は，個々のセル１の電圧が正常範囲内であるか否かを判断する。正常範囲外の電圧値のセル１が検出された場合には，作業者は，検出されたセル１を治具３から取り外し，代わりにスペーサ５Ｓをセットする。
【００７８】
その後，充電装置４００は，治具３にセットされたセル１およびスペーサ５Ｓの各端子と，フィクスチャ４４Ｐのプローブ４０１Ｐとを接触させ，両者を電気的に接続させる。これにより，セル１から短絡電流が流れることになる。しかしながら，前述したように，プローブ４０１Ｐの配線上にはダイオード４４１Ｐが配置されていることから，短絡電流が遮断される。
【００７９】
次に，充電装置４００は，フィクスチャ４４Ｐを電源２Ｐと電気的に接続させ，治具３にセットされた全てのセル１の電圧を監視しつつ，所定の電圧で充電を行う。各セル１の電圧値は同じとならないこともある。充電装置４００は，電圧を監視しているセル１のうち所定のセルの電圧が一定値となるよう，電流値を調整する。
【００８０】
充電装置４００は，充電の進行に伴って，電流値が所定の値まで調整されたことに応じて，フィクスチャ４４Ｐのプローブ４０１Ｐおよび電圧測定用のプローブを，治具３にセットされたセル１およびスペーサ５Ｓの端子から離間させる。これにより，並列接続時の充電を終了する。
【００８１】
以上詳細に説明したように第４の形態の充電装置４００は，フィクスチャ４４Ｐの配線上であって各プローブ４０１Ｐの配線上に，ダイオード４４１Ｐを備えている。そのため，充電装置４００では，並列接続時にセル１から流れる短絡電流が，ダイオード４４１Ｐの整流作用によって遮断され，スペーサ５Ｓまで流れない。つまり，同じスペーサ５Ｓを用いて，直列接続時の充電電流の通電と，並列接続時の短絡電流の遮断とを，実現している。従って，接続状態に合わせてスペーサ５Ｓを交換する必要がなくなり，直列接続であっても並列接続であっても同じスペーサ５Ｓによって充電を継続できることから，作業工数を削減できる。
【００８２】
なお，第４の形態の充電装置４００は，従来の構成の直列接続用のスペーサ５Ｓを利用しており，既存の設備に適用し易い。また，第４の形態の充電装置４００は，ダイオード４４１Ｐを用いて短絡電流を遮断することから，第１の形態と比較してシンプルな構成で短絡電流を回避できる。
【００８３】
また，第４の形態の充電装置４００も，放電に用いることができる。ただし，充電時は，充電電流が流れる方向にダイオード４４１Ｐを配置するが，放電時は，放電電流が流れる方向にダイオード４４１Ｐを配置する必要がある。また，放電の場合，各セル１の電圧値は下降するが，スペーサ５Ｓは短絡していることから，スペーサ５Ｓの電圧値は変わらない。なお，充電装置４００を放電装置として用いた場合，充電と同様の手順で，セル同士を電気的に直列に接続させて定電流放電を行い，放電対象のセルのうち少なくとも１つの電圧が閾値以下となった場合，定電流放電を終了する。そして，セル同士を電気的に並列に接続させ，放電対象のセルの電圧値が一定になるよう定電圧放電を行う。
【００８４】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，セル１を構成する二次電池はリチウムイオン電池に限るものではない。すなわち，一般的な二次電池であれば適用可能であり，例えばニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池でも本発明を適用できる。
【符号の説明】
【００８５】
１      セル（二次電池）
２Ｓ，２Ｐ  電源
３      治具
３０    配置スペース
４Ｓ，４Ｐ  フィクスチャ
４０１Ｓ，４０１Ｐ  プローブ
４０２Ｓ，４０２Ｐ  配線
４３１Ｐ  リセッタブルヒューズ
４４１Ｐ  ダイオード
５Ｓ，５Ｐ，５１，５２    スペーサ
５０１，５０２  端子
５１０  電流遮断回路
５２０  リセッタブルヒューズ
１００，２００，３００，４００  充電装置
【図１】
2017017854.tif 000003
【図２】
2017017854.tif 000004
【図３】
2017017854.tif 000005
【図４】
2017017854.tif 000006
【図５】
2017017854.tif 000007
【図６】
2017017854.tif 000008
【図７】
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【図８】
2017017854.tif 000010
【図９】
2017017854.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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