CN102749587A

CN102749587A - 二次电池的充放电评价装置

Info

Publication number: CN102749587A
Application number: CN2012101070163A
Authority: CN
Inventors: 西口敏幸; 斋藤彰彦
Original assignee: Espec Corp
Current assignee: Espec Corp
Priority date: 2011-04-18
Filing date: 2012-04-12
Publication date: 2012-10-24
Anticipated expiration: 2032-04-12
Also published as: KR20120118418A; JP2012226915A; JP5738660B2; CN102749587B; KR101870997B1

Abstract

本发明涉及一种二次电池的充放电评价装置，在单一框体的前部沿上下方向设置多个通过滑动来取出放入安装有测试电池的电池托盘的恒温槽，并在各恒温槽的里侧将充放电电源分别设置在由绝热壁隔开的电源收纳空间中，通过将电池托盘前端的边缘插入从绝热壁的贯穿孔气密性地伸出到恒温槽内的连接器，进行电池托盘的测试电池和充放电电源的电连接。

Description

二次电池的充放电评价装置

技术领域

本发明涉及一种用于进行二次电池的充放电测试的二次电池的充放电评价装置。

背景技术

近年来，随着电子技术的进步，对高性能化、小型化、便携化的各种电子设备或作为环保型产品的电动汽车等所使用的二次电池的需求日益增加。随之，为了确保二次电池的研发和产品的可靠性，提出有进行二次电池的充放电测试的装置。此装置例如参照日本公开专利公报(特开2003-282150号)。

以往，在所希望的温度环境下进行二次电池的充放电测试时，使用现有的恒温测试器。图5为表示使用恒温测试器的用于进行二次电池充放电测试的系统的示意性结构的图。该系统具备：恒温测试器26，具有恒温槽；充放电电源柜28，收纳与各电池托盘25对应的多个充放电电源27；和控制装置29，控制前述装置以进行充放电测试，例如由计算机构成。安装有作为被测物的测试电池(未图示)的多个电池托盘25收纳在所述恒温槽中。

收纳于恒温测试器26的恒温槽内的多个电池托盘25和充放电电源柜28的多个充放电电源27通过多个电源连接电缆31连接，所述多个电源连接电缆31通过以贯穿恒温槽的绝热材的方式形成的电缆孔30被气密性地引出。由此，安装于电池托盘25的二次电池即测试电池和充放电电源27电连接。控制装置29通过各通信电缆32、33分别与恒温测试器26及充放电电源柜28连接。

在所述现有系统中，单独设置恒温测试器26和充放电电源柜28，并通过电源连接电缆31连接收纳于恒温测试器26的恒温槽内的电池托盘25和充放电电源柜28的充放电电源27。因此具有空间效率低、电源连接电缆31的连接操作费时费力的问题。此外，当电源连接电缆31较长时，其配线的电阻和电感变大，因此具有难以提高电特性测定(电压、电流、频率、阻抗等的测定)的精度，以及因电阻而产生的焦耳发热增加，从而增加电力损耗的问题。

进一步，作为被测物的二次电池的尺寸或形状多种多样。因此，在进行尺寸或形状不同的二次电池的充放电测试时，还具有改变为与该二次电池对应的电池托盘，并且必须将改变后的电池托盘与充放电电源用电源连接电缆重新连接的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的是通过不再需要用于连接被测物和充放电电源的电缆来解决上述问题。

为了达到上述目的，本发明如下构成。

(1)本发明的二次电池的充放电评价装置，具有：

测试槽，具有用于放入取出作为被测物的二次电池的开口，并用于收纳被测物；

充放电电源，设置于所述测试槽的外部；

试样托盘，供所述被测物载置，并具有将所述被测物和所述充放电电源电连接的试样侧连接部；和

连接件，用于将所述试样托盘的所述试样侧连接部和所述充放电电源电连接，

所述连接件贯穿所述测试槽的测试槽壁设置在与所述开口相对的位置，

通过使所述试样托盘从所述开口侧滑动，切换所述试样侧连接部和所述连接件的连接与非连接。

根据本发明的二次电池的充放电评价装置，通过将供作为被测物的二次电池载置的试样托盘滑动插入于测试槽内，并将该试样托盘的测试侧连接部和贯穿试样槽壁设置的连接件连接，能够将试样托盘的二次电池和测试槽外的充放电电源电连接。由此，不再需要用于连接二次电池和充放电电源的电源连接电缆，提高空间效率的同时，无需进行繁杂的电源连接电缆的连接操作。此外，在进行不同尺寸或形状的二次电池的充放电测试时，只需改变为与该二次电池对应的试样托盘即可，而无需像现有例那样，改变试样托盘的同时用电源连接电缆重新连接试样托盘和充放电电源。

(2)在本发明的二次电池的充放电评价装置的优选实施方式中，所述测试槽进一步具有使所述测试槽内的空气循环的送风机，所述送风机设置于所述试样托盘的侧方，从而沿着所述试样托盘送风。

根据该实施方式，针对滑动插入于测试槽内的试样托盘，通过设置于所述试样托盘侧方的送风机输送空气，且空气沿试样托盘而流动，从而能够对载置于试样托盘的二次电池施加均匀的温度应力。由此，能够抑制测试结果的偏差。

(3)在本发明的二次电池的充放电评价装置的进一步其他的实施方式中，进一步具备收纳所述测试槽、所述充放电电源及所述连接件的单一框体，所述测试槽、所述充放电电源及所述连接件在所述框体中沿上下方向设置有多层。

根据该实施方式，由于测试槽、充放电电源及连接件沿框体的上下方向设置有多层，因此能够按测试槽，在不同的测试条件下以高度的空间效率进行二次电池的充放电测试。

(4)在本发明的二次电池的充放电评价装置的其他实施方式中，所述测试槽壁为绝热壁。

根据该实施方式，能够在所希望的环境温度下进行二次电池的充放电测试。

根据本发明，通过将供作为被测物的二次电池载置的试样托盘滑动插入于测试槽内，并将试样侧连接部和连接件连接，从而能够将试样托盘的二次电池和测试槽外的充放电电源电连接并进行二次电池的充放电测试。由此，不再需要用于连接二次电池和充放电电源的电源连接电缆，提高空间效率的同时，无需进行繁杂的电源连接电缆的连接操作。此外，在进行不同尺寸或形状的二次电池的充放电测试时，只需改变为与该二次电池对应的试样托盘即可，而无需像现有例那样，改变试样托盘的同时用电源连接电缆重新连接试样托盘和充放电电源。

此外，由于配线变短，能够期待电特性测定(电压、电流的测定或在更高频率下的阻抗测定等)的精度提高，且能够进行在以往不可行的范围的电池特性的评价。进一步，由于能够抑制对试样施加的波形紊乱(过冲或下冲)，因此能够期待减轻对试样的不良影响的效果以及降低由配线电阻引起的电力损耗的效果。

附图说明

图1为表示具备本发明实施方式的二次电池的充放电评价装置的系统的示意性结构的图。

图2为将图1的二次电池的充放电评价装置的内部剖开而表示示意性结构的立体图。

图3为示意地表示恒温槽内空气流动的图。

图4为表示电池托盘和充放电电源的连接器的连接结构的图。

图5为现有例的系统的示意性结构图。

符号说明

2 二次电池的充放电评价装置

3 控制装置

4 框体

5 电池托盘(试样托盘)

5a 边缘

13 恒温槽(测试槽)

13a 绝热壁

8 充放电电源

8a 连接器(连接件)

16 测试电池(被测物)

19 送风机

具体实施方式

下面，基于附图详细说明本发明的实施方式。图1为表示评价二次电池的充放电特性的充放电评价系统的示意性结构的图。

在该充放电评价系统中，能够进行各种二次电池例如镍镉电池、锂离子电池、镍氢电池等的充放电测试。

该充放电评价系统1具备本发明的一实施方式的二次电池的充放电评价装置2和控制装置3。控制装置3控制该充放电评价装置2而进行二次电池充放电测试，例如由计算机构成。

该实施方式的充放电评价装置2具备单一框体4。该框体4大体上其前部为恒温槽部分6，其后部为充放电电源部分9。有安装有测试电池(未图示)的多个电池托盘5收纳在恒温槽部分6中。有与各电池托盘5对应的多个充放电电源8收纳在充放电电源部分9中。

如虚拟线示意地所示，恒温槽部分6和充放电电源部分9由绝热材7隔开。恒温槽部分6及充放电电源部分9基本具备图5所示现有例的恒温测试器及充放电电源柜的功能。

控制装置3通过恒温槽用通信电缆10及充放电电源用通信电缆11与充放电评价装置2连接，控制装置3控制充放电评价装置2以进行二次电池的充放电测试。

图2为将图1的二次电池的充放电评价装置2的内部剖开而表示示意性结构的立体图。该实施方式的二次电池的充放电评价装置2在框体4的前面沿上下方向装配有三个绝热性的门12，在框体4的内部设置有能够收容电池托盘5的三个恒温槽13。电池托盘5为供作为被测物的测试电池16载置的试样托盘。在该实施方式中，在各恒温槽13内，能够以上下两层收纳电池托盘5。

在框体4前面的门12的右侧，设置有显示温度数据等的显示部14及为了设定温度等而被操作的操作部15。显示部14和操作部15分别与各恒温槽13对应设置。

各恒温槽13除了用门12开放或关闭的前面的开口之外，由绝热壁包围。各恒温槽13通过后面侧(里侧)的绝热壁13a从收纳充放电电源8的电源收纳空间划分。即，充放电电源8收纳于各恒温槽13外的电源收纳空间。在该电源收纳空间中，按各恒温槽13上下配置有两个充放电电源8。在图2中划分各恒温槽13和电源收纳空间的绝热壁13a相当于上述图1中将恒温槽部分6和充放电电源部分9隔开的绝热材7。

各恒温槽13的右方通过具有通孔的第一隔板18与空调空间隔开，且经温度控制的空气在各恒温槽13的右方和空调空间之间通过通孔循环。

图3为示意地表示各恒温槽13内空气流动的图。如上所述，恒温槽13的右方通过第一隔板18与空调空间20隔开，并且恒温槽13的左方通过具有通孔的第二隔板21与空间22隔开。此外，恒温槽13的上部通过横跨所述两个空间20、22的分区板23划分而形成有风道24。在空调空间20配置有送风机19及加热器35等。

通过驱动配置于空调空间20的送风机19，如图3的箭头所示，经温度控制的空气从右方的空调空间20沿着电池托盘5向左方流动，并通过左方的空间22分成上下两个方向而折回。向上方分支的空气通过上部的风道24返回空调空间20，向下方分支的空气通过形成于下侧的电池托盘5的背面和恒温槽13的底面之间的流动通道36返回空调空间20，如此进行循环。由此，恒温槽13内的温度保持在设定温度。

在此情况下，形成于下侧电池托盘5的背面和恒温槽13的底面之间的流动通道36起到下部的风道的作用。另外，作为其他实施方式，与上部的风道24同样地，也可在下部设置风道。

各电池托盘5由于水平收纳于恒温槽13内，因此经温度控制的空气从右侧方的送风机19相对于水平的各电池托盘5如图2的箭头B所示地输送。此时，被水平收纳的电池托盘5起到整流板的作用，空气相对于电池托盘5的流动成为层流，对载置于电池托盘5上的测试电池16施加均匀的温度应力，从而能够进行高精度的充放电测试。

二次电池由于具有电解液，因此可能会因为急剧的温度上升等而发生爆炸或火灾。因此，在该实施方式中，各恒温槽13外的左方的空间为安全空间，该安全空间用于设置例如在火灾时向恒温槽13内喷射灭火剂的灭火器、降低恒温槽13内的压力的排气口或气体传感器等未图示的安全装置。

在各恒温槽13分别配设有未图示的一对导轨，该导轨在将安装有测试电池16的各电池托盘5如箭头A所示向恒温槽13插入或者从恒温槽13拉出时，沿水平方向分别引导支撑各电池托盘5。

在各恒温槽13的后面侧(里侧)的上述绝热壁13a上，连接器8a通过贯穿孔气密性地突出到恒温槽13内。连接器8a起到上下收纳于电源收纳空间的两个充放电电源8各自的连接件的作用。在该实施方式中，连接器8a为边缘连接器。

多个测试电池16分别安装于电池托盘5所配备的多个插座(未图示)中。在电池托盘5的向恒温槽13插入的方向的前端部上，如图4所示形成有边缘5a。边缘5a起到与充放电电源8的所述连接器8a对应的试样侧连接部的作用。

将电池托盘5在水平方向上沿着导轨滑动向恒温槽13内插入，并将电池托盘5的边缘5a插入于从绝热壁13a向恒温槽13内突出的连接器8a。由此，通过插座及电池托盘5的配线，能够将测试电池16与充放电电源8电连接。此外，将电池托盘5沿着导轨滑动从恒温槽13拉出，并从连接器8a拔出电池托盘5的边缘5a。由此，能够使测试电池16和充放电电源8电性非连接。

通过如此将安装有测试电池16的电池托盘5在水平方向上沿着导轨滑动向恒温槽13内插入，或者从恒温槽13内滑动拉出，能够简单地进行测试电池16和充放电电源8之间的电连接和电性非连接。

另外，电池托盘5和充放电电源8的电连接不限于边缘连接器。根据电池托盘5向恒温槽13内的插入和拉出，也可以使用能够进行嵌合和脱离的其他连接器或具有弹簧作用的弹簧针等连接件。

在充放电测试中的温度控制根据测试目的而多种多样。例如，在各恒温槽13内装配安装有测试电池16的电池托盘5，并将各恒温槽13分别控制为不同的设定温度，例如80℃、25℃、-10℃等，且分别在各温度下进行充放电测试。在该充放电测试中，例如进行测试电池16的充电及放电中的至少任一项，从而取得充电特性、放电特性、充放电循环特性等中的至少任一项特性数据。基于所取得的特性数据，能够评价二次电池的充放电特性。

在该实施方式的二次电池的充放电评价装置2中，通过在单一框体4内收纳充放电电源8，并且将安装有测试电池16的电池托盘5滑动到各恒温槽13内并使其前端部的边缘5a插入于充放电电源8的连接器8a，从而将测试电池16和充放电电源8电连接。因此在充放电评价装置2中，无需像现有例那样，用电源连接电缆连接由单独的框体构成的恒温测试器中的电池托盘和充放电电源柜中的充放电电源，从而提高空间效率的同时，无需进行繁杂的电源连接电缆的连接操作。

此外，由于沿框体4的上下方向配置多层的恒温槽13及充放电电源8，因此空间效率高，并且能够按各恒温槽13，在分别不同的温度条件下进行二次电池的充放电测试。

此外，在该实施方式中，根据测试电池16的尺寸或形状等，准备插座及配线不同的电池托盘5，通过使用与测试电池16对应的电池托盘5，从而能够进行尺寸或形状不同的测试电池16的充放电测试。结果是，无需像现有例那样，不仅需要改变电池托盘，还要重新连接电源连接电缆。

进一步，电池托盘5由于不与电源连接电缆连接，因此在从恒温槽13拉出时，不会因为电缆长度而使得拉出距离受限。

在上述实施方式中，二次电池的充放电评价装置2具备三个恒温槽13，但恒温槽13的数量不限于三个，并且，在各恒温槽13内收纳的电池托盘5的数量当然也不限于两个。

容纳被测物的测试槽不限于恒温槽，也可以是恒温恒湿槽、压力槽或其他。

在上述实施方式中针对由单一框体构成的二次电池的充放电评价装置进行说明，但框体也可以是将多个框体一体组装而成的。

此外在上述实施方式中，示出使用二次电池作为被测物的示例，但被测物也可以是电容器。

Claims

1.一种二次电池的充放电评价装置，其特征在于，具有：

测试槽，具有用于取出放入作为被测物的二次电池的开口，部用于容纳被测物；

充放电电源，设置于所述测试槽的外部；

2.根据权利要求1所述的二次电池的充放电评价装置，

所述测试槽进一步具有使所述测试槽内的空气循环的送风机，

所述送风机设置于所述试样托盘的侧方，从而沿着所述试样托盘送风。

3.根据权利要求1或2所述的二次电池的充放电评价装置，

进一步具备收纳所述测试槽、所述充放电电源及所述连接件的单一框体，

所述测试槽、所述充放电电源及所述连接件在所述框体中沿上下方向设置有多层。

4.根据权利要求1或2所述的二次电池的充放电评价装置，

所述测试槽壁为绝热壁。