CN110736932A - 检查电力存储设备的方法及制造该电力存储设备的方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及检查电力存储设备的方法及制造该电力存储设备的方法。通过连接电力存储设备和外部电源的正端子和负端子来形成电路，并且电阻器和开关串联布置在正侧导体和负侧导体之间。在电力存储设备的容量较大时，在开始检查之前开关被暂时闭合的ON时间较长。获得在ON时间内的正侧导体和负侧导体之间的ON电压以及在ON时间以外的时间的这些导体之间的OFF电压，并且基于ON电压和OFF电压以及电阻器的电阻值来计算电路的寄生电阻值。在检查期间，根据寄生电阻值增加施加到电力存储设备的外部电源的电压。

Description

检查电力存储设备的方法及制造该电力存储设备的方法

技术领域

本发明涉及用于确定电力存储设备的质量的检查方法。更具体地，本发明涉及检查电力存储设备的方法，利用该方法，可以基于电力存储设备的放电电流量而不是电压降低量来根据各种条件以适当的精确度确定质量。本发明还涉及制造电力存储设备的方法，该方法包括该检查方法。

背景技术

已经提出了用于确定二次电池或其它电力存储设备的质量的各种检查技术。例如，在日本未经审查的专利申请公开No.2010-153275(JP2010-153275A)中描述的方法中，在留置步骤(leaving step)中将待检查的二次电池静置在加压状态中，并且在留置步骤之前和之后测量电池电压。留置步骤之前和之后的电池电压的差是由于静置而引起的电压降低量。电压降低量大的电池是指自放电量大的电池。因此，可以基于电压降低量是大还是小来确定二次电池的质量。

发明内容

但是，在如上所述的已知方法中确定二次电池的质量需要花费时间。这是因为，除非在留置步骤中将二次电池长时间静置，否则不能产生显著的电压降低量。其中一个原因是在测量电压时出现的接触电阻。为了测量电压，测量仪器被连接在二次电池的相反端子之间。此时，在二次电池的端子和测量仪器的端子之间不可避免地存在接触电阻，并且测量结果受到接触电阻的影响。每次二次电池的端子与测量仪器的端子连接时，接触电阻都会变化。因此，除非电压降低量本身大到一定程度，否则不能忽略不同测量之间接触电阻的变化。

另外，电压测量的精确度不是很好，因为在测量时电压测量不可避免地受到电流承载路径中的电压降的影响。然后，每当二次电池与测量仪器连接时，二次电池的端子与测量仪器的端子之间的接触位置略有不同；因此，电压降的程度在不同测量之间也会变化。因此，可以考虑使用电流测量来代替电压测量，以便减少测量自放电量所需的时间，并提高测量精确度。由于电流在整个电路中是恒定的，因此与电压测量不同，电流测量几乎不受接触位置的影响。尽管如此，简单地用电流测量代替电压测量并不一定导致快速有利的确定，因为测量结果取决于各种条件(诸如二次电池的充电电压和测量环境)的变化。

在这里，当经由电流测量执行检查时，为了缩短检查时间，在检查期间预先了解电路中的寄生电阻是有用的。为此，可以考虑提供预先测量寄生电阻的步骤。但是，寄生电阻值的测量精确度也成为问题。寄生电阻值的测量精确度与后续电流测量时的测量精确度具有折衷(trade-off)关系，并且还受到其它检查条件的影响。因此，取决于其它检查条件，寄生电阻值的测量精确度可能变差，或者相反地，作为检查的主要目标的放电电流的测量精确度可能降低。

本发明提供一种检查电力存储设备的方法，该方法通过根据其它检查条件在适当的测量时间内测量用于经由电流测量确定电力存储设备的质量的寄生电阻值，从而确保整体检查的精确度。本发明还提供一种制造电力存储设备的方法，该方法包括上述检查方法。

根据本发明第一方面的检查电力存储设备的方法包括经由正侧导体将电力存储设备的正端子与外部电源的正端子连接并且经由负侧导体将电力存储设备的负端子与外部电源的负端子连接以形成电路，并且在正侧导体和负侧导体之间放置电阻路径，该电阻路径包括串联连接的电阻器和开关(电路形成步骤)。该方法包括根据电力存储设备的存储容量设置在开始检查电力存储设备之前开关被暂时闭合的ON时间的长度，使得在存储容量较大时ON时间较长并且在存储容量较小时ON时间较短(ON时间设置步骤)。该方法包括在放置电阻路径之后，在设置的ON时间内暂时闭合开关，获得作为在ON时间内的正侧导体和负侧导体之间的电压的ON电压以及获得作为在ON时间以外的时间正侧导体和负侧导体之间的电压的OFF电压，并且基于ON电压的电压值、OFF电压的电压值和电阻器的电阻值计算电路的寄生电阻值(电阻测量步骤)。该方法包括在计算出电路的寄生电阻值之后，在开关打开的情况下将外部电源的电压施加到电力存储设备，并且在根据寄生电阻值在保持虚拟电阻值的绝对值小于电路的寄生电阻值的范围内增加外部电源的电压的同时，使用电路的电流值检查电力存储设备(检查步骤)。虚拟电阻是通过将外部电源的电压增加时电路的电流值的增加量转换成电路的寄生电阻值的减少量而获得的负值。基于在电路中流动的电路电流的收敛条件，通过确定电力存储设备的自放电电流是大于还是小于预定值，来使用电路的电流值检查电力存储设备。

在根据上述方面的检查电力存储设备的方法中，首先在电路形成步骤中，电力存储设备和外部电源的正端子经由导体彼此连接，并且电力存储设备和外部电源的负端子经由导体彼此连接，以形成在检查中使用的电路。而且，电阻路径(其中电阻器和开关串联连接)被放置在正侧导体和负侧导体之间。在ON时间设置步骤中，设置ON时间的长度。ON时间是在后续电阻测量步骤中开关暂时闭合的时间长度。更具体而言，ON时间在电力存储设备的存储容量较大时被设置为较长而在存储容量较小时被设置为较短。ON时间设置步骤仅需要在接下来的电阻测量步骤之前执行，并且可以在电路形成步骤之前完成。

然后，在电阻测量步骤中，开关在所设置的ON时间内暂时闭合。而且，在ON时间内和在ON时间以外的时间获得正侧导体和负侧导体之间的电压。前一个电压是ON电压，而后一个电压是OFF电压。然后，基于这些电压值和电阻器的电阻值计算电路的寄生电阻值。由此计算出的寄生电阻值包括电路中的接触电阻。由于当电力存储设备的存储容量大时将ON时间设置为相对长的时间，因此ON电压是以高精确度测量的，并且寄生电阻值是以高精确度计算的。同时，由于存储容量大，因此在ON时间结束之后电力存储设备的电压变化不是很大。当电力存储设备的存储容量小时，将ON时间设置为相对短的时间；因此，在ON时间结束之后抑制电力存储设备的电压变化是更为有利的。

然后，在检查步骤中，在开关打开时将外部电源的电压施加到电力存储设备的同时测量电路的电流值。此时，根据寄生电阻值增加外部电源的电压。外部电源的电压的增加量被保持在保持虚拟电阻值的绝对值小于电路的寄生电阻值的范围内，其中虚拟电阻值作为通过将由于电压增加而引起的电路的电流增加量转换成电路的寄生电阻的减少量而获得的负值。因此，可以在短时间内以高精确度检查电力存储设备的质量。

在根据第一方面的检查电力存储设备的方法中，当ON时间在电力存储设备的存储容量较大时被设置为较长并且在存储容量较小时被设置为较短时，ON时间可以在计算电路的寄生电阻值时使用的电压传感器的电压分辨率较高时被设置为较短并且可以在电压分辨率较低时被设置为较长。当电压传感器的电压分辨率高时，即使ON时间短，也可以获得具有足够高精确度的ON电压值。另一方面，当电压传感器的电压分辨率低时，除非将ON时间设置为相对长的时间，否则不能获得具有高精确度的ON电压值。

当可以改变电阻器的电阻值时，可以执行可变电阻设置过程，更具体而言，电阻器的电阻值在待检查的电力存储设备的存储容量小时被设置为大值，而在存储容量大时被设置为小值。以这种方式，可以优化电路电阻值的计算精确度。由于由此测量的电路电阻值的精确度高，因此可以进一步缩短检查时间。

根据本发明第二方面的制造电力存储设备的方法，通过组装电力存储设备(组装步骤)并且使用组装的电力存储设备作为检查目标执行根据第一方面的检查电力存储设备的方法来制造电力存储设备。因此，有可能在短时间内以高精确度制造电力存储设备同时排除劣质或有缺陷的产品。

根据如上所述的检查电力存储设备的方法，根据其它检查条件在适当的测量时间内测量用于经由电流测量确定电力存储设备的质量的寄生电阻值，从而确保整体检查的精确度提高。而且，提供了包括所述检查方法的制造电力存储设备的方法。

附图说明

下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业重要性，附图中相同的标号表示相同的元件，并且其中：

图1是示出在一个实施例中使用的检查系统的配置的电路图；

图2是示出在实施例中作为检查目标的二次电池的一个示例的外部视图；

图3是指示在实施例的检查中电压和电流的时间变化的曲线图；

图4是示出当输出电压恒定时电路电流的转变的示例的曲线图；

图5是表示当输出电压增加时电路电流的转变的示例的曲线图；

图6是指示由于虚拟电阻的差异而引起的电路电流的收敛条件的差异的曲线图；

图7是示出由于暂时放电而引起的电池电压的变化的曲线图；

图8是示出所设置的ON时间与待检查的二次电池的存储容量之间的关系的示例的曲线图(No.1)；

图9是示出所设置的ON时间与待检查的二次电池的存储容量之间的关系的示例的曲线图(No.2)；

图10是示出ON时间所乘的系数与电压计的分辨率之间的关系的示例的曲线图；

图11是指示电阻路径的电阻值与寄生电阻的测量精确度之间的关系的曲线图；以及

图12是示出图11的一部分在其被放大时的曲线图。

具体实施方式

将参考附图详细描述本发明的一个实施例。在这个实施例中，本发明被实施为通过使用图1的电路图中图示的检查系统13进行的检查方法。图1的检查系统13具有电源单元2、正侧导体14、负侧导体15和电阻路径16。正侧导体14和负侧导体15分别连接到电源单元2的正端子和负端子。探针7、8分别设置在正侧导体14和负侧导体15的远端。电阻路径16设置在正侧导体14和负侧导体15之间。在电阻路径16中，电阻器17和开关18串联布置。电阻器17是可变电阻器。

检查系统13还具有电压计19。电压计19与电阻路径16并联地设置在正侧导体14和负侧导体15之间。电源单元2具有直流(DC)电源4、电流计5和电压计6。电流计5与DC电源4串联布置，并且电压计6与DC电源4并联布置。可以变化DC电源4的输出电压VS。DC电源4用于将输出电压VS施加到图1中的二次电池1，如稍后将描述的。电流计5用于测量电路中流动的电流。电压计6用于测量正侧导体14和负侧导体15之间的电压。电压计19位于电源单元2的外部，而电压计6被整合在电源单元2中。DC电源4不限于自身具有发电功能的电源，而是可以被从外部供电以用于再次供电。

检查系统13还设置有控制器22。控制器22控制电源单元2，读取电压计19的指示值，并操作电阻器17和开关18。由控制器22控制电源单元2包括操作DC电源4以及读取电流计5和电压计6的指示值。

在电源单元2连接到作为待检查的电力存储设备的二次电池1以如图1中所示形成电路的情况下，执行如上所述构造的检查系统13对电力存储设备的检查。首先，将描述通过使用检查系统13检查二次电池1的方法的基本原理。在图1中，电源单元2的探针7、8耦接到二次电池1的端子50、60以形成电路。另外，在图1所示的电路中存在寄生电阻Rx。寄生电阻Rx包括电源单元2、正侧导体14和负侧导体15的每个部分的导体电阻以及探针7、8和端子50、60之间的接触电阻。在图1中，为了方便起见，寄生电阻Rx被描绘为好像它仅存在于正侧上，更具体而言，存在于电阻路径16的更靠近二次电池1的一侧上。实际上，寄生电阻Rx分布在图1的整个电路(包括正侧和负侧，以及进一步地，包括电阻路径16的更靠近二次电池1的一侧和更靠近电源单元2的另一侧)上。

基本原理

例如，图1中示意性地示出的二次电池1实际上具有如图2所示的扁平矩形形状的外观。图2的二次电池1具有整合在外壳10中的电极层叠体20。电极层叠体20通过经由分隔件将正电极板与负电极板层叠而形成。除了电极层叠体20之外，电解液也被容纳在外壳10中。正端子和负端子50、60设置在二次电池1的外表面上。二次电池1不限于具有如图2所示的扁平矩形形状的二次电池，而是也可以具有其它形状，诸如圆柱形。通过将电极层叠体20和电解液封装到外壳10中并且将端子50、60安装在外壳10上来组装二次电池1。

将进一步描述二次电池1。在图1中，示意性地图示了二次电池1。图1中的二次电池1由包括生电元件E、内部电阻Rs和短路电阻Rp的模型表示。内部电阻Rs与生电元件E串联布置。短路电阻Rp模拟由侵入电极层叠体20的微小金属异物形成的导电通路，并且与生电元件E并联布置。

在使用检查系统13的检查方法中，在自放电量方面检查二次电池1。二次电池1的质量在自放电量大时是劣质的，而在自放电量小时是优质的。首先，在二次电池1连接到电源单元2之前利用电力对二次电池1充电。然后，已经充电的二次电池1连接到电源单元2，并且在这种情况下，由控制器22计算二次电池1的自放电量。然后，控制器22基于计算的结果确定二次电池1的质量是优还是劣。

更具体而言，已经充电的二次电池1连接到电源单元2。连接到电源单元2的充电的二次电池1是已经经历了通常在充电后进行的高温老化(aging)的二次电池，使得电池电压稳定。在这方面，这个实施例的检查本身是在常温进行的。在二次电池1连接到电源单元2之后，调节DC电源4的输出电压，使得电流计5的读数变为等于零。此时的输出电压VS等于作为二次电池1的电池电压VB的初始值的初始电池电压VB1。

在这种情况下，输出电压VS在量上等于初始电池电压VB1，并且输出电压VS和二次电池1的电池电压VB在方向上彼此相反。因此，这些电压彼此抵消，并且电路的电路电流IB变为等于零。然后，在电源单元2的输出电压VS保持恒定在初始电池电压VB1的同时使二次电池1静置。

图3示出了电路3的后续情况。在图3中，水平轴表示时间，竖直轴表示电压(在左侧)和电流(在右侧)。在水平轴上，在图3中左端的时间T1是开始施加等于初始电池电压VB1的输出电压VS的时间点。在时间T1之后，由于二次电池1的自放电，电池电压VB从初始电池电压VB1逐渐减小。因此，输出电压VS和电池电压VB失去平衡，并且电路电流IB在电路中流动。电路电流IB从零逐渐增加。电路电流IB由电流计5直接测量。然后，在时间T1之后的时间T2，减小的电池电压VB和增加的电路电流IB达到饱和水平，并且电池电压VB和电路电流IB两者都变得恒定(VB2，IBs)。

如从图3中显而易见的，在是劣质产品的二次电池1中，电路电流IB的增加和电池电压VB的减小都比是优质产品的二次电池1的那些更陡峭。因此，在劣质二次电池1的情况下在电路电流IB收敛之后达到的电路电流IBs大于在优质二次电池1的情况下在收敛之后达到的电路电流IBs。而且，在劣质二次电池1的情况下在电池电压VB收敛之后达到的电池电压VB2小于在优质二次电池1的情况下在收敛之后达到的电池电压VB2。

将描述时间T1之后的电路情况为什么是如图3中所示的情况的原因。首先，如上所述，由于二次电池1的自放电，电池电压VB减小。由于自放电，自放电电流ID流过二次电池1的生电元件E。自放电电流ID在二次电池1的自放电量较大时较大并且在自放电量较小时较小。在具有小的短路电阻Rp值的二次电池1中，自放电电流ID趋于大。

另一方面，由于在时间T1之后电池电压VB减小而流动的电路电流IB在对二次电池1充电的方向上流动。即，电路电流IB在抑制二次电池1的自放电的方向上作用，并且与二次电池1内部的自放电电流ID的方向相反。然后，在时间T2，当电路电流IB增加到在量上与自放电电流ID相等时，自放电基本上停止。在时间T2之后，电池电压VB和电路电流IB两者都变得恒定(VB2，IBs)。电路电流IB是否已经收敛可以通过已知方法确定。例如，可以以适当的频率对电路电流IB的值进行采样，并且可以在值的改变变得小于预定标准时确定电路电流IB的收敛。

在这里，如上所述，电路电流IB可以被直接理解为电流计5的读数。因此，通过在收敛之后设置用于电路电流IBs的标准值IK，有可能确定二次电池1的质量是优还是劣。当收敛之后的电路电流IBs大于标准值IK时，二次电池1是自放电量大的劣质产品。当电路电流IBs小于标准值IK时，二次电池1是自放电量小的优质产品。

上述确定方法中所需的处理时间(时间T1→时间T2)短于以上在“背景技术”中描述的方法中的静置时间。而且，因为上述方法使用电流测量，所以确定精确度高。通过使用图3中收敛之后的电池电压VB2来确定二次电池1的质量不是优选的。这是因为电池电压VB不一定正确地表现为电压计6的读数。迄今为止，已经描述了使用检查系统13检查二次电池1的方法的基本原理。在二次电池1的制造中，可以执行将已经组装但尚未充电的二次电池1初始充电到预定的充电状态以提供已经充电的二次电池1的初始充电步骤和检查已经充电的二次电池1的检查步骤。在检查步骤中，可以执行如上所述的检查方法。

在以上描述中，DC电源4的输出电压VS被控制为恒定。但是，输出电压VS不一定需要是恒定的。更确切地说，通过适当地改变输出电压VS，可以进一步缩短确定所需的处理时间，如下所述。

参考图4和图5，将讨论通过改变输出电压VS而产生的优点。

图4示出了当输出电压VS如上所述保持恒定时实际电路电流IB的转变的一个示例。在图4的示例中，输出电压VS保持恒定在初始确定的值，并且电路电流IB收敛花费大约一天半(时间T2)。虽然图4中的一天半比经由电压测量来确定的情况所需的处理时间短得多，但是通过改变输出电压VS可以进一步缩短所需的处理时间，如图5的示例中所示。在图5的示例中，输出电压VS增加，并且电路电流IB仅在0.1天内变得收敛。

将进一步描述如图5所示的输出电压VS增加的情况。首先，使用DC电源4的输出电压VS、电池电压VB和寄生电阻Rx，由以下等式(1)给出图1的电路中的电路电流IB。

IB＝(VS-VB)/Rx (1)

在输出电压VS恒定的情况下，由于二次电池1的自放电，电路电流IB随着电池电压VB的减小而增加，如上所述。当电路电流IB增加到等于自放电电流ID时，二次电池1的放电基本上停止。因此，如上所述，电池电压VB和电路电流IB两者都变得恒定(VB2，IBs)。即，收敛之后的电路电流IBs指示二次电池1的生电元件E的自放电电流ID。

在输出电压VS也增加的情况下，类似地满足上述等式(1)。但是，当输出电压VS增加时，电路电流IB的增加快于输出电压VS恒定的情况。因此，缩短了到电路电流IB变得等于自放电电流ID为止所需的时间。这是因为如上所述电路电流IB提早收敛。但是，如果输出电压VS随意增加，那么它可能增加太多。在这种情况下，电路电流IB可能不能适当地收敛，并且可能不能进行确定。因此，有必要限制输出电压VS的增加程度。具体而言，在这个实施例中，输出电压VS在寄生电阻Rx看起来好像在等式(1)中减小的范围内增加。这是因为在寄生电阻Rx减小时电路电流IB增加。

因此，在这个实施例中，引入了虚拟电阻Rim的概念，如图1中所示。虚拟电阻Rim具有负电阻值或零电阻值。在图1的电路图中，虚拟电阻Rim与寄生电阻Rx串联地插入。实际上，不存在这样的电阻，但是用一个模型代替输出电压VS增加的情况，在该模型中，输出电压VS保持恒定，但代替地虚拟电阻Rim的电阻值的绝对值增加，并且这个模型将被检验。在这方面，寄生电阻Rx和虚拟电阻Rim之和减小，但必须是正值。在以下描述中，寄生电阻Rx和虚拟电阻Rim之和将被称为“伪寄生电阻Ry”。引入伪寄生电阻Ry的模型中的电路电流被表示为如以下等式(2)中所指示的。

IB＝(VS-VB)/(Rx+Rim) (2)

假定寄生电阻Rx是5Ω。然后，电路电流IB在虚拟电阻Rim为0Ω的情况与其为-4Ω的情况之间不同。即，根据等式(2)，在-4Ω的情况下的电路电流IB(与测量开始之后的时间点对应)是在0Ω的情况下的电路电流IB(与测量的开始时间对应)的五倍。这是因为伪寄生电阻Ry(＝Rx+Rim)减小到初始值的五分之一。

通过修改上面的等式(2)，获得以下等式(3)。

VS＝VB+(Rx+Rim)*IB (3)

上述等式(3)指示通过将伪寄生电阻Ry和电路电流IB的乘积与电池电压VB相加来获得输出电压VS。由于伪寄生电阻Ry中的虚拟电阻Rim如上所述实际上并不存在，因此通过将输出电压VS升高到通过将寄生电阻Rx和电路电流IB的乘积与电池电压VB相加而获得的电压来满足等式(3)。即，通过将输出电压VS的增加量除以电路电流IB而获得的值与虚拟电阻Rim的绝对值对应。

当在如上所述使输出电压VS等于初始电池电压VB1的条件下开始测量时，以适当的频率，根据在那个时间点的电路电流IB根据等式(3)增加输出电压VS。例如，增加输出电压VS的频率大约是每秒一次。频率不必是恒定的。因此，在开始检查之后电路电流IB的增加较大时输出电压VS的增加量较大。而且，当电路电流IB停止增加时，输出电压VS停止增加。因此，可以实现如图5中所示的测量。

从上面的描述可以理解，输出电压VS与电路电流IB增加有关的增加量是寄生电阻Rx和电路电流IB的乘积。即，在△VS表示输出电压VS的增加量的情况下，增加量△VS由下面的等式(4)给出。

△VS＝Rx*IB (4)

但是，获得增加量△VS的方式不限于此，而是可以通过将等式(4)的乘积乘以小于一的正系数K来获得增加量△VS。系数K的具体值可以是上述范围内的任何给定值，并且可以预先确定。即，可以根据以下等式(5)计算增加量△VS。

△VS＝K*Rx*IB (5)

系数K和寄生电阻Rx的乘积可以预先被获得作为常数M，并且输出电压VS的增加量△VS可以通过将电路电流IB乘以常数M来计算。在这种情况下，根据下面的等式(6)计算检查期间的输出电压VS。

VS＝VB+M*IB (6)

为了提早稳定或完成电路电流IB的增加，由于等式(4)的乘积即为输出电压VS的增加量，因此使用等式(4)的乘积是最有效的。但是，在这种情况下，由于寄生电阻Rx的值的精确度以及其它原因，伪寄生电阻Ry可以变为负值。在这种情况下，电路电流IB的变化可能发散，并且可能不能进行所需的测量。于是，通过将寄生电阻Rx和电路电流IB的乘积乘以如上所述的系数K，可以降低发散的风险。

如果系数K取大值(接近1)，那么意味着虚拟电阻Rim和寄生电阻Rx的绝对值彼此接近，并且伪寄生电阻Ry小。这意味着输出电压VS迅速增加。在这种情况下，可以预期电路电流IB在短时间内收敛，但是存在大的发散风险，这取决于寄生电阻Rx的精确度。如果系数K取小值(远离1)，那么伪寄生电阻Ry大，并且输出电压VS缓慢增加。即，使电路电流IB收敛需要花费长时间，但即使寄生电阻Rx的精确度低，发散风险也小。

因此，为了在这种控制下实际进行测量，有必要以高精确度了解寄生电阻Rx的值。探针7、8和端子50、60之间的接触电阻(作为寄生电阻Rx的一部分)在每次组装电路3时都不同。因此，每次将探针7、8抵靠端子50、60放置时都测量寄生电阻Rx的值。在图1的检查系统13中，可以准确地测量寄生电阻Rx的值。

寄生电阻的测量

将描述测量图1的检查系统13中的寄生电阻Rx的过程。在探针7、8与待检查的二次电池1的端子50、60接触的情况下，由控制器22进行这种测量。电源单元2的输出电压VS被设置为零。关于电阻器17，不使用可变电阻功能，而是固定电阻值。稍后将描述使用电阻器17的可变电阻功能的方式。

简而言之，测量检查系统13中的寄生电阻Rx的过程是获得电压计19在开关18打开的情况下的指示值和在开关18闭合的情况下的指示值。以这种方式，可以测量寄生电阻Rx的值。即，根据以下等式(7)计算寄生电阻Rx的值。

Rx＝(V0-V1)*(R1/V1) (7)

R1：电阻器17的电阻值

V0：电压计19在开关18打开(OFF)时的指示值

V1：电压计19在开关18闭合(ON)时的指示值

用下面的方式推导上述等式(7)。首先，当开关18打开(OFF)时，V0是二次电池1的电池电压VB。当开关18闭合(ON)时，在这种情况下的电路电流IB由以下等式给出。

IB＝VB/(R1+Rx)

V1是电阻器17的电阻值R1和电路电流IB的乘积，因此被表示如下。

V1＝R1*VB/(R1+Rx)＝R1*V0/(R1+Rx)

通过关于Rx求解这个等式来获得上述等式(7)。因此，在这个实施例中，电路的寄生电阻Rx被精确地测量。在精确测量寄生电阻Rx之后，在探针7、8未与端子50、60断开而是保持接触的同时进行使用自放电量的检查。以这种方式，可以进一步缩短检查时间。这是因为，在引入虚拟电阻Rim后，可以使用尽可能接近一的值作为上述系数K，因为寄生电阻Rx是以高精确度测量的。因此，输出电压VS可以在开始检查之后增加并提早收敛，使得可以进行确定。

在上述过程中，可以通过使用整合在电源单元2中的电压计6代替电压计19来测量V0和V1。即，如果电压计6整合在电源单元2中，那么可以在没有电压计19的情况下执行上述测量。而且，尽管在上述过程中将电源单元2的输出电压VS设置为零，但这不是必需的。即使当输出电压VS不等于零时，如果开关18打开时的输出电压VS等于开关18闭合时的输出电压VS，那么可以测量V0和V1。但是，在这种情况下，优选地用电压计19测量V0和V1。

在这里，将描述通过精确测量寄生电阻Rx而获得的效果。由于寄生电阻Rx的测量精确度较高，因此伪寄生电阻Ry可以减小到最小。如果当寄生电阻Rx的测量精确度低时将虚拟电阻Rim的绝对值设置为接近寄生电阻Rx的值，那么存在实际伪寄生电阻Ry变为等于零或负的风险。当寄生电阻Rx的测量精确度高时，这种风险小。即，当寄生电阻Rx的测量精确度较高时，可以在虚拟电阻Rim的绝对值被设置为尽可能接近寄生电阻Rx的情况下检查二次电池1。因此，可以缩短检查时间。

在图6的曲线图中，指示了在开始检查之后电路电流IB相对于两个水平的虚拟电阻Rim的收敛条件。图6中所示的曲线图表示在以下条件下的测量示例。

二次电池1的类型：锂离子二次电池

二次电池1的存储容量：35Ah

正电极活性材料：三元复合锂盐

负电极活性材料：石墨

电解液的电解质：LiPF₆

电解液的溶剂：含有碳酸盐的三合一溶剂

寄生电阻Rx：5Ω

图6示出了两个曲线图，即，由实线指示并且与虚拟电阻Rim等于-4.99Ω的情况对应的曲线图(即，伪寄生电阻Ry为0.01Ω，或系数K为0.998)和由虚线指示并且与虚拟电阻Rim等于-4.9Ω的情况对应的曲线图(即，伪寄生电阻Ry为0.1Ω，或系数K为0.98)。参考由虚线指示的曲线图，电路电流IB在开始检查之后大约三小时内收敛(参见标记为“E1”的圆圈)。可以说，与未引入虚拟电阻Rim的情况(即，在开始检查之后输出电压VS被设置为恒定的情况)相比，电路电流IB收敛得更快得多。由实线指示的曲线图表示伪寄生电阻Ry进一步减小的测量示例。在这个示例中，收敛时间大约为一小时(参见标记为“E2”的圆圈)，这进一步比虚线的情况更短。因此，通过减小伪寄生电阻Ry，可以缩短检查时间。

检查的过程

由这个实施例的检查系统13执行的检查的相应步骤按时间次序列出，如下。

(1)在检查系统13中设置待检查的二次电池1

(2)设置ON时间

(3)测量电压V0(计算寄生电阻Rx)

(4)测量电压V1(计算寄生电阻Rx)

(5)设置虚拟电阻Rim

(6)测量自放电(执行检查)

当在步骤(1)中将二次电池1设置到位时，开关18被置于OFF位置。步骤(2)中的“设置ON时间”是为了确定从开关18为了步骤(4)而被置于ON位置时到开关18再次切换成OFF时的时间段(ON时间)，这将在后面详细描述。在步骤(3)中，在开关18保持在OFF位置的同时获得电压计19的指示值。在步骤(4)中，在开关18切换到ON之后获得电压计19的指示值。在步骤(5)中，设置电源单元2的输出电压VS在步骤(6)中增加的程度。为此，使用如上所述的虚拟电阻Rim的概念。然后，在步骤(6)中，通过测量电路电流IB来执行检查。

在上述步骤中，将描述步骤(2)，即，“设置ON时间”。当开关18为了步骤(4)而被置于ON位置(即，开关18闭合)时，二次电池1放电与流过电阻路径16的电流对应的量。因此，当开关18处于ON位置时，电池电压VB一点一点地降低。然后，当开关18返回到OFF时，即，当经由电阻路径16的放电结束时，电池电压VB回弹并增加。

图7示出了这种情况。在图7中，水平轴指示时间(秒)，并且指示零秒的点(左端)表示开关18从OFF切换到ON的时刻。在这个时间点之后，电池电压VB在减小的方向上变化。竖直轴上的电池电压VB在开关18为ON时保持减小，并且在开关18返回到OFF的时刻达到最小值。然后，电池电压VB立即增加一点。在图7中，示出了两个模式，即，ON时间被设置为相对短的时间(大约1分钟)的示例和ON时间被设置为相对长的时间(大约3分钟)的示例。

当相互比较两个模式中在开关18被置于OFF位置之后的电池电压VB的回弹量VR1、VR2时，在ON时间长时获得的回弹量VR2大于在ON时间短时获得的回弹量VR1。在使用相同的二次电池1的情况下，在ON时间较大时回弹量可能较大。在电池电压VB的回弹量较大时，后续步骤(6)中的电流测量精确度较低。即，为了步骤(6)的电流测量精确度高，较短的ON时间是优选的。而且，就减少检查所需的总时间而言，较短的ON时间是优选的。同时，步骤(4)的电压测量需要在ON时间期间执行。因此，如果ON时间太短，那么由于电压计19的响应速度的问题，电压V1的测量精确度降低。因此，ON时间需要足够长以提供电压V1的足够高的测量精确度。

图7中所示的两个示例涉及相同的二次电池1。实际上，在开关18切换到ON之后电池电压VB的变化模式不仅受到ON时间的长度的影响，而且还受到二次电池1的存储容量的影响。在二次电池1的存储容量较大时，由于给定电量的放电对电池电压VB的影响较小。二次电池1的存储容量是可从待检查的二次电池1的规格获得的已知信息。因此，可以根据二次电池1的存储容量来设置ON时间。即，ON时间的长度被设置为在大容量的情况下比在小容量的情况下更长，并且被设置为在小容量的情况下比在大容量的情况下更短。例如，ON时间和存储容量之间的具体关系可以是如图8所示的线性关系，或者是如图9所示的阶梯式关系。如图8或图9中所示的关系可以预先存储在控制器22中。

以如上所述的方式，可以根据二次电池1的存储容量适当地设置ON时间。即，当二次电池1具有大容量时，ON时间被设置为相对长的时间。但是，由于大容量，开关18切换到OFF之后电池电压VB的回弹量不是很大。另一方面，当二次电池1具有小容量时，ON时间被设置为相对短的时间。因此，电池电压VB的回弹量相对小。因此，取决于二次电池1的存储容量的量值，开关18切换到OFF之后电池电压VB的回弹量不会变化太多。因此，无论二次电池1的存储容量的量值是多少，都可以预期基本相同的确定精确度。

虽然图7的竖直轴具有显著扩展的比例，但是在ON时间期间的电池电压VB不是恒定的。因此，严格地说，在步骤(4)中测量的电压V1受到ON时间期间的测量定时的影响。因此，期望预先指定在ON时间期间的电压V1的测量定时，例如，使用与ON时间的长度的比例。而且，可以在开关18切换到ON之前或在ON时间结束之后在步骤(3)中测量电压V0。在后一种情况下，在开关18切换到OFF之后，期望在进一步等待电池电压VB的回弹结束之后测量电压V0。

更优选的是进一步对“ON时间的设置”添加根据电压计19的分辨率的调节。在电压计19的分辨率较高时，可以以较高的精确度测量电压V0、V1。因此，如果电压计19的分辨率高，那么，即使电压V0与电压V1之间的差小，也可以获得显著的电压差(V0-V1)。因而，当电压计19的分辨率高时，没有必要确保这么长的ON时间。当然，电压计19的分辨率是可从电压计19的规格获得的已知信息。因此，可以根据电压计19的分辨率设置ON时间。即，ON时间的长度被设置为在电压分辨率高的情况下比在电压分辨率低的情况下更短，并且被设置为在电压分辨率低的情况下比在电压分辨率高的情况下更长。

更具体而言，使用图8或图9从存储容量确定的ON时间在电压分辨率高时被缩短，而在电压分辨率低时被延长。例如，这种调节可以通过将图8或图9中确定的ON时间乘以如图10中所示基于电压分辨率确定的系数来进行。图10的关系也可以预先存储在控制器22中。图10的关系可以用阶梯式模式的关系代替。当在电压计6上读取电压V0、V1时，系数是基于电压计6的电压分辨率来确定的。

通过根据以上述方式设置的ON时间测量电压V0、V1，有可能以高精确度计算寄生电阻Rx。因此，可以将上述系数K设置为最可能接近1的值，并且可以在短时间内执行步骤(6)的检查。

电阻器17的可变电阻功能

迄今为止，尚未讨论电阻器17的电阻值R1。但是，实际上，通过将电阻器17的电阻值R1设置为最优值，可以进一步缩短检查时间。电阻器17的最优电阻值R1取决于二次电池1的存储容量。这将参考图11和图12进行描述。

图11示出了指示当电阻值R1变化时通过上述“测量1”的方法计算的寄生电阻Rx的精确度的曲线图。如从图11显而易见的，当电阻值R1较大时，测量精确度较低。这是因为寄生电阻Rx大约为几十欧姆(Ω)，并不是很大。当开关18被置于ON位置并且以“测量1”测量电压V1时，寄生电阻Rx和电阻器17(电阻值R1)串联连接。在这种情况下，电路电流IB由寄生电阻Rx和电阻值R1之和确定。当电阻值R1被设置为大约几千欧姆(Ω)时，如图11中所示，电路电流IB基本上由电阻值R1确定。因此，在这个设置中，电压V1对寄生电阻Rx的依赖程度低，并且寄生电阻Rx的测量精确度也低。在图11的左手侧，即，当电阻值R1低时，电压V1对寄生电阻Rx的依赖程度相对高，并且测量精确度也高。

但是，并不总是电阻值R1越低越好。图11的曲线图中被图11的左上角的圆圈E3包围的一部分被放大并在图12中示出。如果电阻值R1极低，那么测量精确度降低，如图12中的箭头E4所示。这是因为，当电阻值R1极低时，二次电池1在开关18被置于ON位置时进入等同于其相反端子之间短路的情况。因此，大电路电流IB流动，并且二次电池1的电压VB下降。因此，不能进行高度准确的测量。

在图12中，当电阻值R1为大约50至70Ω时，测量精确度处于最高水平。达到最高测量精确度时的电阻值R1可以说是电阻器17的最优电阻值R1。如上所述的在极低电阻区域中的大电流的影响在二次电池1的存储容量较小时显得更显著，并且在存储容量较大时显得不那么显著。因此，最优电阻值R1取决于二次电池1的存储容量而不同。即，最优电阻值R1在存储容量较小时较大而在存储容量较大时较小。

因此，根据待检查的二次电池1的存储容量，设置作为可变电阻的电阻器17的电阻值R1。通过如此设置电阻值R1，执行上述步骤(3)和(4)，使得可以以更高的精确度测量寄生电阻Rx。关于二次电池1的存储容量，不需要如此高的精确度。根据二次电池1的规格的精确度的标准值就足够了，并且可以不考虑个体差异。更具体而言，可以针对可能被检查的每个二次电池1的规格，预先确定和存储要设置的电阻值R1。然后，控制器22根据待检查的二次电池1的规格设置电阻器17的电阻值R1。安装在图1的检查系统13中的电阻器17可以不具有包括如图11中所指示的高电阻区域的宽可变范围，而是覆盖几欧姆到几百欧姆的可变范围就足够了。

一旦以上述方式确定了电阻值R1，由此确定的电阻值R1就可以由在测量收敛电路电流IB时的虚拟电阻Rim反映。即，当确定的电阻值R1较低时，可以将虚拟电阻Rim设置为更接近寄生电阻Rx的值。这是因为，出于如上面参考图11所述的原因，当确定的电阻值R1较低时，寄生电阻Rx的测量精确度较高。因而，当电阻值R1较低时，用于虚拟电阻Rim的上述系数K可以被设置得较大(更接近1)。即，在二次电池1的存储容量较大时，检查时间可以较短。

更具体而言，针对可能被检查的每个二次电池1，可以根据待检查的二次电池1的规格上的存储容量来预先指定要为电阻器17设置的电阻值R1。然后，根据待检查的二次电池1的规格，可以将由此指定的电阻值R1设置在电阻器17上。因此，可以利用根据二次电池1的规格的最优电阻设置来测量寄生电阻Rx，并且可以在相当短的时间内检查二次电池1。

如上面详细描述的，根据这个实施例，当经由电流测量确定二次电池1的自放电量是大还是小时，预先测量在用于检查的电路中包括接触电阻的寄生电阻Rx。为此，根据二次电池1的存储容量设置开关18的ON时间。因此，当检查具有大存储容量的二次电池1时，将ON时间设置得相对长，以便提高寄生电阻Rx的测量精确度，而当检查具有小存储容量的二次电池1时，将ON时间设置得相对短，以便提高作为检查的主要对象的放电电流的测量精确度。因此，实现了检查二次电池1的方法，从而无论待检查的二次电池1的存储容量的量值是多少，都确保整体检查的足够精确度。

另外，为了设置ON时间而考虑用于测量寄生电阻Rx的电压计19的分辨率，使得可以更适当地设置ON时间。而且，在二次电池1的组装步骤之后执行上述检查方法，以实现制造二次电池1的方法，这使得有可能在短时间内以高精确度排除劣质或有缺陷的产品。

应当理解的是，这个实施例仅仅是示例性的，并且本发明不限于这个实施例。因此，当然，在不脱离本发明原理的情况下，本发明可以通过各种改进和修改来实施。例如，可以根据期望选择电阻路径16中电阻器17和开关18的布置。而且，开关18的类型可以选自模拟开关、半导体开关以及任何其它开关。

这个实施例的检查方法不仅可以在二次电池被制造作为新产品之后立即在二次电池上执行，还可以在作为用过的产品的二次电池上执行，例如用于用过的电池组件的再制造过程。检查方法还不仅可以在单个二次电池上执行，而且还可以在两个或更多个二次电池的并联接合组件上执行。但是，在这种情况下，存储容量是作为整体的并联接合组件的存储容量。而且，质量检查被限于作为整体的并联接合组件，换句话说，不单独检查相应的二次电池。而且，待检查的电力存储设备不限于二次电池，而可以是电容器，诸如电力双层电容器或锂离子电容器。

Claims (3)

1.一种检查电力存储设备的方法，所述方法的特征在于包括：

经由正侧导体将电力存储设备的正端子与外部电源的正端子连接并且经由负侧导体将电力存储设备的负端子与外部电源的负端子连接以形成电路，并且在正侧导体和负侧导体之间放置电阻路径，所述电阻路径包括串联连接的电阻器和开关；

根据电力存储设备的存储容量设置在开始检查电力存储设备之前开关被暂时闭合的ON时间的长度，使得在存储容量较大时ON时间较长，并且在存储容量较小时ON时间较短；

在放置电阻路径之后，在设置的ON时间内暂时闭合开关，获得作为在ON时间内的正侧导体和负侧导体之间的电压的ON电压以及作为在ON时间以外的时间的正侧导体和负侧导体之间的电压的OFF电压，并且基于ON电压的电压值、OFF电压的电压值和电阻器的电阻值计算电路的寄生电阻值；以及

在计算出电路的寄生电阻值之后，在开关打开的情况下将外部电源的电压施加到电力存储设备，并且在根据寄生电阻值在保持虚拟电阻值的绝对值小于电路的寄生电阻值的范围内增加外部电源的电压的同时使用电路的电流值检查电力存储设备，所述虚拟电阻是通过将外部电源的电压增加时电路的电流值的增加量转换成电路的寄生电阻值的减少量而获得的负值，通过基于在电路中流动的电路电流的收敛条件确定电力存储设备的自放电电流是大于还是小于预定值来使用电路的电流值检查电力存储设备。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于

当ON时间在电力存储设备的存储容量较大时被设置为较长并且在存储容量较小时被设置为较短时，ON时间在计算电路的寄生电阻值时使用的电压传感器的电压分辨率较高时被设置为较短并且在电压分辨率较低时被设置为较长。

3.一种制造电力存储设备的方法，所述方法的特征在于包括：

组装电力存储设备；以及

使用组装的电力存储设备作为检查目标，执行如权利要求1或权利要求2所述的检查电力存储设备的方法。

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