DE102021134465A1

DE102021134465A1 - Batterielade-/entladeprüfgerät und batterieprüfgerät

Info

Publication number: DE102021134465A1
Application number: DE102021134465.4A
Authority: DE
Inventors: Toru Iwade; Kenji Mikamo
Original assignee: Espec Corp
Current assignee: Espec Corp
Priority date: 2021-01-13
Filing date: 2021-12-23
Publication date: 2022-07-14
Also published as: JP2022108378A; CN114764123A; JP7407136B2

Abstract

Kleinstrom-Stromversorgungseinheiten (60A, 60B) mit Kleinstrom-Lade/Entladeschaltungen (72A, 72B) sind entsprechend einer Vielzahl von jeweiligen Kanälen (CHI, CH2) vorgesehen. Eine Großstrom-Stromversorgungseinheit (40) mit einer Großstrom-Lade/Entladeschaltung (52) ist für die mehreren Kanäle (CHI, CH2) gemeinsam vorgesehen. Wenn ein Großstrom-Lade/Entlade-Test an einer Batterie (100A) durchgeführt wird, die mit einem bestimmten Kanal (CHI) verbunden ist, wählt ein Schalter (53) den Kanal (CHI) aus, und eine Großstrom-Lade/Entlade-Schaltung (52) führt einen Großstrom-Lade/Entlade-Test mit einem großen Strom durch.

Description

Gebiet der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Batterielade-/Entladeprüfgerät und ein Batterieprüfgerät.
Technischer Hintergrund
Als Prüfgerät zur Bewertung der Leistung und Zuverlässigkeit einer Batterie (insbesondere einer Sekundärbatterie) ist ein Batterielade-/Entlade-Prüfgerät bekannt. Ein Batterielade-/Entladeprüfgerät nach dem Stand der Technik umfasst eine Vielzahl von Stromversorgungseinheiten zum Laden/Entladen von Batterien. Durch die parallele Durchführung eines Lade-/Entladetests an mehreren Batterien kann die Testeffizienz verbessert werden. Jede Stromversorgungseinheit verfügt über eine Vielzahl von Lade-/Entladeschaltungen (z. B. eine Kleinstrom-Lade-/Entladeschaltung und eine Großstrom-Lade-/Entladeschaltung) mit unterschiedlichen Strombereichen. Durch Umschalten einer Schaltung auf eine Lade-/Entladeschaltung mit einem optimalen Strombereich in Übereinstimmung mit der Größe eines erforderlichen Lade-/Entladestroms werden die Reaktionsgeschwindigkeit und die Genauigkeit eines Ausgangs sichergestellt.
Eine Batterie-Lade/Entlade-Prüfvorrichtung, die in JP 5841042 B2 offenbart ist, umfasst eine Vielzahl von Kleinstrom-Lade/Entlade-Schaltungen. Ein Lade-/Entladetest für kleine Ströme wird durchgeführt, indem eine Vielzahl von Lade-/Entladeschaltungen für kleine Ströme einzeln an eine Vielzahl von Batterien angeschlossen wird. Andererseits wird ein Großstrom-Lade-/Entladetest durchgeführt, indem eine Vielzahl von Kleinstrom-Lade-/Entladeschaltungen parallel an eine Batterie angeschlossen wird.
Die Lade-/Entladeschaltung muss mit einer Stromkapazität ausgelegt werden, die einem Maximalwert eines Strombereichs entspricht. Daher hat der Lade-/Entladekreis für große Ströme größere Außenabmessungen, ein höheres Gewicht und höhere Herstellungskosten als der Lade-/Entladekreis für kleine Ströme.
Damit der Batterielade-/Entladetest mit der Situation übereinstimmt, in der die Batterie tatsächlich verwendet wird, ist die Lade-/Entladezeit, in der ein großer Strom verwendet wird, oft kürzer als die Lade-/Entladezeit, in der ein kleiner Strom verwendet wird. Daher besteht im Allgemeinen die Tendenz, dass die Betriebsrate in einem Bereich mit hohen Strömen niedriger ist als die Betriebsrate in einem Bereich mit kleinen Strömen.
Gemäß der Batterielade-/Entlade-Prüfvorrichtung aus dem oben beschriebenen Stand der Technik hat jede der mehreren Stromversorgungseinheiten einen Großstrom-Lade-/Entladeschaltkreis. Als Ergebnis der Montage der Großstrom-Lade-/Entladeschaltung mit einer niedrigen Betriebsrate an jeder Stromversorgungseinheit werden daher die Außenabmessungen, das Gewicht und die Herstellungskosten der gesamten Prüfvorrichtung erhöht.
Zusammenfassung der Erfindung
Dementsprechend ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Batterielade-/Entlade-Prüfvorrichtung und eine Batterieprüfvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage sind, die äußeren Abmessungen, das Gewicht und die Herstellungskosten zu reduzieren.
Eine Batterielade-/Entlade-Prüfvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Batterielade-/Entlade-Prüfvorrichtung, die in der Lage ist, einen Lade-/Entlade-Test an einer Vielzahl von Batterien parallel über eine Vielzahl von Kanälen durchzuführen, wobei die Batterielade-/Entlade-Prüfvorrichtung Folgendes umfasst: erste Stromversorgungseinheiten, die jeweils entsprechend für jeden der mehreren Kanäle vorgesehen sind; und mindestens eine zweite Stromversorgungseinheit, die gemeinsam für mindestens zwei Kanäle unter den mehreren Kanälen vorgesehen ist, wobei die erste Stromversorgungseinheit erste Lade-/Entladeschaltungen enthält, die jeweils in der Lage sind, eine Ladung/Entladung jeder der Batterien mit einem ersten Strom durchzuführen, dessen maximaler Stromwert ein erster Stromwert ist, und die zweite Stromversorgungseinheit enthält: eine zweite Lade-/Entladeschaltung, die in der Lage ist, das Laden/Entladen der Batterien mit einem zweiten Strom durchzuführen, dessen maximaler Stromwert ein zweiter Stromwert ist, der größer als der erste Stromwert ist; und eine erste Auswahlschaltung, die so konfiguriert ist, dass sie einen Kanal, mit dem die zweite Lade-/Entladeschaltung verbunden ist, aus den mindestens zwei Kanälen auswählt, und wenn das Laden/Entladen eines Stroms mit einem Stromwert, der gleich oder kleiner als der erste Stromwert ist, an der Batterie durchgeführt wird, die mit einem bestimmten Kanal in den Kanälen verbunden ist, ist die erste Lade-/Entladeschaltung des Kanals so konfiguriert, dass sie das Laden/Entladen mit dem ersten Strom durchführt, und wenn das Laden/Entladen eines Stroms mit einem Stromwert, der größer als der erste Stromwert ist, an der Batterie durchgeführt wird, die mit dem bestimmten Kanal in den Kanälen verbunden ist, ist die erste Auswahlschaltung so konfiguriert, dass sie den Kanal auswählt, und die zweite Lade-/Entladeschaltung ist so konfiguriert, dass sie das Laden/Entladen mit dem zweiten Strom durchführt.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm, das die Konfiguration eines Batterieprüfgeräts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in vereinfachter Weise darstellt;
2 ist ein Diagramm, das die Konfiguration eines Lade-/Entladesteuergeräts zeigt;
3 ist ein Flussdiagramm, das den Ablauf der Verarbeitung durch eine Steuereinheit veranschaulicht, die eine Kleinstromversorgungseinheit enthält;
4 ist ein Flussdiagramm, das den Ablauf der Verarbeitung durch eine Steuereinheit veranschaulicht, die eine Großstromversorgungseinheit enthält; und
5 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration eines Lade-/Entladesteuergeräts gemäß einer Modifikation zeigt.

Beschreibung der Ausführungsform
Nachfolgend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es ist zu beachten, dass Elemente, die in verschiedenen Zeichnungen mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind, die gleichen oder im Wesentlichen die gleichen Elemente bezeichnen.
1 ist ein Diagramm, das die Konfiguration einer Batterieprüfvorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in vereinfachter Weise darstellt. Wie in 1 dargestellt, umfasst die Batterieprüfvorrichtung 1 eine Hauptsteuerung 21, eine Lade-/Entladesteuerung 22, eine Umgebungssteuerung 23 und eine Kammer 11. Die Batterieprüfvorrichtung 1 kann als Batterieprüfvorrichtung ohne Umgebungseinstellungsfunktion ausgebildet werden, indem die Bereitstellung des Umgebungsreglers 23, der Kammer 11 und dergleichen weggelassen wird.
Mehrere Batterien 100 (zwei Batterien 100A und 100B in dem in 1 dargestellten Beispiel), bei denen es sich um zu prüfende Objekte handelt, sind mit einem vorbestimmten Teil eines Halters 14 verbunden. Die Batterie 100 ist eine aufladbare und entladbare Sekundärbatterie, z. B. eine Lithium-Ionen-Batterie.
Die Kammer 11 hat eine Innenwand 12 und eine Tür 13, die wärmeisolierende Eigenschaften haben. Ein Sockel 15 ist an einem vorbestimmten Abschnitt der Innenwand 12 angeordnet. Die Batterien 100 sind in der Kammer 11 in einem Zustand untergebracht, in dem der Halter 14, mit dem die Batterien 100 verbunden sind, mit der Buchse 15 verbunden ist. Darüber hinaus sind der Lade-/Entlade-Controller 22 und die Batterien 100 durch eine in der Buchse 15 und am Halter 14 ausgebildete Verdrahtung elektrisch miteinander verbunden.
Der Lade-/Entlade-Controller 22 umfasst eine Datenverarbeitungseinrichtung wie eine CPU und eine Datenspeichereinrichtung wie einen Direktzugriffsspeicher (RAM) und einen Festwertspeicher (ROM). Der Lade-/Entladeregler 22 verfügt über eine Vielzahl von Kanälen CH als Verbindungswege zu den Batterien 100. Die Anzahl der Kanäle CH beträgt z. B. 72 Kanäle. An jeden Kanal CH kann eine Batterie 100 angeschlossen werden, und ein Lade-/Entladetest der Batterie 100 kann unter individuellen Bedingungen für die jeweiligen Kanäle CH durchgeführt werden. Folglich kann der Lade-/Entlade-Controller 22 gleichzeitig einen Lade-/Entladetest für die mehreren Batterien 100 parallel über die mehreren Kanäle CH durchführen.
Das Batterieprüfgerät 1 umfasst auch eine Klimaanlage 31, ein Gebläse 32 und einen Temperatursensor 33. Das Klimagerät 31 umfasst eine Heizung zum Heizen und einen Kühler zum Kühlen. Das Gebläse 32 und der Temperatursensor 33 sind an vorgegebenen Positionen in der Kammer 11 angeordnet. Das Gebläse 32 bläst die vom Klimagerät 31 erzeugte konditionierte Luft in die Kammer 11. Der Temperatursensor 33 erfasst eine Temperatur in der Kammer 11 und gibt Temperaturdaten aus, die die erfasste Temperatur angeben.
Der Umweltcontroller 23 umfasst eine Datenverarbeitungsvorrichtung, wie z.B. eine CPU, und eine Datenspeichervorrichtung, wie z.B. einen RAM und einen ROM. Der Umgebungsregler 23 steuert den Betrieb der Klimaanlage 31 und des Gebläses 32 auf der Grundlage von Temperaturdaten, die vom Temperatursensor 33 eingegeben werden. Infolgedessen wird die Temperatur in der Kammer 11 auf eine Zieltemperatur eingestellt. Was die Umgebung bzw. Atmosphäre in der Kammer 11 betrifft, so ist der einzustellende Faktor nicht auf die Temperatur beschränkt, auch die Luftfeuchtigkeit kann eingestellt werden. Die Batterieprüfvorrichtung 1 kann eine Vielzahl von Kammern 11 umfassen, in denen jeweils eine Umgebungsbedingung individuell eingestellt werden kann.
Der Hauptcontroller 21 umfasst eine Datenverarbeitungsvorrichtung, wie z.B. eine CPU, und eine Datenspeichervorrichtung, wie z.B. ein RAM und ein ROM. Der Hauptcontroller 21 kann mit einem Personalcomputer 2 oder ähnlichem, der außerhalb des Batterieprüfgeräts 1 angeordnet ist, auf drahtgebundene oder drahtlose Weise kommunizieren.
Ein Bediener gibt über den Personalcomputer 2 Testbedingungen und Ähnliches ein. Der Hauptcontroller 21 empfängt eine Testdatei, in der die Testbedingungen vom Personalcomputer 2 beschrieben werden, und steuert den Lade-/Entlade-Controller 22 und den Umgebungs-Controller 23 auf der Grundlage der Testbedingungen. Infolgedessen werden ein Lade-/Entladetest und ein Umgebungstest für die in der Kammer 11 untergebrachten Batterien 100 durchgeführt.
2 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration des Auflade-/Entladesteuergeräts 22 zeigt. In einem in 2 dargestellten Beispiel werden der Kürze halber nur Konfigurationen von zwei Kanälen CH1 und CH2 aus der Vielzahl von Kanälen CH im Auflade-/Entladeregler 22 dargestellt. Die Batterie 100A ist mit dem Kanal CH1 verbunden, und die Batterie 100B ist mit dem Kanal CH2 verbunden.
Wie in 2 dargestellt, umfasst der Lade-/Entlade-Controller 22: Kleinstrom-Stromversorgungseinheiten 60 (zwei Kleinstrom-Stromversorgungseinheiten 60A und 60B in dem in 2 dargestellten Beispiel), die entsprechend jedem der Vielzahl von Kanälen CH vorgesehen sind; und eine Großstrom-Stromversorgungseinheit 40, die gemeinsam für die Vielzahl von Kanälen CH vorgesehen ist.
Ein maximaler Stromwert eines Lade-/Entladestroms jeder Batterie 100 durch das Kleinstromnetzteil 60 beträgt mehrere Ampere. Im folgenden Beispiel beträgt der maximale Stromwert 5 A. Der maximale Stromwert des Lade-/Entladestroms der Batterie 100 durch die Großstromversorgungseinheit 40 beträgt mehrere zehn Ampere oder mehr. Im folgenden Beispiel beträgt der maximale Stromwert 50 A.
Die Kleinstromversorgungseinheit 60A umfasst eine Steuereinheit 71A, eine Kleinstrom-Lade/Entladeschaltung 72A, einen Schalter 73A, eine Speichereinheit 74Aund eine Erfassungseinheit 75A. Die Steuereinheit 71A besteht aus einem Datenverarbeitungsgerät wie einer CPU. Die Kleinstrom-Lade/Entladeschaltung 72A besteht aus einer Stromversorgung oder ähnlichem. Der Schalter 73A besteht aus einem Relais, einem Halbleiter oder ähnlichem. Die Speichereinheit 74A besteht aus einem RAM, einem ROM oder ähnlichem. Die Erfassungseinheit 75A umfasst: einen Spannungssensor, der einen Spannungswert einer Spannung an der Batterie 100A erfasst; und einen Stromsensor, der einen Stromwert eines Lade-/Entladestroms der Batterie 100A erfasst.
Wenn die Steuereinheit 71A den Schalter 73A einschaltet, werden die Kleinstrom-Lade/Entladeschaltung 72A und die Batterie 100A miteinander verbunden. Wenn die Steuereinheit 71A den Schalter 73A ausschaltet, wird die Verbindung zwischen der Kleinstrom-Lade/Entladeschaltung 72A und der Batterie 100A gelöst.
Ähnlich wie die Kleinstromversorgungseinheit 60A umfasst die Kleinstromversorgungseinheit 60B eine Steuereinheit 71B, eine Kleinstrom-Lade/Entladeschaltung 72B, einen Schalter 73B, eine Speichereinheit 74B und eine Erfassungseinheit 75B. Die Konfigurationen der anderen Kleinstromversorgungseinheiten 60 sind im Wesentlichen gleich den Konfigurationen der Kleinstromversorgungseinheiten 60A und 60B.
Die Großstromversorgungseinheit 40 umfasst eine Steuereinheit 51, eine Großstrom-Lade-/Entladeschaltung 52 und einen Schalter 53 (Schalter 53A und 53B in dem in 2 dargestellten Beispiel).
Die Steuereinheit 51 besteht aus einem Datenverarbeitungsgerät wie z. B. einer CPU. Die Steuereinheit 51 ist mit den Steuereinheiten 71Aund 71B kommunizierbar. Die Großstrom-Lade/Entladeschaltung 52 besteht aus einer Stromversorgung oder dergleichen. Die Schalter 53A und 53B sind jeweils aus einem Relais, einem Halbleiter oder ähnlichem gebildet.
Der Schalter 53 ist eine Auswahlschaltung, die einen Kanal CH aus der Vielzahl der Kanäle CH auswählt. In dem in 2 dargestellten Beispiel umfasst der Schalter 53 den Schalter 53A, der dem Kanal CH1 entspricht, und den Schalter 53B, der dem Kanal CH2 entspricht.
Wenn die Steuereinheit 51 den Schalter 53A einschaltet, werden die Großstrom-Lade/Entladeschaltung 52 und die Batterie 100A miteinander verbunden. Andererseits, wenn die Steuereinheit 51 den Schalter 53A ausschaltet, wird die Verbindung zwischen der Großstrom-Lade/Entladeschaltung 52 und der Batterie 100A gelöst. Wenn die Steuereinheit 51 den Schalter 53B einschaltet, werden die Großstrom-Lade/Entladeschaltung 52 und die Batterie 100B miteinander verbunden. Wenn die Steuereinheit 51 den Schalter 53B ausschaltet, wird die Verbindung zwischen dem Großstrom-Lade-/Entladestromkreis 52 und der Batterie 100B aufgehoben.
3 ist ein Flussdiagramm, das den Ablauf der von der Steuereinheit 71A durchgeführten Verarbeitung veranschaulicht, die die Kleinstromversorgungseinheit 60A enthält. Der Inhalt der von der Steuereinheit 71B durchgeführten Verarbeitung ist im Wesentlichen identisch mit dem Inhalt der von der Steuereinheit 71A durchgeführten Verarbeitung.
Zunächst liest die Steuereinheit 71A in Schritt S101 eine auf den Kanal CH1 bezogene Testdatei, die die Hauptsteuereinheit 21 von dem Personalcomputer 2 empfängt, und speichert die Testdatei in der Speichereinheit 74A. In der Testdatei werden ein Stromwert eines Ladestroms oder eines Entladestroms und eine Ladezeit des Ladestroms oder eine Entladezeit des Entladestroms für jeden einer Vielzahl von Testschritten eingestellt, die eine Sequenz eines Lade-/Entladetests an der Batterie 100A bilden.
Als nächstes stellt die Steuereinheit 71A in Schritt S102 den Inhalt (Stromwerte und Zeiten für das Laden/Entladen) der diesmal durchgeführten Prüfschritte ein, indem sie die Prüfschritte in der Prüfdatei aktualisiert.
Als nächstes bestimmt die Steuereinheit 71Ain Schritt S103, ob der Stromwert in den diesmal durchgeführten Prüfschritten ein kleiner Strom ist oder nicht (in diesem Beispiel 5 A oder weniger).
Wenn festgestellt wird, dass der Stromwert in den diesmal durchzuführenden Prüfschritten ein kleiner Strom ist (Schritt S103: JA), schaltet die Steuereinheit 71A als Nächstes in Schritt S104 den Schalter 73A ein, um die Kleinstrom-Lade/Entladeschaltung 72A und die Batterie 100A miteinander zu verbinden. Die Steuereinheit 71A lädt oder entlädt die Batterie 100A mit dem in der Testdatei eingestellten Inhalt (dem Stromwert und der Zeit). Schritt S104 wird durchgeführt, nachdem die Temperatureinstellung in der Kammer 11 durch den Umgebungsregler 23 abgeschlossen ist.
Als nächstes bestimmt die Steuereinheit 71A in Schritt S105, ob der Testschritt dieser Zeit abgeschlossen ist oder nicht, basierend darauf, ob die in der Testdatei eingestellte Zeit seit dem Beginn der Durchführung des Testschritts dieser Zeit verstrichen ist oder nicht.
Wenn der Testschritt dieses Mal nicht abgeschlossen ist (Schritt S105: NEIN), führt die Steuereinheit 71A die Verarbeitung in den Schritten S104 und S105 wiederholt durch.
Wenn die Prüfschritte dieser Zeit abgeschlossen sind (Schritt S105: JA), speichert die Steuereinheit 71A als nächstes in Schritt S106 einen Spannungswert und einen Stromwert der Batterie 100A, die von der Erfassungseinheit 75A erfasst wurden, in der Speichereinheit 74A als Ergebnisdaten in Bezug auf die Prüfschritte dieser Zeit.
Als Nächstes bestimmt die Steuereinheit 71A in Schritt S107, ob alle Prüfschritte, die die Abfolge der Lade-/Entladeprüfung der Batterie 100A bilden, abgeschlossen sind oder nicht.
Wenn nicht alle Prüfschritte abgeschlossen wurden (Schritt S107: NEIN), führt die Steuereinheit 71A die Verarbeitung in Schritt S102 und den nachfolgenden Schritten durch.
Wenn alle Prüfschritte abgeschlossen sind (Schritt S107: JA), liest die Steuereinheit 71A in Schritt S108 die Ergebnisdaten aller Prüfschritte aus der Speichereinheit 74A aus und überträgt die Ergebnisdaten an das Hauptsteuergerät 21.
Wenn in Schritt S103 festgestellt wird, dass der Stromwert in den diesmal durchzuführenden Prüfschritten ein großer Strom ist (Schritt S103: NO), schaltet die Steuereinheit 71A als nächstes in Schritt S109 den Schalter 73A aus und überträgt ein Anforderungssignal mit dem in der Prüfdatei eingestellten Inhalt (dem Stromwert und der Zeit) an die Steuereinheit 51. Als Modifikation kann durch das Einschalten des Schalters 73A und die Übertragung des Anforderungssignals an die Steuereinheit 51 das Laden/Entladen eines großen Stroms durch die Großstrom-Lade/Entladeschaltung 52 und das Laden/Entladen eines kleinen Stroms durch die Kleinstrom-Lade/Entladeschaltung 72A in Kombination durchgeführt werden. Folglich kann die Batterieprüfvorrichtung 1 einen Großstrom-Lade/Entlade-Test mit einem großen Strom durchführen, der einen maximalen Stromwert der Großstrom-Lade/Entladeschaltung 52 übersteigt.
Als Nächstes stellt die Steuereinheit 71A in Schritt S110 fest, ob ein Fertigstellungsmeldungssignal für das übertragene Anforderungssignal von der Steuereinheit 51 empfangen wurde oder nicht.
Wenn das Fertigstellungsmeldesignal nicht von der Steuereinheit 71A empfangen wurde (Schritt S110: NO), wartet die Steuereinheit 71A, bis das Fertigstellungsmeldesignal von der Steuereinheit 51 empfangen wird.
Wenn das Fertigstellungsmeldesignal von der Steuereinheit 51 empfangen wird (Schritt S110: JA), führt die Steuereinheit 71A die Verarbeitung in Schritt S106 und den nachfolgenden Schritten durch.
4 ist ein Flussdiagramm, das den Ablauf der von der Steuereinheit 51 durchgeführten Verarbeitung zeigt, die die Großstromversorgungseinheit 40 enthält.
Zunächst bestimmt die Steuereinheit 51 in Schritt S201, ob ein Anforderungssignal von den Steuereinheiten 71Aund 71B empfangen wurde oder nicht.
Wenn das Anforderungssignal nicht empfangen wurde (Schritt S201: NO), führt die Steuereinheit 51 die Verarbeitung in Schritt S201 wiederholt durch.
Wenn das Anforderungssignal von der Steuereinheit 71A des Kanals CHI empfangen wird (Schritt S201: JA), bestimmt die Steuereinheit 51 als Nächstes in Schritt S202, ob gerade ein Großstrom-Lade-/Entladetest für einen anderen Kanal CH2 durchgeführt wird, der sich von dem Kanal CHI, der eine Übertragungsquelle des Anforderungssignals ist, unterscheidet oder nicht.
Wenn der Großstrom-Lade-/Entladetest, der sich auf einen anderen Kanal CH2 bezieht, durchgeführt wird (Schritt S202: JA), speichert die Steuereinheit 51 das in Schritt S201 empfangene Anforderungssignal in einem FIFO-Puffer (nicht abgebildet) und wartet auf den Abschluss des Großstrom-Lade-/Entladetests, der gerade durchgeführt wird, indem die Verarbeitung in Schritt S202 wiederholt wird.
Wenn der Großstrom-Lade-/Entladetest, der sich auf einen anderen Kanal CH2 bezieht, nicht durchgeführt wird (Schritt S202: NEIN), schaltet die Steuereinheit 51 als nächstes in Schritt S203 den Schalter 53A ein, um die Großstrom-Lade-/Entladeschaltung 52 und die Batterie 100A miteinander zu verbinden. Die Steuereinheit 51 führt einen Großstrom-Lade-/Entladetest an der Batterie 100A durch, indem sie die Batterie 100A mit den im Anforderungssignal eingestellten Inhalten (dem Stromwert und der Zeit) lädt oder entlädt. Schritt S203 wird durchgeführt, nachdem die Temperatureinstellung in der Kammer 11 durch den Umgebungsregler 23 abgeschlossen ist.
Wenn der Großstrom-Lade-/Entladetest an der Batterie 100A abgeschlossen ist, sendet die Steuereinheit 51 als Nächstes in Schritt S204 ein Abschluss-Benachrichtigungssignal, das anzeigt, dass der Großstrom-Lade-/Entladetest, der bei Empfang der Anforderung durchgeführt wird, an die Steuereinheit 71A des Kanals CH1 abgeschlossen ist, der eine Übertragungsquelle des Anforderungssignals ist. Dann führt die Steuereinheit 51 die Verarbeitung in Schritt S201 und den nachfolgenden Schritten durch.
Obwohl in der obigen Beschreibung nur eine Großstromversorgungseinheit 40 vorgesehen ist, kann eine Vielzahl von Großstromversorgungseinheiten 40, die kleiner als die Gesamtzahl der Kanäle CH sind, vorgesehen werden. Infolgedessen kann der Großstrom-Lade/Entlade-Test, der sich auf die Vielzahl von Kanälen CH bezieht, gleichzeitig von der Vielzahl von Großstrom-Stromversorgungseinheiten 40 durchgeführt werden. Die mehreren Großstromversorgungseinheiten 40 umfassen zumindest die erste Großstromversorgungseinheit 40 und die zweite Großstromversorgungseinheit 40.
Ein erstes Beispiel: Die erste Großstromversorgungseinheit 40 ist für einen bestimmten Kanal CH vorgesehen und wird verwendet, wenn ein Großstrom-Lade/Entladetest für diesen einen Kanal CH durchgeführt wird. Die zweite Großstromversorgungseinheit 40 ist für die mehreren verbleibenden Kanäle CH vorgesehen und wird verwendet, wenn ein beliebiger der mehreren Kanäle CH ausgewählt und der Großstrom-Lade/Entladetest für den ausgewählten Kanal CH durchgeführt wird.
Ein zweites Beispiel: Die erste Großstromversorgungseinheit 40 ist für eine Vielzahl von Kanälen CH vorgesehen, die zu einer bestimmten ersten Gruppe gehören, und wird verwendet, wenn ein beliebiger Kanal aus der Vielzahl von Kanälen CH, die zu der ersten Gruppe gehören, ausgewählt wird und ein Großstrom-Lade/Entladetest an dem ausgewählten Kanal CH durchgeführt wird. Die zweite Großstromversorgungseinheit 40 ist für die mehreren Kanäle CH vorgesehen, die zu einer anderen zweiten Gruppe gehören, und wird verwendet, wenn ein beliebiger der mehreren Kanäle CH, die zu der zweiten Gruppe gehören, ausgewählt wird und der Großstrom-Lade/Entladetest für den ausgewählten Kanal CH durchgeführt wird.
<Rekapitulation>
Gemäß der Batterieprüfvorrichtung 1 (Batterielade-/Entlade-Prüfvorrichtung) der vorliegenden Ausführungsform sind die Kleinstrom-Stromversorgungseinheiten 60A und 60B (die ersten Stromversorgungseinheiten) mit den Kleinstrom-Lade-/Entladeschaltungen 72A und 72B (erste Lade-/Entladeschaltungen) entsprechend der Vielzahl von Kanälen CH1 bzw. CH2 vorgesehen. Andererseits ist die Großstrom-Stromversorgungseinheit 40 (zweite Stromversorgungseinheit) mit der Großstrom-Lade/Entladeschaltung 52 (die zweite Lade/Entladeschaltung) mit einem maximalen Stromwert, der größer als die maximalen Stromwerte der Kleinstrom-Lade/Entladeschaltungen 72A und 72B ist, gemeinsam für die Mehrzahl der Kanäle CH1 und CH2 vorgesehen. Wenn dann ein Großstrom-Lade-/Entladetest an der Batterie 100A, die mit einem bestimmten Kanal CH1 verbunden ist, mit einem Strom durchgeführt wird, der den maximalen Stromwert (den ersten Stromwert) der Kleinstrom-Lade-/Entladeschaltung 72A überschreitet und gleich oder kleiner als ein maximaler Stromwert (der zweite Stromwert) der Großstrom-Lade-/Entladeschaltung 52 ist, wählt der Schalter 53 (die erste Auswahlschaltung) den Kanal CH1 aus, und die Großstrom-Lade-/Entladeschaltung 52 führt den Großstrom-Lade-/Entladetest mit einem großen Strom (einem zweiten Strom) durch. Wie oben beschrieben, ist die Großstromversorgungseinheit 40 gemeinsam für die mehreren Kanäle CH1 und CH2 vorgesehen. Dementsprechend ist es im Vergleich zu einem Fall, in dem die Großstromversorgungseinheit 40 für jeden der Kanäle CH1 und CH2 vorgesehen ist, möglich, die äußeren Abmessungen, das Gewicht und die Herstellungskosten der gesamten Batterieprüfvorrichtung 1 zu reduzieren.
Des Weiteren umfasst die Batterieprüfvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform: den Lade-/Entlade-Controller 22 (die Lade-/Entlade-Prüfvorrichtung), der einen Lade-/Entlade-Test durchführt; die Kammer 11, in der sich die mehreren zu prüfenden Batterien 100 befinden, und den Umgebungs-Controller 23, der eine Umgebung bzw. Atmosphäre in der Kammer 11 steuert. Daher kann die Batterieprüfvorrichtung 1 einen Lade-/Entladetest an den mehreren Batterien 100 als zu prüfende Objekte durchführen, während die Umgebung bzw. Atmosphäre in der Kammer 11, in der die mehreren Batterien 100 untergebracht sind, durch den Umgebungsregler 23 gesteuert wird.
<Änderung>
5 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration eines Lade-/Entladesteuergeräts 22 gemäß einer Modifikation zeigt. Die Stromversorgungseinheit 40 für große Ströme enthält zusätzlich zu der in 2 dargestellten Konfiguration eine Schaltung 54 zur Erhöhung der Welligkeit und einen Schalter 55 (Schalter 55Aund 55B in dem in 5 dargestellten Beispiel). Die Schaltung 54 zur Erhöhung der Welligkeit besteht aus einer Stromversorgung und dergleichen. Die Welligkeitsadditionsschaltung 54 addiert eine Welligkeitskomponente (eine Sinuswelle, eine Dreieckswelle, eine Rechteckwelle oder ähnliches) mit einem gewünschten Variationsbereich und einem Variationszyklus, der in einem Anforderungssignal enthalten ist, zu einem Lade-/Entladestrom für eine Batterie 100 durch eine Großstrom-Lade/Entladeschaltung 52 oder Kleinstrom-Lade/Entladeschaltungen 72A und 72B. In Bezug auf die Additionsschaltung, die dem Lade-/Entladestrom eine Variationskomponente hinzufügt, ist die Variationskomponente nicht auf eine Welligkeitskomponente mit Periodizität beschränkt, und die Variationskomponente kann eine beliebige Variationskomponente sein, wie z. B. Spitzengeräusche ohne Periodizität.
Der Schalter 55 ist eine Auswahlschaltung, die einen Kanal CH aus einer Vielzahl von Kanälen CH auswählt. In dem in 5 dargestellten Beispiel umfasst der Schalter 55: einen Schalter 55A, der dem Kanal CH1 entspricht, und einen Schalter 55B, der dem Kanal CH2 entspricht.
Wenn die Steuereinheit 51 den Schalter 55A einschaltet, werden die Rundsteuerschaltung 54 und die Batterie 100A miteinander verbunden. Schaltet die Steuereinheit 51 dagegen den Schalter 55A aus, wird die Verbindung zwischen der Rundsteuerschaltung 54 und der Batterie 100A gelöst. Wenn die Steuereinheit 51 den Schalter 55B einschaltet, sind die Rundsteuerschaltung 54 und die Batterie 100B miteinander verbunden. Wenn die Steuereinheit 51 den Schalter 55B ausschaltet, wird die Verbindung zwischen der Rundsteuerschaltung 54 und der Batterie 100B aufgehoben.
Wenn beispielsweise ein Kleinstrom-Lade-/Entladetest für einen kleinen Strom mit einer Welligkeitskomponente an der Batterie 100A durchgeführt wird, schaltet die Steuereinheit 71A den Schalter 73A ein, und die Steuereinheit 51 schaltet den Schalter 53A aus und den Schalter 55A ein. Ferner steuert die Steuereinheit 51 die Welligkeitsadditionsschaltung 54, um eine Welligkeitskomponente mit einem Variationsbereich und einem Variationszyklus zu erzeugen, die durch ein von der Steuereinheit 71A empfangenes Anforderungssignal bestimmt werden. Infolgedessen wird eine gewünschte Welligkeitskomponente, die von der Welligkeitsadditionsschaltung 54 erzeugt wird, einem Lade-/Entladestrom überlagert, der von der Kleinstrom-Lade-/Entladeschaltung 72A erzeugt wird.
Darüber hinaus schaltet die Steuereinheit 71A den Schalter 73A aus und die Steuereinheit 51 schaltet die Schalter 53A und 55A ein, wenn beispielsweise ein Großstrom-Lade-/Entladetest mit einem großen Strom, der eine Ripple-Komponente enthält, an der Batterie 100A durchgeführt wird. Ferner steuert die Steuereinheit 51 die Welligkeitsadditionsschaltung 54, um eine Welligkeitskomponente mit einem Variationsbereich und einem Variationszyklus zu erzeugen, die durch ein von der Steuereinheit 71A empfangenes Anforderungssignal bestimmt werden. Infolgedessen wird eine gewünschte Welligkeitskomponente, die von der Welligkeitsaddierschaltung 54 erzeugt wird, einem Lade-/Entladestrom überlagert, der von der Großstrom-Lade/Entladeschaltung 52 erzeugt wird.
Wenn es nicht erforderlich ist, einen Lade-/Entladestrom mit einer Welligkeitskomponente zu überlagern, schaltet die Steuereinheit 51 die Schalter 55A und 55B aus.
Gemäß der vorliegenden Modifikation enthält die Großstromversorgungseinheit 40 die Rundsteueraddierschaltung 54, und daher ist die Rundsteueraddierschaltung 54 gemeinsam für die mehreren Kanäle CH1 und CH2 vorgesehen. Daher können im Vergleich zu einem Fall, in dem die Welligkeitsaddierschaltung 54 für jeden der Kanäle CH1 und CH2 vorgesehen ist, die Außenabmessungen, das Gewicht und die Herstellungskosten der gesamten Batterieprüfvorrichtung 1 reduziert werden.
Eine Batterielade-/Entlade-Prüfvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Batterielade-/Entlade-Prüfvorrichtung, die in der Lage ist, einen Lade-/Entlade-Test an einer Vielzahl von Batterien parallel über eine Vielzahl von Kanälen durchzuführen, wobei die Batterielade-/Entlade-Prüfvorrichtung Folgendes umfasst: erste Stromversorgungseinheiten, die jeweils entsprechend für jeden der mehreren Kanäle vorgesehen sind; und mindestens eine zweite Stromversorgungseinheit, die gemeinsam für mindestens zwei Kanäle unter den mehreren Kanälen vorgesehen ist, wobei die erste Stromversorgungseinheit erste Lade-/Entladeschaltungen enthält, die jeweils in der Lage sind, eine Ladung/Entladung jeder der Batterien mit einem ersten Strom durchzuführen, dessen maximaler Stromwert ein erster Stromwert ist, und die zweite Stromversorgungseinheit enthält: eine zweite Lade-/Entladeschaltung, die in der Lage ist, das Laden/Entladen der Batterien mit einem zweiten Strom durchzuführen, dessen maximaler Stromwert ein zweiter Stromwert ist, der größer als der erste Stromwert ist; und eine erste Auswahlschaltung, die so konfiguriert ist, dass sie einen Kanal, mit dem die zweite Lade-/Entladeschaltung verbunden ist, aus den mindestens zwei Kanälen auswählt, und wenn das Laden/Entladen eines Stroms mit einem Stromwert, der gleich oder kleiner als der erste Stromwert ist, an der Batterie durchgeführt wird, die mit einem bestimmten Kanal in den Kanälen verbunden ist, ist die erste Lade-/Entladeschaltung des Kanals so konfiguriert, dass sie das Laden/Entladen mit dem ersten Strom durchführt, und wenn das Laden/Entladen eines Stroms mit einem Stromwert, der größer als der erste Stromwert ist, an der Batterie durchgeführt wird, die mit dem bestimmten Kanal in den Kanälen verbunden ist, ist die erste Auswahlschaltung so konfiguriert, dass sie den Kanal auswählt, und die zweite Lade-/Entladeschaltung ist so konfiguriert, dass sie das Laden/Entladen mit dem zweiten Strom durchführt.
Gemäß diesem Aspekt ist mindestens eine zweite Stromversorgungseinheit mit der zweiten Lade-/Entladeschaltung, deren maximaler Stromwert größer ist als der maximale Stromwert der ersten Lade-/Entladeschaltung, gemeinsam für mindestens zwei Kanäle vorgesehen. Wenn eine Batterie, die an einen bestimmten Kanal angeschlossen ist, mit einem höheren Stromwert als dem ersten Stromwert geladen/entladen wird, wählt die erste Auswahlschaltung den Kanal aus, und die zweite Lade-/Entladeschaltung führt das Laden oder Entladen mit dem zweiten Strom durch. Wie oben beschrieben, ist mindestens eine zweite Stromversorgungseinheit für mindestens zwei Kanäle gemeinsam vorgesehen. Dementsprechend ist es im Vergleich zu einem Fall, in dem die zweite Stromversorgungseinheit für jeden der Kanäle vorgesehen ist, möglich, die Außenabmessungen, das Gewicht und die Herstellungskosten der gesamten Batterielade-/Entlade-Prüfvorrichtung zu reduzieren.
In dem obigen Aspekt umfasst die zweite Stromversorgungseinheit: die Addierschaltung, die so konfiguriert ist, dass sie einem Lade-/Entladestrom der Batterie eine Variationskomponente hinzufügt; und die zweite Auswahlschaltung, die so konfiguriert ist, dass sie einen Kanal, mit dem die Addierschaltung verbunden ist, aus den mindestens zwei Kanälen auswählt; wobei, wenn das Laden/Entladen eines Stroms, der eine Variationskomponente enthält und einen Stromwert hat, der gleich oder kleiner als der erste Stromwert ist, an der Batterie durchgeführt wird, die mit einem bestimmten Kanal verbunden ist, die zweite Auswahlschaltung so konfiguriert ist, dass sie den Kanal auswählt, und das Laden/Entladen mit dem ersten Strom durchgeführt wird, der durch Addieren der Variationskomponente zu dem von der ersten Lade/Entladeschaltung des Kanals erzeugten Lade/Entladestrom erhalten wird, und wenn das Laden/Entladen eines Stroms, der eine Variationskomponente enthält und einen Stromwert hat, der größer als der erste Stromwert ist, an der Batterie durchgeführt wird, die mit einem bestimmten Kanal verbunden ist, sind die erste Auswahlschaltung und die zweite Auswahlschaltung so konfiguriert, dass sie den Kanal auswählen, und das Laden/Entladen wird mit dem zweiten Strom durchgeführt, der durch Addieren der Variationskomponente zu dem Lade-/Entladestrom erhalten wird, der von der zweiten Lade-/Entladeschaltung erzeugt wird.
Gemäß diesem Aspekt enthält die zweite Stromversorgungseinheit die Addierschaltung und somit ist die Addierschaltung für mindestens zwei Kanäle gemeinsam vorgesehen. Daher ist es möglich, die Außenabmessungen, das Gewicht und die Herstellungskosten des gesamten Batterielade-/Entladeprüfgeräts im Vergleich zu einem Fall zu reduzieren, in dem die Addierschaltung für jeden Kanal vorgesehen ist.
Eine Batterieprüfvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die Batterielade-/Entlade-Prüfvorrichtung gemäß dem obigen Aspekt, eine Kammer, in der mehrere Batterien, die zu testende Objekte sind, untergebracht sind, und eine Umgebungssteuerung, die eine Umgebung bzw. Atmosphäre in der Kammer steuert.
Gemäß diesem Aspekt kann das Batterieprüfgerät einen Batterielade-/Entladetest an einer Vielzahl von Batterien durchführen, die zu testende Objekte sind, während die Umgebung bzw. Atmosphäre in der Kammer, in der die Vielzahl von Batterien untergebracht ist, durch den Umgebungsregler gesteuert wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 5841042 B2 [0003]

Claims

Batterie-Lade/Entlade-Prüfvorrichtung (22), die in der Lage ist, einen Lade/Entlade-Test an einer Vielzahl von Batterien (100A, 100B) parallel über eine Vielzahl von Kanälen (CHI, CH2) durchzuführen, wobei die Batterie-Lade/Entlade-Prüfvorrichtung umfasst: erste Stromversorgungseinheiten (60A, 60B), die jeweils entsprechend jedem der mehreren Kanäle vorgesehen sind; und mindestens eine zweite Stromversorgungseinheit (40), die gemeinsam für mindestens zwei Kanäle aus der Vielzahl der Kanäle vorgesehen ist, wobei die erste Stromversorgungseinheit umfasst: erste Lade-/Entladeschaltungen (72A, 72B), die jeweils in der Lage sind, das Laden/Entladen jeder der Batterien mit einem ersten Strom durchzuführen, dessen maximaler Stromwert ein erster Stromwert ist, und die zweite Stromversorgungseinheit umfasst: eine zweite Lade-/Entladeschaltung (52), die in der Lage ist, das Laden/Entladen der Batterien mit einem zweiten Strom durchzuführen, dessen maximaler Stromwert ein zweiter Stromwert ist, der größer als der erste Stromwert ist; und eine erste Auswahlschaltung (53), die so konfiguriert ist, dass sie aus den mindestens zwei Kanälen einen Kanal auswählt, mit dem die zweite Lade-/Entladeschaltung verbunden ist, und wenn das Laden/Entladen eines Stroms mit einem Stromwert, der gleich oder kleiner als der erste Stromwert ist, an der Batterie durchgeführt wird, die mit einem bestimmten Kanal in den Kanälen verbunden ist, die erste Lade/Entladeschaltung des Kanals konfiguriert ist, um das Laden/Entladen mit dem ersten Strom durchzuführen, und wenn das Laden/Entladen eines Stroms mit einem Stromwert, der größer als der erste Stromwert ist, an der Batterie durchgeführt wird, die mit dem bestimmten Kanal in den Kanälen verbunden ist, ist die erste Auswahlschaltung so konfiguriert, dass sie den Kanal auswählt, und die zweite Lade-/Entladeschaltung ist so konfiguriert, dass sie das Laden/Entladen mit dem zweiten Strom durchführt.
Batterielade-/Entladeprüfgerät nach Anspruch 1, bei der die zweite Stromversorgungseinheit umfasst: eine Addierschaltung (54), die so konfiguriert ist, dass sie eine Variationskomponente zu einem Lade-/Entladestrom der Batterie addiert; und eine zweite Auswahlschaltung (55), die so konfiguriert ist, dass sie aus den mindestens zwei Kanälen einen Kanal auswählt, mit dem die Addierschaltung verbunden ist; wenn die Ladung/Entladung eines Stroms, der eine Variationskomponente enthält und einen Stromwert hat, der gleich oder kleiner als der erste Stromwert ist, an der Batterie durchgeführt wird, die mit einem bestimmten Kanal verbunden ist, die zweite Auswahlschaltung so konfiguriert ist, dass sie den Kanal auswählt, und die Ladung/Entladung mit dem ersten Strom durchgeführt wird, der durch Addieren der Variationskomponente zu dem von der ersten Ladungs-/Entladungsschaltung des Kanals erzeugten Ladungs-/Entladungsstrom erhalten wird, und wenn das Laden/Entladen eines Stroms, der eine Variationskomponente enthält und einen Stromwert hat, der größer als der erste Stromwert ist, an der Batterie durchgeführt wird, die mit einem bestimmten Kanal verbunden ist, die erste Auswahlschaltung und die zweite Auswahlschaltung so konfiguriert sind, dass sie den Kanal auswählen, und das Laden/Entladen mit dem zweiten Strom durchgeführt wird, der durch Addieren der Variationskomponente zu dem von der zweiten Lade/Entladeschaltung erzeugten Lade/Entladestrom erhalten wird.
Batterieprüfvorrichtung, enthaltend: das Batterielade-/Entladeprüfgerät nach Anspruch 1 oder 2; eine Kammer (11), in der die mehreren zu prüfenden Batterien untergebracht sind; und eine Umgebungssteuerung (23), die so konfiguriert ist, dass sie die Atmosphäre in der Kammer steuert.