JP2003194896A - 二次電池過放電試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 長期間にわたる過放電状態の維持が可能で、
過放電領域における二次電池セルの寿命を把握するため
のデータを取得できる。 【解決手段】 二次電池セル２−１〜２−ｎの過放電状
態を維持させることにより過放電領域におけるセルの寿
命を試験する二次電池過放電試験装置であって、直流電
源１に逆流防止用素子Ｄを介してボリューム抵抗Ｖｒ１
〜Ｖｒｎと固定抵抗Ｒ１〜Ｒｎとを直列に接続すると共
に、直流電源１の電圧をボリューム抵抗Ｖｒ１〜Ｖｒｎ
が０のとき固定抵抗Ｒ１〜Ｒｎの両端電圧が所定電圧に
なるように調整し、固定抵抗Ｒ１〜Ｒｎに並列に二次電
池セル２−１〜２−ｎを接続するように構成し、所定電
圧を１Ｖとすることにより、ボリューム抵抗Ｖｒ１〜Ｖ
ｒｎを調節して二次電池セル２−１〜２−ｎを１Ｖ以下
の任意の過放電状態に維持できるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、二次電池セルの過
放電状態を維持させることにより過放電領域におけるセ
ルの寿命を試験する二次電池過放電試験装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】図３は
従来の電池パック試験装置の構成例を示す図であり、１
１は試験装置、１２は電源（充電器）、１３は電子負
荷、１４はマルチメータ、１５はミリオームメータ、１
６は制御回路、１７は電池パックを示す。

【０００３】電池パック１７では、電圧・電流測定、充
電、放電、サーミスタ抵抗測定、インピーダンス測定等
の電気特性試験を行うため、電池パック試験装置とし
て、汎用の測定器を組み合わせて１つのシステムとして
作り上げ、図３に示すように、充電器（電源）１２、電
子負荷１３、マルチメータ１４、ミリオームメータ１
５、制御回路１６をパソコンで制御する試験装置１１が
使用される。

【０００４】過放電領域における二次電池セルの寿命
は、例えば過放電領域における放置期間毎の回復容量・
電圧・インピーダンス・缶厚変化などによって把握する
ことができる。しかし、上記のような従来の試験装置に
おける過放電試験では、二次電池セルの特性、安全性、
環境試験はあるものの、過放電領域における二次電池セ
ルの寿命を把握するための試験は含まれていないため、
過放電領域における二次電池セルの寿命を把握するため
のデータも取得することができない。つまり、例えば３
Ｖ〜１Ｖの場合に、１Ｖ以下の過放電領域における放置
期間毎の回復容量・電圧・インピーダンス・缶厚変化な
どの保存データはない。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するものであって、長期間にわたる過放電状態の維持
が可能で、過放電領域における二次電池セルの寿命を把
握するためのデータを取得できるようにするものであ
る。

【０００６】そのために本発明は、二次電池セルの過放
電状態を維持させることにより過放電領域におけるセル
の寿命を試験する二次電池過放電試験装置であって、直
流電源に逆流防止用素子を介してボリューム抵抗と固定
抵抗とを直列に接続すると共に、前記直流電源の電圧を
前記ボリューム抵抗が０のとき前記固定抵抗の両端電圧
が所定電圧になるように調整し、前記固定抵抗に並列に
二次電池セルを接続するように構成したことを特徴とす
るものである。

【０００７】前記ボリューム抵抗と固定抵抗とを直列に
接続した複数の直列回路を並列接続することにより、二
次電池セルを前記複数の直列回路の各固定抵抗に並列に
接続できるようにし、前記ボリューム抵抗は、連続又は
多段に調節するものであり、前記所定電圧を１Ｖとする
ことにより、前記ボリューム抵抗を調節して二次電池セ
ルを１Ｖ以下の任意の過放電状態に維持できるようにし
たことを特徴とするものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。図１は本発明に係る二次電池過
放電試験装置の実施の形態を説明するための図であり、
１は直流電源、２−１〜２−ｎは二次電池、Ｒ１〜Ｒｎ
は固定抵抗、Ｖｒ１〜Ｖｒｎはボリューム抵抗、Ｄは逆
流防止用ダイオードを示す。

【０００９】図１において、二次電池２−１〜２−ｎ
は、被試験用のセルであり、直流電源１は、これら二次
電池２−１〜２−ｎの過放電試験を行うために所定電圧
を印加して二次電池２−１〜２−ｎを過放電状態に維持
する試験用の電源である。固定抵抗Ｒ１〜Ｒｎは、二次
電池２−１〜２−ｎを並列に接続する抵抗であり、過放
電試験の際に二次電池２−１〜２−ｎを過放電状態にな
るまで放電させて所定の電圧で維持する。ボリューム抵
抗Ｖｒ１〜Ｖｒｎは、連続又は多段に調節可能な可変抵
抗であり、過放電試験に際して直流電源１を所定の印加
電圧に調整するときに抵抗を０にし、試験を実行すると
き調整して過放電レベルを設定する。逆流防止用ダイオ
ードＤは、二次電池２−１〜２−ｎの過放電試験におい
て、二次電池２−１〜２−ｎから直流電源１の方向への
逆電流を阻止するための逆流防止用素子である。

【００１０】上記のように本発明に係る二次電池過放電
試験装置は、直流電源１に逆流防止用ダイオードＤを介
してボリューム抵抗Ｖｒ１〜Ｖｒｎと固定抵抗Ｒ１〜Ｒ
ｎとを直列に接続すると共に、直流電源１の電圧をボリ
ューム抵抗Ｖｒ１〜Ｖｒｎが０のとき固定抵抗Ｒ１〜Ｒ
ｎの両端電圧が所定電圧になるように調整し、固定抵抗
Ｒ１〜Ｒｎに並列に二次電池セル２−１〜２−ｎを接続
することにより、その後、ボリューム抵抗Ｖｒ１〜Ｖｒ
ｎの調整により過放電レベルを所定電圧以下で設定する
ことができ、その過放電レベルまで二次電池セル２−１
〜２−ｎを放電させて、その状態を維持させることがで
きる。

【００１１】次に、本発明に係る二次電池過放電試験装
置による試験の手順を説明する。図２は本発明に係る二
次電池過放電試験装置による試験の手順を説明するため
の図である。

【００１２】過放電試験に先立って図２に示すようにま
ず、二次電池セル２−１〜２−ｎを接続する前に、ボリ
ューム抵抗Ｖｒ１〜Ｖｒｎのボリュームを０Ωに調整し
（ステップＳ１１）、直流電源１をオンにして（ステッ
プＳ１２）、固定抵抗Ｒ１〜Ｒｎの両端電圧が、例えば
１Ｖになるように直流電源１の印加電圧（負荷電圧）を
調整する（ステップＳ１３）。次に、水準を決める固定
Ｒ１〜Ｒｎの両端電圧が１Ｖ以下の任意の指定電圧（過
放電レベル）になるようにボリューム抵抗Ｖｒ１〜Ｖｒ
ｎのボリュームを調整する（ステップＳ１４）。そし
て、直流電源１をオンの状態にしたままで、固定抵抗Ｒ
１〜Ｒｎのそれぞれに例えば３Ｖまで放電した二次電池
２−１〜２−ｎをセットする（ステップＳ１５）。

【００１３】以上の手順により任意の指定電圧（過放電
レベル）に設定された二次電池２−１〜２−ｎの過放電
試験が開始される。過放電試験の開始により、セット時
は、各水準の指定電圧より二次電池２−１〜２−ｎのセ
ルの電圧が高いので、二次電池２−１〜２−ｎは、指定
電圧に到達するまで固定抵抗Ｒ１〜Ｒｎを通して放電
し、セル電圧が指定電圧に達した時点で放電は終了す
る。その後、固定抵抗Ｒ１〜Ｒｎ側に直流電源１〜ボリ
ューム抵抗Ｖｒ１〜Ｖｒｎを通して電流が流れ、セル電
圧の平衡を保つ。このようにして直流電源１のオン状態
を維持することにより、二次電池２−１〜２−ｎのセル
への過放電状態を維持させる。

【００１４】先に述べたように従来の試験では、２次電
池セルの特性、安全性、環境試験の中に上記の過放電試
験は組み込まれていなかったが、本発明により、長時間
にわたる過放電状態の維持が可能になり、過放電領域に
おける放置期間毎の回復容量・電圧・インピーダンス・
缶厚変化などのデータを保存し蓄積することにより、例
えば容量、電圧等の特性変化を設定された変動規格と比
較し、セルの寿命（平均故障時間ＭＴＴＦ値）の推定を
行うことができる。さらに、過放電負荷に伴う電圧変動
幅を低減させることができる。

【００１５】因みに、充放電装置（通称Ｓチャージャ）
による過放電負荷では、変動幅が設定電圧水準の半分に
も及ぶ。従来は、Ｓチャージャのプログラム操作で過放
電状態を維持したくても、のこぎり波状のリップルが生
じてしまうが、本発明では全くこのようなリップルは生
じない。

【００１６】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上
記実施の形態では、ボリューム抵抗と固定抵抗とを直列
接続して１Ｖ以下で過放電状態を任意に設定できるよう
にしたが、この電圧や調整範囲は、ボリューム抵抗と固
定抵抗の値を選択することにより適宜変えることができ
ることは勿論であり、セッティング可能なセルの数も１
から任意の複数まで変えることができることはいうまで
もない。

【００１７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、二次電池セルの過放電状態を維持させること
により過放電領域におけるセルの寿命を試験する二次電
池過放電試験装置であって、直流電源に逆流防止用素子
を介してボリューム抵抗と固定抵抗とを直列に接続する
と共に、直流電源の電圧をボリューム抵抗が０のとき固
定抵抗の両端電圧が所定電圧になるように調整し、固定
抵抗に並列に二次電池セルを接続するように構成したの
で、長期間にわたり安定して過放電状態を維持すること
が可能になり、過放電領域における二次電池セルの寿命
を把握するためのデータを取得でき、保存できる。

【００１８】ボリューム抵抗と固定抵抗とを直列に接続
した複数の直列回路を並列接続することにより、二次電
池セルを複数の直列回路の各固定抵抗に並列に接続でき
るようにし、ボリューム抵抗は、連続又は多段に調節す
るものであり、所定電圧を１Ｖとすることにより、ボリ
ューム抵抗を調節して二次電池セルを１Ｖ以下の任意の
過放電状態に維持できるようにしたので、過放電状態レ
ベルを任意に設定可能であり、また、複数水準の設定が
可能である。

【００１９】したがって、本発明によれば、過放電領域
における放置期間毎の回復容量・電圧・インピーダンス
・缶厚変化などのデータを保存、蓄積することができ、
また、動作領域における保存データとタイアップするこ
とにより、セルの全ての電圧領域におけるデータを揃え
ることができ、過放電領域におけるセルの寿命を把握す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る二次電池過放電試験装置の実施
の形態を説明するための図である。

【図２】 本発明に係る二次電池過放電試験装置による
試験の手順を説明するための図である。

【図３】 従来の電池パック試験装置の構成例を示す図
である。

【符号の説明】 １…直流電源、２−１〜２−ｎ…二次電池、Ｒ１〜Ｒｎ
…固定抵抗、Ｖｒ１〜Ｖｒｎ…ボリューム抵抗、Ｄ…逆
流防止用ダイオード

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 二次電池セルの過放電状態を維持させる
   ことにより過放電領域におけるセルの寿命を試験する二
   次電池過放電試験装置であって、直流電源に逆流防止用
   素子を介してボリューム抵抗と固定抵抗とを直列に接続
   すると共に、前記直流電源の電圧を前記ボリューム抵抗
   が０のとき前記固定抵抗の両端電圧が所定電圧になるよ
   うに調整し、前記固定抵抗に並列に二次電池セルを接続
   するように構成したことを特徴とする二次電池過放電試
   験装置。
2. 【請求項２】 前記ボリューム抵抗と固定抵抗とを直列
   に接続した複数の直列回路を並列接続することにより、
   二次電池セルを前記複数の直列回路の各固定抵抗に並列
   に接続できるようにしたことを特徴とする請求項１記載
   の二次電池過放電試験装置。
3. 【請求項３】 前記ボリューム抵抗は、連続又は多段に
   調節するものであることを特徴とする請求項１記載の二
   次電池過放電試験装置。
4. 【請求項４】 前記所定電圧を１Ｖとすることにより、
   前記ボリューム抵抗を調節して二次電池セルを１Ｖ以下
   の任意の過放電状態に維持できるようにしたことを特徴
   とする請求項３記載の二次電池過放電試験装置。