JP2007033249A

JP2007033249A - ２次電池パック特性検査装置

Info

Publication number: JP2007033249A
Application number: JP2005217324A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Ogawa; 禎之小川
Original assignee: NEC Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 2005-07-27
Filing date: 2005-07-27
Publication date: 2007-02-08

Abstract

【課題】単純かつ簡潔なコンピュータ制御により多品種の２次電池パック出荷検査に対応でき、同時に新たな品種を検査対象に追加することが容易な２次電池パック特性検査装置を提供すること。
【解決手段】デジタルマルチメータ、電源装置および負荷装置を有する測定機器１３と、電子的切り替え回路１０とを備える電気特性測定装置を用い、２次電池パック９の電気特性検査の構成単位となる検査要素をコンピュータ１１の制御により組み合わせて実行することで、所定の検査を行う２次電池パック特性検査装置であり、検査対象の２次電池パック９に対して検査要素の各々が必要か否を判断すると共に何番目に実行するかを指示する手段と、その検査要素の各々の実行の前に電子的切り替え回路１０を制御する手段と、その検査要素の実行によって得られた検査データを記憶する手段と、その検査データに基づいて良否を判定する手段とを備える２次電池パック特性検査装置。
【選択図】図２

Description

本発明は、多品種に対応した２次電池パック特性検査装置に関する。

図３は、従来の２次電池パック電気特性検査の処理を示すフローチャートである。図３では、簡略化のために３つの検査要素、すなわち、Ａ検査、Ｂ検査およびＣ検査をこの順に行い全体の検査とする場合で、ステップＳ１ではＡ検査回路に切り替え、ステップＳ２ではＡ検査を行い、ステップＳ３ではＢ検査回路に切り替え、ステップＳ４ではＢ検査を行い、ステップＳ５では、Ｃ検査回路に切り替え、ステップＳ６ではＣ検査を行うように、コンピュータプログラムが測定機器を制御する。このような検査装置では、検査パターンや電池との接続部の形状が固定であるため、図３の検査パターンにしか対応できず、検査パターンが違う新品種の２次電池パックが新たに検査に加わった場合、検査できないという問題がある。

対策として、２次電池パックの機種ごとに電池との接続形状や検査パターンのシーケンスの改造を行って、新機種の２次電池パックの検査に対応してきた。しかし、改造後は以前検査していた仕様の２次電池パックの検査が行えなくなったり、２次電池パックの種類が増える度に、専用の検査機を必要とする問題があった。

また、特許文献１には、多種多様な品種の電池に対応する検査を通信ネットワークを通じて行い得るようにした電池の検査システムが開示されている。この技術では、電池検査装置に接続された電池の品種に対応する検査手順をサービス対応サーバからコンピュータを通じて電池検査装置に取り込み、この検査手順に従って検査した電池の動作データをコンピュータを通じてサービス対応サーバに送信し、サービス対応サーバは動作データから電池の良否を判定し、判定結果をコンピュータに送信し、コンピュータは判定結果をディスプレイ上に表示する。こうして、多品種の電池に対応できる検査システムになっている。

特開２００２−５６９０２号公報

図３に示したような検査フローを持つ２次電池パック特性検査装置では、すでに一部説明したように、検査パターンや電池との接続部の形状が固定であるため、検査パターンが違う電池や形状の異なる電池を検査する場合、装置を改造したり、２次電池パックの種類分専用の検査機を必要とするなど、１台の検査機で複数種類の２次電池パックの検査を行うことが出来ないという問題がある。

また、特許文献１の技術では、検査対象の電池の品種に対応した検査手順の全体をサービス対応サーバから検査装置のコンピュータにロードする必要があり、広範囲の場所で使用されている多品種の電池が正常動作の範囲内にあるか、交換が必要なほど劣化が進んでいるかを判定するには適しているが、２次電池の出荷検査のように、充放電特性だけでなく、保護回路の動作特性なども含む広範な検査を１つの電池に対して実行する必要があるときは、サービス対応サーバから検査装置のコンピュータにロードするプログラムが複雑になり、出荷検査としては適さないシステムとなっている。また、検査する電池の品種が増える度に、検査手順の全体を作り直す必要がある。

上記の状況にあって、本発明の課題は、単純かつ簡潔なコンピュータ制御により多品種の２次電池パックの出荷検査に対応でき、同時に新たな品種を検査対象に追加することが容易な２次電池パック特性検査装置を提供することにある。

前記課題を解決するために、本発明の２次電池パック特性検査装置は、デジタルマルチメータ、電源装置および負荷装置を有する測定機器と、電子的切り替え回路とを備える電気特性測定装置を用い、２次電池パックの電気特性検査の構成単位となる検査要素を組み合わせてコンピュータ制御により実行することで、所定の検査を行う２次電池パック特性検査装置において、検査対象の２次電池パックに対して前記検査要素の各々が必要か否を判断すると共に何番目に実行するかを指示する手段と、前記検査要素の各々の実行の前に前記電子的切り替え回路を制御する手段と、前記検査要素の実行によって得られた検査データを記憶する手段と、前記検査データに基づいて良否を判定する手段とを備えることを特徴とする。

また、端子引き出し形状の異なる２次電池パックを検査するために、２次電池パックとの接続部分を着脱し交換できる構造にするとよい。

本発明の２次電池パック特性検査装置では、２次電池パックの電気特性検査に必要な測定器（デジタルマルチメータ等）、電子的切り替え回路、直流安定化電源、電子負荷装置などを含むコンピュータで制御の測定機器に、検査パターンのプログラム変更ができるソフトウェアを組み合わせ、検査項目の組み合わせを容易に変更し、多様なパターンの検査を自動で行えるようにした。

より具体的には、全体の検査の構成単位となる独立した検査要素をあらかじめ用意しておき、検査対象の２次電池パックの品種に応じて、適宜選択し、実行の順番を設定して、全体の検査を行う構成とした。そうすることで、２次電池の端子電圧や出力電流、内部抵抗など電池本体の検査だけではなく、過充電や過放電を防止するための２次電池の保護回路の検査などを含めた広範な検査を、一回の検査で行えるようになった。また、新たな品種が追加されても、多くの場合、端子接続部分の治具を用意することと、新品種の検査に必要な検査要素の選択および順番設定を、それらを実行するプログラム部分に追加するだけでよくなった。こうして、単純かつ簡潔なコンピュータ制御により多品種の２次電池パックの出荷検査に対応する２次電池パック特性検査装置を提供できるようになった。

次に本発明の実施の形態について説明する。本発明では２次電池パックの電気特性検査の処理方法として、１つの検査項目を実施するために選択を行う測定機器の切り替え回路、デジタルマルチメータ、直流安定化電源および電子負荷装置などからなる、コンピュータにより制御された測定機器、ならびに検査パターンを自由にプログラムできるソフトウェアで構成されており、そのソフトウェアには、個々の独立した検査要素を実行するコンピュータ制御プログラムと、その検査要素の組み合わせおよび実行順序の設定を行うコンピュータ制御プログラムとが含まれる。なお、ここで云う検査要素は１つの検査項目に対応し、基本的には、電圧、電流、抵抗のどれかを測定することであるが、検査時の、２次電池や保護回路の状態（２次電池本体や保護回路への負荷のかけ方の違い）によって、多数の検査要素がある。

多くの品種の出荷検査に対応しようとすると、検査項目の数は３０程度に及ぶ。たとえば、電池本体の充放電時の初期動作試験、通常充電による保護回路試験、過充電検出の保護回路試験、過充電検出解除の保護回路試験、過放電検出の保護回路試験、インピーダンス試験、ＩＤ抵抗値（識別抵抗値）試験、サーミスタ出力試験、充放電のロード試験などであり、その多くは数種類が必要である。その１つを検査要素として、その組み合わせにより広範な品種の電気特性検査に対応できるようにするには、３０種類程度の検査要素を用意する必要がある。

ところで、２次電池の１つの品種に対して所定の検査を実行するには、個々の検査要素が必要であるか否かを決定するだけでなく、必要な検査要素の実行の順番もその品種に最適なものを設定する必要がある。なぜなら、それぞれの検査要素の実行において、それまでの充放電の履歴が、検査時の電気特性に影響を与えるからである。

以下、本発明の一実施の形態を図に基づいて説明する。

図２は、本実施の形態での２次電池パック特性検査装置の模式的構成を示す斜視図である。９は２次電池パック、１４は接続治具、１０は電子的切り替え回路、１１はコンピュータ、１２はディスプレイ、１３は直流安定化電源、電子負荷装置、デジタルマルチメータ、ミリオームメータなどの測定機器であり、それらが１つのラックに収められている。

図１は、本実施の形態に係る検査過程を示すフローチャートである。ステップＳ１２では２次電池の型番が入力され、ステップＳ１３では、その型番に対して、検査パターンの作成、すなわち選択すべき検査要素とそれを実行する順番を設定する、ステップＳ１４では繰り返しのパラメータをｋ＝０と設定する、ステップＳ１５では繰り返しのパラメータをｋ＝ｋ＋１と設定する、ステップＳ１６では１番目の検査として必要なＡ_１検査回路を構成するように測定機器を電子的に切り替える、ステップＳ１７では１つの検査要素としてのＡ_１検査を実行する、ステップＳ１８では最後の検査要素を実行したかどうかにより、そうでない場合にはステップＳ１５に戻り、パラメータをｋ＝２にして検査を実行する。

同様の検査要素を繰り返し実行し、最後の検査要素を終了した後は、ステップＳ１８の次にステップＳ１９の良否判定に進み、その結果を個々の検査要素データと共にディスプレイに表示して、検査を終了する。

次に、このコンピュータ制御プログラムの実行に伴うデータの記憶手段について説明する。データは行列（マトリックス）に相当する場所に記憶される。すなわち、用意された検査要素の数をｎとし、各検査要素についてｍ個の記憶場所が設けられ、（ｎ行，ｍ列）の記憶場所が確保される。たとえば、第１列には検査要素を特定する番号、第２列には、必要な検査要素において実行する順番の数字を記憶し、実行しない場合にはゼロを入れる。第３列以降には測定データあるいは良否判定結果を入れるという具合である。

また、ステップＳ１２の型番入力からステップＳ１３の検査パターンの組み合わせの作成に至るプロセスでは、あらかじめ、その２次電池の検査として最適になるように作成しておいた、型番と、検査要素の選択および順番設定との対応表を利用する。

本実施の形態の２次電池パック特性検査装置による１個あたりの検査時間は、２次電池の品種によって大きく変化するが、携帯型電子機器用のリチウムイオン２次電池に対して典型的な値は１５秒であった。

次に、異なる品種の２次電池パックの検査を行うには、図２に示した接続治具１４を本体から外し交換した後、２次電池パックを接続する。ところで、本実施の形態の２次電池パック特性検査装置では、ＩＤ抵抗値、サーミスタ出力特性なども測定するので、接続治具１４の多品種にわたる共用は困難である。それに引き続くプロセスはステップＳ１２の型番の入力であり、以下は上記の例と同じプロセスにそった検査を行う。

以上説明したように、本発明の２次電池パック特性検査装置によれば、２次電池パックの型番を入力することで検査パターンを設定するデータの変更を行うことができ、接続治具を交換するだけで、専用の装置を用意すること無く、１台の検査装置で多品種の２次電池パックの検査を行うことができる。さらに、新たな品種を検査対象に追加することも容易である。

本発明の一実施の形態に係る検査過程を示すフローチャート。本発明の一実施の形態での２次電池パック特性検査装置の模式的構成を示す斜視図。従来の２次電池パック電気特性検査の処理を示すフローチャート。

符号の説明

９２次電池パック
１０電子的切り替え回路
１１コンピュータ
１２ディスプレイ
１３測定機器
１４接続治具

Claims

デジタルマルチメータ、電源装置および負荷装置を有する測定機器と、電子的切り替え回路とを備える電気特性測定装置を用い、２次電池パックの電気特性検査の構成単位となる検査要素を組み合わせてコンピュータ制御により実行することで、所定の検査を行う２次電池パック特性検査装置において、検査対象の２次電池パックに対して前記検査要素の各々が必要か否を判断すると共に何番目に実行するかを指示する手段と、前記検査要素の各々の実行の前に前記電子的切り替え回路を制御する手段と、前記検査要素の実行によって得られた検査データを記憶する手段と、前記検査データに基づいて良否を判定する手段とを備えることを特徴とする２次電池パック特性検査装置。
端子引き出し形状の異なる２次電池パックを検査するために、２次電池パックとの接続部分を着脱し交換できる構造にしたことを特徴とする請求項１記載の２次電池パック特性検査装置。