JP2013149414A - Heating test apparatus for power storage device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、蓄電デバイスの加熱試験装置に関し、特に、電気自動車(EV:Electric Vehicle)およびハイブリッド電気自動車(HEV:Hybrid Electric Vehicle)などに用いられる大型の蓄電デバイスに対して加熱試験を行なう装置に関する。
BACKGROUND OF THE
移動情報端末機器、あるいはEV、HEVに用いられる蓄電デバイスの一例としてリチウムイオン電池がますます利用拡大している。このような状況下で、大容量かつ軽量化、あるいは大型化の観点からそれぞれの電池の用途に応じた開発が盛んに行われている。 Lithium ion batteries are increasingly used as an example of power storage devices used in mobile information terminal equipment or EVs and HEVs. Under such circumstances, development according to the use of each battery is actively performed from the viewpoint of large capacity, light weight, or large size.
上記の技術課題の他に、熱安定性の面での技術課題も存在している。具体的には、蓄電デバイスの急激な化学反応による発熱作用などに対する蓄電デバイスの熱的安定性に関する評価試験を行なう必要がある。 In addition to the above technical problems, there are also technical problems in terms of thermal stability. Specifically, it is necessary to conduct an evaluation test on the thermal stability of the electricity storage device against the exothermic action due to the rapid chemical reaction of the electricity storage device.
現状の蓄電デバイスの熱安定性試験では、故意に過充電または短絡させたり、実際の蓄電デバイスを直接加熱させたりする誤使用試験に相当する試験が行なわれている。後者の加熱試験では、暴走の有無、蓄電デバイスの発熱過程、それに及ぼす構成材料の寄与の程度などの情報を抽出する。より詳細な情報を抽出すれば、蓄電デバイスの熱的な安定性をより適切に評価することができる。このためには、所定の昇温速度で、蓄電デバイス各部を均一に加熱昇温させる必要がある。 In the current thermal stability test of an electricity storage device, a test corresponding to an erroneous use test in which an overcharge or short circuit is intentionally made or an actual electricity storage device is directly heated is performed. In the latter heating test, information such as the presence or absence of runaway, the heat generation process of the electricity storage device, and the degree of contribution of the constituent materials to it is extracted. If more detailed information is extracted, the thermal stability of the electricity storage device can be more appropriately evaluated. For this purpose, it is necessary to uniformly heat and heat each part of the electricity storage device at a predetermined temperature increase rate.
従来の蓄電デバイスの加熱方法として、幾つかの物理的な熱エネルギー供給手段を挙げることができる。第1の方法は、熱供給に高温空気を用いた強制熱風加熱である。第2の方法は、電気ヒータを用いたヒータ加熱である。第3の方法は、誘導加熱(IH:Induction Heating)によって蓄電デバイスの外表面を加熱する方法である。第3の方法は、電磁調理器に用いられるものであり、20kHz〜50KHzの高周波信号電流に基づいて発生する交流磁界を用いて誘導加熱を行なうものである。 As a conventional method for heating an electricity storage device, several physical thermal energy supply means can be cited. The first method is forced hot air heating using high-temperature air for heat supply. The second method is heater heating using an electric heater. The third method is a method of heating the outer surface of the electricity storage device by induction heating (IH: Induction Heating). The third method is used in an electromagnetic cooker, and performs induction heating using an alternating magnetic field generated based on a high-frequency signal current of 20 kHz to 50 KHz.
たとえば、特開2007−244050号公報(特許文献1)には、上記の第1〜第3の方法が記載されている。特開2010−160932号公報(特許文献2)には、上記の第3の方法であるIH加熱によってバッテリ容器またはバッテリを載置するトレイを加熱する技術が記載されている。ただし、これらの文献に記載された技術は、低温時のバッテリの性能低下を抑制するためにバッテリを加熱・昇温するものであり、バッテリの加熱試験を目的としたものでない。 For example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2007-244050 (Patent Document 1) describes the first to third methods. Japanese Patent Laying-Open No. 2010-160932 (Patent Document 2) describes a technique for heating a battery container or a tray on which a battery is placed by IH heating, which is the third method described above. However, the techniques described in these documents heat and raise the temperature of the battery in order to suppress a decrease in battery performance at low temperatures, and are not intended for a battery heating test.
特開2010−97835号公報(特許文献3)は、リチウム二次電池およびその構成材料の熱安定性を適切に評価するための方法について開示する。具体的に、この文献に記載されるセパレータは、少なくとも熱分析の測定温度範囲において空孔を閉塞しないものであることを特徴とする。 Japanese Patent Laying-Open No. 2010-97835 (Patent Document 3) discloses a method for appropriately evaluating the thermal stability of a lithium secondary battery and its constituent materials. Specifically, the separator described in this document is characterized in that it does not block pores at least in the measurement temperature range of thermal analysis.
一般の熱安定性試験では、所定の昇温速度の制御性と昇温後の高温保持特性とが求められるが、大型の蓄電デバイスの場合、デバイス各部を均一に加熱することは難しい。特に、上記の第1〜第3の方法による加熱では、加熱対象である蓄電デバイス本体の最表面である容器が最初に加熱され、この容器に与えられた熱エネルギーが容器から深部に向けて伝導することによって、蓄電デバイス内部の構造部材が順次加熱される。この場合の熱回路モデルは高次遅れ特性で表わされるので、大型の蓄電デバイスの場合には、昇温時の蓄電デバイスの内部と容器との温度差が数十度になる場合もある。 In a general thermal stability test, controllability of a predetermined temperature increase rate and high temperature holding characteristics after temperature increase are required. However, in the case of a large power storage device, it is difficult to uniformly heat each part of the device. In particular, in the heating by the first to third methods described above, the container that is the outermost surface of the power storage device body to be heated is first heated, and the thermal energy given to this container is conducted from the container toward the deep part. As a result, the structural members inside the electricity storage device are sequentially heated. Since the thermal circuit model in this case is expressed by high-order lag characteristics, in the case of a large-sized power storage device, the temperature difference between the inside of the power storage device and the container at the time of temperature rise may be several tens of degrees.
昇温後の温度を所定の目標温度に保持するようにフィードバック制御する際にも、従来技術の場合には温度安定性および制御性の点で課題がある。蓄電デバイスの内部温度をモニターして目標温度に等しくなるように制御する場合には、高次遅れの熱特性に起因して安定な熱制御が困難である。蓄電デバイスの表面温度をモニターして目標温度に等しくなるように制御する場合には、蓄電デバイス内部の温度は蓄電デバイスの表面温度より低温度で推移することになってしまう。 Even when feedback control is performed so that the temperature after the temperature rise is maintained at a predetermined target temperature, the conventional technique has problems in terms of temperature stability and controllability. When the internal temperature of the electricity storage device is monitored and controlled to be equal to the target temperature, stable thermal control is difficult due to high-order delay thermal characteristics. When the surface temperature of the power storage device is monitored and controlled so as to be equal to the target temperature, the temperature inside the power storage device will change at a lower temperature than the surface temperature of the power storage device.
この発明の目的は、蓄電デバイスの各部を従来よりも均一に加熱することが可能な加熱試験装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a heating test apparatus capable of heating each part of an electricity storage device more uniformly than in the past.
この発明は、一局面において、蓄電デバイスの加熱試験装置であって、第1の磁界発生部と、温度検出部と、制御部とを備える。第1の磁界発生部は、蓄電デバイスに対して誘導加熱を行なうために、50Hz〜5kHzの第1の周波数領域に含まれる交流磁界を発生して蓄電デバイスに印加する。温度検出部は、蓄電デバイスの温度を検出する。制御部は、温度検出部によって検出された温度に基づいて、第1の磁界発生部で発生する交流磁界の強度を制御する。 In one aspect, the present invention is a heating test apparatus for an electricity storage device, and includes a first magnetic field generation unit, a temperature detection unit, and a control unit. The first magnetic field generation unit generates an alternating magnetic field included in a first frequency region of 50 Hz to 5 kHz and applies it to the power storage device in order to perform induction heating on the power storage device. The temperature detection unit detects the temperature of the power storage device. The control unit controls the intensity of the alternating magnetic field generated by the first magnetic field generation unit based on the temperature detected by the temperature detection unit.
この発明によれば、50Hz〜5kHzの周波数領域に含まれる従来よりも低周波の交流磁界を蓄電デバイスに印加することによって誘導加熱を行なうので、蓄電デバイスの各部を従来よりも均一に加熱することができる。 According to the present invention, induction heating is performed by applying an AC magnetic field having a lower frequency than the conventional one included in the frequency range of 50 Hz to 5 kHz to the power storage device, so that each part of the power storage device is heated more uniformly than in the past. Can do.
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して、その説明を繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.
[実施の形態1]
(加熱試験装置1の全体構成)
図1は、この発明の実施の形態1による加熱試験装置1の構成を模式的に示す図である。
[Embodiment 1]
(Overall configuration of heating test apparatus 1)
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a
図2は、図1の加熱試験装置1をコイル10の巻回軸方向から見た図である。図1、図2を参照して、加熱試験装置1は、EVまたはHEVに用いられる蓄電デバイスとしての大型の二次電池20の熱安定性を評価するために、二次電池20を誘導加熱によって加熱するものである。加熱試験装置1は、コイル10と、交流電源部11と、温度計測部13と、制御部14とを含む。
FIG. 2 is a view of the
コイル10は、二次電池20の内部を均一温度で加熱できるように、二次電池20をコイルの内部に配置できるような大型のものとなっている。二次電池20にはほぼ同一方向の磁界が印加される。なお、図1、図2において、コイル10の巻回軸の方向がX方向となるように座標軸X,Y,Zを定める(大文字の符号X,Y,Zを用いる点に注意)。
The
交流電源部11は、交流電流をコイル10に流すことによって、コイル10に交流磁界(誘導磁界)を発生させる。この交流磁界による電磁誘導によって二次電池20に渦電流が発生し、渦電流の抵抗損によって二次電池20が発熱する。コイル10と交流電源部11とによって、誘導加熱によって二次電池20を加熱する加熱部(低周波磁界発生装置)12が構成される。
The AC
ここで、加熱部12が発生する交流磁界の周波数は、50Hz〜5kHzの周波数領域に含まれる。この周波数領域は、電磁調理器などに用いられる従来の誘導加熱用の交流磁界の周波数領域(20kHz〜50kHz)よりも低周波である。この明細書では、便宜上、50Hz〜5kHzを低周波領域と称し、20kHz〜50kHzを高周波領域と称する。低周波領域の交流磁界による誘導加熱を低周波誘導加熱と称し、高周波領域の交流磁界による誘導加熱を高周波誘導加熱(外表面誘導加熱)と称する。
Here, the frequency of the alternating magnetic field generated by the
高周波領域の交流磁界による誘導加熱の場合には、二次電池20が金属製の容器に収納されているとすると、交流磁界のエネルギーは二次電池20の金属容器で全て吸収され、磁束が容器を透過することはない。一方、低周波領域の交流磁界による誘導加熱では、交流磁界のエネルギーは金属容器を透過するようになるので、容器での磁界エネルギーの吸収が抑制され、より内部(図3の正極板31、負極板32)での磁界エネルギーの吸収が増加する。この結果、二次電池20をより均一に加熱することが可能になる。
In the case of induction heating by an alternating magnetic field in a high frequency region, if the
温度計測部13は、温度センサ(たとえば、熱電対など)を用いて二次電池20の温度を計測する。温度の検出箇所は特に限定されないが、図1に示すように、二次電池20の容器25に取り付けられた正極端子23Pまたは負極端子23N(総称する場合には、電極端子23と記載する)の温度を検出することが望ましい。なぜなら、電極端子23の温度は金属容器25の温度よりも、二次電池20の内部(図3の正極板31、負極板32)の温度を忠実に反映しているからである。
The
制御部14は、温度計測部13による二次電池20の温度の検出結果に基づいて、交流電源部11によって生成される交流電流の強度を制御する。
The
(二次電池の構造)
図3は、二次電池の一般的な構造を説明するための図である。図3(A)は巻回型構造を示し、図3(B)は扁平巻回型構造を示し、図3(C)は積層型構造を示す。
(Structure of secondary battery)
FIG. 3 is a diagram for explaining a general structure of a secondary battery. 3A shows a winding structure, FIG. 3B shows a flat winding structure, and FIG. 3C shows a stacked structure.
図3(A)に示す巻回型構造の二次電池は、正極板31、負極板32、およびセパレータ33から構成される電極積層体21Aを含む。この構造の二次電池では、正極板31および負極板32が、セパレータ33を介して重ねられた状態で巻回される。図3(A),(B)では、巻回軸30の方向がx方向となるように座標軸x,y,zを定めている(小文字の符号x,y,zを用いる点に注意)。セパレータ33は、電解液を保持することによってイオン伝導を保つとともに、正極板31と負極板32との間の電気的短絡を防止する。なお、図3(A),(B)では、図解を容易にするために、正極板31、負極板32、およびセパレータ33の一部が展開して示されている。
The secondary battery having a wound structure shown in FIG. 3A includes an
たとえば、リチウムイオン二次電池では、正極板31は、集電体基材となる帯状のアルミニウム箔の表面に正極活物質(たとえば、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウムなど)を塗布したものである。負極板32は、集電体基材となる帯状の銅箔の表面に負極活物質(たとえば、グラファイト)を塗布したものである。セパレータは微細多孔膜の構造を有し、ポリエチレンまたはボリプロピレンなどによって形成される。
For example, in a lithium ion secondary battery, the
図3(B)に示す扁平巻回型構造の二次電池も、正極板31、負極板32、およびセパレータ33から構成される電極積層体21Bを含む。ただし、この構造の二次電池では、正極板31および負極板32は、セパレータ33を介して重ねられた状態で扁平状に巻回されている。
The secondary battery having a flat wound structure shown in FIG. 3B also includes an
図3(C)に示す積層型構造の二次電池は、複数の正極板31、複数の負極板32、および複数のセパレータ33から構成される電極積層体21Cを含む。この構造の二次電池では、正極板31と負極板32とがセパレータ33を介して交互に積層される。図3(C)では、積層方向がx方向となるように座標軸x,y,zを定めている(小文字の符号x,y,zを用いる点に注意)。
A secondary battery having a stacked structure shown in FIG. 3C includes an
図4は、図1に示す大型二次電池20の構造を説明するための図である。図4(A)は二次電池20の外観を示し、図4(B)は、二次電池20の内部構造を示し、図4(C)は二次電池20の断面構造を示す。なお、図4では二次電池20が、図3(B)の扁平巻回型構造の場合が示されている。
FIG. 4 is a view for explaining the structure of the large-sized
図4(A)〜図4(C)を参照して、二次電池20は、図1〜図3で説明した電極積層体21B、金属容器25および電極端子23(正極端子23P,負極端子23N)の他に、集電体端部22P,22N(正極端部22P,負極端部22N)と、これらの集電体端部22P,22Nと電極端子23P,23Nとをそれぞれ接続するリード線24P,24Nとを含む。
4A to 4C, the
集電体端部22P,22Nは、電極積層体21Bの巻回軸方向(x方向)の両端にそれぞれ設けられる。集電体端部22Pは、電極積層体21Bを構成する正極板31(図3(B)参照)と複数箇所で電気的に接続される。集電体端部22Nは、電極積層体21Bを構成する負極板32(図3(B)参照)と複数箇所で接続される。
Current
大型二次電池20が図3(C)で説明した積層型構造の場合も、図4(A)〜(C)と同様の構成を有する。この場合、集電体端部22P,22Nは、電極積層体21Cの積層方向と垂直な方向(x方向)の両端にそれぞれ設けられる。集電体端部22Pは、電極積層体21Cを構成する複数の正極板31(図3(C)参照)と電気的に接続される。集電体端部22Nは、電極積層体21Cを構成する複数の負極板32(図3(C)参照)と接続される。
Also in the case where the large-sized
(誘導磁界の印加方向について)
二次電池20への誘導磁界の印加方向には2通りある。以下、図3、図4を参照して、磁界の印加方向について説明する。
(Inductive magnetic field application direction)
There are two directions in which the induction magnetic field is applied to the
第1の印加方向は、電極積層体(21Aまたは21Bまたは21C)を構成する正極板31および負極板32に直交する方向(y方向)である。この明細書では、この方向の磁束をφLと記載する。図3(A)に示す巻回型構造および図3(B)に示す扁平巻回型構造の場合には、磁束φLの方向は、巻回軸30と垂直な方向(y方向)である。特に、図3(B)の扁平巻回型構造の場合には、電極積層体21Bの側面の平坦部分と垂直な方向に誘導磁界を印加するのが望ましい。図3(C)に示す積層型構造の場合には、磁束φLの方向は、電極積層体21Cの積層方向(y方向)である。
The first application direction is a direction (y direction) orthogonal to the
第2の印加方向は、電極積層体(21Aまたは21Bまたは21C)を構成する正極板31および負極板32と平行な方向(x方向)である。この明細書では、この方向の磁束をΦRと記載する。図3(A)に示す巻回型構造および図3(B)に示す扁平巻回型構造の場合には、磁束φRの方向は、巻回軸30と平行な方向(x方向)である。図3(C)に示す積層型構造の場合には、磁束φRの方向は、電極積層体21Cの積層方向と垂直な方向(x方向)である。
The second application direction is a direction (x direction) parallel to the
(誘導磁界の印加方向による加熱機構の違い)
大型二次電池の誘導加熱の場合、次の発熱メカニズムが考えられる。
(Difference in heating mechanism depending on the direction of induction magnetic field application)
In the case of induction heating of a large secondary battery, the following heat generation mechanism can be considered.
(i)二次電池の容器が金属の場合、金属容器での渦電流による発熱
(ii)二次電池の正極板および負極板を構成する集電体での渦電流による発熱
(iii)電極間の電解液を介して流れる電流による発熱
図5は、二次電池の正極および負極の端子間のインピーダンス特性の一例を示す図である。図5の横軸がインピーダンスの実部を示し、縦軸が虚部を示す。図5に示すように、電解液は、誘導加熱の前提となる電極間電流を流せるほど低インピーダンスである。したがって、上記(iii)の発熱メカニズムも無視できない。
(i) Heat generation due to eddy current in the metal container when the container of the secondary battery is metal
(ii) Heat generation due to eddy currents in the current collectors constituting the positive and negative plates of the secondary battery
(iii) Heat generation due to current flowing through the electrolyte between the electrodes FIG. 5 is a diagram illustrating an example of impedance characteristics between the positive and negative terminals of the secondary battery. The horizontal axis in FIG. 5 indicates the real part of the impedance, and the vertical axis indicates the imaginary part. As shown in FIG. 5, the electrolyte has a low impedance so that an interelectrode current that is a precondition for induction heating can flow. Therefore, the heat generation mechanism (iii) cannot be ignored.
次に、上記の発熱メカニズム(i)〜(iii)に基づいて、誘導磁界の印加方向による加熱機構の違いについて説明する。まず、φL照射(巻回軸に垂直な方向または積層方向)の場合について説明する。巻回型構造(図3(A))の場合には、上記(i)〜(iii)のいずれのメカニズムによる発熱も生じる。扁平巻回型構造(図3(B))においてほぼ平坦な側面と垂直な方向に交流磁界を照射する場合には、主として上記の(i)および(ii)のメカニズムによって発熱が生じる。積層型構造(図3(C))の場合には、主として上記の(i)および(ii)のメカニズムによって発熱が生じる。 Next, based on the heat generation mechanisms (i) to (iii), the difference in the heating mechanism depending on the direction in which the induction magnetic field is applied will be described. First, the case of φL irradiation (a direction perpendicular to the winding axis or a stacking direction) will be described. In the case of a wound structure (FIG. 3A), heat is generated by any of the mechanisms (i) to (iii). In the flat wound structure (FIG. 3B), when an AC magnetic field is applied in a direction perpendicular to the substantially flat side surface, heat is generated mainly by the mechanisms (i) and (ii) described above. In the case of a stacked structure (FIG. 3C), heat is generated mainly by the mechanisms (i) and (ii) described above.
一方、φR照射(巻回軸に平行な方向または積層方向に垂直な方向)の場合には、上記(i)〜(iii)のいずれのメカニズムによる発熱も生じる。特に、EVまたはHEVに用いられる大型二次電池の場合には、上記(i)および(ii)に加えて、図4の集電体端部22P,22Nで磁界エネルギーが集中的に吸収され、発熱が生じる。
On the other hand, in the case of φR irradiation (a direction parallel to the winding axis or a direction perpendicular to the stacking direction), heat is generated by any of the mechanisms (i) to (iii). In particular, in the case of a large secondary battery used for EV or HEV, in addition to the above (i) and (ii), magnetic field energy is intensively absorbed by the current
図6は、実施の形態1の場合において交流磁界の印加方向について説明するための図である。実施の形態1では、二次電池20を構成する正極板31および負極板32と直交する方向に交流磁界が印加される。すなわち、図6に示すように、磁束φLが二次電池20に照射される。磁束φLの方向は、二次電池20が巻回型または扁平巻回型の場合には巻回軸に垂直な方向であり、二次電池20が積層型の場合には積層方向である。
FIG. 6 is a diagram for explaining the application direction of the alternating magnetic field in the case of the first embodiment. In the first embodiment, an alternating magnetic field is applied in a direction orthogonal to the
(誘導磁界の周波数の選択について)
二次電池に対して効率の良い誘導加熱を行なうためには以下の2点に着目する必要がある。第1に、誘導磁束が二次電池の容器を透過して内部を効率良く加熱するために、適切な磁束周波数を選択する必要がある。第2に、二次電池内部で効果的な発熱作用を起こさせるために、入射磁束の透過に対して渦電流の発生を促すように、電極積層体を構成する正極板および負極板に対して直交するように磁界を印加する必要がある。一般に、二次電池内部の発熱量は、
発熱量=渦電流値×構造部材の面抵抗値×cosθ …(1)
で与えられる。ここで、θは、外部磁束と構造部材面との鎖交角である。
(Selecting the frequency of the induction magnetic field)
In order to perform efficient induction heating on the secondary battery, it is necessary to pay attention to the following two points. First, it is necessary to select an appropriate magnetic flux frequency in order for the induced magnetic flux to pass through the secondary battery container and efficiently heat the inside. Secondly, in order to cause an effective heat generation action inside the secondary battery, the positive electrode plate and the negative electrode plate constituting the electrode laminate are urged so as to promote the generation of eddy current with respect to the transmission of the incident magnetic flux. It is necessary to apply a magnetic field so as to be orthogonal. Generally, the amount of heat generated inside a secondary battery is
Calorific value = Eddy current value × Surface resistance value of structural member × cos θ (1)
Given in. Here, θ is an interlinkage angle between the external magnetic flux and the structural member surface.
実施の形態1の加熱試験装置1では、低周波磁界(50Hz〜5kHz)が有する透過性の高い特性を生かすことにより、二次電池の容器での発熱を抑制し、磁気エネルギーを二次電池内の構造部材に均一に付与することを狙っている。従来の調理用IHは、調理容器材(調理鍋等)の加熱が目的であるために、磁気エネルギーが容器の表面で吸収できる高周波磁界(20kHz〜50kHz)が用いられる。これに対し、加熱試験装置1の場合には、金属容器25の発熱を抑制し、二次電池内部を効果的に加熱するために低周波磁界(50Hz〜5kHz)を用いている。以下、外部磁束と二次電池の構成部材との相互作用についてさらに説明する。
In the
図7は、二次電池の主要構成材料について説明するための図である。図7では、二次電池20がリチウムイオン二次電池の場合を示している。図7に示すように二次電池の容器にはステンレス(SUS)が用いられ、その厚さは1〜1.5mmである。正極の集電体にはアルミニウム箔が用いられ、その厚みは約50μmである。負極の集電体には銅箔が用いられ、その厚みは約50μmである。正極および負極の集電体は50〜100回程度巻回されるので、各集電体の積層数Nは100〜200程度になる。
FIG. 7 is a diagram for explaining main constituent materials of the secondary battery. FIG. 7 shows a case where the
図8は、二次電池の主要構成材料の浸透深さを示す図である。
図8を参照して、二次電池内部で外部磁界と効率良く相互作用を起こすには、外部磁界は内部にまで浸透しなければならない。外部磁界が透過する能力は、誘導電流の浸透深さで示すことができる。内部に浸透した交流磁界によって生じる渦電流によって、二次電池内部が発熱する。
FIG. 8 is a diagram showing the penetration depth of the main constituent material of the secondary battery.
Referring to FIG. 8, in order to efficiently interact with an external magnetic field inside the secondary battery, the external magnetic field must penetrate into the inside. The ability to transmit an external magnetic field can be indicated by the penetration depth of the induced current. Due to the eddy current generated by the alternating magnetic field penetrating inside, the inside of the secondary battery generates heat.
渦電流の浸透深さは、誘導磁束と金属材料との相互作用によって決まる。これは表皮効果と言われるものであり、渦電流は被加熱物の表面に近いほど大きく、内部に向かって、指数関数的に小さくなる。浸透深さδは、表面電流密度の0.368倍まで渦電流が減少したときの深さに相当する。 The penetration depth of the eddy current is determined by the interaction between the induced magnetic flux and the metal material. This is called the skin effect, and the eddy current increases as it approaches the surface of the object to be heated and decreases exponentially toward the inside. The penetration depth δ corresponds to the depth when the eddy current is reduced to 0.368 times the surface current density.
二次電池に設けられた金属容器は、外部磁束の鎖交面内で渦電流を生成し、自己発熱を伴って磁束の貫通を妨げる作用をする。この透過阻止力は、磁界周波数が高い程大きい。1mmの厚みのSUS材は、周波数2kHz〜30kHzの磁束を阻止して、磁界エネルギーは熱エネルギーに変換される。一方、数十Hz〜1kHzの低周波磁束の場合、金属容器(図4の参照符号25)を透過し、二次電池内部の電極積層体(図4の参照符号21B)の内部に浸透する。この結果、金属容器の発熱が減少し、代わりに二次電池内部の電極積層体において磁界エネルギーが熱エネルギーに変換される。
The metal container provided in the secondary battery generates an eddy current in the interlinkage surface of the external magnetic flux and acts to prevent the magnetic flux from penetrating with self-heating. This permeation blocking force increases as the magnetic field frequency increases. The SUS material having a thickness of 1 mm blocks magnetic flux having a frequency of 2 kHz to 30 kHz, and magnetic field energy is converted into thermal energy. On the other hand, in the case of a low frequency magnetic flux of several tens of Hz to 1 kHz, it passes through the metal container (
なお、集電体単層の厚みは約50μmであり、浸透深さに比べて薄いが、積層された全層の厚みは浸透深さに相当するために、電極積層体で交流磁界を吸収することができる。 The thickness of the current collector single layer is about 50 μm, which is thinner than the penetration depth. However, since the thickness of all laminated layers corresponds to the penetration depth, the electrode laminate absorbs an alternating magnetic field. be able to.
図9は、浸透深さδと周波数fとの関係を示す図である。図9のグラフは、図8に示した表を書直したものである。同図には、金属容器の厚みと電極集電体層の全厚みとを併記している。 FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the penetration depth δ and the frequency f. The graph of FIG. 9 is a rewrite of the table shown in FIG. In the figure, the thickness of the metal container and the total thickness of the electrode current collector layer are shown together.
金属容器の厚みをτcとし、金属容器の浸透深さをδcとすると、交流磁界が金属容器を透過する透過率T1は、
T1=exp(−τc/δc) …(2)
で表わされる。電極集電体の全層の厚みをτeとし、電極集電体の浸透深さをδeとすると、交流磁界が電極集電体の全層を透過する透過率T2は、
T2=exp(−τe/δe) …(3)
で表わされる。誘導加熱の性能指数(FOM:Figure-of-Merit)を容器透過率と二次電池内部の吸収率との積で定義すれば、FOMは、
FOM=T1×(1−T2)
=exp(−τc/δc)×[1−exp(−τe/δe)] …(4)
のように表わされる。
When the thickness of the metal container is τc and the penetration depth of the metal container is δc, the transmittance T1 through which the alternating magnetic field passes through the metal container is
T1 = exp (−τc / δc) (2)
It is represented by When the thickness of all layers of the electrode current collector is τe, and the penetration depth of the electrode current collector is δe, the transmittance T2 through which the alternating magnetic field passes through all layers of the electrode current collector is
T2 = exp (−τe / δe) (3)
It is represented by If the figure-of-merit (FOM) of induction heating is defined as the product of the container transmittance and the absorption rate inside the secondary battery, FOM is
FOM = T1 × (1-T2)
= Exp (−τc / δc) × [1-exp (−τe / δe)] (4)
It is expressed as
図10は、二次電池の加熱効率を表わす性能指数(FOM)と周波数fとの関係を示す図である。図10に示すように、f=500Hzのとき、FOMが最大となり、最適の周波数条件が得られる。FOM>0.5を満たす周波数範囲を選択すれば、50Hz〜5kHzの周波数範囲が得られる。下限周波数である50Hzは誘導加熱の実用上の限界でもある。 FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the performance index (FOM) representing the heating efficiency of the secondary battery and the frequency f. As shown in FIG. 10, when f = 500 Hz, the FOM is maximized and the optimum frequency condition is obtained. If a frequency range satisfying FOM> 0.5 is selected, a frequency range of 50 Hz to 5 kHz is obtained. The lower limit frequency of 50 Hz is also a practical limit of induction heating.
以上のように、二次電池の容器での交流磁界の吸収が小さいという条件と、二次電池内部で交流磁界を十分に吸収させるという条件とを両立させる周波数範囲として、50Hz〜5kHzを選択することができる。50Hz〜5KHzの範囲内の最適な周波数は、二次電池の材料、寸法、および形状等の構造解析から算出できるし、実験的に求めることもできる。 As described above, 50 Hz to 5 kHz is selected as a frequency range that achieves both the condition that the absorption of the AC magnetic field in the secondary battery container is small and the condition that the AC magnetic field is sufficiently absorbed inside the secondary battery. be able to. The optimum frequency within the range of 50 Hz to 5 KHz can be calculated from structural analysis such as the material, size, and shape of the secondary battery, or can be obtained experimentally.
(実施の形態1の効果)
次に、上記のような構成の加熱試験装置1の具体的な効果について説明する。
(Effect of Embodiment 1)
Next, a specific effect of the
図11は、図1の加熱試験装置1の制御ブロック図である。加熱試験装置1は、加熱試験対象の二次電池20に熱エネルギーQを付与する加熱部(低周波磁界発生装置)12と、二次電池20の温度Tを計測する温度計測部13と、温度計測部13の計測結果に基づいて(たとえばフィードバック制御などにより)加熱部12から出力される熱量Qを制御する制御部14とを含む。制御部14は、外部から開始信号STが与えられると、二次電池STの昇温を開始する。
FIG. 11 is a control block diagram of the
なお、一般に蓄電デバイスを加熱する場合、外部から入力される熱の他に自己発熱を伴なうことは知られるところである。しかし、この自己発熱作用は、外乱とみなすことができるので、図11の制御ブロック図では、失活した模擬蓄電デバイスのような蓄電デバイスを対象として、自己発熱作用はないものとして扱う。 In general, when heating an electricity storage device, it is known that self-heating occurs in addition to heat input from the outside. However, since this self-heating effect can be regarded as a disturbance, the control block diagram of FIG. 11 treats a power storage device such as a deactivated simulated power storage device as having no self-heating effect.
図12は、加熱試験装置1による加熱時における、二次電池20の熱回路モデルを示す図である。図12に示す熱回路モデルは、外部熱入力(Q)に対する蓄電デバイスの温度(T)の応答を示す。同図は、熱抵抗Rと熱容量Cで示す1次遅れ応答特性であり、制御対象としては望ましい特性である。たとえば、蓄電デバイスの熱容量(C)が2000J/℃の場合、200Wの電力量(Q)を付与すれば、所定の昇温速度(5[℃/min])にて10分後には85℃に到達する。
FIG. 12 is a diagram illustrating a thermal circuit model of the
図12に示す一次遅れの熱回路モデルを図11の制御ブロックに適用した場合には、二次電池20の温度Tがフィードバックされることにより、一次遅れ特性を補償する加熱制御が行なわれる。この結果、昇温させたり、高温保持させたりする際には、所定精度の昇温速度および高温安定性が確保できるという効果がある。
When the first-order-lag thermal circuit model shown in FIG. 12 is applied to the control block of FIG. 11, the temperature control of the
図13は、加熱試験装置1による加熱時における、二次電池20の上昇温度と経過時間との関係を示す図である。図13のグラフは、図11の加熱部(低周波磁界発生装置)12が出力する低周波誘導磁界をステップ状に増加した場合において、二次電池20の温度Tの検出結果を示すものである。図13のグラフは、1次遅れの単純な応答特性を示している。
FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the rising temperature of the
図14は、加熱試験装置1による加熱時における、二次電池20の温度分布を示す図である。図14のグラフは、昇温中の容器(測定箇所15)および二次電池内部の各部位(測定箇所1〜14)の発熱温度を時間経過毎にプロットしたものである。図14のグラフに示すように、二次電池内部の電極積層体(測定箇所1〜12)温度分布は±3℃以内であり、均一であることがわかる。
FIG. 14 is a diagram showing the temperature distribution of the
(比較例との対比)
図15は、比較例の加熱試験装置901の制御ブロック図である。図15の加熱試験装置901では、加熱部として図11の低周波磁界発生装置12に代えて、熱風発生装置912が設けられている。
(Contrast with comparative example)
FIG. 15 is a control block diagram of the
従来の熱風加熱、ヒータ加熱、および高周波IH外表面加熱などは、加熱対象である二次電池に対して、まず最初に容器を加熱するものである。容器に与えられた熱エネルギーが、熱伝導により容器壁材から深部に向けて順次伝搬することによって、二次電池内部が順次加熱される。 Conventional hot air heating, heater heating, high-frequency IH outer surface heating, and the like first heat a container for a secondary battery to be heated. The heat energy given to the container is sequentially propagated from the container wall material to the deep part by heat conduction, thereby sequentially heating the inside of the secondary battery.
図16は、加熱試験装置901による加熱時における、二次電池20の熱回路モデルを示す図である。従来の加熱方法による昇温特性は、図16に示すように多数の一次遅れ熱回路要素がカスケード接続された高次遅れ要素で表現することができる。この結果、大型二次電池の内部温度が制御対象の場合には、負帰還動作時の位相余裕は十分でなく、内部温度は不安定となる。
FIG. 16 is a diagram illustrating a thermal circuit model of the
図17は、加熱試験装置901による加熱時における、二次電池20の上昇温度と経過時間との関係を示す図である。図17を参照して、熱風加熱の昇温特性は、高次の時間遅れ特性を示しており、図16に示す熱回路モデルが妥当であることがわかる。
FIG. 17 is a diagram illustrating the relationship between the rising temperature of the
図18は、加熱試験装置901による加熱時における、二次電池20の温度分布を示す図である。図18のグラフは、二次電池の各点の温度を経過時間毎にプロットしたものである。図18に示すように、二次電池の中心部(測定箇所1)から容器(測定箇所14)に向かって温度が高くなっている。二次電池内部の電極積層体の各点の温度差が40℃あり、二次電池の中心部と容器との温度差が80℃に達している。このように、大型二次電池の場合には、二次電池の内部と容器との温度差が数十度になる。
FIG. 18 is a diagram illustrating a temperature distribution of the
このように従来の加熱方法の場合には、高次の時間遅れ特性となるので、二次電池内部の温度の計測結果に基づいて加熱部912の出力を制御した場合には、高次遅れに起因して安定な温度制御が困難になる。逆に、容器温度の計測結果に基づいて加熱部912の出力を制御した場合には、容器を所定の昇温速度(たとえば、5±2[℃/min])で加熱すると、二次電池の内部の温度は追従性が低いので容器温度より低温度で推移する傾向となってしまい、必ずしも二次電池全体について温度制御したことにはならない。
As described above, in the case of the conventional heating method, a high-order time delay characteristic is obtained. Therefore, when the output of the
これに対して、実施の形態1の加熱試験装置1の場合には、低周波の誘導加熱を用いることによって、二次電池の内部全域において均一かつ所定の昇温速度で二次電池を加熱すること可能になる。
On the other hand, in the case of the
(まとめ)
上記のとおり、実施の形態1の加熱試験装置1によれば、誘導コイルの内部に蓄電デバイスとしての二次電池を配置し、かつ誘導コイルに印加する交流電流の周波数を従来と異なる低周波数領域(50Hz〜5kHz)に設定した。これによって、金属容器での発熱作用に比べ、二次電池内部の発熱作用の方を大きくすることができるとともに、二次電池内部を均一に加熱することができる。
(Summary)
As described above, according to the
誘導磁界が発生する加熱コイルと発生した磁界が照射される二次電池との配置条件に関して、電極積層体を構成する正極板および負極板に垂直に外部磁束が垂直に入射するように配置したので、磁束に垂直な正極板および負極板の面内に渦電流が生じる。この結果、電極積層体の発熱を促す効果がある。特に、二次電池が扁平巻回型構造の場合には、側面部の平坦部分に対して垂直に磁界を印加することによって、平坦部分に対して選択的に熱エネルギーが与えられる。この結果、電極積層体全体にわたって均一加熱することができるという効果がある。 With regard to the arrangement conditions of the heating coil that generates the induction magnetic field and the secondary battery that is irradiated with the generated magnetic field, the external magnetic flux is arranged so that the external magnetic flux is perpendicularly incident on the positive electrode plate and the negative electrode plate constituting the electrode laminate. An eddy current is generated in the plane of the positive electrode plate and the negative electrode plate perpendicular to the magnetic flux. As a result, there is an effect of promoting the heat generation of the electrode laminate. In particular, when the secondary battery has a flat wound structure, thermal energy is selectively given to the flat portion by applying a magnetic field perpendicular to the flat portion of the side surface portion. As a result, there is an effect that uniform heating can be performed over the entire electrode laminate.
さらに、二次電池の容器に取り付けられた電極端子(正極端子および負極端子のいずれか)の温度を検出することによって、二次電池内部の温度と同等の温度を検出することができる。なぜなら、図4を参照して、電極端子23P,23Nの温度は、集電体端部22P,22Nの温度がリード線24P,24Nを介して熱伝導によって伝えられたものであり、集電体端部22P,22Nは、図3の正極板31および負極板32と密接に電気的接続がなされているからである。
Furthermore, a temperature equivalent to the temperature inside the secondary battery can be detected by detecting the temperature of the electrode terminal (either the positive terminal or the negative terminal) attached to the container of the secondary battery. This is because, with reference to FIG. 4, the temperature of the
なお、上記の実施の形態では、二次電池の容器(筐体部)が金属の場合について説明したが、二次電池の容器が非金属の場合に対しても実施の形態1の場合と同様の効果を奏する。すなわち、低周波領域(50Hz〜5kHz)の交流磁界を用いて誘導加熱を行なうことによって、二次電池全体を均一に加熱することができる。
In the above embodiment, the case where the secondary battery container (housing) is made of metal has been described. However, the case where the secondary battery container is non-metallic is the same as in the case of
[実施の形態2]
実施の形態1の加熱試験装置1による低周波誘導加熱によって、容器でのエネルギー吸収を減少させるとともに二次電池の内部に均一な熱エネルギーを付与した場合でも、与えられた熱エネルギーは、蓄電デバイス容器および外部に向けて熱拡散する。この熱拡散は、二次電池内部の温度と容器の温度とが平衡するまで続く。結果的に、外部から照射される磁気エネルギーが一定の場合には、二次電池の温度分布は、二次電池内部の中心部分がより高く、周辺部に向かうにつれて低くなる温度分布となる。
[Embodiment 2]
Even when energy absorption in the container is reduced and uniform thermal energy is applied to the inside of the secondary battery by low frequency induction heating by the
たとえば、前述の図14の場合、測定箇所15の容器温度は、電極集電体(測定箇所1〜12)に比べて低くなっている。すなわち、蓄電デバイス内部から容器に向かって温度低下傾向が見られる。二次電池をさらに昇温すれば、外部環境温度との温度差が広がるので、二次電池の温度分布が大きくなることが予想される。
For example, in the case of FIG. 14 described above, the container temperature at the
実施の形態2では、このような不均一な温度分布を均一化するための手段を提供する。具体的には、二次電池の温度分布を考慮して誘導磁界の周波数を最適化する。すなわち、実施の形態1で説明した交流磁界の周波数の最適値fopt1よりも高い値にシフトした周波数fopt2を与えることによって、外部からの磁界エネルギーが電極集電体の温度上昇に寄与するともに、容器の温度上昇にも寄与するようにする。たとえば、電極積層体の中心部の温度と容器の温度とがほぼ等しくなるように、交流磁界の周波数を予め設定する。容器および二次電池内部の両構造体において熱平衡温度差が小さくなるような最適周波数は、50Hz〜50KHz周波数帯の中から一意的に決定することができる。この結果、蓄電デバイス内部の温度勾配のより少ない熱平衡状態が実現できるので、蓄電デバイス本体各部の熱拡散効果を抑制することができる。 In the second embodiment, a means for uniforming such a non-uniform temperature distribution is provided. Specifically, the frequency of the induced magnetic field is optimized in consideration of the temperature distribution of the secondary battery. That is, by giving the frequency opt2 shifted to a value higher than the optimum value opt1 of the frequency of the alternating magnetic field described in the first embodiment, the magnetic field energy from the outside contributes to the temperature rise of the electrode current collector, and the container It will also contribute to the temperature rise. For example, the frequency of the alternating magnetic field is set in advance so that the temperature at the center of the electrode stack and the temperature of the container are substantially equal. The optimum frequency that reduces the thermal equilibrium temperature difference in both the container and the internal structure of the secondary battery can be uniquely determined from the 50 Hz to 50 KHz frequency band. As a result, a thermal equilibrium state with a lower temperature gradient inside the electricity storage device can be realized, so that the thermal diffusion effect of each part of the electricity storage device body can be suppressed.
[実施の形態3]
図19は、この発明の実施の形態3による加熱試験装置2の構成を模式的に示す図である。
[Embodiment 3]
FIG. 19 is a diagram schematically showing the configuration of the
図20は、図19の加熱試験装置2をコイル10の巻回軸方向から見た図である。
図21は、実施の形態2の場合において交流磁界の印加方向について説明するための図である。図19〜図21を参照して、加熱試験装置2の構成は、実施の形態1の加熱試験装置1と同じであるが、二次電池20とコイル10との位置関係が実施の形態1の場合と異なる。実施の形態3の場合、二次電池20を構成する正極板および負極板と平行に磁界が印加される(図21の磁束φR)。すなわち、巻回型または扁平巻回型構造の場合には、巻回軸と平行な方向に磁界が印加され、積層型構造の場合には、積層方向と垂直な方向に磁界が印加される。
FIG. 20 is a view of the
FIG. 21 is a diagram for explaining the application direction of the alternating magnetic field in the second embodiment. 19 to 21, the configuration of the
この結果、電極積層体内部では、電極間の電解液を介して流れる渦電流によって発熱が生じる。EVおよびHEVに用いられる大型二次電池の場合には、図4に示した集電体端部22P,22Nにおいて、渦電流損による発熱が集中的に生じる。集電体端部22P,22Nで生じた吸収された熱エネルギーは、熱伝導によって電極積層体21Bの各部に与えられる。この結果、二次電池内部の温度が均一に上昇する。その他の点は実施の形態1の場合と同様であるので説明を繰返さない。
As a result, heat is generated inside the electrode laminate by eddy current flowing through the electrolyte between the electrodes. In the case of a large-sized secondary battery used for EVs and HEVs, heat generation due to eddy current loss occurs intensively at the current
なお、実施の形態1の場合と同様に、電極端子23P,23Nの温度を計測することによって、二次電池20内部の温度と同等の温度を検出することができる。実施の形態2で説明したように、容器の温度と二次電池内部の温度とが均一になるように、印加する交流磁界の周波数を設定してもよい。
As in the case of the first embodiment, by measuring the temperature of the
[実施の形態4]
(加熱試験装置3の構成)
図22は、この発明の実施の形態4による加熱試験装置3の構成を模式的に示す図である。
[Embodiment 4]
(Configuration of heating test apparatus 3)
FIG. 22 is a diagram schematically showing the configuration of the
図22の加熱試験装置3は、コイル10および交流電源部11によって構成される低周波磁界発生装置12に代えて、平面型コイル15A,15Bおよび交流電源部11によって構成される第1、第2の局部磁界発生部を含む点で図1、図19の加熱試験装置1,2と異なる。平面型コイル15Aによって構成される第1の局部磁界発生部は、集電体端部(正極端部)22Pに集中して印加されるような局所的な磁束φRXを発生する。平面型コイル15Bによって構成される第2の局部磁界発生部は、集電体端部(負極端部)22Nに集中して印加されるような局所的な磁束φRXを発生する。
22 is replaced with the low frequency
磁束φRXの周波数は50Hz〜5kHzの低周波領域に含まれるので、容器25の発熱を抑制できる点は実施の形態1〜3の場合と同様である。しかしながら、局所的な磁界によって集電体端部22P,22Nを選択的に加熱できる点は、実施の形態1〜3の場合と異なる。以下、図22の平面型コイル15A,15Bの構成例について説明する。
Since the frequency of the magnetic flux φRX is included in the low frequency region of 50 Hz to 5 kHz, the point that heat generation of the
図23は、図22の平面型コイル15A,15Bの構成の一例を示す図である。
図24は、図22の平面型コイル15A,15Bの他の構成例を示す図である。図23、図24を参照して、平面型コイル15A,15Bは、絶縁基板40上に形成された渦巻き状のパターン配線41,42を含む。図23に示す構成の場合には、図24の示す構成の場合よりもより局所的に磁界を印加することができる。
FIG. 23 is a diagram illustrating an example of the configuration of the
FIG. 24 is a diagram illustrating another configuration example of the
(加熱試験装置3の効果)
上記構成の加熱試験装置3によれば、二次電池20の集電体端部22P,22Nが集中して発熱するように平面型コイル15A,15Bを配置したので、正極と負極の2箇所の集電体端部22P,22Nが第1次の熱源となって、発生した熱が、各集電体端部に接続された電極層に均等に拡散される。各電極層はそれぞれ熱特性が異なるが、このような集電体端部からの熱供給回路においては、各電極層の熱抵抗値が低いので、電極層間の温度のばらつきは小さい。この結果、集電体端部22P,22Nで発生した熱量が、同時に並行して熱拡散過程を通じて各電極層に供給されるため、各電極層の温度および昇温速度は均一となる。
(Effect of heating test apparatus 3)
According to the
従来の強制熱風加熱、ヒータ抵抗加熱、あるいは高周波IH外表面加熱の場合には、熱不良導体である誘電材料のセパレータと金属電極板との組み合わせからなる直列多層の熱伝導回路に対して加熱を行なっていた。この場合、まず容器加熱が先行し、続いて二次電池内部が熱伝導によって加熱されていたので、この温度時間特性は高次遅れとなっていた。これに対して、実施の形態4の加熱試験装置3によれば、第1次の熱源である集電体端部22P,22Nと、被加熱対象の電極板(正極板、負極板)とが近距離にある。このため、単純な一次遅れ特性の熱回路が多数並列に接続されていることになるので、温度時間特性は一次遅れになる。このようなシンプルな一次遅れ応答の実現により、より安定な負帰還熱制御が可能となる。
In the case of conventional forced hot air heating, heater resistance heating, or high-frequency IH outer surface heating, heating is applied to a serial multilayer heat conduction circuit comprising a combination of a dielectric material separator and a metal electrode plate, which is a poor heat conductor. I was doing it. In this case, since the container heating was first preceded, and then the inside of the secondary battery was heated by heat conduction, this temperature-time characteristic was a high-order delay. On the other hand, according to the
さらに、実施の形態4の加熱試験装置3によれば、複数の材料の集合体である二次電池20(特に内部の電極積層体21A,21B,21C)と誘導磁界との相互作用に基づく複雑な発熱過程を避けることができる。この結果、発熱過程やそれに及ぼすそれぞれの構成材料の影響や寄与の程度を評価するのが難しい事例に対しても、熱的安定性を適切に評価することができる。
Furthermore, according to the
図22のその他の点は図1、図19の場合と同じであるので、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して説明を繰返さない。なお、図22には、二次電池20が扁平巻回型構造の場合が示されているが、積層型構造の二次電池の場合にも実施の形態4の加熱試験装置3を同様に適用することができる。図22では平面型コイル15A,15Bが2個配置されているが、いずれか1個のみを配置するような構成であってもよい。
The other points in FIG. 22 are the same as those in FIGS. 1 and 19, and thus the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated. FIG. 22 shows the case where the
[実施の形態5]
図25は、この発明の実施の形態5による加熱試験装置4の構成を模式的に示す図である。
[Embodiment 5]
FIG. 25 is a diagram schematically showing a configuration of a
図25の加熱試験装置4は、交流電源部11Aおよびコイル10Aから構成される第1の加熱部12Aに加えて、交流電源部11Bおよびコイル10Bから構成される第2の加熱部12Bを含む点で、図1の加熱試験装置1と異なる。第1の加熱部12Aは、実施の形態1で説明したように、二次電池内部の電極積層体が効果的に発熱するように最適化された周波数f1の交流磁界を二次電池に印加する。第2の加熱部12Bは、二次電池の容器が効果的に発熱するように最適化された周波数f2の交流磁界を二次電池に印加する。周波数f2は、50Hz〜5kHzの低周波数領域よりも高い周波数であり、たとえば、20kHz〜50kHzの周波数領域内に設定される。
The
このように互いに異なる周波数の交流磁界を同時に印加する2周波誘導加熱によって、二次電池の容器と内部の電極積層体とを同時に発熱させることができる。この結果、二次電池各部の温度分布をできるだけ均一にすることができる。図25のその他の点は、図1の場合と同様であるので、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して説明を繰返さない。 As described above, by the two-frequency induction heating in which alternating magnetic fields having different frequencies are applied simultaneously, the container of the secondary battery and the internal electrode laminate can be simultaneously heated. As a result, the temperature distribution of each part of the secondary battery can be made as uniform as possible. The other points in FIG. 25 are the same as those in FIG. 1, and therefore, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
図26は、実施の形態4の場合において交流磁界の印加方向について説明するための図である。図26を参照して、交流磁界の印加方向は、図6で説明したのと同様に、二次電池20を構成する正極板31および負極板32に直交する方向に交流磁界が印加される。すなわち、第1の加熱部12Aによって磁束φL1が二次電池20に印加され、第2の加熱部12Bによって磁束φL2が二次電池20に印加される。
FIG. 26 is a diagram for explaining the application direction of the alternating magnetic field in the case of the fourth embodiment. Referring to FIG. 26, the alternating magnetic field is applied in the direction perpendicular to
図27は、図25の加熱部12A,12Bの変形例を示す図である。図27を参照して、第1のコイル10Aと第2のコイル10Bとが強い結合関係を有する場合には、両者が相互に干渉する結果、発生する磁界が弱められる可能性がある。そこで、図27の変形例では、加熱部12Aは、周波数f1の電流を通過させ、周波数f2の電流を遮断するバンドパスフィルタ16A(またはローパスフィルタ)をさらに含む。加熱部12Bは、周波数f2の電流を通過させ、周波数f1の電流を遮断するバンドパスフィルタ16B(またはハイパスフィルタ)をさらに含む。これによってコイル12A,12B間の相互干渉を抑制することができる。
FIG. 27 is a diagram illustrating a modification of the
図28は、図25の加熱部12A,12Bの他の変形例を示す図である。図28の変形例では、加熱部12Aは、交流電源部11Aに代えて、コイル10Aと並列接続された共振コンデンサ17Aおよび増幅器18Aを含む。加熱部12Bは、交流電源部11Bに代えて、コイル10Bと並列接続された共振コンデンサ17Bおよび増幅器18Bを含む。
FIG. 28 is a diagram showing another modification of the
図28の加熱部12A,12Bの各々において、コイルのインダクタンスをLとし、共振コンデンサの容量をCとすると、各加熱部は、
f=1/[2π×(L×C)1/2] …(5)
の共振周波数で発振する。増幅器は、内部抵抗による減衰を補償するために電気エネルギーを供給することによって発振を持続するためのものである。
In each of the
f = 1 / [2π × (L × C) 1/2 ] (5)
It oscillates at the resonance frequency. The amplifier is for sustaining oscillation by supplying electrical energy to compensate for attenuation due to internal resistance.
加熱部12Aの共振周波数f1は、二次電池内部の電極積層体が効果的に発熱するような周波数に設定され、加熱部12Bの共振周波数f2は、二次電池の容器が効果的に発熱するように最適化された周波数に設定される。共振周波数f1,f2が異なるので、コイル10A,10Bが強く結合している場合でも、両者の相互干渉を抑制することができる。
The resonance frequency f1 of the
[熱解析結果]
以下、所定の電池モデルを用いて非定常熱解析計算を行なった結果について説明する。
[Thermal analysis results]
Hereinafter, the result of the unsteady thermal analysis calculation using a predetermined battery model will be described.
(均質材料に対する低周波IH加熱)
まず、実施の形態1で説明した低周波IH加熱によって均質材料を加熱したときの結果について説明する。
(Low frequency IH heating for homogeneous materials)
First, the results when the homogeneous material is heated by the low-frequency IH heating described in the first embodiment will be described.
図29は、均質材料に対する低周波IH加熱における温度分布を示す図である。図29に示すように、均質材料の温度分布は均一にならない。 FIG. 29 is a diagram showing a temperature distribution in low-frequency IH heating for a homogeneous material. As shown in FIG. 29, the temperature distribution of the homogeneous material is not uniform.
図30は、均質材料に対する低周波IH加熱における各位置での温度の時間変化を示す図である。図30に示すように一次遅れ特性が得られているが、一定時間後の平衡温度はばらついている。 FIG. 30 is a diagram showing the time change of the temperature at each position in the low frequency IH heating for the homogeneous material. As shown in FIG. 30, the first-order lag characteristic is obtained, but the equilibrium temperature after a certain time varies.
(大型二次電池に対する高周波IH加熱)
次に、大型二次電池に対して従来の高周波IH加熱(交流磁界の周波数が20kHz〜50kHzの場合)を行った結果について説明する。
(High-frequency IH heating for large secondary batteries)
Next, the result of performing conventional high-frequency IH heating (when the frequency of the AC magnetic field is 20 kHz to 50 kHz) on the large secondary battery will be described.
図31は、大型二次電池に対する高周波IH加熱における温度分布を示す図である。
図32は、大型二次電池に対する高周波IH加熱における各位置での温度の時間変化を示す図である。図31、図32を参照して、二次電池の筐体部(容器)のみ加熱できる高周波IH加熱の場合、一定の熱平衡温度となるまでの立ち上がり期間では、発熱温度にばらつきが認められる。これは電池が大型なので、先に加熱された筐体部からの熱拡散される様子を反映している。特に、二次電池内部の位置cおよび位置bでの応答時間の遅れが認められる。これに対してフィードバック温度制御を施しても、位相遅れを伴なうので制御安定性を損なう可能性がある。
FIG. 31 is a diagram showing a temperature distribution in high-frequency IH heating for a large secondary battery.
FIG. 32 is a diagram showing a temporal change in temperature at each position in high-frequency IH heating for a large-sized secondary battery. Referring to FIGS. 31 and 32, in the case of high-frequency IH heating in which only the casing (container) of the secondary battery can be heated, variation in the heat generation temperature is recognized during the rising period until a constant thermal equilibrium temperature is reached. This is because the battery is large and reflects the heat diffusion from the previously heated casing. In particular, a delay in response time at positions c and b inside the secondary battery is observed. On the other hand, even if the feedback temperature control is performed, there is a possibility that the control stability may be deteriorated because of the phase delay.
(大型二次電池に対する低周波IH加熱)
次に、大型二次電池に対して実施の形態1で説明した低周波IH加熱を行なった結果について説明する。
(Low frequency IH heating for large secondary batteries)
Next, the result of performing the low frequency IH heating described in the first embodiment on the large secondary battery will be described.
図33は、大型二次電池に対する低周波IH加熱における温度分布を示す図である。
図34は、大型二次電池に対する低周波IH加熱における各位置での温度の時間変化を示す図である。図33を参照して、電池内部温度が周辺温度より高い状態で平衡状態に達し、二次電池の内部から外部に向けて温度勾配があることを示す。図33、図34の結果は、均一性および立ち上がり時間特性の点において最適条件にないが、実施の形態2で説明したように交流磁界の周波数を高周波側にシフトするか、もしくは実施の形態5で説明した2周波IH加熱を用いることによって、温度の均一性を改善することができる。
FIG. 33 is a diagram showing a temperature distribution in low-frequency IH heating for a large secondary battery.
FIG. 34 is a diagram showing a temporal change in temperature at each position in the low-frequency IH heating for the large secondary battery. Referring to FIG. 33, it is shown that an equilibrium state is reached when the battery internal temperature is higher than the ambient temperature, and that there is a temperature gradient from the inside to the outside of the secondary battery. The results shown in FIGS. 33 and 34 are not optimal in terms of uniformity and rise time characteristics. However, as described in the second embodiment, the frequency of the alternating magnetic field is shifted to the high frequency side, or the fifth embodiment. The temperature uniformity can be improved by using the two-frequency IH heating described in the above.
(大型二次電池に対する2周波IH加熱)
次に、大型二次電池に対して実施の形態5で説明した2周波IH加熱を行なった結果について説明する。
(2-frequency IH heating for large secondary batteries)
Next, the result of performing the two-frequency IH heating described in the fifth embodiment on the large secondary battery will be described.
図35は、大型二次電池に対する2周波IH加熱における温度分布を示す図である。
図36は、大型二次電池に対する2周波IH加熱における各位置での温度の時間変化を示す図である。図33、図34に示した低周波IH加熱の場合と比較すると、図35、図36の場合には、温度の立上がり時間がより短くなり、所定時間後の温度分布がより均一になっていることがわかる。すなわち、大型二次電池に対してIH加熱を行なう場合、二次電池内部の電極積層体を集中的に加熱するよりも、電極積層体と容器の両方を加熱したほうがより均一な温度分布が得られる。
FIG. 35 is a diagram showing a temperature distribution in two-frequency IH heating for a large-sized secondary battery.
FIG. 36 is a diagram showing a temporal change in temperature at each position in the two-frequency IH heating for the large-sized secondary battery. Compared with the case of the low frequency IH heating shown in FIGS. 33 and 34, in the case of FIGS. 35 and 36, the temperature rise time is shorter, and the temperature distribution after a predetermined time is more uniform. I understand that. That is, when IH heating is performed on a large secondary battery, a more uniform temperature distribution can be obtained by heating both the electrode stack and the container than when intensively heating the electrode stack inside the secondary battery. It is done.
(大型二次電池に対する局部IH加熱)
次に、大型二次電池に対して実施の形態4で説明した局部IH加熱を行なった結果について説明する。
(Local IH heating for large secondary batteries)
Next, the result of performing the local IH heating described in
図37は、大型二次電池に対する局部IH加熱における温度分布を示す図である。
図38は、大型二次電池に対する局部IH加熱における各位置での温度の時間変化を示す図である。図37、図38を参照して、加熱効率は他のIH加熱の場合に比べて低いが、温度時間特性において一次遅れ特性が得られているという利点がある。さらに、最初の数百秒間は、温度にばらつきが認められるが、熱平衡後は2〜3℃以内で安定しているという利点がある。これらの点で、図37、図38に示す結果は、図31、図32に示した高周波IH加熱の結果よりも優れている。
FIG. 37 is a diagram showing a temperature distribution in local IH heating for a large secondary battery.
FIG. 38 is a diagram showing a temporal change in temperature at each position in local IH heating for a large-sized secondary battery. Referring to FIGS. 37 and 38, the heating efficiency is lower than in the case of other IH heating, but there is an advantage that a first order lag characteristic is obtained in the temperature time characteristic. Furthermore, although there are variations in temperature for the first several hundred seconds, there is an advantage that the temperature is stable within 2 to 3 ° C. after thermal equilibrium. In these respects, the results shown in FIGS. 37 and 38 are superior to the results of the high frequency IH heating shown in FIGS.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time must be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 加熱試験装置、10,10A,10B コイル、11,11A,11B 交流電源部、12,12A,12B 加熱部(低周波磁界発生装置)、13 温度計測部、14 制御部、15A,15B 平面型コイル、20 二次電池、21A,21B,21C 電極積層体、22N 集電体端部(負極端部)、22P 集電体端部(正極端部)、23N 電極端子(負極端子)、23P 電極端子(正極端子)、24P,24N リード線、25 容器、30 巻回軸、31 正極板、32 負極板、33 セパレータ。
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記蓄電デバイスの温度を検出する温度検出部と、
前記温度検出部によって検出された温度に基づいて、前記第1の磁界発生部が発生する前記第1の交流磁界の強度を制御する制御部とを備えた、蓄電デバイスの加熱試験装置。 A first magnetic field generation unit configured to generate a first AC magnetic field included in a first frequency region of 50 Hz to 5 kHz and apply the first AC magnetic field to the power storage device in order to perform induction heating of the power storage device;
A temperature detector for detecting the temperature of the electricity storage device;
An electrical storage device heating test apparatus comprising: a control unit that controls the intensity of the first alternating magnetic field generated by the first magnetic field generation unit based on the temperature detected by the temperature detection unit.
前記第1の磁界発生部は、前記電極積層体の巻回軸に垂直な方向に前記第1の交流磁界を印加する、請求項1に記載の蓄電デバイスの加熱試験装置。 The power storage device includes an electrode laminate configured by winding a positive electrode plate and a negative electrode plate via a separator,
The power storage device heating test apparatus according to claim 1, wherein the first magnetic field generation unit applies the first AC magnetic field in a direction perpendicular to a winding axis of the electrode stack.
前記第1の磁界発生部は、前記電極積層体の積層方向に前記第1の交流磁界を印加する、請求項1に記載の蓄電デバイスの加熱試験装置。 The electricity storage device includes an electrode laminate configured by alternately laminating a plurality of positive plates and a plurality of negative plates one by one through a separator,
The power storage device heating test apparatus according to claim 1, wherein the first magnetic field generation unit applies the first AC magnetic field in a stacking direction of the electrode stack.
前記第1の交流磁界が前記金属容器を透過する透過率をT1とし、前記第1の交流磁界が前記電極積層体を透過する透過率をT2としたとき、前記第1の交流磁界の周波数は、T1×(1−T2)が所定の値よりも大きくなるように予め設定される、請求項2または3に記載の蓄電デバイスの加熱試験装置。 The electricity storage device further includes a metal container that houses the electrode laminate,
When the transmittance of the first alternating magnetic field passing through the metal container is T1, and the transmittance of the first alternating magnetic field penetrating the electrode stack is T2, the frequency of the first alternating magnetic field is , T1 × (1−T2) is set in advance so as to be larger than a predetermined value.
前記第1の磁界発生部は、前記電極積層体の巻回軸方向に前記第1の交流磁界を印加する、請求項1に記載の蓄電デバイスの加熱試験装置。 The power storage device includes an electrode laminate configured by winding a positive electrode plate and a negative electrode plate via a separator,
The power storage device heating test apparatus according to claim 1, wherein the first magnetic field generation unit applies the first AC magnetic field in a winding axis direction of the electrode stack.
前記第1の磁界発生部は、前記電極積層体の積層方向に垂直な方向に前記第1の交流磁界を印加する、請求項1に記載の蓄電デバイスの加熱試験装置。 The electricity storage device includes an electrode laminate configured by alternately laminating a plurality of positive plates and a plurality of negative plates one by one through a separator,
The power storage device heating test apparatus according to claim 1, wherein the first magnetic field generation unit applies the first AC magnetic field in a direction perpendicular to a stacking direction of the electrode stack.
前記第1の交流磁界の周波数は、前記電極積層体の中心部分の温度上昇と前記金属容器の温度上昇とがほぼ等しくなるように予め設定される、請求項2,3,6,7のいずれか1項に記載の蓄電デバイスの加熱試験装置。 The electricity storage device further includes a metal container that houses the electrode laminate,
The frequency of the first AC magnetic field is set in advance so that the temperature rise in the central portion of the electrode laminate and the temperature rise in the metal container are substantially equal. The heating test apparatus for an electricity storage device according to claim 1.
正極板および負極板がセパレータを介して巻回されることによって構成された電極積層体と、
前記電極積層体の巻回軸方向の両端にそれぞれ設けられた正極端部および負極端部とを含み、
前記正極端部は、前記電極積層体を構成する正極板と接続され、
前記負極端部は、前記電極積層体を構成する負極板と接続され、
前記第1の磁界発生部は、前記正極端部に集中して印加されるような局所的な磁界を発生する第1の局所磁界発生部および前記負極端部に集中して印加されるような局所的な磁界を発生する第2の局所磁界発生部のうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載の蓄電デバイスの加熱試験装置。 The electricity storage device is:
An electrode laminate configured by winding a positive electrode plate and a negative electrode plate via a separator;
Including a positive electrode end and a negative electrode end respectively provided at both ends of the winding axis direction of the electrode laminate,
The positive electrode end is connected to a positive electrode plate constituting the electrode laminate,
The negative electrode end is connected to a negative electrode plate constituting the electrode laminate,
The first magnetic field generator is concentratedly applied to the first local magnetic field generator and the negative electrode end that generate a local magnetic field that is concentratedly applied to the positive electrode end. The heating test apparatus for an electric storage device according to claim 1, comprising at least one of second local magnetic field generation units that generate a local magnetic field.
複数の正極板および複数の負極板がセパレータを介して1層ずつ交互に積層されることによって構成された電極積層体と、
前記電極積層体の積層方向と垂直な方向の両端にそれぞれ設けられた正極端部および負極端部とを含み、
前記正極端部は、前記電極積層体を構成する複数の正極板と接続され、
前記負極端部は、前記電極積層体を構成する複数の負極板と接続され、
前記第1の磁界発生部は、前記正極端部に集中して印加されるような局所的な磁界を発生する第1の局所磁界発生部および前記負極端部に集中して印加されるような局所的な磁界を発生する第2の局所磁界発生部のうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載の蓄電デバイスの加熱試験装置。 The electricity storage device is:
An electrode laminate configured by alternately laminating a plurality of positive plates and a plurality of negative plates one by one via a separator;
A positive electrode end and a negative electrode end respectively provided at both ends in a direction perpendicular to the stacking direction of the electrode stack,
The positive electrode end is connected to a plurality of positive electrodes constituting the electrode laminate,
The negative electrode end is connected to a plurality of negative electrodes constituting the electrode laminate,
The first magnetic field generator is concentratedly applied to the first local magnetic field generator and the negative electrode end that generate a local magnetic field that is concentratedly applied to the positive electrode end. The heating test apparatus for an electric storage device according to claim 1, comprising at least one of second local magnetic field generation units that generate a local magnetic field.
正極板および負極板がセパレータを介して巻回されるか、もしくは複数の正極板および複数の負極板がセパレータを介して1層ずつ交互に積層されることによって構成された電極積層体と、
前記電極積層体を収納する容器と、
前記容器に取り付けられ、前記電極積層体を構成する1または複数の正極板と電気的に接続された正極端子と、
前記容器に取り付けられ、前記電極積層体を構成する1または複数の負極板と電気的に接続された負極端子とを含み、
前記温度検出部は、前記正極端子または前記負極端子の温度を検出する、請求項1に記載の蓄電デバイスの加熱試験装置。 The electricity storage device is:
A positive electrode plate and a negative electrode plate are wound via a separator, or a plurality of positive electrode plates and a plurality of negative electrode plates are alternately stacked one by one via a separator;
A container for storing the electrode laminate;
A positive electrode terminal attached to the container and electrically connected to one or more positive electrode plates constituting the electrode laminate;
A negative electrode terminal attached to the container and electrically connected to one or more negative electrode plates constituting the electrode laminate,
The power storage device heating test apparatus according to claim 1, wherein the temperature detection unit detects a temperature of the positive electrode terminal or the negative electrode terminal.
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015152504A (en) * | 2014-02-18 | 2015-08-24 | 三菱電機株式会社 | Heating test control apparatus, and heating test control method |
KR101793311B1 (en) * | 2013-10-18 | 2017-11-02 | 주식회사 엘지화학 | Baking system for polymer battery |
KR101816948B1 (en) * | 2013-11-29 | 2018-01-09 | 주식회사 엘지화학 | Electrolyte impregnation apparatus and method for manufacturing secondary battery using the same |
US20220200077A1 (en) * | 2020-12-23 | 2022-06-23 | GM Global Technology Operations LLC | Electrochemical devices including internal eddy current heating |
WO2023045813A1 (en) * | 2021-09-27 | 2023-03-30 | 华为技术有限公司 | Battery heating apparatus and electronic device |
DE102022117794A1 (en) | 2022-07-15 | 2024-01-18 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Inductive drying of at least one electrode for a battery |
US11936028B1 (en) | 2020-07-13 | 2024-03-19 | Ampcera Inc. | Systems and methods for heating electrochemical systems |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4864534A (en) * | 1971-12-08 | 1973-09-06 | ||
JPH0315189A (en) * | 1989-06-09 | 1991-01-23 | Mitsubishi Electric Corp | Induction heating method for slab |
JPH06154623A (en) * | 1992-11-20 | 1994-06-03 | Denki Kogyo Co Ltd | High frequency induction heater for spirally wound body |
JP2003217667A (en) * | 2002-01-16 | 2003-07-31 | Japan Storage Battery Co Ltd | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
JP2003308887A (en) * | 2002-04-12 | 2003-10-31 | Japan Storage Battery Co Ltd | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
JP2006010648A (en) * | 2004-06-29 | 2006-01-12 | Mitsubishi Chemicals Corp | Temperature distribution evaluation method, simulation device, and simulation program |
JP2007244050A (en) * | 2006-03-07 | 2007-09-20 | Panasonic Ev Energy Co Ltd | Temperature control device of secondary battery, battery pack for vehicle, and temperature control program of secondary battery |
JP2010097835A (en) * | 2008-10-17 | 2010-04-30 | Mitsubishi Chemicals Corp | Lithium secondary battery and thermal stability appraisal method of formation material |
WO2011145250A1 (en) * | 2010-05-17 | 2011-11-24 | パナソニック株式会社 | Lithium-ion secondary battery system and battery pack |
-
2012
- 2012-01-18 JP JP2012007835A patent/JP5649594B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4864534A (en) * | 1971-12-08 | 1973-09-06 | ||
JPH0315189A (en) * | 1989-06-09 | 1991-01-23 | Mitsubishi Electric Corp | Induction heating method for slab |
JPH06154623A (en) * | 1992-11-20 | 1994-06-03 | Denki Kogyo Co Ltd | High frequency induction heater for spirally wound body |
JP2003217667A (en) * | 2002-01-16 | 2003-07-31 | Japan Storage Battery Co Ltd | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
JP2003308887A (en) * | 2002-04-12 | 2003-10-31 | Japan Storage Battery Co Ltd | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
JP2006010648A (en) * | 2004-06-29 | 2006-01-12 | Mitsubishi Chemicals Corp | Temperature distribution evaluation method, simulation device, and simulation program |
JP2007244050A (en) * | 2006-03-07 | 2007-09-20 | Panasonic Ev Energy Co Ltd | Temperature control device of secondary battery, battery pack for vehicle, and temperature control program of secondary battery |
JP2010097835A (en) * | 2008-10-17 | 2010-04-30 | Mitsubishi Chemicals Corp | Lithium secondary battery and thermal stability appraisal method of formation material |
WO2011145250A1 (en) * | 2010-05-17 | 2011-11-24 | パナソニック株式会社 | Lithium-ion secondary battery system and battery pack |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101793311B1 (en) * | 2013-10-18 | 2017-11-02 | 주식회사 엘지화학 | Baking system for polymer battery |
KR101816948B1 (en) * | 2013-11-29 | 2018-01-09 | 주식회사 엘지화학 | Electrolyte impregnation apparatus and method for manufacturing secondary battery using the same |
JP2015152504A (en) * | 2014-02-18 | 2015-08-24 | 三菱電機株式会社 | Heating test control apparatus, and heating test control method |
US11936028B1 (en) | 2020-07-13 | 2024-03-19 | Ampcera Inc. | Systems and methods for heating electrochemical systems |
US20220200077A1 (en) * | 2020-12-23 | 2022-06-23 | GM Global Technology Operations LLC | Electrochemical devices including internal eddy current heating |
US11837704B2 (en) * | 2020-12-23 | 2023-12-05 | GM Global Technology Operations LLC | Electrochemical devices including internal eddy current heating |
WO2023045813A1 (en) * | 2021-09-27 | 2023-03-30 | 华为技术有限公司 | Battery heating apparatus and electronic device |
DE102022117794A1 (en) | 2022-07-15 | 2024-01-18 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Inductive drying of at least one electrode for a battery |
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