JP2015108605A - Outside short circuit testing apparatus and outside short circuit testing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、リチウムイオン電池等の蓄電デバイスを対象とする外部短絡試験を行うための外部短絡試験装置および外部短絡試験方法に関する。 The present invention relates to an external short-circuit test apparatus and an external short-circuit test method for performing an external short-circuit test on a power storage device such as a lithium ion battery.
移動情報端末機器、あるいはEV(Electric Vehicle)、HEV(Hybrid Electric Vehicle)など、様々な分野で用いられるリチウムイオン電池のような蓄電デバイスは、用途がますます拡大されている。その中で、大容量化、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高性能化が進められている。このような高性能化が進む中で、蓄電デバイスの安全性の向上が求められると同時に、安全性を評価する技術の向上も求められている。 Power storage devices such as lithium ion batteries used in various fields such as mobile information terminal devices, EVs (Electric Vehicles), HEVs (Hybrid Electric Vehicles), and the like are increasingly used. Among them, from the viewpoint of increasing the capacity, reducing the weight, or increasing the size, the performance of each battery is being improved. Along with such progress in performance, there is a demand for improvement in safety of power storage devices, and at the same time, improvement in technology for evaluating safety.
蓄電デバイスの安全性評価の一つに外部短絡試験(例えば、非特許文献1参照。)がある。外部短絡試験は、蓄電デバイスの取り扱い中に、治工具類やその他導電性の物が蓄電デバイスの端子(正極端子と負極端子)に接触して、蓄電デバイスが短絡するといった不慮の事故を想定した短絡試験であり、その時の蓄電デバイスの事象を評価するものである。しかしながら、従来の特性評価装置は、蓄電デバイスの特性を評価するためや、蓄電デバイス自身が短絡していないかを評価・検査する装置であった(例えば、特許文献1参照。)。 One of the safety evaluations of an electricity storage device is an external short circuit test (see, for example, Non-Patent Document 1). The external short-circuit test assumed an unexpected accident such as jigs and tools or other conductive objects coming into contact with the terminals (positive terminal and negative terminal) of the storage device and shorting the storage device while handling the storage device. This is a short-circuit test and evaluates the event of the electricity storage device at that time. However, the conventional characteristic evaluation apparatus is an apparatus for evaluating the characteristics of the power storage device or for evaluating / inspecting whether the power storage device itself is short-circuited (for example, see Patent Document 1).
そのため、従来の特性評価装置では、外部短絡時に実際に蓄電デバイスに流れる大電流を測定することや、その時の電圧降下を正確に評価することができなかった。例えば特許文献1では、インダクタンス成分吸収回路を用い、測定用端子を電極端子に接触させた際に流れる電流を測定している。そのため、実際の短絡時を想定した純粋な短絡による大電流を評価できず、また、接触の際に火花放電が発生する可能性があり、十分な電流の取り出しもできなかった。
Therefore, the conventional characteristic evaluation apparatus cannot measure a large current that actually flows through the power storage device when an external short circuit occurs, and cannot accurately evaluate a voltage drop at that time. For example, in
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、蓄電デバイスで外部短絡が生じた際の事象を正確に評価できる外部短絡試験装置および外部短絡試験方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides an external short-circuit test apparatus and an external short-circuit test method capable of accurately evaluating an event when an external short circuit occurs in a power storage device. It is an object.
本発明にかかる蓄電デバイスの外部短絡試験装置は、蓄電デバイスの正極端子と負極端子との間を短絡させる外部短絡回路によって、前記蓄電デバイスの外部短絡試験を行う装置であって、前記外部短絡回路には、前記正極端子と前記負極端子に各別に接続されて対をなす長尺状の端子と、前記外部短絡回路に挿入された開閉器と、が設けられ、前記長尺状の端子は、前記正極端子と前記負極端子に各別に接続された際、前記長尺方向に沿って前記正極端子と前記負極端子の間隔よりも狭い間隔で並ぶ平行導体を形成することを特徴とする。 An external short-circuit test apparatus for an electricity storage device according to the present invention is an apparatus that performs an external short-circuit test for the electricity storage device by an external short-circuit that short-circuits between a positive electrode terminal and a negative electrode terminal of the electricity storage device, the external short-circuit circuit Are provided with a pair of long terminals connected to the positive terminal and the negative terminal, respectively, and a switch inserted in the external short circuit, and the long terminals are: When connected to the positive electrode terminal and the negative electrode terminal separately, parallel conductors are formed along the lengthwise direction so as to be arranged at an interval narrower than the interval between the positive electrode terminal and the negative electrode terminal.
本発明にかかる蓄電デバイスの外部短絡試験方法は、開閉器が挿入された外部短絡回路を用いて蓄電デバイスの正極端子と負極端子との間に短絡を生じさせ、前記蓄電デバイスの外部短絡試験を行う方法であって、前記開閉器を開にした状態で、前記外部短絡回路の対をなす端子を前記正極端子と前記負極端子に各別に接続する工程と、前記開閉器を開から閉に切り替え、前記短絡を生じさせる工程と、少なくとも前記短絡時に前記外部短絡回路に流れる電流を測定する工程と、を含み、前記対をなす端子は、それぞれ長尺状をなすとともに、前記正極端子と前記負極端子に各別に接続された際、前記長尺方向に沿って前記正極端子と前記負極端子の間隔よりも狭い間隔で並ぶ平行導体が形成されることを特徴とする。 An external short-circuit test method for an electricity storage device according to the present invention causes an external short circuit between the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the electricity storage device using an external short circuit in which a switch is inserted, and performs an external short-circuit test of the electricity storage device. A method of performing the steps of connecting the terminals of the external short circuit to the positive terminal and the negative terminal separately with the switch open, and switching the switch from open to closed A step of causing the short circuit and a step of measuring a current flowing through the external short circuit at least in the case of the short circuit, wherein the paired terminals each have an elongated shape, and the positive terminal and the negative electrode When connected to the terminals separately, parallel conductors are formed along the longitudinal direction so that the parallel conductors are arranged at an interval narrower than the interval between the positive electrode terminal and the negative electrode terminal.
この発明によれば、蓄電デバイスとの接続時に火花等が発生することなく、かつ、短絡時に発生するインダクタンス成分が抑制でき、大電流を計測することができるので、蓄電デバイスで外部短絡が生じた際の事象を正確に評価することができる。 According to the present invention, there is no occurrence of a spark or the like when connected to the power storage device, and the inductance component generated at the time of the short circuit can be suppressed, and a large current can be measured. The event can be accurately evaluated.
実施の形態1.
図1〜図4は、本発明の実施の形態1にかかる外部短絡試験装置および外部短絡試験方法について説明するためのもので、図1は蓄電デバイスの外部短絡試験装置の主要な構成要素である回路構成機器の関係を示すブロック図、図2は試験対象の一例である箱形の蓄電デバイスの外観を示す斜視図、図3は外部短絡試験装置の端子部材に箱形の蓄電デバイスを接続した状態を示す斜視図である。また、図4は端子部材の構成を変えた変形例として、ケーブルを用いた端子部材に、試験対象として円柱形の蓄電デバイスを接続した状態を示す斜視図である。
1-4 is for demonstrating the external short circuit test apparatus and external short circuit test
本発明の実施の形態1にかかる蓄電デバイスの外部短絡試験装置10は、図1に示すように、試験対象の蓄電デバイス90に対して、外部短絡を生じさせるための外部短絡回路5を備えたものであり、蓄電デバイス90の両端子に接続する端子部2と、外部短絡回路5の開閉を行う開閉器である真空スイッチ3と、外部短絡回路5に流れる電流を計測するためのシャント抵抗4と、外部短絡試験における制御と試験中に必要なデータを計測する計測制御部6とを備えている。
As shown in FIG. 1, the external short-
外部短絡試験装置10の詳細な説明に先立ち、はじめに試験対象である蓄電デバイス90の基本的な構成について説明する。
試験対象である蓄電デバイス90は、図2に示すように、例えば、箱状の容器92の一面から、正極端子91Aと負極端子91B(まとめて電極端子91)が外部に露出するいわゆる箱形のリチウム電池である。電極端子91は、電気接続を行うための端子面91fと、端子面91fの中央部分から突出し、例えば締結用のネジが切られた突出部91pとで構成され、それぞれ間隔をあけて配置されている。したがって、このような形態の蓄電デバイス90を試験する時は、端子部2がそれぞれ端子面9と接触するように接続を行う。
Prior to detailed description of the external short-
As shown in FIG. 2, the
端子部2は、上述したように、蓄電デバイス90の電極端子91に各別に取り付けるものであり、従来は、先端に設けられたクリップ等を電極端子の突出部91pに挟み込むなどして外部回路との電気接続を行うように構成されていた。しかし、本実施の形態にかかる外部短絡試験装置10では、図3に示すように、端子部2を構成するそれぞれの端子体2A、2Bは、電極端子91を取り付けるための長穴2sが設けられた長尺状の取付板部2tと取付板部2tに対して長尺方向を揃えた平板部2pとを一体化して形成したものである。そして、取付板部2tを一方の電極端子91(例えば正極端子91A)に取り付けた際に、平板部2pの平坦な面が、両電極端子91間を結ぶ線と長尺方向の線を含む面に平行になるように構成されている。
As described above, the
さらに、両端子体2A、2Bを蓄電デバイス90に接続する際には、端子体2A、2Bは、両端の位置を揃え、平板部2pどうしが所定の間隔Geをあけて対向するように、互いに平行になるように配置する。つまり、端子部2は、試験対象である蓄電デバイス90に取り付けられると、蓄電デバイスとの電気接続端子であると同時に、所定の間隔Geをあけた導体の平行平板部材として機能するように構成している。また、端子部2のうち、電極端子91と接触する部分(例えば、取付板部2t)の表面は、端子面91fと同じか、それ以上の大きさになるように形状を調整している。
Furthermore, when connecting both
また、取付板部2tには、長尺方向に沿って長穴2sが形成されており、長尺方向の任意の位置で電極端子91との取り付けができるように構成されている。そのため、電極端子91を取り付けた位置に応じて電流が流れる経路長が変化し、外部短絡回路5としての抵抗値を調整することができる。
Further, the
つまり、端子部2は、電極端子91との接触面を広くすること、端子体2A、2Bの平板部2pが、互いに絶縁距離(間隔Ge)を保ちながら平行に配置することを両立している。そのため、短絡時の大電流が発生したときのインダクタンス成分を抑制することができ、より大電流を取り出すことができ、蓄電デバイス90を評価することができる。さらに、長穴2s内の任意の位置に電極端子91をスライドさせ固定できるようにしたことで、正極端子91Aから負極端子91Bまでの外部短絡回路5の経路長を長くしたり、短くしたりすることで、外部短絡回路5の抵抗値を所望の値に調整することができる。
That is, the
真空スイッチ3は、外部短絡回路5の開閉を行うためのものであり、短絡試験で流れる電流に対応し、任意のタイミングで開閉ができるように構成されている。とくに、開から閉への切り替えの際に、ステップ状に入り切りでき、ノイズ発生が少なく、切替特性に優れた開閉器であれば、真空スイッチに限ることはない。なお、真空スイッチ3は、上述した端子部2を蓄電デバイス90に取り付ける際を含め、通常は開いており、計測制御部6による制御あるいは手動制御により、開閉を切り替えるようにしている。
The
シャント抵抗4については、短絡試験で流れる電流に対応する仕様であれば、基本的には一般的にシャント抵抗として使用されているものでよい。 Basically, the shunt resistor 4 may be used as a shunt resistor as long as the specification corresponds to the current flowing in the short-circuit test.
計測制御部6は、短絡時の蓄電デバイス90の事象を評価するため、電流、電圧、温度等の物理量を計測するとともに、上述した真空スイッチ3の切り替えを制御する機能を有している。本実施の形態においては、シャント抵抗4にかかる電圧を測定する計測線6aと、蓄電デバイス90の端子電圧を測定するための計測線6bと、蓄電デバイス90の温度を測るための、例えば一端に熱電対や白金測温体などの温度センサーが接続された温度計測線6cなどが接続されている。また、真空スイッチ3の動作を制御する制御用ライン6dが接続されている。なお、計測制御部6は、ハードウェアーとして、ひとつの機器で構成する必要はなく、複数の機器を組み合わせたものでもよい。
The measurement control unit 6 has a function of measuring physical quantities such as current, voltage, and temperature and controlling the switching of the
なお、本実施の形態では、短絡試験時の電流の計測手段にシャント抵抗4を用いているが、例えば、ケーブルまわりの磁場によって電流を測定するCT(Current Transformer)を用いてもよい。また、短絡前後の蓄電デバイス90の様子を確認するため撮影機器を備えてもよい。また、測定は、任意の期間測定するようにしてもよいが、例えば、閉に切り替えた直後の期間については、測定周期が短い詳細なデータを測定したい場合は、真空スイッチ3を閉にするタイミングをトリガーとして詳細なデータ計測を開始するようにしてもよい。あるいは、電流値の変化を検知して開始するようにしてもよく、さらに所定期間を過ぎると測定周期が長くなるように切り替えるようにしてもよい。
In the present embodiment, the shunt resistor 4 is used as the current measuring means during the short-circuit test. However, for example, a CT (Current Transformer) that measures current using a magnetic field around the cable may be used. Moreover, you may provide imaging | photography equipment in order to confirm the mode of the
次に上述した外部短絡試験装置10を用いた蓄電デバイス90の外部短絡試験方法について説明する。
まず、図1に示す構成となるように上述した外部短絡試験装置10と蓄電デバイス90を準備する。この蓄電デバイス90を外部短絡回路5に接続するにあたり、外部短絡回路5の抵抗値を決める。そもそも外部短絡試験や評価では、蓄電デバイス90を短絡させる時の外部短絡回路5の抵抗値を決めて、その抵抗値で短絡させた場合の蓄電デバイス90に生ずる現象を評価するものである。そのため、蓄電デバイス90の試験や評価では、この蓄電デバイスに接続する外部短絡回路5の抵抗値を、規格や仕様、または客先の要求に合わせて決めた値で試験、評価する。
Next, the external short circuit test method of the
First, the external short-
例えば、外部短絡回路5の抵抗値は、非特許文献1に示す規格によると、それぞれの単電池(蓄電デバイス90に対応)を、正極端子(91Aに対応)および負極端子(91Bに対応)を総計30±10mΩの外部抵抗(外部短絡回路5に対応)に接続して短絡させると記載がある。この規格を適用する場合、予め測定して分かっている総計30±10mΩになるように、外部短絡回路5に蓄電デバイス90の正極端子91Aおよび負極端子91Bに端子部2を接続する。本発明による実施の形態1では、一例として非特許文献1の規格に示される抵抗値を用いるが、本発明は外部短絡回路5の抵抗値を様々な値に可変設定できる。なお、外部短絡回路5の抵抗値の調整において、例えば、端子部2での経路長を最大限にとった場合の抵抗値よりも高い抵抗値で短絡事象を評価したい場合は、外部短絡回路5の途中に抵抗機器を接続してもよい。
For example, according to the standard shown in
次に、蓄電デバイス90への端子部2の接続方法について説明する。
本発明の実施の形態にかかる外部短絡試験装置10では、蓄電デバイス90の電極端子91は、端子部2の長尺方向において、任意の位置に取り付けられる。そのため、予め抵抗測定機器を用いて、端子部2の長尺方向における、外部短絡回路5全経路の抵抗値が30±10mΩとなる範囲を特定し、その範囲内で蓄電デバイス90の電極端子91を取り付ける。
Next, a method for connecting the
In the external short-
取り付ける際は、例えば、蓄電デバイス90が、図2に示すような形状の場合、容器92から露出した正極端子91Aと負極端子91Bの突出部91pを各端子体2A、2Bの取付板部2tの長穴2sに通し、上からナット7で締め付ける。この時、取り付け位置を微妙にずらしたい場合は、端子部2の長穴2sに沿って蓄電デバイス90をスライドさせることで簡単に調整できる。また、端子部2において事前に測定した抵抗値をメモリとして、取付板部2t等に目印等を付けておけば、外部短絡回路5の抵抗値の設定が容易に分かる。その際、蓄電デバイス90と接続する端子部2の構成に関しては、本実施の形態に示すような平板状ではなく、後述する変形例のようにケーブルで構成してもよい。
When attaching, for example, when the
なお、外部短絡回路5の抵抗値を測定する際には、蓄電デバイス90は、外部短絡回路5から取外した状態(端子部2と接続していない状態)で測定する。また、外部短絡回路5の抵抗値の総計を測定するため、外部短絡回路5全体を閉回路にする必要があり、外部短絡回路5に接続している真空スイッチ3をON(閉)状態にして、外部短絡回路5の抵抗値を測定する。抵抗値の測定が終われば、外部短絡回路5にある真空スイッチ3を必ずOFF(開)状態にし、回路をオープンにしなければならない。これにて、所望の抵抗値を得る端子部2の接続範囲が決定し、その範囲内において、蓄電デバイス90の正極端子91Aと負極端子91Bをそれぞれ接続する。
When measuring the resistance value of the external
どのような場合でも、蓄電デバイス90と端子部2との接続あるいは接続の解除を行う際は、外部短絡回路5に接続された真空スイッチ3がOFF状態になっていることを毎回必ず確認する。さもなければ、もし真空スイッチ3がON状態である場合に蓄電デバイス90を外部短絡回路5に接続すると、その瞬間に短絡が生じ、適正な試験ができない。さらには、端子部2と電極端子91間での火花等の発生による、電極端子91の損傷や、試験対象である蓄電デバイス90自体の状態変化が発生してしまい、試験対象として扱えなくなる可能性がある。
In any case, it is always confirmed that the
次に、短絡時の蓄電デバイス90の現象を評価できるよう測定機器類を準備する。
本発明による外部短絡試験装置10は、上述したように短絡時の電流、電圧、温度を評価する計測制御部6を備え、計測制御部6には、計測用のケーブル(計測線6a〜6d等)が接続できるようになっている。そこで、図1に示すように、計測線6aをシャント抵抗4の両端に接続し、シャント抵抗4にかかる微小電圧を計測できるようにする。短絡電流は、計測した電圧とシャント抵抗の抵抗値に基づいて容易に換算できる。なお、試験対象に応じて、シャント抵抗4を入れ替えることがない限り、計測線6aは接続したままにしていてもよい。
Next, measuring instruments are prepared so that the phenomenon of the
As described above, the external short-
計測線6bを正極端子91A、負極端子91Bにそれぞれ接続し、蓄電デバイス90の電圧を計測できるようにする。また、温度計測線6cの一端に接続された熱電対や白金測温体などの温度センサー部分を蓄電デバイス90の容器92表面に取り付け、蓄電デバイス90の温度を測定できるようにする。温度計測箇所は、蓄電デバイス90の表面のみならず、蓄電デバイス90と端子部2との接続箇所や、端子部2の表面上であってもよい。参考として環境温度を測定してもよい。そして、短絡時の様子を観察するため、撮影機器をセットしてもよい。
The
これにより、蓄電デバイス90の外部短絡試験を実施するための準備は完了し、外部短絡試験を開始できる。準備が整った段階では、真空スイッチ3はOFF状態であり、外部短絡回路5は開状態で、電流が流れない。この状態で、外部短絡回路5に接続した真空スイッチ3をONにして蓄電デバイス90を短絡させる。真空スイッチ3の開閉によりはじめて外部短絡回路5が閉になるので、従来のように、短絡時に火花放電が発生することを抑制できる。そのため、従来のように、測定用端子を蓄電デバイス90に接触させることで外部短絡回路を生じさせていた場合に起こっていた接触不良の問題が解消できることとなる。これにより短絡前後の蓄電デバイス90の状態を測定機器(計測制御部6)で確実に計測することができ、また状態を観察することで蓄電デバイス90の試験、評価ができる。
Thereby, the preparation for implementing the external short circuit test of the
<端子部等の変形例>
なお、上記実施の形態においては、端子部で導体の平行平板を形成する例を示したが、これに限ることはなく、導体が一定の間隙を有して平行に並ぶような形態であればよい。また、蓄電デバイスが箱形(直方体)の場合を想定した構成について説明したが、試験対象となる蓄電デバイスの形状に限りがあるわけではない。そこで、本変形例においては、端子部を可撓性のあるケーブルで構成し、円柱形で端子が軸方向の両端から露出する蓄電デバイスを用いた例について図4を用いて説明する。図中、上記実施の形態1で説明したものに対応し、変形したものについては数字の直後に「V」を付した符号をつけている。また、それ以外の主な構成要素については、図1に示す構成と同じであり、詳細な説明は省略する。
<Modified example of terminal section>
In the above embodiment, the example in which the parallel flat plate of the conductor is formed at the terminal portion has been shown. However, the present invention is not limited to this, and the conductor may be arranged in parallel with a certain gap. Good. Moreover, although the structure which assumed the case where an electrical storage device was box shape (cuboid) was demonstrated, the shape of the electrical storage device used as a test object does not necessarily have a restriction | limiting. Therefore, in the present modification, an example in which the terminal portion is configured by a flexible cable and a power storage device in which the terminal is cylindrical and exposed from both ends in the axial direction will be described with reference to FIG. In the figure, corresponding to what has been described in the first embodiment, the deformed ones are given a reference numeral “V” immediately after the number. The other main components are the same as those shown in FIG. 1, and detailed description thereof is omitted.
図4に示すように、本変形例においては、端子部2Vのうち、平行に並ぶ導体を形成するのはケーブル2Vpである。そして、蓄電デバイス90Vは、円柱形をなし、図示しない端子が両端から分かれて露出しているものである。ケーブル2Vpには、蓄電デバイス90Vを取り付けるための中継ブロック2Vrが長尺方向に沿って複数あり、蓄電デバイス90Vを取り付けた中継ブロック2Vrによって、経路長が変化し、外部短絡回路5の抵抗値を変化させることができる。なお、ケーブル2Vpは、丸型ケーブルに限らず平角ケーブルでもよい。
As shown in FIG. 4, in this modification, it is the cable 2Vp that forms conductors arranged in parallel in the
このとき、中継ブロック2Vrを、ケーブル2Vpに沿ってスライドできるようにしておくと、選択した中継ブロック2Vrの位置をスライドさせることで、抵抗値を微妙に調整することができるようになる。また、前もって所望の抵抗値となる接続箇所を特定し、先に中継ブロック2Vrの準備(位置設定)をしておくこともできる。いずれの場合も端子部2Vでは、一定以下の間隔をあけた平行導体が形成されるようケーブル2Vp間を近づけて配置する。
At this time, if the relay block 2Vr can be slid along the cable 2Vp, the resistance value can be finely adjusted by sliding the position of the selected relay block 2Vr. Further, it is possible to identify a connection portion having a desired resistance value in advance and prepare (position setting) the relay block 2Vr in advance. In any case, in the
次に、蓄電デバイス90Vへの端子部2Vの接続方法について説明する。
円柱型の蓄電デバイス90Vの両端に対し、図示しない正極端子、負極端子をそれぞれ覆うように取付部材2Vtを取り付ける。そして、ケーブル2Vp上の選択した中継ブロック2Vrに蓄電デバイス90Vに取り付けた取付部材2Vtをネジ8等で接続する。その後、ケーブル2Vpを一定以下の隙間で平行に並ぶように配置する。
Next, a method for connecting the
The attachment member 2Vt is attached to both ends of the cylindrical
このとき、正極端子側の取付部材2Vt、中継ブロック2Vr、およびケーブル2Vpに対して、負極端子側の取付部材2Vt、中継ブロック2Vr、およびケーブル2Vpが互いに接触しないよう、例えばテープ等で絶縁処理をしておく。すると、平行導体間を短絡させることなく、間隔をできるだけ短い一定以下に容易に保つことができる。 At this time, with respect to the attachment member 2Vt on the positive terminal side, the relay block 2Vr, and the cable 2Vp, insulation treatment is performed with, for example, tape so that the attachment member 2Vt, the relay block 2Vr, and the cable 2Vp on the negative electrode side do not contact each other. Keep it. Then, it is possible to easily keep the distance as short as possible without short-circuiting the parallel conductors.
なお、本変形例では、両端子が反対の面から露出する蓄電デバイス90Vに対して、ケーブル2Vpを用いた端子部2Vの例を示したが、これに限ることはない。図3に示すような平板部2pを用いて平行平板を形成してもよく、その場合、例えば、長穴2sを有する取付板部2tを平板部2pに対して直角に折り曲げるようにして一体化もしくは接続すればよい。
In addition, in this modification, although the example of the
つまり、実施の形態1における平板部2pを用いて平行平板を形成する端子部2でも、変形例のように可撓性のあるケーブル2Vpで平行導体を形成する端子部2Vでも、蓄電デバイスの電極間の間隔よりも狭い間隔で並ぶようにした。これにより、外部短絡回路5におけるインダクタンスLzを下げることができる。
That is, even in the
例えば、平板部2pを用いて平行平板を形成する端子部2の場合、間隔Geを蓄電デバイス90の正極端子91Aと負極端子91Bの間隔Wtよりも狭くなるようにした。すると、インダクタンスLzは、間隔Geと平行平板の幅Wpと係数Aを用いて、式(1)のような関係になる。
Lz=A(Ge/Wp) ・・・(1)
For example, in the case of the
Lz = A (Ge / Wp) (1)
一方、変形例のように可撓性のあるケーブル2Vpで平行導体を形成する端子部2Vでも、蓄電デバイス90Vの端子間距離(間隔Wt)よりも、導線部分の中心間の距離Gcが狭くなるようにした。これにより、インダクタンスLzは、導線部分の中心間の距離Gcと導線の半径Rcと係数Bを用いて、式(2)のような関係になる。
Lz=Blog(Gc/Rc) ・・・(2)
On the other hand, even in the
Lz = Blog (Gc / Rc) (2)
どちらの場合も、間隔GeまたはGcを端子間の間隔Wtよりも狭めることで、インダクタンス成分を抑制する。そして、外部短絡回路5に設けた真空スイッチ3をONにすることで、はじめて短絡発生するので、端子部2あるいは2V(以降、まとめて端子部2)の間隔を上述した条件に設定した状態で短絡を開始できる。そのため、どのような形状の蓄電デバイス90あるいは90V(以降、まとめて蓄電デバイス90)に対しても短絡時に発生するインダクタンス成分が抑制でき、大電流を計測することができる。
In either case, the inductance component is suppressed by making the interval Ge or Gc narrower than the interval Wt between the terminals. Then, since the short circuit occurs for the first time by turning on the
また、外部短絡回路5内で開閉を行うので、測定用端子と蓄電デバイスの端子が触れた瞬間に短絡が生じる場合とは異なり、短絡時の火花放電を抑制できる。さらには、蓄電デバイス90と端子部2との短絡発生時の実質的な接続面積を、端子部2の面積と同程度に確保することができ、蓄電デバイス90から大電流を取り出すことができる。そのため、接触不良による測定不良、さらには測定不能の発生を防止し、蓄電デバイス90で外部短絡が生じた際の事象を正確に評価することができる。
In addition, since the external
また、端子部2に接続する蓄電デバイス90の接続位置を端子部2内の長尺方向における任意の位置に接続できる機構とすることで、外部短絡回路全体の経路長を調整することができ、所望の外部回路抵抗値で短絡試験することができる。そのため、実際の短絡事象を想定して外部短絡回路の抵抗値を可変させた試験や、蓄電デバイス90に関する様々な安全規格に対応した試験ができる。同時に短絡時の蓄電デバイス90の電圧、電流、温度がどのような挙動を示すのかを評価することができる。さらに言えば、規格に示される抵抗値以下の外部短絡回路とした、更に厳しい条件下での試験もでき、蓄電デバイス90を評価することができる。
Further, by setting the connection position of the
以上のように、本発明の実施の形態1にかかる外部短絡試験装置10によれば、蓄電デバイス90の正極端子91Aと負極端子91Bとの間を短絡させる外部短絡回路5によって、蓄電デバイス90の外部短絡試験を行う装置であって、外部短絡回路5には、正極端子91Aと負極端子91Bに各別に接続されて対をなす長尺状の端子(端子部2)と、外部短絡回路5に挿入された開閉器(真空スイッチ3)と、が設けられ、長尺状の端子(端子部2)は、正極端子91Aと負極端子91Bに各別に接続された際、長尺方向に沿って正極端子91Aと負極端子91Bの間隔Wtよりも狭い間隔Ge(または中心間距離Gc)で並ぶ平行導体を形成するように構成したので、蓄電デバイス90との接続時に火花等が発生することなく、かつ、短絡時に発生するインダクタンス成分が抑制でき、大電流を計測することができるので、蓄電デバイス90で外部短絡が生じた際の事象を正確に評価することができる。
As described above, according to the external short-
また、長尺状の端子(端子部2)は、電流の経路長を調節できるように構成されているので、外部短絡回路5の抵抗値を、例えば規格に応じた所望の抵抗値に調整することができる。その際、長尺状の端子(端子部2)は、正極端子91Aと負極端子91Bとの接続位置を長尺方向において変更できるので、容易に所望の抵抗値に調整することができる。
Moreover, since the long terminal (terminal part 2) is comprised so that the path | route length of an electric current can be adjusted, the resistance value of the external
なお、平行導体を、長尺状の端子(端子部2)を構成する平板部材(平板部2p)によって形成するようにすれば、容易に平行導体の隙間を調整できる。 If the parallel conductor is formed by a flat plate member (flat plate portion 2p) constituting the long terminal (terminal portion 2), the gap between the parallel conductors can be easily adjusted.
あるいは、平行導体を、長尺状の端子(端子部2V)を構成するケーブル部材(ケーブル2Vp)によって形成されるので、様々な形状の蓄電デバイス90に容易に対応できる。
Or since a parallel conductor is formed of the cable member (cable 2Vp) which comprises a elongate terminal (
また、本実施の形態1にかかる蓄電デバイス90の外部短絡試験方法によれば、開閉器(真空スイッチ3)が挿入された外部短絡回路5を用いて蓄電デバイス90の正極端子91Aと負極端子91Bとの間に短絡を生じさせ、蓄電デバイス90の外部短絡試験を行う方法であって、開閉器(真空スイッチ3)を開にした状態で、外部短絡回路5の対をなす端子(端子部2)を正極端子91Aと負極端子91Bに各別に接続する工程と、開閉器(真空スイッチ3)を開から閉に切り替え、短絡を生じさせる工程と、少なくとも短絡時に外部短絡回路5に流れる電流を測定する工程と、を含み、対をなす端子(端子部2)は、それぞれ(端子体2A、2B)長尺状をなすとともに、正極端子91Aと負極端子91Bに各別に接続された際、長尺方向に沿って正極端子91Aと負極端子91Bの間隔Wtよりも狭い間隔Ge(または中心間距離Gc)で並ぶ平行導体が形成されるように構成したので、蓄電デバイス90との接続時に火花等が発生することなく、かつ、短絡時に発生するインダクタンス成分が抑制でき、大電流を計測することができるので、蓄電デバイス90で外部短絡が生じた際の事象を正確に評価することができる。
Moreover, according to the external short circuit test method of the
2,2V:端子部、 2p:平板部(平行導体)、 2s:長穴、 2t:取付板部、
2Vr:中継ブロック、 2Vp:ケーブル(平行導体)、 2Vt:端子ブロック、
3:真空スイッチ(開閉器)、 4:シャント抵抗、 5:外部短絡回路、 6:計測制御部、 90:蓄電デバイス、 91:電極端子、
Ge:平行導体(平板)の間隙、 Gc:平行導体(ケーブルの中心間)の間隔。
2, 2V: terminal portion, 2p: flat plate portion (parallel conductor), 2s: long hole, 2t: mounting plate portion,
2Vr: relay block, 2Vp: cable (parallel conductor), 2Vt: terminal block,
3: vacuum switch (switch), 4: shunt resistor, 5: external short circuit, 6: measurement control unit, 90: electricity storage device, 91: electrode terminal,
Ge: a gap between parallel conductors (flat plate), Gc: a gap between parallel conductors (between the centers of the cables).
Claims (6)
前記外部短絡回路には、
前記正極端子と前記負極端子に各別に接続されて対をなす長尺状の端子と、
前記外部短絡回路に挿入された開閉器と、が設けられ、
前記長尺状の端子は、前記正極端子と前記負極端子に各別に接続された際、前記長尺方向に沿って前記正極端子と前記負極端子の間隔よりも狭い間隔で並ぶ平行導体を形成することを特徴とする外部短絡試験装置。 By an external short circuit that short-circuits between the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the electricity storage device, an apparatus for performing an external short circuit test of the electricity storage device,
In the external short circuit,
A pair of elongated terminals connected to the positive terminal and the negative terminal, respectively,
A switch inserted in the external short circuit, and
The long terminals form parallel conductors that are arranged at a distance narrower than the distance between the positive terminal and the negative terminal along the long direction when connected to the positive terminal and the negative terminal, respectively. An external short-circuit test apparatus.
前記開閉器を開にした状態で、前記外部短絡回路の対をなす端子を前記正極端子と前記負極端子に各別に接続する工程と、
前記開閉器を開から閉に切り替え、前記短絡を生じさせる工程と、
少なくとも前記短絡が生じた時に前記外部短絡回路に流れる電流を測定する工程と、を含み、
前記対をなす端子は、それぞれ長尺状をなすとともに、前記正極端子と前記負極端子に各別に接続された際、前記長尺方向に沿って前記正極端子と前記負極端子の間隔よりも狭い間隔で並ぶ平行導体が形成されることを特徴とする外部短絡試験方法。 A short circuit is caused between the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the electricity storage device using an external short circuit in which a switch is inserted, and a method for performing an external short circuit test of the electricity storage device,
With the switch open, connecting the terminals forming a pair of the external short circuit to the positive terminal and the negative terminal separately,
Switching the switch from open to closed and causing the short circuit;
Measuring at least a current flowing in the external short circuit when the short circuit occurs,
The paired terminals each have an elongated shape, and when connected to the positive electrode terminal and the negative electrode terminal, respectively, the gap is narrower than the gap between the positive electrode terminal and the negative electrode terminal along the longitudinal direction. An external short circuit test method characterized in that parallel conductors lined up with each other are formed.
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