JP2015201380A - 二次電池の試験装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】二次電池の試験装置1は、二次電池を収容する試験槽2と、二次電池の異常を検出する異常検知部4と、二次電池を冷却するための液媒を貯留する液媒貯留部5と、液媒を冷却する液媒冷却部6と、液媒を二次電池に供給する液媒供給部7と、液媒冷却部6および液媒供給部7を制御する制御部9とを備えている。制御部9は、異常検知部4が二次電池の異常を検知すると、液媒冷却部6によって冷却された液媒を二次電池に供給することによって当該二次電池を冷却するように液媒供給部7を制御する。
【選択図】図1
Description
図1に示されるように、試験装置1は、試料である二次電池100の種々の試験(例えば、安全性試験や充放電試験など)を行う試験装置である。この本発明の第1実施形態に係る試験装置1は、二次電池100の異常が発生したときには、液媒Lを冷却した後に当該液媒を噴射して二次電池100を冷却するように構成されている。
(1)
第1実施形態の試験装置1では、制御部9は、異常検知部4が二次電池100の異常を検知すると、液媒冷却部6によって冷却された液媒Lを用いて二次電池100を冷却するように液媒供給部7(二次電池冷却部)を制御する。
第1実施形態の試験装置1では、制御部9は、異常検知部4による二次電池100の一段階目の異常検知に基づいて、液媒Lを冷却するように液媒冷却部6を制御し、当該異常検知部4による二次電池100の二段階目の異常検知に基づいて、液媒Lを二次電池100に噴射することによって二次電池100を冷却するように液媒供給部7(すなわち、二次電池冷却部)を制御する。
第1実施形態の試験装置1では、載置部8は、二次電池100が載置される底壁8aと、二次電池100の周囲を覆うことにより底壁8aとともに空間部8cを形成する周壁8bとを有している。したがって、液媒Lが載置部8の底壁8aに載置された二次電池100に対して供給されたとき、液媒は底壁8aと周壁8bとで囲まれた空間部8cに貯められる。二次電池100はこの空間部8cに貯められた液媒に浸かる。これにより、二次電池100をより急速に冷却することが可能である。
第1実施形態の試験装置1では、異常検知部4は、二次電池100の温度を測定する温度測定部4aを有している。異常検知部4は、二次電池100の温度、すなわち、電池温度θBによって異常を検知する。すなわち、この異常検知部4は、電池温度θBが第1異常基準値θA1に到達したときに一段階目の異常を検知し、電池温度θBが第1異常基準値θA1よりも高い第2異常基準値θA2に到達したときに二段階目の異常を検知する。これにより、電池温度θBが上昇するのに応じて、液媒冷却部6によって液媒Lを冷却する動作を行った後、当該冷却された液媒Lを用いて二次電池100を急速に冷却することが可能である。
第1実施形態の試験装置1では、液媒冷却部6が液媒Lを―30〜―60℃の極低温まで冷却するので、この極低温まで冷却された液媒Lを用いて二次電池100を急速に冷却することが可能である。
第1実施形態の試験装置1では、液媒冷却部6は、液媒Lと当該液媒Lを冷却する冷却流体との間で熱交換を行う熱交換器6bを有する。したがって、液媒Lを熱交換器6bを介して液体窒素などの冷却流体との間で熱交換を行うことにより、液媒Lを―30℃以下の極低温まで急速に冷却することが可能である。
第1実施形態の試験装置1では、冷却流体として 液化ガスが用いられるので、液媒Lを液体窒素などの液化ガスとの間で熱交換を行うことにより、液媒Lを―30℃以下の極低温まで急速に冷却することが可能である。
(A)
上記の第1実施形態の試験装置1では、異常検知部4は2段階で二次電池100の異常を検知し、制御部9は1段階目の異常が検知されたときに液媒冷却部6に対して液媒Lを冷却するように制御し、2段階目の異常が検知されたときに液媒供給部7に対して液媒Lを供給するように制御しているが、本発明はこれに限定するものではない。本発明の変形例として、異常検知部4が二次電池100の異常を1度検知したときに、制御部9が液媒冷却部6に対して液媒Lを冷却するように制御し、その後に続いて液媒供給部7に対して液媒Lを供給するように制御することにより、一連の制御を実行するようにしてもよい。
上記第1実施形態の試験装置1では、異常検知部4は二次電池の温度によって二次電池100の異常を検知しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、異常検知部は二次電池の温度以外の他の方法による検知、例えば二次電池のインピーダンスの変化の検知などによって二次電池の異常を検知するようにしてもよい。
上記の第1実施形態の試験装置1では、液媒冷却部6は、液化ガスなどの冷却流体と液媒Lとを熱交換して液媒Lを冷却する構成を有しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、液媒Lを冷却することが可能な構成であれば種々の冷凍機または冷凍手段が採用され得る。例えば、図6に示される変形例のように、液媒冷却部11として、2つの冷凍サイクル12、13を有する二元冷凍ユニットを採用してもよい。
上記第1実施形態では、液媒供給部7は、試験槽2の天壁に取り付けられたノズル7aから液媒Lを二次電池100に噴射する構成を有しているが、本発明はこれに限定されるものではない。第1実施形態体の他の変形例として、例えば、 図7に示されるように、液媒供給部14は、液媒貯留部5に貯留された液媒Lをポンプ15で載置部8の空間部8c内部に液媒Lを圧送する構成を有してもよい。すなわち、図7における液媒供給部14は、ポンプ15と、液媒貯留部5と載置部8の空間部8cとを連通する連通管16とを有する。ポンプ15は、連通管16の途中に設けられる。
また、第1のさらに他の変形例として、図8に示されるように、液媒供給部18は、ポンプ15によって液媒Lをノズル17から二次電池100へ向けて噴射する構成を有してもよい。すなわち、液媒供給部18は、ポンプ15と、連通管16と、連通管16の下流端部に設けられたノズル17とを有する。ノズル17は、試験槽2の内部空間2aにおいて二次電池100の斜め上方に配置され、ノズル17の噴射口は二次電池100に向けられている。
上記の第1実施形態の試験装置1は、図1に示されるように二次電池100の異常が発生したときには液媒Lを冷却した後に当該液媒を噴射して二次電池100を冷却するように構成されているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本発明の他の実施形態として、図9に示される試験装置31のように、液媒Lを冷却した後に二次電池100を液媒貯留部35に移動させて当該二次電池100を液媒に沈める構成を有してもよい。
(1)
第2実施形態の試験装置31では、制御部9は、異常検知部4が二次電池100の異常を検知すると、液媒冷却部6によって冷却された液媒Lを用いて二次電池100を冷却するように移動部37(二次電池冷却部)を制御する。
第2実施形態の試験装置31では、制御部9は、異常検知部4による二次電池100の一段階目の異常検知に基づいて、液媒Lを冷却するように液媒冷却部6を制御し、当該異常検知部4による二次電池100の二段階目の異常検知に基づいて、二次電池100を液媒貯留部35へ移動することによって当該二次電池100を液媒貯留部35内部の液媒Lで冷却するように移動部37(すなわち、二次電池冷却部)を制御する。したがって、試験中に試料である二次電池100の温度が急速に上昇するなどの異常が発生したときには、まず、一段階目の異常が異常検知部4で検知されたときに、二次電池100を冷却するための液媒が液媒冷却部6によって冷却され、ついで、二段階目の異常が検知されたときに、二次電池100が移動部37によって液媒貯留部35に移動されて冷却された液媒に沈められる。そのため、冷却された液媒を用いて二次電池100を急速に冷却することが可能である。これにより、二次電池100の発火や爆発を防止することが可能になる。
(A)
上記の第2実施形態の試験装置31では、異常検知部4は2段階で二次電池100の異常を検知し、制御部9は1段階目の異常が検知されたときに液媒冷却部6に対して液媒Lを冷却するように制御し、2段階目の異常が検知されたときに移動部37に対して二次電池100を液媒貯留部35へ移動させるように制御しているが、本発明はこれに限定するものではない。本発明の変形例として、異常検知部4が二次電池100の異常を1度検知したときに、制御部9が液媒冷却部6に対して液媒を冷却するように制御し、その後に続いて移動部37に対して二次電池100を液媒貯留部35へ移動させるように制御することにより、一連の制御を実行するようにしてもよい。
上記の第2実施形態の試験装置31では、液媒冷却部6は、液化ガスなどの冷却流体と液媒Lとを熱交換して液媒Lを冷却する構成を有しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、上記の第1実施形態の変形例(C)(図6参照)と同様に、図13に示される変形例のように、液媒冷却部41として、2つの冷凍サイクル42、43を有する二元冷凍ユニットを採用してもよい。
上記第2実施形態の試験装置31では、上記第1実施形態の試験装置1と同様に、異常検知部4は二次電池の温度によって二次電池100の異常を検知しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、異常検知部は二次電池の温度以外の他の方法による検知、例えば二次電池のインピーダンスの変化の検知などによって二次電池の異常を検知するようにしてもよい。
2 試験槽
4 異常検知部
5、35 液媒貯留部
6 液媒冷却部
7、37 液媒供給部
9 制御部
Claims (10)
- 試料である二次電池の試験を行う試験装置であって、
前記二次電池を収容する試験槽と、
前記二次電池の異常を検出する異常検知部と、
前記二次電池を冷却するための液媒を冷却する液媒冷却部と、
前記液媒を用いて前記二次電池を冷却する二次電池冷却部と、
前記異常検知部が前記二次電池の異常を検知すると、前記液媒冷却部によって冷却された前記液媒を用いて前記二次電池を冷却するように前記二次電池冷却部を制御する制御部と、を備える
二次電池の試験装置。 - 前記制御部は、前記異常検知部による前記二次電池の一段階目の異常検知に基づいて、前記液媒を冷却するように前記液媒冷却部を制御し、当該異常検知部による前記二次電池の二段階目の異常検知に基づいて、前記液媒を用いて前記二次電池を冷却するように前記二次電池冷却部を制御する、
請求項1に記載の二次電池の試験装置。 - 前記異常検知部は、前記二次電池の温度を測定する温度測定部を有しており、
前記異常検知部は、前記二次電池の温度が第1異常基準値に到達したときに前記一段階目の異常を検知し、前記二次電池の温度が前記第1異常基準値よりも高い第2異常基準値に到達したときに前記二段階目の異常を検知する、
請求項2に記載の二次電池の試験装置。 - 前記二次電池冷却部は、前記液媒冷却部によって冷却された前記液媒を前記二次電池に供給することによって当該二次電池を冷却する液媒供給部である、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の二次電池の試験装置。 - 前記二次電池が載置される載置部をさらに備え、
前記載置部は、前記二次電池が載置される底壁と、前記二次電池の周囲を覆うことにより前記底壁とともに空間部を形成する周壁とを有している、
請求項4に記載の二次電池の試験装置。 - 前記液媒冷却部によって冷却された前記液媒を貯留する液媒貯留部をさらに備えており、
前記二次電池冷却部は、前記二次電池を前記液媒が貯留された前記液媒貯留部へ移動させることによって前記二次電池を冷却する移動部である、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の二次電池の試験装置。 - 前記液媒冷却部は、前記液媒を―30〜―60℃まで冷却する、
請求項1から6のいずれか1項に記載の二次電池の試験装置。 - 前記液媒冷却部は、前記液媒と当該液媒を冷却する冷却流体との間で熱交換を行う熱交換器を有する、
請求項1から7のいずれか1項に記載の二次電池の試験装置。 - 前記冷却流体は、液化ガスである、
請求項8に記載の二次電池の試験装置。 - 前記液媒冷却部は、2つの冷凍サイクルを有する二元冷凍ユニットを備えている、
請求項1から9のいずれか1項に記載の二次電池の試験装置。
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