JP2020205199A - 検査装置及び検査方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】蓄電モジュールに設けられた収容空間と蓄電モジュールの外部とを連通する連通孔の閉塞の有無を簡易かつ正確に検査することができる検査装置及び検査方法を提供する。【解決手段】検査装置は、(N−1)個のサブバルブに接続されるサブ配管に設けられた各圧力計の圧力値を第一圧力値する第一処理と、第一処理を実行した後、1個のサブバルブに接続されるサブ配管に設けられた圧力計の圧力値を第一圧力値としたときの(N−1)個のサブバルブに接続されるサブ配管に設けられた圧力計の圧力値を取得する第二処理とを実行する。検査装置は、第二処理後の(N−1)個のサブバルブに接続されるサブ配管のそれぞれに設けられた圧力計の圧力値が第一圧力値と異なる第二圧力値になったか否かに基づいて、連通孔の閉塞の有無を判定する。【選択図】図4
Description
蓄電モジュールに設けられた収容空間と蓄電モジュールの外部とを連通する連通孔の閉塞の有無を検査する検査装置及び検査方法に関する。
二次電池の一種として、陽極にニッケル酸化物、陰極に水素吸蔵合金、電解液に水酸化カリウム液等が用いられるニッケル水素電池が知られている。このような二次電池には、電解液を収容するための収容空間が形成されている。このような、二次電池を構成する蓄電モジュールとして、電極板の一方面に正極が形成され、他方面に負極が形成されたバイポーラ電極を備えたバイポーラ電池が知られている(特許文献1参照)。
バイポーラ電池は、セパレータを介して複数のバイポーラ電極を積層してなる積層体を備えている。積層体には、シール用の絶縁性の枠体が設けられ、バイポーラ電極の積層によって形成される側面において電極板の縁部が保持されるようになっている。このような構成の蓄電モジュールには、隣り合う電極板と枠体とによって囲まれた収容空間が形成されている。
上述した収容空間の密閉性を確認する場合、当該収容空間にトレースガスを導入し、当該トレースガスの漏れ量を測定する。しかしながら、上述したような蓄電モジュールのような容積が小さな収容空間では、トレースガスを導入する連通孔(すなわち、蓄電モジュールに設けられた収容空間と蓄電モジュールの外部とを連通する連通孔)のサイズも小さくなり、連通孔に閉塞が発生する可能性が高くなる。そこで、収容空間へのトレースガス導入時に配管を流れるトレースガスの流量を計測する等して、連通孔の閉塞の有無を監視する必要がある。しかしながら、このような設備は、構成が複雑になると共に、容積の小さな収容空間ではトレースガスが流れている時間が非常に短くなり、当該閉塞を正確に監視することは難しい。
本発明の目的は、蓄電モジュールに設けられた収容空間と蓄電モジュールの外部とを連通する連通孔の閉塞の有無を簡易かつ正確に検査することができる検査装置及び検査方法を提供することにある。
本発明に係る検査装置は、金属箔の一方の面に正極、他方の面に負極が設けられたバイポーラ電極が一方向に積層され、バイポーラ電極を隔てて配列されたN個(N≧2)の収容空間のそれぞれに電解液が収容される蓄電モジュールが、一方向における蓄電モジュールの両面が拘束部によって挟まれている状態において、収容空間と蓄電モジュールの外部とを連通するN個の連通孔の少なくとも1つの連通孔の閉塞の有無を検査する検査装置であって、メイン配管と、メイン配管にメインバルブを介して接続された圧力調整部と、メイン配管に接続されたN個のサブ配管と、N個のサブ配管のそれぞれとメイン配管の間に設けられたN個のサブバルブと、N個のサブ配管とN個の連通孔とをそれぞれ接続するN個のアタッチメントと、N個のサブ配管のそれぞれに設けられた圧力計と、メインバルブ、N個のサブバルブ、及び圧力調整部を制御する制御部と、アタッチメントが接続された連通孔の閉塞の有無を判定する判定部と、を備え、制御部は、N個の中から1個のサブバルブを閉じ、残りの(N−1)個のサブバルブを開いた状態にすると共に、(N−1)個のサブバルブに接続されるサブ配管のそれぞれに設けられた圧力計の圧力値が第一圧力値となるように圧力調整部を制御する第一処理と、第一処理の後に実行される処理であって、(N−1)個のサブバルブを閉じ、1個のサブバルブを開くと共に、1個のサブバルブに接続されるサブ配管に設けられた圧力計の圧力値が第一圧力値となるように圧力調整部を制御したときの(N−1)個のサブバルブに接続されるサブ配管のそれぞれに設けられた圧力計の圧力値を取得する第二処理と、を含む検査処理を実行し、判定部は、第二処理によって得られた(N−1)個のサブバルブに接続される(N−1)個のサブ配管のそれぞれに設けられた圧力計の圧力値が第一圧力値と異なる第二圧力値になったか否かに基づいて、連通孔の閉塞の有無を判定する。
この構成の検査装置では、複数のサブ配管の1つを除くN−1個のサブ配管のそれぞれに設けられた圧力計の圧力値が第一圧力値となるように調整し、その後、残りの1つのサブ配管に設けられた圧力計の圧力値が第一圧力値に調整した際の、N−1個のサブ配管のそれぞれに設けられた圧力計の圧力値を取得するだけの簡易な方法によって、蓄電モジュールに設けられた収容空間と蓄電モジュールの外部とを連通する連通孔の閉塞の有無を簡易かつ正確に検査することができる。
本発明に係る検査装置では、メイン配管は、大気開放バルブを介して大気圧状態の蓄電モジュールの外部に接続されており、制御部は、第一処理の前に、全てのサブバルブと大気開放バルブとを開いた状態に制御してもよい。
本発明に係る検査装置では、制御部は、第一圧力値が大気圧よりも0.1kPa〜200kPa高くなるように圧力調整部を制御してもよい。この構成では、閉塞の有無をより確実に検出することができる。
本発明に係る検査装置では、判定部は、(N−1)個のサブバルブに接続されるサブ配管のそれぞれに設けられた圧力計の中で、第二圧力値が第一圧力値よりも高くなった圧力計が設けられるサブ配管に接続された連通孔に閉塞が無いと判定してもよい。この構成の検査装置では、蓄電モジュールに設けられた収容空間と蓄電モジュールの外部とを連通する連通孔の閉塞の有無を簡易かつ正確に検査することができる。
本発明に係る検査方法は、金属箔の一方の面に正極、他方の面に負極が設けられたバイポーラ電極が一方向に積層され、バイポーラ電極を隔てて配列されたN個(N≧2)の収容空間のそれぞれに電解液が収容される蓄電モジュールが、一方向における蓄電モジュールの両面が拘束部によって挟まれている状態において、収容空間と蓄電モジュールの外部とを連通する複数の連通孔の少なくとも1つの連通孔の閉塞の有無を検査する検査方法であって、複数の収容空間の中のN個の収容空間同士を、メイン配管と、N個のサブ配管と、N個のサブ配管のそれぞれとメイン配管の間に設けられたN個のサブバルブと、N個のサブ配管とN個の連通孔とをそれぞれ接続するN個のアタッチメントと、によって接続するステップと、メイン配管にメインバルブを介して圧力調整部を設置すると共に、N個のサブ配管のそれぞれに圧力計を設置するステップと、N個の中から1個のサブバルブを閉じ、残りの(N−1)個のサブバルブを開いた状態にすると共に、(N−1)個のサブバルブに接続されるサブ配管のそれぞれに設けられた圧力計の圧力値が第一圧力値となるように圧力調整部を制御する第一処理、及び、第一処理の後に実行される処理であって、(N−1)個のサブバルブを閉じ、1個のサブバルブを開くと共に、1個のサブバルブに接続されるサブ配管に設けられた圧力計の圧力値が第一圧力値となるように圧力調整部を制御したときの(N−1)個のサブバルブに接続されるサブ配管のそれぞれに設けられた圧力計の圧力値を取得する第二処理、を含む検査処理を実行するステップと、第二処理によって得られた(N−1)個のサブバルブに接続される(N−1)個のサブ配管のそれぞれに設けられた圧力計の圧力値が第一圧力値と異なる第二圧力値になったか否かに基づいて、連通孔の閉塞の有無を判定するステップと、を含む。
この構成の検査方法では、複数のサブ配管の1つを除くN−1個のサブ配管のそれぞれに設けられた圧力計の圧力値が第一圧力値となるように調整し、その後、残りの1つのサブ配管に設けられた圧力計の圧力値が第一圧力値に調整した際の、N−1個のサブ配管のそれぞれに設けられた圧力計の圧力値を取得するだけの簡易な方法によって、蓄電モジュールに設けられた収容空間と蓄電モジュールの外部とを連通する連通孔の閉塞の有無を簡易かつ正確に検査することができる。
本発明に係る検査方法では、メイン配管に大気圧状態の外部に接続する大気開放バルブを設置するステップと、第一処理の前に、全てのサブバルブと大気開放バルブとを開いた状態に制御するステップと、を更に含んでいてもよい。
本発明によれば、蓄電モジュールに設けられた収容空間と蓄電モジュールの外部とを連通する連通孔の閉塞の有無を簡易かつ正確に検査することができる。
以下、添付図面を参照しながら一実施形態が詳細に説明する。図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号が用いられ、重複する説明は省略される。図1〜図3には、XYZ直交座標系が示される。
<第一実施形態>
はじめに第一実施形態に係る検査装置70の検査対象となる蓄電モジュール12を備える蓄電装置10の構成について説明する。蓄電装置10は、例えばフォークリフト、ハイブリッド自動車、又は電気自動車等の各種車両のバッテリとして用いられる。蓄電モジュール12は、例えば、バイポーラ電池である。蓄電モジュール12は、例えば、ニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池等の二次電池であるが、電気二重層キャパシタであってもよい。以下の説明では、ニッケル水素二次電池を例示する。
はじめに第一実施形態に係る検査装置70の検査対象となる蓄電モジュール12を備える蓄電装置10の構成について説明する。蓄電装置10は、例えばフォークリフト、ハイブリッド自動車、又は電気自動車等の各種車両のバッテリとして用いられる。蓄電モジュール12は、例えば、バイポーラ電池である。蓄電モジュール12は、例えば、ニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池等の二次電池であるが、電気二重層キャパシタであってもよい。以下の説明では、ニッケル水素二次電池を例示する。
図1に示されるように、蓄電装置10は、複数の蓄電モジュール12と、導電板14と、拘束部材16と、を備える。
複数の蓄電モジュール12は、例えば金属板等の導電板14を介して積層される。積層方向D1から見て、蓄電モジュール12及び導電板14は、例えば矩形形状を有する。各蓄電モジュール12の詳細については後述する。導電板14は、蓄電モジュール12の積層方向D1において両端に位置する蓄電モジュール12の外側にもそれぞれ配置される。導電板14は、隣り合う蓄電モジュール12と電気的に接続される。これにより、複数の蓄電モジュール12が積層方向D1に電気的に直列に接続される。
積層方向D1において、一端に位置する導電板14には端子部材24が接続されており、他端に位置する導電板14には端子部材26が接続されている。端子部材24は、接続される導電板14と一体であってもよい。端子部材26は、接続される導電板14と一体であってもよい。端子部材24及び端子部材26は、積層方向D1に交差する方向(X方向)に延在している。これらの端子部材24及び端子部材26により、蓄電装置10の充放電を実施できる。
なお、蓄電装置10においては、積層方向の一端及び他端に蓄電モジュール12が配置されていてもよい。すなわち、蓄電装置10における蓄電モジュール12と導電板14との積層体の最外層(スタック最外層)は、蓄電モジュール12であってもよい。この場合、スタック最外層の蓄電モジュール12に対して、端子部材24及び端子部材26が設けられる。
導電板14は、蓄電モジュール12において発生した熱を放出するための放熱板としても機能し得る。導電板14の内部に設けられた複数の空隙14aを空気等の冷媒が通過することにより、蓄電モジュール12からの熱を効率的に外部に放出できる。各空隙14aは、例えば積層方向D1に交差する方向(Y方向)に延在する。積層方向D1から見て、導電板14は、蓄電モジュール12よりも小さいが、蓄電モジュール12と同じかそれより大きくてもよい。
拘束部材16は、一対の拘束プレート16A,16Bと、拘束プレート16A,16B同士を連結する連結部材(ボルト18及びナット20)と、を備える。各拘束プレート16A,16Bと導電板14との間には、例えば樹脂フィルム等の絶縁フィルム22が配置される。各拘束プレート16A,16Bは、例えば鉄等の金属によって構成されている。積層方向D1から見て、各拘束プレート16A,16B及び絶縁フィルム22は例えば矩形形状を有する。絶縁フィルム22は導電板14よりも大きくなっており、各拘束プレート16A,16Bは、蓄電モジュール12よりも大きくなっている。
積層方向D1から見て、拘束プレート16Aの縁部には、ボルト18の軸部を挿通させる挿通孔H1が蓄電モジュール12よりも外側となる位置に設けられている。同様に、積層方向D1から見て、拘束プレート16Bの縁部には、ボルト18の軸部を挿通させる挿通孔H2が蓄電モジュール12よりも外側となる位置に設けられている。積層方向D1から見て各拘束プレート16A,16Bが矩形形状を有している場合、挿通孔H1及び挿通孔H2は、拘束プレート16A,16Bの角部に位置する。
一方の拘束プレート16Aは、端子部材26に接続された導電板14に絶縁フィルム22を介して突き当てられ、他方の拘束プレート16Bは、端子部材24に接続された導電板14に絶縁フィルム22を介して突き当てられている。ボルト18は、例えば一方の拘束プレート16A側から他方の拘束プレート16B側に向かって挿通孔H1に通され、他方の拘束プレート16Bから突出するボルト18の先端には、ナット20が螺合されている。これにより、絶縁フィルム22、導電板14及び蓄電モジュール12が挟持されてユニット化されると共に、積層方向D1に拘束荷重が付加される。なお、スタック最外層が蓄電モジュール12である場合には、各拘束プレート16A,16Bと蓄電モジュール12との間に絶縁フィルム22が介在されることとなる。
図2に示されるように、蓄電モジュール12は、複数のバイポーラ電極32と、バイポーラ電極32の積層方向D1においてバイポーラ電極群の両端に配置される負極側終端電極39及び正極側終端電極37と、を有する積層体30を備える。積層方向D1から見て積層体30は、例えば矩形形状を有する。隣り合うバイポーラ電極32間にはセパレータ40が配置される。
バイポーラ電極32は、電極板(金属箔)34と、電極板34の一方の面に設けられた正極(活物質層)36と、電極板34の他方の面に設けられた負極(活物質層)38とを含む。積層体30において、一のバイポーラ電極32の正極36は、セパレータ40を挟んで積層方向D1に隣り合う一方のバイポーラ電極32の負極38と対向し、一のバイポーラ電極32の負極38は、セパレータ40を挟んで積層方向D1に隣り合う他方のバイポーラ電極32の正極36と対向している。
負極側終端電極39は、積層方向D1において、バイポーラ電極群の一端に配置されている。負極側終端電極39は、積層方向D1において、内側面に負極(負極活物質)38が配置され、外側面に活物質が配置されていない電極板34を有している。負極側終端電極39の負極38は、セパレータ40を介して最上層のバイポーラ電極32の正極36と対向している。
正極側終端電極37は、積層方向D1において、内側面に正極(正極活物質)36が配置され、外側面に活物質が配置されていない電極板34を有している。正極側終端電極37の正極36は、セパレータ40を介して最下層のバイポーラ電極32の負極38と対向している。これら負極側終端電極39の電極板34及び正極側終端電極37の電極板34はそれぞれ隣り合う導電板14(図1参照)に接続される。
電極板34は、例えば、ニッケルめっき鋼板である。電極板34の縁部34aは、正極活物質及び負極活物質が塗工されない未塗工領域となっており、当該未塗工領域が枠体50の内壁を構成する第一樹脂部52に埋没して保持される領域となっている。正極36を構成する正極活物質としては、例えば水酸化ニッケルが挙げられる。負極38を構成する負極活物質としては、例えば水素吸蔵合金が挙げられる。電極板34の他方の面における負極38の形成領域は、電極板34の一方の面における正極36の形成領域に対して一回り大きくなっている。
セパレータ40は、例えばシート状に形成されている。セパレータ40を形成する材料としては、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン系樹脂からなる多孔質フィルム、ポリプロピレン等からなる織布又は不織布等が例示される。また、セパレータ40は、フッ化ビニリデン樹脂化合物等で補強されたものであってもよい。
蓄電モジュール12は、積層方向D1に延在する積層体30の側面30aにおいて電極板34の縁部34aを保持する枠体50を備える。積層体30の側面30aは、電極板34の一方の面と他方の面とを接続する端面からなる。枠体50は、積層方向D1から見て積層体30の周囲に設けられている。すなわち、枠体50は、電極板34の縁部34aを保持すると共に、積層体30の側面30aを取り囲むように構成されている。枠体50は、各電極板34の縁部34aに設けられ、電極板34の端部34bから張り出す張出部分52bをそれぞれ有する複数の第一樹脂部52と、積層方向D1から見て第一樹脂部52の周囲に設けられる第二樹脂部54とを備え得る。
図2及び図3に示されるように、枠体50(第一樹脂部52及び第二樹脂部54)は、例えば絶縁性の樹脂を用いた射出成形によって矩形の筒状に形成されている。枠体50を構成する樹脂材料としては、例えばポリプロピレン(PP)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、又は変性ポリフェニレンエーテル(変性PPE)等が挙げられる。
枠体50の内壁を構成する第一樹脂部52は、各バイポーラ電極32、正極側終端電極37、及び負極側終端電極39の電極板34の一方の面(ここでは正極36が形成される面)から縁部34aにおける電極板34の端面にわたって設けられている。積層方向D1から見て、各第一樹脂部52は、各バイポーラ電極32、正極側終端電極37、及び負極側終端電極39の電極板34の縁部34a全周にわたって設けられている。隣り合う第一樹脂部52同士は、各バイポーラ電極32の電極板34の他方の面(ここでは負極38が形成される面)の外側に延在する面において当接している。その結果、第一樹脂部52には、各バイポーラ電極32、正極側終端電極37、及び負極側終端電極39の電極板34の縁部34aが埋没して保持されている。
枠体50の外壁を構成する第二樹脂部54は、積層方向D1を軸方向として延在する筒状部である。第二樹脂部54は、積層方向D1において積層体30の全長にわたって延在する。第二樹脂部54は、積層方向D1に延在する第一樹脂部52の外側面を覆っている。第二樹脂部54は、例えば、射出成形等により形成される。第二樹脂部54は、第一樹脂部52の周縁部にモールドを設置し、当該モールド内に流動性を有する第二樹脂部54の樹脂材料を流し込むことによって形成される。これにより、第一樹脂部52及び第二樹脂部54を有する枠体50が形成される。
蓄電モジュール12における枠体50の内部には、隣り合う電極板34,34と第一樹脂部52とによって囲まれる複数の収容空間V(VA〜VX)が形成される。収容空間Vには、電解液Eが充填される。各収容空間Vは、当該収容空間Vをシール(封止)する枠体50に形成された開口部50e(50eA〜50eX)を介して、圧力調整弁(図示せず)に接続されている。
積層方向D1(図1参照)から見て枠体50の一辺を形成する一つの側面50s(ここでは、枠体50の長手方向(Y方向)を向く一つの側面50s)には、複数の開口部50eが設けられている。開口部50eのそれぞれは、収容空間Vのそれぞれと連通している。各開口部50eA〜50eX(例えば24個)は、各収容空間VA〜VX(例えば24個)に電解液Eを注入するための注液口として機能すると共に、電解液Eが注入された後は、圧力調整弁の接続口として機能する。
次に、上述した蓄電モジュール12に設けられると共に電解液Eを収容する収容空間Vと蓄電モジュール12の外部とを連通する開口部(連通孔)50e(図3参照)の閉塞の有無を検査する検査装置70の一例について説明する。なお、検査装置70で用いられる蓄電モジュール12は、収容空間VA,VBの圧力に応じてバイポーラ電極32の形状が変化する。収容空間VA及び収容空間VBは、バイポーラ電極32を隔てて設けられている。言い換えれば、互いに隣り合う収容空間VA及び収容空間VBを構成する隔壁の一部は、一つのバイポーラ電極32を共有した状態で形成されている。
図4及び図5に示されるように、検査装置70は、メイン配管78と、サブ配管78A,78Bと、アタッチメント79A,79Bと、圧力調整バルブ(圧力調整部)71と、メイン圧力計73と、圧力計73A,73Bと、サブバルブ76A,76Bと、メインバルブ75Xと、大気開放バルブ75Yと、制御装置83と、表示部81と、一対の拘束部90,90と、を備える。
メイン配管78、サブ配管78A及びサブ配管78Bは、収容空間VAに連通する開口部50eと収容空間VBに連通する開口部50eとの間を接続する。サブ配管78Aは、メイン配管78にサブバルブ76Aを介して接続されている。サブ配管78Bは、メイン配管78にサブバルブ76Bを介して接続されている。アタッチメント79Aは、収容空間VAを有する蓄電モジュール12に設けられた開口部50eAとサブ配管78Aとを密閉性を維持した状態で接続する。また、アタッチメント79Bは、収容空間VBを有する蓄電モジュール12に設けられた開口部50eBとサブ配管78Bとを密閉性を維持した状態で接続する。
圧力調整バルブ71は、メイン配管78にメインバルブ75Xを介して接続されている。メイン圧力計73は、メイン配管78に設けられており、メイン配管78の圧力を計測する。圧力計73Aは、メイン配管78にサブバルブ76Aを介して接続されるサブ配管78Aに設けられており、当該サブ配管78Aの圧力を計測する。圧力計73Bは、メイン配管78にサブバルブ76Bを介して接続されるサブ配管78Bに設けられており、当該サブ配管78Bの圧力を計測する。メイン圧力計73及び圧力計73A,73Bによって計測された圧力値は、後段にて詳述する制御装置83によって取得される。
サブバルブ76Aは、メイン配管78からサブ配管78Aへの流路を開閉する。サブバルブ76Bは、メイン配管78からサブ配管78Bへの流路への流路を開閉する。メインバルブ75Xは、圧力調整バルブ71への流路を開閉する。大気開放バルブ75Yは、トレースガスの供給源への流路及び/又は大気圧状態の外部への流路を開閉する。トレースガスは、例えばヘリウムガスである。トレースガスの供給源は、所定の圧力でトレースガスを供給する。なお、本願請求項で言う「大気開放バルブ」は、メインバルブ75X及び大気開放バルブ75Yで構成される。
制御装置83は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等を有する電子制御ユニットである。制御装置83は、複数の電子制御ユニットから構成されていてもよい。制御装置83は、ROMに記憶されているプログラムをRAMにロードし、CPUで実行することで、各種の制御を実行する。第一実施形態の制御装置83では、CPU、RAM、ROM等のハードウェアと、プログラム等のソフトウェアとが協働することによって制御部83Aと判定部83Bとが形成される。
制御部83Aは、サブバルブ76A,76B、メインバルブ75X、大気開放バルブ75Y及び圧力調整バルブ71を制御する。第一実施形態では、制御部83Aは、検査処理を実行する。より詳細には、制御部83Aは、2個の中から1個のサブバルブ76Aを閉じ、残り1個のサブバルブ76Bを開いた状態にすると共に、サブバルブ76Bに接続されるサブ配管78Bに設けられた圧力計73Bの圧力値が大気圧とは異なる(大気圧よりも高い)第一圧力値(例えば100kPa)となるように圧力調整バルブ71を制御する第一処理を実行する。
また、制御部83Aは、前記第一処理の後に実行され、第一処理において閉じなかったサブバルブ76Bを閉じ、第一処理において閉じたサブバルブ76Aを開けると共に、サブバルブ76Aに接続されるサブ配管78Aに設けられた圧力計73Aの圧力値が第一圧力値(例えば100kPa)となるように圧力調整バルブ71を制御したときのサブバルブ76Bに接続されるサブ配管78Bに設けられた圧力計73Bの圧力値を取得する第二処理を実行する。
なお、第一圧力値は、例えば、大気圧よりも0.1kPa〜200kPa高くなるように調整することができる。なお、制御部83Aは、上記第一処理の前に、全てのサブバルブ76A,76B、メインバルブ75X、圧力調整バルブ71、及び大気開放バルブ75Yを開いた状態にしてもよい。すなわち、少なくとも、メイン配管78及びサブ配管78A,78Bの内部の圧力が大気圧となるように調整してもよい。
判定部83Bは、第二処理によって得られたサブバルブ76Bに設けられた圧力計73Bの圧力値が第一圧力値と異なる第二圧力値になったか否かに基づいて、開口部50eA及び開口部50eBの閉塞の有無を判定する。本実施形態では、判定部83Bは、第二処理の実行によって圧力計73Bの圧力値が上昇した場合には、開口部50eA及び開口部50eBの両方に閉塞はないと判定し、当該圧力計73Bの圧力値が変化しない場合には、開口部50eA及び開口部50eBの少なくとも一方に閉塞があると判定する。
なお、制御部83Aは、圧力調整バルブ71を制御し、大気圧よりも0.1kPa〜200kPa高くなるように第一圧力値を調整すればよい。表示部81は、判定部83Bによって判定された閉塞の有無を表示する。例えば、表示部81は、判定部83Bによって開口部50eA及び開口部50eBの少なくとも一方に閉塞があると判定された場合には「NG」を表示し、開口部50eA及び開口部50eBの両方に閉塞がないと判定された場合には「OK」を表示する。
一対の拘束部90,90は、複数の収容空間VA,VBが一方向に配列された蓄電モジュール12の一方向における両端に配置され、蓄電モジュール12の一方向への膨張を抑止する。
次に、上記検査装置70のセット方法について説明する。最初に、作業者は、検査対象となる収容空間VA,VBを有する蓄電モジュール12と、検査装置70とを準備する。ここで準備されるメイン配管78、サブ配管78A、サブ配管78B、アタッチメント79A、及びアタッチメント79Bは、予め閉塞していないことを前提とする。次に、作業者は、一つの収容空間VAと蓄電モジュール12の外部とを連通する開口部50eAにアタッチメント79Aを取り付け、開口部50eAとサブ配管78Aとを接続する。また、作業者は、一つの収容空間VBと蓄電モジュール12の外部とを連通する開口部50eBにアタッチメント79Bを取り付け、開口部50eBとサブ配管78Bとを接続する。このようなセット作業の後、作業者は、検査装置70の検査開始ボタン等を押下して閉塞検査を開始させる。
次に、上記検査装置70の動作について説明する。検査開始ボタンが押下された検査装置70の制御装置83は、サブバルブ76Aを閉じると共にサブバルブ76Bを開いた状態にすると共に、圧力計73Bの圧力値が第一圧力値(例えば100kPa)となるように圧力調整バルブ71を制御する第一処理を実行する。第一処理の後、制御装置83は、第一処理において閉じなかったサブバルブ76Bを閉じ、第一処理において閉じたサブバルブ76Aを開けると共に、圧力計73Aの圧力値が第一圧力値(例えば100kPa)となるように圧力調整バルブ71を制御したときのサブバルブ76Bに接続されるサブ配管78Bに設けられた圧力計73Bの圧力値を取得する第二処理を実行する。
開口部50eA及び開口部50eBの両方に閉塞が無い場合には、第二処理後の圧力計73Bの圧力値が第一圧力値とは異なる第二圧力値(例えば100kPaよりも大きな値)となる。この理由は下記のとおりである。すなわち、開口部50eAに閉塞がない場合には、第二処理によって収容空間VAの圧力が高まり、収容空間VAと収容空間VBとの間に配置される電極板34が収容空間VB側に押圧されるので収容空間VBの圧力が高まる。開口部50eBに閉塞がない場合には、先の収容空間VBの圧力の高まりが圧力計73Bによって検知される。これにより、判定部83Bは、第二処理が実行された前後において、圧力計73Bの圧力値が上昇した場合には、開口部50eA及び開口部50eBの両方に閉塞が無いと判定することができる。
一方、開口部50eA及び開口部50eBの少なくとも一方が閉塞している場合には、第二処理後の圧力計73Bの圧力値が第一圧力値(例えば100kPa)から変化しない。この理由は、下記のとおりである。すなわち、開口部50eAに閉塞がある場合には、第二処理によって収容空間VAの圧力が高まることがなく、収容空間VAと収容空間VBとの間に配置される電極板34が収容空間VB側に押圧されることもないから、収容空間VBの圧力が高まることもない。また、開口部50eAに閉塞がなく、収容空間VBの圧力が高まったとしても、開口部50eBに閉塞がある場合には、その圧力の高まりは圧力計73Bに伝わることがない。これにより、判定部83Bは、第二処理が実行された前後において、圧力計73Bの圧力値が上昇しない場合には、開口部50eA及び開口部50eBの少なくとも一方に閉塞が有ると判定することができる。
検査装置70の表示部81には、開口部50eA及び開口部50eBの少なくとも一方に閉塞があると判定された場合には「NG」が表示され、開口部50eA及び開口部50eBの両方に閉塞がないと判定された場合には「OK」が表示される。収容空間VA,VBのそれぞれに設けられる開口部50eA及び開口部50eBの閉塞の有無を確認した後は、既知の真空チャンバー法等によって収容空間VA,VBの密閉性を検査する。なお、上記閉塞検査は、密閉性検査が実施される真空チャンバーの中で実行されてもよい。
次に、上記第一実施形態の検査装置70の作用効果について説明する。2つのサブ配管78A,78Bの他方のサブ配管78Bに設けられた圧力計73Bの圧力値が第一圧力値となるように調整し、その後、一方のサブ配管78Aに設けられた圧力計73Aの圧力値が第一圧力値となるように調整した際の、他方のサブ配管78Bに設けられた圧力計73Bの圧力値を取得するだけの簡易な方法によって、蓄電モジュール12に設けられた収容空間VA,VBのそれぞれと蓄電モジュール12の外部とを連通する開口部50eA及び開口部50eBの閉塞の有無を簡易かつ正確に検査することができる。
上記第一実施形態の検査装置70では、サブ配管78Bに設けられる圧力計73Bの圧力値が大気圧よりも0.1kPa〜200kPa高くなるように調整されるので、開口部50eA及び開口部50eBの閉塞の有無をより確実に検出することができる。
<第二実施形態>
上記第二実施形態の検査装置70は、二つの収容空間VA,VBを有する蓄電モジュールを検査する場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。図6に示されるように、例えば、メイン配管78と、メイン配管78にN個(例えば、24個)のサブバルブ76A〜76Xのそれぞれを介して接続されるサブ配管78A〜78XによってN個(例えば、24個)の収容空間VA〜VXのそれぞれを接続することで、収容空間VA〜VXのそれぞれに設けられる開口部50eA〜50eXの閉塞の有無を検査する構成の検査装置170としてもよい。また、このような第二実施形態に係る検査装置170を使用する場合、上記第一実施形態の検査装置70とはセット方法が異なる。以下、検査装置170のセット方法について説明する。
上記第二実施形態の検査装置70は、二つの収容空間VA,VBを有する蓄電モジュールを検査する場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。図6に示されるように、例えば、メイン配管78と、メイン配管78にN個(例えば、24個)のサブバルブ76A〜76Xのそれぞれを介して接続されるサブ配管78A〜78XによってN個(例えば、24個)の収容空間VA〜VXのそれぞれを接続することで、収容空間VA〜VXのそれぞれに設けられる開口部50eA〜50eXの閉塞の有無を検査する構成の検査装置170としてもよい。また、このような第二実施形態に係る検査装置170を使用する場合、上記第一実施形態の検査装置70とはセット方法が異なる。以下、検査装置170のセット方法について説明する。
最初に、作業者は、複数の収容空間VA〜VXを有する蓄電モジュール12と、検査装置170とを準備する。なお、本検査装置170の検査対象となり得る蓄電モジュールは、同一の容積の収容空間VA〜VXを複数有する蓄電モジュールである。なお、収容空間VA〜VXの容積は同一でなくてもよい。次に、作業者は、複数の収容空間VA〜VXのそれぞれに連通する開口部50eA〜50eXのそれぞれにアタッチメント79A〜79Xを取り付け、収容空間VA〜VXのそれぞれとサブ配管78A〜78Xとを接続する。このようなセット作業の後、作業者は、検査装置170の検査開始ボタン等を押下して閉塞検査を開始させる。
次に、上記検査装置170の動作について説明する。検査開始ボタンが押下された検査装置170の制御装置83は、検査処理を実行する。具体的には、制御装置83は、24個(N個)の中から1個のサブバルブ76Lを閉じ、残りの23個(N−1個)のサブバルブ76A〜76K,76M〜76Xを開けると共に、23個のサブバルブ76A〜76K,76M〜76Xに接続されるサブ配管78A〜78K,78M〜78Xに設けられた圧力計73A〜73K,73M〜73Xの圧力値が大気圧とは異なる(大気圧よりも高い)第一圧力値(例えば100kPa)となるように圧力調整バルブ71を制御する第一処理を実行する。
次に、制御装置83は、第一処理において閉じなかった23個のサブバルブ76A〜76K,76M〜76Xを閉じ、第一処理において閉じた1個のサブバルブ76Lを開けると共に、1個のサブバルブ76Lに接続されるサブ配管78Lに設けられた圧力計73Lの圧力値が第一圧力値(例えば100kPa)となるように圧力調整バルブ71を制御したときのサブバルブ76A〜76K,76M〜76Xに接続されるサブ配管78A〜78K,78M〜78Xのそれぞれに設けられた圧力計73A〜73K,73M〜73Xの圧力値を取得する第二処理を実行する。
なお、制御装置83は、上記第一処理の前に、全てのサブバルブ76A〜76X、メインバルブ75X、圧力調整バルブ71、及び大気開放バルブ75Yを開いた状態にしてもよい。すなわち、少なくとも、メイン配管78及びサブ配管78A〜78Xの内部の圧力が大気圧となるように調整してもよい。
全ての開口部50eA〜50eXに閉塞が無い場合には、サブ配管78A〜78K,78M〜78Xに設けられた圧力計73A〜73K,73M〜73Xの圧力値が第一圧力値とは異なる第二圧力値(例えば100kPaよりも大きな値)となる。この理由は下記のとおりである。すなわち、開口部50eLに閉塞がない場合には、第二処理によって収容空間VLの圧力が高まり、収容空間VLの圧力の高まりにより他の収容空間VA〜VK,VM〜VXを構成する電極板34が押圧されるので収容空間VA〜VK,VM〜VXの圧力が高まる。そして、開口部50eA〜50eK,50eM〜50eXに閉塞がない場合には、先の収容空間VA〜VK,VM〜VXの圧力の高まりが圧力計73A〜73K,73M〜73Xのそれぞれによって検知される。これにより、判定部83Bは、第二処理の実行によって、圧力計73A〜73K,73M〜73Xの圧力値が上昇した場合には、全ての開口部50eA〜50eXに閉塞が無いと判定することができる。
一方、開口部50eLが閉塞している場合には、第二処理後のサブ配管78A〜78K,78M〜78Xに設けられた圧力計73A〜73K,73M〜73Xの圧力値が第一圧力値(例えば100kPa)から変化しない。この理由は下記のとおりである。すなわち、開口部50eLに閉塞がある場合には、第二処理によって収容空間VLの圧力が高まることがなく、他の収容空間VA〜VK,VM〜VXの圧力が高まることもない。これにより、判定部83Bは、第二処理の実行によって、圧力計73A〜73K,73M〜73Xの圧力値が第一圧力値(例えば100kPa)から変化しない場合には、開口部50eLに閉塞がある可能性があると判定することができる。
また、開口部50eLが閉塞しておらず、開口部50eA〜50eK,50eM〜50eXの全てが閉塞している場合には、第二処理後のサブ配管78A〜78K,78M〜78Xに設けられた圧力計73A〜73K,73M〜73Xの圧力値が第一圧力値(例えば100kPa)から変化しない。この理由は下記のとおりである。すなわち、開口部50eLに閉塞がない場合には、第二処理によって収容空間VLの圧力が高まり、収容空間VLの圧力の高まりにより他の収容空間VA〜VK,VM〜VXを構成する電極板34が押圧されるので収容空間VA〜VK,VM〜VXの圧力が高まる。ところが、開口部50eA〜50eK,50eM〜50eXに閉塞がある場合には、先の収容空間VA〜VK,VM〜VXの圧力の高まりが圧力計73A〜73K,73M〜73Xのそれぞれによって検知されない。これにより、判定部83Bは、第二処理の実行によって、圧力計73A〜73K,73M〜73Xの圧力値が第一圧力値(例えば100kPa)から変化しない場合には、全ての開口部50eA〜50eK,50eM〜50eXに閉塞がある可能性があると判定することができる。
また、開口部50eLが閉塞しておらず、開口部50eA〜50eK,50eM〜50eXの一部が閉塞している場合には、第二処理後の一部のサブ配管に設けられた一部の圧力計の圧力値が第一圧力値(例えば100kPa)から変化せず、残りのサブ配管に設けられた圧力計の圧力値が第一圧力値とは異なる第二圧力値(例えば100kPaよりも大きな値)となる。この理由は下記のとおりである。すなわち、開口部50eLに閉塞がない場合には、第二処理によって収容空間VLの圧力が高まり、収容空間VLの圧力の高まりにより他の収容空間VA〜VK,VM〜VXを構成する電極板34が押圧されるので収容空間VA〜VK,VM〜VXの圧力が高まる。ところが、開口部50eA〜50eK,50eM〜50eXのうち一部(例えば50eA)に閉塞がある場合には、先の収容空間VA〜VK,VM〜VXの圧力の高まりが、当該一部の閉塞する開口部(例えば50eA)にアタッチメント(例えば79A)によって接続されたサブ配管(例えば78A)に設けられた圧力計(例えば73A)によって検知されない。これにより、判定部83Bは、第二処理の実行によって、一部の圧力計73A〜73K,73M〜73Xの圧力値が第一圧力値(例えば100kPa)から変化しない場合には、当該一部の一部の圧力計73A〜73K,73M〜73Xが設けられたサブ配管78Aが接続される開口部50eA〜50eK,50eM〜50eXに閉塞があると判定することができる。言い換えれば、判定部83Bは、圧力計73A〜73K,73M〜73Xの中で、第二圧力値が第一圧力値よりも高くなった圧力計が設けられているサブ配管に接続された開口部に閉塞が無いと判定する。
検査装置70の表示部81には、判定部83Bによって開口部50eA〜50eXの何れかに閉塞がある可能性があると判定された場合には「NG」が表示され、開口部50eA〜50eXの何れかに閉塞がないと判定された場合には「OK」が表示される。この場合、表示部81には、どの開口部50eA〜50eXに異常がある可能性があるかが表示されてもよい。検査装置70によって、収容空間VA〜VXのそれぞれに設けられる開口部50eA〜50eXの閉塞の有無が確認された後は、既知の真空チャンバー法等によって収容空間VA〜VXの密閉性が検査される。なお、上記閉塞検査は、密閉性検査が実施される真空チャンバーの中で実行されてもよい。
このような変形例に係る検査装置170では、複数のサブ配管78A〜78Xの一つのサブ配管78Lに設けられた圧力計73Lの圧力値を第一圧力値に調整し、その後、残りの23個のサブ配管78A〜78K,78M〜78Xを第一圧力値に調整した際の、各サブ配管78A〜78K,78M〜78Xに設けられた圧力計73A〜73K,73M〜73Xの圧力値を取得するだけの簡易な方法によって、収容空間VA〜VXのそれぞれに設けられる開口部50eA〜50eXの閉塞の有無を簡易に検査することができる。
以上、一実施形態について詳細に説明されたが、本発明は上記実施形態に限定されない。上記実施形態では、圧力調整部として圧力調整バルブを適用した例を挙げて説明したが、真空ポンプを採用してもよい。この場合、大気圧よりも0.1kPa〜100kPa低くなるように第一圧力値を調整すればよい。
また、上記実施形態の検査装置70,170では、一対の拘束部90,90を備える例を挙げて説明したが、拘束部90,90を備えない構成の検査装置としてもよい。この場合、検査装置とは別部材として構成される同様の構成の治具を蓄電モジュール12に取り付けてもよい。
また、上記第二実施形態の検査装置170では、蓄電モジュール12に備わる24個の収容空間VA〜VXのうち24個の収容空間VA〜VXのそれぞれとトレースガスの供給源とを連通する例を挙げて説明したが、例えば、12個の収容空間と連通する等、2個以上の収容空間と連通できる構成であってもよい。
また、上記実施形態の検査装置70,170では、圧力調整バルブ71の前後にメインバルブ75X及び大気開放バルブ75Yが設けられた例を挙げて説明したが、これらのバルブは設けられなくてもよい。
10…蓄電装置、12…蓄電モジュール、30…積層体、32…バイポーラ電極、50e(50eA〜50eX)…開口部、70,170…検査装置、71…圧力調整バルブ(圧力調整部)、73A〜73X…圧力計、75X…メインバルブ、75Y…大気開放バルブ、76A〜76X…サブバルブ、78…メイン配管、78A〜78X…サブ配管、79A〜79X…アタッチメント、81…表示部、83…制御装置、83A…制御部、83B…判定部、90…拘束部、V(VA〜VX)…収容空間。
Claims (6)
- 金属箔の一方の面に正極、他方の面に負極が設けられたバイポーラ電極が一方向に積層され、前記バイポーラ電極を隔てて配列されたN個(N≧2)の収容空間のそれぞれに電解液が収容される蓄電モジュールが、前記一方向における前記蓄電モジュールの両面が拘束部によって挟まれている状態において、前記収容空間と前記蓄電モジュールの外部とを連通するN個の連通孔の少なくとも1つの連通孔の閉塞の有無を検査する検査装置であって、
メイン配管と、
メイン配管にメインバルブを介して接続された圧力調整部と、
前記メイン配管に接続されたN個のサブ配管と、
前記N個のサブ配管のそれぞれと前記メイン配管の間に設けられたN個のサブバルブと、
前記N個のサブ配管と前記N個の連通孔とをそれぞれ接続するN個のアタッチメントと、
前記N個のサブ配管のそれぞれに設けられた圧力計と、
前記メインバルブ、前記N個のサブバルブ、及び前記圧力調整部を制御する制御部と、
前記アタッチメントが接続された前記連通孔の閉塞の有無を判定する判定部と、を備え、
前記制御部は、
前記N個の中から1個の前記サブバルブを閉じ、残りの(N−1)個の前記サブバルブを開いた状態にすると共に、前記(N−1)個のサブバルブに接続される前記サブ配管のそれぞれに設けられた前記圧力計の圧力値が第一圧力値となるように前記圧力調整部を制御する第一処理と、
前記第一処理の後に実行される処理であって、前記(N−1)個のサブバルブを閉じ、前記1個のサブバルブを開くと共に、前記1個のサブバルブに接続される前記サブ配管に設けられた前記圧力計の圧力値が前記第一圧力値となるように前記圧力調整部を制御したときの前記(N−1)個のサブバルブに接続される前記サブ配管のそれぞれに設けられた前記圧力計の圧力値を取得する第二処理と、
を含む検査処理を実行し、
前記判定部は、前記第二処理によって得られた前記(N−1)個のサブバルブに接続される前記(N−1)個のサブ配管のそれぞれに設けられた前記圧力計の圧力値が前記第一圧力値と異なる第二圧力値になったか否かに基づいて、前記連通孔の前記閉塞の有無を判定する、検査装置。 - 前記メイン配管は、大気開放バルブを介して大気圧状態の前記蓄電モジュールの外部に接続されており、
前記制御部は、前記第一処理の前に、全ての前記サブバルブと前記大気開放バルブとを開いた状態に制御する、請求項1記載の検査装置。 - 前記制御部は、前記第一圧力値が前記大気圧よりも0.1kPa〜200kPa高くなるように前記圧力調整部を制御する、請求項2記載の検査装置。
- 前記判定部は、前記(N−1)個のサブバルブに接続されるサブ配管のそれぞれに設けられた前記圧力計の中で、前記第二圧力値が前記第一圧力値よりも高くなった前記圧力計が設けられる前記サブ配管に接続された前記連通孔に前記閉塞が無いと判定する、請求項3に記載の検査装置。
- 金属箔の一方の面に正極、他方の面に負極が設けられたバイポーラ電極が一方向に積層され、前記バイポーラ電極を隔てて配列されたN個(N≧2)の収容空間のそれぞれに電解液が収容される蓄電モジュールが、前記一方向における前記蓄電モジュールの両面が拘束部によって挟まれている状態において、前記収容空間と前記蓄電モジュールの外部とを連通する複数の連通孔の少なくとも1つの連通孔の閉塞の有無を検査する検査方法であって、
複数の前記収容空間の中のN個の前記収容空間同士を、メイン配管と、N個のサブ配管と、前記N個のサブ配管のそれぞれと前記メイン配管の間に設けられたN個のサブバルブと、前記N個のサブ配管と前記N個の連通孔とをそれぞれ接続するN個のアタッチメントと、によって接続するステップと、
前記メイン配管にメインバルブを介して圧力調整部を設置すると共に、前記N個のサブ配管のそれぞれに圧力計を設置するステップと、
前記N個の中から1個の前記サブバルブを閉じ、残りの(N−1)個の前記サブバルブを開いた状態にすると共に、前記(N−1)個のサブバルブに接続される前記サブ配管のそれぞれに設けられた前記圧力計の圧力値が第一圧力値となるように前記圧力調整部を制御する第一処理と、前記第一処理の後に実行される処理であって、前記(N−1)個のサブバルブを閉じ、前記1個のサブバルブを開くと共に、前記1個のサブバルブに接続される前記サブ配管に設けられた前記圧力計の圧力値が前記第一圧力値となるように前記圧力調整部を制御したときの前記(N−1)個のサブバルブに接続される前記サブ配管のそれぞれに設けられた前記圧力計の圧力値を取得する第二処理と、を含む検査処理を実行するステップと、
前記第二処理によって得られた前記(N−1)個のサブバルブに接続される前記(N−1)個のサブ配管のそれぞれに設けられた前記圧力計の圧力値が前記第一圧力値と異なる第二圧力値になったか否かに基づいて、前記連通孔の前記閉塞の有無を判定するステップと、を含む、検査方法。 - 前記メイン配管に大気圧状態の外部に接続する大気開放バルブを設置するステップと、
前記第一処理の前に、全ての前記サブバルブと前記大気開放バルブとを開いた状態に制御するステップと、を更に含んでいる、請求項5記載の検査方法。
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