JP5630832B2

JP5630832B2 - 充放電制御装置と充放電制御装置の動作方法

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Publication number: JP5630832B2
Application number: JP2011133747A
Authority: JP
Inventors: 専平横山
Original assignee: Fujitsu Telecom Networks Ltd
Current assignee: Fujitsu Telecom Networks Ltd
Priority date: 2011-06-15
Filing date: 2011-06-15
Publication date: 2014-11-26
Anticipated expiration: 2031-06-15
Also published as: JP2013005569A

Description

本発明は、電池極性が逆の場合でも障害の発生を防止しうる充放電制御装置と充放電制御装置の動作方法とに関する。

マスタ・スレーブ方式により二次電池の充電及び放電を行う充放電システムに関し、試験開始後の所定時期にスレーブ機を切り離す手段を設けることにより、試験精度の向上が図れる充放電システムを提供することを課題とし、二次電池が接続される負荷接続ラインに、メイン充放電装置と複数のスレーブ充放電装置とを並列に接続し、メイン充放電装置から複数のスレーブ充放電装置に試験開始信号を送って同時に充放電試験を開始する充放電システムにおいて、前記メイン充放電装置は、充放電電流を監視し、充放電電流が、メイン充放電装置が扱える程度に低下したとき、前記複数のスレーブ充放電装置に充放電試験動作を停止させる停止手段を備える充放電システムとすることが下記特許文献１に開示されている。

この文献によれば、メイン充放電装置と複数のスレーブ充放電装置とが、同時に充放電試験を開始した後の所定時期に、メイン充放電装置が、複数のスレーブ充放電装置を切り離し、以後メイン充放電装置のみで充放電試験を行うようにしたので、切り離された複数のスレーブ充放電装置の分、試験精度を向上させることができ、メイン充放電装置のみでの充放電試験に移行した後、充放電電流の低下に連動して試験レンジの切り替えを行うので、向上させた試験精度を維持しつつ充放電試験を最後まで続行することができることが示されている。

二次電池としては、鉛電池、ニッケル・カドミウム電池、リチウム・イオン電池、ニッケル・水素電池等、各種のものが知られている。充放電装置は、これら各種の二次電池の開発研究や製品の信頼性確保のために必要な充電特性、放電特性、充放電の繰り返し特性等の各種特性データを取得するために使用される。

充放電装置は、各種容量の二次電池に対処できるように種々の定格のものが用意されている。また、１台の充放電装置で賄えることができないほど二次電池の容量が大きい場合には、後述するようにマスタ・スレーブ方式の充放電システムが使用される場合もある。

図９は、マスタ充放電装置（以下「マスタ機」という）９３１にｎ台のスレーブ充放電装置（以下「スレーブ機＃９１〜＃９ｎ」という）９２を接続し、ＳＷＢＯＸ９３を介して二次電池９４の充放電試験を行う従来の充放電制御システム構成を示す図であり、（ａ）が充放電制御システム構成を示し、（ｂ）が充放電制御システムのコネクタ接続を示す図である。

図９（ａ）において、マスタ機９３１は、充放電制御部９３２とスレーブ制御部９１１等を備える。また、ｎ台のスレーブ機＃９１〜＃９ｎは、それぞれ同一定格の充放電制御部を備える。スレーブ機の接続台数は、マスタ機９３１の不足容量に応じて適宜定められてもよい。

マスタ機９３１のスレーブ制御部９１１の制御信号出力ラインには、ｎ台のスレーブ機＃９１〜＃９ｎが並列に接続される。この制御信号には、試験開始／終了信号、レンジ指定信号がある。

また、マスタ機９３１の充放電制御部９３２からＳＷＢＯＸ９３に対し充電／放電切替えの制御信号が出力されるとともに、マスタ機９３１の負荷接続ラインとｎ台のスレーブ機＃９１〜＃９ｎそれぞれの負荷接続ラインが、１つの負荷接続ラインとなってＳＷＢＯＸ９３を介して二次電池９４に接続される。

図９（ｂ）に示すように、マスタ機９３１とｎ台のスレーブ機＃９１〜＃９ｎは、それぞれ、接続用のコネクタ９１ａ、９２ａ，９２ｂ，・・，９２ｎを備え、ｎ台のスレーブ機＃９１〜＃９ｎがマスタ機９３１に対し直列にコネクタ接続される。

マスタ機９３１のスレーブ制御部９１１の制御信号出力ラインは、最上流のスレーブ機＃９１から下流に向かって順々にコネクタ接続される。したがって、ｎ台のスレーブ機＃９１〜＃９ｎは、同時に同様の動作を行うことができる。

また、ｎ台のスレーブ機＃９１〜＃９ｎの負荷接続ラインは、最下流のスレーブ機＃９ｎから上流に向かって順々にコネクタ接続され、最上流のスレーブ機＃９１がマスタ機９３１にコネクタ接続され、マスタ機９３１のコネクタ９１ａから１つの負荷接続ラインとしてＳＷＢＯＸ９３にコネクタ接続される。

したがって、図９（ａ）に示すように、マスタ機９３１が扱う充放電電流をＩ_０、ｎ台のスレーブ機＃９１〜＃９ｎそれぞれが扱う充放電電流をＩ_１，Ｉ_２，・・，Ｉ_ｎとすれば、二次電池９４の充放電電流は、Ｉ_０＋Ｉ_１＋Ｉ_２＋・・＋Ｉ_ｎとなる。

また、図１０は、ＳＷ制御回路９４１と、４個のスイッチ（スイッチ９３５，スイッチ９３６，スイッチ９３７，スイッチ９３８）から構成されるブリッジ回路とを備えるスイッチボックス（ＳＷＢＯＸ）９３を説明する図である。

従来の充放電システムでは、マスタ機９３１の操作パネルで試験開始／終了キーをＯＮ操作し、所定のレンジキーを操作すると、マスタ機９３１のスレーブ制御部９１１からｎ台のスレーブ機＃９１〜＃９ｎに対し試験開始信号とレンジ指定信号が送られる。ｎ台のスレーブ機＃９１〜＃９ｎは、マスタ機９３１の試験開始に連動して同時に指定のレンジで充放電試験の動作を開始する。

また、マスタ機９３１では、充放電制御部９３２が、制御する電圧・電流を監視し、スレーブ制御部９１１に指示を出してｎ台のスレーブ機＃９１〜＃９ｎへの指定レンジを変更し、一定の充放電試験を行う。マスタ機９３１の操作パネルで試験開始／終了キーをＯＦＦ操作すると、マスタ機９３１のスレーブ制御部９１１からｎ台のスレーブ機＃９１〜＃９ｎに対し試験終了信号が送られる。

また、ｎ台のスレーブ機＃９１〜＃９ｎは、マスタ機９３１の試験終了に連動して同時に充放電試験の動作を停止する。

特開２０００−９２７２２号公報

充放電制御装置の電池ボックスに二次電池を嵌挿する場合に、オペレータが誤って極性を逆に嵌挿すれば、電池の発熱や破損等をはじめとする予期せぬ種々の障害を招来する懸念がある。また、充放電制御装置の負荷線の極性を誤って逆に接続した場合や、負荷線の極性と電圧検出線の極性とが逆に接続された場合においても、同様の懸念が生じる。

本願発明は上述した問題点に鑑み為された発明であって、電池極性が逆の場合でも障害の発生を防止しうる充放電制御装置と充放電制御装置の動作方法とを提供することを目的とする。

本発明の充放電制御装置は、電池ボックスに嵌挿された二次電池の電圧極性を検出する電圧検出線と、二次電池の充電電流または放電電流を伝送する負荷線とを備え、電圧検出線により検出された二次電池の極性と、負荷線により検出された二次電池の極性とが、一致する場合には、充放電試験プログラムを遂行し、電圧検出線により検出された二次電池の極性と、負荷線により検出された二次電池の極性とが、一致しない場合には、充放電試験プログラムを遂行しないことを特徴とする。

また、本発明の充放電制御装置は、好ましくは電圧検出線により検出された二次電池の極性と、負荷線により検出された二次電池の極性とが、一致しない場合には、オペレータに通知することを特徴とする。

また、本発明の充放電制御装置は、さらに好ましくは電圧検出線により検出された二次電池の極性と、負荷線により検出された二次電池の極性とが、一致しない場合には、アラームを出力することを特徴とする。

また、本発明の充放電制御装置は、さらに好ましくは電圧検出線により検出された二次電池の極性と、負荷線により検出された二次電池の極性とが、一致しない場合には、電圧検出線により検出された二次電池の極性と、負荷線により検出された二次電池の極性とが、一致するように、前期負荷線の配線接続を切り替えることを特徴とする。

また、本発明の充放電制御装置は、さらに好ましくは電池ボックスと充放電電流を制御する制御部との間に、負荷線の極性を切り替える四つのリレーを備えることを特徴とする。

また、本発明の充放電制御装置は、さらに好ましくは四つのリレーの各ａ接点は負荷線に接続されるとともに、四つのリレーの各ｂ接点は、ａ接点のオン・オフ動作が逆になるリレーの動作制御線に接続されることを特徴とする。

また、本発明の充放電制御装置の動作方法は、上述のいずれかに記載の充放電制御装置を動作させる方法であって、二次電池の電圧極性を電圧検出線で検出する工程と、二次電池の電圧極性を負荷線で検出する工程と、電圧検出線により検出された二次電池の極性と、負荷線により検出された二次電池の極性とが、一致するか否か判断する工程と、を有し、電圧検出線により検出された二次電池の極性と、負荷線により検出された二次電池の極性とが、一致する場合には、充放電試験プログラムを遂行し、電圧検出線により検出された二次電池の極性と、負荷線により検出された二次電池の極性とが、一致しない場合には、充放電試験プログラムを遂行しないことを特徴とする。

また、本発明の充放電制御装置の動作方法は、好ましくは電圧検出線により検出された二次電池の極性と、負荷線により検出された二次電池の極性とが、一致しない場合に、オペレータに通知する工程を有することを特徴とする。

また、本発明の充放電制御装置の動作方法は、さらに好ましくは電圧検出線により検出された二次電池の極性と、負荷線により検出された二次電池の極性とが、一致しない場合に、アラームを出力する工程を有することを特徴とする。

また、本発明の充放電制御装置の動作方法は、さらに好ましくは電圧検出線により検出された二次電池の極性と、負荷線により検出された二次電池の極性とが、一致しない場合には、電圧検出線により検出された二次電池の極性と、負荷線により検出された二次電池の極性とが、一致するように、前期負荷線の配線接続を切り替えることを特徴とする。

また、本発明の充放電制御装置の動作方法は、さらに好ましくは電池ボックスと充放電電流を制御する制御部との間に、負荷線の極性を切り替える四つのリレーを備え、四つのリレーを動作させることで、前期負荷線の配線接続を切り替える工程を有することを特徴とする。

また、本発明の充放電制御装置の動作方法は、さらに好ましくは四つのリレーの各ａ接点は負荷線に接続されるとともに、四つのリレーの各ｂ接点は、ａ接点のオン・オフ動作が逆になるリレーの動作制御線に接続され、四つのリレーのうち二つを一組として、一方のａ接点がオンの場合には他方のａ接点をオフとし、一方のａ接点がオフの場合には他方のａ接点をオンとすることを特徴とする。

電池極性が逆の場合でも障害の発生を防止しうる充放電制御装置と充放電制御装置の動作方法とを提供できる。

誤接続された実施形態の充放電制御装置の概要を模式的に説明するブロック図である。（ａ）は充放電制御装置の制御部の極性と電池ボックスの極性とが一致する負荷線の正しい配線接続が形成された場合について説明する図であり、（ｂ）は充放電制御装置の制御部の極性と電池ボックスの極性とが不一致となる負荷線の誤った配線接続が形成された場合について説明する図である。充放電制御装置の制御部と電池ボックスとの極性が不一致となる負荷線の誤った配線接続が形成された場合について、充放電試験電圧が逆極性の二次電池に対して印加される状態を説明する図である。第二の実施形態の充放電制御装置の構成概要を説明するブロック図である。第三の実施形態の充放電制御装置の構成概要を説明するブロック図である。充放電制御装置の制御部について、電圧検出線に基づく二次電池の電圧極性検出と、負荷線に基づく二次電池の電圧極性検出とについて説明する図である。充放電制御装置の極性検出等に関する動作手順の概要を説明するフロー図である。充放電制御装置のリレーの動作状態を順次説明する図である。マスタ充放電装置にｎ台のスレーブ充放電装置を接続し、スイッチボックス（ＳＷＢＯＸ）を介して二次電池の充放電試験を行う従来の充放電制御システム構成を示す図であり、（ａ）が充放電制御システム構成を示し、（ｂ）が充放電制御システムのコネクタ接続を示す図である。ＳＷ制御回路と、４個のスイッチから構成されるブリッジ回路とを備えるスイッチボックス（ＳＷＢＯＸ）を説明する図である。

本実施形態において説明する充放電制御装置は、電池ボックスに嵌挿された電池の極性を判別し、極性が逆の場合には充放電試験プログラムを遂行せずオペレータに通知し、障害等の発生を未然に回避する。また、この充放電制御装置は、好ましくは電池ボックスに嵌挿された電池の極性を自動で識別し、常に正しい極性で充放電プログラムが遂行されるように負荷線（ローカルセンス線ともいう）を切り替え制御する。

このため、仮に制御部からの充放電正極出力が電池ボックスの負極側に接続される等の負荷線の接続誤配線や、電池ボックスへ電池が正極と負極とで逆向きに嵌挿された場合等であっても、実施形態の充放電制御装置は正しい配線接続に切り替えて充放電プログラムを安全に遂行し、または／および誤配線接続等異常が生じていることをオペレータに通知することができる。

例えば、市販品ではない特定用途の二次電池等の蓄電部材には、正極と負極とが同一形態に構成されている電池もあり、外観上の極性識別が困難であることから、このような二次電池をオペレータが電池ボックスに嵌挿する場合に、極性誤りが生じる懸念がある。

また、充放電制御装置は、電圧検出線（リモートセンス線ともいう）と負荷線とを各々別個独立に備えているので、充放電試験の準備段階において、例えば負荷線の正極と負極とを電池ボックスに誤って接続する畏れもある。実施形態で提示する充放電制御装置は、このような場合においても、安全な充放電試験を可能とし、予期せぬ障害の発生等を事前に回避できる。

（第一の実施形態）
図１は、誤接続された実施形態の充放電制御装置の概要を模式的に説明するブロック図である。図１に示すように、充放電制御装置１０００は、充放電試験プログラムを遂行して二次電池４１０やコンデンサ等の各種負荷等への充電電流や放電電流を制御する制御部１００を備える。

また、充放電制御装置１０００は、二次電池４１０が嵌挿される電池ボックス４００を備え、電池ボックス４００と制御部１００との間を接続する電圧検出線２００（１），２００（２）と、負荷線３００（１），３００（２）とを備える。

電圧検出線２００（１）は、電池ボックス４００の正極側と制御部１００の正極側とを電気的に接続する配線であり、二次電池４１０の電圧を検出するための配線である。また、電圧検出線２００（２）は、電池ボックス４００の負極側と制御部１００の負極側とを電気的に接続する配線であり、同様に二次電池４１０の電圧を検出するための配線である。

また、負荷線３００（１）は、電池ボックス４００の正極側と制御部１００の正極側とを電気的に接続する配線であり、二次電池４１０の正極側に充放電試験の正電圧を印加するための配線である。また、負荷線３００（２）は、電池ボックス４００の負極側と制御部１００の負極側とを電気的に接続する配線であり、二次電池４１０の負極側に充放電試験の負電圧を印加するための配線である。

図１においては、負荷線３００（１）は、電池ボックス４００の負極側と制御部１００の正極側とを接続し、負荷線３００（２）は、電池ボックス４００の正極側と制御部１００の負極側とを接続する状態、すなわち負荷線３００（１），３００（２）が各々誤接続された状態を説明している。

また、図１に示すように制御部１００は、電圧検出線２００（１），２００（２）の電圧極性を検出するリモートセンス電圧検出部１１０を備える。また、制御部１００は、負荷線３００（１），３００（２）の電圧極性を検出するローカルセンス電圧検出部１２０を備える。

また、制御部１００は、リモートセンス電圧検出部１１０の検出した電圧極性と、ローカルセンス電圧検出部１２０の検出した電圧極性とを比較し、一致するか否かを判断する電圧極性比較部１３０を備える。電圧極性比較部１３０は、リモートセンス電圧検出部１１０の検出した電圧極性と、ローカルセンス電圧検出部１２０の検出した電圧極性とが一致しない場合には、オペレータへ通知するように通知部１４０へ通知指令を出力する。

図１においては、オペレータへの通知手段としてアラーム等の発報を出力する例を説明しているが、これに限定されるものではなく、例えば制御部１００が備える通知部１４０をディスプレイ等のモニタで構成し、該モニタにオペレータへの警告を表示するものであってもよい。

また好ましくは、電圧極性比較部１３０は、リモートセンス電圧検出部１１０の検出した電圧極性と、ローカルセンス電圧検出部１２０の検出した電圧極性とが、各々制御部１００の出力極性と一致するか否かについても比較判断する。また、一致しない場合には、オペレータへ通知するように通知部１４０へ通知指令を出力する。

すなわち、制御部１００においては、充放電試験を遂行する関係上、正極端子と負極端子とが予め各々定められている。このため、仮に電圧検出線２００（１），２００（２）と負荷線３００（１），３００（２）とが共に誤配線された場合には、リモートセンス電圧検出部１１０の検出した電圧極性と、ローカルセンス電圧検出部１２０の検出した電圧極性とが共に、装置側の極性と異なる極性で同一の極性を示す。従って、仮に電圧検出線２００（１），２００（２）と負荷線３００（１），３００（２）とが共に誤配線された場合には、リモートセンス電圧検出部１１０の検出した電圧極性と、ローカルセンス電圧検出部１２０の検出した電圧極性と、を比較するだけでは二重の誤配線を検知できない。

このような場合でも、電圧極性比較部１３０が、リモートセンス電圧検出部１１０の検出した電圧極性とローカルセンス電圧検出部１２０の検出した電圧極性との少なくともいずれか一方と、制御部１００の予め定められた出力極性と、が一致するか否かについても比較判断することで、本来二次電池４００の正極側向けとして出力される充放電電圧が、二次電池４００の負極側に誤って印加されることを防止できる。

図２（ａ）は充放電制御装置の制御部１００の極性と電池ボックス４００の極性とが一致する負荷線３００（１），３００（２）の正しい配線接続が形成された場合について説明する図であり、図２（ｂ）は充放電制御装置の制御部１００の極性と電池ボックス４００の極性とが不一致となる負荷線３００（１），３００（２）の誤った配線接続が形成された場合について説明する図である。

図２（ａ）に示すように、負荷線３００（１），３００（２）が電池ボックス４００に正しい極性で配線接続された場合には、制御部１００から印加される充放電電圧が正しい極性でボックス４００に伝達される。従って、図示するように電池ボックス４００に電池４１０が正しい極性で嵌挿されている限りにおいて、充放電試験が適正に遂行されることとなり、逆極性に起因する異常な発熱や障害発生の懸念は生じない。

一方、図２（ｂ）に示すように、仮に負荷線３００（１），３００（２）が電池ボックス４００に誤った極性で配線接続された場合には、制御部１００から印加される充放電電圧が誤った極性で電池ボックス４００に伝達される。従って、仮に電池ボックス４００に電池４１０が正しい極性で嵌挿されている場合でも、充放電試験が適正に遂行されず、逆極性に起因する異常な発熱や障害発生の懸念が生じることとなる。

また、仮に負荷線３００（１），３００（２）の配線接続に誤りはない場合であっても、電池ボックス４００に嵌挿される電池４１０の向きをオペレータが誤り逆極性に嵌挿された場合にも、充放電試験が適正に遂行されず、逆極性に起因する異常な発熱や障害発生の懸念が生じることとなる。

図３は、充放電制御装置１０００の制御部１００と電池ボックス４００との極性が不一致となる負荷線３００（１），３００（２）の誤った配線接続が形成された場合について、充放電試験電圧が逆極性の二次電池４１０に対して印加される状態を説明する図である。

図３から理解されるように、電池ボックス４００と制御部１００との間は、別個独立した配線である電圧検出線２００（１），２００（２）と、負荷線３００（１），３００（２）とが、オペレータ等の作業により各々個別に配線接続される。このため、充放電試験の準備段階等において、オペレータが配線を誤接続する場合も生じ得ることから、このような場合においても、安全かつ遅滞なく充放電試験が遂行されるような構成を備えることが好ましい。この点、充放電試験装置１０００は、配線誤接続を速やかに検知し、オペレータに通報することができるので、安全かつスムースに充放電試験を遂行できる。

（第二の実施形態）
図４は、第二の実施形態の充放電制御装置４０００の構成概要を説明するブロック図である。図４において、第二の実施形態の充放電制御装置４０００は、電池ボックス４４００と制御部４１００との間を接続する四本の負荷線４３００（１），４３００（２），４３００（３），４３００（４）（以下、適宜負荷線４３００と総称する）を備え、各負荷線４３００（１），４３００（２），４３００（３），４３００（４）上に各々配置された四つのリレー４６００を備える。ここで、制御部４１００の構成及びその機能は、第一の実施形態で既に説明した制御部１００と同一であるので、ここでは説明を省略する。

図４から理解されるように、四つのリレー４６００は、二つ一組として各組ごとにリレー動作制御線４５００（１），４５００（２）を介した指令により、排他的に一組がオンとなるように交互にオンされる。

すなわち、負荷線４３００（１）に配置されるリレー（ＲＬ１）と負荷線４３００（２）に配置されるリレー（ＲＬ４）とが一組とされて、リレー動作制御線４５００（１）を介した同一のオン・オフ信号により、接続／非接続の切り替え制御がなされる。

また、負荷線４３００（３）に配置されるリレー（ＲＬ２）と負荷線４３００（４）に配置されるリレー（ＲＬ３）とが一組とされて、リレー動作制御線４５００（２）を介した同一のオン・オフ信号により、接続／非接続の切り替え制御がなされる。

制御部４１００は、リレー動作制御線４５００（１）にオン信号を出力する場合にはリレー動作制御線４５００（２）にオフ信号を出力し、リレー動作制御線４５００（１）にオフ信号を出力する場合にはリレー動作制御線４５００（２）にオン信号を出力する。

このような動作制御により、リレー動作制御線４５００（１）にオン信号が出力されてリレー（ＲＬ１）とリレー（ＲＬ４）とがオン（導通）となる場合には、電池ボックス４４００と制御部４１００とがストレートに配線接続されることとなる。また、リレー動作制御線４５００（２）にオン信号が出力されてリレー（ＲＬ２）とリレー（ＲＬ３）とがオンとなる場合には、電池ボックス４４００と制御部４１００とがクロスに配線接続されることとなる。

充放電制御装置４０００において、制御部４１００は、不図示の電圧検出線で検出した二次電池４４１０の電池極性に対応して、電圧を印加する負荷線４３００の配線接続を適宜切り替え制御する。従って、オペレータが仮に二次電池４４１０の嵌挿向きを誤った場合においても、嵌挿された二次電池４４１０の現実の極性に応じて、充放電制御装置４０００自身が適正な電圧が印加されるような負荷線４３００の配線接続とし、安全かつスムースに充放電試験が遂行される充放電制御装置４０００を提供することができる。また、図４に示すように、電池ボックス４４００に近接した負荷線にヒューズ（Ｆ１）を備えた充放電制御装置４０００としてもよい。

ここで、図６は、充放電制御装置４０００の制御部４１００について、電圧検出線４２００（１），４２００（２）に基づく二次電池４４１０の電圧極性検出と、負荷線４３００（１），４３００（２）に基づく二次電池４４１０の電圧極性検出とについて説明する図である。

図６に示すように、電圧検出線４２００（１），４２００（２）に基づく二次電池４４１０の電圧極性は、一次的にはリモートセンス電圧検出部４１１０により検出され、負荷線４３００（１），４３００（２）に基づく二次電池４４１０の電圧極性検出は、二次的にローカルセンス電圧検出部４１２０によりなされる。また、リモートセンス電圧検出部４１１０とローカルセンス電圧検出部４１２０とは、同一構成とできる。

また、図７は、充放電制御装置４０００の極性検出等に関する動作手順の概要を説明するフロー図である。図７に示す各ステップごとに、充放電制御装置４０００の極性検出等に関する動作フローを以下に順次説明する。

（ステップＳ７１０）
オペレータが試験対象となる二次電池４４１０を電池ボックス４４００に嵌挿する。業務用若しくは一般には交換を前提としない組み込み用等の二次電池４４１０においては、外観上、正極と負極との極性の判別が困難な電池もある。

また、電池ボックス４４００それ自体も、二次電池４４１０の嵌挿向きを明確に表示していない場合や、正極と負極との形状に差異がない場合もあって、オペレータが嵌挿向きを誤るケースも想定される。このような場合でも、充放電制御装置４０００においては自動的に極性を判別するので、電池の極性に拘わらず、オペレータは二次電池４４１０を電池ボックス４４００に嵌挿することができる。なお、二次電池４４１０の嵌挿に先立ち、予め必要な配線等をオペレータが適宜接続しておいてもよい。

（ステップＳ７２０）
充放電制御装置４０００のリモートセンス電圧検出部４１１０は、電圧検出線４２００（１），４２００（２）を介して二次電池４４１０の電圧極性を検出する。すなわち、リモートセンス電圧検出部４１１０は、電圧検出線４２００（１），４２００（２）のいずれが正極側で、いずれが負極側であるかを検出する。

（ステップＳ７３０）
充放電制御装置４０００は、自身が制御部４１００から二次電池４４１０へ出力する充放電制御電圧の極性と、リモートセンス電圧検出部４１１０が検出した二次電池４４１０の極性と、が一致するか否かを判断する。

充放電制御装置４０００の極性と、リモートセンス電圧検出部４１１０が検出した二次電池４４１０の極性とが一致する場合には、ステップＳ７５０へと進む。また、充放電制御装置４０００の極性と、リモートセンス電圧検出部４１１０が検出した二次電池４４１０の極性とが一致しない場合には、ステップＳ７４０へと進む。なお、ここでは図４等に示すように紙面上方が充放電制御装置４０００のプラス極性であり、電圧検出線４２００（１），４２００（２）の配線接続に誤りはないものとする。

ここで、図８は、充放電制御装置４０００のリレー４６００の動作状態を順次説明する図である。ステップＳ７１０〜ステップＳ７３０までの間は、充放電試験の準備段階であるので、図８（ａ）に示すようにリレー４６００を構成する全てのリレーがオフ（非導通）とされる。

（ステップＳ７４０）
充放電制御装置４０００のは、制御部４１００からリレー動作制御線４５００（１），４５００（２）を介して、リレー（ＲＬ１）とリレー（ＲＬ４）とをオンとし、リレー（ＲＬ２）とリレー（ＲＬ３）とをオフとする指示を出力する。この場合のリレーの状態を図８（ｂ）に示す。

充放電制御装置４０００のこの動作により、負荷線４３００（１），４３００（２）が導通されて、二次電池４４１０の正極側に対して充放電制御装置４０００の正極側が適切に接続される。

（ステップＳ７５０）
充放電制御装置４０００のは、制御部４１００からリレー動作制御線４５００（１），４５００（２）を介して、リレー（ＲＬ１）とリレー（ＲＬ４）とをオフとし、リレー（ＲＬ２）とリレー（ＲＬ３）とをオンとする指示を出力する。この場合のリレーの状態を図８（ｃ）に示す。

充放電制御装置４０００のこの動作により、負荷線４３００（３），４３００（４）が導通されて、図４に示す二次電池４４１０の逆極性（紙面における上下逆さ）状態に嵌挿された二次電池に対して、その正極側に充放電制御装置４０００の正極側が適切に接続される。

（ステップＳ７６０）
ステップＳ７４０とステップＳ７５０とにより、負荷線４３００と二次電池４４１０とが電気的に接続される。従って、ローカルセンス電圧検出部４１２０が、接続された負荷線４３００を介して二次電池４４１０の極性を検出することができる。

充放電制御装置４０００は、自身が制御部４１００から二次電池４４１０へ出力する充放電制御電圧の極性と、ローカルセンス電圧検出部４１２０が負荷線４３００を介して検出した二次電池４４１０の極性と、が一致するか否かを判断する。

充放電制御装置４０００の制御部４１００の極性と、ローカルセンス電圧検出部４１２０が検出した二次電池４４１０の極性とが一致する場合には、ステップＳ７７０へと進む。また、充放電制御装置４０００の極性と、ローカルセンス電圧検出部４１２０が検出した二次電池４４１０の極性とが一致しない場合には、ステップＳ７８０へと進む。なお、ここでは図４等に示すように紙面上方が充放電制御装置４０００の制御部４１００の正極側であるものとする。

（ステップＳ７７０）
充放電制御装置４０００は、予め制御部４１００等の不図示の記憶部へ入力されて格納されている充放電プログラムを遂行する。制御部４１００が充放電試験を遂行することにより、負荷線４３００を介して充放電試験電圧・電流が二次電池４４１０へと印加される。

（ステップＳ７８０）
充放電制御装置４０００は、不図示の通知部等を介してオペレータに異常状態であることを通知する。この場合、充放電制御装置４０００は、好ましくは充放電試験プログラムを遂行せず、充放電試験を中断する。

すなわち、ステップＳ７２０において電圧検出線４２００を介して識別した電池極性に基づいて、これに対応するようにステップＳ７４０またはステップＳ７５０において負荷線４３００を接続したにも拘わらず、負荷線を介して識別した電池極性が、制御部４１００のプリセット極性と一致しない状態である。このため、電圧検出線４２００自体の誤配線接続をはじめとする配線異常等の理由により、二次電池４４１０の電圧極性を正常に識別できていない状態であると考えられる。

この状態で充放電試験プログラムを遂行すると、予期せぬ電圧印加により短絡が生じたり思わぬ障害が発生する懸念もあるため、充放電制御装置４０００は、試験を遂行することなくオペレータに通知する。充放電制御装置４０００は、画面へのアラート表示、アラーム発報、オペレータの携帯電話への呼び出し（発呼）、パトライトの点灯など、いずれか一つ以上の警告手段を用いてオペレータに通知することができる。

（ステップＳ７９０）
充放電制御装置４０００は、充放電試験プログラムを終了したか否かを判断する。充放電試験プログラムを終了した場合には、このフローを終了する。充放電試験プログラムを終了していない場合には、ステップＳ７７０へと戻る。

（第三の実施形態）
図５は、第三の実施形態の充放電制御装置５０００の構成概要を説明するブロック図である。図５において、第三の実施形態の充放電制御装置５０００は、電池ボックス５４００と制御部５１００との間を接続する四本の負荷線５３００（１），５３００（２），５３００（３），５３００（４）（以下、適宜負荷線５３００と総称する）を備え、各負荷線５３００（１），５３００（２），５３００（３），５３００（４）上に各々ａ接点が配置された四つのリレー５６００を備える。ここで、制御部５１００の構成及びその機能は、第一の実施形態で既に説明した制御部１００と同一であるので、ここでは説明を省略する。

充放電制御装置５０００の四つのリレー５６００の各ａ接点は、充放電制御装置４０００で説明したリレー４６００と同一の接続とされるので、ここでは説明を省略する。また、図５から明らかなように、リレー（ＲＬ２）とリレー（ＲＬ３）との各ｂ接点は、リレー（ＲＬ１）とリレー（ＲＬ４）とをオン制御するリレー動作制御線５５００（１）に直列に接続される。また、リレー（ＲＬ１）とリレー（ＲＬ４）との各ｂ接点は、リレー（ＲＬ２）とリレー（ＲＬ３）とをオン制御するリレー動作制御線５５００（２）に直列に接続される。

すなわち、充放電制御装置５０００においては、リレー（ＲＬ２）とリレー（ＲＬ３）とのａ接点がオンとなり導通される場合には、リレー（ＲＬ２）とリレー（ＲＬ３）とのｂ接点が必ずオフとなり非導通とされるので、リレー（ＲＬ１）とリレー（ＲＬ４）とのリレー動作制御線５５００（２）が電気的に遮断されて、リレー（ＲＬ１）とリレー（ＲＬ４）とが確実にオフとなる。

また、充放電制御装置５０００においては、リレー（ＲＬ１）とリレー（ＲＬ４）とのａ接点がオンとなり導通される場合には、リレー（ＲＬ１）とリレー（ＲＬ４）とのｂ接点が必ずオフとなり非導通とされるので、リレー（ＲＬ２）とリレー（ＲＬ３）とのリレー動作制御線５５００（１）が電気的に遮断されて、リレー（ＲＬ２）とリレー（ＲＬ３）とが確実にオフとなる。

第二の実施形態で説明した充放電制御装置４０００においても、四つのリレー４６００は、二つ一組として各組ごとにリレー動作制御線４５００（１），４５００（２）により、排他的に一組がオンとなるように交互にオンされる動作を遂行する。

しかし、当該四つのリレー４６００における交互のオン動作は、制御部４１００から出力されるリレー動作制御信号に対応して行われる動作である。このため、誤ったリレー動作信号が制御部４１００から出力された場合やリレーの誤動作が生じた場合等には、誤ったリレー動作制御信号等に基づいて四つのリレー４６００が全てオンとされて、二次電池４４１０が短絡される懸念を排除できない。

この点において、充放電制御装置５０００は、各リレーのａ接点とｂ接点とを用いて一方の組がオンとされている場合には、他方の組をハード的にオフとする接続形態を構成するので、いかなるリレー動作制御信号が制御部５１００から出力された場合においても、四つのリレー５６００が全てオンとされる懸念を払拭でき、すなわち二次電池５４１０が短絡される懸念を払拭できる。

上述したように、実施形態で示した充放電制御装置４０００，５０００等は、嵌挿された二次電池の極性にかかわらず、正極と負極との短絡を防止することができる。また、実施形態で示した充放電制御装置４０００，５０００等は、オペレータが二次電池の極性を気にすることなく装置に嵌挿することが可能であり、作業効率が向上するだけでなく、誤配線等が生じている場合においても速やかに修正し、安全かつ迅速な充放電試験を遂行することが可能となる。

また、上述した各実施形態において、制御部は、負荷線と電圧検出線との差異を監視して負荷線のドロップ電圧（電圧降下）をモニタすることで、配線の接触不良等を検知することとしてもよい。

上述した充放電制御装置１０００，４０００等は、実施形態での説明に限定されるものではなく、本実施形態で説明する技術思想の範囲内かつ自明な範囲内で、適宜その構成や動作及び駆動方法等を変更することができる。

本発明の充放電制御装置は、各種産業用蓄電部材等、例えば自動車等のバッテリーの試験装置や試験システム等に広く適用できる。

１００・・制御部、１１０・・リモートセンス電圧検出部、１２０・・ローカルセンス電圧検出部、１３０・・電圧極性比較部、１４０・・通知部、２００・・電圧検出線、３００・・負荷線、４００・・電池ボックス、４１０・・二次電池、１０００・・充放電装置。

Claims

電池ボックスに嵌挿された二次電池の電圧極性を検出する電圧検出線と、
前記二次電池の充電電流または放電電流を伝送する負荷線とを備え、
前記電圧検出線により検出された前記二次電池の極性と、前記負荷線により検出された前記二次電池の極性とが、一致する場合には、充放電試験プログラムの放電試験を遂行し、
前記電圧検出線により検出された前記二次電池の極性と、前記負荷線により検出された前記二次電池の極性とが、一致しない場合には、充放電試験プログラムの放電試験を遂行しない
ことを特徴とする充放電制御装置。
請求項１に記載の充放電制御装置において、
前記電圧検出線により検出された前記二次電池の極性と、前記負荷線により検出された前記二次電池の極性とが、一致しない場合には、オペレータに通知する
ことを特徴とする充放電制御装置。
請求項２に記載の充放電制御装置において、
前記電圧検出線により検出された前記二次電池の極性と、前記負荷線により検出された前記二次電池の極性とが、一致しない場合には、アラームを出力する
ことを特徴とする充放電制御装置。
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の充放電制御装置において、
前記電圧検出線により検出された前記二次電池の極性と、前記負荷線により検出された前記二次電池の極性とが、一致しない場合には、前記電圧検出線により検出された前記二次電池の極性と、前記負荷線により検出された前記二次電池の極性とが、一致するように、前記負荷線の配線接続を切り替える
ことを特徴とする充放電制御装置。
請求項４に記載の充放電制御装置において、
前記電池ボックスと充放電電流を制御する制御部との間に、前記負荷線の極性を切り替える四つのリレーを備える
ことを特徴とする充放電制御装置。
請求項５に記載の充放電制御装置において、
前記四つのリレーの各ａ接点は前記負荷線に接続されるとともに、前記四つのリレーの各ｂ接点は、ａ接点のオン・オフ動作が逆になるリレーの動作制御線に接続される
ことを特徴とする充放電制御装置。
請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の充放電制御装置を動作させる方法であって、
前記二次電池の電圧極性を前記電圧検出線で検出する工程と、
前記二次電池の電圧極性を前記負荷線で検出する工程と、
前記電圧検出線により検出された前記二次電池の極性と、前記負荷線により検出された前記二次電池の極性とが、一致するか否か判断する工程と、を有し、
前記電圧検出線により検出された前記二次電池の極性と、前記負荷線により検出された前記二次電池の極性とが、一致する場合には、充放電試験プログラムを遂行し、
前記電圧検出線により検出された前記二次電池の極性と、前記負荷線により検出された前記二次電池の極性とが、一致しない場合には、充放電試験プログラムを遂行しない
ことを特徴とする充放電制御装置の動作方法。
請求項７に記載の充放電制御装置の動作方法において、
前記電圧検出線により検出された前記二次電池の極性と、前記負荷線により検出された前記二次電池の極性とが、一致しない場合に、オペレータに通知する工程を有する
ことを特徴とする充放電制御装置の動作方法。
請求項８に記載の充放電制御装置の動作方法において、
前記電圧検出線により検出された前記二次電池の極性と、前記負荷線により検出された前記二次電池の極性とが、一致しない場合に、アラームを出力する工程を有する
ことを特徴とする充放電制御装置の動作方法。
請求項７乃至請求項９のいずれか一項に記載の充放電制御装置の動作方法において、
前記電圧検出線により検出された前記二次電池の極性と、前記負荷線により検出された前記二次電池の極性とが、一致しない場合には、前記電圧検出線により検出された前記二次電池の極性と、前記負荷線により検出された前記二次電池の極性とが、一致するように、前記負荷線の配線接続を切り替える
ことを特徴とする充放電制御装置の動作方法。
請求項１０に記載の充放電制御装置の動作方法において、
前記電池ボックスと充放電電流を制御する制御部との間に、前記負荷線の極性を切り替える四つのリレーを備え、
前記四つのリレーを動作させることで、前期負荷線の配線接続を切り替える工程を有する
ことを特徴とする充放電制御装置の動作方法。
請求項１１に記載の充放電制御装置の動作方法において、
前記四つのリレーの各ａ接点は前記負荷線に接続されるとともに、前記四つのリレーの各ｂ接点は、ａ接点のオン・オフ動作が逆になるリレーの動作制御線に接続され、
前記四つのリレーのうち二つを一組として、一方のａ接点がオンの場合には他方のａ接点をオフとし、一方のａ接点がオフの場合には他方のａ接点をオンとする
ことを特徴とする充放電制御装置の動作方法。