JP5769640B2 - 充放電試験装置、試験用トレイ及び充放電試験システム - Google Patents

Description

本発明は、二次電池や電気二重層キャパシタ等の被試験物の充放電試験を行うための充放電試験装置、それに用いる試験用トレイ、及び、それらを備える充放電試験システムに関する。

近年、電子技術の進歩により、高性能化、小型化、ポータブル化した各種の電子機器の分野や、環境配慮型製品としての電気自動車などの分野で、二次電池の需要が高まってきている。

これに伴い、二次電池の研究開発や製品の信頼性を確保するために、二次電池を充放電して試験を行う充放電試験装置が種々提案されている。

この充放電試験装置では、一般に、試験効率の向上のため、二次電池の充放電を行うための充放電用の電源装置を複数搭載し、それら電源装置により、複数の二次電池に対して試験を同時に行えるようにしており、例えば、特許文献１では、複数の電源装置と複数の二次電池とが１対１の関係で個別に接続されて、複数の二次電池の試験が行われる。

特開２００３−２８２１５０号公報

このような充放電試験装置では、それに搭載する電源装置の容量（最大電流／電圧値）を超えて、二次電池の試験を行うことはできない。例えば、一定電流で既定電圧になるまで二次電池の充放電を繰り返すサイクル試験では、充放電が可能な電流範囲は、電源装置の最大電流で決まり、この最大電流を超える電流で試験を行うことはできない。

このため、従来では、二次電池の容量が電源装置のそれを超える場合には、二次電池の容量に合う電源装置を搭載した充放電試験装置を準備する必要がある。

しかし、前記したように、二次電池の需要の高まりに伴い、各種容量の二次電池が普及してきており、二次電池の容量にあわせて、充放電試験装置を何種類も準備するのでは、コスト及び設置スペースが増大することになる。

一方、予め、各種容量の二次電池に対応できるように、大容量の電源装置を搭載した充放電試験装置を１台準備し、各種容量の二次電池の試験をその１台の充放電試験装置で行うことも考えられるが、大容量の電源装置を搭載した充放電試験装置は、大型となるために、大きな設置スペースが必要となる。

本発明は、上述のような点に鑑みてなされたものであり、電源装置の容量を超える被試験物について、充放電試験を行うことができるようにして上述の課題を解決することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では次のように構成している。

（１）本発明の充放電試験装置は、複数の充放電用電源と、前記各充放電用電源を駆動して被試験物を充放電させて試験を行う制御部と、試験に関する情報が入力される情報入力部とを備え、前記試験に関する情報は、前記充放電用電源に接続される被試験物の容量に対応する情報を含み、前記複数の各充放電用電源の正負電極にそれぞれ接続される２つの試験側端子を一対とした複数の試験側端子を備え、前記制御部は、前記情報入力部に入力される前記情報に基づいて、充放電用電源の駆動方式を判断し、当該判断した駆動方式で当該被試験物を充放電させて前記試験を行うものであり、前記被試験物が搭載される試験用トレイが当該充放電試験装置に装着されると、前記情報入力部に、前記試験用トレイから前記試験に関する情報が入力されるものであって、１つの被試験物が１つの充放電用電源と単独に接続されていると前記制御部が判断するときには、各一対の試験側端子に接続した各充放電用電源を個別に単独駆動し、１つの被試験物に複数の充放電用電源が並列に接続されていると前記制御部が判断するときには、その容量に対応して複数対の試験側端子に接続した複数の充放電用電源を並列駆動するものである。

充放電用電源に接続される被試験物の容量に対応する前記情報は、被試験物の容量、被試験物の容量に応じた被試験物と充放電用電源との接続状態、あるいは、被試験物の容量に応じた充放電用電源の駆動方式などを示す情報を含むものであってもよい。

本発明の充放電試験装置によると、情報入力部には、充放電用電源に接続される被試験物の容量に対応する情報を含む試験に関する情報が入力され、制御部は、情報入力部に入力される情報に基づいて、充放電用電源の駆動方式を判断し、その駆動方式で充放電用電源を駆動して試験を行うので、例えば、充放電用電源に接続される二次電池等の被試験物の容量が充放電用電源の容量を超えるような場合には、被試験物の容量に対応した複数の充放電用電源を並列に駆動する並列駆動方式で被試験物を充放電させて試験を行うことができる。これによって、充放電用電源の容量を超える被試験物の試験に対して、充放電試験装置を新たに準備する必要がなく、コスト及び設置スペースを削減できる。また、各種容量の被試験物に対応できるように、大型で大容量の充放電用電源を搭載した充放電試験装置を準備する必要もなく、その分、設置スペースを削減できる。
また、被試験物を搭載した試験用トレイを、当該充放電試験装置に装着することによって、被試験物の容量に対応する情報が情報入力部に入力されることになり、この入力された情報に基づいて、制御部は、充放電用電源の駆動方式を判断し、その駆動方式で充放電電源を駆動して被試験物の容量に応じた充放電試験を実施することができる。
さらに、被試験物の容量が充放電用電源の容量以下であって、１つの被試験物が１つの充放電用電源と単独に接続されていると制御部が判断するときには、各一対の試験側端子に接続した各充放電用電源を個別に単独駆動し、被試験物の容量が充放電用電源の容量を超えるために、１つの被試験物に複数の充放電用電源が並列に接続されていると制御部が判断するときには、複数対の試験側端子に接続した複数の充放電用電源を並列駆動することができる。

（２）本発明の充放電試験装置の好ましい実施態様では、前記情報には被試験物の容量を含み、前記制御部は、前記被試験物の容量が前記充放電用電源の容量を超えるときには、１つの被試験物に複数の充放電用電源が並列に接続されていると判断し、１つの被試験物に対し複数の充放電用電源を並列駆動して被試験物を充放電させて前記試験を行うものである。

この実施態様によると、制御部は、情報入力部に入力される被試験物の容量の情報に基づいて、被試験物の容量が充放電用電源の容量を超えるときには、１つの被試験物に対し複数の充放電用電源を並列駆動して被試験物を充放電させて試験を行うので、充放電用電源の容量を超える被試験物の試験を行うことが可能となる。

（３）本発明の充放電試験装置の他の実施態様では、前記情報には被試験物の容量を含み、前記制御部は、前記被試験物の容量が前記充放電用電源の容量以下であるときには、１つの被試験物が１つの充放電用電源と単独に接続されていると判断し、１つの被試験物に対し１つの充放電用電源を単独駆動して被試験物を充放電させて前記試験を行うものである。

この実施態様によると、制御部は、情報入力部に入力される被試験物の容量の情報に基づいて、被試験物の容量が充放電用電源の容量以下であるときには、１つの被試験物に対し１つの充放電用電源を単独駆動して被試験物を充放電させて試験を行うので、充放電用電源の容量以下の被試験物の試験を従来と同様に行うことが可能となる。

（４）本発明の充放電試験装置の好ましい実施態様では、前記情報は前記被試験物と前記充放電用電源との接続状態を示す情報を含み、前記制御部は、前記接続状態が１つの被試験物に複数の充放電用電源が並列に接続されている状態であるときには、１つの被試験物に対し複数の充放電用電源を並列駆動して被試験物を充放電させて前記試験を行うものである。

この実施態様によると、制御部は、情報入力部に入力される被試験物と充放電用電源との接続状態を示す情報に基づいて、被試験物の容量が充放電用電源の容量を超えるために、１つの被試験物に複数の充放電用電源が並列に接続されている状態であるときには、１つの被試験物に対し複数の充放電用電源を並列駆動して被試験物を充放電させて試験を行うことができる。

(５）本発明の充放電試験装置の他の実施態様では、前記情報は前記被試験物と前記充放電用電源との接続状態を示す情報を含み、前記制御部は、前記接続状態が１つの被試験物が１つの充放電用電源と単独に接続されている状態であると判断するときには、１つの被試験物に対し１つの充放電用電源を単独駆動して被試験物を充放電させて前記試験を行うものである。

この実施態様によると、制御部は、情報入力部に入力される被試験物と充放電用電源との接続状態を示す情報に基づいて、被試験物の容量が充放電用電源の容量以下であって、１つの被試験物が１つの充放電用電源と単独に接続されている状態であると判断するときには、１つの被試験物に対し１つの充放電用電源を単独駆動して被試験物を充放電させて試験を行うことができる。

(６）本発明の充放電試験装置の更に他の実施態様では、前記制御部は、前記被試験物の容量が前記充放電用電源の容量を超えると判断するときには、被試験物の容量に対応した複数の充放電用電源を並列駆動して被試験物を充放電させて前記試験を行うものである。

この実施態様によると、制御部は、情報入力部に入力される情報により、充放電用電源に接続される二次電池等の被試験物の容量が充放電用電源の容量を超えると判断するときには、被試験物の容量に対応した複数の充放電用電源を並列駆動して当該被試験物の充放電を制御するので、充放電用電源の容量を超える被試験物に対しても、試験を行うことが可能となる。

（７）本発明の充放電試験装置の他の実施態様では、前記試験用トレイは、搭載される被試験物に接続される複数の被試験側端子を有し、前記試験用トレイが、当該充放電試験装置に装着されることによって、試験用トレイの前記被試験側端子と当該充放電試験装置の前記試験側端子とが接続されるものである。

この実施態様によると、試験用トレイの被試験側端子と充放電試験装置の試験側端子とが接続されるので、試験用トレイ側では、被試験物と被試験側端子との間の配線を、被試験物の容量に応じて、単独駆動または並列駆動される充放電用電源の試験側端子に接続されるように予め形成しておくことにより、被試験物が、その容量に応じて単独駆動または並列駆動される充放電用電源に接続されて試験が行われることになる。

（８）本発明の試験用トレイは、上記（１）〜（７）の充放電試験装置に装着される試験用トレイであって、試験に関する情報が記憶される記憶部を有し、前記情報には、搭載されるべき被試験物の容量に対応する情報を少なくとも含むものである。

本発明の試験用トレイによると、被試験物を搭載した試験用トレイを、充放電試験装置に装着することによって、記憶部に記憶されている被試験物の容量に対応する情報を、充放電試験装置の情報入力部に入力し、制御部が、情報入力部に入力される情報に基づいて、被試験物の容量に応じた充放電試験を行うことが可能となる。

（９）本発明の充放電試験システムは、上記（１）〜（７）の充放電試験装置と上記（８）の試験用トレイとを備えている。

本発明の充放電試験システムによると、被試験物を搭載した試験用トレイを、放電試験装置に装着することによって、例えば、被試験物の容量が充放電用電源の容量を超えるときには、被試験物の容量に対応した数の充放電用電源を並列駆動して充放電試験を行うことができるので、充放電用電源の容量を超える被試験物の試験に対して、充放電試験装置を新たに準備したり、あるいは、大型で大容量の充放電用電源を搭載した充放電試験装置を準備する必要がなく、その分、コスト及び設置スペースを削減できる。

本発明によれば、充放電用電源の容量を超える被試験物の試験では、複数の充放電用電源を並列駆動して対応することができるので、従来のように、新たな充放電試験装置を準備したり、予め大型で大容量の充放電用電源を搭載した充放電試験装置を準備する必要がなく、その分、コスト及び設置スペースを削減することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る充放電試験装置の概略構成図である。 図２は、充放電用電源の容量に対応した二次電池を搭載する電池トレイの概略構成図である。 図３は、充放電用電源の容量を超える二次電池を搭載する電池トレイの概略構成図である。 図４は、図１の充放電試験装置と、図２の電池トレイとを組合せた充放電試験システムの概略構成図である。 図５は、図１の充放電試験装置と図３の電池トレイとを組み合わせた充放電試験システムの概略構成図である。 図６は、複数の電池トレイと充放電試験装置とを組合せた二次電池試験システムの概略構成図である。 図７は、充放電試験装置の概略図である。 図８は、図７の充放電試験装置の内部を切り欠いて示す概略構成図である。 図９は、図８の充放電試験装置における電池トレイと充放電試験装置とのコネクタ接続構造を示す図である。 図１０は、本発明の他の実施形態に係る充放電試験装置の図１に対応する概略構成図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、被試験物として各種の二次電池、例えば、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の充放電試験を行う充放電試験装置Ａの概略構成をブロック的に示す図である。

この実施形態の充放電試験装置Ａは、コネクタ部分２を有しており、このコネクタ部分２は、正負の試験側端子４ａ，４ｂで一対となるコネクタ構造の試験側端子対４を複数、備えている。

充放電試験装置Ａは、各試験側端子対４に対応して設けられて被試験物としての二次電池に対して充放電を行う、最大電流が例えば５Ａで充放電を行う複数の充放電用電源５と、これら充放電用電源５の動作を制御すると共に、二次電池の充放電状態の測定に基づき二次電池の充放電試験を行う制御部としての制御システム部６とを備えている。

充放電用電源５は、充放電電流を入出力する正負電極５ａ，５ｂを有する。各充放電用電源５それぞれの正負電極５ａ，５ｂは、配線８ａ，８ｂを介して試験側端子対４の正負両試験側端子４ａ，４ｂにそれぞれ接続される。

制御システム部６は、破線で示すように、内部に、システム本体６ａと、情報読み取り部６ｂとを備える。充放電用電源５は、制御システム部６のシステム本体６ａに、制御配線８ｃで接続されている。

本実施形態では、前記コネクタ部分２に、情報入力部として、被試験側の情報を入力するコネクタ構造の情報入力端子７を備えている。この情報入力端子７は、試験側端子対４と共に設けられ、また、情報伝送配線８ｄを介して制御システム部６の情報読み取り部６ｂに接続されている。

充放電用電源５は、制御システム部６からの制御指令に応答して、二次電池に対しての充放電制御を行う。この場合、充放電用電源５は、それ自体が出力する電圧、電流をフィードバックして、常時、監視し、二次電池に対する充放電のため、制御システム部６からの制御指令に対応した電圧、電流となるように動作すると共に、電圧、電流の監視データを制御システム部６へ前記制御配線８ｃを介して送信する。なお、他の実施形態として、試験側端子対４と制御システム部６とを測定用配線で接続し、この測定用配線を介して電流や電圧を制御システム部６へ取り込むようにしてもよい。

制御システム部６では、情報入力端子７から情報伝送配線８ｄを介して入力される充放電試験に関する情報を情報読み取り部６ｂで読み取る。

制御システム部６のシステム本体６ａは、情報読み取り部６ｂが読み取った試験に関する情報に基づいて、制御配線８ｃを介して充放電用電源５に制御指令を出力する一方、充放電用電源５で監視される電圧、電流の監視データを取り込んで二次電池の充放電試験を行う。

制御システム部６のシステム本体６ａは、試験に関する情報から、二次電池の容量が、例えば５Ａで充放電用電源５の１台の最大電流以内であることを検知し、二次電池と充放電用電源５が１対１の関係で接続されていると判断すると、各充放電用電源５が単独で所定の充放電試験条件を達成するように各充放電用電源５を駆動する。また、二次電池の容量が、例えば１０Ａで充放電用電源５の最大電流を超えることを検知し、１つの二次電池に対し充放電用電源５が並列に複数接続されていると判断すると、当該複数、例えば、２台の充放電用電源５の出力の合計が所定の充放電試験条件を達成するように充放電用電源５を並列駆動して、二次電池を充放電するようになっている。

勿論、システム本体６ａは、試験に関する情報から二次電池の容量がそれ以上であることを検知し、１つの二次電池が３台以上の充放電用電源５と並列に接続されていると判断すると、３台以上の充放電用電源５の出力の合計が所定の充放電試験条件を達成するように充放電用電源５を並列駆動する。

なお、並列駆動とは並列に接続された充放電用電源５を全て駆動する場合の他、１つ又は一部の充放電用電源５で所定の充放電試験条件を実現できる場合には、１つ又は一部の充放電電源５のみを駆動し、他の充放電電源５を駆動しない場合をも含む。

制御システム部６のシステム本体６ａは、前記制御を行うようにプログラミングされたマイクロコンピュータを内蔵し、このマイクロコンピュータは、試験に関する情報から充放電用電源５の駆動態様、各充放電用電源５の充放電電流の値などの駆動に関する条件である試験条件を設定したり、変更したりすることができるようプログラミングされる。

なお、説明が複雑になるのを避けるため、各充放電用電源５、各試験側端子対４は、いずれも、同一符号で示している。また、制御システム部６による二次電池の充放電試験については、さらに後述する。

図２は、図１の充放電試験装置Ａに装着される試験用トレイとしての電池トレイＢ１の一例を示す構成図である。

この電池トレイＢ１は、容量が小さな二次電池を搭載する電池トレイであり、例えば、容量５Ａの二次電池搭載用のものである。電池トレイＢ１は、ブロック的には、複数、例えば、８個の二次電池１１を搭載できる二次電池搭載部１２を有すると共に、各二次電池１１の正負電極それぞれに接続される正側端子１３ａと負側端子１３ｂとで一対とした、コネクタ構造の被試験側端子対１３を備える。

電池トレイＢ１はまた、当該電池トレイＢ１の充放電試験に関する情報を記憶する情報記憶部１４と、前記情報記憶部１４に記憶する情報を出力するもので、前記充放電試験装置Ａの情報入力端子７にコネクタ接続が可能な情報出力端子１５とを備えている。

二次電池１１の正負電極と正負両端子１３ａ，１３ｂは、配線１６ａ，１６ｂで、また、情報記憶部１４と情報出力端子１５は配線１６ｃでそれぞれ接続される。尚、各被試験側端子対１３、各二次電池１１は、説明の煩雑を避けるため、いずれも同一符号で示す。

情報記憶部１４には、試験に関する情報として、電池トレイＢ１の識別ＩＤとシリアル番号とが記憶される。この識別ＩＤは、例えば、二次電池１１の容量などの定格や、各種の充放電試験のための情報を含む。

また、情報記憶部１４は、その情報出力端子１５が充放電試験装置Ａの情報入力端子７に接続されると、試験装置本体Ａの情報読み取り部６ｂによって必要な情報が読み取られる。

情報記憶部１４は、例えば、不揮発性メモリやその他の記憶素子、あるいは、ダイオードマトリックスなどで構成される。

図３は、図１の充放電試験装置Ａに装着される電池トレイの他の例を示す構成図である。

この電池トレイＢ２は、図２の電池トレイＢ１に搭載された二次電池の容量よりも大きい容量の二次電池が搭載されるものであり、この例では、電池容量が、例えば１０Ａの二次電池が搭載される。

この電池トレイＢ２は、ブロック的には、複数、例えば、４個の容量がいずれも１０Ａの二次電池２１を搭載できる二次電池搭載部２２と、各二次電池２１の正負電極それぞれに接続される正側端子２３ａと負側端子２３ｂとで一対とした複数の被試験側端子対２３と、前記搭載した二次電池２１の試験に関する情報を記憶する情報記憶部２４と、前記情報記憶部２４に記憶する情報を出力するもので、充放電試験装置Ａの情報入力端子７にコネクタ接続が可能な情報出力端子２５とを備えている。

二次電池２１の正電極は、配線２６ａから配線２６ｂ，２６ｃを介して、２つの被試験側端子対２３の正側端子２３ａ，２３ａに共通に接続され、二次電池２１の負電極は、配線２６ｄから、配線２６ｅ，２６ｆを介して、２つの被試験側端子対２３の負側端子２３ｂ，２３ｂに共通に接続される。また、情報記憶部２４と情報出力端子２５は配線２６ｇで接続される。

情報記憶部２４には、試験に関する情報として、電池トレイＢ２の識別ＩＤとシリアル番号とが記憶される。この識別ＩＤは、例えば、二次電池２１の容量などの定格や各種の充放電試験のための情報を含む。

情報記憶部２４は、その情報出力端子２５が充放電試験装置Ａの情報入力端子７に接続されると、充放電試験装置Ａの情報読み取り部６ｂによって必要な情報が読み取られる。
本実施の形態では、図１の充放電試験装置Ａにより、図２の電池トレイＢ１や、図３の電池トレイＢ２を用いて、それぞれの電池トレイＢ１，Ｂ２に搭載される、容量が５Ａと１０Ａと異なる二次電池１１、２１に対して充放電試験を行うことができる。

図４は、充放電試験装置Ａと電池トレイＢ１とで構成される充放電試験システムＣ１を示す図である。電池トレイＢ１は、図２の電池トレイＢ１であり、この電池トレイＢ１には、容量５Ａの二次電池１１が複数、例えば、８個搭載されている。

この二次電池１１の充放電試験を説明する。充放電試験装置Ａの各試験側端子対４それぞれの正側端子４ａと負側端子４ｂを、電池トレイＢ１の被試験側端子対１３それぞれの正側端子１３ａと負側端子１３ｂにコネクタ接続する。図４上で、前記コネクタ接続は概念的に示している。また、同時に、充放電試験装置Ａの情報入力端子７を、電池トレイＢ１の情報出力端子１５にコネクタ接続する。

このコネクタ接続により、電池トレイＢ１の情報記憶部１４から試験に関する情報が情報出力端子１５、充放電試験装置Ａの情報入力端子７を介して、制御システム部６の情報読み取り部６ｂに読取られる。

充放電試験装置Ａの制御システム部６の情報読み取り部６ｂでは、その試験に関する情報を読み込むと共に、その読み込んだ情報をシステム本体６ａに送出する。

この情報には、前述したように、電池トレイＢ１の識別ＩＤ、シリアル番号を含む。この識別ＩＤには、二次電池１１の容量、被試験側端子対１３と試験側端子対４との接続態様などの充放電試験のための各種の情報を含む。

システム本体６ａでは、入力された情報から、電池トレイＢ１が接続され、また、その電池トレイＢ１に搭載されている二次電池１１の容量が５Ａであり、また、電池トレイＢ１上での二次電池１１の正・負両電極と被試験側端子対１３の正負両端子１３ａ，１３ｂの接続態様から、各充放電用電源５を単独動作させてよいと判断する。

そして、システム本体６ａは、この充放電用電源５の単独動作状態で、制御配線８ｃを介して充放電電源５を制御すると共に、充放電用電源５からの充電電流等の監視データに基づいて、二次電池１１の充放電試験を行う。この図４の場合、電池トレイＢ１に搭載される二次電池１１は、容量が５Ａであり、充放電用電源５を単独動作させて、当該二次電池１１の試験を行うことができる。

なお、この単独動作では、最大電流容量が５Ａである充放電用電源５それぞれから５Ａの充放電電流が入出力され、容量が５Ａである二次電池１１に対する充放電等の試験が行われる。

また、充放電試験では、二次電池１１の充電及び放電の少なくとも一方を行って、充電特性、放電特性や充放電の繰り返し特性等の特性データを取得するものであり、電池トレイＢ１の情報記憶部１４からの試験に関する情報に応じた試験が行われる。

図５は、充放電試験装置Ａと電池トレイＢ２とで構成される充放電試験システムＣ２を示す図である。電池トレイＢ２は、図３の電池トレイＢ２であり、この電池トレイＢ２には、容量１０Ａの二次電池２１が複数、例えば、４個搭載されている。

この二次電池２１の充放電試験を説明する。充放電試験装置Ａの８対の試験側端子対４それぞれの正側端子４ａと負側端子４ｂを、電池トレイＢ２の被試験側端子対２３それぞれの正側端子２３ａと負側端子２３ｂにコネクタ接続する。

図５上では、このコネクタ接続は概念的に示している。同時に、充放電試験装置Ａの情報入力端子７を電池トレイＢ２の情報出力端子２５にコネクタ接続する。

充放電試験装置Ａにおいては、電池トレイＢ２の情報記憶部２４が記憶する試験に関する情報を電池トレイＢ２の情報出力端子２５から情報入力端子７を介して、制御システム部６の情報読み取り部６ｂで読み取ってシステム本体６ａに与える。

この情報には、電池トレイＢ１と同様、電池トレイＢ２の識別ＩＤ、シリアル番号を含む。この識別ＩＤには、二次電池２１の容量、被試験側端子対２３と試験側端子対４との接続態様などの試験のための各種情報を含む。

システム本体６ａでは、入力された情報から、電池トレイＢ２が接続され、その電池トレイＢ２に搭載されている二次電池２１の容量が１０Ａであり、また、電池トレイＢ２上での二次電池２１の正・負両電極と被試験側端子対２３の正負両端子２３ａ，２３ｂの接続態様から、容量が５Ａである各充放電用電源５を２台ずつ並列動作させてよいと判断し、充放電用電源５を２台ずつ並列駆動する。すなわち、充放電用電源５と二次電池２１とを、２：１の割合に接続して充放電試験を行う。

そして、システム本体６ａは、この充放電用電源５の並列動作状態で、制御配線８ｃを介して充放電用電源５を制御すると共に、充放電用電源５からの充電電流等の監視データに基づいて、二次電池２１の充放電試験を行う。この場合、並列駆動される２台の充放電用電源５からの充電電流等を加算した監視データに基づいて、充放電試験を行う。

このように電池トレイＢ２に搭載される二次電池２１が、充放電用電源５の容量を超える二次電池であっても、その二次電池の容量に対応して、複数の充放電用電源５を並列動作し、それぞれの電源装置５から、例えば、５Ａの充電電流を並列にして供給し、電池トレイＢ２側の二次電池２１には充電電流１０Ａを供給することができるので、当該二次電池２１の充放電試験を行うことができる。

このように図４の充放電試験システムＣ１、図５の充放電試験システムＣ２のいずれでも、作業者は、充放電試験装置Ａに電池トレイＢ１やＢ２をコネクタ接続するだけで、自動的に、二次電池の容量に応じた試験を実施することができ、二次電池の充放電試験を行ううえでの作業効率が向上するという効果がある。

なお、上記実施形態では、二次電池の容量の種類が２種類の５Ａ、１０Ａであったが、二次電池の容量の種類は２種類に限定されず、それ以上の種類の容量でもよいのは勿論である。

上記実施形態では、電池トレイＢ２の二次電池２１の容量が１０Ａであるため、充放電用電源５は２台並列駆動したが、それ以上の容量の二次電池に対しては、さらに、充放電用電源５の並列駆動台数Ｎを増加するとよい。この場合、電池トレイ側からの情報に応じて、充放電試験装置Ａ側では、台数Ｎの充放電用電源５の運転態様を決定する。これによって、充放電用電源５と二次電池とが、Ｎ：１の割合で接続された１台の充放電試験装置Ａによって、Ｎ倍の容量の二次電池の充放電試験を行うことが可能となる。

また、電池トレイに、容量が例えば８Ａの二次電池が搭載されている場合、充放電試験装置Ａは、その電池トレイの情報記憶部に記憶する試験に関する情報から、２台の充放電用電源５を並列駆動させる場合、両充放電用電源５から合計８Ａの電流が供給されるよう、例えば一方の充放電用電源５からは、充電電流５Ａ、他方の充放電用電源５からは充電電流３Ａを供給するよう制御してもよい。

また、電池トレイに容量が例えば１２Ａの二次電池が搭載されている場合、充放電試験装置Ａは、その電池トレイの情報記憶部に記憶する試験に関する情報から、容量が５Ａである３台の充放電用電源５から、合計１２Ａの電流が供給されるよう、３台の充放電用電源５を並列動作させるとように制御してよい。

なお、充放電試験装置Ａの制御システム部６では、そういった電池トレイの情報記憶部に記憶する試験に関する情報を、予め、記憶部に記憶し、システム本体６ａは、電池トレイ側から読み取った試験に関する情報と、前記予め記憶している試験に関する情報とを比較対照させ、これらの情報が一致する場合にのみ、二次電池の試験を行い、一致しない場合は、二次電池の試験を行わないようにして、作業者の誤りとか、間違った試験が実行されないようにしてもよい。

このように、本実施形態の充放電試験システムＣ１，Ｃ２では、充放電試験装置Ａの制御システム部６が、情報入力端子７に入力される電池トレイＢ１，Ｂ２側の情報により、二次電池の容量が充放電用電源５の容量を超えるかどうかを検知することができ、二次電池の容量が充放電用電源５の容量を超えるときは、複数の充放電用電源５を並列駆動して、二次電池の充放電を制御して試験を自動的に行うことができるので、二次電池の容量が充放電用電源の容量を超えても、従来のように、充放電試験装置を新たに準備しなくて済み、その分、コスト及び設置スペースを削減することができる。また、大型で大容量の充放電電源を有する充放電試験装置を準備する必要もなく、設置スペースを削減することができる。

上述の例では、二次電池の容量と同じ容量で試験を行ったが、試験条件はこれに限られない。例えば５Ａの二次電池に対し０〜５Ａの条件で試験を行ってもよい。

上述の実施形態では、１つの電池トレイを、充放電試験装置に接続して、充放電試験システムを構成したが、複数の電池トレイを充放電試験装置に接続して、充放電試験システムを構成してもよい。

この場合、複数の各電池トレイには同一容量の二次電池を搭載してもよいし、異なる容量の二次電池を搭載してもよい。

なお、試験に関する情報を、電池トレイ側から充放電試験装置に出力する形態は、電池トレイ側と充放電試験装置とをコネクタで電気的に接続して情報を伝達する形態に限定されず、無線通信や、ＩＤタグなどの汎用技術を用いて、電池トレイ側から充放電試験装置に情報を出力する形態としてもよい。

制御システム部６は、試験に関する情報として二次電池の容量を得て、二次電池の容量が充放電用電源５の容量を超えるときに、二次電池と充放電電源５の接続が並列接続となると判断し、二次電池の容量が充放電用電源５の容量以下であるときに、二次電池と充放電電源５が単独接続されていると判断するものであってもよいし、試験に関する情報として直接二次電池と充放電用電源５の接続状態を得るものであってもよい。

図６は、容量の異なる二次電池を搭載した複数の電池トレイと充放電試験装置の要部とを示す充放電試験システムの構成図である。

この充放電試験システムは、二次電池容量が５Ａ、１０Ａ、１５Ａの二次電池をそれぞれ搭載した電池トレイ３０，３１，３２と、これら電池トレイ３０，３１，３２が装着される充放電試験装置Ａ１とによって構成される。

各電池トレイ３０，３１，３２には、それぞれ、二次電池３０ａ，３１ａ，３２ａと、それぞれに対応した情報記憶部(図示せず)と、被試験側端子対(図示せず)とを有する。情報記憶部には、前述したように、電池トレイに搭載する二次電池の容量等を識別するためのＩＤ情報と、電池トレイ毎に固有のシリアル番号等の試験に関する情報が、それぞれの情報記憶部に記憶されている。

充放電試験装置Ａ１は、各電池トレイ３０，３１，３２にそれぞれ対応する充放電電源部分３３，３４，３５と、図示しない制御システム部と、図示しない複数の試験側端子対とを備えている。各充放電電源部分３３，３４，３５は、それぞれ、複数の充放電用電源３３ａ，３４ａ，３５ａを備えており、図示しない制御システム部によって上述の実施形態と同様に駆動がそれぞれ制御される。

各電池トレイ３０，３１，３２と充放電電源部分３３，３４，３５とは、それぞれの被試験側端子と、試験側端子とが対応して接続される。そして、充放電電源部分３３，３４，３５それぞれは、電池トレイ３０，３１，３２からのそれぞれ情報に基づいて、制御システム部によって駆動がそれぞれ制御され、電池トレイ３０，３１，３２に搭載されている二次電池の充放電試験を行う。

この試験については図４や、図５と同様であるので、説明を省略する。

図７ないし図９を参照して、電池トレイ及び充放電試験装置の外観構成の一例を説明する。

図７に示すように、充放電試験装置４０は、単一の筐体４１を備える。

筐体４１は、概略的には、その前部が、複数の電池トレイ４２が収納される、恒温槽構造の収納室４３となっている。

筐体４１の背部は、各電池トレイ４２に対応する複数の充放電電源部分４４や制御システム部等が収納される収納室４５となっている。

両収納室４３，４５は、模式的には、断熱材４６によって仮想線で示されるように仕切られている。

図８は、図７の充放電試験装置４０の内部を切欠いて概略構成を示す斜視図である。充放電試験装置４０は、筐体４１の前面に、断熱性の扉４７が上下方向に三つ取付けられており、各扉４７を開放した内部には、被試験物である二次電池４８が搭載される電池トレイ４９を収容可能な三つの収納室５０が設けられている。

各収納室５０内には、上下二段に電池トレイ４９を収納することができる。電池トレイ４２は、その前部に、電池トレイ４２を収納室４３から出し入れ操作するための取手を備える。

筐体４１の前面の扉４７よりも右側には、各収納室５０にそれぞれ対応して、温度データ等を表示する表示部５１及び温度等の設定のために操作される操作部５２が設けられている。

各収納室５０は、扉４７で開放、閉止される前面の開口を除いて断熱壁で囲まれており、各収納室５０は、背面側（奥側）の断熱壁５３によって矩形の浅箱形状の充放電電源部分５５や図示しない制御システム部等が収納された収納室と区画されている。

充放電電源部分５５は、上下に配設されている。各収納室５０と充放電電源部分５５の収納室とを区画する断熱壁５３は、図７の断熱材４６に相当する。

各収納室５０の右方は、連通孔を有する仕切板５６によって空調空間と仕切られており、空調空間との間で温度制御された空気が循環するように構成されている。

各収納室５０には、二次電池４８が装着された各電池トレイ４９を、矢符Ａで示すように、収納室５０へ差し入れる、あるいは、収納室５０から引き出す際に、各電池トレイ４９を水平方向に沿ってそれぞれ案内支持する図示しない各一対のガイドレールが配設されている。

各収納室５０の背面側（奥側）の上述の断熱壁５３には、貫通孔を介して電池トレイ４９と充放電電源部分５５との接続具としてのコネクタ５７が、収納室５０内に気密に突出している。このコネクタ５７は、エッジコネクタとしている。

各二次電池４８は、電池トレイ４９に装備された複数の各ソケット(図示せず)に装着される。電池トレイ４９の収納室５０への差し入れ方向の先端部には、図９に示されるように、充放電電源部分５５の前記コネクタ５７に対応する二次電池側接続部としてのエッジ４９ａが形成されている。

電池トレイ４９を、ガイドレールに沿って収納室５０内へ水平方向にスライドさせて差し入れ、そのエッジ４９ａを、断熱壁５３から収納室５０内に突出したコネクタ５７に挿入することにより、二次電池４８を、ソケットおよび電池トレイ４９の配線を介して充放電電源部分５５の充放電用電源に電気的に接続することができる。また、電池トレイ４９を、ガイドレールに沿って収納室５０からスライドさせて引き出し、そのエッジ４９ａをコネクタ５７から抜出すことにより、二次電池４８と充放電電源部分５５の充放電用電源とを電気的に非接続とすることができる。なお、５８はＢ方向に温度制御された空気を送風する送風機である。

上述の各例では、二次電池側である電池トレイによって、二次電池と充放電用電源との間の接続を、並列接続または単独接続に切換えるようにしたけれども、本発明の他の実施形態として、例えば、図１０に示すように、充放電試験装置Ａ側で接続を切換えるようにしてもよい。

すなわち、図１０に示すように、各充放電用電源５の正電極５ａと正の試験側端子４ａとの間の各配線８ａを、各スイッチ７０ａを介してそれぞれ接続する一方、各充放電用電源５の負電極５ｂと負の試験側端子４ｂとの間の各配線８ｂを、各スイッチ７０ｂを介してそれぞれ接続する。制御システム部６では、情報読み取り部６ｂで読み取った二次電池の容量や接続状態に関する情報に基づいて、各スイッチ７０ａ，７０ｂの開閉を制御し、二次電池が接続される試験側端子対４に対して、所要の充放電用電源５を、並列接続あるいは単独接続するものである。

Ａ，Ａ１ 充放電試験装置
４ 試験側端子対
４ａ，４ｂ 試験側端子
５ 充放電用電源
６ 制御システム部
７ 情報入力端子（情報入力部）
Ｂ１，Ｂ２ 電池トレイ(試験用トレイ)
１１，２１ 二次電池
１３，２３ 被試験側端子対
１４，２４ 情報記憶部
Ｃ１，Ｃ２ 充放電試験システム

Claims (9)

1. 複数の充放電用電源と、前記各充放電用電源を駆動して被試験物を充放電させて試験を行う制御部と、試験に関する情報が入力される情報入力部とを備え、
   前記試験に関する情報は、前記充放電用電源に接続される被試験物の容量に対応する情報を含み、
   前記複数の各充放電用電源の正負電極にそれぞれ接続される２つの試験側端子を一対とした複数の試験側端子を備え、
   前記制御部は、前記情報入力部に入力される前記情報に基づいて、充放電用電源の駆動方式を判断し、当該判断した駆動方式で当該被試験物を充放電させて前記試験を行うものであり、
   前記被試験物が搭載される試験用トレイが当該充放電試験装置に装着されると、前記情報入力部に、前記試験用トレイから前記試験に関する情報が入力されるものであって、
   １つの被試験物が１つの充放電用電源と単独に接続されていると前記制御部が判断するときには、各一対の試験側端子に接続した各充放電用電源を個別に単独駆動し、１つの被試験物に複数の充放電用電源が並列に接続されていると前記制御部が判断するときには、その容量に対応して複数対の試験側端子に接続した複数の充放電用電源を並列駆動する、
   ことを特徴とする充放電試験装置。
2. 前記情報には被試験物の容量を含み、
   前記制御部は、前記被試験物の容量が前記充放電用電源の容量を超えるときには、１つの被試験物に複数の充放電用電源が並列に接続されていると判断し、１つの被試験物に対し複数の充放電用電源を並列駆動して被試験物を充放電させて前記試験を行う、
   ことを特徴とする請求項１に記載の充放電試験装置。
3. 前記情報には被試験物の容量を含み、
   前記制御部は、前記被試験物の容量が前記充放電用電源の容量以下であるときには、１つの被試験物が１つの充放電用電源と単独に接続されていると判断し、１つの被試験物に対し１つの充放電用電源を単独駆動して被試験物を充放電させて前記試験を行う、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の充放電試験装置。
4. 前記情報は前記被試験物と前記充放電用電源との接続状態を示す情報を含み、
   前記制御部は、前記接続状態が１つの被試験物に複数の充放電用電源が並列に接続されている状態であるときには、１つの被試験物に対し複数の充放電用電源を並列駆動して被試験物を充放電させて前記試験を行う、
   ことを特徴とする請求項１に記載の充放電試験装置。
5. 前記情報は前記被試験物と前記充放電用電源との接続状態を示す情報を含み、
   前記制御部は、前記接続状態が１つの被試験物が１つの充放電用電源と単独に接続されている状態であると判断するときには、１つの被試験物に対し１つの充放電用電源を単独駆動して被試験物を充放電させて前記試験を行う、
   ことを特徴とする請求項１又は４に記載の充放電試験装置。
6. 前記制御部は、前記被試験物の容量が前記充放電用電源の容量を超えると判断するときには、被試験物の容量に対応した複数の充放電用電源を並列駆動して被試験物を充放電させて前記試験を行う、
   請求項１に記載の充放電試験装置。
7. 前記試験用トレイは、搭載される被試験物に接続される複数の被試験側端子を有し、
   前記試験用トレイが、当該充放電試験装置に装着されることによって、試験用トレイの前記被試験側端子と当該充放電試験装置の前記試験側端子とが接続される、
   請求項１ないし６のいずれかに記載の充放電試験装置。
8. 被試験物が搭載されると共に、前記請求項１ないし７のいずれかに記載の充放電試験装置に装着される試験用トレイであって、
   試験に関する情報が記憶される記憶部を有し、
   前記情報には、搭載されるべき被試験物の容量に対応する情報を少なくとも含む、
   ことを特徴とする試験用トレイ。
9. 前記請求項１ないし７のいずれかに記載の充放電試験装置と前記請求項８記載の試験用トレイとを備える、
   ことを特徴とする充放電試験システム。

Images