JP6191501B2 - Charge / discharge system - Google Patents
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Description
本発明は、複数の蓄電装置を充放電する充放電システムに関する。 The present invention relates to a charge / discharge system that charges and discharges a plurality of power storage devices.
リチウムイオン二次電池等の蓄電装置の場合、エージングや出荷前の活性化のために、蓄電装置に対して充放電を繰り返し行う。この際、複数の蓄電装置を恒温槽に入れて、一定の温度に維持した状態で、複数の蓄電装置に対して充放電を行う場合がある。複数の蓄電装置の充放電として、例えば、特許文献1には、複数の蓄電装置が幅方向に並べて配置され、複数の充放電ユニットが二次電池の並び方向に沿ってスライド可能に取り付けられており、並べられた蓄電装置毎に充放電ユニットが接続されて充放電を行う充放電装置が開示されている。 In the case of a power storage device such as a lithium ion secondary battery, the power storage device is repeatedly charged and discharged for aging and activation before shipment. At this time, charging and discharging may be performed on the plurality of power storage devices in a state where the plurality of power storage devices are placed in a thermostat and maintained at a constant temperature. As charging / discharging of a plurality of power storage devices, for example, in Patent Document 1, a plurality of power storage devices are arranged side by side in the width direction, and a plurality of charge / discharge units are slidably attached along the direction in which secondary batteries are arranged. In addition, a charging / discharging device that performs charging / discharging by connecting a charging / discharging unit to each of the arranged power storage devices is disclosed.
図4に示すように、恒温槽100内で複数の蓄電装置V・・・を充放電する場合、一般に、恒温槽100においては複数の蓄電装置V・・・が二次元で配置(図4の例では、左右方向に2個、奥行き方向に3個の計6個が配置)される。そのために、充放電回路(図示せず)に給電線を介してそれぞれ接続される正極用コード101aと負極用コード101bが、二次元で配置される蓄電装置V・・・の各位置に対応して、恒温槽100の天井に取り付けられている。恒温槽100には扉があり、その扉が開く一面だけが開放可能であるため、蓄電装置Vの各端子Ta,Tbを各コード101a,101bに取り付ける場合や取り外す場合、恒温槽100の奥側の位置に配置される蓄電装置Vに対する作業が困難になり、作業性が低下する。特許文献1に開示の充放電装置の場合、幅方向の一次元で配置される複数の蓄電装置に対する充放電であるので、二次元で配置される複数の蓄電装置を充放電する場合に対応していない。
As shown in FIG. 4, when charging and discharging a plurality of power storage devices V... In the
そこで、本技術分野においては、二次元で配置される複数の蓄電装置を充放電する場合の作業性を向上させることができきる充放電システムが要請されている。 Therefore, in this technical field, there is a demand for a charge / discharge system that can improve workability when charging / discharging a plurality of power storage devices arranged in two dimensions.
本発明の一側面に係る充放電システムは、複数の蓄電装置を充放電する充放電システムであって、充放電エリアの上方に配設される複数のレールと、充放電回路に接続され、レールに沿って配線される複数の給電線と、レールに沿って移動可能であり、給電線と蓄電装置とを接続するコードを含む複数のケーブルとを備え、コードと給電線との間は、非接触の給電である。 A charge / discharge system according to one aspect of the present invention is a charge / discharge system that charges / discharges a plurality of power storage devices, and is connected to a plurality of rails disposed above a charge / discharge area and a charge / discharge circuit. And a plurality of cables including a cord that is movable along the rail and that connects the power supply line and the power storage device. Contact power feeding.
この充放電システムは、充放電エリアに配置される複数の蓄電装置の充放電を行うためのシステムである。そのために、充放電システムは、複数の蓄電装置に対応して、充放電エリアの上方に複数のレールが配設されており、各レールに沿って給電線がそれぞれ配線されており、各レールに沿って移動可能なケーブルがそれぞれ設けられている。各レールは、充放電エリア(二次元)に配置される蓄電装置の各位置に対応する充放電エリアの上方の位置と、蓄電装置に対する作業性が良い位置に対応する充放電エリアの上方の位置とを少なくとも含むように配置される。各レールの配置は、上記の条件を満たしていれば、充放電エリアの上方にどのように配置してもよい。給電線は、充放電回路に接続されており、充電時には充放電回路で発生させた直流電流が流れ、放電時には蓄電装置から放電された直流電流が流れる。したがって、給電線は、蓄電装置が放電する場合には排電用の電線となる。ケーブルは、給電線と蓄電装置との間を接続するコード(正極と負極の各コード)が含まれており、一端部にはレールに沿って移動可能な構成となっている。コードは、蓄電装置の正極端子と負極端子にそれぞれ接続するコードである。ケーブルに含まれるコードと給電線との間は、電磁誘導による非接触式であり、充電時には非接触給電を行う。したがって、放電時には非接触排電を行うことになる。 This charge / discharge system is a system for charging / discharging a plurality of power storage devices arranged in a charge / discharge area. For this purpose, the charging / discharging system has a plurality of rails arranged above the charging / discharging area corresponding to the plurality of power storage devices, and a power supply line is wired along each rail. Cables that are movable along each are provided. Each rail has a position above the charge / discharge area corresponding to each position of the power storage device arranged in the charge / discharge area (two-dimensional) and a position above the charge / discharge area corresponding to a position with good workability for the power storage device. And is arranged so as to include at least. As long as the above-described conditions are satisfied, the rails may be arranged above the charge / discharge area. The power supply line is connected to a charge / discharge circuit, and a direct current generated in the charge / discharge circuit flows during charging, and a direct current discharged from the power storage device flows during discharging. Therefore, the power supply line becomes an electric discharge wire when the power storage device is discharged. The cable includes cords (positive and negative cords) that connect the power supply line and the power storage device, and is configured to be movable along the rail at one end. The cord is a cord connected to the positive terminal and the negative terminal of the power storage device. Between the cord included in the cable and the power supply line is a non-contact type by electromagnetic induction, and non-contact power supply is performed during charging. Therefore, non-contact discharge is performed during discharge.
このような構成とすることにより、充放電システムでは、コードを含むケーブルがレールに移動可能であるので、蓄電装置に対する作業(蓄電装置の各端子にコードを取り付け、蓄電装置の各端子からコードを取り外すなど)のときには、ケーブルをレールに沿って作業性の良い位置まで移動させることにより、蓄電装置に対する作業を容易できる。また、充放電システムでは、コードと給電線との間が電磁誘導による非接触式であるので、ケーブル(コード)をレール(給電線)に沿って移動させても、接触式のように摩耗粉が発生することがない。そのため、蓄電装置の正極端子と負極端子とが摩耗粉で短絡するようなことがない。また、充放電システムでは、コードと給電線との間が電磁誘導による非接触式であるので、レールにおけるケーブル(コード)の位置により(充放電回路と蓄電装置との距離が変化することにより)、接触式の場合に任意の箇所で発生する電蝕等によって接触抵抗が変化するようなことがなく、蓄電装置の充放電時の電圧等のデータの精度が低下するようなことがない。そのため、蓄電装置の充放電時のデータとして高精度なデータを得ることができる。このように、充放電システムは、複数のレールを配設して、各レールに沿って各ケーブル(コード)を移動可能とすることにより、二次元で配置される複数の蓄電装置を充放電する場合の作業性を向上させることができる。また、充放電システムは、コードと給電線との間を電磁誘導による非接触式とすることにより、摩耗粉が発生することがなく、充放電時のデータの信頼性を向上させることができる。 With such a configuration, in the charge / discharge system, since the cable including the cord can be moved to the rail, work on the power storage device (attaching a cord to each terminal of the power storage device, and connecting the cord from each terminal of the power storage device) When the cable is removed, the work on the power storage device can be facilitated by moving the cable along the rail to a position with good workability. In the charge / discharge system, the cord and the power supply line are non-contact type due to electromagnetic induction, so even if the cable (cord) is moved along the rail (power supply line), the wear powder will Will not occur. Therefore, there is no short circuit between the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the power storage device due to wear powder. Further, in the charge / discharge system, since the cord and the power supply line are non-contact type by electromagnetic induction, depending on the position of the cable (cord) on the rail (by changing the distance between the charge / discharge circuit and the power storage device) In the case of the contact type, the contact resistance does not change due to electric corrosion or the like generated at an arbitrary position, and the accuracy of data such as the voltage at the time of charging / discharging the power storage device does not decrease. Therefore, highly accurate data can be obtained as data at the time of charge / discharge of the power storage device. In this way, the charge / discharge system charges / discharges the plurality of power storage devices arranged in two dimensions by disposing a plurality of rails and allowing each cable (cord) to move along each rail. The workability in the case can be improved. Further, the charging / discharging system can improve the reliability of data at the time of charging / discharging without generating abrasion powder by adopting a non-contact type by electromagnetic induction between the cord and the power supply line.
一形態の充放電システムでは、給電線には、インピーダンスを測定する測定器が接続されるととともに交流電流回路が接続され、充放電回路で発生させた充電用の直流電流に交流電流回路で発生させた交流インピーダンス測定用の交流電流を重畳させ、当該重畳させた電流を給電線に流す。 In one form of charging / discharging system, a measuring instrument for measuring impedance is connected to the power supply line and an alternating current circuit is connected to the charging direct current generated by the charging / discharging circuit. The AC current for measuring the AC impedance is superimposed, and the superimposed current is passed through the feeder line.
蓄電装置の活性化完了の合否判定する場合、一般に、交流インピーダンス測定を行い、蓄電装置に流した交流電流の周波数の変化に対するインピーダンスの変化の解析を行う。交流インピーダンス測定を行う場合、蓄電装置に交流電流を流し、蓄電装置のインピーダンスを測定する必要がある。そのために、給電線には、インピーダンスを測定する測定器と交流電流回路が接続されている。そして、交流電流回路で交流インピーダンス測定用の交流電流を発生させ、その交流電流を充電用の直流電流に重畳させて給電線に流し、測定器で蓄電装置から給電線を介して得られたデータにより蓄電装置のインピーダンスを測定する。上記したように、充放電システムでは、コードと給電線との間が電磁誘導による非接触式であるので、レールにおけるケーブル(コード)の位置により接触抵抗が変化するようなことがなく、蓄電装置の充放電時のデータの精度が低下するようなことがない。そのため、この充放電システムは、交流インピーダンス測定用に微細な交流電流を流して、その交流電流の周波数の変化に対するインピーダンスの変化を解析する場合に、高精度なデータを得ることができ、交流インピーダンス測定の信頼性を向上させることができる。また、この充放電システムは、充電用の直流電流に交流電流を重畳させることにより、交流インピーダンス測定用の微細な交流電流を蓄電装置に流すことができる。 When determining whether or not the activation of the power storage device has been completed, generally, an AC impedance measurement is performed, and an impedance change is analyzed with respect to a change in the frequency of the AC current passed through the power storage device. When performing an AC impedance measurement, it is necessary to pass an AC current through the power storage device and measure the impedance of the power storage device. For this purpose, a measuring instrument for measuring impedance and an alternating current circuit are connected to the feeder line. Then, an AC current for AC impedance measurement is generated by an AC current circuit, the AC current is superimposed on a DC current for charging, and is supplied to the power supply line. Data obtained from the power storage device via the power supply line by the measuring instrument To measure the impedance of the power storage device. As described above, in the charge / discharge system, the contact resistance does not change depending on the position of the cable (cord) on the rail because the contact between the cord and the power supply line is a non-contact type due to electromagnetic induction. The accuracy of data at the time of charging / discharging is not reduced. Therefore, this charging / discharging system can obtain high-accuracy data when analyzing a change in impedance with respect to a change in frequency of the alternating current by passing a minute alternating current for measuring the alternating current impedance. Measurement reliability can be improved. Moreover, this charging / discharging system can flow a minute alternating current for measuring an alternating current impedance to the power storage device by superimposing the alternating current on the direct current for charging.
本発明によれば、二次元で配置される複数の蓄電装置を充放電する場合の作業性を向上させることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, workability | operativity when charging / discharging the some electrical storage apparatus arrange | positioned two-dimensionally can be improved.
以下、図面を参照して、本発明に係る充放電システムの実施の形態を説明する。なお、各図において同一又は相当する要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Embodiments of a charge / discharge system according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the element which is the same or it corresponds in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
本実施の形態では、本発明に係る充放電システムを、出荷前の活性化工程に用いられる充放電システムに適用する。本実施の形態に係る活性化工程では、恒温槽内で複数の蓄電装置に対してそれぞれ充放電を繰り返し行い、蓄電装置の活性化が完了するとその蓄電装置に対する充放電を終了する。本実施の形態では、活性化完了の合否を判定するために、蓄電装置に微細な交流電流を流して、その交流電流の周波数の変化に対する蓄電装置のインピーダンスの変化を解析(コールコールプロットを利用)する交流インピーダンス測定によって判定する。本実施の形態に係る蓄電装置は、二次電池又は電気二重層キャパシタ等の蓄電装置である。二次電池としては、例えば、リチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池である。本実施の形態では、蓄電装置としてリチウムイオン二次電池に適用した場合とする。 In this Embodiment, the charging / discharging system which concerns on this invention is applied to the charging / discharging system used for the activation process before shipment. In the activation step according to the present embodiment, charging / discharging is repeatedly performed on each of the plurality of power storage devices in the thermostat, and when the activation of the power storage device is completed, the charging / discharging on the power storage device is terminated. In this embodiment, in order to determine whether or not activation is completed, a minute alternating current is passed through the power storage device, and a change in the impedance of the power storage device with respect to a change in the frequency of the alternating current is analyzed (using a Cole-Cole plot). ) Determine by AC impedance measurement. The power storage device according to the present embodiment is a power storage device such as a secondary battery or an electric double layer capacitor. The secondary battery is, for example, a non-aqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion secondary battery. In this embodiment, the power storage device is applied to a lithium ion secondary battery.
蓄電装置は、電極組立体及び電解液等がケースに収容されている。電極組立体は、複数の正極、負極及びセパレータを備えており、シート状の正極と負極とがシート状(または袋状)のセパレータを介して積層されている。電解液は、ケース内に収容され、電極組立体内に含浸される。電解液は、例えば、有機溶媒系又は非水系の電解液である。ケースは、電極組立体及び電解液を収容するケースであり、例えば、角型である。ケースは、例えば、アルミニウムやステンレス鋼等の金属によって形成されている。ケースの上面側には、複数の正極のタブが溶接された導電部材に接続される正極端子と複数の負極のタブが溶接された導電部材に接続される負極端子が設けられている。 In the power storage device, an electrode assembly, an electrolytic solution, and the like are accommodated in a case. The electrode assembly includes a plurality of positive electrodes, a negative electrode, and a separator, and a sheet-like positive electrode and a negative electrode are laminated via a sheet-like (or bag-like) separator. The electrolytic solution is accommodated in the case and impregnated in the electrode assembly. The electrolytic solution is, for example, an organic solvent-based or non-aqueous electrolytic solution. The case is a case that accommodates the electrode assembly and the electrolytic solution, and is, for example, a square shape. The case is made of a metal such as aluminum or stainless steel. On the upper surface side of the case, a positive electrode terminal connected to a conductive member welded with a plurality of positive electrode tabs and a negative electrode terminal connected to a conductive member welded with a plurality of negative electrode tabs are provided.
正極は、金属箔と、金属箔の少なくとも一面に形成された正極活物質層からなる。正極は、金属箔の端部に正極活物質層が形成されていないタブを有する。タブは、正極の上縁部に延び、導電部材を介して正極端子に接続されている。金属箔は、例えば、アルミニウム箔、アルミニウム合金箔である。正極活物質層は、正極活物質、バインダを含んでいる。正極活物質層は、導電助剤を含んでいてもよい。正極活物質は、例えば、複合酸化物、金属リチウム、硫黄である。複合酸化物は、マンガン、ニッケル、コバルト及びアルミニウムの少なくとも1つとリチウムとを含む。バインダは、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素ゴム等の含フッ素樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド等のイミド系樹脂、アルコキシシリノレ基含有樹脂などである。導電助剤は、例えば、カーボンブラック、黒鉛、アセチレンブラック、ケッチェンブラック(登録商標)である。 The positive electrode includes a metal foil and a positive electrode active material layer formed on at least one surface of the metal foil. The positive electrode has a tab on which the positive electrode active material layer is not formed at the end of the metal foil. The tab extends to the upper edge of the positive electrode and is connected to the positive terminal via a conductive member. The metal foil is, for example, an aluminum foil or an aluminum alloy foil. The positive electrode active material layer includes a positive electrode active material and a binder. The positive electrode active material layer may contain a conductive additive. The positive electrode active material is, for example, a composite oxide, metallic lithium, or sulfur. The composite oxide includes at least one of manganese, nickel, cobalt, and aluminum and lithium. The binder is, for example, a fluorine-containing resin such as polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, or fluororubber, a thermoplastic resin such as polypropylene or polyethylene, an imide resin such as polyimide or polyamideimide, or an alkoxysilanol group-containing resin. . Examples of the conductive auxiliary agent include carbon black, graphite, acetylene black, and ketjen black (registered trademark).
負極は、金属箔と、金属箔の少なくとも一面に形成された負極活物質層からなる。負極は、金属箔の端部に負極活物質層が形成されていないタブを有する。タブは、負極の上縁部に延び、導電部材を介して負極端子に接続されている。金属箔は、例えば、銅箔、銅合金箔である。負極活物質層は、負極活物質、バインダを含んでいる。負極活物質層は、導電助剤を含んでいてもよい。負極活物質は、例えば、黒鉛、高配向性グラファイト、メソカーボンマイクロビーズ、ハードカーボン、ソフトカーボン等のカーボン、リチウム、ナトリウム等のアルカリ金属、金属化合物、SiOx(0.5≦x≦1.5)等の金属酸化物、ホウ素添加炭素である。バインダ、導電助剤は、例えば、正極で例示した同様のバインダ、導電助剤の中のものを適用できる。なお、バインダは正極での例示に加え、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、スチレンブタジエンゴム、アルコキシシリル基含有樹脂なども適用できる。 The negative electrode includes a metal foil and a negative electrode active material layer formed on at least one surface of the metal foil. The negative electrode has a tab on which the negative electrode active material layer is not formed at the end of the metal foil. The tab extends to the upper edge of the negative electrode and is connected to the negative electrode terminal via a conductive member. The metal foil is, for example, a copper foil or a copper alloy foil. The negative electrode active material layer includes a negative electrode active material and a binder. The negative electrode active material layer may contain a conductive additive. Examples of the negative electrode active material include graphite, highly oriented graphite, carbon such as mesocarbon microbeads, hard carbon, and soft carbon, alkali metals such as lithium and sodium, metal compounds, and SiOx (0.5 ≦ x ≦ 1.5). ) And the like, and boron-added carbon. As the binder and the conductive additive, for example, the same binder and conductive additive exemplified in the positive electrode can be applied. As the binder, carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, styrene butadiene rubber, alkoxysilyl group-containing resin, and the like can be applied in addition to the positive electrode examples.
セパレータは、正極と負極とを隔離し、両極の接触による短絡を防止しつつ、リチウムイオンを通過させるものである。セパレータは、例えば、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、ポリエチレンテレフタレート(PET)、メチルセルロース等からなる織布又は不織布である。 The separator separates the positive electrode and the negative electrode and allows lithium ions to pass while preventing a short circuit due to contact between the two electrodes. The separator is, for example, a porous film made of a polyolefin resin such as polyethylene (PE) or polypropylene (PP), a woven fabric or a nonwoven fabric made of polypropylene, polyethylene terephthalate (PET), methylcellulose or the like.
図1及び図2を参照して、本実施の形態に係る充放電システム1について説明する。図1は、本実施の形態に係る充放電システム1の構成を模式的に示す図である。図2は、図1のレール、給電線、ケーブル(コード)の結合箇所の拡大図である。 With reference to FIG.1 and FIG.2, the charging / discharging system 1 which concerns on this Embodiment is demonstrated. FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a charge / discharge system 1 according to the present embodiment. FIG. 2 is an enlarged view of a coupling portion of the rail, the feeder line, and the cable (cord) in FIG.
充放電システム1は、恒温槽2内に複数の蓄電装置V,・・・が充放電エリア2a(二次元のエリア)に配置され、恒温槽2外の充放電装置3により複数の蓄電装置V,・・・を一度に充放電する。特に、充放電システム1は、恒温槽2における複数の蓄電装置V,・・・に対するコードの取り付け/取り外し等の作業性を向上させるために、コードを恒温槽2内で移動できるようにする。また、充放電システム1は、摩耗粉の発生の防止及び充放電の電圧データや交流インピーダンス測定用の解析データの信頼性を向上させるために、充放電装置3に接続される給電線とコードとの間を電磁誘導による非接触式の給電(排電)とする。
In the charge / discharge system 1, a plurality of power storage devices V,... Are arranged in a charge /
なお、本実施の形態では、恒温槽2の充放電エリア2aには左右方向に2個、奥行き方向に3個の計6個の蓄電装置Vが配置される例で説明する。恒温槽2内において充放電を行う蓄電装置の個数、この各個数に応じた二次元の配置の仕方については適宜の個数や配置を適用可能である。
In the present embodiment, a description will be given of an example in which a total of six power storage devices V, two in the left-right direction and three in the depth direction, are arranged in the charge /
恒温槽2について説明する。恒温槽2は、槽内を一定の温度に長時間維持することができ槽である。この恒温槽2の基本的な構成としては、従来の周知の恒温槽を適用する。恒温槽2は、略矩形状であり、内部が空間となっている。恒温槽2には、二次元の各位置に配置される6個の蓄電装置V・・・を載置できる十分な充放電エリア2aを有している。恒温槽2は、一面(この一面を前面とする)に扉があり、この扉を開けると槽の前面だけを開放できる。この開放された前面において蓄電装置Vの出し入れができ、充放電エリア2aの前面側においてはコードの取り付け/取り外し等の作業性を容易に行うことができる。なお、図1では、恒温槽2の扉を図示しておらず、恒温槽2の前面が開放された状態を示している。また、図1では、充放電エリア2aの前面側において作業中の蓄電装置Vを1個だけ示している。
The
恒温槽2には、充放電エリア2aの上方の天井2bに6本のレール20(20A・・・20F)が配設されている。レール20は、図2に示すように、コ字状の本体20aとそのコ字状の上端の左右方向に延びる部分の先端部から下方に所定量延びるガイド部20bとからなる断面形状を有している。レール20は、その本体20aの上面部分が天井2bに取り付けられている、レール20は、一端側の位置が充放電エリア2aに配置される蓄電装置Vの各位置に対応する天井2bにおける位置であり、他端側の位置が蓄電装置Vに対する作業性が良い充放電エリア2aの前面側の各位置に対応する天井2bにおける位置である。
In the
レール20Aは、直線状の非常に短いレールであり、一端側の位置が前面の扉の位置より少し奥側の位置かつ最も左側の位置であり、他端側の位置がその一端側の位置より少し前側(前面の扉に近い位置)の位置である。レール20Bは、L字状の中間の長さのレールであり、一端側の位置がレール20Aの一端側の位置より少し奥側の位置であり、他端側の位置がレール20Aの他端側の位置より少し右側の位置である。レール20Cは、L字状の最も長い長さのレールであり、一端側の位置がレール20Bの一端側の位置より少し奥側の位置であり、他端側の位置がレール20Bの他端側の位置より少し右側の位置である。レール20Dは、直線状の非常に短いレールであり、一端側の位置が前面の扉の位置より少し奥側の位置かつレール20Cより少し右側の位置であり、他端側の位置がその一端側の位置より少し前側の位置である。レール20Eは、L字状の中間の長さのレールであり、一端側の位置がレール20Dの一端側の位置より少し奥側の位置であり、他端側の位置がレール20Dの他端側の位置より少し右側(レール20Fの他端側の位置より少し左側)の位置である。レール20Fは、L字状の最も長い長さのレールであり、一端側の位置がレール20Eの一端側の位置より少し奥側の位置であり、他端側の位置がレール20Eの他端側の位置より少し右側(最も右側)の位置である。なお、本実施の形態では、レール20(20A・・・20F)が特許請求の範囲に記載するレールに相当する。
The
したがって、レール20A,20B,20Cの一端側の各位置は、左右方向の位置が同じで奥行き方向の位置が異なる。レール20D,20E,20Fの一端側の各位置は、左右方向の位置が同じで奥行き方向の位置が異なる。レール20A・・・20Fの他端側の各位置は、奥行き方向の位置(充放電エリア2aの前面の扉に近い位置)が同じで左右方向の位置が異なる。なお、レール20B,20C,20E,20FのL字状の角部を略直角としているが、R状(弧状)としてもよい。
Accordingly, the positions on one end side of the
恒温槽2には、レール20(20A・・・20F)に沿って給電線21,21(21A,21A・・・21F,21F)が配線されている。給電線21,21は、一対の電線であり、互いに反対方向の電流を流す(電線の往路と復路である)。給電線21は、銅線等の導電線を絶縁材料で被覆したものである。給電線21,21は、一端が充放電装置3まで配線されており、他端がレール20の他端側の位置まで配線されている。給電線21,21のレール20に沿って配線される部分は、図2に示すように、レール20の本体20aの上下方向に延びる部分の内面に所定距離をあけて支持部材21a,21aが取り付けられており、その支持部材21a,21aの先端部に給電線21,21がそれぞれ取り付けられている。したがって、給電線21,21は、レール20の本体20aのコ字状の内側の空間部分に配置されることになる。給電線21,21のレール20から出て配線される部分は、支持部材等を介して天井2bに取り付けられる。給電線21,21には、充電時には充放電装置3からの充電用の直流電流に交流インピーダンス測定用の交流電流が重畳された電流が流れ、放電時には蓄電装置Vから放電された直流電流が流れる。したがって、給電線21は、蓄電装置Vが放電する場合には排電用の排電線になる。なお、本実施の形態では、給電線21,21(21A,21A・・・21F,21F)が特許請求の範囲に記載する給電線に相当する。
Feeding
恒温槽2には、レール20(20A・・・20F)に沿ってケーブル22(22A・・・22F)が移動可能な状態で設けられている。ケーブル22は、天井2bから下方の充放電エリア2aに配置される蓄電装置Vまで届く十分な長さを有している。ケーブル22は、絶縁材料で形成される円筒状部材の中に正極用コード23aと負極用コード23bを含んでいる。ケーブル22は、上端部にレール20に沿って移動するための可動部を備えている。この可動部は、図2に示すように、レール20のガイド部20bを両側から挟み込むガイドローラ22aによって構成され、このガイドローラ22aが支持部材22bによってケーブル22の上端部に取り付けられている。また、ケーブル22は、上端の側部にコード23a,23bと給電線21,21との間を電磁誘導による非接触式で給排電するための給排電部を備えている。この給排電部は、図2に示すように、断面がE字型に形成されたフェライト製のE型フェライトコア22cを有し、そのE型フェライトコア22cの中央の突出部にコイル22dが形成されることによって構成され、E型フェライトコア22cがケーブル22の上端の側部に取り付けられている。ケーブル22の上端部は、このような可動部や給排電部を取り付けることができるような強度と硬さを有する部材で形成されている。なお、本実施の形態では、ケーブル22(22A・・・22F)が特許請求の範囲に記載するケーブルに相当する。
The
コード23a,23bは、蓄電装置Vと給電線21,21とを接続するコード(電線)である。コード23a,23bは、銅線等の導電線を絶縁材料で被覆したものである。正極用コード23aは、蓄電装置Vの正極端子Taに接続される。負極用コード23bは、蓄電装置Vの負極端子Tbに接続される。コード23a,23bは、一端部に各端子Ta,Tbに取り付けるためのプラグ(図示せず)が設けられている。コード23a、23bの他端部は、E型フェライトコア22cに接続されている。このコード23a,23bの他端部と給電線21,21との間は、電磁誘導による非接触式であり、充電時には非接触給電を行い、放電時には非接触排電を行う。なお、本実施の形態では、コード23a,23bが特許請求の範囲に記載するコードに相当する。
The
この非接触式の給電は、図2に示すように、E型フェライトコア22cがその2つの溝の部分(フェライトコア空間部)に給電線21,21をそれぞれ一本ずつ収納しており、給電線21,21を流れる電流をコイル22dで受ける構造になっている。そして、電磁誘導現象を利用し、その磁束によってコイル22dに電流が発生し、その電流がE型フェライトコア22cを介してコード23a,23bに流れる。このようにして、非接触での給電ができる。非接触式の排電も、同様に、電磁誘導現象を利用する。
In this non-contact type power supply, as shown in FIG. 2, an
充放電装置3について説明する。充放電装置3は、恒温槽2内の複数の蓄電装置V・・・を一度に充放電し、この充放電を蓄電装置V・・・が活性化するまで繰り返し行う。そのために、充放電装置3は、充放電回路30、交流電流回路31、重畳回路32、電圧測定器33、インピーダンス測定器34、制御部35を備えている。充放電回路30、交流電流回路31、重畳回路32、電圧測定器33、インピーダンス測定器34については、蓄電装置V毎に備えられる。なお、本実施の形態では、充放電回路30が特許請求の範囲に記載する充放電回路に相当し、インピーダンス測定器34が特許請求の範囲に記載する測定器に相当する。
The charge / discharge device 3 will be described. The charge / discharge device 3 charges / discharges the plurality of power storage devices V ... in the
充放電回路30は、蓄電装置Vに対する充電用の直流電流を発生するとともに蓄電装置Vから排電された電流を受電する回路である。充電用の直流電流を発生させる場合、充放電回路30では、最初に定電流充電を行うために一定の直流電流を発生させ、蓄電装置Vの電圧値が予め設定された所定の電圧値になると定電圧充電を行うための直流電流(徐々に小さくなる直流電流)を発生させる。この際、蓄電装置Vの電圧値は、電圧測定器33で測定される電圧値が利用される。充放電回路30は、従来の周知の回路が適用される。充放電回路30は、給電線21,21(21A,21A・・・21F,21F)に接続されるとともに、重畳回路32に接続される。
The charging / discharging
交流電流回路31は、蓄電装置Vに対する交流インピーダンス測定用の交流電流を発生し、その交流電流の周波数を変化させることが可能な回路である。交流インピーダンス測定を行う場合、交流電流回路31では、充放電回路30で発生させる充電用の直流電流に比べて微細な交流電流を発生させ、その交流電流の周波数を所定の低周波数から所定の高周波数になるまで漸増させる。交流電流回路31は、従来の周知の回路が適用される。交流電流回路31は、重畳回路32に接続される。
The alternating
重畳回路32は、充放電回路30で発生した充電用の直流電流に交流電流回路31で発生した交流インピーダンス測定用の交流電流を重畳させる回路である。重畳回路32は、従来の周知の回路が適用される。重畳回路32は、給電線21,21(21A,21A・・・21F,21F)に接続される。
The superimposing
電圧測定器33は、蓄電装置Vの電圧を測定する測定器である。電圧測定器33は、従来の周知の測定器が適用される。電圧測定器33は、給電線21,21(21A,21A・・・21F,21F)に接続される。
The
インピーダンス測定器34は、蓄電装置Vのインピーダンスを測定する測定器である。インピーダンス測定器34は、従来の周知の測定器が適用される。インピーダンス測定器34は、給電線21,21(21A,21A・・・21F,21F)に接続される。
The
制御部35は、充放電装置3の制御部であり、各測定器33,34で測定したデータに基づいて各回路30,31,32を動作させる。蓄電装置Vを充電する場合、制御部35では、充放電回路30に充電用の直流電流を発生させるための動作をさせ、交流電流回路31に交流インピーダンス測定用の交流電流を発生させるための動作をさせ、重畳回路32に充電用の直流電流に交流インピーダンス測定用の交流電流を重畳させるための動作をさせる。この際、制御部35では、電圧測定器33で測定されている蓄電装置Vの電圧値が所定の電圧値になったか否かを判定し、所定の電圧値になる前は充放電回路30に定電流充電用の直流電流を発生させるための動作をさせ、所定の電圧値になった後は充放電回路30に定電圧充電用の直流電流を発生させるための動作をさせる。蓄電装置Vが放電する場合、制御部35では、充放電回路30に受電するための動作をさせる。活性化の合否判定を行う場合、制御部35では、充電中に、交流電流回路31で発生させている交流電流の周波数の変化に対するインピーダンス測定器34で測定した蓄電装置Vのインピーダンスの変化を解析する(コールコールプロットを利用)。この際、制御部35では、コールコールプロットにおいて周波数の変化に対してインピーダンスの変化が弧状にプロットされる部分から蓄電装置Vの反応抵抗(拡散抵抗)の状態を観測し、弧状にプロットされる部分(反応抵抗)が予め設定されている閾値よりも小さくなるとその蓄電装置Vでの活性化が完了したと判定し、その蓄電装置Vに対する充放電を終了する。
The
図1及び図2を参照して、活性化工程において6個の蓄電装置Vの充放電を行う際の充放電システム1での動作について説明する。作業者は、恒温槽2の扉を開け、恒温槽2の前面を開放する。そして、作業者は、蓄電装置V毎に、恒温槽2の前面周辺でケーブル22(22A・・・22F)の各コード23a,23bを蓄電装置Vの各端子Ta,Tbに取り付け、その後に、蓄電装置Vを充放電エリア2aの所定の配置位置に置く。例えば、ケーブル22Cのコード23a,23bに接続される最も奥に配置される蓄電装置Vの場合、作業者は、蓄電装置Vを恒温槽2の充放電エリア2aの前面周辺の位置に一旦置く。そして、作業者は、ケーブル22Cをレール20Cに沿って恒温槽2の前面周辺まで移動させる。そして、作業者は、恒温槽2の前面周辺でケーブル22Cの各コード23a,23bを蓄電装置Vの各端子Ta,Tbに取り付ける(図1の状態を参照)。そして、作業者は、その蓄電装置Vを持って奥の配置位置まで移動させ、その位置に蓄電装置Vを置く。この際、ケーブル22Cも、レール20Cに沿って奥の配置位置に対応する位置まで移動させる。このように、作業者は、奥側に配置される蓄電装置Vに対しても、作業し易い恒温槽2の前面周辺において作業を行うことができる。また、ケーブル22をレール20に沿って移動させる際に、コード23a,23bと給電線21,21との間が非接触式なので、移動中にコード23a,23bと給電線21,21とが接触することはなく、接触による摩耗粉が発生するようなことはない。そのため、蓄電装置Vの正極端子Taと負極端子Tbとの間にそのような摩耗粉が堆積して、短絡するようなことがない。
With reference to FIG.1 and FIG.2, the operation | movement in the charging / discharging system 1 at the time of charging / discharging the six electrical storage apparatuses V in an activation process is demonstrated. An operator opens the door of the
全ての蓄電装置Vに対する各コード23a,23bの取り付けが完了し、充放電エリア2aの決められた各配置位置にそれぞれ置かれると、作業者は、恒温槽2の扉を閉める。そして、作業者の操作に応じて、恒温槽2内が所定の温度に維持され、充放電装置3によって恒温槽2内の全ての蓄電装置Vに対して活性化が完了するまで充放電が繰り返し行われる。この活性化が完了するまで充放電を繰り返す動作については従来と同様の動作なので、詳細な説明を省略する。但し、コード23a,23bと給電線21,21との間の給排電は、E型フェライトコア22cのフェライトコア空間部に配置される給電線21,21を流れる電流をコイル22dで受ける構造によって、電磁誘導による非接触式で行われる。そのため、接触式のように、任意の箇所で発生する電蝕によって接触抵抗が不均一になるようなことがない。そのため、蓄電装置Vと充放電装置3の充放電回路30との距離(給電線21、コード23a,23bを介した距離)が変化しても、蓄電装置Vの電圧やインピーダンス等のデータを高精度に得ることができる。
When the attachment of the
全ての蓄電装置Vに対して活性化が完了し、充放電が終了すると、作業者は、恒温槽内の扉を開け、恒温槽2の前面を開放する。そして、作業者は、蓄電装置V毎に、蓄電装置Vを充放電エリア2aの所定の配置位置から恒温槽2の前面周辺に移動させ、ケーブル22(22A,22B,22C,22D,22E,22F)の各コード23a,23bを蓄電装置Vの各端子Ta,Tbから取り外し、その蓄電装置Vを恒温槽2から出す。例えば、ケーブル22Cのコード23a,23bに接続される最も奥の配置位置の蓄電装置Vの場合、作業者は、奥に置かれている蓄電装置Vを持って、恒温槽2の充放電エリア2aの前面周辺の位置まで移動させる。この際、ケーブル22Cもレール20Cに沿って前面周辺の対応する位置まで移動させる。作業者は、恒温槽2の前面周辺でケーブル22Cの各コード23a,23bを蓄電装置Vの各端子Ta,Tbから取は外す。そして、作業者は、その蓄電装置Vを持って、恒温槽2の外に出す。
When activation is completed for all the power storage devices V and charging / discharging is completed, the operator opens the door in the thermostat and opens the front surface of the
この充放電システム1によれば、恒温槽2の天井2bに複数のレール20を配設して、各レール20に沿って各ケーブル22(各コード23a,23b)を移動可能とすることにより、恒温槽2内の充放電エリア2aに二次元で配置される複数の蓄電装置Vを充放電する場合の作業性を向上させることができる。特に、各レール20を恒温槽2の前面周辺まで配設しているので、蓄電装置Vに対する作業を充放電エリア2aの前面周辺で行うことができ、蓄電装置Vに対する作業が容易である。
According to this charging / discharging system 1, by arranging a plurality of
また、充放電システム1によれば、コード23a,23bと給電線21,21との間で電磁誘導による非接触式の給排電を行うので、ケーブル22(コード23a,23b)をレール20(給電線21,21)に沿って移動させても、接触式にように摩耗粉が発生することがない。そのため、蓄電装置Vの正極端子Taと負極端子Tbとの間に摩耗粉が堆積して、短絡するようなことがない。また、充放電システム1によれば、コード23,23bと給電線21,21との間で非接触式の給排電を行うので、レール20におけるケーブル22(コード23a,23b)の位置により充放電回路30と蓄電装置Vとの距離(給電線21,21とコード23a,23bを介した距離)が変化しても、接触式による任意の箇所で発生する電蝕等によって接触抵抗が変化するようなことがなく、蓄電装置Vの充放電時の電圧等のデータの精度が低下するようなことがない。そのため、蓄電装置Vの充放電時のデータの信頼性を向上させることができる。
Further, according to the charge / discharge system 1, non-contact type power supply and discharge by electromagnetic induction is performed between the
また、充放電システム1によれば、充電用の直流電流に交流電流を重畳させることにより、交流インピーダンス測定用の微細な交流電流を蓄電装置に流すことができる。また、充放電システム1によれば、上記したように蓄電装置Vの充放電時のデータとして高精度なデータを得ることができるので、交流インピーダンス測定用に微細な交流電流を流して、その交流電流の周波数の変化に対するインピーダンスの変化を解析する場合に、高精度なインピーダンスのデータを得ることができ、交流インピーダンス測定の信頼性を向上させることができる。 In addition, according to the charge / discharge system 1, by superimposing an alternating current on a charging direct current, a fine alternating current for measuring an alternating current impedance can be caused to flow through the power storage device. Moreover, according to the charge / discharge system 1, since it is possible to obtain highly accurate data as data at the time of charge / discharge of the power storage device V as described above, a minute alternating current is passed for measuring the alternating current impedance, and the alternating current is obtained. When analyzing a change in impedance with respect to a change in current frequency, highly accurate impedance data can be obtained, and the reliability of AC impedance measurement can be improved.
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく様々な形態で実施される。 As mentioned above, although embodiment which concerns on this invention was described, this invention is implemented in various forms, without being limited to the said embodiment.
例えば、本実施の形態では充放電システムを出荷前の電池の活性化工程で適用したが、エージング等の他の充放電を行う工程に適用してもよい。活性化工程では交流インピーダンス測定を行うために交流電流回路、重畳回路、インピーダンス測定器を備え、充電用の直流電流に交流インピーダンス測定用の交流電流を重畳させる構成としたが、交流インピーダンス測定を行わない場合にはこのような構成にする必要はない。 For example, in the present embodiment, the charge / discharge system is applied in the battery activation process before shipment, but may be applied to other charge / discharge processes such as aging. In the activation process, an AC current circuit, a superimposition circuit, and an impedance measuring instrument are provided to measure AC impedance, and the AC current for AC impedance measurement is superimposed on the DC current for charging. If not, such a configuration is not necessary.
また、本実施の形態ではケーブルをレールに沿って移動させる可動部を人手で移動させる構成の可動部としたが、モータ等を利用した電動で移動させる構成の可動部としてもよい。 In the present embodiment, the movable portion that moves the cable along the rail is a movable portion that is manually moved. However, the movable portion may be configured to be moved electrically by using a motor or the like.
また、本実施の形態ではコードと給電線との間の電磁誘導による非接触式の給排電の構成の一例を示したが、コードと給電線との間の非接触式で給電(排電)して電流を授受できればどのような構成でもよい。 In the present embodiment, an example of a non-contact type power supply / discharge configuration by electromagnetic induction between the cord and the power supply line is shown. However, a non-contact type power supply (discharge power) between the cord and the power supply line is shown. Any configuration is possible as long as current can be exchanged.
また、本実施の形態では直線状とL字状の形状のレール20(20A・・・20F)の一例を示したが、レールの形状としては他の形状でもよい。例えば、図3にレールの他の例を示している。図3(a)に示す例の場合、径が異なる周状の5本のレール40(40A,40B,40C,40D,40E)である。このレール40の場合、周状のレールにおける恒温槽2の前面側の部分では蓄電装置に対する作業性が良く、周状のレールにおける恒温槽2の奥側の部分にも蓄電装置を配置できる。このような周状のレール40の場合、1本のレールに複数(例えば、2本)のケーブル(コード)を設けるようにしてもよい。また、図3(b)に示す例の場合、長さが異なる斜め状の6本のレール50(50A,50B,50C,50D,50E,50F)である。このレール50の場合、斜め状のレールにおける恒温槽2の前面側の部分では蓄電装置に対する作業性が良く、斜め状のレールにおける恒温槽2の奥側の部分に蓄電装置を配置できる。なお、本実施の形態に係る最も短いレール20A,20Dについては無くてもよく(ケーブル22A,22Dの可動部も無し)、ケーブル22A,22Dについては天井に取り付けるようにしてもよい。
In the present embodiment, an example of the linear and L-shaped rails 20 (20A... 20F) is shown, but other shapes may be used as the rails. For example, FIG. 3 shows another example of the rail. In the case of the example shown in FIG. 3A, there are five circumferential rails 40 (40A, 40B, 40C, 40D, 40E) having different diameters. In the case of this rail 40, workability with respect to the power storage device is good in the front rail side portion of the circumferential rail, and the power storage device can also be arranged in the back side portion of the
1…充放電システム、2…恒温槽、2a…充放電エリア、2b…天井、20(20A,20B,20C,20D,20E,20F),40(40A,40B,40C,40D,40E),50(50A,50B,50C,50D,50E,50F)…レール、20a…本体、20b…ガイド部、21(21A,20B,21C,21D,21E,21F)…給電線、21a…支持部材、22(22A,22B,22C,22D,22E,22F)…ケーブル、22a…ガイドローラ、22b…支持部材、22c…E型フェライトコア、22d…コイル、23a…正極用コード、23b…負極用コード、3…充放電装置、30…充放電回路、31…交流電流回路、32…重畳回路、33…電圧測定器、34…インピーダンス測定器、35…制御部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Charging / discharging system, 2 ... Constant temperature bath, 2a ... Charging / discharging area, 2b ... Ceiling, 20 (20A, 20B, 20C, 20D, 20E, 20F), 40 (40A, 40B, 40C, 40D, 40E), 50 (50A, 50B, 50C, 50D, 50E, 50F) ... rail, 20a ... main body, 20b ... guide part, 21 (21A, 20B, 21C, 21D, 21E, 21F) ... feed line, 21a ... support member, 22 ( 22A, 22B, 22C, 22D, 22E, 22F) ... cable, 22a ... guide roller, 22b ... support member, 22c ... E type ferrite core, 22d ... coil, 23a ... cord for positive electrode, 23b ... cord for negative electrode, 3 ... Charge / discharge device, 30 ... charge / discharge circuit, 31 ... AC current circuit, 32 ... superimposed circuit, 33 ... voltage measuring instrument, 34 ... impedance measuring instrument, 35 ... control .
Claims (2)
充放電エリアを有し、前記充放電エリアに前記複数の蓄電装置が載置される槽と、
前記充放電エリアの上方に配設される複数のレールと、
充放電回路に接続され、前記レールに沿って配線される複数の給電線と、
前記レールに沿って移動可能であり、前記給電線と前記蓄電装置とを接続するコードを含む複数のケーブルと、
を備え、
前記コードと前記給電線との間は、非接触式の給電であり、
前記槽は、一面だけ開放可能であり、
前記複数のレールの一端側の各位置は、前記一面側からみて左右方向の位置が同じで奥行き方向の位置が異なり、前記複数のレールの他端側の各位置は、前記一面側からみて奥行き方向の位置が同じで左右方向の位置が異なる、充放電システム。 A charge / discharge system for charging / discharging a plurality of power storage devices,
A tank having a charge / discharge area, wherein the plurality of power storage devices are placed in the charge / discharge area;
A plurality of rails disposed above the charge / discharge area;
A plurality of feeders connected to the charge / discharge circuit and wired along the rail; and
A plurality of cables including a cord that is movable along the rail and connects the power supply line and the power storage device;
With
Between the feed line and the code, Ri feed der contactless,
The tank can be opened only on one side,
Each position on one end side of the plurality of rails has the same position in the left-right direction and a different position in the depth direction when viewed from the one surface side, and each position on the other end side of the plurality of rails has a depth when viewed from the one surface side. A charge / discharge system with the same position in the direction but different positions in the left-right direction .
充放電エリアの上方に配設される複数のレールと、A plurality of rails disposed above the charge / discharge area;
充放電回路に接続され、前記レールに沿って配線される複数の給電線と、A plurality of feeders connected to the charge / discharge circuit and wired along the rail; and
前記レールに沿って移動可能であり、前記給電線と前記蓄電装置とを接続するコードを含む複数のケーブルと、A plurality of cables including a cord that is movable along the rail and connects the power supply line and the power storage device;
を備え、With
前記コードと前記給電線との間は、非接触式の給電であり、Between the cord and the feed line is a non-contact type feed,
前記複数のレールは、各々の径が異なる周状のレールである、充放電システム。The plurality of rails are charge / discharge systems, which are circumferential rails having different diameters.
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