JP6358920B2 - Contact state determination device, secondary battery inspection device, and contact state determination method - Google Patents
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Description
本発明は、金属層の両面に合成樹脂層を貼り合わせたラミネートフィルムを袋状またはカップ状に成型して構成された外装部材と、外装部材内に収納された電極群および電解質と、外装部材から一端がそれぞれ突出すると共に外装部材内の他端が電極群の正極および負極に接続された正極端子および負極端子とを備えた二次電池のような容量性の被測定対象についての電池電圧などの被測定量を測定する測定装置の一対のプローブと被測定対象の電極との接触状態を判別する接触状態判別装置および接触状態判別方法、並びにこの接触状態判別装置を備えた二次電池の検査装置に関するものである。 The present invention relates to an exterior member formed by molding a laminate film in which a synthetic resin layer is bonded to both surfaces of a metal layer into a bag shape or a cup shape, an electrode group and an electrolyte housed in the exterior member, and an exterior member Battery voltage for a capacitive object to be measured such as a secondary battery having one end projecting from each other and the other end in the exterior member connected to the positive electrode and the negative electrode of the electrode group. Contact state discriminating device and contact state discriminating method for discriminating the contact state between a pair of probes of a measuring device for measuring the measured amount of the electrode and the electrode to be measured, and inspection of a secondary battery provided with the contact state discriminating device It relates to the device.
この種の二次電池の検査方法として、下記の特許文献1に開示された二次電池の検査方法が知られている。この二次電池の検査方法は、少なくとも熱融着性樹脂層とアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる金属層と合成樹脂層とをこの順序で積層したラミネートフィルムを袋状にし、開口周縁の熱融着性樹脂層同士を熱シールして熱シール部を形成した外装部材と、この外装部材内に収納された正極、負極およびセパレータを有する電極群および非水電解質と、外装部材から外部に導出され、正極に接続された正極端子および負極に接続された負極端子とを備え、電圧が3.75V〜3.90Vである非水電解質二次電池についての検査方法である。
As this type of secondary battery inspection method, a secondary battery inspection method disclosed in
この二次電池には、ラミネートフィルム内面の樹脂層にピンホール等が存在する場合があり、この場合には、電解質中のリチウムイオンが金属層のアルミニウムまたはアルミニウム合金と反応してリチウム−アルミニウム合金が生成される。このリチウム−アルミニウム合金は体積膨張が大きく、水分との反応性も高い。このため、金属層が時間と共に崩壊してその本来の目的である水分などに対するバリア性が低下するという不具合が二次電池に発生する。 In this secondary battery, pinholes or the like may exist in the resin layer on the inner surface of the laminate film. In this case, lithium ions in the electrolyte react with the aluminum or aluminum alloy in the metal layer to cause a lithium-aluminum alloy. Is generated. This lithium-aluminum alloy has a large volume expansion and high reactivity with moisture. For this reason, the malfunction that a barrier property with respect to the water | moisture content etc. which is the original objective falls by time will generate | occur | produce in a secondary battery.
そこで、特許文献1に開示された二次電池の検査方法では、非水電解質二次電池の正極端子と外装部材の熱シール部に位置する金属層との間の電圧を入力インピーダンスが1Gオーム以上の電圧計で測定し、0.2V〜3.1Vの電圧範囲を判定指標として良否を判定することにより、上記の不具合の発生の有無を検査している。また、正極端子と外装部材の金属層との間の電圧測定においては、例えば一対の測定用端子のうち、一方の測定用端子を正極端子に接触させ、他方の測定端子は先端を外装部材のシール部に位置する合成樹脂層を貫通させることで金属層に接触させている。
Therefore, in the secondary battery inspection method disclosed in
また、この二次電池の検査方法では、入力インピーダンスが1Gオーム以上の電圧計を使用しているものの、一方の測定用端子と正極端子との間の接触抵抗、および他方の測定端子と外装部材の金属層との間の接触抵抗が大きいとき(一般的には後者の抵抗値が大きくなる可能性が高い)には、二次電池の電圧についての測定誤差が大きくなる。このため、この二次電池の検査方法では、電圧計での電圧測定に先立ち、補助測定用端子の先端を外装部材のシール部に位置する合成樹脂層を貫通させて金属層に突き刺し、他方の測定用端子および補助測定用端子間の抵抗を測定して他方の測定用端子と金属層との導通確認を行う。これにより、他方の測定用端子が接触抵抗の小さい状態で外装部材の金属層に確実に接触している状態での電圧測定を可能として、検査の信頼性を向上させている。 Further, in this secondary battery inspection method, although a voltmeter having an input impedance of 1 G ohm or more is used, the contact resistance between one measurement terminal and the positive terminal, and the other measurement terminal and the exterior member When the contact resistance with the metal layer is large (generally, the latter resistance value is likely to increase), the measurement error for the voltage of the secondary battery increases. For this reason, in this secondary battery inspection method, prior to voltage measurement with a voltmeter, the tip of the auxiliary measurement terminal penetrates the synthetic resin layer located at the seal portion of the exterior member and pierces the metal layer, The resistance between the measurement terminal and the auxiliary measurement terminal is measured to check the continuity between the other measurement terminal and the metal layer. Thereby, voltage measurement can be performed in a state in which the other measurement terminal is reliably in contact with the metal layer of the exterior member in a state where the contact resistance is small, and the reliability of the inspection is improved.
ところで、補助測定用端子を使用する上記の構成では、一対の測定用端子以外にこの補助測定用端子を備えることから装置構成がその分だけ複雑になる。このため、補助測定用端子を使用しない構成とするのが好ましい。このような補助測定用端子を使用しないで、一対の測定用端子と被測定対象の一対の端子との間の接触状態を確認するための構成に類似する構成として、本願出願人は下記の特許文献2に開示された構成を既に提案している。この構成は、コンタクトチェックのための構成であって、被測定対象(被測定試料)に交流定電流を供給する電流源と、交流定電流の供給時に測定対象に発生する交流電圧を検出する交流出力アンプと、この交流出力アンプの出力信号を交流定電流の周波数で同期検波する第2ロックインアンプとを備え、第2ロックインアンプから出力される電圧に基づいて、接触抵抗を検出することが可能になっている。
By the way, in said structure using the auxiliary | assistant measurement terminal, since this auxiliary | assistant measurement terminal is provided in addition to a pair of measurement terminal, an apparatus structure becomes complicated so much. For this reason, it is preferable that the auxiliary measurement terminal is not used. As a configuration similar to the configuration for confirming the contact state between the pair of measurement terminals and the pair of terminals to be measured without using such auxiliary measurement terminals, the applicant of the present application The configuration disclosed in
ところが、上記した接触状態を確認するための構成(コンタクトチェックのための構成)には、以下のような改善すべき課題が存在している。すなわち、この接触状態を確認するための構成では、測定装置と被測定対象とを接続する一対のプローブ間の容量(静電容量)が極めて小さいか、または無視できる場合には、接触抵抗をほぼ正確に検出することが可能であるが、一対のプローブ間の容量が無視できない状況下では、接触抵抗が大きな場合でも、このプローブ間の容量の影響で第2ロックインアンプから出力される電圧が低下する。したがって、この接触状態を確認するための構成には、一対のプローブ間の容量が無視できない状況下において、一対の測定用端子と被測定対象の一対の端子との間の接触状態を正確に検出することができない場合が生じるという改善すべき課題が存在している。 However, the above-described configuration for confirming the contact state (configuration for contact check) has the following problems to be improved. That is, in the configuration for confirming the contact state, when the capacitance (capacitance) between the pair of probes connecting the measuring apparatus and the object to be measured is extremely small or negligible, the contact resistance is almost reduced. Although it is possible to detect accurately, under the situation where the capacitance between a pair of probes cannot be ignored, even if the contact resistance is large, the voltage output from the second lock-in amplifier is affected by the capacitance between the probes. descend. Therefore, the configuration for confirming the contact state accurately detects the contact state between the pair of measurement terminals and the pair of terminals to be measured in a situation where the capacitance between the pair of probes cannot be ignored. There is an issue that needs to be improved that there are cases where it cannot be done.
本発明は、かかる課題を改善するためになされたものであり、補助測定用端子を使用することなく、一対のプローブ間の容量が無視できない状況下においても、一対のプローブの被測定対象の各電極への接触状態を正確に判別し得る接触状態判別装置および接触状態判別方法と、この接触状態判別装置を備えて被測定対象である二次電池の検査を精度良く実行し得る二次電池の検査装置とを提供することを主目的とする。 The present invention has been made in order to improve such a problem, and without using an auxiliary measurement terminal, each of the objects to be measured of the pair of probes can be obtained even in a situation where the capacity between the pair of probes cannot be ignored. A contact state discriminating apparatus and a contact state discriminating method capable of accurately discriminating the contact state with the electrode, and a secondary battery capable of accurately executing the inspection of the secondary battery to be measured with the contact state discriminating apparatus. The main purpose is to provide an inspection device.
上記目的を達成すべく請求項1記載の接触状態判別装置は、被測定対象の一対の電極に接触させられる一対のプローブの当該一対の電極との間の接触状態を判別する接触状態判別装置であって、一対の電流出力端子が前記一対のプローブにそれぞれ接続されて前記一対のプローブを介して前記被測定対象に交流検査電流を供給する電流供給部と、一対の電圧入力端子が前記一対のプローブにそれぞれ接続されて前記交流検査電流の供給状態において当該一対のプローブ間に発生する交流電圧を検出電圧信号として検出する電圧検出部と、前記交流検査電流と同一周波数であって、当該交流検査電流に対して位相が0度を超え90度未満の角度範囲内の任意の角度だけ遅れた検波用信号を生成する検波信号生成部と、前記検出電圧信号を前記検波用信号で検波することによって直流検波電圧を生成する検波部と、前記直流検波電圧に基づいて前記接触状態を判別する接触判別処理を実行する処理部とを備えている。
The contact state determination device according to
請求項2記載の接触状態判別装置は、請求項1記載の接触状態判別装置において、前記処理部は、前記接触判別処理において、前記接触状態が開放状態および開放状態に極めて近い状態のうちのいずれかの状態となる第1接触状態のときの前記交流検査電流と前記直流検波電圧とに基づいて予め算出された前記一対のプローブ間のインピーダンスの値を下回り、かつ前記接触状態が短絡状態および短絡状態に極めて近い状態のうちのいずれかの状態となる第2接触状態のときの前記交流検査電流と前記直流検波電圧とに基づいて予め算出された前記一対のプローブ間のインピーダンスの値を上回る値に予め規定されたしきい値と、前記一対のプローブを前記一対の電極に接触させているときの前記交流検査電流と前記直流検波電圧とに基づいて算出された前記一対のプローブ間のインピーダンスの値とを比較して、当該インピーダンスの値が前記しきい値以下のときには前記接触状態は良好であり、当該インピーダンスの値が当該しきい値を上回るときには前記接触状態は不良であると判別する。
The contact state determination device according to
請求項3記載の接触状態判別装置は、請求項1記載の接触状態判別装置において、前記処理部は、前記接触判別処理において、前記接触状態が開放状態および開放状態に極めて近い状態のうちのいずれかの状態となる第1接触状態のときに前記検波部によって生成される前記直流検波電圧の電圧値を下回り、かつ前記接触状態が短絡状態および短絡状態に極めて近い状態のうちのいずれかの状態となる第2接触状態のときに前記検波部によって生成される前記直流検波電圧の電圧値を上回る値に予め規定されたしきい値と、前記一対のプローブを前記一対の電極に接触させているときに生成される前記直流検波電圧とを比較して、当該直流検波電圧の電圧値が当該しきい値以下のときには前記接触状態は良好であり、当該直流検波電圧の電圧値が当該しきい値を上回るときには前記接触状態は不良であると判別する。
The contact state determination device according to
請求項4記載の二次電池の検査装置は、請求項1から3のいずれかに記載の接触状態判別装置と、前記一対のプローブと、当該一対のプローブがそれぞれ接続される一対の測定用端子と、一対の電圧測定端子が当該一対の測定用端子にそれぞれ接続されて前記被測定対象としての二次電池の前記一対の電極間に発生する直流電圧を測定する電圧測定部とを備えている。
The inspection apparatus for a secondary battery according to claim 4 is a contact state determination device according to any one of
請求項5記載の接触状態判別方法は、被測定対象の一対の電極に接触させられる一対のプローブの当該一対の電極との間の接触状態を判別する接触状態判別方法であって、一対の電流出力端子が前記一対のプローブにそれぞれ接続されて前記一対のプローブを介して前記被測定対象に交流検査電流を供給する電流供給ステップと、一対の電圧入力端子が前記一対のプローブにそれぞれ接続されて前記交流検査電流の供給状態において当該一対のプローブ間に発生する交流電圧を検出電圧信号として検出する電圧検出ステップと、前記交流検査電流と同一周波数であって、当該交流検査電流に対して位相が0度を超え90度未満の角度範囲内の任意の角度だけ遅れた検波用信号を生成する検波信号生成ステップと、前記検出電圧信号を前記検波用信号で検波することによって直流検波電圧を生成する検波ステップと、前記直流検波電圧に基づいて前記接触状態を判別する接触判別ステップとを実行する。
The contact state determination method according to
請求項6記載の接触状態判別方法は、請求項5記載の接触状態判別方法の前記接触判別ステップにおいて、前記接触状態が開放状態および開放状態に極めて近い状態のうちのいずれかの状態となる第1接触状態のときの前記交流検査電流と前記直流検波電圧とに基づいて予め算出された前記一対のプローブ間のインピーダンスの値を下回り、かつ前記接触状態が短絡状態および短絡状態に極めて近い状態のうちのいずれかの状態となる第2接触状態のときの前記交流検査電流と前記直流検波電圧とに基づいて予め算出された前記一対のプローブ間のインピーダンスの値を上回る値に予め規定されたしきい値と、前記一対のプローブを前記一対の電極に接触させているときの前記交流検査電流と前記直流検波電圧とに基づいて算出された前記一対のプローブ間のインピーダンスの値とを比較して、当該インピーダンスの値が前記しきい値以下のときには前記接触状態は良好であり、当該インピーダンスの値が当該しきい値を上回るときには前記接触状態は不良であると判別する。
The contact state determination method according to
請求項7記載の接触状態判別方法は、請求項5記載の接触状態判別方法の前記接触判別ステップにおいて、前記接触状態が開放状態および開放状態に極めて近い状態のうちのいずれかの状態となる第1接触状態のときに前記検波によって生成される前記直流検波電圧の電圧値を下回り、かつ前記接触状態が短絡状態および短絡状態に極めて近い状態のうちのいずれかの状態となる第2接触状態のときに前記検波によって生成される前記直流検波電圧の電圧値を上回る値に予め規定されたしきい値と、前記一対のプローブを前記一対の電極に接触させているときに生成される前記直流検波電圧とを比較して、当該直流検波電圧の電圧値が前記しきい値以下のときには前記接触状態は良好であり、当該直流検波電圧の電圧値が当該しきい値を上回るときには前記接触状態は不良であると判別する。
The contact state determination method according to claim 7 is a contact state determination method according to
請求項1記載の接触状態判別装置および請求項5記載の接触状態判別方法によれば、検出電圧信号を任意の角度だけ遅れた検波用信号で検波して生成される直流検波電圧に基づいて各プローブと被測定対象の各電極との間の接触状態を判別することにより、一対のプローブの相互間に無視できない大きさの静電容量が生じている構成であっても、補助測定用端子を使用することなく、各プローブと被測定対象の各電極との間の接触状態を正確に判別することができる。
According to the contact state determination device according to
請求項2記載の接触状態判別装置および請求項6記載の接触状態判別方法では、各プローブと被測定対象の各電極との間の接触状態が第1接触状態のときに生成される直流検波電圧に基づいて算出されるインピーダンスの値を下回り、かつこの接触状態が第2接触状態のときに生成される直流検波電圧に基づいて算出されるインピーダンスの値を上回る任意の値にしきい値が予め規定されている。
The contact state determination apparatus according to
請求項3記載の接触状態判別装置および請求項7記載の接触状態判別方法では、各プローブと被測定対象の各電極との間の接触状態が第1接触状態のときに生成される直流検波電圧の電圧値を下回り、かつこの接触状態が第2接触状態のときに生成される直流検波電圧の電圧値を上回る任意の値にしきい値が予め規定されている。
The contact state determination device according to
したがって、これらの接触状態判別装置およびこれらの接触状態判別方法によれば、このようにして規定したしきい値と、各プローブを各電極に接触させているときに生成される直流検波電圧に基づいて算出されるインピーダンスの値(または直流検波電圧の電圧値)とを比較することにより、各プローブと被測定対象の各電極との間の接触状態の良否を確実に判別することができる。 Therefore, according to these contact state determination devices and these contact state determination methods, based on the threshold value thus defined and the DC detection voltage generated when each probe is in contact with each electrode. By comparing the impedance value (or the voltage value of the DC detection voltage) calculated in this way, the quality of the contact state between each probe and each electrode to be measured can be reliably determined.
また、請求項4記載の二次電池の検査装置によれば、接触状態判別装置によって各プローブと被測定対象としての二次電池の各電極との間の接触状態を確実に良好な状態にした状態で、二次電池の電池電圧を電圧測定部で測定できるため、電圧測定部において電池電圧を正確に測定できる結果、この正確な電池電圧に基づいて二次電池の良否を正確に検査することができる。 Further, according to the secondary battery inspection apparatus of the fourth aspect, the contact state between each probe and each electrode of the secondary battery as the object to be measured is reliably made good by the contact state determination device. Since the battery voltage of the secondary battery can be measured by the voltage measurement unit in the state, the voltage measurement unit can accurately measure the battery voltage, and as a result, the quality of the secondary battery can be accurately inspected based on this accurate battery voltage. Can do.
以下、接触状態判別装置、二次電池の検査装置および接触状態判別方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of a contact state determination device, a secondary battery inspection device, and a contact state determination method will be described with reference to the accompanying drawings.
最初に、接触状態判別装置および二次電池の検査装置の各構成について、図面を参照して説明する。 First, each configuration of the contact state determination device and the secondary battery inspection device will be described with reference to the drawings.
まず、図1に示す接触状態判別装置としての接触状態判別装置1の構成について説明する。この接触状態判別装置1は、先端側が被測定対象70(本例では一例として二次電池。以下、二次電池70ともいう)の一対の電極EL1,EL2(この例では一例として、二次電池70の後述する正極72に接続された後述の正極端子74、および後述する外装部材71の金属層76a。以下、正極端子EL1、金属層EL2ともいう)に接触させられる一対のプローブPL1,PL2についての一対の電極EL1,EL2との間の接触状態を判別する装置である。なお、図1に示すように、一対のプローブPL1,PL2のうちの一方のプローブPL1の基端は、後述する検査装置11の一対の測定用端子TP1,TP2のうちの一方の測定用端子TP1に接続され、他方のプローブPL2の基端は、他方の測定用端子TP2に接続されている。
First, the configuration of the contact
接触状態判別装置1によって一対のプローブPL1,PL2との接触状態が判別される二次電池70は、一例として、図1に示すように、外装部材71、電極群72,73、不図示の電解質、正極端子74および負極端子75を備えている。この場合、外装部材71は、金属層(シーラント)76aの両面に合成樹脂層(例えばポリエチレン)76bを貼り合わせたラミネートフィルム76を袋状またはカップ状に成型して構成されている。電極群72,73および電解質は、外装部材71内に収納されている。正極端子74は、電極群72,73のうちの正極72に接続され、負極端子75は、電極群72,73のうちの負極73に接続されている。
As shown in FIG. 1, as an example, the
以上の構成により、二次電池70は、正極端子74および金属層76aが一対の電極EL1,EL2となるときには、正極端子74と金属層76aが静電容量Cpを介して結合する構成となることから、容量性の被測定対象となっている。なお、二次電池70は、負極端子75および金属層76aが一対の電極EL1,EL2となるときにも、同様にして、容量性の被測定対象となる。
With the above configuration, the
接触状態判別装置1は、図1に示すように、一例として、電流供給部2、電圧検出部3、検波信号生成部4、検波部5、処理部6、出力部7および記憶部8を備えている。電流供給部2は、例えば交流定電流源(出力インピーダンスが極めて高い構成要素)で構成されて、一対の電流出力端子2a,2bが一対のプローブPL1,PL2の各基端(各基端が接続されている一対の測定用端子TP1,TP2)に接続されている。この構成により、電流供給部2は、一対のプローブPL1,PL2を介して二次電池70に交流検査電流(周波数fが一定の交流定電流)I1を供給することが可能になっている。また、この電流供給部2は、電流出力端子2bが接触状態判別装置1における基準電位(グランド電位G)に接続されている。また、この電流供給部2は、交流検査電流I1の供給時に、交流検査電流I1と同一の周波数fで、かつ同一位相の基準信号Vrefを検波信号生成部4に出力する。
As shown in FIG. 1, the contact
電圧検出部3は、例えば、ボルテージフォロワ回路に構成された演算増幅器(不図示)で構成されて、交流検査電流I1の供給状態において、一対の電圧入力端子3a,3bが接続された一対のプローブPL1,PL2の各基端(各基端が接続されている一対の測定用端子TP1,TP2)間に発生する交流電圧V1を、極めて高い入力インピーダンスで検出して検出電圧信号V2(本例では一例として交流電圧V1と同じ振幅の交流信号)として低インピーダンスで出力する。
The
検波信号生成部4は、基準信号Vrefを入力すると共に、この基準信号Vrefと同一の周波数fであって、この基準信号Vrefに対して位相が0度を超え90度未満の角度範囲内の任意の角度だけ遅れた検波用信号V3(基準信号Vrefに対する遅れ角度がθの検波用信号V3。ここで、角度θは、0度>θ>−90度の範囲内の任意の値)を生成して出力する。上記したように、基準信号Vrefは交流検査電流I1と同一周波数で、かつ同一位相であることから、検波用信号V3は、交流検査電流I1と同一周波数であって、交流検査電流I1に対して位相が0度を超え90度未満の角度範囲内の任意の角度だけ遅れた信号(角度θが0度未満で−90度を超える範囲内の信号)でもある。 The detection signal generation unit 4 receives the reference signal Vref, and has the same frequency f as the reference signal Vref, and an arbitrary phase within an angle range of more than 0 degrees and less than 90 degrees with respect to the reference signal Vref. Detection signal V3 delayed by an angle of (a detection signal V3 having a delay angle θ relative to the reference signal Vref, where angle θ is an arbitrary value within a range of 0 degree> θ> −90 degrees). Output. As described above, since the reference signal Vref has the same frequency and the same phase as the AC inspection current I1, the detection signal V3 has the same frequency as the AC inspection current I1 and is equal to the AC inspection current I1. It is also a signal delayed by an arbitrary angle within an angle range in which the phase exceeds 0 degree and less than 90 degrees (a signal in a range where the angle θ is less than 0 degree and exceeds −90 degrees).
検波部5は、検出電圧信号V2および検波用信号V3を入力して、検出電圧信号V2を検波用信号V3で検波(同期検波)することにより、直流検波電圧V5を生成して出力する。本例では一例として、検波部5は、図1に示すように、検出電圧信号V2と検波用信号V3とを乗算して乗算信号V4を出力する乗算回路5a、およびこの乗算信号V4を平滑して直流検波電圧V5を出力するフィルタ部(ローパスフィルタ)5bを備えている。
The
この直流検波電圧V5について具体的に説明する。直流検波電圧V5のもとになる一方の検出電圧信号V2、すなわち交流電圧V1は、上記したように、交流検査電流I1の供給状態において一対の測定用端子TP1,TP2間に発生する電圧である。したがって、図1に示すように、一対のプローブPL1,PL2を二次電池70の一対の電極EL1,EL2に接触させた状態での一対の測定用端子TP1,TP2間のインピーダンスをZとしたときに、このインピーダンスZに交流検査電流I1が流れることによってこのインピーダンスZに発生する電圧(|Z|×I1)である。
The DC detection voltage V5 will be specifically described. One detection voltage signal V2, which is the source of the DC detection voltage V5, that is, the AC voltage V1, is a voltage generated between the pair of measuring terminals TP1 and TP2 in the supply state of the AC inspection current I1, as described above. . Therefore, as shown in FIG. 1, when the impedance between the pair of measuring terminals TP1, TP2 in a state where the pair of probes PL1, PL2 is in contact with the pair of electrodes EL1, EL2 of the
なお、一対の測定用端子TP1,TP2に接続される一対のプローブPL1,PL2間の配線容量(静電容量)をCcとし、プローブPL1と電極EL1間の接触抵抗をRc1、プローブPL2と電極EL2間の接触抵抗をRc2とし、二次電池70はその正極端子74および金属層76aが一対の電極EL1,EL2に接続される構成では容量性(静電容量Cp)の被測定対象になることを考慮すると、一対の測定用端子TP1,TP2から二次電池70までの等価回路は、図2に示す構成となる。このため、上記のインピーダンスZは、2つの接触抵抗Rc1,Rc2および静電容量Cpの直列回路に、静電容量Ccが並列接続された回路の合成インピーダンス(下記の式(1)参照)となる。
Z=1/(1/(Rc+1/jωCp)+jωCc) ・・・(1)
ω=2πfであり、Rc=Rc1+Rc2としている。
Note that the wiring capacitance (capacitance) between the pair of probes PL1 and PL2 connected to the pair of measurement terminals TP1 and TP2 is Cc, the contact resistance between the probe PL1 and the electrode EL1 is Rc1, and the probe PL2 and the electrode EL2 The contact resistance between them is assumed to be Rc2, and the
Z = 1 / (1 / (Rc + 1 / jωCp) + jωCc) (1)
ω = 2πf and Rc = Rc1 + Rc2.
ここで、交流検査電流I1をa[A]の交流電流(つまり、振幅がaの正弦波(a×sinωt))とすると、インピーダンスZに交流検査電流I1が流れることによって発生する交流電圧V1(本例では、検出電圧信号V2でもある)は、|Z|×a×sinωtとなる。したがって、このときの基準信号Vrefを正弦波(sinωt)とすると、検波信号生成部4から出力される検波用信号V3はsin(ωt+θ)となることから、検波部5の乗算回路5aから出力される乗算信号V4は下記の式(2)のように表される。
V4=|Z|×a×sinωt×sin(ωt+θ)
=|Z|×a×[cosθ−cos(2ωt+θ)] ・・・(2)
Here, when the alternating current inspection current I1 is an alternating current of a [A] (that is, a sine wave (a × sinωt) having an amplitude a), the alternating current voltage V1 generated when the alternating current inspection current I1 flows through the impedance Z ( In this example, the detection voltage signal V2) is | Z | × a × sin ωt. Therefore, if the reference signal Vref at this time is a sine wave (sin ωt), the detection signal V3 output from the detection signal generation unit 4 becomes sin (ωt + θ), and thus is output from the
V4 = | Z | × a × sin ωt × sin (ωt + θ)
= | Z | × a × [cos θ−cos (2ωt + θ)] (2)
これにより、ローパスフィルタで構成された検波部5のフィルタ部5bから出力される直流検波電圧V5は上記式(2)で表される乗算信号V4の直流成分であることから、下記の式(3)のように表される。
V5=|Z|×a×cosθ ・・・(3)
As a result, the DC detection voltage V5 output from the
V5 = | Z | × a × cos θ (3)
そして、この式(3)に基づき、|Z|のパラメータである接触抵抗Rcを1Ωから1MΩまで変化させたときに直流検波電圧V5の電圧値から算出されるインピーダンス(この直流検波電圧V5の電圧値を交流検査電流I1の電流値aで除算して得られる値。|Z|×cosθ)を示す特性図を、角度θ毎(例えば、0度、−5度、−10度、−20度、−40度、−60度、−90度)に求めると、図3に示すようになる。 Based on this equation (3), when the contact resistance Rc, which is a parameter of | Z |, is changed from 1Ω to 1MΩ, the impedance calculated from the voltage value of the DC detection voltage V5 (the voltage of the DC detection voltage V5). A value obtained by dividing the value by the current value a of the AC inspection current I1 is a characteristic diagram showing | Z | × cos θ, for each angle θ (for example, 0 degrees, −5 degrees, −10 degrees, −20 degrees). -40 degrees, -60 degrees, -90 degrees), the result is as shown in FIG.
ここで、接触抵抗Rcが1MΩの状態とは、接触抵抗Rcが大きくなる第1接触状態(開放状態(オープン状態)および開放状態に極めて近い状態のうちのいずれかの状態。図2の等価回路がほぼ静電容量Ccだけとなるとき)の一例である。また、接触抵抗Rcが1Ωの状態とは、接触抵抗Rcが小さくなる第2接触状態(短絡状態および短絡状態に極めて近い状態のうちのいずれかの状態。図2の等価回路がほぼ静電容量Ccと静電容量Cpの並列回路だけとなるとき)の一例である。なお、一対のプローブPL1,PL2に5mの同軸ケーブル(1.5D−2V)を使用することを前提として、静電容量Ccを500pFとし、二次電池70の静電容量Cpについては小型のリチウムイオン電池(例えば、外形50mm×50m、ポリエチレンの比誘電率2.3、シーラントの厚みが50μmのラミネート型リチウムイオン電池)を想定して2nFとしている。また、交流検査電流I1の周波数fは1MHzとしている。
Here, the state in which the contact resistance Rc is 1 MΩ means a state in which the contact resistance Rc is increased, which is one of a first contact state (open state (open state) and a state very close to the open state). Is an example of a case where the capacitance is substantially only the capacitance Cc). Further, the state in which the contact resistance Rc is 1Ω is the second contact state in which the contact resistance Rc is small (a short circuit state or a state extremely close to the short circuit state. The equivalent circuit in FIG. This is an example of a case where only a parallel circuit of Cc and capacitance Cp is provided. The capacitance Cc is set to 500 pF on the assumption that a 5 m coaxial cable (1.5D-2V) is used for the pair of probes PL1 and PL2, and the capacitance Cp of the
また、図3における角度θ毎のインピーダンス(|Z|×cosθ)の特性図について、接触抵抗Rcを1MΩとしたときの値(基準値)を「100%」として、各接触抵抗Rcでのインピーダンスの値を正規化した特性図を図4に示す。 Further, in the characteristic diagram of the impedance (| Z | × cos θ) for each angle θ in FIG. 3, the value (reference value) when the contact resistance Rc is 1 MΩ is set to “100%”, and the impedance at each contact resistance Rc. FIG. 4 shows a characteristic diagram obtained by normalizing the values of.
この図4から明らかなように、0度を超え90度以下の角度範囲内の任意の角度に検波信号生成部4で遅らせる角度(角度θ。検波部5での検波位相でもある)を設定したときには、接触抵抗Rcを1MΩ(第1接触状態)としたときの値を基準値(100%)として、いずれの角度θ(0度未満で、かつ−90度を超える角度)においても、接触抵抗Rcが小さくなる第2接触状態での値が角度θ毎の収束値(本例では一例としていずれの角度θでも約20%)に収束する。したがって、この収束値を上回り、かつ基準値(100%)を下回る範囲内の任意のインピーダンスの値(|Z|×cosθ)を、直流検波電圧V5に基づいて算出されるインピーダンスの値(|Z|×cosθ)に対するしきい値に設定することにより、算出されたインピーダンスの値(|Z|×cosθ)がこのしきい値を上回るときには、接触抵抗Rcが大きいために接触状態は不良であると判別し、算出されたインピーダンスの値(|Z|×cosθ)がこのしきい値以下のときには、接触抵抗Rcが小さいために接触状態は良好であると判別することが可能となる。 As is apparent from FIG. 4, an angle (angle θ, which is also a detection phase in the detection unit 5) to be delayed by the detection signal generation unit 4 is set to an arbitrary angle within an angle range of more than 0 degree and 90 degrees or less. In some cases, the contact resistance Rc is 1 MΩ (first contact state) as a reference value (100%), and the contact resistance at any angle θ (an angle less than 0 degree and greater than −90 degrees). The value in the second contact state where Rc becomes small converges to a convergence value for each angle θ (in this example, about 20% at any angle θ as an example). Therefore, an arbitrary impedance value (| Z | × cos θ) within the range exceeding the convergence value and below the reference value (100%) is calculated as an impedance value (| Z calculated based on the DC detection voltage V5). When the calculated impedance value (| Z | × cos θ) exceeds this threshold value by setting the threshold value for | × cos θ), the contact state is bad because the contact resistance Rc is large. When the determined impedance value (| Z | × cos θ) is less than or equal to this threshold value, it is possible to determine that the contact state is good because the contact resistance Rc is small.
例えば、図4に示す例においては、接触抵抗Rcが小さくなる第2接触状態での収束値が最も大きくなる角度θ(θ=−5度)でもその収束値が25%を下回ることから、25%以上で、かつ100%を下回る範囲内の任意のインピーダンスの値(例えば、40%のときのインピーダンスの値)を、直流検波電圧V5に基づいて算出されるインピーダンスに対するしきい値に設定することにより、算出されたインピーダンスの値がこのしきい値を上回るときには、接触抵抗Rcが大きいために接触状態は不良であると判別し、算出されたインピーダンスの値がこのしきい値以下のときには、接触抵抗Rcが小さいために接触状態は良好であると判別することが可能となる。 For example, in the example shown in FIG. 4, the convergence value is less than 25% even at an angle θ (θ = −5 degrees) at which the convergence value in the second contact state in which the contact resistance Rc is small is the largest. Set an arbitrary impedance value within a range greater than or equal to 100% and lower than 100% (for example, an impedance value at 40%) as a threshold value for the impedance calculated based on the DC detection voltage V5. Therefore, when the calculated impedance value exceeds the threshold value, the contact resistance Rc is large, so that the contact state is determined to be defective. When the calculated impedance value is equal to or lower than the threshold value, the contact state is determined. Since the resistance Rc is small, it can be determined that the contact state is good.
ただし、図4で示されるように、正規化されたインピーダンスは、角度θを0度未満で、かつ−90度以上の角度範囲(−90度まで含む角度範囲)内のいずれの値としたときにも、接触抵抗Rcが小さい状態から大きくなるに従い、それぞれの収束値から基準値(100%)に向けて上昇する。しかしながら、その上昇が開始する接触抵抗Rcは、角度θが小さくなる(遅れ自体は大きくなる)に従い大きくなる。つまり、角度θが−90度のときが、上昇の開始する接触抵抗Rcが最も大きくなり、その結果として、上記のようにして規定したしきい値に基づいて、接触状態が良好であると判別し得る接触抵抗Rcが大きくなる。 However, as shown in FIG. 4, the normalized impedance is obtained when the angle θ is less than 0 degrees and any value within an angle range of −90 degrees or more (angle range including up to −90 degrees). In addition, as the contact resistance Rc increases from a small state, it increases from the respective convergence value toward the reference value (100%). However, the contact resistance Rc at which the increase starts increases as the angle θ decreases (the delay itself increases). That is, when the angle θ is −90 degrees, the contact resistance Rc that starts to increase is the largest, and as a result, it is determined that the contact state is good based on the threshold value defined as described above. The contact resistance Rc that can be increased.
例を挙げて説明すると、図4において、例えば80%のときの値をしきい値としたときに、角度θが−5度では、接触抵抗Rcが約26Ω以下のときに接触状態が良好であると判別し得るのに対して、角度θが−10度では約53Ω以下、角度θが−20度では約110Ω以下、角度θが−40度では約220Ω以下、角度θが−60度では約370Ω以下、角度θが−90度では約700Ω以下というように、接触状態が良好であると判別し得る接触抵抗Rcが、角度θが小さくなる(0度から−90度に近づく)に従い大きくなり、角度θが−90度のときには接触抵抗Rcが極めて大きくなり(検出感度が悪くなり)、好ましくない。このため、検波信号生成部4での角度θは、−90度よりも大きな角度(−90度よりも0度に近い角度。−80度や、−70度など)とする必要がある。 For example, in FIG. 4, when the threshold value is 80%, for example, when the angle θ is −5 degrees, the contact state is good when the contact resistance Rc is about 26Ω or less. In contrast, when the angle θ is −10 degrees, the angle θ is about 53Ω or less, when the angle θ is −20 degrees, the angle θ is about 110Ω or less, when the angle θ is −40 degrees, the angle θ is about 220Ω or less, and the angle θ is −60 degrees. The contact resistance Rc that can be determined to be good is about 370Ω or less and the angle θ is about 700Ω or less when the angle θ is −90 degrees, and the contact resistance Rc increases as the angle θ decreases (from 0 degrees to −90 degrees). Therefore, when the angle θ is −90 degrees, the contact resistance Rc becomes extremely large (detection sensitivity is deteriorated), which is not preferable. Therefore, the angle θ in the detection signal generation unit 4 needs to be an angle larger than −90 degrees (an angle closer to 0 degrees than −90 degrees, −80 degrees, −70 degrees, etc.).
これにより、この接触状態判別装置1では、検波信号生成部4において遅らせる角度を、0度を超え90度未満の角度範囲内のいずれかの値(角度θを、0度未満で、かつ−90度を超える角度範囲内のいずれかの値)とし、このときに接触抵抗Rcを1MΩ(第1接触状態)としたときのインピーダンスの値(|Z|×cosθ)を基準値(100%)として、この第1接触状態のときの基準値を下回り、かつ上記した第2接触状態のときの値(本例では約20%の値)を上回る任意のインピーダンスの値(|Z|×cosθ)を予め算出してしきい値とし、このしきい値を示すしきい値データDthを後述するように記憶部8に予め記憶させる。
Thereby, in this contact
なお、本例の接触状態判別装置1のように、二次電池70に供給する交流検査電流I1が定電流のときには、直流検波電圧V5の電圧値はインピーダンス(|Z|×cosθ)に比例した値となるため、この直流検波電圧V5の電圧値に対してしきい値を設定して、接触抵抗Rcの大小、つまり接触状態の良否を判別することもできる。この構成を採用するときには、検波信号生成部4で遅らせる角度を、0度を超え90度未満の角度範囲内のいずれかの値(任意の値)とし、このときに接触抵抗Rcを1MΩ(第1接触状態)としたときの直流検波電圧V5の電圧値を基準値(100%)として、この第1接触状態のときの基準値を下回り、かつ上記した第2接触状態のときの値(上記した収束値)を上回る任意の値(直流検波電圧V5の電圧値)を予め算出してしきい値とし、このしきい値を示すしきい値データDthを記憶部8に予め記憶させるようにする。
When the AC inspection current I1 supplied to the
また、図3に示される傾向から明らかなように、検波信号生成部4での角度θを−5度からさらに0度に近い値にしたときには、接触抵抗Rcを1MΩ(第1接触状態)としたときのインピーダンスの値(|Z|×cosθ)は同図中において矢印で示すようにさらに低下する。このため、角度θを0度としたときと同様の理由により、一対のプローブPL1,PL2と一対の電極EL1,EL2との間の接触状態を正確に検出し難い状況となることがある。また、上記したように、角度θを−90度近くにすると、検出可能な接触抵抗Rcが大きくなる。したがって、角度θは−5度以上−70度以下の範囲内とするのが好ましい。 As apparent from the tendency shown in FIG. 3, when the angle θ in the detection signal generation unit 4 is changed from −5 degrees to a value closer to 0 degrees, the contact resistance Rc is set to 1 MΩ (first contact state). In this case, the impedance value (| Z | × cos θ) further decreases as indicated by an arrow in FIG. For this reason, for the same reason as when the angle θ is set to 0 degree, it may be difficult to accurately detect the contact state between the pair of probes PL1 and PL2 and the pair of electrodes EL1 and EL2. Further, as described above, when the angle θ is close to −90 degrees, the detectable contact resistance Rc increases. Therefore, the angle θ is preferably in the range of −5 degrees or more and −70 degrees or less.
処理部6は、一例として、A/D変換器、CPUおよびメモリ(いずれも図示せず)を備えて構成されて、接触状態判別装置1の一部として機能すると共に、検査装置11の一部としても機能する。この場合、処理部6は、接触状態判別装置1の一部として機能して接触判別処理を実行した際には、A/D変換器が検波部5から出力される直流検波電圧V5を第1電圧データ(直流検波電圧V5の電圧値を示すデータ)に変換し、CPUがこの第1電圧データ(第1電圧データで示される直流検波電圧V5の電圧値)と交流検査電流I1の既知の電流値とに基づいてインピーダンスを算出するインピーダンス算出処理を実行し、この算出したインピーダンスと記憶部8に記憶されている後述のしきい値データDthとを比較することで一対のプローブPL1,PL2についての一対の電極EL1,EL2との間の接触状態を判別する。
As an example, the
一方、処理部6は、検査装置11の一部として機能して検査処理を実行した際には、後述する電圧測定部12から出力される電池電圧Vbatの電圧値を示す第2電圧データDvと記憶部8に記憶されている後述の電圧範囲データDraとを比較することで二次電池70の良否を検査する。
On the other hand, when the
ここで、この電圧範囲データDraについて説明すると、上記した特許文献1に開示されているように、二次電池70の各電極(正極端子74、負極端子75および金属層76a)のうちのどの電極を一対の電極EL1,EL2(一対のプローブPL1,PL2を接触させる電極)とするかにより、二次電池70が良好な状態(正常状態)において一対の電極EL1,EL2間に発生する電圧の含まれる電圧範囲(良否判定指標となる電圧範囲)が一義的に決定される。したがって、例えば、検査の対象となる二次電池70について、この電圧範囲を予め実験などで求めておき、この電圧範囲を示すデータを電圧範囲データDraとして記憶部8に記憶させておく。
Here, the voltage range data Dra will be described. As disclosed in
また、処理部6は、出力処理を実行することにより、接触判別処理での判別結果および検査処理の結果を出力部7に出力させる。本例では、出力部7は、ディスプレイ装置などの表示装置で構成されて、接触状態判別装置1の一部として機能して、接触判別処理での判別結果を画面上に表示すると共に、検査装置11の一部としても機能して、検査処理の結果を画面上に表示する。なお、出力部7については、表示装置に代えて、外部インターフェース回路で構成することもできる。この構成では、出力部7は、上記の各処理での結果を外部インターフェース回路を介して外部装置に出力する。
In addition, the
記憶部8は例えば半導体メモリやハードディスク装置などで構成されて、接触状態判別装置1の一部として機能すると共に、検査装置11の一部としても機能する。この記憶部8には、処理部6のための動作プログラム、上記した接触判別処理において使用されるしきい値を示すしきい値データDth、および上記した検査処理において使用される良品電圧範囲を規定するための電圧範囲データDraが予め記憶されている。
The
次に、図1に示す二次電池の検査装置としての検査装置11の構成について説明する。この検査装置11は、接触状態判別装置1、一対の測定用端子TP1,TP2、一対のプローブPL1,PL2、電圧測定部12、処理部6、出力部7および記憶部8を備え、二次電池70の一対の電極EL1,EL2間に発生する電池電圧Vbatを測定すると共に、この測定した電池電圧Vbatに基づいて、二次電池70に対する検査を実行可能に構成されている。なお、上記した接触状態判別装置1と共有する構成(処理部6、出力部7および記憶部8)の説明については、接触状態判別装置1の構成の説明において既に説明したため省略する。
Next, the configuration of the
電圧測定部12は、例えばデジタルマルチメータなどのような入力抵抗Rinが極めて高い電圧測定装置で構成されて、一対のプローブPL1,PL2の各基端(各基端が接続されている一対の測定用端子TP1,TP2)に接続された一対の電圧入力端子12a,12b間に入力される直流電圧(本例では電池電圧Vbat)を正確に(プローブPL1,PL2の接触状態が正常であるときの接触抵抗Rcの影響を受けず)測定すると共に、この電池電圧Vbatの電圧値を示す電圧データDvを処理部6に出力する。
The
なお、電圧測定部12については、デジタルマルチメータのような電池電圧Vbatの電圧値を示す電圧データDvを出力する構成に代えて、電圧検出部3と同様の構成とすることもできる。この構成を採用したときには、電圧測定部12は、電池電圧Vbatを極めて高い入力インピーダンスで検出して電圧信号として出力する。このため、この場合には、処理部6は、検査装置11の一部として機能して検査処理を実行した際には、A/D変換器が電圧測定部12から出力されるこの電圧信号を電圧データ(電池電圧Vbatの電圧値を示す第2電圧データDv)に変換し、この電圧データに基づいて二次電池70の良否を検査する。
Note that the
次いで、接触状態判別装置1の動作について、接触状態判別方法と併せて説明すると共に、検査装置11の動作についても説明する。なお、プローブPL1は、二次電池70の電極EL1となる正極端子74に接触させられ、プローブPL2は、二次電池70の電極EL2となる金属層76aに接触させられているものとする。
Next, the operation of the contact
検査装置11では、まず、接触状態判別装置1が動作して、プローブPL1および正極端子74間、並びにプローブPL2および金属層76a間の接触状態を判別する。
In the
具体的には、接触状態判別装置1では、電流供給部2が、二次電池70への交流検査電流I1の供給(電流供給ステップ)を実行すると共に、基準信号Vrefの検波信号生成部4への出力を実行する。また、電圧検出部3が、この交流検査電流I1の供給状態において一対の測定用端子TP1,TP2間に発生する交流電圧V1を検出して、検出電圧信号V2として出力する(電圧検出ステップ)。また、検波信号生成部4が、入力している基準信号Vrefと同一周波数であって、この基準信号Vrefに対して位相が0度を超え90度未満の角度範囲内の任意の角度だけ遅れた検波用信号V3(角度θが、0度未満で、かつ−90度を超える角度範囲内の任意の角度の検波用信号V3)を生成して出力する(検波信号生成ステップ)。
Specifically, in the contact
また、検波部5が、検出電圧信号V2および検波用信号V3を入力して、検出電圧信号V2を検波用信号V3で検波(同期検波)することにより、直流検波電圧V5を生成して処理部6に出力する(検波ステップ)。
The
また、処理部6は、接触状態判別装置1の一部として機能して接触判別処理を実行する(接触判別ステップ)。この接触判別処理では、処理部6は、まず、直流検波電圧V5を第1電圧データに変換し、この第1電圧データ(第1電圧データで示される直流検波電圧V5の電圧値)と交流検査電流I1の既知の電流値とに基づいてインピーダンスを算出する。次いで、処理部6は、記憶部8に記憶されているしきい値データDthを読み出して、算出したインピーダンスと比較する。処理部6は、この比較の結果、算出したインピーダンスがこのしきい値データDthで示されるしきい値を上回るときには、接触抵抗Rcが大きいために接触状態は不良であると判別し、算出されたインピーダンスがこのしきい値以下のときには、接触抵抗Rcが小さいために接触状態は良好であると判別する。これにより、接触判別処理が完了し、その後、処理部6は、出力処理を実行することにより、接触判別処理での判別結果を出力部7に出力させる。
Moreover, the
このようにして接触判別処理での判別結果が出力部7に出力されるため、検査装置11の使用者は、相互間に無視できない大きさの静電容量Ccが生じることが必須の同軸ケーブルのような素材で一対のプローブPL1,PL2を構成した場合であっても、出力部7に出力されている判別結果に基づいて、プローブPL1および正極端子74間、並びにプローブPL2および金属層76a間の接触状態を正確に把握することが可能になっている。したがって、この使用者は、プローブPL1,PL2の接触状態が不良であることを把握したときには、出力部7に出力されている判別結果が良好となるまで、プローブPL1を正極端子74に接触し直すと共に、プローブPL2を金属層76aに接触し直すことで、プローブPL1,PL2を正極端子74および金属層76aに確実に良好な状態で接触させることが可能になっている。
Since the discrimination result in the contact discrimination process is output to the output unit 7 in this way, the user of the
検査装置11では、プローブPL1,PL2と、正極端子74および金属層76aとの間の接触状態が良好であると接触状態判別装置1が判別したときには、処理部6が、検査装置11の一部として機能して検査処理を実行する。なお、処理部6は、この検査処理の実行に先立ち、電流供給部2に対して二次電池70への交流検査電流I1の供給を停止させると共に、電圧測定部12に対して電池電圧Vbatの測定を開始させる。
In the
この検査処理では、処理部6は、電圧測定部12から出力される電池電圧Vbatの電圧値を示す第2電圧データDvを入力して、記憶部8から読み出した電圧範囲データDraと比較することで二次電池70の良否を検査する。具体的には、処理部6は、第2電圧データDvで示される電池電圧Vbatの電圧値が、電圧範囲データDraで示される電圧範囲(良否判定指標となる電圧範囲)に含まれているときには、二次電池70は良好な状態にある(例えば、外装部材71の内壁に相当する合成樹脂層76bの絶縁状態が良好である(ピンホール等の損傷が生じていない))と判別する。一方、電池電圧Vbatの電圧値が電圧範囲データDraで示される電圧範囲に含まれていないときには、処理部6は、二次電池70は不良な状態にある(例えば、外装部材71の内壁に相当する合成樹脂層76bの絶縁状態が不良である(ピンホール等の損傷が生じている))と判別する。
In this inspection process, the
これにより、検査処理が完了し、その後、処理部6は、出力処理を実行することにより、検査処理での結果を出力部7に出力させる。したがって、検査装置11の使用者は、出力部7に出力されている検査処理の結果に基づいて、二次電池70の良否を把握することが可能になっている。
Thereby, the inspection process is completed, and thereafter the
このように、この接触状態判別装置1および接触状態判別方法では、被測定対象である二次電池70に供給される交流検査電流I1と同一周波数であって、この交流検査電流I1に対して位相が0度を超え90度未満の角度範囲内の任意の角度だけ遅れた(角度θが0度未満で−90度を超える角度範囲内の任意の値である)検波用信号V3を生成して、交流検査電流I1の供給時にプローブPL1,PL2の各基端間(測定用端子TP1,TP2間)に発生する交流電圧V1を示す検出電圧信号V2を、この検波用信号V3で検波することによって直流検波電圧V5を生成し、この直流検波電圧V5に基づいて(直流検波電圧V5に基づいて算出されるインピーダンスの値(|Z|×cosθ)に基づいて、または直流検波電圧V5の電圧値に基づいて)、プローブPL1,PL2の各先端と二次電池70の各電極EL1,EL2(本例では正極端子74、金属層76a)との間の接触状態を判別する。
As described above, in the contact
したがって、この接触状態判別装置1および接触状態判別方法によれば、プローブPL1,PL2の相互間に無視できない大きさの静電容量Ccが生じている構成であっても、補助測定用端子を使用することなく、プローブPL1,PL2の各先端と二次電池70の各電極EL1,EL2との間の接触状態を正確に判別することができる。
Therefore, according to the contact
また、この接触状態判別装置1および接触状態判別方法では、プローブPL1,PL2の各先端と二次電池70の各電極EL1,EL2との間の接触状態が開放状態および開放状態に極めて近い状態のうちのいずれかの状態となる第1接触状態のときに検波部5による検波によって生成される直流検波電圧V5に基づいて算出されるインピーダンスの値を下回り、かつこの接触状態が短絡状態および短絡状態に極めて近い状態のうちのいずれかの状態となる第2接触状態のときに検波部5による検波によって生成される直流検波電圧V5に基づいて算出されるインピーダンスの値を上回る任意の値(または、第1接触状態のときに検波部5による検波によって生成される直流検波電圧V5の電圧値を下回り、かつ第2接触状態のときに検波部5による検波によって生成される直流検波電圧V5の電圧値を上回る任意の値)にしきい値が予め規定されている。
In the contact
したがって、この接触状態判別装置1および接触状態判別方法によれば、このようにして規定したしきい値と、二次電池70の検査のためにプローブPL1,PL2を二次電池70の電極EL1,EL2に接触させているときに電圧検出部3によって検出された直流検波電圧V5に基づいて算出されるインピーダンスの値(または直流検波電圧V5の電圧値)とを比較することにより、プローブPL1,PL2の各先端と二次電池70の各電極EL1,EL2との間の接触状態の良否を確実に判別することができる。
Therefore, according to the contact
また、上記の接触状態判別装置1を備えた二次電池70のための検査装置11によれば、接触状態判別装置1によってプローブPL1,PL2の各先端と二次電池70の各電極EL1,EL2との間の接触状態を確実に良好な状態にした状態で、二次電池70の電池電圧Vbatを電圧測定部12で測定できるため、電圧測定部12において電池電圧Vbatを正確に測定できる結果、この正確な電池電圧Vbatに基づいて二次電池70の良否を正確に検査することができる。
Further, according to the
なお、上記の例では、処理部6は、接触状態判別装置1の一部として機能すると共に、検査装置11の一部としても機能する構成を採用しているが、接触状態判別装置1の一部として機能する処理部と、検査装置11の一部として機能する処理部とを分離して個別に配設する構成を採用することもできる。
In the above example, the
また、上記の例では、二次電池70の各電極EL1,EL2として、二次電池70の正極端子74および金属層76aの組を使用する構成を採用しているが、負極端子75および金属層76aの組を使用する構成や、正極端子74および負極端子75の組を使用する構成にも適用することができる。
Further, in the above example, a configuration in which the pair of the
1 接触状態判別装置
2 電流供給部
2a,2b 一対の電流出力端子
3 電圧検出部
3a,3b 一対の電圧入力端子
4 検波信号生成部
5 検波部
6 処理部
11 検査装置
70 二次電池
EL1,EL2 一対の電極
I1 交流検査電流
PL1,PL2 一対のプローブ
V1 交流電圧
V2 検出電圧信号
V3 検波用信号
V5 直流検波電圧
θ 角度
1 Contact state discrimination device
2
3
4 Detection signal generator
5 detector
6 Processing
θ angle
Claims (7)
一対の電流出力端子が前記一対のプローブにそれぞれ接続されて前記一対のプローブを介して前記被測定対象に交流検査電流を供給する電流供給部と、
一対の電圧入力端子が前記一対のプローブにそれぞれ接続されて前記交流検査電流の供給状態において当該一対のプローブ間に発生する交流電圧を検出電圧信号として検出する電圧検出部と、
前記交流検査電流と同一周波数であって、当該交流検査電流に対して位相が0度を超え90度未満の角度範囲内の任意の角度だけ遅れた検波用信号を生成する検波信号生成部と、
前記検出電圧信号を前記検波用信号で検波することによって直流検波電圧を生成する検波部と、
前記直流検波電圧に基づいて前記接触状態を判別する接触判別処理を実行する処理部とを備えている接触状態判別装置。 A contact state discriminating apparatus for discriminating a contact state between a pair of probes brought into contact with a pair of electrodes to be measured.
A pair of current output terminals connected to the pair of probes, respectively, and a current supply unit for supplying an AC inspection current to the object to be measured through the pair of probes;
A voltage detection unit for detecting an alternating voltage generated between the pair of probes when the pair of voltage input terminals are connected to the pair of probes, respectively, in the supply state of the alternating current inspection current; and
A detection signal generation unit that generates a detection signal that has the same frequency as the AC inspection current and has a phase delayed from the AC inspection current by an arbitrary angle within an angle range of more than 0 degrees and less than 90 degrees;
A detection unit that generates a DC detection voltage by detecting the detection voltage signal with the detection signal;
A contact state determination apparatus comprising: a processing unit that executes a contact determination process for determining the contact state based on the DC detection voltage.
一対の電流出力端子が前記一対のプローブにそれぞれ接続されて前記一対のプローブを介して前記被測定対象に交流検査電流を供給する電流供給ステップと、
一対の電圧入力端子が前記一対のプローブにそれぞれ接続されて前記交流検査電流の供給状態において当該一対のプローブ間に発生する交流電圧を検出電圧信号として検出する電圧検出ステップと、
前記交流検査電流と同一周波数であって、当該交流検査電流に対して位相が0度を超え90度未満の角度範囲内の任意の角度だけ遅れた検波用信号を生成する検波信号生成ステップと、
前記検出電圧信号を前記検波用信号で検波することによって直流検波電圧を生成する検波ステップと、
前記直流検波電圧に基づいて前記接触状態を判別する接触判別ステップとを実行する接触状態判別方法。 A contact state determination method for determining a contact state between a pair of probes to be brought into contact with a pair of electrodes to be measured.
A current supply step in which a pair of current output terminals are connected to the pair of probes, respectively, and an AC inspection current is supplied to the measurement object via the pair of probes;
A voltage detection step in which a pair of voltage input terminals are connected to the pair of probes, respectively, and an alternating voltage generated between the pair of probes in the supply state of the alternating current inspection current is detected as a detection voltage signal;
A detection signal generation step of generating a detection signal having the same frequency as the AC inspection current and a phase delayed from the AC inspection current by an arbitrary angle within an angle range of more than 0 degrees and less than 90 degrees;
A detection step of generating a DC detection voltage by detecting the detection voltage signal with the detection signal;
A contact state determination method for executing a contact determination step of determining the contact state based on the DC detection voltage.
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