JPH1130655A - 二次電池の充電特性試験方法及び装置 - Google Patents

二次電池の充電特性試験方法及び装置

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JPH1130655A
JPH1130655A JP9184805A JP18480597A JPH1130655A JP H1130655 A JPH1130655 A JP H1130655A JP 9184805 A JP9184805 A JP 9184805A JP 18480597 A JP18480597 A JP 18480597A JP H1130655 A JPH1130655 A JP H1130655A
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JP
Japan
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charging
secondary battery
voltage
secondary batteries
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JP9184805A
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Takahiro Mine
貴宏 嶺
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
  • Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 充電特性測定中に比較的短時間内発生する電
圧降下の著しい二次電池を排除することのできる二次電
池の充電特性試験方法及び装置を提供する。 【解決手段】 複数の二次電池を充電するステップと、
二次電池の個々の電圧または電流をサンプリングするス
テップS2と、ステップS2で得られた測定データと基準
データを比較するステップS3を具備した二次電池の充
電特性試験方法において、一連のサンプリング期間毎の
降下電圧値をストアするステップS9と、測定データと
降下電圧限界値を比較するステップS10と、測定データ
が降下電圧限界値を超える電池を異常であると判断する
ステップS11とを具備した方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、量産した二次電池
の充電特性試験方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、量産した二次電池の平均充電特性
を得るために、個々の二次電池の充電特性をプリントア
ウトしたシートを複数枚蓄積し、このシート上の特性曲
線を平均化していた。二次電池の充電特性は図7に示す
ように、充電を開始してから終了するまでの二次電池の
端子電圧Vtと充電電流itの変化曲線であり、充電電
流itの積分値が二次電池の容量である。
【0003】二次電池の電圧カーブVtは時間と共に上
昇し、3.5時間程度経過したところでほぼ飽和する特
性を示している。また図4には、同様に二次電池の電圧
カーブをより詳細に示すが、18aは電圧カーブの上限
値であり、18bは電圧カーブの下限値であり、これら
の値は累積した電池特性のデータから決められた値であ
る。
【0004】そして、実測データを一定のサンプリング
期間毎に例えば1秒毎に取り、その時の測定値が上限値
18aと下限値18b内に入っているかどうかを判定し
つつ試験を続ける。この限界値から外れる電池は直ちに
不良と判定し、その電池は測定対象から外す。そして、
限界に入っている電池は予定された充電時間7時間に達
するまで試験を続行する。
【0005】このようにして充電特性カーブの限界内に
実測値18cが入っているかどうかの判断で合格、不合
格を決定していたが、一方、二次電池の示す充電電圧の
内、全体としては上昇していく電圧値が、比較的短い時
間内で降下する現象があり、その様子を図5(a)、
(b)に示す。図5(a)では充電開始から2時間経過
したサンプリング位置7201番のところで約1秒の間
に20mmVの電圧降下が発生しており、また図5
(b)では約30秒の間に15mmVの電圧降下が発生
していることを示している。
【0006】このような短時間内に発生する電圧降下
は、7時間の長い充電期間では図4に示すように中心の
実測値18cの下側にひげ19のような状態で現れる。
そして、このような短時間の電圧降下の降下値が大きい
二次電池は特性上不良であることが経験から知りうるこ
ととなった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明が解決
しようとする課題は、量産した多数の二次電池の充電特
性を順次測定して、測定時に特性に異常のあるものを摘
出する二次電池の特性試験装置において、充電特性測定
中に比較的短時間内発生する電圧降下の著しい二次電池
を排除することのできる二次電池の充電特性試験方法及
び装置を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項1に係る二次電池の充電特性試験装置は、複数
の二次電池を充電する手段と、二次電池の個々の電圧ま
たは電流をサンプリングする手段と、二次電池の個々の
電圧または電流をサンプリングする手段から得られた測
定データと前記の基準データを比較する手段とを具備し
た二次電池の充電特性試験装置において、一連のサンプ
リング期間毎の測定データを取り込む手段と、測定デー
タと降下電圧限界値を比較する手段と、測定データが降
下電圧限界値を超える電池を異常であると判断する手段
とを具備した構成とした。
【0009】本発明の請求項2に係る二次電池の充電特
性試験方法は、複数の二次電池を充電するステップと、
二次電池の個々の電圧または電流をサンプリングするス
テップと、二次電池の個々の電圧または電流をサンプリ
ングするステップで得られた測定データと基準データを
比較するステップとを具備した二次電池の充電特性試験
方法において、一連のサンプリング期間毎の測定データ
を取り込むステップと、測定データと降下電圧限界値を
比較するステップと、測定データが降下電圧限界値を超
える電池を異常であると判断するステップとを具備した
方法とした。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図1は本発明の二次電池の充電特
性試験装置のシステムブロック図であり、まず被試験品
の二次電池1a〜1dは保持機構2に保持されて、プロ
ーブ3a,3bから電源が供給されるごとくなされてい
る。充電のための電源は充電用電源4であり、電流制御
回路5a,5bを介して保持機構2のプローブ3a,3
bに接続されている。
【0011】そして電流制御回路5aとプローブ3a間
の電路6aには電流検出器7aと電圧検出器8aが接続
されており、二次電池1aに流れる充電電流と充電につ
れて上昇する二次電池1aの充電電圧を検出するごとく
なされている。これと隣接して保持機構2に保持されて
いる二次電池1bも電路6bに電流検出器7bと電圧検
出器8bが接続されており、二次電池1bに流れる充電
電流と充電につれて上昇する二次電池1bの充電電圧を
検出するごとくなされている。
【0012】ここでは図示していないが、被試験品の二
次電池は256個あり、それらを保持機構2に保持し、
二次電池それぞれに設けた電流制御回路を介して充電用
電源4から充電電力を供給し、各電路にはそれぞれ電流
検出器と電圧検出器が接続されている。そして電流検出
器7a,7b、電圧検出器8a,8bの出力端子はマル
チプレクサ9に接続され、その出力はA/D変換器10
に入力される。
【0013】マルチプレクサ9は出力端子の数を減らし
て、装置の制御を容易にする回路であり、ここでは25
6個の二次電池のデータを分別し、その内の一つを選択
することができるようになされている。データの選択は
測定プログラムに沿って、マイクロプロセッサ11の制
御線9aから選択コマンドが発せられる。そして、選択
されたデータは、A/D変換器10でデジタル化され、
CPU11a、メモリ11bを内装したマイクロプロセ
ッサ11に伝送され、データを蓄積しうるようになされ
ている。
【0014】マイクロプロセッサ11は電流制御回路5
a,5bに接続されており、測定中の二次電池の充電特
性に異常が検知されると、電流制御回路5a,5bを遮
断し、その二次電池の充電を中止する。さらにマイクロ
プロセッサ11はインターフェース(I/F)12を介
してホストコンピュータ13に接続されている。ここで
は接続手段をLANケーブル14とし、ネットワークコ
ントローラ15を介してホストコンピュータ13に接続
する。
【0015】そしてホストコンピュータ13にはマイク
ロプロセッサ13a、測定データを表示するためのディ
スプレイ13bを備え、マイクロプロセッサ13aに二
次電池の充電特性試験装置16を制御するためのコマン
ドを含む操作プログラムが搭載され、充電開始、電圧読
み出し、電流読みだし、等のコマンドを二次電池の充電
特性試験装置16に送り操作する。
【0016】また、ホストコンピュータ13は二次電池
の充電特性試験装置16以外の情報処理機器(例えば搬
送システムのホストコンピュータ等)と通信することに
より、生産システムと同期した動作を行なわせることが
できる。ディスプレイ13bには読み出しした充電電圧
値、電流値を表示させ、また異常のため測定中止となっ
た二次電池のアドレスを表示する。
【0017】ここで二次電池1a,1bは図2に示すよ
うに256個の升目に仕切られたトレイ17に端子電極
が外に臨むように収納されている。そしてトレイ17を
保持する保持機構2は、図3に示すように2枚の基板2
a,2bを対向させ、この基板2a,2bの対向面には
二次電池の端子電極と接触するプローブ3a,3b等を
備え、基板2a,2bの両側はガイドバー2c,2dで
支えてあり、基板2aを押圧するエアーシリンダ2e,
2fにより基板2aを押圧するごとくなされている。
【0018】そして基板2a,2bの間に二次電池1
a,1bを収納したトレイ17を置き、エアーシリンダ
2e,2fを操作して、基板2a,2bを挟みつける
と、各プローブ3a,3b等に二次電池1a,1bの端
子電極が接触する。プローブ3a,3b等にはジャンパ
ー線18が接続してあり、伝送路等に接続できるように
なっている。ジャンパー線18に代えて基板2a,2b
にプリントパターンで取り出しても良い。
【0019】次に、この二次電池の充電特性試験装置1
6の動作を図6を参照しつつ説明する。二次電池の充電
特性試験装置16の保持機構2に保持された二次電池1
a,1b等は、充電が開始されると図6に示すフローチ
ャートのように動作する。まず、充電開始時点time
r時間=0、サンプル番号n=0からスタートし、予定
された充電時間約7時間を経過しているか否かの判断ス
テップS1を経て、次に充電電圧、充電電流のいずれか
のサンプル値を読み込む(サンプル取り込みステップS
2)、そして、充電特性として正常かを判断する(合否
判定ステップS3)。即ち、電流検出器7a、電圧検出
器8bで読み込まれたデータをマルチプレクサ9、A/
D変換器10を介してマイクロプロセッサ11に送る。
そしてマイクロプロセッサ11のメモリ11bには予め
基準となる充電特性のデータがストアされており、この
基準データと送られた測定データをCPU11aの働き
によって比較する。
【0020】その許容範囲は例えば統計的演算によって
得たものであり、この許容範囲から外れる場合は、不合
格の判断を表示し(ステップS4)、処理フローのルー
プから抜ける(終了ステップS5)。そして、正常なら
ば測定された充電電圧と充電電流を時間Tiを要素とす
るメモリ11bの配列に格納し(サンプルデータの記
録)、サンプル番号nをカウントアップ(ステップS
6)する。この動作を二次電池のタイプ毎に定められた
充電時間T(例えば7時間)を越えるまで行なう。
【0021】そして充電特性の測定が順調に終了した場
合には、図4に示すような充電特性の信頼区間上限18
a、下限18bから成る基準値と実測値18cのグラフ
を作成し、必要に応じてディスプレイ13bに表示す
る。測定中に異常の検出された二次電池は、測定対象か
ら除外されているが、ここで示されている正常な二次電
池の充電特性は、基準値の上下区間以内に入っている。
【0022】そして、この充電特性のデータから、前述
した短時間内に生じている電圧降下が異常でないかをチ
ェックするフローに入る。まず、サンプル番号i=0か
らスタートし、予定された全サンプル数N以下であるこ
と確認するステップS7を経由し、サンプル番号iのデ
ータとサンプル番号j=i+1のサンプルの差を取るス
テップS9を経て、その差が降下電圧限界値を超えてい
ないかどうかの判定ステップS10に入る。
【0023】越えている場合は、異常と判断し、表示す
るステップS11に至り終了する。越えていない場合に
は、次のデータを取り込むサンプル番号のカウントアッ
プを行なステップS9に戻り判定を続行する。全てのサ
ンプルに対し、このチェックが行なわれ全てのデータが
降下電圧の限界値を越えていない場合には、この二次電
池は正常と判断し(ステップS12)、試験を終了する。
【0024】
【発明の効果】本発明の二次電池の充電特性試験方法及
び装置によれば、比較的短時間に電圧降下を生じる不良
な二次電池を確実に排除することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の二次電池の充電特性試験装置のブロ
ック図である。
【図2】 本発明の二次電池の充電特性試験装置に用い
る二次電池の収納トレイの斜視図である。
【図3】 本発明の二次電池の充電特性試験装置に用い
る保持機構の側断面図である。
【図4】 充電特性の電圧曲線である。
【図5】 充電特性の一部拡大図である。
【図6】 本発明の二次電池の充電特性試験方法及び装
置の動作フローチャートである。
【図7】 充電特性の電圧と電流曲線である。
【符号の説明】
1a〜1d…二次電池、2…保持機構、3a,3b…プ
ローブ、4…充電用電源、5a,5b…電流制御回路、
6a,6b…電路、7a,7b…電流検出器、8a,8
b…電圧検出器、9…マルチプレクサ、10…A/D変
換器、11…マイクロプロセッサ、11a…CPU、1
1b…メモリ、12…インターフェース、13…ホスト
コンピュータ、13a…マイクロプロセッサ、13b…
ディスプレイ、14…LANケーブル、15…ネットワ
ークコントローラ、16…二次電池の充電特性試験装
置、17…トレイ、18…ジャンパー線、18a…電圧
カーブの信頼区間上限、18b…電圧カーブの信頼区間
下限、18c…実測した電圧カーブ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の二次電池を充電する手段と、 前記二次電池の個々の電圧または電流をサンプリングす
    る手段と、 前記二次電池の個々の電圧または電流をサンプリングす
    る手段から得られた測定データと基準データを比較する
    手段とを具備した二次電池の充電特性試験装置におい
    て、 一連のサンプリング期間毎の測定データを取り込む手段
    と、 前記測定データと降下電圧限界値を比較する手段と、 前記測定データが前記降下電圧限界値を超える電池を異
    常であると判断する手段とを具備したことを特徴とする
    二次電池の充電特性試験装置。
  2. 【請求項2】 複数の二次電池を充電するステップと、 前記二次電池の個々の電圧または電流をサンプリングす
    るステップと、 前記二次電池の個々の電圧または電流をサンプリングす
    るステップで得られた測定データと基準データを比較す
    るステップとを具備した二次電池の充電特性試験方法に
    おいて、 一連のサンプリング期間毎の測定データを取り込むステ
    ップと、 前記測定データと降下電圧限界値を比較するステップ
    と、 前記測定データが前記降下電圧限界値を超える電池を異
    常であると判断するステップとを具備したことを特徴と
    する二次電池の充電特性試験方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2014133802A1 (en) * 2013-03-01 2014-09-04 Motorola Solutions, Inc. Method and apparatus for a multiplexed contact between electrical devices
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