TWI442073B - Battery inspection device - Google Patents

Description

電池檢查裝置

本申請主張基於2009年12月18日申請之日本專利申請第2009-288297號的優先權。其所申請之全部內容以參照的方式援用於本說明書中。

本發明係關於一種用於檢查可充放電電池之電池檢查裝置。

專利文獻1中記載著扁平型電池之充放電及檢查系統。該系統，是將複數個二次電池排列配置於電池收納容器內並將電極連接於各電池，而一起進行充放電及檢查。

專利文獻1：日本特開2004-319334號公報

於電池檢查裝置中，用於向檢查電池之檢查台供應電力的電源裝置通常是與檢查台獨立設置。該電源裝置，是用來生成檢查所需之電壓或電流而賦予各電池。為了將多數個電池一起檢查而在檢查台設置多數個電池檢查部位時，是對每個電池檢查部位從電源裝置連接配線。因此，電源裝置和檢查台之間的配線有變得膨大且複雜的傾向。結果，裝置整體當中配線所占的製造成本之比例亦變大。

因此，本發明之目的在於，提供一種能夠降低配線量之電池檢查裝置。

本發明之一態樣之電池檢查裝置，係具備：電池檢查台，具備複數個用於檢查可充放電電池之檢查部；以及電源裝置，與該電池檢查台分開設置而用於向檢查部供應並回收電力。在電池檢查台，搭載有調整對複數個檢查部分別賦予之電壓的複數個升降壓轉換器，複數個升降壓轉換器是構成以共通的電力線連接於電源裝置之升降壓單元。

根據該態樣，單元化之複數個升降壓轉換器搭載於電池檢查台，且其單元是連接於電源裝置。因此，與將升降壓轉換器內置於電源裝置的情況相比，更能降低電池檢查裝置之配線量。又可以使電源裝置小型化。

本發明之其他態樣亦為電池檢查裝置。該裝置具備：電池檢查台，排列有複數個用於檢查電池之檢查部；以及電源裝置，與該電池檢查台分開設置。調整從電源裝置賦予檢查部之電壓的電壓控制部，是搭載於電池檢查台。

本發明之另一態樣是電池檢查裝置的檢查台。該電池檢查裝置之檢查台具備：收納檢查載台之框體，該檢查載台用於排列複數個電池而一起進行檢查；以及電壓控制部，安裝於框體並調整應賦予電池之電壓。

根據本發明，能夠降低電池檢查裝置之配線量。

本發明之一實施形態之電池檢查裝置，與電池檢查台分開設置的電源裝置，不是提供適合檢查規格之充放電電壓，電源裝置是向電池檢查台賦予中間階段之輸出電壓。因此，在電池檢查台上搭載電壓控制部，以將電源裝置之中間輸出電壓調整為適合檢查規格之充放電電壓。亦即，用於生成檢查用電壓之電壓控制部，是從電源裝置分離而搭載於檢查台。

於一實施例中，電源裝置可具備：再生部，用於在電池充電時接受來自外部電源之電力供應，而在放電時將電力送回外部電源；複數個電源部，連接於再生部而輸出中間輸出電壓；以及框體，用來收納再生部及電源部。電源裝置之電源部，可連接著搭載於檢查台之複數個升降壓轉換器。亦即，可於再生部連接複數個電源部，並在複數個電源部分別連接複數個升降壓轉換器。如此，電池檢查系統之電力系統可成為以下結構：在一個再生部連接複數個電源部，在複數個電源部連接多數個升降壓轉換器，而成為所謂樹狀圖形之配線連接結構。多數個升降壓轉換器設置於各檢查部，並連接於對應的檢查部。

根據本發明之一實施形態，以在該樹狀圖之中間階段連接電源裝置和檢查台的方式構成電池檢查裝置。因此，在檢查台將複數個升降壓轉換器構成升降壓單元，將升降壓單元和與其對應的電源裝置之電源部用電力線連接。如此，電池檢查裝置之配線量，可從與檢查部數目成比例之配線量降低至與升降壓單元數目成比例之配線量。亦可降低有關配線之成本。並且，還可以使電源裝置小型化。本實施形態在構築包含複數個電池檢查裝置的電池檢查系統時特別有效。

另一方面，在典型的電池檢查裝置之供電系統，是以位於樹狀圖末端的升降壓轉換器和檢查部間的連接配線作為電源裝置與檢查台間的連接配線。對應於將多數個電池一起檢查之複數個檢查部，設置多數個升降壓轉換器。因此，需要龐大的配線。為了盡量縮短龐大的配線，電池檢查裝置之設置布局可能受限制。並且，為了設置複數個升降壓轉換器和連接端子，會導致電源裝置大型化。

第1圖係示意地顯示本發明的一實施形態之電池檢查裝置10之整體結構圖。第2圖係用於說明本發明的一實施形態之電池檢查裝置10之電力系統及通信控制系統的方塊圖。電池檢查裝置10，為了將多數個二次電池一起檢查，構成可進行多數個二次電池之充電及放電之充放電試驗裝置。於第1圖及第2圖中，示意地顯示電池檢查裝置10之電力系統及通信控制系統。圖中，連接各要件之實線表示電力線，虛線表示通信控制線。

電池檢查裝置10包含電源裝置11和電池檢查台12。電源裝置11和電池檢查台12分別作為個別裝置，並由連接電纜連接。連接電纜包含電力線和控制線。電源裝置11和電池檢查台12例如可鄰接或靠近設置。或者，電源裝置11亦可遠離電池檢查台12而設置。如後述般，根據本實施形態，由於能夠減小電源裝置11與電池檢查台12間的連接配線量，所以容易分離設置電源裝置11和電池檢查台12。因此，電池檢查裝置10的設置布局之自由度提高。

於一實施例中，可以在工廠內構成包含複數個電池檢查裝置10之電池檢查系統，而區分成設置複數個電源裝置11之電源區域和設置複數個檢查台12之檢查區域。檢查區域中，可設置有用於將電池搬入及搬出檢查台12的自動搬送系統。電源區域可設置於與檢查區域不同的室內，例如可設置於專用的電源室內。根據本發明的一實施例，能使電源裝置11小型化，因此能夠縮小電源室。因此，電源室之空調管理變容易。亦即，能夠省能源地進行電源裝置11的環境溫度之調整。

電源裝置11包含電源再生轉換器13、恒壓電源14及控制器15。電源再生轉換器13，用來中繼外部電源(未圖示)和恒壓電源14。外部電源例如為供應工業用之交流電源等的商用電源。電源再生轉換器13，對在檢查台12中檢查的電池進行充電時是作為外部電源的受電電路，而在進行電池的放電時可將電力送回外部電源。電源再生轉換器13，是設置成對複數個恒壓電源14共通的電源再生轉換器。

恒壓電源14，是將從外部電源透過電源再生轉換器13供應的電力予以調整而輸出。以下為了方便起見，將恒壓電源14之輸出稱為中間輸出。恒壓電源14可生成複數個中間輸出。亦即，恒壓電源14具有複數個通道(例如數通道以上)。在各個通道連接升降壓單元17的各個升降壓轉換器28(參照第2圖)。中間輸出供應至搭載於檢查台12之升降壓單元17。中間輸出具有高於適合電池檢查規格之電壓及電流的電壓及電流。恒壓電源14例如為DC-DC轉換器，較佳為絕緣雙向DC-DC轉換器。

恒壓電源14設置有複數個，各恒壓電源14由DC連接線18連接於電源再生轉換器13。對應於恒壓電源14的數目，設置有同樣數目的DC連接線18。於圖示之實施例中，設置有5個恒壓電源14，所以設置有與此相同數的5根DC連接線18。各恒壓電壓14，在充電所檢查的電池時通過DC連接線18接受來自電源再生轉換器13之電力供應，在對電池進行放電時通過DC連接線18向電源再生轉換器13供應電力。

控制器15，是用來控制電源再生轉換器13及恒壓電源14。控制器15和電源再生轉換器13藉由第1通信控制線19連接，控制器15和恒壓電源14藉由第2通信控制線21連接。對應於恒壓電源14的數目，設置有同樣數目的第2通信控制線21。第1通信控制線19及第2通信控制線21是與DC連接線18分開設置。

電源再生轉換器13、恒壓電源14及控制器15收納於電源裝置外殼(未圖示)內。電源裝置外殼例如具有機架或框架結構，劃定收納電源再生轉換器13、恒壓電源14及控制器15之長方體狀的內部空間。

電源裝置外殼，於下部收納電源再生轉換器13，於上部收納控制器15，於電源再生轉換器13與控制器15間收納複數個恒壓電源14。電源再生轉換器13、恒壓電源14及控制器15於電源裝置外殼之內部向鉛垂方向(亦即相對於地面垂直方向)排列而被收納。因此，能夠縮小電源裝置11之占地面積(所謂底面積(footprint))。電源裝置11之底面積，可與檢查台12之底面積相同程度或比其小。另外，電源再生轉換器13、恒壓電壓14及控制器15，於電源裝置外殼內部亦可排列成與圖示順序不同之順序。

並且，在控制器15連接資料處理單元16。資料處理單元16透過控制器15收集並存儲由檢查台12得到的電池之電壓、電流、溫度等測定資料。資料處理單元16處理所收集的資料，藉由附設的顯示器或印表機等輸出手段輸出。資料處理單元16例如為公知的個人電腦。控制器15和資料處理單元16例如以LAN等公知的方法連接。

檢查台12係包含：檢查載台，用於將作為檢查對象之複數個電池排列成矩陣狀而配置；以及探測機構，具備用於檢查電池之探針。檢查台12亦可以具備使檢查載台和探測機構相對移動之移動機構，以使探針接觸於電池。檢查載台沿垂直於鉛垂方向之平面(例如平行於地面之平面)將多數個(例如數十個以上)電池排列成矩陣狀。此時，移動機構讓檢查載台和探測機構進行鉛垂方向之相對移動。檢查載台中，與各個電池對應的檢查部排列成矩陣狀。在檢查部劃定電池之載置位置。探測機構具備：對應於檢查部之矩陣排列而設置之多數個探針。

在檢查台12之框體22內收納檢查載台及探測機構。並且，框體22形成為長方體形狀，其側面設置有緊急停止開關23。緊急時操作人員藉由操作緊急停止開關23，能夠使電池檢查裝置10之動作停止。緊急停止開關23可設置於電源裝置11，亦可分別設置於電源裝置11和檢查台12上。

檢查台12上搭載有複數個升降壓單元17。複數個升降壓單元17排列於框體22之上面。於一實施例中較佳為，升降壓單元17在檢查台12之框體22中，設置在與配置檢查載台之檢查載台區域不同的配置區域。例如，升降壓單元17較佳為設置於檢查台12之端部。這是因為可能從檢查對象中的不良電池漏出可燃性氣體。升降壓單元17由於處理較大的電力，較佳為設置成遠離檢查台12之檢查部。此時，為了維持檢查台12之底面積，升降壓單元17較佳為設置於檢查台12之上端或下端。並且，於一實施例中，可在配置檢查載台之檢查載台區域中設置向外部排出可燃性氣體之風扇等的排氣裝置。

於一實施例中，如圖示般可設置兩組升降壓單元17。包含於第1組的各個升降壓單元17藉由電力電纜24直接連接於恒壓電源14，並藉由通信電纜25直接連接於控制器15。電力電纜24例如為包含接地線之四芯電纜。包含於第1組的升降壓單元17之數目，等於恒壓電源14之數目。因此，電力電纜24及通信電纜25亦設置有與恒壓電源14相同的數量。於圖示的實施例中，由於設置有5個恒壓電源14，所以藉由5個升降壓單元17構成第1組。另外，檢查台12上亦可設置用於使升降壓單元17動作的控制電源模組(未圖示)。

包含於第2組的各個升降壓單元17，連接於相對應的第1組之升降壓單元17。第2組升降壓單元17，藉由延長電力線26及延長控制線27連接於第1組升降壓單元17。於圖示的實施例中，由5個升降壓單元17構成第1組，所以同樣由5個升降壓單元17構成第2組。另外，同樣可以將多組升降壓單元17連接於第1組升降壓單元17。如此，在藉由電力電纜24直接連接於恒壓電源14之升降壓單元17，附帶連接複數個升降壓單元17亦可。於一實施例中，升降壓單元17可構成以所謂菊鏈方式連接成長串。因此，能按照可收容於檢查台12之電池數，容易地進行增設升降壓單元17之設計。

如第2圖所示，搭載於檢查台12之升降壓單元17具備：複數個升降壓轉換器28、和用於控制該等升降壓轉換器28之控制電路29。升降壓單元17例如具備電路基板，在該電子基板上構築相當於複數個升降壓轉換器28和控制電路29的電路。控制電路29通過通信電纜25連接於控制器15。升降壓單元17，至多具備與恒壓電源14之通道數相等數量的升降壓轉換器28。較佳為，升降壓單元17具備與恒壓電源14之通道數相等數量的升降壓轉換器28。包含於升降壓單元17之複數個升降壓轉換器28，以共通的電力電纜24連接於對應的恒壓電源14。

於檢查台12，合計設置有與檢查載台之檢查部數目對應的數量之升降壓轉換器28。亦即，每個檢查部對應1個升降壓轉換器28，並設置有與檢查部數目同數量的升降壓轉換器28。升降壓轉換器28將從恒壓電源14通過電力電纜24輸入之中間輸出調整為適合檢查規格之電壓及電流。升降壓轉換器28之輸出通過探測機構的各探針賦予負載35，而用於檢查。負載35為檢查對象的二次電池，例如為電池組。

並且，對應各檢查部而設置測定電路34。測定電路34根據來自各探針之輸入測定負載35之狀態。測定電路34例如包含溫度測定電路、電壓測定電路及電流測定電路中的至少1個，測定負載35之溫度、電壓、電流中的至少1個。測定結果發送至控制器15，進一步送到資料處理單元16。於本實施例中，測定電路34和升降壓轉換器28均設置於檢查台12。與升降壓轉換器28內置於電源裝置11時相比，由於測定電路34和升降壓轉換器28靠近連接，能夠減小雜訊所引起的測定誤差。

第3圖至第6圖係示意地顯示本發明的一實施形態之電池檢查台12之主要部分的圖。第3圖及第4圖分別是為了檢查而搬入(或在檢查後搬出)電池40時的前視圖及側視圖。第5圖及第6圖分別顯示檢查中之情況的前視圖及側視圖。第4圖及第6圖分別為從側方觀察第3圖及第5圖所示之結構之主要部分時的圖。為方便說明，如圖示規定XYZ正交座標系。亦即，將電池40的排列方向設為X方向，鉛垂方向設為Y方向，正交於兩者之方向設為Z方向。

如第3圖至第6圖所示，電池檢查台12包含電池支承部42、接觸件44及接觸件支承部46。其等被收納於框體22內。於圖示之實施例中，電池支承部42和接觸件支承部46相對置，於兩者間形成電池排列空間48。電池支承部42配置於接觸件支承部46之鉛垂方向下方。於電池支承部42之下側安裝有用於進行電池40溫度調整的橫流風扇50。

電池40具備：具有電極41之第1端面、與第1端面對置的第2端面、以及連接第1端面和第2端面之側面。於圖示之例子中，電池40具有長方體形狀，以第1端面朝上、第2端面朝下且側面相互對置的方式沿水平方向(X方向)排列各電池40。電池40與相鄰的電池40隔著間隔排列。電池40之側面為平行於鉛垂方向(Y方向)之平面。於本實施例，電池40以藉由托板52保持之狀態搬入電池檢查台12，進行檢查後搬出。

於第3圖用箭頭表示托板52之搬入搬出方向。並且，用虛線表示托板52及搭載於托板52之電池40搬入電池支承部42時之位置。托板52及電池40例如藉由未圖示的托板自動搬入裝置搬入或搬出電池檢查台12。因此，電池檢查台12之側壁的一部分做成可開閉的門54。門54在電池40的搬入搬出時開放，進行電池40的檢查時關閉。藉由關閉門54，電池排列空間48在檢查中與外部空間區隔。

電池支承部42，是用於載置支承作為檢查對象的複數個電池之支承台。於圖示之實施例，電池支承部42不是直接支承電池40，而是藉由支承搭載電池40之托板52來支承電池40。電池支承部42藉由鉛垂方向之移動機構上下移動(參照第5圖)。藉由電池支承部42之移動，電池40與托板52一同移動，而使電池40之電極41相對於接觸件44接觸或分離。

如後述般，支承台之內部形成有空間。該空間可作為整流空間，而將從橫流風扇50送出並朝向各電池40之氣流予以整流。為了將該空間與外部區隔，支承台可具備：用於支承電池40之電池支承板、用於安裝橫流風扇50之安裝板、以及將電池支承板和安裝板兩者的端部彼此連接之側面板。

接觸件44，與各電池40之電極41接觸而對各電池40賦予電壓。並且，如上述般，還設置有用於測定電池40之溫度、電壓、電流等的接觸件(未圖示)。複數個接觸件44，是對應於複數個電池40之排列而設置。於圖示之例子，6個電池以側面互相對置的方式排成一列，與此對應，6組接觸件44同樣地排成一列。於一例中，在1個電池40中設置有兩個電極41，與此對應，設置有兩條接觸件44(參照第4圖、第6圖)。

各接觸件44藉由接觸件支承部46支承。接觸件支承部46例如為支承接觸件44之支承板，設置成與電池支承部42相對置。在該支承板上，各接觸件44朝向電池支承部42突出，於電池支承部42之相反側，確保有用於收納上述測定電路34、升降壓單元17等的各種電氣設備56之空間(參照第4圖)。於X方向上，從門54之相反側延伸有將電池檢查台12連接於電源裝置11之電力電纜24及通信電纜25。

該電氣設備收納空間可藉由接觸件支承部46而與電池排列空間48區隔，如後述般作為排氣空間，而將從電池排列空間48排出的氣流予以排氣。該排氣空間和上述整流空間及電池排列空間48相同地，與外部空間區隔。

如第4圖、第6圖所示，於本實施例中電池40排列成1列，6個電池40可收納於電池檢查台12內。亦可構成為在電池檢查台12收納更多數個(或者少數個)電池。例如，可以使排列方向(X方向)之個數增多，亦可以使電池40之列數成為2列以上。另外，亦可在鉛垂方向積層複數個電池檢查單元(包含電池支承部42、接觸件44及接觸件支承部46而構成)。如此，能夠增加可一起檢查的電池數目。

在各個電池列形成電池排列空間48，且在各電池列安裝橫流風扇50。橫流風扇50沿電池40之排列方向配設。橫流風扇50，配置成送風口與電池40相對置，如第6圖所示般，從橫向(Z方向)吸入空氣而朝電池40向上方(Y方向)送風。如圖示般，橫流風扇50之排列方向長度與電池40之排列長度相等或比其更長。如此，由於在各電池之正下方設置風扇，能夠使各電池周圍之空氣流動速度分布共通化。另外，對於1個電池列，沿電池排列方向設置複數個橫流風扇50亦可，又複數個電池列共有1個橫流風扇50亦可。

本發明的一實施例之調溫流體的供應源，並不限於橫流風扇。例如取代橫流風扇，例如將風扇、循環器、鼓風機等的送風機沿電池40之排列方向配設亦可。在此情況較佳為，送風機具備朝電池排列方向延伸之細長的送風口，且該送風口與各電池相對置。於送風口與電池間併用整流板來提高流動均一性亦可。如此，較佳為在相鄰電池間的流路賦予實質均一的氣流速度分布。另外於其他實施例中，調溫流體之供應源，是使環境空氣以外之調溫氣體或液體沿電池表面流動亦可。

10‧‧‧電池檢查裝置

11‧‧‧電源裝置

12‧‧‧電池檢查台

13‧‧‧電源再生轉換器

14‧‧‧恒壓電源

15‧‧‧控制器

16‧‧‧資料處理單元

17‧‧‧升降壓單元

18‧‧‧DC連接線

19‧‧‧第1通信控制線

21‧‧‧第2通信控制線

22‧‧‧框體

23‧‧‧緊急停止開關

24‧‧‧電力電纜

25‧‧‧通信電纜

26‧‧‧延長電力線

27‧‧‧延長控制線

28‧‧‧升降壓轉換器

29‧‧‧控制電路

34‧‧‧測定電路

35‧‧‧負載

第1圖係示意地顯示本發明的一實施形態之電池檢查裝置的整體結構圖。

第2圖係示意地顯示本發明的一實施形態之電池檢查裝置的電力系統及通信控制系統之方塊圖。

第3圖係示意地顯示本發明的一實施形態之電池檢查台的主要部分。

第4圖係示意地顯示本發明的一實施形態之電池檢查台的主要部分。

第5圖係示意地顯示本發明的一實施形態之電池檢查台的主要部分。

第6圖係示意地顯示本發明的一實施形態之電池檢查台的主要部分。

10．．．電池檢查裝置

11．．．電源裝置

12．．．電池檢查台

13．．．電源再生轉換器

14．．．恒壓電源

15．．．控制器

16．．．資料處理單元

17．．．升降壓單元

18．．．DC連接線

19．．．第1通信控制線

21．．．第2通信控制線

22．．．框體

23．．．緊急停止開關

24．．．電力電纜

25．．．通信電纜

26．．．延長電力線

27．．．延長控制線

Claims (3)

1. 一種電池檢查裝置，其特徵在於，係具備：電池檢查台，具備複數個用於檢查可充放電電池之檢查部；以及電源裝置，與該電池檢查台分開設置，用於向前述檢查部供應並回收電力；在前述電池檢查台搭載有複數個升降壓單元，各升降壓單元具備：設置於前述複數個檢查部各個而用來調整對各檢查部分別賦予的電壓之複數個升降壓轉換器，前述電源裝置具備對應於複數個升降壓單元各個之複數個電源部，前述複數個升降壓單元和與其對應之複數個電源部，是經由與複數個升降壓單元的個數相同個數之電力線分別進行連接。
2. 一種電池檢查裝置，其特徵在於，係具備：電池檢查台，排列有用於檢查電池的複數個檢查部；以及電源裝置，與該電池檢查台分開設置；在前述電池檢查台搭載有複數個升降壓單元，各升降壓單元具備：設置於前述複數個檢查部各個而用來調整從前述電源裝置賦予各檢查部之電壓的電壓控制部，複數個升降壓單元區分成第1組的升降壓單元及與前述第1組的升降壓單元連接之第2組的升降壓單元，前述第1組的升降壓單元和前述電源裝置中之對應的複數個電源部，是經由與第1組的升降壓單元的個數相同 個數之電力線進行連接。
3. 一種電池檢查裝置之檢查台，其特徵在於，係具備：收納檢查載台之框體，該檢查載台用於排列多數個電池而一起進行檢查；以及複數個升降壓單元，安裝於前述框體且具備用來調整應賦予前述多數個電池的電壓之多數個電壓控制部；具備多數個電壓控制部之複數個升降壓單元，和與前述框體分開設置之前述電源裝置中之複數個電源部，是經由與前述複數個升降壓單元的個數相同個數之電力線進行連接。