WO2012093652A1

WO2012093652A1 - 充放電検査システム、充放電検査装置のための校正システム及び校正装置

Info

Publication number: WO2012093652A1
Application number: PCT/JP2012/000008
Authority: WO
Inventors: 裕之石塚; 宏志小島
Original assignee: 住友重機械工業株式会社
Priority date: 2011-01-07
Filing date: 2012-01-04
Publication date: 2012-07-12
Also published as: JP5832450B2; TWI452317B; KR101475432B1; TW201235684A; JPWO2012093652A1; KR20130108610A

Abstract

　充放電検査装置のための校正システム１００は、充放電検査装置の校正をするための校正装置１０２であって、二次電池に代えて複数の接触子の少なくとも１つに接続するための少なくとも１つの接続端子１０６を備える校正装置１０２と、校正装置１０２を電池検査ユニット１２へと、少なくとも１つの接続端子１０６を複数のプローブ４４の少なくとも１つに接続可能とする搬送位置に位置決めするための搬送装置１０４と、を備える。

Description

[規則37.2に基づきISAが決定した発明の名称]　充放電検査システム、充放電検査装置のための校正システム及び校正装置

　本発明は、二次電池を検査するための充放電検査システム、並びにそうしたシステムに好適な校正システム及び校正装置に関する。

　特許文献１には、リチウムイオン二次電池電極の電極合剤の厚みを検査する検査装置が記載されている。この装置は、リチウムイオン二次電池電極を計測する第１の超音波センサと基準材を計測する第２の超音波センサとを備え、第２の超音波センサを用いて第１の超音波センサが校正される。

特開２０１０－２０５６７８号公報

　二次電池の良否または特性を自動で検査するための充放電検査装置が提案されている。検査は電池生産の一工程または最終工程として行われる。一般に、検査精度を保つためにある頻度で検査装置は校正される。校正をするために検査は一旦終了され、二次電池の代わりに校正のための校正装置が検査装置に接続される。校正装置の搬入作業や検査装置との配線接続作業は人手で行われており、こうした校正処理の準備作業に時間を要するという実情がある。

　本発明は斯かる状況においてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、校正処理の準備作業の自動化を通じて電池検査の生産性向上に寄与することにある。

　本発明のある態様は充放電検査システムに関する。このシステムは、検査のために複数の二次電池を充放電するための充放電検査装置であって、電源と、複数の二次電池を収容する電池検査ユニットと、電池検査ユニットに設けられており電源から各二次電池に給電するための複数の接触子と、を備える充放電検査装置と、充放電検査装置の校正をするための校正装置であって、二次電池に代えて複数の接触子の少なくとも１つに接続するための少なくとも１つの接続端子を備える校正装置と、校正装置を電池検査ユニットへと、少なくとも１つの接続端子を複数の接触子の少なくとも１つに接続可能とする搬送位置に位置決めするための搬送装置と、を備える。

　この態様によると、搬送装置によって校正装置を搬送位置に位置決めすることができる。搬送位置は校正装置の接続端子を電池検査ユニットの接触子に接続可能とする電池検査ユニット内の位置である。こうして、校正装置の搬送の自動化を通じて作業者の負担軽減や校正時間の短縮を図ることができる。また、一定の位置に位置決めされることで、校正装置の充放電検査装置への接続の作業性も高まることが期待される。校正処理に要する検査装置のダウンタイムが低減され、検査スループットを向上することができる。

　少なくとも１つの接続端子は、複数の接触子の配列に適合する配列で形成された複数の接続端子であってもよい。こうして電池検査ユニットの接触子と校正装置の接続端子とで互いに位置関係を合わせることにより、両者を配線で接続することに代えて、接触により直接接続をとることが容易となる。接続作業の自動化を通じて校正時間の短縮を図ることが可能となる。

　電池検査ユニットは、複数の二次電池と複数の接触子とが相対的に進退可能とされ、接触子に対する二次電池の相対前進によって各接触子が対応する二次電池に接続されるよう構成されており、少なくとも１つの接続端子は搬送位置において、搬送装置の搬送方向に関して二次電池の位置決めされるべき位置に位置決めされ、複数の接触子の少なくとも１つと少なくとも１つの接続端子とは、電池検査ユニットでの二次電池の相対前進方向の移動によって接続されてもよい。電池に代えて接続端子が位置決めされることにより、電池と接触子との相対移動と同様の動作で接続端子と接触子とを接続することが可能となる。例えば、自動検査処理における電池と接触子との接続動作を、校正処理における接続端子と接触子との接続に利用することができる。接続作業の自動化を通じて校正時間の短縮や作業者の負担軽減を図ることができる。

　搬送装置は、電池検査ユニットの外側に配置される支持部と、該支持部から進退可能に構成されており校正装置を支持部から搬送位置へと直線的に移動させて位置決めするためのアーム部と、を備えてもよい。校正装置は、アーム部により位置決めされる際に充放電検査装置との干渉を避けるよう外形が形成されていてもよい。このようにすれば、アーム部の直線的な伸縮動作によって校正装置を充放電検査装置へと円滑に搬送することができる。

　校正装置は、接続端子を含み電池検査ユニットに収容可能な寸法に形成されている第１部分と、該第１部分と電気的に連結された第２部分と、を備えてもよい。搬送装置は、第１部分を搬送位置に位置決めし、第２部分を電池検査ユニットの外側に保持してもよい。校正装置の接続端子部分を他の部分から切り分けることにより当該部分の小型化が容易となる。

　本発明の別の態様は、校正システムである。この校正システムは、二次電池の充放電検査装置のための校正システムであって、充放電検査装置は、複数の二次電池を収容する電池検査ユニットと、電池検査ユニットに設けられており各二次電池に給電するための複数の接触子と、を備えており、充放電検査装置の校正をするための校正装置であって、二次電池に代えて複数の接触子の少なくとも１つに接続するための少なくとも１つの接続端子を備える校正装置と、電池検査ユニットにおいて校正装置を、複数の接触子の少なくとも１つを少なくとも１つの接続端子に接続可能とする搬送位置に位置決めするための搬送装置と、を備える。

　本発明のさらに別の態様は、校正装置である。この装置は、二次電池の充放電検査装置の校正をするための校正装置であって、充放電検査装置は、複数の二次電池を収容する電池検査ユニットと、電池検査ユニットに設けられており各二次電池に給電するための複数の接触子と、を備える。校正装置は、二次電池に代えて複数の接触子に接続するための複数の接続端子を有する接続部を備え、該複数の接続端子は複数の接触子の配列に適合する配列で形成されており、少なくとも接続部は電池検査ユニットに収容可能な寸法に形成されている。

　本発明のある態様の充放電検査システムによれば、校正処理の準備作業の自動化を通じて検査装置の生産性向上に寄与することができる。

本発明の一実施形態に係る充放電検査装置を模式的に示す図である。本発明の一実施形態に係る電池検査ユニットの要部を模式的に示す図である。本発明の一実施形態に係る電池検査ユニットの要部を模式的に示す図である。本発明の一実施形態に係る電池検査ユニットの要部を模式的に示す図である。本発明の一実施形態に係る電池検査ユニットの要部を模式的に示す図である。本発明の一実施形態に係る校正システムを模式的に示す図である。本発明の一実施形態に係る校正システムを模式的に示す図である。本発明の一実施形態に係る校正装置を示すブロック図である。本発明の一実施形態に係る校正システムを模式的に示す図である。

　本発明の一実施形態に係る充放電検査システムは、検査のために複数の二次電池を充放電するための充放電検査装置と、充放電検査装置の校正をするための校正装置と、校正装置を充放電検査装置に搬送するための搬送装置と、を備える。充放電検査装置は、１つまたは複数の電池検査ユニットと、電池検査ユニットへの給電のための電源部と、を含んで構成される。個々の電池検査ユニットは、配列された複数の二次電池を受け入れ一括して検査するよう構成されている。一実施例においては、電池検査ユニットは、各々が対応する個々の二次電池の計測または給電をするための複数のプローブと、これらプローブと二次電池との接続を確立しまたは遮断するよう両者を相対的に進退させる移動機構と、を備える。

　一実施形態に係る搬送装置は、校正装置をその収納場所から任意の電池検査ユニットへと搬送し、更にその電池検査ユニット内の適所へと校正装置を搬送するよう構成されている。これにより、校正装置の搬送の自動化が実現される。校正装置の搬送位置は、充放電検査装置への接続作業、例えば校正装置の接続端子と電池検査ユニットのプローブとの接続作業の容易性を高める観点から定められる。搬送位置は、検査処理において二次電池の電極の位置決めされるべき位置に校正装置の接続端子が位置決めされるよう定められてもよい。校正装置は、第１搬送段階として、搬送装置による電池検査ユニットへの搬入方向に関して電極が存在するであろう位置に接続端子が位置決めされてもよい。次いで第２搬送段階として搬入方向とは異なる方向に接続端子をプローブに近づけるよう校正装置は移動されてもよい。

　一実施形態に係る校正装置は、電池検査ユニットでの電池配列に対応する配列で形成された接続端子群を有する。校正装置の接続端子が電池配列に対応して形成されているので、校正装置の充放電検査装置への接続作業が容易となる。好ましい一実施例においては、校正装置の複数の接続端子は、電池検査ユニットの複数のプローブの数及び配置間隔に一致する数及び配置間隔で形成されている。接続端子は電池の電極と同様に、プローブに接触されてプローブとの電気的接続が確立されるよう構成されていてもよい。

　校正装置は例えば水平方向に電池検査ユニットへと搬入されて二次電池と同様に位置決めされ、次いで例えば鉛直方向にプローブに対し相対的に前進する。校正装置の接続端子がプローブに接近し、ついには接触する。こうして、校正装置の複数の接続端子を電池検査ユニットの複数のプローブに自動的に接続することが可能となる。

　図１は、本発明の一実施形態に係る充放電検査装置１０を模式的に示す図である。充放電検査装置１０は、多数の二次電池をまとめて検査するためにこれら多数の二次電池の充電及び放電を行うよう構成されている二次電池検査装置である。充放電検査装置１０は、電源装置１１と電池検査ユニット１２とを含んで構成されている。なお以下では電池検査ユニット１２を簡単のため検査ユニット１２とも称する。

　一実施例においては、電源装置１１と検査ユニット１２とはそれぞれ別個の装置として構成されており、接続ケーブルで接続される。接続ケーブルには電力線と制御線とが含まれる。電源装置１１と検査ユニット１２とは例えば隣接または近接して設置されてもよい。あるいは電源装置１１は検査ユニット１２から離れて設置されてもよい。なお図１においては充放電検査装置１０の電力系統及び通信制御系統が模式的に示されており、各要素を接続する実線で電力線を示し、破線で通信制御線を示す。本実施例では例えば電力線からの通信線へのノイズの影響軽減等を考慮して、２つの構成要素を接続するための電力線と通信制御線とが別に設けられている。

　電源装置１１は、電源回生コンバータ１３、定電圧電源１４、及びコントローラ１５を含んで構成されている。電源回生コンバータ１３、定電圧電源１４、及びコントローラ１５は、電源装置エンクロージャー（図示せず）に収容されている。電源装置エンクロージャーは、例えばラックやフレーム構造を有し、電源回生コンバータ１３、定電圧電源１４、及びコントローラ１５を収容する直方体状の内部空間を画定する。

　電源回生コンバータ１３は、外部電源（図示せず）と定電圧電源１４とを中継している。外部電源は例えば、工業用に供給される交流電源等の商用電源である。電源回生コンバータ１３は、検査ユニット１２において検査される電池を充電するときには外部電源からの受電回路として機能し、電池の放電をするときには外部電源に電力を戻すよう機能する。電源回生コンバータ１３は、複数の定電圧電源１４に共通の電源回生コンバータとして設けられている。

　定電圧電源１４は、外部電源から電源回生コンバータ１３を介して供給された電力を調整して出力する。定電圧電源１４は複数（図示の例では５個）設けられており、各定電圧電源１４が電源回生コンバータ１３に接続されている。定電圧電源１４はそれぞれ複数のチャンネルを有し、各チャンネルに個々の昇降圧コンバータ２８が接続される。定電圧電源１４は、電池の検査仕様に適合する電圧及び電流よりも高い電圧及び電流を昇降圧コンバータ２８に提供する。定電圧電源１４は例えばＤＣ－ＤＣコンバータであり、好ましくは絶縁双方向ＤＣ－ＤＣコンバータである。

　コントローラ１５は、充放電検査装置１０を制御する。すなわちコントローラ１５は、検査ユニット１２、電源回生コンバータ１３及び定電圧電源１４を制御するよう構成されている。コントローラ１５は、上位の制御装置または管理サーバ等によって管理されていてもよい。例えばこの管理サーバによって、後述の校正装置、搬送装置が管理されていてもよい。

　コントローラ１５には、データ処理ユニット１６が接続されている。データ処理ユニット１６は、検査ユニット１２で得られた電池の電圧、電流、温度等の測定データをコントローラ１５を介して収集し記憶する。データ処理ユニット１６は、収集されたデータを処理し、付随するディスプレイやプリンタ等の出力手段により出力する。データ処理ユニット１６は例えば公知のパソコンである。コントローラ１５とデータ処理ユニット１６とは、例えばＬＡＮ等の公知の方法で接続される。

　検査ユニット１２には、複数の昇降圧ユニット１７が搭載されている。一実施例においては、昇降圧ユニット１７は、検査ユニット１２の筐体２２（図２参照）において検査ステージが配置される検査ステージ区画とは異なる配置区画に設けられることが好ましい。

　検査ユニット１２に搭載された昇降圧ユニット１７は、複数の昇降圧コンバータ２８と、これらの昇降圧コンバータ２８を制御するための制御回路２９を備える。昇降圧ユニット１７の各々は、電力ケーブル２４により定電圧電源１４に接続され、通信ケーブル２５によりコントローラ１５に接続されている。昇降圧コンバータ２８は、定電圧電源１４から電力ケーブル２４を通じて与えられた入力を、検査仕様に適合する電圧及び電流に調整する。昇降圧コンバータ２８の出力は検査対象となる負荷３５に与えられる。負荷３５は例えば二次電池４０（図２参照）である。

　検査ユニット１２は複数の計測回路３４を備える。計測回路３４は負荷３５の状態を計測する。計測回路３４は例えば温度計測回路、電圧計測回路、及び電流計測回路の少なくとも１つを含み、負荷３５の温度、電圧、電流の少なくとも１つを計測する。測定結果はコントローラ１５へと送信され、さらにデータ処理ユニット１６へと送られる。測定結果は、検査ユニット１２に設けられたリモートＩ／Ｏ等の公知の通信ユニットによりコントローラ１５へと中継されてもよい。

　検査ユニット１２においては、合計すると、検査ステージ４２（図２参照）にて一括して検査可能な電池４０の数に等しい数の昇降圧コンバータ２８が設けられている。すなわち、負荷３５ごとに１つの昇降圧コンバータ２８が対応づけられており、負荷３５と同数の昇降圧コンバータ２８が設けられている。また同様にして、負荷３５ごとに計測回路３４が設けられている。

　図２乃至図５は、本発明の一実施形態に係る充放電検査装置１０の検査ユニット１２の要部を模式的に示す図である。図２及び図３はそれぞれ、検査のために電池４０が搬入（または検査後に搬出）されるときの正面図及び側面図である。図４及び図５はそれぞれ、検査中の様子を示す正面図及び側面図である。図３及び図５はそれぞれ、図２及び図４に示す構成の要部を側方から見たときの図である。説明の便宜上、図示のようにＸＹＺ直交座標系を定める。すなわち、電池４０の配列方向をＸ方向、鉛直方向をＹ方向、両者に直交する方向をＺ方向とする。

　図２乃至図５に示されるように、検査ユニット１２は、検査ステージ４２と、プローブユニット４６と、を含んで構成される。検査ステージ４２は、検査対象である多数の電池４０を例えばマトリックス状に並べて配置するよう構成されている。プローブユニット４６は、電池４０を検査するための接触子例えばプローブ４４を備える。プローブユニット４６は、検査ステージ４２のマトリックス配列に対応する配列で設けられている多数のプローブ４４を備える。

　図示の実施例においては、検査ステージ４２とプローブユニット４６とは対向し、両者の間に電池配列空間４８が形成される。検査ステージ４２は、プローブユニット４６の鉛直方向下方に配置されている。検査ステージ４２の下側には、電池４０の温度調整をするためのクロスフローファン５０が取り付けられている。

　検査ユニット１２の筐体２２は、検査ステージ４２及びプローブユニット４６を収容する。一実施例においては、筐体２２は図示されるように、内部空間を外部空間から閉鎖し、収容物を外部から見えないように保持する構造である。筐体２２は、内部空間を画定するための壁部及び扉部（図示せず）を備える。また、筐体２２は、収容物が外部に開放され外部から視認可能である構造であってもよい。筐体２２は例えば、ラック、枠体、またはフレーム構造であってもよい。

　電池４０は、図示の例では直方体形状を有し、側面を互いに対向させ隣りの電池４０と間隔をあけて水平方向（Ｘ方向）に並べられている。電池４０の側面は鉛直方向（Ｙ方向）に平行な平面である。本実施例では電池４０は、パレット５２に保持された状態で検査ユニット１２に搬入され検査され搬出される。電池４０は、その上面に１つまたは複数の（例えば２つの）電極４１を有する。なお電池４０の形状及び配列はこれに限られず、任意の形状を有してもよいし、任意の配列で並べられてもよい。また、電極の配置及び数も図示の形態に限られない。

　図２においてはパレット５２の搬入出方向を矢印で示している。また、パレット５２及びそこに搭載された電池４０が検査ステージ４２に搬入されたときの位置を破線で示している。パレット５２及び電池４０は例えば、パレット搬送装置６０により検査ユニット１２に搬入または搬出される。パレット搬送装置６０は例えば、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向のそれぞれにパレット５２を直線的に搬送可能に構成されている。パレット搬送装置６０は、ＹＺ面内で位置決めされる支持部と、その支持部をＹＺ面内で移動するための移動機構と、パレット５２を搭載した状態で支持部からＸ方向に伸縮可能に構成されているアーム部と、を備えてもよい。

　電池４０の搬送のために、検査ユニット１２の側壁の一部が開閉可能なドア５４として構成されている。ドア５４は、電池４０の搬入出の際には開放され、電池４０の検査をする際には閉鎖される。ドア５４を閉じることにより、電池配列空間４８は検査中に外部空間から区画される。

　パレット搬送装置６０は検査ユニット１２の外側でドア５４に隣接する位置にまずパレット５２を搬送し、アーム部をＸ方向に伸ばすことでドア５４を通じてパレット５２を検査ステージ４２へと搬入する。パレット搬送装置６０は各電池４０が対応するプローブ４４の直下に位置するようパレット５２を検査ステージ４２に載置する。

　検査ステージ４２は、検査対象となる複数の電池４０を載置し支持するための支持テーブルである。図示の実施例では検査ステージ４２は電池４０を直接支持する代わりに、電池４０を搭載したパレット５２を支持することにより電池４０を支持する。検査ステージ４２は例えば、鉛直方向に垂直な平面（例えば床面に平行な平面）に沿って複数（例えば数個ないし数十個以上）の電池４０を例えばマトリックス状にまたは一列に配列する。

　検査ユニット１２は、電池４０にプローブ４４を接離させるように検査ステージ４２とプローブユニット４６とを相対的に移動させる移動機構を備えてもよい。移動機構は検査ステージ４２とプローブユニット４６との例えば鉛直方向の相対移動を提供する。移動機構はそうした機能を有する公知の移動機構であってもよい。

　一実施例においては、プローブユニット４６は位置が固定されており、検査ステージ４２が鉛直方向の移動機構によって上下に移動される（図５参照）。検査ステージ４２の移動によってパレット５２とともに電池４０が移動され、電池４０の電極４１とプローブ４４とが接離される。検査ステージ４２とともに、または検査ステージ４２に代えて、プローブユニット４６が移動可能とされてもよい。このようにして検査ユニット１２は、複数の二次電池４０と複数のプローブ４４とが相対的に進退可能とされ、プローブ４４に対する二次電池４０の相対前進によって各プローブ４４が対応する二次電池４０に接続されるよう構成されている。

　プローブ４４は、各電池４０の電極４１に接触して各電池４０に電力を与える。複数のプローブ４４は、複数の電池４０の配列に対応する配列で設けられている。プローブ４４の数及び配置間隔と電極４１の数及び配置間隔とは一致している。図示の例では６個の電池が互いに側面を対向させて一列に並べられており、これに対応して６組のプローブ４４が同様に一列に配列されている。一例においては１つの電池４０に２つの電極４１が設けられており、これに対応して２本のプローブ４４が設けられている（図３、図５参照）。また、電池４０の温度等その他の特性を測定するための接触子（図示せず）も設けられていてもよい。

　各プローブ４４はプローブユニット４６により支持されている。プローブユニット４６は例えばプローブ４４を支持するための支持プレートを含み、この支持プレートは検査ステージ４２に対向して設けられている。この支持プレートから各プローブ４４は検査ステージ４２に向けて突き出しており、支持プレートの検査ステージ４２とは反対側には、上述の計測回路３４や昇降圧ユニット１７等を含む各種電装品５６を収容するための空間が確保されている（図３参照）。計測回路３４は各プローブ４４に付随して、プローブ４４の近傍に設置されている。なお電装品５６は検査ユニット１２の筐体２２の上面に露出して設けられていてもよい。Ｘ方向に関してドア５４と反対側から、検査ユニット１２を電源装置１１に接続する電力ケーブル２４及び通信ケーブル２５が延びていてもよい。

　この電装品収容空間はプローブユニット４６によって電池配列空間４８から区画されており、電池配列空間４８から排気されるエアフローを排気するための排気空間として利用されてもよい。この排気空間もまた、上述の整流空間及び電池配列空間４８と同様に外部空間から区画されていてもよい。

　図３、図５に示されるように、本実施例では電池４０は１列に配列され、６個の電池４０が検査ユニット１２に収容可能である。検査ユニット１２にさらに多数の（または少数の）電池を収容するよう構成することも可能である。例えば配列方向（Ｘ方向）の個数をより多くしてもよいし、電池４０の列数を２列以上にしてもよい。さらに、検査ステージ４２とプローブユニット４６とを含んで構成される電池検査ユニット１２を鉛直方向に複数積み重ねてもよい。このようにして、一括して検査可能な電池の数を増やすことができる。

　クロスフローファン５０は電池列ごとに取り付けられている。クロスフローファン５０は、電池４０の配列方向に沿って配設されている。クロスフローファン５０は送風口が電池４０に対向して配置されており、図５に示すように、横方向（Ｚ方向）から空気を吸入して電池４０へ向けて上方（Ｙ方向）に送風する。図示されるように、クロスフローファン５０の配列方向の長さは電池４０の配列の長さに等しいかそれよりも長くされている。こうして各電池の直下にファンを設けることができるので、各電池周囲の空気流れ速度分布を共通にすることができる。なお、１つの電池列に対して複数のクロスフローファン５０を電池配列方向に沿って設けてもよいし、複数の電池列が１つのクロスフローファン５０を共有していてもよい。クロスフローファンに代えて、例えばファン、サーキュレータ、ブロア等の送風機が電池４０の配列方向に沿って配設されていてもよい。

　検査ステージ４２の内部には、クロスフローファン５０から送出され各電池４０に向かうエアフローを整流するための整流空間が形成されていてもよい。この空間を外部から区画するために、検査ステージ４２は、電池４０またはパレット５２を支持するための電池支持プレートと、クロスフローファン５０を取り付けるための取付プレートと、電池支持プレートと取付プレートとを両者の端部同士で接続する側面プレートとを備えてもよい。

　以上の構成を備える充放電検査装置１０においては、まず電池４０がパレット５２に配列された状態でパレット搬送装置６０によって検査ユニット１２に搬入される。パレット搬送装置６０は、プローブユニット４６の各プローブ４４の直下に各電池４０の電極４１が位置するよう検査ステージ４２にパレット５２を位置決めする（図２）。検査ステージ４２の移動機構によってパレット５２及び各電池４０は鉛直方向上方に移動され、電極４１のプローブ４４への接触により電極４１とプローブ４４との電気的接続が確立される（図４）。こうして検査の準備段階は完了する。

　コントローラ１５の制御のもとで電池４０の検査が実行される。検査項目ごとに電圧プロファイルまたは電流プロファイルが予め定められている。こうしたプロファイルに従ってコントローラ１５は各電池４０の充放電を制御する。それとともに、必要な計測項目についての計測値が取得される。計測値に基づいて検査が実行され、各電池４０の例えば良否が判定される。検査が完了すると、搬入とは逆の流れで検査ユニット１２からパレット５２及び電池４０が搬出される。続いて、次に検査される電池４０がパレット５２に搭載されて検査ユニット１２に搬入され、同様にして検査が実行される。あるいは次の電池を検査する代わりに、後述の校正システム１００を使用して、充放電検査装置１０の校正プロセスが実行される。

　次に、本発明の一実施形態に係る校正システム１００を説明する。図６は、本発明の一実施形態に係る校正システム１００を模式的に示す図である。校正システム１００は、充放電検査装置１０の校正をするための校正装置１０２と、校正装置１０２を搬送するための搬送装置１０４と、を含んで構成されている。

　校正装置１０２は、二次電池４０に代えて複数のプローブ４４の少なくとも１つに接続するための少なくとも１つの接続端子１０６を備える。接続端子１０６は例えば、二次電池４０の電極４１と同様の構成を有しており、複数のプローブ４４の少なくとも１つと少なくとも１つの接続端子１０６とは、接触により電気的に直接接続される。なおプローブ４４と接続端子１０６とは配線で接続されてもよい。図示の例では、図２乃至図５に示した電池配列に対応してＸ方向に６対の接続端子１０６が示されている。図においてＺ方向に１対を構成する２つの接続端子１０６が並んでいる。

　好ましくは、校正装置１０２は、二次電池４０に代えて複数のプローブ４４のそれぞれに接続するための複数の接続端子１０６を有する接続部１０８を備える。図示の例では、校正装置１０２の上部が接続部１０８として構成されている。接続部１０８は例えば、接続端子１０６を支持するための接続端子支持プレートである。接続部１０８を含む校正装置１０２の全体が検査ユニット１２の電池配列空間４８に収容可能な寸法に形成されている。

　複数の接続端子１０６は複数のプローブ４４の配列に適合する配列で形成されている。例えば、複数の接続端子１０６の数及び間隔は、複数のプローブ４４の数及び間隔に一致している。他の一実施例においては、複数の接続端子１０６は複数のプローブ４４の配列の一部に適合する配列で形成されていてもよい。つまり接続端子１０６はプローブ４４よりも少数であってもよい。この場合、接続端子１０６を校正済みのプローブ４４から未校正のプローブ４４につなぎ替えることによりすべてのプローブ４４の校正を完了してもよい。

　あるいは他の一実施例においては、複数の接続端子１０６の一部がプローブ４４の配列に適合する配列で形成されていてもよい。つまり接続端子１０６はプローブ４４よりも多数であってもよい。この場合、校正装置１０２は、種々の間隔で配列された多数の接続端子１０６を備え、種々の配列間隔のプローブ４４に対応可能に構成されていてもよい。プローブユニット４６の設計により異なるプローブ間隔に応じて、使用される接続端子群を選択することができる。

　搬送装置１０４は、校正装置１０２を電池検査ユニット１２の内部の所定の搬送位置に外部の収納場所から搬送するための自動搬送装置である。搬送装置１０４は例えば、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向のそれぞれに校正装置１０２を直線的に搬送可能に構成されている。こうした機能を有する公知の自動搬送装置を搬送装置１０４として使用することができる。搬送装置１０４は、ＹＺ面内で位置決めされる支持部と、その支持部をＹＺ面内で移動するための移動機構と、校正装置１０２を搭載した状態で支持部からＸ方向に進退可能に構成されているアーム部と、を備えてもよい。校正装置１０２を搬送するための専用の搬送装置であってもよいし、搬送装置１０４は上述のパレット搬送装置６０であってもよい。校正装置１０２は、検査ユニット１２への搬送経路が二次電池と共通とされており、電池と搬送装置の共用が可能である。

　搬送装置１０４は検査ユニット１２の外側でドア５４に隣接する位置にまず校正装置１０２を搬送する。図６においては校正装置１０２の搬送方向を矢印で示している。また、校正装置１０２が検査ステージ４２に搬送されたときの位置を破線で示している。校正装置１０２の搬送位置は、少なくとも１つの接続端子１０６を複数のプローブ４４の少なくとも１つに接続可能とする位置である。好ましくは、搬送装置１０４は各接続端子１０６が対応するプローブ４４の直下に位置するよう校正装置１０２を検査ステージ４２に位置決めする。こうして校正装置１０２は搬送装置１０４から検査ユニット１２に受け渡される。専用の搬送装置である場合には、校正装置１０２を受け渡した搬送装置１０４はそのまま待機していてもよい。あるいは、搬送装置１０４がパレット搬送装置６０である場合には、電池４０の搬送のために搬送装置１０４は移動されてもよい。

　このようにして、接続端子１０６は、搬送装置１０４による検査ユニット１２への搬入方向に関して二次電池４０の位置決めされるべき位置に位置決めされる。具体的には、搬送装置１０４によって検査ステージ４２上の搬送位置に載置された校正装置１０２の接続端子１０６は、水平面内において二次電池４０の位置決めされるべき位置に位置決めされる。

　図７に示すように、検査ユニット１２の移動機構によって、校正装置１０２は搬送位置からプローブユニット４６との接続位置へと移動される。一実施例においては、プローブユニット４６は位置が固定されており、検査ステージ４２が鉛直方向の移動機構によって上下に移動される。検査ステージ４２の移動によって校正装置１０２が移動され、接続端子１０６とプローブ４４とが接離される。検査ステージ４２とともに、または検査ステージ４２に代えて、プローブユニット４６が移動可能とされてもよい。このようにして、プローブ４４と接続端子１０６とは、二次電池４０のプローブ４４との接続のための相対移動方向と同方向の相対移動によって接続される。

　なお、搬送装置１０４の搬送方向は水平方向（Ｘ方向）に限られず、校正装置１０２のプローブユニット４６との接続方向（即ち検査ステージ４２とプローブユニット４６との相対移動方向）も鉛直方向（Ｙ方向）には限られない。これらは電池の形状や配列に応じて変更可能である。一実施例においては、搬送装置１０４の搬送方向と校正装置１０２のプローブユニット４６との接続方向とは互いに交差する方向であり、好ましくは直交する方向である。例えば、電池が円筒形状を有しその一端または両端に電極をもつ場合には、電池をＺ方向に寝かせてこれをＸ方向に複数並べて配列し、検査ユニット１２へとＸ方向に搬送し、プローブユニット４６とＺ方向に接続するといった構成も考えられる。

　図８は、本発明の一実施形態に係る校正装置１０２を示すブロック図である。校正装置１０２は、上述の接続端子１０６に加えて、標準抵抗器１３０、計測器１３２、及び校正制御回路１３４を含んで構成される。図示されるように、一対のプローブ４４に対応して一対の接続端子１０６が設けられている。一対のプローブ４４のそれぞれは電池４０の正負の電極４１それぞれに対応しており、検査中は一対のプローブ４４のそれぞれが正負の電極４１それぞれに接続される。よって、一対の接続端子１０６もそれぞれ、電池４０の正負電極に対応するそれぞれのプローブ４４に対応している。

　上述のようにプローブ４４には計測回路３４が接続されており、計測回路３４は例えば検査中に電池に流れる電流を測定するための検出抵抗を含む。検出抵抗は、昇降圧コンバータ２８の出力端子とプローブ４４の間の二次電池の充放電電流の経路上に設けられる。検出抵抗には、充放電電流に比例した電圧降下が発生する。検出抵抗を流れる電流が計測される。

　標準抵抗器１３０は、校正プロセスにおいて、二次電池に代えて一対のプローブ４４の端子間に装着される。校正プロセスにおいては計測回路３４の検出抵抗及び標準抵抗器１３０を直列に含む経路が構成される。すなわち、昇降圧コンバータ２８から、一方のプローブ４４、一方の接続端子１０６、標準抵抗器１３０、他方の接続端子１０６、他方のプローブ４４、計測回路３４の検出抵抗を経て、昇降圧コンバータ２８に戻る経路である。

　校正プロセスにおいて昇降圧コンバータ２８からプローブ４４及び接続端子１０６を通じて標準抵抗器１３０に電流が供給されると、標準抵抗器１３０には、電流に比例した電圧降下が発生する。計測器１３２は、校正プロセスにおいて、標準抵抗器１３０の電圧降下にもとづき、標準抵抗器１３０に流れる電流を示す電流校正値を生成する。計測器１３２は例えばデジタルマルチメータである。標準抵抗器１３０の抵抗値は既知であり、その変動は無視しうる。そうすると、電流校正値が示す電流値は、標準抵抗器１３０を含む上記経路に流れる真の電流値を示すものと言える。

　校正制御回路１３４は校正プロセスを制御する。校正制御回路１３４は例えば、昇降圧コンバータ２８への電流指令値を異ならせて複数回電流校正値を取得する。この取得結果に基づいて、校正制御回路１３４は例えば、計測器１３２で得られた真の電流値と計測回路３４による計測値との関係を演算し、計測回路３４の計測値を校正するための校正パラメタを求める。あるいは、校正制御回路１３４は、計測器１３２で得られた真の電流値と昇降圧コンバータ２８への電流指令値との関係を演算して校正パラメタを求める。校正制御回路１３４は例えば、計測回路３４による計測値、昇降圧コンバータ２８への電流指令値を含む演算に必要な情報を、管理サーバ１１０から、またはコントローラ１５から管理サーバ１１０を通じて取得する。校正制御回路１３４は演算した校正パラメタを管理サーバ１１０に送信する。送信された校正パラメタは、検査において使用するために、管理サーバ１１０またはコントローラ１５に保存される。

　図８においては、一対の接続端子１０６に１つの標準抵抗器１３０が示されている。校正装置１０２が複数対の接続端子１０６を備える場合には、接続端子対と同数の複数の標準抵抗器１３０が設けられていてもよい。あるいは後述するように、複数対の接続端子１０６で１つの標準抵抗器１３０が共用され、標準抵抗器１３０に接続される接続端子１０６をスイッチで切り替えて選択可能に構成されていてもよい。

　本実施例によると、搬送装置１０４によって校正装置１０２を検査ユニット１２内部の搬送位置に位置決めすることができる。校正装置１０２の搬送の自動化を通じて作業者の負担軽減や校正時間の短縮を図ることができる。プローブユニット４６の各プローブ４４と校正装置１０２の各接続端子１０６とで互いに位置関係を合わせておき、相対移動及び接触により一度に直接接続をとることができる。接続作業の自動化を通じて校正時間の短縮を図ることが可能となる。校正処理に要する検査装置のダウンタイムが低減され、検査スループットを向上することができる。

　また、充放電検査装置１０が複数の検査ユニット１２を備える場合には、校正装置１０２が搬送装置１０４によって１つの検査ユニット１２に受け渡され校正プロセスを実行しているときに、他の検査ユニット１２では電池検査を実行することができる。搬送装置１０４は校正装置１０２を検査ユニット１２に受け渡すことによりフリーな状態となり（即ち、電池４０等の他の物品を搬送可能な状態となり）、搬送装置１０４を使用して他の検査ユニット１２では電池検査を続行することができる。１つの検査ユニット１２が校正中であっても他の検査ユニット１２により電池検査を実施または継続することのできる充放電検査システムまたは校正システムが提供される。なお、他の検査ユニット１２では搬送装置１０４とは別の搬送装置（例えばパレット搬送装置６０）を使用して電池検査を実行してもよい。

　次に、本発明の他の一実施形態に係る校正システム２００を説明する。図９は、本発明の一実施形態に係る校正システム２００を模式的に示す図である。図９に示す校正システム２００は、第１校正装置２０２及び第２校正装置２０４を含む校正装置を備える点で、一体化された校正装置１０２を備える校正システム１００とは異なる。なお、図９を参照して説明する実施例に関し既述の実施例と同様の構成については、簡単のため説明を適宜省略する。

　第１校正装置２０２は、接続端子１０６を含み電池検査ユニット１２に収容可能な寸法に形成されている。接続端子１０６については既述の実施例と同様の構成である。第２校正装置２０４は、第１校正装置２０２とケーブル２０６によって電気的に連結されている。第１校正装置２０２は搬送装置２０８によって搬送位置に位置決めされ、更に搬送装置２０８によってプローブユニット４６に接続される。第２校正装置２０４は搬送装置２０８によって検査ユニット１２の外側に保持される。

　搬送装置２０８は、検査ユニット１２の外側に配置される支持部２１０と、支持部２１０から進退可能または伸縮可能に構成されているアーム部２１２と、を備える。支持部２１０は、少なくともＹ方向に、好ましくはＹ方向及びＺ方向に支持部２１０を移動可能な移動機構によって、Ｙ方向に、またはＹ方向及びＺ方向に移動される。

　図においてはアーム部２１２はＸ方向に支持部２１０から進退可能であり、第１校正装置２０２を支持部２１０から搬送位置へと直線的に移動させて位置決めする。第１校正装置２０２はアーム部２１２に固定または載置されており、第２校正装置２０４は支持部２１０に固定または載置されている。

　第１校正装置２０２は、アーム部２１２により位置決めされる際に検査ユニット１２との干渉を避けるよう外形が形成されている。例えば、第１校正装置２０２がアーム部２１２により検査ユニット１２に搬入される際に第１校正装置２０２及びアーム部２１２とプローブユニット４６及び検査ステージ４２とが接触または衝突しないよう第１校正装置２０２の寸法が規定されている。

　搬送装置２０８は校正装置の収納場所から、検査ユニット１２の外側でドア５４に隣接する位置にまず第１校正装置２０２及び第２校正装置２０４を搬送する。搬送装置２０８に保持されている状態の第１校正装置２０２を図９に破線で示す。搬送装置２０８はアーム部２１２を検査ユニット１２の電池配列空間４８へと伸ばすことにより、第２校正装置２０４を支持部２１０に保持したまま第１校正装置２０２を検査ユニット１２の搬送位置へと移動する。このとき、接続端子１０６とプローブユニット４６との間にいくらか距離をとるように支持部２１０のＹ方向位置が定められることが、接続端子１０６とプローブ４４との干渉を避けるために好ましい。

　搬送装置２０８は各接続端子１０６が対応するプローブ４４の直下に位置するようアーム部２１２及び第１校正装置２０２を位置決めする。搬送装置２０８は例えば支持部２１０を鉛直方向に移動させて、第１校正装置２０２の接続端子１０６をプローブユニット４６のプローブ４４に接触させ接続する。接続された後に検査ステージ４２を上昇させて、アーム部２１２を検査ステージ４２により支持してもよい。

　図９を参照して説明した実施例によれば、接続端子部分としての第１校正装置２０２を第２校正装置２０４から切り分けることにより接続端子部分の小型化、単純化をすることができる。検査ユニット１２への挿入部分の設計を容易にすることができる。また、第２校正装置２０４は検査ユニット１２へ挿入されずに外部に保持される。そのため、校正装置全体を検査ユニット１２に挿入する場合に比べて、第２校正装置２０４の発熱が検査ユニット１２内で校正プロセスに与える影響を軽減することができる。

　また、充放電検査装置１０が複数の検査ユニット１２を備える場合には、校正装置２０２、２０４が搬送装置２０８によって１つの検査ユニット１２にて校正プロセスを実行しているときに、他の検査ユニット１２ではパレット搬送装置６０を使用して電池を搬送し電池検査を実行することができる。

　以上、本発明を実施例にもとづいて説明した。本発明は上記実施形態に限定されず、種々の設計変更が可能であり、様々な変形例が可能であること、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは、当業者に理解されるところである。

　１０　充放電検査装置、　１１　電源装置、　１２　電池検査ユニット、　１３　電源回生コンバータ、　１４　定電圧電源、　１５　コントローラ、　１６　データ処理ユニット、　１７　昇降圧ユニット、　２２　筐体、　２４　電力ケーブル、　２５　通信ケーブル、　２８　昇降圧コンバータ、　２９　制御回路、　３４　計測回路、　３５　負荷、　４０　電池、　４１　電極、　４２　検査ステージ、　４４　プローブ、　４６　プローブユニット、　４８　電池配列空間、　５０　クロスフローファン、　５２　パレット、　５４　ドア、　５６　電装品、　１００　校正システム、　１０２　校正装置、　１０４　搬送装置、　１０６　接続端子、　１１０　管理サーバ、　１３０　標準抵抗器、　１３２　計測器、　１３４　校正制御回路、　２００　校正システム、　２０２　第１校正装置、　２０４　第２校正装置、　２０６　ケーブル、　２０８　搬送装置、　２１０　支持部、　２１２　アーム部。

Claims

　検査のために複数の二次電池を充放電するための充放電検査装置であって、電源と、複数の二次電池を収容する電池検査ユニットと、前記電池検査ユニットに設けられており前記電源から各二次電池に給電するための複数の接触子と、を備える充放電検査装置と、
　前記充放電検査装置の校正をするための校正装置であって、二次電池に代えて前記複数の接触子の少なくとも１つに接続するための少なくとも１つの接続端子を備える校正装置と、
　前記校正装置を前記電池検査ユニットへと、前記少なくとも１つの接続端子を前記複数の接触子の少なくとも１つに接続可能とする搬送位置に位置決めするための搬送装置と、を備えることを特徴とする充放電検査システム。
　前記少なくとも１つの接続端子は、前記複数の接触子の配列に適合する配列で形成された複数の接続端子であることを特徴とする請求項１に記載の充放電検査システム。
　前記電池検査ユニットは、前記複数の二次電池と前記複数の接触子とが相対的に進退可能とされ、接触子に対する二次電池の相対前進によって各接触子が対応する二次電池に接続されるよう構成されており、
　前記少なくとも１つの接続端子は前記搬送位置において、前記搬送装置の搬送方向に関して二次電池の位置決めされるべき位置に位置決めされ、
　前記複数の接触子の少なくとも１つと前記少なくとも１つの接続端子とは、前記電池検査ユニットでの二次電池の相対前進方向の移動によって接続されることを特徴とする請求項１または２に記載の充放電検査システム。
　前記搬送装置は、前記電池検査ユニットの外側に配置される支持部と、該支持部から進退可能に構成されており前記校正装置を前記支持部から前記搬送位置へと直線的に移動させて位置決めするためのアーム部と、を備え、
　前記校正装置は、前記アーム部により位置決めされる際に前記充放電検査装置との干渉を避けるよう外形が形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の充放電検査システム。
　前記校正装置は、前記接続端子を含み前記電池検査ユニットに収容可能な寸法に形成されている第１部分と、該第１部分と電気的に連結された第２部分と、を備え、
　前記搬送装置は、前記第１部分を前記搬送位置に位置決めし、前記第２部分を前記電池検査ユニットの外側に保持することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の充放電検査システム。
　二次電池の充放電検査装置のための校正システムであって、
　前記充放電検査装置は、複数の二次電池を収容する電池検査ユニットと、前記電池検査ユニットに設けられており各二次電池に給電するための複数の接触子と、を備えており、
　前記充放電検査装置の校正をするための校正装置であって、二次電池に代えて前記複数の接触子の少なくとも１つに接続するための少なくとも１つの接続端子を備える校正装置と、
　前記電池検査ユニットにおいて前記校正装置を、前記複数の接触子の少なくとも１つを前記少なくとも１つの接続端子に接続可能とする搬送位置に位置決めするための搬送装置と、を備えることを特徴とする校正システム。
　二次電池の充放電検査装置の校正をするための校正装置であって、
　前記充放電検査装置は、複数の二次電池を収容する電池検査ユニットと、前記電池検査ユニットに設けられており各二次電池に給電するための複数の接触子と、を備え、
　前記校正装置は、二次電池に代えて前記複数の接触子に接続するための複数の接続端子を有する接続部を備え、該複数の接続端子は前記複数の接触子の配列に適合する配列で形成されており、少なくとも前記接続部は前記電池検査ユニットに収容可能な寸法に形成されていることを特徴とする校正装置。