WO2025004803A1 - 供試体試験システム、温度調整装置、供試体試験方法、及び、供試体試験用プログラム - Google Patents

供試体試験システム、温度調整装置、供試体試験方法、及び、供試体試験用プログラム Download PDF

Info

Publication number
WO2025004803A1
WO2025004803A1 PCT/JP2024/021305 JP2024021305W WO2025004803A1 WO 2025004803 A1 WO2025004803 A1 WO 2025004803A1 JP 2024021305 W JP2024021305 W JP 2024021305W WO 2025004803 A1 WO2025004803 A1 WO 2025004803A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
specimen
power line
temperature
test
battery
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2024/021305
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
省吾 立川
大 畠山
新八 松長
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Horiba Ltd
Original Assignee
Horiba Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Horiba Ltd filed Critical Horiba Ltd
Priority to DE112024002799.7T priority Critical patent/DE112024002799T5/de
Priority to JP2025529618A priority patent/JPWO2025004803A1/ja
Publication of WO2025004803A1 publication Critical patent/WO2025004803A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00—Testing of vehicles
    • G01M17/007—Wheeled or endless-tracked vehicles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]

Definitions

  • the present invention relates to a specimen testing system, a temperature control device, a specimen testing method, and a specimen testing program.
  • Patent Document 1 in testing equipment for on-board batteries, it has been considered to charge and discharge test specimens under conditions simulating actual use conditions using a charge/discharge device, but also to charge and discharge test specimens in conditions where the surrounding environment of the test specimens is reproduced to be the actual use condition using a constant temperature and humidity chamber.
  • electrical equipment such as vehicle batteries not only receives or releases heat through the surrounding air, but also through the power lines connected to the electrical equipment.
  • test device in Patent Document 1 can reproduce the temperature of the surrounding environment using a humidity chamber and simulate heat input or dissipation through the surrounding air, it cannot simulate heat input or dissipation through power lines connected to electrical equipment.
  • the present invention was made in consideration of the problems described above, and its main objective is to test a specimen while simulating the heat input or heat dissipation through an actual power line during actual use.
  • the specimen testing system is a specimen testing system for testing a specimen that is an electrical device, and is characterized by having a test power line connected to the specimen, and a temperature adjustment device that adjusts the temperature of the test power line connected to the specimen.
  • the temperature of the test power lines connected to the specimen is adjusted by a temperature control device, so that the specimen can be tested while simulating the thermal environment during actual use of the specimen, specifically, the heat input or dissipation through the actual power lines connected during actual use.
  • the temperature adjustment device prefferably adjusts the temperature of the test power line so as to simulate the heat input or heat dissipation through the actual power line connected to the test specimen when the test specimen is actually used.
  • the temperature adjustment device adjusts the temperature of the test power line so as to simulate the temperature of an actual power line connected to the specimen during actual use of the specimen.
  • the temperature of the actual power lines connected to the test specimen during actual use may be determined by simulation, or may be obtained from past tests such as road tests or bench tests, or may be obtained from tests such as road tests or bench tests conducted in real time.
  • the heat generation amount or temperature of the device connected via the actual power line during actual use is an important parameter in simulating the heat input or heat dissipation via the actual power line. Therefore, it is desirable for the temperature control device to include a temperature regulator that adjusts the temperature of the test power line, a target temperature calculation unit that calculates a target temperature of the test power line using the heat generation amount or temperature of an equipment connected via the actual power line when the specimen is actually used, and a control unit that controls the temperature regulator based on the target temperature obtained by the target temperature calculation unit.
  • important parameters include the amount of heat generated by the test specimen during testing, the thermal characteristics of the test power line, the thermal characteristics of the actual power line to be connected during actual use, and the thermal characteristics of the equipment to be connected to the test specimen via the actual power line during actual use.
  • the target temperature calculation unit calculates the target temperature of the test power line using, in addition to the heat generation amount or temperature of the equipment connected via the actual power line during actual use of the specimen, the heat generation amount of the specimen during testing, the thermal characteristics of the test power line, the thermal characteristics of the actual power line connected during actual use of the specimen, and/or thermal characteristics other than the heat generation amount and temperature of the equipment connected via the actual power line during actual use of the specimen.
  • the heat generation or temperature of the equipment connected via the actual power line during actual use of the test specimen may be determined by simulation, or may be obtained from a past road test or bench test, or may be obtained from a road test or bench test conducted in real time.
  • the test specimen is mounted on a vehicle, and it is desirable that the actual use of the test specimen is when the vehicle is running, stopped, or charging. With this configuration, it is possible to test the test specimen while simulating the heat input or heat dissipation through the actual power line when the vehicle is running.
  • test specimen In order to simulate the ambient temperature environment of the test specimen, it is preferable to further provide a thermostatic chamber for accommodating the test specimen.
  • a thermostatic chamber for accommodating the test specimen.
  • a specific example of a specimen is a battery.
  • the specimen testing system may further include a charge/discharge device that charges and discharges the battery, and the test power line may connect the battery and the charge/discharge device.
  • specimens include an inverter, an inverter-integrated motor in which an inverter and a motor are integrated, or an electric axle (eAxle) in which an inverter, a motor, and a transmission are integrated.
  • the specimen testing system further includes a power supply device that supplies power to the inverter, and the test power line is thought to connect the inverter and the power supply device.
  • a specific example of the specimen may be a battery and an inverter, an inverter-integrated motor, or an electric axle.
  • the test power line may connect the battery and the inverter. According to this configuration, it is possible to test both the battery under test and the inverter under test simultaneously while transmitting and receiving power between the battery under test and the inverter under test.
  • the specimen testing system may further include a charge/discharge device that charges and discharges the battery, and a power supply device that supplies power to the inverter.
  • the test power line includes a first test power line that connects the battery and the charge/discharge device, and a second test power line that connects the inverter and the power supply device, and the temperature adjustment device includes a first temperature adjustment device that adjusts the temperature of the first test power line, and a second temperature adjustment device that adjusts the temperature of the second test power line.
  • the charging/discharging device and the power supply device are configured to be able to communicate with each other, and that the charging/discharging device reproduces the behavior of the inverter, and that the power supply device reproduces the behavior of the battery.
  • the temperature adjustment device is a temperature adjustment device used for testing a specimen that is an electrical device, and is characterized by having a temperature regulator that adjusts the temperature of a test power line connected to the specimen, and a control unit that controls the temperature regulator so as to simulate heat input or heat dissipation through an actual power line connected to the specimen when the specimen is actually used.
  • the specimen testing method according to the present invention is a specimen testing method for testing a specimen that is an electrical device, and is characterized in that a test power line is connected to the specimen, the temperature of the test power line is adjusted, and the specimen is tested.
  • the specimen testing program according to the present invention is a program used in a specimen testing system having a test power line connected to a specimen, which is an electrical device, and a temperature regulator that adjusts the temperature of the test power line, and is characterized in that it provides a computer with a function as a control unit that controls the temperature regulator so as to simulate heat input or heat dissipation via the actual power line connected to the specimen when the specimen is actually used.
  • FIG. 13 is an overall schematic diagram of a specimen testing system according to a modified embodiment.
  • FIG. 13 is an overall schematic diagram of a specimen testing system according to a modified embodiment.
  • FIG. 13 is an overall schematic diagram of a specimen testing system according to a modified embodiment.
  • the specimen testing system 100 of this embodiment tests a specimen W, which is an electrical device.
  • the specimen W which is an electrical device, includes any one of a battery, an inverter, an electric motor, an inverter-integrated motor in which an inverter and a motor are integrated, or an electric axle (eAxle) in which an inverter, a motor, and a transmission are integrated.
  • a battery mounted on a vehicle including, for example, a four-wheeled vehicle, a two-wheeled vehicle, or a railway vehicle
  • examples of the battery include a lithium-ion battery, a lead-acid battery, a fuel cell, and an all-solid-state battery.
  • the specimen testing system 100 includes a thermostatic chamber 2 that houses the specimen W, a charge/discharge device 3 that charges/discharges the battery that is the specimen W, a test power line 4 that is connected to the specimen W and the charge/discharge device 3, and a temperature adjustment device 5 that adjusts the temperature of the test power line 4 that is connected to the specimen W.
  • the specimen testing system 100 may be configured without the thermostatic chamber 2.
  • the constant temperature chamber 2 simulates the ambient temperature environment (sealedness, heat dissipation by air flow, etc.) of the battery under test W. If the battery under test W is water-cooled or liquid-cooled, a liquid circulation type battery temperature control device may be used to control the temperature of the battery. The battery temperature control device may also simulate the behavior of a circulation type temperature control system in an actual vehicle.
  • the thermostatic chamber 2 has a storage space for storing the specimen W, and is configured so that the storage space can be kept at a predetermined temperature.
  • the thermostatic chamber 2 is formed, for example, from resin or a metal such as aluminum. Note that a heat insulating material may be provided on the inner surface of the thermostatic chamber 2.
  • the charging/discharging device 3 charges and discharges the battery, which is the test specimen W, so as to simulate the operation of an inverter or electric motor connected to the test specimen W.
  • the test power line 4 has a connection terminal at one end that is connected to the external terminal of the test specimen W, and a connection terminal at the other end that is connected to the external terminal of the charging/discharging device 3.
  • This test power line 4 is an insulated electric wire whose conductor is covered with an insulator, but it may also be a bare electric wire whose conductor is not covered with an insulator.
  • the thickness of the insulator may be reduced only in the part whose temperature is regulated by the temperature regulation device 5 described below, or only the part whose temperature is regulated by the temperature regulation device 5 may not be covered with an insulator.
  • the temperature adjustment device 5 adjusts the temperature of the test power line 4 so that it is equivalent to the temperature during actual use of the specimen W.
  • the actual use of the specimen W refers to the time when the device on which the specimen W is mounted is operating.
  • the device on which the specimen W is mounted may be a vehicle or something other than a vehicle. If the device on which the specimen W is mounted is a vehicle, the actual use of the specimen W includes the time when the vehicle is running (including the time when the vehicle is running, idling, stopped, or starting up), the time when the vehicle is stopped other than when it is running, or when charging.
  • This temperature adjustment device 5 adjusts the temperature of the test power line 4 so as to simulate the heat input or heat dissipation through the actual power line connected to the specimen W during actual use of the specimen W.
  • the actual power line is a power line that is owned by the vehicle on which the specimen W is mounted and is connected to the specimen W.
  • the temperature adjustment device 5 includes a temperature regulator 51 that adjusts the temperature of the test power line 4, a target temperature calculation unit 52 that calculates the target temperature of the test power line 4, and a control unit 53 that controls the temperature regulator 51 based on the target temperature obtained by the target temperature calculation unit 52.
  • An electronic temperature regulator can be used as this temperature adjustment device 5.
  • the target temperature calculation unit 52 and the control unit 53 are configured using a computer equipped with a CPU, memory, input/output interface, etc., and their functions are fulfilled by the CPU and peripheral devices working together in accordance with the specimen test program stored in the memory.
  • the temperature regulator 51 has a heater and/or a cooler arranged around the test power line 4.
  • a heating resistor or a heat transfer pipe can be used as the heater.
  • an electronic cooling element such as a Peltier element or a heat transfer pipe can be used as the cooler.
  • the temperature regulator 51 may be arranged on the entire test power line 4 or on a part of it. When the temperature regulator 51 is arranged on a part of the test power line 4, it is desirable to arrange it on the side of the test specimen W (for example, near the connection terminal to the test specimen W).
  • the temperature regulator 51 may be incorporated inside the test power line 4.
  • the target temperature calculation unit 52 calculates the target temperature of the test power line using the amount of heat generated or the temperature of the equipment connected via the actual power line during actual use of the specimen W.
  • the target temperature calculation unit 52 also calculates the target temperature of the test power line 4 using the amount of heat generated by the specimen W during testing, the thermal characteristics of the test power line 4, the thermal characteristics of the actual power line connected during actual use of the specimen W, and/or the thermal characteristics other than the amount of heat generated by the equipment connected via the actual power line during actual use of the specimen W, in addition to the amount of heat generated or the temperature of the equipment connected via the actual power line during actual use of the specimen W.
  • the target temperature calculation unit 52 calculates the target temperature of the test power line 4 based on the parameters of the test specimen W, the parameters of the actual vehicle in which the test specimen W is mounted, and/or the parameters of the test power line 4.
  • the parameters of the specimen W used to calculate the target temperature are at least one of the following (a) and (b).
  • (a) The amount of heat generated by the test specimen W during testing e.g., heat generated by electrical current, etc.
  • (b) Ambient temperature of the specimen W internal temperature of the thermostatic chamber, etc.
  • the actual vehicle parameters used to calculate the target temperature are at least one of the following (a) and (b).
  • (a) Thermal characteristics such as heat capacity, heat generation amount, thermal conductivity, and/or heat dissipation characteristics of an actual power line connected to the test piece W in an actual vehicle;
  • (b) Thermal characteristics such as heat capacity, heat generation amount, thermal conductivity and/or heat dissipation characteristics of an inverter and/or an electric motor connected to the test piece W via an actual power line in an actual vehicle, etc.
  • the parameters of the test power line 4 used to calculate the target temperature include thermal characteristics such as the heat capacity, heat generation amount, thermal conductivity, and/or heat dissipation characteristics of the test power line 4.
  • the target temperature calculation unit 52 simulates a model equivalent to an actual vehicle to calculate an estimate of the temperature of the actual power line in the actual vehicle. Then, using the estimate of the temperature of the actual power line and the above-mentioned parameters, the target temperature calculation unit 52 calculates the target temperature of the test power line 4, taking into account the difference between the model equivalent to the actual vehicle used in the simulation and the experimental model of the specimen test system.
  • the target temperature calculation unit 52 may calculate the target temperature of the test power line 4 using a measured value of the temperature of the actual power line in an actual vehicle obtained from a past test such as a road test or a bench test. In this case, the target temperature calculation unit 52 may calculate the target temperature of the test power line 4 using the measured value of the temperature of the actual power line and the above-mentioned parameters, taking into account the difference between the actual vehicle model used in the test and the experimental model of the specimen test system. Alternatively, the target temperature calculation unit 52 may calculate the target temperature of the test power line 4 using only the above-mentioned parameters, without using an estimated value or measured value of the temperature of the actual power line.
  • the target temperature calculation unit 52 may also calculate the target temperature of the test power line 4 using a measurement value of the temperature of the actual power line in an actual vehicle obtained from a road test or bench test being performed in real time, or from a past road test or bench test. In this case, the target temperature calculation unit 52 may calculate the target temperature of the test power line 4 using the measurement value of the temperature of the actual power line and each of the above parameters, taking into account the difference between the actual vehicle model used in the test and the experimental model of the specimen test system.
  • control unit 53 controls the temperature regulator 51 based on the target temperature obtained by the target temperature calculation unit 52, thereby simulating the heat input or heat dissipation through the actual power line when the test specimen W is actually used (in this case, when the vehicle is running).
  • the target temperature calculation unit 52 and the control unit 53 may be provided in a control device (not shown) that controls the thermostatic chamber 2 or the charge/discharge device 3 described above.
  • Temperature adjustment method 1 First, the temperature of the actual power line during actual use of the specimen W is obtained by simulation, or the temperature of the actual power line during actual use of the specimen W is obtained by actual measurement. Next, the obtained temperature of the actual power line is corrected using at least one of the above-mentioned parameters to calculate a target temperature of the test power line 4 . Then, the temperature adjusting device 5 is controlled based on the calculated target temperature to adjust the temperature of the test power line 4 .
  • Temperature adjustment method 2 First, the temperature of the actual power line during actual use of the specimen W is obtained by simulation, or the temperature of the actual power line during actual use of the specimen W is obtained by actual measurement. The temperature of the actual power line thus found is then set as the target temperature of the test power line 4 , and the temperature adjustment device 5 is controlled based on the target temperature to adjust the temperature of the test power line 4 .
  • Temperature adjustment method 3 At least one of the above parameters is used to calculate the target temperature of the test power line 4 . Then, the temperature adjusting device 5 is controlled based on the calculated target temperature to adjust the temperature of the test power line 4 .
  • the test specimen W is placed inside the thermostatic chamber 2.
  • the charge/discharge device 3 is connected to the test specimen W placed in the thermostatic chamber 2 via the test power line 4.
  • the thermostatic chamber 2 is then used to simulate the ambient temperature environment during actual use of the test specimen W (step S1).
  • the charging/discharging device 3 charges and discharges the test specimen W (battery) so as to simulate the operation of an inverter or electric motor connected to the test specimen W during actual use of the test specimen W (step S2).
  • the target temperature calculation unit 52 calculates the target temperature of the test power line 4 using the amount of heat generated by the test specimen W during testing, the thermal characteristics of the test power line 4, the thermal characteristics of the actual power line connected to the specimen W during actual use, and/or the thermal characteristics other than the amount of heat generated by the equipment connected to the specimen W via the actual power line during actual use, in addition to the amount of heat generated or the temperature of the equipment connected to the specimen W via the actual power line (step S3). Note that the order of steps S2 and S3 above may be reversed.
  • control unit 53 controls the temperature regulator 51 based on the target temperature obtained by the target temperature calculation unit 52.
  • the temperature of the test power line 4 connected to the specimen W is adjusted by the temperature adjustment device 5, so that the specimen can be tested while simulating the thermal environment during actual use of the specimen W, specifically, the heat input or dissipation via the actual power line connected during actual use.
  • the specimen W in the above embodiment was a battery, but as shown in FIG. 3, an inverter, an electric motor, an inverter-integrated motor in which an inverter and a motor are integrated, or an electric axle (eAxle) in which an inverter, a motor, and a transmission are integrated may be used as the specimen W. Even with these specimens W, a test can be performed in the same manner as in the flowchart of FIG. 2 in the above embodiment. Note that FIG. 3 shows a case in which both an inverter and an electric motor are used as the specimen W.
  • the specimen testing system 100 further includes a power supply device 7 that supplies power to the inverter, and the test power line 4 is configured to connect the inverter and the power supply device 7.
  • the power supply device 7 supplies power to the inverter so as to simulate the behavior of a battery.
  • a dynamometer 8 is connected to the electric motor.
  • the temperature adjustment device 5 that adjusts the temperature of the test power line 4 adjusts the temperature of the test power line 4 so as to simulate the heat input or heat dissipation through the actual power line during actual use of the specimen W, as in the above embodiment.
  • both the battery and the inverter may be used as the specimen W.
  • an electric motor is also used as the specimen.
  • the test power line 4 is configured to connect the battery as the specimen W and the inverter as the specimen W.
  • the temperature adjustment device 5 adjusts the temperature of the test power line 4 so as to simulate heat input or heat dissipation through the actual power line for testing. With this configuration, it is possible to test both the battery and the inverter (electric motor) simultaneously while transmitting and receiving power between the battery as the specimen W and the inverter as the specimen W.
  • two temperature adjustment devices 5 are provided, one on the battery side, which is the specimen W, and the other on the inverter side, which is the specimen W.
  • a temperature adjustment device 5 on both the battery side and the inverter side in this way, even if the test room (test room 1) where the battery is tested and the test room (test room 2) where the inverter is tested are separate, it is possible to simulate the heat input and heat dissipation via the actual power lines to the battery and the inverter, respectively. As a result, it is possible to test both the battery and the inverter simultaneously under conditions that are closer to those during actual use.
  • the specimen testing system 100 may further include a charging/discharging device 3 that charges and discharges the battery, and a power supply device 7 that supplies power to the inverter.
  • the test power line 4 has a first test power line 4A that connects the battery and the charging/discharging device 3, and a second test power line 4B that connects the inverter and the power supply device 7.
  • the temperature adjustment device 5 has a first temperature adjustment device 5A that adjusts the temperature of the first test power line 4A, and a second temperature adjustment device 5B that adjusts the temperature of the second test power line 4B.
  • Each test power line 4A, 4B has the same configuration as in the above embodiment.
  • Each temperature adjustment device 5A, 5B has the same configuration as in the above embodiment.
  • the charging/discharging device 3 and the power supply device 7 are configured to be able to communicate with each other. Being configured to be able to communicate with each other includes being configured to be able to communicate with a control device (not shown) that controls the charging/discharging device 3 and a control device (not shown) that controls the power supply device 7.
  • the charging/discharging device 3 reproduces the behavior of the inverter under test, and the power supply device 7 reproduces the behavior of the battery. Specifically, the charging/discharging device 3 transmits battery charge/discharge information to the power supply device 7, and the power supply device 7 that receives the charge/discharge information supplies power to the inverter based on the charge/discharge information.
  • the power supply device 7 also transmits inverter operation information to the charging/discharging device 3, and the charging/discharging device 3 that receives the operation information charges and discharges the battery based on the operation information.
  • the temperature adjustment device 5 may adjust the temperature of the test power line 4 so that it is the temperature of the actual power line connected to the specimen W when the specimen W is in actual use.
  • the target temperature of the test power line 4 is the temperature of the actual power line when the specimen W is in actual use.
  • the temperature of the actual power line when in actual use may be determined by simulation, may be obtained from a past test such as a road test or a bench test, or may be obtained from a test such as a road test or a bench test that is performed in real time.
  • the target temperature of the test power line 4 may be the temperature of the actual power line that changes over time (for example, the actual power line temperature from the start of the test to the end of the test), or it may be the temperature of the actual power line at a certain time (for example, the actual power temperature at the time when the temperature of the actual power line is the highest).
  • the battery as the specimen in the above embodiment is mounted on a vehicle, but it may be mounted on a moving body other than a vehicle or a stationary power storage device.
  • the actual power line is a power line that is possessed by the moving body other than a vehicle or the stationary power storage device and is connected to the specimen W.
  • moving bodies other than vehicles include aircraft, drones, and ships
  • stationary power storage devices include factory/plant power storage devices or home power storage devices.
  • the actual use of the specimen W may refer to the charging and/or discharging of the specimen in the device in which the specimen is mounted (such as a vehicle, a moving body other than a vehicle, or a stationary power storage device).
  • the specimen testing system 100 may be configured without the thermostatic chamber 2, or may be configured with a reproduction device that reproduces the environment during actual vehicle operation.
  • the test specimen may be an in-vehicle electrical device other than a battery, inverter, or electric motor, or it may be a non-in-vehicle electrical device.
  • the test performed by the specimen testing system of the present invention may be a heat generation test of the battery.
  • This heat generation test of the battery may be, for example, a safety evaluation test to check for abnormal heat generation, or a performance evaluation test to check the heat dissipation characteristics of the battery. It may also be a driving mode test that takes into account the driving mode of the vehicle in which the battery is installed.
  • the test performed by the specimen testing system of the present invention may also be a test of the degree of deterioration of a battery.
  • This test of the degree of deterioration of a battery may, for example, be an evaluation test on the degree of deterioration of a reused battery or a battery under development.
  • the test performed by the specimen testing system of the present invention may also be an evaluation test of a battery pack or a battery case.
  • This evaluation test of a battery pack or a battery case may, for example, be an evaluation test of the thermal characteristics of a battery pack, or an evaluation test of the cooling performance or thermal characteristics of a battery case.
  • the present invention makes it possible to test a specimen while simulating the heat input or heat dissipation through an actual power line during actual use.
  • Test specimen testing system W Test specimen 2: Thermostatic chamber 3: Charging/discharging device 4: Test power line 4A: First test power line 4B: Second test power line 5: Temperature adjustment device 51: Temperature adjuster 52: Target temperature calculation unit 53: Control unit 5A: First temperature adjustment device 5B: Second temperature adjustment device 7: Power supply device

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)

Abstract

本発明は、実使用時の実電力線を介した入熱又は放熱を模擬しつつ供試体を試験するものであり、電気機器である供試体Ｗを試験する供試体試験システム１００であって、供試体Ｗに接続される試験用電力線４と、供試体Ｗに接続された試験用電力線４の温度を調整する温度調整装置５とを備える。

Description

供試体試験システム、温度調整装置、供試体試験方法、及び、供試体試験用プログラム
　本発明は、供試体試験システム、温度調整装置、供試体試験方法、及び、供試体試験用プログラムに関するものである。
　従来、特許文献１に示すように、車載用電池の試験装置において、充放電装置により実使用状態を模擬した条件で供試品に対して充放電を行うだけでなく、恒温恒湿槽を用いて、供試品の周囲環境について実使用状態の環境を再現させた状態で、供試品に対する充放電を行うものが考えられている。
特開２００７－２９２６５４号公報
　ところで、車載用電池等の電気機器は、周囲の空気を介して入熱又は放熱が生じるだけでなく、電気機器に接続された電力線を介して入熱又は放熱が生じる。
　しかしながら、上記の特許文献１の試験装置では、恒湿槽により周囲環境の温度を再現して、周囲の空気を介した入熱又は放熱を模擬することはできるが、電気機器に接続された電力線を介した入熱又は放熱は模擬することができない。
　そこで、本発明は上述したような問題に鑑みてなされたものであり、実使用時の実電力線を介した入熱又は放熱を模擬しつつ供試体を試験することをその主たる課題とするものである。
　すなわち、本発明に係る供試体試験システムは、電気機器である供試体を試験する供試体試験システムであって、前記供試体に接続される試験用電力線と、前記供試体に接続された前記試験用電力線の温度を調整する温度調整装置とを備えることを特徴とする。
　このような供試体試験システムであれば、温度調整装置により供試体に接続された試験用電力線の温度を調整するので、供試体の実使用時における熱環境、具体的には実使用時に接続される実電力線を介した入熱又は放熱を模擬しつつ、供試体を試験することができる。
　具体的に前記温度調整装置は、前記供試体の実使用時の前記供試体に接続される実電力線を介した入熱又は放熱を模擬するように、前記試験用電力線の温度を調整することが望ましい。
　また、前記温度調整装置は、前記供試体の実使用時の前記供試体に接続される実電力線の温度を模擬するように、前記試験用電力線の温度を調整することが望ましい。
　ここで、供試体の実使用時において接続された実電力線の温度は、シミュレーションによって求めたものでも良いし、過去の路上走行試験又は台上試験等の試験により得られたものであっても良いし、リアルタイムで行われている路上走行試験又は台上試験等の試験により得られたものであっても良い。
　実使用時において前記実電力線を介して接続される機器の発熱量又は温度は、実電力線を介した入熱又は放熱を模擬する上で重要なパラメータである。
　そのため、前記温度調整装置は、前記試験用電力線の温度を調整する温度調整器と、前記供試体の実使用時において前記実電力線を介して接続される機器の発熱量又は温度を用いて、前記試験用電力線の目標温度を算出する目標温度算出部と、前記目標温度算出部により得られた前記目標温度に基づいて前記温度調整器を制御する制御部とを備えることが望ましい。
　また、実電力線を介した入熱又は放熱を模擬する上で、供試体の試験時における発熱量、試験用電力線の熱特性、実使用時において接続される実電力線の熱特性、実使用時において供試体に実電力線を介して接続される機器の熱特性なども重要なパラメータとなる。
　そのため、前記目標温度算出部は、前記供試体の実使用時において前記実電力線を介して接続される機器の発熱量又は温度に加えて、前記供試体の試験時における発熱量、前記試験用電力線の熱特性、前記供試体の実使用時に接続される実電力線の熱特性、及び／又は、前記供試体の実使用時において前記実電力線を介して接続される機器の発熱量及び温度以外の熱特性を用いて、前記試験用電力線の目標温度を算出することが望ましい。
　この構成であれば、実使用時により近い条件で、実電力線を介した入熱又は放熱を模擬することができる。
　ここで、前記供試体の実使用時において前記実電力線を介して接続される機器の発熱量又は温度は、シミュレーションによって求めたものでも良いし、過去の路上走行試験又は台上試験等により得られたものであっても良いし、リアルタイムで行われている路上走行試験又は台上試験等の試験により得られたものであっても良い。
　前記供試体は、車両に搭載されるものであり、前記供試体の実使用時は、車両走行時、停車時又は充電時であることが望ましい。
　この構成であれば、車両走行時における実電力線を介した入熱又は放熱を模擬しつつ、供試体を試験することができる。
　供試体の周囲温度環境を模擬するためには、前記供試体を収容する恒温槽をさらに備えることが望ましい。
　この構成であれば、供試体に接続される実電力線を介した入熱又は放熱だけでなく、供試体の周囲にある空気との間の入熱又は放熱を模擬しつつ、供試体を試験することができる。
　供試体の具体例としては、バッテリを挙げることができる。この場合、前記供試体試験システムは、前記バッテリを充放電する充放電装置をさらに備え、前記試験用電力線は、前記バッテリと前記充放電装置とを接続するものであることが考えられる。
　供試体の具体例としては、インバータ、インバータとモータとが一体となったインバータ一体型モータ、又は、インバータとモータと変速機とが一体となった電動アクスル（ｅＡｘｌｅ）を挙げることができる。この場合、前記供試体試験システムは、前記インバータに電力を供給する電源装置をさらに備え、前記試験用電力線は、前記インバータと前記電源装置とを接続するものであることが考えられる。
　また、供試体の具体例としては、バッテリと、インバータ、インバータ一体型モータ、又は、電動アクスルとの両方を挙げることができる。この場合、前記試験用電力線は、前記バッテリと前記インバータとを接続するものであることが考えられる。
　この構成によれば、供試体であるバッテリと供試体であるインバータとの間で電力の授受を行いながら、バッテリ及びインバータの両方を同時に試験することができる。
　さらに、供試体がバッテリと、インバータ、インバータ一体型モータ、又は、電動アクスルとの両方である場合には、前記供試体試験システムは、前記バッテリを充放電する充放電装置と、前記インバータに電力を供給する電源装置をさらに備えることが考えられる。そして、前記試験用電力線は、前記バッテリと前記充放電装置とを接続する第１試験用電力線と、前記インバータと前記電源装置とを接続する第２試験用電力線とを有し、前記温度調整装置は、前記第１試験用電力線の温度を調整する第１温度調整装置と、前記第２試験用電力線の温度を調整する第２温度調整装置とを有する構成となる。
　この構成において、前記充放電装置及び前記電源装置は、相互に通信可能に構成されており、前記充放電装置は、前記インバータの挙動を再現し、前記電源装置は、前記バッテリの挙動を再現するものであることが望ましい。
　この構成であれば、バッテリの試験を行う試験室とインバータの試験を行う試験室とが別々であっても、バッテリ及びインバータの両方を同時に試験することができる。また、第１試験用電力線及び第２試験用電力線を短くすることができるので、それら試験用電力線における電力損失を低減することができる。
　また、本発明に係る温度調整装置は、電気機器である供試体の試験に用いられる温度調整装置であって、前記供試体に接続される試験用電力線の温度を調整する温度調整器と、前記供試体の実使用時の前記供試体に接続される実電力線を介した入熱又は放熱を模擬するように、前記温度調整器を制御する制御部とを備えることを特徴とする。
　さらに、本発明に係る供試体試験方法は、電気機器である供試体を試験する供試体試験方法であって、前記供試体に試験用電力線を接続し、前記試験用電力線の温度を調整して、前記供試体を試験することを特徴とする。
　その上、本発明に係る供試体試験用プログラムは、電気機器である供試体に接続される試験用電力線と、当該試験用電力線の温度を調整する温度調整器とを有する供試体試験システムに用いられるプログラムであって、前記供試体の実使用時前記供試体に接続される実電力線を介した入熱又は放熱を模擬するように、前記温度調整器を制御する制御部としての機能をコンピュータに備えさせることを特徴とする。
　以上に述べた本発明によれば、実使用時の実電力線を介した入熱又は放熱を模擬しつつ供試体を試験することができる。
本発明の一実施形態に係る供試体試験システムの全体模式図である。 同実施形態の供試体試験方法を示すフローチャートである。 変形実施形態に係る供試体試験システムの全体模式図である。 変形実施形態に係る供試体試験システムの全体模式図である。 変形実施形態に係る供試体試験システムの全体模式図である。
＜本発明の一実施形態＞
　以下に、本発明に係る供試体試験システムの一実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に示すいずれの図についても、わかりやすくするために、適宜省略し又は誇張して模式的に描かれている。同一の構成要素については、同一の符号を付して説明を適宜省略する。
＜１．供試体試験システムの構成＞
　本実施形態の供試体試験システム１００は、電気機器である供試体Ｗを試験するものである。電気機器である供試体Ｗとしては、バッテリ、インバータ、電動モータ、インバータとモータとが一体となったインバータ一体型モータ、又は、インバータとモータと変速機とが一体となった電動アクスル（ｅＡｘｌｅ）の何れか１つを含む。以下では、供試体Ｗとして、車両（例えば、四輪自動車、二輪自動車又は鉄道車両等を含む。）に搭載されるバッテリを例として説明する。なお、バッテリとしては、リチウムイオン電池、鉛蓄電池、燃料電池又は全固体電池等を挙げることができる。
　具体的に供試体試験システム１００は、供試体Ｗを収容する恒温槽２と、供試体Ｗであるバッテリを充放電する充放電装置３と、供試体Ｗ及び充放電装置３に接続される試験用電力線４と、供試体Ｗに接続された試験用電力線４の温度を調整する温度調整装置５と、を備えている。なお、供試体試験システム１００は、恒温槽２を有さない構成であっても良い。
　恒温槽２は、供試体Ｗであるバッテリの周囲温度環境（密閉性、又は気流による放熱等）を模擬するものである。なお、供試体Ｗのバッテリが水冷・液冷式の場合、バッテリを温調するための液体循環型のバッテリ温調装置が用いられていてもよい。また、そのバッテリ温調装置は、実車両における循環型温調システムの挙動を模擬してもよい。
　具体的に恒温槽２は、供試体Ｗを収容する収容空間を有し、当該収容空間が所定の温度に保温可能に構成されたものである。この恒温槽２は、例えば樹脂又はアルミニウム等の金属により形成されたものである。なお、恒温槽２の内面には断熱部材を設けても良い。
　充放電装置３は、供試体Ｗに接続されるインバータ又は電動モータの動作を模擬するように、供試体Ｗであるバッテリを充放電させるものである。
　試験用電力線４は、一端部に供試体Ｗの外部端子に接続される接続端子を有し、他端部に充放電装置３の外部端子に接続される接続端子を有している。この試験用電力線４は、導体が絶縁体で覆われた絶縁電線であるが、導体が絶縁体で覆われていない裸電線であっても良い。また、後述する温度調整装置５により温調される部分だけ絶縁体の厚みを小さくしたものであっても良いし、温度調整装置５により温調される部分だけ絶縁体で覆われてないものであっても良い。
　温度調整装置５は、供試体Ｗの実使用時と同等となるように試験用電力線４の温度を調整するものである。ここで、供試体Ｗの実使用時とは、供試体Ｗが搭載される装置の駆動時である。供試体Ｗが搭載される装置は、車両でもいいし車両以外でもいい。供試体Ｗが搭載される装置が車両の場合、供試体Ｗの実使用時とは、車両走行時（走行時、アイドリング時、停車時、又は起動時等を含む。）、車両走行時以外の停車時、又は充電時などを含む。この温度調整装置５は、供試体Ｗの実使用時の供試体Ｗに接続される実電力線を介した入熱又は放熱を模擬するように、試験用電力線４の温度を調整する。なお、実電力線は、供試体Ｗが搭載される車両が有するものであり、供試体Ｗに接続される電力線である。
　具体的に温度調整装置５は、試験用電力線４の温度を調整する温度調整器５１と、試験用電力線４の目標温度を算出する目標温度算出部５２と、目標温度算出部５２により得られた目標温度に基づいて温度調整器５１を制御する制御部５３とを備えている。この温度調整装置５としては、電子温度調整器を用いることができる。なお、目標温度算出部５２及び制御部５３は、ＣＰＵ、メモリ、入出力インターフェース等を備えたコンピュータを用いて構成され、メモリに格納された供試体試験プログラムに従ってＣＰＵ及び周辺機器が協働することにより、それらの機能が発揮される。
　温度調整器５１は、試験用電力線４の周囲に設けられた加熱器及び／又は冷却器を有している。加熱器としては、例えば発熱抵抗体又は伝熱パイプを用いることができる。冷却器としては、例えばペルチェ素子等の電子冷却素子又は伝熱パイプを用いることができる。また、温度調整器５１は、試験用電力線４の全体に設けても良いし、一部に設けても良い。温度調整器５１を試験用電力線４の一部に設ける場合には、供試体Ｗ側（例えば供試体Ｗへの接続端子の近傍等）に設けることが望ましい。なお、温度調整器５１は、試験用電力線４の内部に組み込まれたものであっても良い。
　目標温度算出部５２は、供試体Ｗの実使用時において実電力線を介して接続される機器の発熱量又は温度を用いて、試験用電力線の目標温度を算出するものである。また、目標温度算出部５２は、供試体Ｗの実使用時において実電力線を介して接続される機器の発熱量又は温度に加えて、供試体Ｗの試験時における発熱量、試験用電力線４の熱特性、供試体Ｗの実使用時に接続される実電力線の熱特性、及び／又は、供試体Ｗの実使用時において実電力線を介して接続される機器の発熱量以外の熱特性を用いて、試験用電力線４の目標温度を算出するものである。
　具体的に目標温度算出部５２は、供試体Ｗのパラメータ、供試体Ｗが搭載される実車のパラメータ、及び／又は試験用電力線４のパラメータに基づいて、試験用電力線４の目標温度を算出する。
　目標温度の算出に用いる供試体Ｗのパラメータとしては、以下の（ａ）、（ｂ）の少なくとも１つである。
（ａ）供試体Ｗの試験時における発熱量（例えば通電による発熱等）、
（ｂ）供試体Ｗの周囲温度（恒温槽の内部温度）、等
　目標温度の算出に用いる実車のパラメータとしては、以下の（ａ）、（ｂ）の少なくとも１つである。
（ａ）実車において供試体Ｗに接続される実電力線の熱容量、発熱量、熱伝導率及び／又は放熱特性等の熱特性、
（ｂ）実車において供試体Ｗに実電力線を介して接続されるインバータ及び／又は電動モータの熱容量、発熱量、熱伝導率及び／又は放熱特性等の熱特性、等
　目標温度の算出に用いる試験用電力線４のパラメータとしては、試験用電力線４の熱容量、発熱量、熱伝導率及び／又は放熱特性等の熱特性等である。
　具体的に目標温度算出部５２は、例えば、実車相当のモデルをシミュレーションにより模擬走行させて、実車における実電力線の温度の推定値を演算する。そして、目標温度算出部５２は、実電力線の温度の推定値と上記の各パラメータとを用いて、シミュレーションで用いた実車相当のモデルと供試体試験システムの実験モデルとの差分を考慮して、試験用電力線４の目標温度を算出する。
　なお、目標温度算出部５２は、過去の路上走行試験又は台上試験等の試験により得られた実車における実電力線の温度の測定値を用いて、試験用電力線４の目標温度を算出しても良い。この場合、目標温度算出部５２は、実電力線の温度の測定値と上記の各パラメータとを用いて、試験で用いた実車モデルと供試体試験システムの実験モデルとの差分を考慮して、試験用電力線４の目標温度を算出しても良い。その他、目標温度算出部５２は、実電力線の温度の推定値又は測定値を用いることなく、上記の各パラメータのみを用いて、試験用電力線４の目標温度を算出しても良い。
　また、目標温度算出部５２は、リアルタイムで行われている路上走行試験又は台上試験、又は、過去の路上走行試験又は台上試験等の試験により得られた実車における実電力線の温度の測定値を用いて、試験用電力線４の目標温度を算出しても良い。この場合、目標温度算出部５２は、実電力線の温度の測定値と上記の各パラメータとを用いて、試験で用いた実車モデルと供試体試験システムの実験モデルとの差分を考慮して、試験用電力線４の目標温度を算出しても良い。
　そして、制御部５３は、目標温度算出部５２により得られた目標温度に基づいて温度調整器５１を制御することにより、供試体Ｗの実使用時（ここでは車両走行時）における実電力線を介した入熱又は放熱を模擬することができる。
　なお、目標温度算出部５２及び制御部５３は、上述した恒温槽２又は充放電装置３等を制御する制御装置（不図示）に設けられていても良い。
＜２．試験用電力線４の温度調整方法＞
　次に、試験用電力線４の温度調整方法について説明する。
（温度調整方法１）
　まず、供試体Ｗの実使用時における実電力線の温度をシミュレーションにより求め、又は、供試体Ｗの実使用時における実電力線の温度を実測して求める。
　次に、求めた実電力線の温度を、上述したパラメータの少なくとも１つを用いて補正し、試験用電力線４の目標温度を算出する。
　そして、算出した目標温度に基づいて、温度調整装置５を制御して、試験用電力線４の温度を調整する。
（温度調整方法２）
　まず、供試体Ｗの実使用時における実電力線の温度をシミュレーションにより求め、又は、供試体Ｗの実使用時における実電力線の温度を実測して求める。
　そして、求めた実電力線の温度を試験用電力線４の目標温度とし、当該目標温度に基づいて、温度調整装置５を制御して、試験用電力線４の温度を調整する。
（温度調整方法３）
　上述したパラメータの少なくとも１つを用いて試験用電力線４の目標温度を算出する。
　そして、算出した目標温度に基づいて、温度調整装置５を制御して、試験用電力線４の温度を調整する。
＜３．供試体試験方法＞
　次に、本実施形態の供試体試験システム１００を用いた供試体Ｗの試験方法について、図２を参照して説明する。
　まず、恒温槽２の内部に供試体Ｗを収容する。また、恒温槽２に収容された供試体Ｗに試験用電力線４を介して充放電装置３を接続する。そして、恒温槽２を用いて、供試体Ｗの実使用時における周囲温度環境を模擬する（ステップＳ１）。
　次に、充放電装置３は、供試体Ｗ（バッテリ）の実使用時において、供試体Ｗに接続されるインバータ又は電動モータの動作を模擬するように、供試体Ｗを充放電させる（ステップＳ２）。
　次に、目標温度算出部５２は、供試体Ｗの実使用時において実電力線を介して接続される機器の発熱量又は温度に加えて、供試体Ｗの試験時における発熱量、試験用電力線４の熱特性、供試体Ｗの実使用時に接続される実電力線の熱特性、及び／又は、供試体Ｗの実使用時において実電力線を介して接続される機器の発熱量以外の熱特性を用いて、試験用電力線４の目標温度を算出する（ステップＳ３）。なお、上記のステップＳ２とステップＳ３とは順番が逆でも良い。
　最後に、制御部５３は、目標温度算出部５２により得られた目標温度に基づいて、温度調整器５１を制御する。
＜４．本実施形態の効果＞
　このように構成した本実施形態の供試体試験システム１００によれば、温度調整装置５により供試体Ｗに接続された試験用電力線４の温度を調整するので、供試体Ｗの実使用時における熱環境、具体的には実使用時に接続される実電力線を介した入熱又は放熱を模擬しつつ、供試体を試験することができる。
＜５．その他の実施形態＞
　例えば、前記実施形態の供試体Ｗは、バッテリであったが、図３に示すように、インバータ、電動モータ、インバータとモータとが一体となったインバータ一体型モータ、又は、インバータとモータと変速機とが一体となった電動アクスル（ｅＡｘｌｅ）を供試体Ｗとしても良い。これらの供試体Ｗであっても前記実施形態の図２のフローチャートと同様の流れで試験を行うことができる。なお、図３ではインバータ及び電動モータの両方を供試体Ｗとした場合を示している。この場合、供試体試験システム１００は、インバータに電力を供給する電源装置７をさらに備えており、試験用電力線４は、インバータと電源装置７とを接続する構成となる。電源装置７は、バッテリの挙動を模擬するようにインバータに電力を供給する。また、電動モータには、ダイナモメータ８が接続されている。そして、試験用電力線４の温度を調整する温度調整装置５は、前記実施形態と同様に、供試体Ｗの実使用時の実電力線を介した入熱又は放熱を模擬するように、試験用電力線４の温度を調整する。
　また、図４に示すように、バッテリ及びインバータの両方を供試体Ｗとしても良い。なお、図４では、バッテリ及びインバータに加えて、電動モータも供試体としている。この場合、試験用電力線４は、供試体Ｗであるバッテリと供試体Ｗであるインバータとを接続する構成となる。そして、温度調整装置５は、試験用の実電力線を介した入熱又は放熱を模擬するように、試験用電力線４の温度を調整する。この構成により、供試体Ｗであるバッテリと供試体Ｗであるインバータとの間で電力の授受を行いながら、バッテリ及びインバータ（電動モータ）の両方を同時に試験することができる。
　図４では、温度調整装置５が２つ設けられており、その一方は、供試体Ｗであるバッテリ側に設けられており、他方は、供試体Ｗであるインバータ側に設けられている。このようにバッテリ側及びインバータ側にそれぞれ温度調整装置５を設けることで、バッテリの試験を行う試験室（試験室１）とインバータの試験を行う試験室（試験室２）とが別々であったとしても、バッテリ及びインバータそれぞれに対する実電力線を介した入熱又は放熱を模擬することができる。その結果、実使用時により近い条件で、バッテリ及びインバータの両方を同時に試験することができる。
　さらに、バッテリ及びインバータの両方が供試体Ｗである場合、図５に示すように、供試体試験システム１００は、バッテリを充放電する充放電装置３と、インバータに電力を供給する電源装置７をさらに備えていても良い。そして、試験用電力線４は、バッテリと充放電装置３とを接続する第１試験用電力線４Ａと、インバータと電源装置７とを接続する第２試験用電力線４Ｂとを有する構成となる。また、温度調整装置５は、第１試験用電力線４Ａの温度を調整する第１温度調整装置５Ａと、第２試験用電力線４Ｂの温度を調整する第２温度調整装置５Ｂとを有する構成となる。なお、各試験用電力線４Ａ、４Ｂは、前記実施形態と同様の構成である。また、各温度調整装置５Ａ、５Ｂは、前記実施形態と同様の構成である。
　この構成において、充放電装置３及び電源装置７は、相互に通信可能に構成されている。これらが相互に通信可能に構成されることには、充放電装置３を制御する制御装置（不図示）と、電源装置７を制御する制御装置（不図示）とが相互に通信可能に構成されていることを含む。そして、充放電装置３は、供試体であるインバータの挙動を再現し、電源装置７は、バッテリの挙動を再現するものである。具体的に充放電装置３は、バッテリの充放電情報を電源装置７に送信し、当該充放電情報を受信した電源装置７が、その充放電情報に基づいてインバータに電力を供給する。また、また、電源装置７は、インバータの動作情報を充放電装置３に送信し、当該動作情報を受信した充放電装置３が、その動作情報に基づいてバッテリを充放電する。この構成であれば、バッテリの試験を行う試験室（試験室１）とインバータの試験を行う試験室（試験室２）とが別々であっても、バッテリ及びインバータの両方を同時に試験することができる。また、第１試験用電力線４Ａ及び第２試験用電力線４Ｂを短くすることができるので、それら試験用電力線４Ａ、４Ｂにおける電力損失を低減することができる。
　加えて、温度調整装置５は、供試体Ｗの実使用時の供試体Ｗに接続される実電力線の温度となるように、試験用電力線４の温度を調整するものであっても良い。この場合、試験用電力線４の目標温度は、供試体Ｗの実使用時の実電力線の温度となる。実使用時の実電力線の温度は、シミュレーションによって求めたものでも良いし、過去の路上走行試験又は台上試験等の試験により得られたものであっても良いし、リアルタイムで行われている路上走行試験又は台上試験等の試験により得られたものであっても良い。
　試験用電力線４の目標温度は、経時変化する実電力線の温度（例えば、試験開始～試験終了までの実電力線温度)であっても良いし、ある時刻における実電力線の温度（例えば、実電力線の温度が最も高くなった時刻における、実電力の温度など）であっても良い。
　前記実施形態の供試体であるバッテリは、車両に搭載されるものであったが、車両以外の移動体又は定置用の蓄電装置に搭載されるものであっても良い。この場合、実電力線は、車両以外の移動体、又は定置用の蓄電装置が有するものであり、供試体Ｗに接続される電力線である。また、車両以外の移動体としては、例えば、航空機、ドローン又は船舶等を含み、定置用の蓄電装置としては、例えば、工場・プラント用蓄電装置又は家庭用蓄電装置等を含む。本発明において、供試体Ｗの実使用時とは、供試体が搭載される装置(車両、車両以外の移動体、又は定置用の蓄電装置等)における、供試体の充電時及び/又は放電時を表すものであってもよい。
　また、供試体試験システム１００は、恒温槽２を有さない構成としても良いし、その他の実車走行時の環境を再現する再現装置を有する構成としても良い。
　供試体としては、バッテリ、インバータ及び電動モータ以外の車載用電気機器であっても良いし、車載用以外の電気機器であっても良い。
　本発明における供試体試験システムで行う試験は、バッテリの発熱試験であっても良い。このバッテリの発熱試験は、例えば、異常発熱の有無等の安全性評価試験、又は、バッテリの放熱特性等の性能評価試験であっても良い。また、バッテリが搭載される車両の走行モードを踏まえた走行モード試験であっても良い。
　また、本発明における供試体試験システムで行う試験は、バッテリの劣化度合いの試験であっても良い。このバッテリの劣化度合いの試験は、例えば、リユース品バッテリ又は開発中の電池における劣化度合いに関する評価試験であっても良い。さらに、本発明における供試体試験システムで行う試験は、バッテリパック又はバッテリケースの評価試験であっても良い。このバッテリパック又はバッテリケースの評価試験は、例えば、バッテリパックとしての熱特性の評価試験、又は、バッテリケースの冷却性能又は熱特性の評価試験であっても良い。
　その他、本発明の趣旨に反しない限りにおいて様々な実施形態の変形や組み合わせを行っても構わない。
　本発明によれば、実使用時の実電力線を介した入熱又は放熱を模擬しつつ供試体を試験することができる。
１００・・・供試体試験システム
Ｗ　　・・・供試体
２　　・・・恒温槽
３　　・・・充放電装置
４　　・・・試験用電力線
４Ａ　・・・第１試験用電力線
４Ｂ　・・・第２試験用電力線
５　　・・・温度調整装置
５１　・・・温度調整器
５２　・・・目標温度算出部
５３　・・・制御部
５Ａ　・・・第１温度調整装置
５Ｂ　・・・第２温度調整装置
７　　・・・電源装置

Claims (15)

  1. 　電気機器である供試体を試験する供試体試験システムであって、
    　前記供試体に接続される試験用電力線と、
    　前記供試体に接続された前記試験用電力線の温度を調整する温度調整装置とを備える、供試体試験システム。
  2. 　前記温度調整装置は、前記供試体の実使用時の前記供試体に接続される実電力線を介した入熱又は放熱を模擬するように、前記試験用電力線の温度を調整する、請求項１に記載の供試体試験システム。
  3. 　前記温度調整装置は、前記供試体の実使用時の前記供試体に接続される実電力線の温度を模擬するように、前記試験用電力線の温度を調整する、請求項１又は２に記載の供試体試験システム。
  4. 　前記温度調整装置は、
    　　前記試験用電力線の温度を調整する温度調整器と、
    　　前記供試体の実使用時において前記実電力線を介して接続される機器の発熱量又は温度を用いて、前記試験用電力線の目標温度を算出する目標温度算出部と、
    　　前記目標温度算出部により得られた前記目標温度に基づいて前記温度調整器を制御する制御部とを備える、請求項１乃至３の何れか一項に記載の供試体試験システム。
  5. 　前記目標温度算出部は、前記供試体の実使用時において前記実電力線を介して接続される機器の発熱量又は温度に加えて、前記供試体の試験時における発熱量、前記試験用電力線の熱特性、前記供試体の実使用時に接続される実電力線の熱特性、及び／又は、前記供試体の実使用時において前記実電力線を介して接続される機器の発熱量及び温度以外の熱特性を用いて、前記試験用電力線の目標温度を算出する、請求項４に記載の供試体試験システム。
  6. 　前記供試体の実使用時において前記実電力線を介して接続される機器の発熱量又は温度は、シミュレーション又は実測により得られたものである、請求項４又は５に記載の供試体試験システム。
  7. 　前記供試体は、車両に搭載されるものであり、
    　前記供試体の実使用時は、車両走行時、停車時又は充電時である、請求項２乃至６の何れか一項に記載の供試体試験システム。
  8. 　前記供試体を収容する恒温槽をさらに備える、請求項１乃至７の何れか一項に記載の供試体試験システム。
  9. 　前記供試体がバッテリであり、
    　前記供試体試験システムは、前記バッテリを充放電する充放電装置をさらに備え、
    　前記試験用電力線は、前記バッテリと前記充放電装置とを接続するものである、請求項１乃至８の何れか一項に記載の供試体試験システム。
  10. 　前記供試体がインバータであり、
    　前記供試体試験システムは、前記インバータに電力を供給する電源装置をさらに備え、
    　前記試験用電力線は、前記インバータと前記電源装置とを接続するものである、請求項１乃至８の何れか一項に記載の供試体試験システム。
  11. 　前記供試体がバッテリ及びインバータであり、
    　前記試験用電力線は、前記バッテリと前記インバータとを接続するものである、請求項１乃至８の何れか一項に記載の供試体試験システム。
  12. 　前記供試体がバッテリ及びインバータであり、
    　前記供試体試験システムは、
    　　前記バッテリを充放電する充放電装置と、
    　　前記インバータに電力を供給する電源装置をさらに備え、
    　前記試験用電力線は、
    　　前記バッテリと前記充放電装置とを接続する第１試験用電力線と、
    　　前記インバータと前記電源装置とを接続する第２試験用電力線とを有し、
    　前記温度調整装置は、
    　　前記第１試験用電力線の温度を調整する第１温度調整装置と、
    　　前記第２試験用電力線の温度を調整する第２温度調整装置とを有し、
    　前記充放電装置及び前記電源装置は、相互に通信可能に構成されており、前記充放電装置は、前記インバータの挙動を再現し、前記電源装置は、前記バッテリの挙動を再現するものである、請求項１乃至８の何れか一項に記載の供試体試験システム。
  13. 　電気機器である供試体の試験に用いられる温度調整装置であって、
    　前記供試体に接続される試験用電力線の温度を調整する温度調整器と、
    　前記供試体の実使用時の前記供試体に接続される実電力線を介した入熱又は放熱を模擬するように、前記温度調整器を制御する制御部とを備える、温度調整装置。
  14. 　電気機器である供試体を試験する供試体試験方法であって、
    　前記供試体に試験用電力線を接続し、前記試験用電力線の温度を調整して、前記供試体を試験する、供試体試験方法。
  15. 　電気機器である供試体に接続される試験用電力線と、当該試験用電力線の温度を調整する温度調整器とを有する供試体試験システムに用いられるプログラムであって、
    　前記供試体の実使用時の前記供試体に接続される実電力線を介した入熱又は放熱を模擬するように、前記温度調整器を制御する制御部としての機能をコンピュータに備えさせる、供試体試験用プログラム。

     
PCT/JP2024/021305 2023-06-30 2024-06-12 供試体試験システム、温度調整装置、供試体試験方法、及び、供試体試験用プログラム Ceased WO2025004803A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE112024002799.7T DE112024002799T5 (de) 2023-06-30 2024-06-12 Testproben-prüfsystem, temperatureinstellungsvorrichtung, testproben-prüfverfahren und testproben-prüfprogramm
JP2025529618A JPWO2025004803A1 (ja) 2023-06-30 2024-06-12

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2023108473 2023-06-30
JP2023-108473 2023-06-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2025004803A1 true WO2025004803A1 (ja) 2025-01-02

Family

ID=93938794

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2024/021305 Ceased WO2025004803A1 (ja) 2023-06-30 2024-06-12 供試体試験システム、温度調整装置、供試体試験方法、及び、供試体試験用プログラム

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JPWO2025004803A1 (ja)
DE (1) DE112024002799T5 (ja)
WO (1) WO2025004803A1 (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0786734A (ja) * 1993-09-16 1995-03-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電子回路の電気導通検査方法および電気導通検査装置ならびに電子回路
JP2016014592A (ja) * 2014-07-02 2016-01-28 トヨタ自動車株式会社 電池パックの耐久試験方法
CN106248251A (zh) * 2016-08-29 2016-12-21 河南省龙祥电力电缆有限公司 一种电动汽车用电瓶连接线的测试实验装置
CN112564206A (zh) * 2020-11-18 2021-03-26 湖北亿纬动力有限公司 电池均衡评价系统及方法
JP3242247U (ja) * 2023-02-27 2023-06-05 中国長江三峡集団有限公司 エネルギー貯蔵電池試験用の温度調節装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007292654A (ja) 2006-04-26 2007-11-08 Toyota Motor Corp 車載用電池の耐久試験装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0786734A (ja) * 1993-09-16 1995-03-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電子回路の電気導通検査方法および電気導通検査装置ならびに電子回路
JP2016014592A (ja) * 2014-07-02 2016-01-28 トヨタ自動車株式会社 電池パックの耐久試験方法
CN106248251A (zh) * 2016-08-29 2016-12-21 河南省龙祥电力电缆有限公司 一种电动汽车用电瓶连接线的测试实验装置
CN112564206A (zh) * 2020-11-18 2021-03-26 湖北亿纬动力有限公司 电池均衡评价系统及方法
JP3242247U (ja) * 2023-02-27 2023-06-05 中国長江三峡集団有限公司 エネルギー貯蔵電池試験用の温度調節装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2025004803A1 (ja) 2025-01-02
DE112024002799T5 (de) 2026-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lin et al. Online parameterization of lumped thermal dynamics in cylindrical lithium ion batteries for core temperature estimation and health monitoring
Chen et al. Loss-minimization-based charging strategy for lithium-ion battery
US8679658B2 (en) Methods and systems for conditioning energy storage systems of vehicles
KR101101947B1 (ko) 배터리 관리시스템의 배터리 시뮬레이터
JP2005011757A (ja) 二次電池の温度異常検知装置および異常検知方法
Chang et al. Effects of reciprocating liquid flow battery thermal management system on thermal characteristics and uniformity of large lithium‐ion battery pack
US7609032B2 (en) Device and method for ascertaining the temperature in an electrical battery
JP2021009103A (ja) 電池制御システム
Estevez et al. Aging estimation of lithium ion cells under real-world conditions through mechanical stress measurements
KR20150028095A (ko) 배터리 팩의 프리차지 저항 산출 장치 및 방법
Sok et al. A Methodology to Develop and Validate a 75-kWh Battery Pack Model with Its Cooling System under a Real Driving Cycle
CN115856670B (zh) 电池发热量的计算方法及装置、电池和车辆
CN104241722B (zh) 电池组热敏电阻测试方法
Worwood et al. A study into different cell-level cooling strategies for cylindrical lithium-ion cells in automotive applications
Han et al. Safe bidirectional pulse heating method for the lithium-ion battery pack on a high-power electric motorcycle
US20230299376A1 (en) Secondary battery system, controller and control method for secondary battery system, and non-transitory computer readable medium storing program for secondary battery system controller
Geringer et al. Aging investigations and consideration for automotive high power lithium-ion batteries in a 48 V mild hybrid operating strategy
CN110806542A (zh) 一种动力电池测试系统及方法
Vega et al. Efficient internal resistance and specific heat identification of li-ion battery at low temperature conditions
Gravante et al. A novel experimental testing setup and calibration procedures for cylindrical cell thermal models
Capasso et al. Experimental investigation of lithium-ion battery cells for model-based thermal management systems
CN113779750B (zh) 基于充电状态的电池寿命预测方法、系统及充电桩
Bhat et al. Thermal impact of PCM thickness on a cylindrical Li-ion cell
Yang et al. Modeling validation of key life test for hybrid electric vehicle batteries
Soloy et al. Modelling and fault diagnosis of lithium-ion battery for electric powertrain

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 24831669

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2025529618

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2025529618

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 112024002799

Country of ref document: DE

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 112024002799

Country of ref document: DE