WO2025009474A1 - 二次電池の評価システム - Google Patents

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battery
battery pack
charging
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康次 服部
明日輝 柳原
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Murata Manufacturing Co Ltd
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a system for evaluating the degree of deterioration of a secondary battery.
  • Patent document 1 describes a battery status detection device.
  • a battery (secondary battery) that supplies power to a vehicle motor or the like is the battery to be evaluated for its deterioration level, and a battery for monitoring the deterioration level is connected in parallel to the battery to be evaluated for its deterioration level.
  • the battery status detection device described in Patent Document 1 uses a monitoring battery to detect the status of the battery being evaluated.
  • the object of the present invention is therefore to provide a secondary battery evaluation system that accurately evaluates the degree of degradation of a battery being evaluated (secondary battery) without stopping the operation of the battery being evaluated.
  • the secondary battery evaluation system of the present invention comprises a battery pack consisting of multiple secondary battery cells, a voltage detection circuit that detects the voltage value across the battery pack, a current detection circuit that detects the current value of the battery pack, a test secondary battery consisting of at least one battery cell made from the same material as the secondary battery cells, and a power supply circuit that controls the charging and discharging of the test secondary battery.
  • the power supply circuit sets a test charging voltage value and a test charging current value for the test secondary battery based on the voltage value and current value across both ends when the battery pack is charged, charges the test secondary battery with the test charging voltage value and the test charging current value, sets a test discharging voltage value and a test discharging current value for the test secondary battery based on the voltage value and current value across both ends when the battery pack is discharged, and discharges the test secondary battery with the test discharging voltage value and the test discharging current value, thereby simulating charging and discharging of the battery pack.
  • the power supply circuit charges and discharges the test secondary battery independently of the operation of the battery pack, and acquires the SOC-OCV data of the test secondary battery.
  • the charging and discharging of the test secondary battery can be performed separately from the operation of the battery pack. This makes it possible to perform static evaluation of the test secondary battery even when the battery pack is in operation.
  • the test secondary battery is manufactured from the same material as the secondary battery cells of the battery pack, if the characteristics related to the degree of deterioration of the test secondary battery can be measured, the characteristics related to the degree of deterioration of the battery pack can be indirectly and accurately obtained.
  • This invention makes it possible to accurately evaluate the degree of deterioration of a secondary battery being evaluated without stopping the operation of the secondary battery being evaluated.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of a power system that uses a secondary battery to be evaluated in an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a functional block diagram showing an example of a secondary battery charge/discharge system including the secondary battery evaluation system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view showing one embodiment of a battery pack.
  • FIG. 4 is a functional block diagram showing an example of a secondary battery charge/discharge system including a secondary battery evaluation system according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a functional block diagram showing an example of a secondary battery evaluation system according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a schematic configuration of an EV to which the secondary battery evaluation system is applied.
  • FIG. 7 is a functional block diagram showing an example of a battery module mounted on an EV.
  • FIG. 8 is a functional block diagram showing an example of the configuration of a test system.
  • Fig. 1 is a configuration diagram showing an example of a power system that uses a secondary battery to be evaluated in an embodiment of the present invention.
  • the power system 90 includes a battery module 10, a solar panel 20, a storage battery PCS 31, a solar power PCS 32, a system control unit 40, a grid interconnection relay 50, a current sensor 60, and a business load.
  • the power system 90 is not limited to systems in which the type of load is a business load, and the configuration of the present invention can be applied and will function effectively in any system in which the secondary battery (storage battery) of the battery module 10 is driven (charged and discharged) almost continuously.
  • the power system 90 is equipped with a solar panel 20 and a solar PCS 32, but these can be omitted.
  • the battery module 10 is connected to a storage battery PCS 31.
  • the solar panel 20 is connected to a solar light PCS 32.
  • the storage battery PCS 31 and the solar light PCS 32 are connected to a grid interconnection relay 50.
  • the grid interconnection relay 50 is connected to a commercial power system.
  • a current sensor 60 is disposed in the connection line between the grid interconnection relay 50 and the commercial power system.
  • the battery module 10 is a so-called ESS (Energy Storage System) and includes multiple secondary battery cells 111.
  • the multiple secondary battery cells 111 are charged or discharged by charge/discharge control from the storage battery PCS 31. A more specific configuration of the battery module 10 will be described later.
  • the system control unit 40 controls the operation of the storage battery PCS 31 and the solar power PCS 32 so that the power of the business load is supplied by power from the solar power PCS 32 and power from the battery module 10. For example, the system control unit 40 predicts the power of the business load, and if the power of the business load can be supplied by the power generated by solar power and the power purchased up to the contract limit, it performs control to supply the power generated by solar power and the power purchased up to the contract limit to the business load. At this time, the system control unit 40 controls the operation of the solar power PCS 32 based on the current measured by the current sensor 60 so that power does not flow back into the commercial power grid.
  • the system control unit 40 instructs the storage battery PCS 31 to control the discharge from the battery module 10.
  • the system control unit 40 instructs the storage battery PCS 31 to control charging of the battery module 10.
  • the storage battery PCS 31 controls the charging and discharging of the multiple secondary battery cells 111 of the battery module 10 based on instructions from the system control unit 40.
  • (Secondary battery evaluation system) 2 is a functional block diagram showing an example of a charging/discharging system for a secondary battery including the evaluation system for a secondary battery according to the first embodiment of the present invention.
  • the charging/discharging system for a secondary battery includes a battery module 10 and a PCS 31 for a storage battery.
  • the storage battery PCS 31 includes a microcomputer 311 and a DCDC converter 312.
  • the battery module 10 includes a battery pack 11, a current detection circuit 12, a voltage detection circuit 13, a test power supply circuit 19, and a test secondary battery 190.
  • the battery pack 11 is formed by connecting multiple secondary battery cells 111 in series and in parallel.
  • Figure 3 is a perspective view showing one embodiment of a battery pack.
  • the multiple secondary battery cells 111 are grouped together in a two-dimensional arrangement, for example, as shown in Figure 3, to form the battery pack 11.
  • the positive and negative terminals of the battery pack 11 are connected to the DCDC converter 312 of the storage battery PCS 31.
  • the current detection circuit 12 is connected between the positive terminal of the battery pack 11 and the DCDC converter 312.
  • the output terminal of the current detection circuit 12 is connected to the microcomputer 311. This allows the microcomputer 311 to obtain the current value of the battery pack 11.
  • the voltage detection circuit 13 is connected between the positive and negative terminals of the battery pack 11.
  • the output terminal of the voltage detection circuit 13 is connected to the microcomputer 311. This allows the microcomputer 311 to obtain the voltage value across the battery pack 11.
  • the voltage detection circuit 13 may be configured to individually detect the cell voltage of each of the multiple secondary battery cells in the battery pack, and output the sum of these voltages as the voltage across the battery pack 11.
  • the microcomputer 311 receives operational control from the system control unit 40 and controls the charging and discharging of the DCDC converter 312. At this time, the microcomputer 311 controls the charging and discharging based on the current value from the current detection circuit 12 and the voltage value from the voltage detection circuit 13.
  • the test secondary battery 190 is manufactured from the same material as the multiple secondary battery cells 111. In other words, the test secondary battery 190 is the same as one of the secondary battery cells 111.
  • the test secondary battery 190 may be composed of multiple secondary battery cells 111, provided that the number is less than the number of secondary battery cells 111 that make up the battery pack 11. However, it is preferable that the number is small. This simplifies the configuration of the test secondary battery 190, making it possible to reduce size and cost.
  • test secondary battery 190 The positive and negative terminals of the test secondary battery 190 are connected to the test power supply circuit 19.
  • the test power supply circuit 19 includes a charging circuit and an electronic load.
  • the test power supply circuit 19 controls the charging of the test secondary battery 190 using the charging circuit.
  • the test power supply circuit 19 controls the discharging of the test secondary battery 190 using the electronic load.
  • the test power supply circuit 19 is connected to the microcomputer 311 of the storage battery PCS 31 and the measurement data transmission unit 18.
  • the measurement data transmission unit 18 may be located inside or outside the battery module 10.
  • the test power supply circuit 19 obtains the charging conditions (charging current value, charging voltage value) of the battery pack 11 from the microcomputer 311.
  • the test power supply circuit 19 sets the charging voltage value and charging current value per unit cell of the multiple secondary battery cells 111 constituting the battery pack 11 to be the same as the test charging voltage value and test charging current value per unit cell of the test secondary battery 190.
  • the test charging voltage value is set by dividing the voltage value across both ends of the battery pack 11 during charging by the number of secondary battery cells 111 connected in series in the battery pack 11.
  • the test charging current value is set by dividing the current value of the battery pack 11 during charging by the number of secondary battery cells 111 connected in parallel in the battery pack 11.
  • the test power supply circuit 19 controls the charging of the test secondary battery 190 using the test charging voltage value and the test charging current value.
  • the test power supply circuit 19 obtains the discharge conditions (discharge current value, discharge voltage value) of the battery pack 11 from the microcomputer 311.
  • the test power supply circuit 19 sets the discharge voltage value and discharge current value of the multiple secondary battery cells 111 that make up the battery pack 11 to be the same as the test discharge voltage value and test discharge current value of the test secondary battery 190.
  • test discharge voltage value is set by dividing the voltage value across both ends of the battery pack 11 during discharge by the number of secondary battery cells 111 connected in series in the battery pack 11.
  • test discharge current value is set by dividing the current value of the battery pack 11 during discharge by the number of secondary battery cells 111 connected in parallel in the battery pack 11.
  • the test power supply circuit 19 controls the discharge of the test secondary battery 190 using the test discharge voltage value and the test discharge current value.
  • the secondary battery evaluation system of this embodiment can make the degree of deterioration of the test secondary battery 190 the same as the degree of deterioration of the secondary battery cells 111 that make up the battery pack 11.
  • test power supply circuit 19 When measuring SOC-OCV data, the test power supply circuit 19 temporarily stops simulating the charging and discharging of the battery pack 11 described above.
  • the test power supply circuit 19 stores the SOC-OCV measurement conditions in advance.
  • the test power supply circuit 19 outputs the measured SOC-OCV data to the measurement data transmission unit 18.
  • the measurement data transmission unit 18 transmits the SOC-OCV data to an external device for analyzing the degree of deterioration, etc.
  • the secondary battery evaluation system of this embodiment can obtain SOC-OCV data of the test secondary battery 190 without stopping the operation (charging and discharging) of the battery pack 11, and can perform OCV analysis of the test secondary battery 190.
  • the deterioration level of the test secondary battery 190 accurately simulates the deterioration level of the secondary battery cells 111 of the battery pack 11. Therefore, by performing an OCV analysis of the test secondary battery 190, it is possible to perform an OCV analysis of the secondary battery cells 111 of the battery pack 11 with high accuracy. This allows the deterioration level of the secondary battery cells 111 of the battery pack 11 to be evaluated with high accuracy.
  • the test power supply circuit 19 obtains the charging state of the battery pack 11 from the microcomputer 311, and resumes the simulation of the charging and discharging of the battery pack 11 described above. Then, when it is time to measure the next SOC-OCV data, the test power supply circuit 19 measures the SOC-OCV data described above. Thereafter, the simulation of the charging and discharging of the battery pack 11 and the measurement of the SOC-OCV data are repeated.
  • the secondary battery evaluation system of this embodiment can continuously and accurately evaluate the degree of deterioration of the battery pack 11 (the secondary battery cells 111 of the battery pack 11).
  • the test secondary battery 190 is disposed in the battery module 10, just like the battery pack 11. This makes the operating environment of the test secondary battery 190 similar to the operating environment (ambient temperature) of the battery pack 11. Therefore, the accuracy of simulating the deterioration level of the secondary battery cells 111 of the battery pack 11 using the test secondary battery 190 is improved. As a result, the secondary battery evaluation system of this embodiment can evaluate the deterioration level of the battery pack 11 (the secondary battery cells 111 of the battery pack 11) with even greater accuracy.
  • Fig. 4 is a functional block diagram showing an example of a charging and discharging system for a secondary battery including the evaluation system for a secondary battery according to the second embodiment of the present invention.
  • the secondary battery evaluation system according to the second embodiment differs from the secondary battery evaluation system according to the first embodiment in that it does not use a microcomputer 311, whereas the secondary battery evaluation system according to the first embodiment uses a microcomputer 311 in the storage battery PCS 31.
  • the other configurations of the secondary battery evaluation system according to the second embodiment are similar to those of the secondary battery evaluation system according to the first embodiment, and a description of similar parts will be omitted.
  • the secondary battery evaluation system includes a battery module 10A.
  • the battery module 10A differs from the battery module 10 according to the first embodiment in the test power supply circuit 19A.
  • the other configuration of the battery module 10A is the same as that of the battery module 10, and a description of the similar parts will be omitted.
  • the secondary battery evaluation system of this embodiment does not include the microcomputer 311 of the storage battery PCS 31, and can accurately measure SOC-OCV data for evaluating the degree of deterioration of the battery pack 11 (secondary battery cells 111 of the battery pack 11) using only the battery module 10A.
  • FIG. 5 is a functional block diagram showing an example of the secondary battery evaluation system according to the third embodiment of the present invention.
  • the battery module 10B includes a battery pack 11, a current detection circuit 12, a voltage detection circuit 13, and a temperature sensor 16. That is, the battery module 10B does not include a test power supply circuit 19B or a test secondary battery 190.
  • the temperature sensor 16 detects the ambient temperature of the battery pack 11 and outputs it to the transmitter 17.
  • the current detection circuit 12 outputs the current value of the battery pack 11 to the transmitter 17.
  • the voltage detection circuit 13 outputs the voltage value of the battery pack 11 to the transmitter 17.
  • the transmitter 17 transmits the ambient temperature, current value, and voltage value to the receiver 194.
  • the test power supply circuit 19B and the test secondary battery 190 are placed in the thermostatic chamber THCH.
  • a temperature regulator 199 is installed in the thermostatic chamber THCH. The temperature regulator 199 adjusts the temperature of the thermostatic chamber THCH.
  • the receiving unit 194 outputs the ambient temperature, the current value, and the voltage value to the condition setting unit 195.
  • the condition setting unit 195 outputs the ambient temperature to the temperature regulator 199, and outputs the current value and the voltage value to the test power supply circuit 19B.
  • the temperature regulator 199 adjusts the temperature of the thermostatic chamber THCH so that the temperature environment is the same as the received ambient temperature.
  • the test power supply circuit 19B simulates charging and discharging the battery pack 11 for the test secondary battery 190 based on the received current and voltage values.
  • the test power supply circuit 19B also measures the SOC-OCV data at a specified timing.
  • OCV analysis and deterioration evaluation can be performed without placing the test secondary battery 190 near the battery pack 11 to be evaluated.
  • the secondary battery evaluation system of the present application can also be applied to the evaluation of secondary batteries (EV batteries) for EVs (electric vehicles) and other vehicles that use electricity as a driving energy source.
  • EV batteries secondary batteries
  • EVs electric vehicles
  • other vehicles that use electricity as a driving energy source.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of the schematic configuration of an EV to which a secondary battery evaluation system is applied.
  • FIG. 7 is a functional block diagram showing an example of a battery module mounted on an EV.
  • FIG. 8 is a functional block diagram showing an example of a test system configuration. Note that the same reference numerals are used to designate functional units having the same configuration as in each of the above-mentioned embodiments, and in the following, descriptions of the parts with the same reference numerals will be omitted.
  • the EV 90C includes an ECU 91, a DCDC converter 92, an inverter 93, a drive motor 94, a charging port 95, a wireless device 96, and a battery module 10C.
  • the battery module 10C includes a battery pack 11, a current detection circuit 12, a voltage detection circuit 13, a temperature sensor 16, and a microcomputer 911.
  • the ECU 91, the DCDC converter 92, the inverter 93, and the microcomputer 911 of the battery module 10C are connected to a CAN.
  • the ECU 91 issues control commands to the DCDC converter 92, the inverter 93, and the battery module 10C via the CAN, and performs overall control of the EV 90C.
  • the DCDC converter 92 is connected to the charging port 95 and to the inverter 93.
  • the inverter 93 is connected to the drive motor 93.
  • the DC-DC converter 92 converts the DC power supplied from the charging port 95 into a charging voltage and charging current for the battery pack 11 of the battery module 10C, and supplies charging power to the battery pack 11 of the battery module 10C.
  • the DCDC converter 92 also converts the DC power charged in the battery pack 11 into a DC voltage for the inverter and supplies it to the inverter 93.
  • the inverter 93 converts the DC current and DC voltage supplied through the DCDC converter 92 into a predetermined AC voltage and AC current, and supplies them to the drive motor 94.
  • the wireless device 96 transmits the ambient temperature, current value, and voltage value obtained through the microcomputer 911 and ECU 91 to a wireless communication unit 194C that is located in a thermostatic chamber THCH in a separate location from the EV 90C.
  • a battery pack including a plurality of secondary battery cells; a voltage detection circuit for detecting a voltage value between both ends of the battery pack; a current detection circuit for detecting a current value of the battery pack;
  • a test secondary battery including at least one battery cell made of the same material as the secondary battery cell; a power supply circuit for controlling charging and discharging of the test secondary battery; Equipped with The power supply circuit includes: setting a test charging voltage value and a test charging current value for the test secondary battery based on the both-end voltage value and the current value during charging of the battery pack, and charging the test secondary battery at the test charging voltage value and the test charging current value; setting a test discharge voltage value and a test discharge current value for the test secondary battery based on the end-to-end voltage value and the current value during discharging of the battery pack, and discharging the test secondary battery at the test discharge voltage value and the test discharge current value, thereby simulating charging and discharging of the battery pack;
  • ⁇ 2> The secondary battery evaluation system described in ⁇ 1>, in which the test secondary battery is disposed within a battery module that incorporates the battery pack.
  • a temperature sensor for detecting an ambient temperature of the battery pack; a transmitter that transmits the voltage value, the current value, and the ambient temperature; a receiving unit that receives the voltage value between both ends, the current value, and the ambient temperature of the battery pack from the transmitting unit;
  • a thermostatic chamber Equipped with the battery pack, the voltage detection circuit, the current detection circuit, the temperature sensor, and the transmitter are disposed at a first location; the test secondary battery, the power supply circuit, the receiving unit, and the thermostatic chamber are disposed at a second location different from the first location;
  • the test secondary battery is placed in the thermostatic chamber,
  • the secondary battery evaluation system according to ⁇ 1> or ⁇ 2>, wherein the thermostatic chamber is controlled to reproduce an ambient temperature of the battery pack.
  • ⁇ 4> The secondary battery evaluation system described in ⁇ 3>, wherein the battery pack is a driving battery for an electric vehicle.

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Abstract

二次電池の評価システムは、複数の二次電池セル（１１１）から構成される電池パック（１１）と、電池パック（１１）の両端電圧値を検出する電圧検出回路（１３）と、電池パック（１１）の電流値を検出する電流検出回路（１２）と、二次電池セル（１１１）と同一材料で製造された少なくとも１つの電池セルから構成される試験用二次電池（１９０）と、試験用二次電池（１９０）の充放電を制御する試験用電源回路（１９）と、を備える。試験用電源回路（１９）は、電池パック（１１）の充電時における両端電圧値と電流値とに基づいて、試験用二次電池（１９０）に対する試験用充電電圧値および試験用充電電流値とを設定し、試験用充電電圧値と試験用充電電流値とで試験用二次電池（１９０）を充電し、電池パック（１１）の放電時における両端電圧値と電流値とに基づいて、試験用二次電池（１９０）に対する試験用放電電圧値および試験用放電電流値とを設定し、試験用放電電圧値と試験用放電電流値とで試験用二次電池（１９０）を放電することで、電池パック（１１）の充放電の模擬を行う。試験用電源回路（１９）は、ＳＯＣ－ＯＣＶデータの測定時には、試験用二次電池（１９０）の充放電を電池パック（１１）の駆動と独立して行い、試験用二次電池（１９０）のＳＯＣ－ＯＣＶデータを取得する。

Description

二次電池の評価システム
　本発明は、二次電池の劣化度を評価するシステムに関する。
　特許文献１には、電池状態検出装置が記載されている。特許文献１に記載の電池状態検出装置は、車両のモータ等に電力を供給する電池（二次電池）を劣化度の評価対象の電池としており、劣化度の評価対象の電池に対して、劣化度の監視用電池が並列に接続されている。
　特許文献１に記載の電池状態検出装置は、監視用電池を用いて、評価対象の電池の状態を検出する。
特開２００９－２５０３２号公報
　しかしながら、特許文献１の装置では、評価対象の電池の動作中に、監視用電池も動作中となる。このため、評価対象の電池が動作中には、評価対象の電池のＯＣＶ劣化解析のような静的な評価ができず、劣化度の評価を精度よく行うことができない。
　また、評価対象の電池に対してＯＣＶ劣化解析のような静的な評価を行う場合、長時間が必要になる。このため、例えば、ＵＰＳのバッテリのように稼働を停止できないシステムには適用できない。
　したがって、本発明の目的は、評価対象の電池（二次電池）の動作を停止させることなく、評価対象の電池の劣化度の評価を精度よく行う二次電池の評価システムを提供することにある。
　この発明の二次電池の評価システムは、複数の二次電池セルから構成される電池パックと、電池パックの両端電圧値を検出する電圧検出回路と、電池パックの電流値を検出する電流検出回路と、二次電池セルと同一材料で製造された少なくとも１つの電池セルから構成される試験用二次電池と、試験用二次電池の充放電を制御する電源回路と、を備える。
　電源回路は、電池パックの充電時における両端電圧値と電流値とに基づいて、試験用二次電池に対する試験用充電電圧値および試験用充電電流値とを設定し、試験用充電電圧値と試験用充電電流値とで試験用二次電池を充電し、電池パックの放電時における両端電圧値と電流値とに基づいて、試験用二次電池に対する試験用放電電圧値および試験用放電電流値とを設定し、試験用放電電圧値と試験用放電電流値とで試験用二次電池を放電することで、電池パックの充放電の模擬を行う。電源回路は、ＳＯＣ－ＯＣＶデータの測定時には、試験用二次電池の充放電を電池パックの駆動と独立して行い、試験用二次電池のＳＯＣ－ＯＣＶデータを取得する。
　この構成では、試験用二次電池の充電および放電を、電池パックの駆動に対して分離して行うことができる。これにより、電池パックが駆動中であっても、試験用二次電池の静的な評価を実現できる。また、試験用二次電池が電池パックの二次電池セルと同一材料で製造されていることで、試験用二次電池の劣化度に関する特性を測定できれば、電池パックの劣化度に関する特性を、間接的かつ高精度に実現できる。
　この発明よれば、評価対象の二次電池の動作を停止させることなく、評価対象の二次電池の劣化度の評価を精度よく行うことができる。
図１は、本発明の実施形態において評価対象となる二次電池が利用される電力システムの一例を示す構成図である。 図２は、本発明の第１の実施形態に係る二次電池の評価システムを含む二次電池の充放電システムの一例を示す機能ブロック図である。 図３は、電池パックの一態様を示す斜視図である。 図４は、本発明の第２の実施形態に係る二次電池の評価システムを含む二次電池の充放電システムの一例を示す機能ブロック図である。 図５は、本発明の第３の実施形態に係る二次電池の評価システムの一例を示す機能ブロック図である。 図６は、二次電池の評価システムを適用したＥＶの概略構成の一例を示す図である。 図７は、ＥＶに搭載される電池モジュールの一例を示す機能ブロック図である。 図８は、試験系の構成の一例を示す機能ブロック図である。
　［第１の実施形態］
　本発明の第１の実施形態に係る二次電池の評価システムについて、図を参照して説明する。
　（二次電池が利用される電力システム）
　図１は、本発明の実施形態において評価対象となる二次電池が利用される電力システムの一例を示す構成図である。図１に示すように、電力システム９０は、電池モジュール１０、太陽光パネル２０、蓄電池用ＰＣＳ３１、太陽光用ＰＣＳ３２、システム制御部４０、系統連系リレー５０、電流センサ６０、および、事業者負荷を備える。
　なお、電力システム９０は、負荷の種類が事業者負荷のシステムに限るものではなく、電池モジュール１０の二次電池（蓄電池）がほぼ継続的に駆動（充放電）されるシステムであれば、本願発明の構成は適用でき、有効に作用する。また、電力システム９０は、太陽光パネル２０と太陽光用ＰＣＳ３２を備えているが、これらは省略することも可能である。
　電池モジュール１０は、蓄電池用ＰＣＳ３１に接続される。太陽光パネル２０は、太陽光用ＰＣＳ３２に接続される。蓄電池用ＰＣＳ３１と太陽光用ＰＣＳ３２とは、系統連系リレー５０に接続される。系統連系リレー５０は、商用電力系統に接続される。系統連系リレー５０と商用電力系統との接続ラインには、電流センサ６０が配置される。
　電池モジュール１０は、いわゆる、ＥＳＳ（Ｅｎｅｒｇｙ　Ｓｔｏｒａｇｅ　Ｓｙｓｔｅｍ）であり、複数の二次電池セル１１１を備えている。複数の二次電池セル１１１は、蓄電池用ＰＣＳ３１からの充放電制御によって、充電または放電される。なお、電池モジュール１０のより具体的な構成は、後述する。
　システム制御部４０は、太陽光用ＰＣＳ３２から電力と電池モジュール１０からの電力で事業所負荷の電力を賄うように、蓄電池用ＰＣＳ３１および太陽光用ＰＣＳ３２の動作を制御する。例えば、システム制御部４０は、事業者負荷の電力を予測し、太陽光発電の電力と契約上限までの買電電力とで事業者負荷の電力を賄えれば、太陽光発電の電力と契約上限までの買電電力とを事業者負荷に供給する制御を行う。この際、システム制御部４０は、電流センサ６０で計測した電流に基づいて、商用電力系統に電力が逆潮流しないように、太陽光用ＰＣＳ３２の動作を制御する。
　また、システム制御部４０は、太陽光発電の電力と契約上限までの買電電力とで事業者負荷の電力を賄えず、電池モジュール１０が十分に充電されていれば、電池モジュール１０からの放電制御を蓄電池用ＰＣＳ３１に指示する。
　また、システム制御部４０は、太陽光発電の電力と契約上限までの買電電力とで事業者負荷の電力を賄え、さらに、太陽光発電電力に余力があり、電池モジュール１０に充電可能な容量が存在すれば、電池モジュール１０への充電制御を蓄電池用ＰＣＳ３１に指示する。
　蓄電池用ＰＣＳ３１は、システム制御部４０からの指示に基づいて、電池モジュール１０の複数の二次電池セル１１１の充放電制御を行う。
　（二次電池の評価システム）
　図２は、本発明の第１の実施形態に係る二次電池の評価システムを含む二次電池の充放電システムの一例を示す機能ブロック図である。図２に示すように、二次電池の充放電システムは、電池モジュール１０、および、蓄電池用ＰＣＳ３１を備える。
　蓄電池用ＰＣＳ３１は、マイコン３１１、および、ＤＣＤＣコンバータ３１２を備える。電池モジュール１０は、電池パック１１、電流検出回路１２、電圧検出回路１３、試験用電源回路１９、試験用二次電池１９０を備える。
　電池パック１１は、複数の二次電池セル１１１を直列接続、および、並列接続することで構成される。図３は、電池パックの一態様を示す斜視図である。複数の二次電池セル１１１は、例えば図３に示すように二次元配置された状態でまとめられることで、電池パック１１を構成する。
　電池パック１１の正極端子と負極端子は、蓄電池用ＰＣＳ３１のＤＣＤＣコンバータ３１２に接続される。
　電流検出回路１２は、電池パック１１の正極端子とＤＣＤＣコンバータ３１２との間に接続される。電流検出回路１２の出力端子は、マイコン３１１に接続される。これにより、マイコン３１１は、電池パック１１の電流値を取得できる。
　電圧検出回路１３は、電池パック１１の正極端子と負極端子との間に接続される。電圧検出回路１３の出力端子は、マイコン３１１に接続される。これにより、マイコン３１１は、電池パック１１の両端電圧値を取得できる。電圧検出回路１３は、電池パック内の複数の二次電池セルの各々のセル電圧を個別に検出するように構成し、その合計値を電池パック１１の両端電圧として出力するようにしてもよい。
　マイコン３１１は、システム制御部４０からの動作制御を受けて、ＤＣＤＣコンバータ３１２の充放電制御を行う。この際、マイコン３１１は、電流検出回路１２からの電流値および電圧検出回路１３からの電圧値に基づいて充放電制御を行う。
　試験用二次電池１９０は、複数の二次電池セル１１１と同一材料で製造されている。すなわち、試験用二次電池１９０は、二次電池セル１１１の１個と同じものである。なお、試験用二次電池１９０は、電池パック１１を構成する二次電池セル１１１の個数よりも少なければ、複数個の二次電池セル１１１から構成してもよい。しかしながら、その個数は、少ない方が好ましい。これにより、試験用二次電池１９０の構成を簡素化でき、小型化、低コスト化を実現できる。
　試験用二次電池１９０の正極端子と負極端子は、試験用電源回路１９に接続される。
　試験用電源回路１９は、充電回路と電子負荷とを備える。試験用電源回路１９は、充電回路によって試験用二次電池１９０の充電制御を行う。試験用電源回路１９は、電子負荷によって試験用二次電池１９０の放電制御を行う。
　試験用電源回路１９は、蓄電池用ＰＣＳ３１のマイコン３１１、および、測定データ送信部１８に接続する。測定データ送信部１８は、電池モジュール１０の内部に配置されていても、外部に配置されていてもよい。
　（電池パック１１の充放電の模擬）
　試験用電源回路１９は、マイコン３１１から電池パック１１の充電条件（充電電流値、充電電圧値）を取得する。試験用電源回路１９は、電池パック１１を構成する複数の二次電池セル１１１の単セル当たりの充電電圧値および充電電流値と試験用二次電池１９０の単セル当たりの試験用充電電圧値および試験用充電電流値とが同じになるように設定する。
　例えば、試験用充電電圧値は、電池パック１１における直列接続された二次電池セル１１１の個数によって充電時の電池パック１１の両端電圧値を除算することで設定される。
　例えば、試験用充電電流値は、電池パック１１における並列接続された二次電池セル１１１の個数によって充電時の電池パック１１の電流値を除算することで設定される。
　試験用電源回路１９は、試験用充電電圧値および試験用充電電流値によって、試験用二次電池１９０の充電制御を行う。
　試験用電源回路１９は、マイコン３１１から電池パック１１の放電条件（放電電流値、放電電圧値）を取得する。試験用電源回路１９は、電池パック１１を構成する複数の二次電池セル１１１の放電電圧値および放電電流値と、試験用二次電池１９０の試験用放電電圧値および試験用放電電流値とが同じになるように設定する。
　例えば、試験用放電電圧値は、電池パック１１における直列接続された二次電池セル１１１の個数によって放電時の電池パック１１の両端電圧値を除算することで設定される。
　例えば、試験用放電電流値は、電池パック１１における並列接続された二次電池セル１１１の個数によって放電時の電池パック１１の電流値を除算することで設定される。
　試験用電源回路１９は、試験用放電電圧値および試験用放電電流値によって、試験用二次電池１９０の放電制御を行う。
　このような模擬の充放電を行うことで、本実施形態の二次電池の評価システムは、試験用二次電池１９０の劣化度を、電池パック１１を構成する二次電池セル１１１の劣化度と同じにできる。
　（ＳＯＣ－ＯＣＶデータの測定時）
　ＳＯＣ－ＯＣＶデータの測定を行うとき、試験用電源回路１９は、上述の電池パック１１の充放電の模擬を一時的に停止する。
　試験用電源回路１９は、ＳＯＣ－ＯＣＶ測定条件を予め記憶している。
　試験用電源回路１９は、ＳＯＣ－ＯＣＶ測定に先立ち、試験用二次電池１９０を完全放電状態（ＳＯＣ０％）まで放電する。その後、ＳＯＣ－ＯＣＶ測定用の間欠充電を行い、満充電状態（ＳＯＣ１００％）までのＳＯＣ－ＯＣＶデータ（充電容量と開回路電圧）を測定する。具体的には、試験用二次電池１９０が完全放電状態（ＳＯＣ０％）から、所定電流で所定時間充電（例えば１Ｃで１分間）した後、上昇した端子電圧を落ち着かせるための緩和時間（例えば１０分間）を挟み、平衡状態になった後の端子電圧をＯＣＶデータとして測定する、という手順を満充電になるまで繰り返す。こうすることでＳＯＣの変位と共にＯＣＶ値がどう変化しているかを示すＳＯＣ－ＯＣＶデータを取得することができる。
　試験用電源回路１９は、測定したＳＯＣ－ＯＣＶデータを測定データ送信部１８に出力する。測定データ送信部１８は、外部の劣化度解析用の装置等にＳＯＣ－ＯＣＶデータを送信する。
　これにより、本実施形態の二次電池の評価システムは、電池パック１１の駆動（充放電）を停止することなく、試験用二次電池１９０のＳＯＣ－ＯＣＶデータを取得でき、試験用二次電池１９０のＯＣＶ解析を実現できる。
　この際、上述のように、試験用二次電池１９０の劣化度は、電池パック１１の二次電池セル１１１の劣化度を精度よく模擬している。したがって、試験用二次電池１９０のＯＣＶ解析を行うことで、電池パック１１の二次電池セル１１１のＯＣＶ解析を精度よく行うことができる。これにより、電池パック１１の二次電池セル１１１の劣化度を精度よく評価できる。
　なお、このＳＯＣ－ＯＣＶデータの測定が終了すると、試験用電源回路１９は、マイコン３１１から電池パック１１の充電状態を取得し、上述の電池パック１１の充放電の模擬を再開する。そして、また次のＳＯＣ－ＯＣＶデータの測定タイミングになると、試験用電源回路１９は、上述のＳＯＣ－ＯＣＶデータの測定を行う。以下、電池パック１１の充放電の模擬とＳＯＣ－ＯＣＶデータの測定を繰り返す。
　これにより、本実施形態の二次電池の評価システムは、電池パック１１（電池パック１１の二次電池セル１１１）の劣化度を継続的に精度よく評価できる。
　また、上述の構成では、試験用二次電池１９０は、電池パック１１と同じく、電池モジュール１０内に配置されている。これにより、試験用二次電池１９０の動作環境は、電池パック１１の動作環境（環境温度）と同様になる。したがって、試験用二次電池１９０を用いた電池パック１１の二次電池セル１１１の劣化度の模擬精度は向上する。この結果、本実施形態の二次電池の評価システムは、電池パック１１（電池パック１１の二次電池セル１１１）の劣化度を、さらに精度よく評価できる。
　［第２の実施形態］
　本発明の第２の実施形態に係る二次電池の評価システムについて、図を参照して説明する。図４は、本発明の第２の実施形態に係る二次電池の評価システムを含む二次電池の充放電システムの一例を示す機能ブロック図である。
　第２の実施形態に係る二次電池の評価システムは、第１の実施形態に係る二次電池の評価システムが蓄電池用ＰＣＳ３１のマイコン３１１を利用するのに対して、マイコン３１１を利用しない点で異なる。第２の実施形態に係る二次電池の評価システムの他の構成は、第１の実施形態に係る二次電池の評価システムと同様であり、同様の箇所の説明は省略する。
　二次電池の評価システムは、電池モジュール１０Ａを備える。電池モジュール１０Ａは、第１の実施形態に係る電池モジュール１０に対して、試験用電源回路１９Ａにおいて異なる。電池モジュール１０Ａの他の構成は、電池モジュール１０と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。
　試験用電源回路１９Ａは、電流検出回路１２の出力端子および電圧検出回路１３の出力端子に接続する。試験用電源回路１９Ａは、電池パック１１の電流値を電流検出回路１２から直接取得する。試験用電源回路１９Ａは、電池パック１１の両端電圧値を電圧検出回路１３から直接取得する。
　これにより、本実施形態の二次電池の評価システムは、蓄電池用ＰＣＳ３１のマイコン３１１を含むことなく、電池モジュール１０Ａのみで、電池パック１１（電池パック１１の二次電池セル１１１）の劣化度を評価するためのＳＯＣ－ＯＣＶデータを精度よく測定できる。
　［第３の実施形態］
　本発明の第３の実施形態に係る二次電池の評価システムについて、図を参照して説明する。図５は、本発明の第３の実施形態に係る二次電池の評価システムの一例を示す機能ブロック図である。
　第３の実施形態に係る二次電池の評価システムは、第２の実施形態に係る二次電池の評価システムに対して、試験用電源回路１９Ｂ、試験用二次電池１９０等が、電池モジュール１０Ｂと別の場所に配置される点で異なる。以下では、第３の実施形態に係る二次電池の評価システムが第２の実施形態に係る二次電池の評価システムに対して異なる箇所のみを説明し、同様の箇所の説明は省略する。
　（電池モジュール１０Ｂが配置される第１の場所）
　電池モジュール１０Ｂは、電池パック１１、電流検出回路１２、電圧検出回路１３、および、温度センサ１６を備える。すなわち、電池モジュール１０Ｂは、試験用電源回路１９Ｂ、試験用二次電池１９０を備えていない。
　温度センサ１６は、電池パック１１の周辺温度を検出し、送信部１７に出力する。電流検出回路１２は、電池パック１１の電流値を送信部１７に出力する。電圧検出回路１３、電池パック１１の電圧値を送信部１７に出力する。
　送信部１７は、周辺温度、電流値、および、電圧値を、受信部１９４に送信する。
　（試験用二次電池および試験用電源回路が配置される第２の場所）
　受信部１９４、条件設定部１９５、試験用電源回路１９Ｂ、試験用二次電池１９０、測定データ送信部１８は、電池モジュール１０Ｂと異なる場所に配置される。例えば、これらは、ＯＣＶ解析を行うユーザ等がいる試験場等に配置される。
　試験用電源回路１９Ｂ、試験用二次電池１９０は、恒温槽ＴＨＣＨ内に配置される。恒温槽ＴＨＣＨには、温調器１９９が設置されている。温調器１９９は、恒温槽ＴＨＣＨの温度を調整する。
　受信部１９４は、周辺温度、電流値、および、電圧値を条件設定部１９５に出力する。条件設定部１９５は、周辺温度を温調器１９９に出力し、電流値、および、電圧値を試験用電源回路１９Ｂに出力する。
　温調器１９９は、受信した周辺温度と同じ温度環境となるように、恒温槽ＴＨＣＨの温度調整を行う。
　試験用電源回路１９Ｂは、受信した電流値、および、電圧値に基づいて、試験用二次電池１９０に対して、電池パック１１の充放電の模擬を行う。また、試験用電源回路１９Ｂは、所定のタイミングで、ＳＯＣ－ＯＣＶデータの測定を行う。
　このように、本実施形態の構成とすることで、評価対象の電池パック１１の近傍に試験用二次電池１９０を配置せずに、ＯＣＶ解析、劣化度の評価を行うことができる。これにより、遠隔地においてＯＣＶ解析の専門家に評価を容易にゆだねる事ができる。例えば、電池メーカがＥＳＳを運用している顧客先に行かずとも、自社内に試験用二次電池１９０を置いたシステムによって顧客先で運用されているＥＳＳ用電池（電池パック１１）の劣化度を高精度に評価できる。
　なお、上述の説明では、工場等を想定して記載しているが、本願の二次電池の評価システムは、電気を駆動用のエネルギーとして利用するＥＶ（電気自動車）等の二次電池（ＥＶバッテリ）の評価にも適用できる。
　図６は、二次電池の評価システムを適用したＥＶの概略構成の一例を示す図である。図７は、ＥＶに搭載される電池モジュールの一例を示す機能ブロック図である。図８は、試験系の構成の一例を示す機能ブロック図である。なお、上述の各実施形態と同様の構成からなる機能部は、同じ符号を付記しており、以下では、同じ符号の箇所は説明を省略する。
　図６に示すように、ＥＶ９０Ｃは、ＥＣＵ９１、ＤＣＤＣコンバータ９２、インバータ９３、駆動モータ９４、充電口９５、無線装置９６、および、電池モジュール１０Ｃを備える。
　図７に示すように、電池モジュール１０Ｃは、電池パック１１、電流検出回路１２、電圧検出回路１３、温度センサ１６、および、マイコン９１１を備える。
　ＥＣＵ９１、ＤＣＤＣコンバータ９２、インバータ９３、および、電池モジュール１０Ｃのマイコン９１１は、ＣＡＮに接続される。ＥＣＵ９１は、ＣＡＮを通じてＤＣＤＣコンバータ９２、インバータ９３、および、電池モジュール１０Ｃに制御指令を行い、ＥＶ９０Ｃの全体制御を行う。
　ＤＣＤＣコンバータ９２は、充電口９５に接続し、インバータ９３に接続する。インバータ９３は、駆動モータ９３に接続する。
　ＤＣＤＣコンバータ９２は、充電口９５から供給される直流電力を、電池モジュール１０Ｃの電池パック１１の充電電圧、充電電流に変換して、電池モジュール１０Ｃの電池パック１１の充電電力を供給する。
　また、ＤＣＤＣコンバータ９２は、電池パック１１に充電された直流電力を、インバータ用の直流電圧、直流電圧に変換して、インバータ９３に供給する。
　インバータ９３は、ＤＣＤＣコンバータ９２を通じて供給された直流電流、直流電圧を、所定の交流電圧、交流電流に変換して、駆動モータ９４に供給する。
　無線装置９６は、マイコン９１１、ＥＣＵ９１を通じて取得した周辺温度、電流値、および、電圧値を、ＥＶ９０Ｃと別位置の恒温槽ＴＨＣＨに配置された無線通信部１９４Ｃに送信する。
　これにより、上述の第３の実施形態に示したような恒温槽ＴＨＣＨを用いたＳＯＣ－ＯＣＶデータの測定を行うことができる。
　＜１＞　複数の二次電池セルから構成される電池パックと、
　前記電池パックの両端電圧値を検出する電圧検出回路と、
　前記電池パックの電流値を検出する電流検出回路と、
　前記二次電池セルと同一材料で製造された少なくとも１つの電池セルから構成される試験用二次電池と、
　前記試験用二次電池の充放電を制御する電源回路と、
　を備え、
　前記電源回路は、
　　前記電池パックの充電時における前記両端電圧値と前記電流値とに基づいて、前記試験用二次電池に対する試験用充電電圧値および試験用充電電流値とを設定し、前記試験用充電電圧値と前記試験用充電電流値とで前記試験用二次電池を充電し、
　　前記電池パックの放電時における前記両端電圧値と前記電流値とに基づいて、前記試験用二次電池に対する試験用放電電圧値および試験用放電電流値とを設定し、前記試験用放電電圧値と前記試験用放電電流値とで前記試験用二次電池を放電することで、前記電池パックの充放電の模擬を行い、
　　ＳＯＣ－ＯＣＶデータの測定時には、前記試験用二次電池の充放電を前記電池パックの駆動と独立して行い、前記試験用二次電池のＳＯＣ－ＯＣＶデータを取得する、
　二次電池の評価システム。
　＜２＞　前記試験用二次電池は、前記電池パックを内蔵する電池モジュール内に配置されている、＜１＞に記載の二次電池の評価システム。
　＜３＞　前記電池パックの周辺温度を検出する温度センサと、
　前記両端電圧値、前記電流値、および、前記周辺温度を送信する送信部と、
　前記送信部からの前記両端電圧値、前記電流値、および、前記電池パックの周辺温度を受信する受信部と、
　恒温槽と、
　を備え、
　前記電池パック、前記電圧検出回路、前記電流検出回路、前記温度センサ、および、送信部は、第１の場所に配置され、
　前記試験用二次電池、前記電源回路、前記受信部、および、前記恒温槽は、前記第１の場所と異なる第２の場所に配置され、
　前記試験用二次電池は、前記恒温槽内に配置され、
　前記恒温槽は、前記電池パックの周辺温度を再現するように制御されている、＜１＞または＜２＞に記載の二次電池の評価システム。
　＜４＞　前記電池パックは、電動車両の駆動用電池である、＜３＞に記載の二次電池の評価システム。
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ：電池モジュール
１１：電池パック
１２：電流検出回路
１３：電圧検出回路
１６：温度センサ
１７：送信部
１８：測定データ送信部
１９、１９Ａ、１９Ｂ：試験用電源回路
２０：太陽光パネル
３１：蓄電池用ＰＣＳ
３２：太陽光用ＰＣＳ
４０：システム制御部
５０：系統連系リレー
６０：電流センサ
９０：電力システム
９０Ｃ：ＥＶ
９１：ＥＣＵ
９２：ＤＣＤＣコンバータ
９３：インバータ
９４：駆動モータ
９５：充電口
９６：無線装置
１１１：二次電池セル
１９０：試験用二次電池
１９４：受信部
１９４Ｃ：無線通信部
１９５：条件設定部
１９９：温調器
３１１：マイコン
３１２：ＤＣＤＣコンバータ
９１１：マイコン
ＴＨＣＨ：恒温槽

Claims (4)

  1. 　複数の二次電池セルから構成される電池パックと、
    　前記電池パックの両端電圧値を検出する電圧検出回路と、
    　前記電池パックの電流値を検出する電流検出回路と、
    　前記二次電池セルと同一材料で製造された少なくとも１つの電池セルから構成される試験用二次電池と、
    　前記試験用二次電池の充放電を制御する電源回路と、
    　を備え、
    　前記電源回路は、
    　　前記電池パックの充電時における前記両端電圧値と前記電流値とに基づいて、前記試験用二次電池に対する試験用充電電圧値および試験用充電電流値とを設定し、前記試験用充電電圧値と前記試験用充電電流値とで前記試験用二次電池を充電し、
    　　前記電池パックの放電時における前記両端電圧値と前記電流値とに基づいて、前記試験用二次電池に対する試験用放電電圧値および試験用放電電流値とを設定し、前記試験用放電電圧値と前記試験用放電電流値とで前記試験用二次電池を放電することで、前記電池パックの充放電の模擬を行い、
    　　ＳＯＣ－ＯＣＶデータの測定時には、前記試験用二次電池の充放電を前記電池パックの駆動と独立して行い、前記試験用二次電池のＳＯＣ－ＯＣＶデータを取得する、
    　二次電池の評価システム。
  2. 　前記試験用二次電池は、前記電池パックを内蔵する電池モジュール内に配置されている、
    　請求項１に記載の二次電池の評価システム。
  3. 　前記電池パックの周辺温度を検出する温度センサと、
    　前記両端電圧値、前記電流値、および、前記周辺温度を送信する送信部と、
    　前記送信部からの前記両端電圧値、前記電流値、および、前記電池パックの周辺温度を受信する受信部と、
    　恒温槽と、
    　を備え、
    　前記電池パック、前記電圧検出回路、前記電流検出回路、前記温度センサ、および、送信部は、第１の場所に配置され、
    　前記試験用二次電池、前記電源回路、前記受信部、および、前記恒温槽は、前記第１の場所と異なる第２の場所に配置され、
    　前記試験用二次電池は、前記恒温槽内に配置され、
    　前記恒温槽は、前記電池パックの周辺温度を再現するように制御されている、
    　請求項１に記載の二次電池の評価システム。
  4. 　前記電池パックは、電動車両の駆動用電池である、請求項３に記載の二次電池の評価システム。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11289676A (ja) * 1998-04-01 1999-10-19 Toyo System Kk 二次電池充放電装置用の電源装置
JP2009025032A (ja) * 2007-07-17 2009-02-05 Toyota Motor Corp 電池状態検出装置及び方法、並びに出力制御装置及び方法
JP2014154437A (ja) * 2013-02-12 2014-08-25 Toshiba Corp 試験システムおよび試験方法
JP2014220896A (ja) * 2013-05-07 2014-11-20 東芝Ｉｔコントロールシステム株式会社 充放電制御装置
JP2023010581A (ja) * 2021-07-07 2023-01-20 株式会社東京精密 充放電試験システム及び充放電試験システムの制御方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11289676A (ja) * 1998-04-01 1999-10-19 Toyo System Kk 二次電池充放電装置用の電源装置
JP2009025032A (ja) * 2007-07-17 2009-02-05 Toyota Motor Corp 電池状態検出装置及び方法、並びに出力制御装置及び方法
JP2014154437A (ja) * 2013-02-12 2014-08-25 Toshiba Corp 試験システムおよび試験方法
JP2014220896A (ja) * 2013-05-07 2014-11-20 東芝Ｉｔコントロールシステム株式会社 充放電制御装置
JP2023010581A (ja) * 2021-07-07 2023-01-20 株式会社東京精密 充放電試験システム及び充放電試験システムの制御方法

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