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公開番号2024142341
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-11
出願番号2023054440
出願日2023-03-30
発明の名称充放電試験システム
出願人株式会社東京精密
代理人スプリング弁理士法人
主分類G01R 31/00 20060101AFI20241003BHJP(測定;試験)
要約【課題】長期間試験及び異常時の詳細データを任意に出力することができ、電流・電圧・温度等に対しても詳細な評価ができる充放電試験システムの提供。
【解決手段】二次電池15-1…15-nを接続して充放電試験を行う試験装置20-1と、前記試験装置20-1…20-mによる電池状態を示す信号から測定データDT1を作成し、解析して電池の特性を求める充放電試験システムにおいて、第1のサンプリング間隔f1で前記測定データを取得する前記試験装置と、前記測定データを記憶する大容量記憶装置と1(100)と、記憶された前記測定データに基づき、前記第1のサンプリング間隔のA倍(Aは2以上の整数を表す)となる第2のサンプリング間隔f2で前記測定データを抽出して、評価データDT2として出力する、評価データ出力手段と、を備えた充放電試験システム。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
二次電池を接続して充放電試験を行う試験装置と、前記試験装置により取得される前記二次電池の特性解析のための電池状態を示す測定データに基づき評価データを出力する充放電試験システムにおいて、
第１のサンプリング間隔で前記測定データを取得する前記試験装置と、
前記測定データを記憶する大容量記憶装置と、
記憶された前記測定データに基づき、前記第１のサンプリング間隔のＡ倍（Ａは２以上の整数を表す）となる第２のサンプリング間隔で前記測定データを抽出して、評価データとして出力する、評価データ出力手段と、
を備えた充放電試験システム。
続きを表示（約 930 文字）【請求項２】
前記試験装置は、交流電源と、交流／直流コンバータと、前記交流／直流コンバータにバス接続された複数の充放電装置と、前記充放電装置を制御して前記二次電池の充放電試験を行うコントローラとを有し、
前記コントローラを介して前記試験装置と接続され、前記二次電池に対する充放電パターンの設定指示を前記コントローラへ出力する制御装置と、
前記試験装置と接続された前記大容量記憶装置と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の充放電試験システム。
【請求項３】
前記大容量記憶装置が、ネットワークを介して、前記試験装置と接続されたことを特徴とする、請求項２に記載の充放電試験システム。
【請求項４】
前記大容量記憶装置が、前記制御装置を介して、前記試験装置と接続されたことを特徴とする、請求項２に記載の充放電試験システム。
【請求項５】
前記評価データ出力手段は、ユーザからの要求、又は、予め定められた条件に基づき、前記Ａの大きさを調整する、請求項１に記載の充放電試験システム。
【請求項６】
前記評価データ出力手段は、ユーザからの要求、又は、予め定められた条件に基づき、前記測定データのうち、所定の時間分のデータについて、
前記第１のサンプリング間隔のＢ倍（Ｂは、１以上、前記Ａ未満の整数を表す）となる第３のサンプリング間隔で、データを再抽出して、第２の評価データとして出力する、請求項１に記載の充放電試験システム。
【請求項７】
前記測定データに基づき、予め定められた基準との比較により異常特性パターンを判断し、異常傾向を予測、又は、警告する予測部を更に備える、請求項６に記載の充放電試験システム。
【請求項８】
前記予測部は、前記測定データの経時的な推移に対する異常の発生状況のラベル付けがなされた訓練データセットにより予め機械学習された学習済みモデルを含み、
前記試験装置により取得された前記測定データに基づき、前記学習済みモデルにより、前記異常傾向を予測する、請求項７に記載の充放電試験システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池等の被充電体の充放電試験を行う充放電試験システムに関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、世界的な環境規制の強化及びエネルギ費用削減の傾向に基づいて、電気自動車についての要求が増加している。そして、電気自動車（ＥＶ）や燃料電池車（ＦＣＶ）は、走行中に二酸化炭素（ＣＯ
２
）をまったく出さないため、世界的な「脱炭素」の動きで需要が急増している。電気自動車とは、電動機の駆動力のみを用いて走行が可能な車であり、走行用の大出力モータに供給する電力源として、二次電池（バッテリ）を用いる電気自動車（ＥＶ）、燃料電池を用いる燃料電池車（ＦＣＶ）が知られている。電気自動車（ＥＶ）技術を支える二次電池もキーデバイスとして大きく需要が拡大している一方で、電気自動車等を支えるトータルインフラとして、原料の採掘から、製造、及び、再利用等に至るまで、脱ＣＯ
２
、及び、省エネの要求が大きくなってきている。
【０００３】
上記は、電池製造後の試験設備においても同様で、設備の拡大に合わせ、装置自体の更なるランニングコスト低下、省エネ化が求められている。車両電動化等のために使用される大容量の二次電池は、信頼性を確保するために、長期間にわたる試験を行い、結果として得られる膨大なデータから、その特性を見極める評価試験が行わる。
例えば、二次電池は、充電と放電とを頻繁に繰り返したり、負荷が急激に変動するなどの過酷な条件で使用されるため、製造時に充放電試験装置により充電試験や放電試験（充放電試験と称する）が行われ、品質が厳しく管理されている。
【０００４】
特許文献１は、二次電池の充放電試験は長時間を要する試験であり、転送速度や取得頻度が制限されるので、二次電池の特性を計測し、ＬＡＮ経由で充放電試験装置との送受信を行う低速計測モードと、計測結果をアナログ信号で制御装置内部のシステムバスを介して記憶部に保存する高速計測モードとを設けることが記載している。
【０００５】
特許文献２は、設備の稼働率向上を確保するため、充放電体の内の充放電試験の対象となる試験充放電体に対応する充放電パターンを設定する設定部し、充放電パターンに基づいて、電力予測パターンを生成することを記載している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１６－１２１９３１号公報
特開２０２３－１０５８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来技術において、充放電試験システムによる出力データは、装置専用の制御パソコンの記憶装置であるＨＤＤ内に保存され、データ解析・診断に使用される。典型的には、所定の時間間隔（サンプリング間隔）でデータが取得され、ＨＤＤ内に順次記録される。
【０００８】
一般に、充放電試験装置の電池評価試験は長期間試験が多く、サンプリング間隔を短くすると、取得されるデータ量が膨大となりやすく、ＨＤＤの記憶域が圧迫されたり、データ解析が煩雑となりすぎるという問題があった。
そのため、サンプリング間隔を一定程度長く（粗く）、例えば、数秒～数十秒くらいにする場合があった。
【０００９】
しかし、サンプリング間隔が粗いと、２つのサンプリング時間（時機）の間に起こった事象が記録されないという問題がある。例えば、サンプリングとサンプリングとの間に電池性能の評価上重要な信号が発生したとしても、その信号は記録されず（サンプリング時機でないため）見逃されてしまっていた。
また、何らかの異常により、装置が停止し、時間を遡ってその原因を調査しようとしても、サンプリング間隔が粗いと、異常（特異的な事象）の原因となる兆候を見つけることは難しかった。
【００１０】
一方で、サンプリング間隔を細かく（短く）すると、データ量が膨大となる問題がある。データ量が増えると、単に記憶域を圧迫するだけでなく、データ解析に（特異的な事象の抽出に）、時間が掛かるという問題もあった。
一般に、電池評価試験は、同一の、又は、異なる電池を並行して、同時に行われることが多い。この場合、１つの二次電池の試験データ量が増加すると、評価試験全体において扱われるデータ量も大きく増加していく。二次電池の充放電試験は、数か月間連続で行われることもあり、ここから得られる膨大なデータをユーザが解析するのは煩雑となり、評価結果を得るまでに時間を要するという問題があった。
（【００１１】以降は省略されています）

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