JP2007292654A - 車載用電池の耐久試験装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】充放電装置7により実使用状態を模擬した条件で供試品2に対して充放電を行うのみならず、恒温恒湿槽3を用いて、供試品2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2に対する充放電を行う。この際、供試品2に係る電流、電流、電力(供給電力、出力電力)及び充電状態等が、実使用時の環境を再現した模擬環境に供試品2を曝した状態で得られ、周囲環境制御装置10及び電池ECUモニター装置12にモニターされる。モニター情報は実車走行時の環境の影響を反映しており、供試品2に対する性能、耐久評価の精度が高くなる。
【選択図】図1
Description
この装置では、分単位の充放電〔25Aの定電流の4分間放電と、14.8Vで制限電流25Aの2分間充電とを交互に10回、実行する充放電〕と時間単位の充電〔14.8Vで制限電流25Aの2時間充電〕とを交互に繰り返す試験を行い、供試電池の性能を評価するようにしている。
しかしながら、上述した従来技術では、上述した環境条件(換言すれば、実車条件とも言える。)を何ら反映し得るものではなく、上記要望に応え得る装置になっておらず、改善が望まれているというのが実情であった。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の車載用電池の耐久試験装置において、前記充放電制御手段は、前記車載用電池の車両への搭載使用時におけるインバータに対する制御信号波形が再現可能であることを特徴とする。
請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の車載用電池の耐久試験装置において、前記温度制御手段は、前記車載用電池の車両への搭載使用時における前記車両の周囲温度を再現する第1の温度制御手段と、前記車載用電池の車両への搭載使用時における前記車載用電池に対する冷却状態を再現するように前記車載用電池に対する冷却条件を制御する第2の温度制御手段と、からなることを特徴とする。
図1において、電池用耐久試験装置1(車載用電池の耐久試験装置)は、次の(1)〜(4)の構成要素を備えている。
(1)車両に搭載されて実使用される車載用電池に対応する供試品2を収納し、温度・湿度環境条件(例えばアラスカ、サハラ砂漠における環境条件など)を調整可能の恒温恒湿槽3(第1の温度制御手段)。
なお、供試品2(車載用電池)は、実使用時に用いられるものと同様に、電流検出機能及び電圧検出機能を備えており、この検出電流及び検出電圧は、後述する電池ECU4に入力される。
恒温恒湿槽3には観測窓5が設けられており、観測窓5を通して、供試品2に液漏れや傷の発生がないか否か等の外観確認を行えるようになっている。
(2)恒温恒湿槽3内に収納した供試品2に任意の温度の冷却風を任意の風量で送ることが可能な冷却装置6(第2の温度制御手段)。
ここで、実車インバータは、供試品2に対応する車載用電池が車両に搭載される際に接続されるものであり、車載用電池からの電力をPWM信号により調整して電動機の駆動を行うPWM制御のインバータのことをさしている。また、前記実車インバータの出力波形は、前記実車インバータに供給されるPWM信号の波形と、リップル(前記実車インバータの使用に伴って起こり得るインバータサージ)の波形と、からなっている。図2にPWM信号の波形及びこれに重畳されるリップルの波形の一例を、夫々符号8、9で示す。
制御装置10は、充放電装置7に対し、供試品2に対応する車載用電池の車両への搭載使用時におけるインバータに対する制御信号の波形(PWM信号及びリップルの波形)に係るデータを入力する。
制御装置10は、後述する電池ECUモニター装置12にも接続され、本電池用耐久試験装置1の起動及び停止時に、電池ECUモニター装置12を起動、停止させる。また、制御装置10は、電池ECUモニター装置12のデータ収集項目の選択設定及びデータの収集周期を設定する。
制御装置10は、ディスプレイ10a及び記録手段10bを備えており、各装置からの入力データ、制御装置10が得た算出データ及び判定結果(以下、外部から得る電池自身情報dgという。)のうち後述するようにデータ収集項目で設定された情報について、表示及び記録を行わせる。記録手段10bは、紙などの記録媒体を用いて記録するようにしている。
(5)供試品2からの検出電流・電圧、恒温恒湿槽3からの検出温度・湿度、冷却装置6からの検出温度、風量の入力を受けて、これらの入力データを後述する電池ECUモニター装置12に入力する前記電池ECU4。
この場合、電池ECU4は、供試品2からの検出電流・電圧に基づいて供試品2に係る供給・出力電力を算出し、供給・出力電力の収支から充放電効率の算出を行うと共に、供試品2の充電状態〔(異常(過充電、不足充電)状態、良好充電状態〕を判定し、これら算出データ及び判定結果も電池ECUモニター装置12に入力する。電池ECU4から電池ECUモニター装置12に入力されるデータを以下、内部側の電池自身情報dnという。
電池ECUモニター装置12は、ディスプレイ12a及び記録手段12bを備えており、電池ECU4からの入力信号のうち制御装置10により指定された収集項目に相当するものの表示及び記録を行わせる。記録手段12bは、紙などの記録媒体を用いて記録するようにしている。
まず、供試品2を恒温恒湿槽3に収容し、充放電装置7及び電池ECU4と接続する(ステップS1)。
制御装置10の作動により、実車走行を再現するように当該実車走行時の状態を模擬して設定された充放電条件、実車走行箇所の環境条件(温度、湿度、冷却条件)を、恒温恒湿槽3、冷却装置6及び充放電装置7に設定する(ステップS2)。このステップS2では、電池ECUモニター装置12に対し、データ収集項目及びデータ収集周期を設定する。本実施の形態では、データ収集項目は、内部側の電池自身情報dnのうち全ての情報が設定された場合を例にする。また、制御装置10は、当該制御装置10自身がモニターするデータ収集項目及びデータ収集周期についても設定する。本実施の形態では、当該制御装置10自身に対するデータ収集項目は、外部から得る電池自身情報dgのうち全ての情報が設定された場合を例にする。
また、上述したように実使用状態を模擬した環境条件で試験を行って供試品2に対する高い精度の性能、耐久評価を得ることができることから、この評価内容に基づいて供試品2(車載用電池)の劣化・寿命のメカニズム解明を図ることができる。
この第2実施の形態では、制御装置側モニター情報dgm及び外観確認を組合わせて、供試品2に対する性能、耐久評価を行う。
また、電池ECU4及び電池ECUモニター装置12を廃止した分、図1の第1実施の形に比して、構成を簡易にすることができる。
Claims (3)
- 車載用電池の車両への搭載使用時における充放電サイクルを再現して前記車載用電池の充放電制御を行う充放電制御手段と、
所望の試験条件に応じて前記車載用電池の周囲環境温度を制御する温度制御手段と、を備える車載用電池の耐久試験装置。 - 前記充放電制御手段は、前記車載用電池の車両への搭載使用時におけるインバータに対する制御信号波形が再現可能である、請求項1記載の車載用電池の耐久試験装置。
- 前記温度制御手段は、前記車載用電池の車両への搭載使用時における前記車両の周囲温度を再現する第1の温度制御手段と、
前記車載用電池の車両への搭載使用時における前記車載用電池に対する冷却状態を再現するように前記車載用電池に対する冷却条件を制御する第2の温度制御手段と、からなる、請求項1又は2記載の車載用電池の耐久試験装置。
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