带接触功能的多通道充放电电源的制作方法

本发明涉及用于进行二次电池的充放电试验的带接触功能的多通道充放电电源(即，二次电池的充放电试验装置)。

背景技术：

目前，智能手机等it设备、电动汽车中所使用的二次电池的需求急速增加。

在该二次电池的量产过程的最终工序中，广泛使用进行所生产的二次电池的激活和品质检查的充放电评价装置(充放电试验装置)。

如图3所示，目前广泛使用的充放电评价装置由分别独立的电源单元90、与作为试验体的二次电池91连接的接触单元92(包括正极用和负极用的探针单元93、94)构成，该两者的连接使用电缆95(例如，参照专利文献1、2)。另外，图3所示的二次电池91也沿图3的进深方向排列配置有多个，该二次电池91的个数m比构成电源单元90的多个充放电电源96(充放电构件)的个数n(例如，10倍以上)(例如，n<m)。

现有技术文件

专利文献

专利文献1：日本特开2013-229201号公报

专利文献2：日本特开2011-146372号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

但是，如上所述，由于充放电评价装置在电源单元90与接触单元92的连接中使用了电缆95，所以产生了由于从该电缆95的发热、电缆95的引绕引起的噪声的影响这样的弊端。

此外，为了确保维护性，电源单元90和探针单元93、94通过输出端子、连接器仅从1个方向输出，因此，按照每个充放电通道(即，与各个二次电池91连接的线缆组)、阻抗不同。为了消除该问题，改变(例如增长)电缆95的长度以匹配阻抗，因此，需要将电缆95的长度过度地延长，由于电缆95的发热引起的效率恶化、温度对二次电池91的影响、以及噪声的影响成为问题。

并且，在单独地设置电源单元90和接触单元92并利用电缆95连接的现有技术中，充放电通道的数量越增加，电缆95的布线越复杂，导致了维护成本的增大、试验结果的误差放大。

此外，由于对电源单元90使用现有产品，所以要将组合电源单元90、电缆95和探针单元93、94而成的装置整体紧凑化存在限制。

本发明正是鉴于上述情况而完成的，其目的在于获得一种带接触功能的多通道充放电电源，其能够通过无需以往将电源单元与接触单元连接起来的电缆、或者极其缩短该电缆来取得良好的试验结果，可消除由于使用电缆引起的弊端，并且可实现装置结构的紧凑化。

用于解决问题的手段

遵循上述目的的本发明的带接触功能的多通道充放电电源具有：分别与多个二次电池的正极和负极连接的第1充放电探针和第2充放电探针以及第1电压测量探针和第2电压测量探针；以及充放电构件，其针对每个所述二次电池而设置，分别与成对的所述第1充放电探针、第2充放电探针连接，该带接触功能的多通道充放电电源具有：托盘，其在俯视观察时为矩形，分别沿纵横以规定的间隔配置有所述二次电池；以及基板，其具有沿着在(纵向和横向中的任意一个)一个方向上排列配置的所述二次电池设置、并与在该一个方向上排列配置的二次电池对应的所述充放电构件，在所述各基板上设置有与在所述一个方向上排列配置的二次电池对应的所述第1充放电探针和/或所述第2充放电探针。

另外，带接触功能的多通道充放电电源具有：第1充放电探针和第2充放电探针以及第1电压测量探针和第2电压测量探针，它们分别与以在各列中按照相同间隔配置于托盘上的状态被搬入的多个二次电池的正极和负极连接；以及充放电构件，其针对每个所述二次电池而设置，与成对的所述第1充放电探针、第2充放电探针连接，其中，

将与所述充放电构件连接的所述第1充放电探针和/或所述第2充放电探针进行一体化来形成充放电构件，将与所述各列的二次电池对应的多个所述充放电构件形成在一个基板上。

在本发明的带接触功能的多通道充放电电源中，优选地，在所述各基板上还设置有与在所述一个方向上排列配置的二次电池对应的所述第1电压测量探针和/或所述第2电压测量探针。

在本发明的带接触功能的多通道充放电电源中，优选地，在所述基板的端部设置有连接端子，该连接端子安装在以固定状态配置的插座上。由此，基板的更换、维护变得容易。

在本发明的带接触功能的多通道充放电电源中，优选地，所述充放电构件与所述第1充放电探针和第2充放电探针以及所述第1电压测量探针和第2电压测量探针被热绝缘。由此，能够减少二次电池与充放电构件的热干扰。

在本发明的带接触功能的多通道充放电电源中，优选地，所述第1充放电探针和第2充放电探针以及所述第1电压测量探针和第2电压测量探针配置于所述二次电池的上方。

在本发明的带接触功能的多通道充放电电源中，还可以，所述第1充放电探针和所述第1电压测量探针配置于所述二次电池的上方，所述第2充放电探针和所述第2电压测量探针配置于所述二次电池的下方。

这里，所述第1充放电探针和第2充放电探针以及所述第1电压测量探针和第2电压测量探针配置于俯视观察时所述二次电池的中央即可。

在本发明的带接触功能的多通道充放电电源中，优选地，相邻的所述基板配置为具有间隔，在各该间隙的一侧设置有风扇。

在本发明的带接触功能的多通道充放电电源中，优选地，所述第1电压测量探针和第2电压测量探针的输出与控制部连接，该控制部配置于外部，进行充电和放电特性的检查。

在本发明的带接触功能的多通道充放电电源中，优选地，所述基板为印刷基板或柔性基板。另外，各二次电池通过保持器进行定位。

发明效果

本发明的带接触功能的多通道充放电电源具有基板，该基板具有沿着在一个方向上排列配置的二次电池设置、并与在该一个方向上排列配置的二次电池对应的充放电构件，因此，无需以往将电源单元与接触单元连接起来的电缆，或者能够极其缩短电缆。

由此，能够取得良好的试验结果并消除由于使用电缆而引起的弊端，并且，可实现装置结构的紧凑化。

此外，能够在对充放电构件与第1充放电探针和第2充放电探针以及第1电压测量探针和第2电压测量探针进行热绝缘的情况下，抑制并且防止从充放电构件产生的热能对二次电池产生干渉及其相反现象。由此，能够减小并且消除对试验结果的影响。另外，优选地，充放电构件、与第1充放电探针和第2充放电探针、第1电压测量探针和第2电压测量探针以及各二次电池优选利用风扇进行冷却。

附图说明

图1是本发明第1实施例的带接触功能的多通道充放电电源的说明图。

图2是本发明第2实施例的带接触功能的多通道充放电电源的说明图。

图3是现有例的二次电池的充放电评价装置的说明图。

具体实施方式

接着，参照附图对将本发明具体化后的实施例进行说明，方便对本发明的理解。

如图1所示，本发明的第1实施例的带接触功能的多通道充放电电源(即，二次电池的充放电试验装置)10例如具有：第1充放电探针12和第1电压测量探针14，它们与多个圆筒型的二次电池11的正极连接；第2充放电探针13和第2电压测量探针15，它们与负极连接；充放电构件16，其针对每个二次电池11设置，与成对的第1充放电探针12和第2充放电探针13连接，该带接触功能的多通道充放电电源10能够取得良好的试验结果，可消除由于以往所使用的电缆引起的弊端，并且可实现装置结构的紧凑化。

以下，详细地进行说明。

带接触功能的多通道充放电电源(以下，也简称作充放电电源)10具有壳体(未图示)，该壳体具有能够在高度方向上具有间隔地(在高度方向上多级地排列)收纳多个托盘(未图示)，在该多个托盘上分别配置有多个二次电池11。

在该壳体的前表面侧设置有开闭门，通过对该开闭门进行开闭，能够进行托盘向壳体内的搬入和托盘从壳体内的搬出。另外，关于托盘的搬入和搬出，例如，使用输送单元来使托盘滑动来进行，但是不限于此。此外，作为壳体，也存在无开闭门的敞开式的壳体。

托盘是在俯视观察时为矩形(长方形或正方形)、并且上方和下方开口的框体，其沿纵横(图1的进深方向和横向、即矩阵状态)分别以相同间隔(规定的间隔)排列收纳并支承多个二次电池11。具体而言，在托盘上，以在相邻的二次电池11之间形成间隙的方式沿纵横设置有用于对二次电池11进行保持并定位的保持框(保持器)(与可收纳的二次电池11的个数相同)。

另外，在图1中，示出了以进深方向(一个方向的一例)的排列为列，沿横向配置有多列二次电池11的状态(仅1行)(后述的图2也相同)。

向该托盘配置二次电池11的配置方法未特别限定，但是，能够沿图1的进深方向和横向具有间隔地各配置有多个、例如各配置有16个(16×16＝256(个))。

在壳体内的各托盘的上方位置配置有多个针对每个二次电池11而设置的充放电单元17。

各充放电单元17位于对应的二次电池11的上方，是将cc-cv(恒流恒压)的充放电构件16、与第1充放电探针12和第1电压测量探针14进行一体化而形成的，该第1充放电探针12和第1电压测量探针14与该充放电构件16连接，并且能够与二次电池11的正极连接。即，充放电单元17(充放电构件16与第1充放电探针12及第1电压测量探针14)的个数与收纳在1个托盘中的二次电池11的最大个数对应(充放电单元17的个数与托盘的二次电池11的可收纳数量相同)。

另外，各充放电单元17以不能从以下说明的基板卸下的状态被安装，但是，还可以以能安装能卸下的状态安装。

此外，第1充放电探针12和第1电压测量探针14分别独立地设置，但是还能够由1个探针构成(共同化)。

充放电单元17与配置有多列的二次电池11的配置位置对应地配置有多列，构成各列(与各列的二次电池11对应)的多个充放电单元17(充放电构件16)形成在一个基板(未图示)上。即，各基板具有沿着在一个方向上排列配置的二次电池11设置、并与在该一个方向上排列配置的二次电池11对应的充放电构件16、第1充放电探针12和第1电压测量探针14。

因此，多个基板配置为沿横向具有间隙。

该基板为印刷基板，但是也可以为柔性基板，由此，能够吸收充放电单元17与二次电池11的各间距(间隔)的微小差异(偏差)。另外，还能够通过利用连接器将充放电构件16与第1充放电探针12及第1电压测量探针14连接来消除各间距的差异。

在基板上形成有各充放电构件16和电线，该电线用于与配置于外部的充放电控制器(控制部的一例)18之间进行电信号的收发。另外，充放电控制器18为设置于壳体的外部的计算机。充放电控制器18针对各二次电池11进行充电电流、充电电压、放电电流、放电电压的管理。

在该基板的端部(图1的里侧)设置有连接端子(未图示)，能够通过将该连接端子安装于以固定状态配置于壳体内的里侧(背侧)的插座(未图示)上，来进行充放电构件16与充放电控制器18之间的电信号的收发。

在壳体内的各托盘的下方位置配置有接触单元19。

接触单元19是将位于各个二次电池11的下方并能够与二次电池11的负极连接的第2充放电探针13和第2电压测量探针15进行一体化而形成的。即，接触单元19(第2充放电探针13和第2电压测量探针15)的个数与收纳在1个托盘中的二次电池11的最大个数对应(接触单元19的个数与托盘的二次电池11的可收纳数量相同)。

另外，第2充放电探针13和第2电压测量探针15分别独立地设置，但是还能够由1个探针构成(共同化)。

收纳二次电池11的托盘和上述的接触单元19能够借助独立的升降构件(未图示)分别进行升降。

由此，能够进行二次电池11的正极及负极与第1充放电探针12和第2充放电探针13以及第1电压测量探针14和第2电压测量探针15的连接(抵接)和分离。

另外，通过将第1充放电探针12和第2充放电探针13以及第1电压测量探针14和第2电压测量探针15配置于俯视观察时二次电池11的中央，即使二次电池11的正极及负极与第1充放电探针12、第2充放电探针13和第1电压测量探针14、第2电压测量探针15的相对位置产生少量偏差，也能够可靠地连接。另外，在该实施例中，优选固定地配置基板，但是也可以使形成有充放电单元17的基板可升降，在该基板上与在一个方向上排列配置的二次电池11对应地设置有将第1充放电探针12、第1电压测量探针14与充放电构件16进行一体化而形成的充放电单元17。

在第1充放电探针12和第1电压测量探针14上按照每列设置有由树脂等构成的绝缘体20，贯穿该绝缘体20的下部朝向二次电池11的正极突出。

此外，在第2充放电探针13和第2电压测量探针15上也按照每列设置有由树脂等构成的绝缘体21，贯穿该绝缘体21的上侧朝向二次电池11的负极突出。另外，也可以不具有绝缘体21。

利用该绝缘体20、21将充放电构件16与第1充放电探针12、第2充放电探针13及第1电压测量探针14、第2电压测量探针15进行热绝缘，因此，能够抑制并且防止从充放电构件16产生的热能对二次电池11产生干扰。

此外，通过在相邻的基板之间的间隙的里侧(一侧)设置风扇(未图示)，能够抑制并且防止热能对二次电池11产生干扰。另外，风扇也可以不设置于全部多个间隙的里侧，而设置于几个(也可以是1个)间隙的里侧。

此外，由于在相邻的二次电池11之间存在间隙，所以还能够使来自风扇的风通过。

在使用时，分别使第1充放电探针12及第1电压测量探针14与二次电池11的正极抵接，使第2充放电探针13及第2电压测量探针15与二次电池11的负极抵接。

而且，利用充放电控制器18将从所需要的电源供给的电压电源施加到与二次电池11连接的第1充放电探针12、第2充放电探针13，从而对二次电池11进行充电，和/或使已经充入到二次电池11中的电荷经由第1充放电探针12、第2充放电探针13而放电。并且，在二次电池11的充放电时，测量在第1电压测量探针14、第2电压测量探针15中流过的电流的大小、二次电池11的端子间电压，即第1电压测量探针14、第2电压测量探针15之间的电压。

这时，能够利用充放电控制器18，使从二次电池11输出的放电电流再生，为下次的充电电流的供给做准备。

此外，充放电的模式(pattern)例如能够根据从设置在壳体的前表面上的控制面板输入的输入信号和充放电控制器18的程序进行变更。

而且，充放电控制器18通过从第1电压测量探针14、第2电压测量探针15的输出取入上述的充放电时的电流值、电压值、充放电时间等各数据，也能够进行二次电池11的评价、即充电和放电特性的检查。

如上所示，充放电电源10将充放电构件16与第1充放电探针12、第1电压测量探针14进行一体化，因此，无需以往所使用的电缆。此外，特别是，针对二次电池11和第2充放电探针13(根据情况，也针对第2电压测量探针15)，能够缩短以往所使用的电缆。

由此，能够取得良好的试验结果并消除由于使用长电缆而引起的弊端，并且可实现装置结构的紧凑化。

接下来，参照图1，对使用本发明第1实施例的带接触功能的多通道充放电电源10的二次电池的充放电试验方法进行说明。

在将作为检查对象的多个二次电池11配置在托盘上的状态下，将该托盘搬入到充放电电源10的充放电单元17与接触单元19之间的区域，使托盘上升。由此，设置于各基板的多个第1充放电探针12及第1电压测量探针14与各二次电池11的正极连接，该各基板配置于托盘的上方。而且，形成于接触单元19的多个第2充放电探针13及第2电压测量探针15成为与各二次电池11的负极以具有间隙的方式对置配置的状态，该接触单元19配置于托盘的下方。

接下来，通过使接触单元19(下固定件(fixture))上升，在使第1充放电探针12及第1电压测量探针14与二次电池11的正极连接的状态下，使第2充放电探针13及第2电压测量探针15与各二次电池11的负极抵接(连接)。

而且，反复进行二次电池11的充放电而使其激活，并且进行充电和放电特性的检查。

通过在二次电池11的充放电试验完成之后，使接触单元19下降(也可以使基板上升)，分别使第1充放电探针12及第1电压测量探针14从二次电池11的正极分离，并且使第2充放电探针13及第2电压测量探针15从各二次电池11的负极分离。

而且，从充放电单元17与接触单元19之间拔出托盘，并从充放电电源10搬出。

以下，反复实施上述的将配置有新的检查对象的二次电池11的托盘搬入充放电电源10的壳体内、并在执行充放电试验之后将托盘从充放电电源10的壳体内搬出的过程。

接着，参照图2，对本发明第2实施例的带接触功能的多通道充放电电源(即，二次电池的充放电试验装置)30进行说明，但是，带接触功能的多通道充放电电源30为与本发明的第1实施例的带接触功能的多通道充放电电源10大致相同的结构，因此，对相同部件标注相同标号，省略详细的说明。

带接触功能的多通道充放电电源(以下，也简称作充放电电源)30具有：第1充放电探针12和第1电压测量探针14，它们与多个方形的二次电池31的正极连接；第2充放电探针13和第2电压测量探针15，它们与负极连接；以及充放电构件16，其针对每个二次电池31设置，与成对的第1充放电探针12和第2充放电探针13连接。

充放电电源30具有壳体(未图示)，该壳体能够在高度方向上以具有间隔的方式收纳多个托盘(未图示)，在该多个托盘上分别配置有多个二次电池31。利用设置于该壳体的前表面侧的开闭门进行托盘的搬入和搬出，但是，作为壳体，还存在无开闭门的敞开式的壳体。托盘是在俯视观察时为矩形(长方形或正方形)并且上方和下方开口的框体，其沿纵横(图2的进深方向和横向)分别以相同间隔(规定的间隔)排列收纳并支承多个二次电池31。具体而言，在托盘上，以在相邻的二次电池31之间形成间隙的方式纵横地设置有用于对二次电池31进行保持并定位的保持框(保持器)(与可收纳的二次电池31的个数相同)。

在壳体内的各托盘的上方位置配置有针对每个二次电池31而设置的多个充放电单元32。

充放电单元32位于对应的二次电池31的上方，是将充放电构件16、与充放电构件16连接并且能够与二次电池31的正极连接的第1充放电探针12及第1电压测量探针14、能够与二次电池31的负极连接的第2充放电探针13及第2电压测量探针15进行一体化而形成的(第1充放电探针12和第2充放电探针13以及第1电压测量探针14和第2电压测量探针15配置于二次电池31的上方)。即，充放电单元32(充放电构件16与第1充放电探针12和第2充放电探针13以及第1电压测量探针14和第2电压测量探针15)的个数与收纳在1个托盘中的二次电池31的最大个数对应(充放电单元32的个数与托盘的二次电池31的可收纳数量相同)。

充放电单元32与配置有多列的二次电池31的配置位置对应地配置有多列，构成各列(与各列的二次电池31对应)的多个充放电单元32(充放电构件16)形成在一个基板(未图示)上。即，各基板具备沿着在一个方向上排列配置的二次电池31设置、并与在该一个方向上排列配置的二次电池31对应的充放电构件16、第1充放电探针12和第2充放电探针13以及第1电压测量探针14和第2电压测量探针15。

因此，多个基板配置为沿横向具有间隙。

该基板为与在上述第1实施例中使用的基板基本相同的结构，在基板上形成有用于在充放电构件16与充放电控制器18之间进行电信号的收发的电线。

在壳体内的各托盘的下方位置配置有能够借助升降构件(未图示)进行升降的升降用工作台单元33。托盘借助升降用工作台单元33进行升降。

由此，能够进行二次电池31的正极及负极与第1充放电探针12及第2充放电探针13以及第1电压测量探针14及第2电压测量探针15的连接(抵接)和分离。

如上所示，充放电电源30与各列的二次电池11对应地将充放电单元32设置在基板上，因此，能够省略一部分以往所使用的电缆，该充放电单元32是将充放电构件16与第1充放电探针12和第2充放电探针13以及第1电压测量探针14和第2电压测量探针15进行一体化而形成的。

由此，能够取得良好的试验结果并消除由于使用电缆而引起的弊端，并且可实现装置结构的紧凑化。

以上，参照实施例说明了本发明，但是本发明不限定于上述的实施例所记载的结构，还包含在权利要求所记载的事项的范围内考虑的其他实施例、变形例。例如，组合上述的各个实施例、变形例的一部分或全部而构成本发明的带接触功能的多通道充放电电源的情况也包含在本发明的权利范围中。

在上述实施例中，二次电池为锂离子电池，但是不限于此，例如，存在镍氢电池等二次电池、双电层电容器等电容器等。

此外，在上述实施例中，将二次电池配置成使正极在上侧、负极在下侧，但是也可以相反(正极在下侧、负极在上侧)。该情况下，位于二次电池的上方的充放电单元是将充放电构件与第2充放电探针和第2电压测量探针进行一体化而形成的，该第2充放电探针和第2电压测量探针与该充放电构件连接，并能够与二次电池的负极连接。

另外，充放电单元还能够配置于二次电池的下方。

而且，在上述实施例中，说明了将充放电构件与第1充放电探针和第1电压测量探针进行一体化并且将第2充放电探针和第2电压测量探针进行一体化而设置在各基板上的情况，但是，第1电压测量探针、第2电压测量探针也可以不设置在基板上(即，也可以在各基板上设置第1电压测量探针和/或第2电压测量探针)。该情况下，还能够分别独立地设置布线或基板。

产业上的可利用性

本发明的带接触功能的多通道充放电电源无需以往将电源单元与接触单元连接起来的电缆，或者能够极其缩短该电缆，因此，能够取得良好的试验结果，可消除由于使用电缆引起的弊端，并且可实现装置结构的紧凑化。由此，还能够应对智能手机等it设备、电动汽车中所使用的二次电池的需求的迅速增加，能够有助于产业的发展。

标号说明

10：带接触功能的多通道充放电电源；11：二次电池；12：第1充放电探针；13：第2充放电探针；14：第1电压测量探针；15：第2电压测量探针；16：充放电构件；17：充放电单元；18：充放电控制器(控制部)；19：接触单元；20、21：绝缘体；30：带接触功能的多通道充放电电源；31：二次电池；32：充放电单元；33：升降用工作台单元。