-2.BMS 基板的檢查
電池包中搭載了監視，控制各電池單體的BMS基板13。為了最大程度發揮電池的性能，用BMS 對電池進行控制是不可缺少的。
BMS 有以下作用。
BMS 有以下作用。
・電池單體電壓測試
為了檢出電池單體電壓的過電壓與低電壓，即電池的過充電和過放電，需要對電池單體進行電壓測量。這樣能夠保證電池包在安全的電壓範圍內的使用。
・電池均衡
每個電池單體的特性必定會有個體差存在。因此，電池充電時的充電量，使用時的放電量以及漏電流都會有所不同，而各電池單體的殘餘容量的偏差也是無法避免的。對於這種狀態的電池包或者電池模組，將各電池單體的殘餘容量調整至相等的功能，叫做電池均衡。通過電池均衡，可以防止電池單體出現過充電或過放電等異常狀態。
每個電池單體的特性必定會有個體差存在。因此，電池充電時的充電量，使用時的放電量以及漏電流都會有所不同，而各電池單體的殘餘容量的偏差也是無法避免的。對於這種狀態的電池包或者電池模組，將各電池單體的殘餘容量調整至相等的功能，叫做電池均衡。通過電池均衡，可以防止電池單體出現過充電或過放電等異常狀態。
對於電池均衡，有主動均衡和被動均衡兩種方法。
主動均衡是指使用變壓器，將能量從殘餘容量多的電池單體移到殘餘容量少的或者是原來的充電回路中(再生)的均衡方法。而被動均衡是指使用電阻，將殘餘容量多的電池單體進行放電，直到與殘餘容量少的電池單體的容量一致的方法。能源利用率方面主動均衡方式更好。但主動均衡法需要用到很多部品，從成本和故障率(可靠性)方面考慮，被動均衡方式更經濟實用。因此現在的主流方式是被動均衡。
・電池溫度的測量
為檢出電池的異常發熱，需要對電池表面溫度進行測量。另外，由於電池特性與溫度有關，有時測量電池溫度也會用於電池殘餘容量的計算上。
為檢出電池的異常發熱，需要對電池表面溫度進行測量。另外，由於電池特性與溫度有關，有時測量電池溫度也會用於電池殘餘容量的計算上。
・電池的SOC(StateofCharge)、SOH(StateofHealth)計算
為了評估電池的使用安全性能，還有搭載了電池殘餘容量和劣化程度計算功能的BMS。計算方法有很多種，各種各樣的研究開發正在進行中。
除了上述以外，還能夠測量充電電流和電池包總電壓，進行異常檢出。
為了評估電池的使用安全性能，還有搭載了電池殘餘容量和劣化程度計算功能的BMS。計算方法有很多種，各種各樣的研究開發正在進行中。
除了上述以外，還能夠測量充電電流和電池包總電壓，進行異常檢出。
如上所述，BMS 具有許多複雜且重要的功能，對這些功能的檢查也十分重要。開發 BMS時需要進行檢測，而製造重要功能時有時也會進行檢測。
檢測 BMS 時，需要將 BMS 和電池或與具有類似電池功能的設備相連接。使用電池實物進行檢查當然是可以的(圖44)。但是由於電池特性會隨著電池狀態(充電狀態、溫度、劣化情況)出現差異情況，難以實現同一條件下的多次檢查。可以說是不適合進行定量的試驗的。當然，雖說有需要確認不同電池狀態的工作情況，但實際上製作特定特性的電池幾乎是不可能的。即便只讓電池電壓發生變化，也需要花時間進行電池的充放電，效率非常低。特別是做對再現性有要求的定量性試驗時，需要避免使用實物電池。
13BMS是 BatteryManagementSystem的略稱。也稱作BMU(BatteryManagementUnit) 。
鋰離子電池的電氣測量手冊
不使用實物電池進行檢查是可能的。首先將 BMS 與電源設備連接。首先由電源設備向 BMS 輸入一個類比電池的電壓，看 BMS 是否能正確捕捉到電池的動作。然而，如果需要確認電池電壓監視功能是否正常運作，則需要根據需檢測的電池單體數量準備同數量的電源設備。如果還要類比電流，溫度的測試值，需要再準備額外的電源設備。最後，為了使這些電源模擬出電池的動作，還需要進行非常複雜的控制功能的製作，到能投入運用時可能已經花費了大量的成本和時間。
而且為了檢查近年逐漸高精度化的 BMS IC，對電壓輸出精度也有了更高的要求，市面上銷售的電源設備大多數都達不到要求的精度。對於電壓精度，雖說將高精度的電壓計或萬用表與電源設備並聯可以解決這個問題，但這樣一來，使用的機器數量就又增加了，對於控制就更複雜了。而且成本也是個大問題，對於大規模的檢測並不實用。
這裡我們想介紹一款能夠解決以上所有問題的，多通道高精度電壓發生器。它是為 BMS 的檢測專門研發的產品，，一台設備有多個通道，控制起來也更加簡單 (圖 45)。
圖 44 使用實際電池和感測器的評估設備
圖 45模擬設備構成示例
選擇BMS檢查設備，需要注意以下事項。
・精度規格
正如上文所描述的，近年來BMS IC的精度越來越高。因此對於 BMS檢查設備的電壓發生的精度要求也越來越高。至少需要比IC的電壓測量精度更高的設備。
・最大輸出電流
BMS 檢查設備，輸出性能需要高於在電池均衡時流過的電流值。
主動均衡基本是依靠大電流（數A）來實現均衡的方式，因此希望BMS 檢查設備能夠輸出大電流。同時，為了能夠使殘餘容量多的電池單體向少的提供電流，要求其具有雙向電源功能(灌電流功能)。
BMS 檢查設備，輸出性能需要高於在電池均衡時流過的電流值。
主動均衡基本是依靠大電流（數A）來實現均衡的方式，因此希望BMS 檢查設備能夠輸出大電流。同時，為了能夠使殘餘容量多的電池單體向少的提供電流，要求其具有雙向電源功能(灌電流功能)。
另一方面被動均衡，相較於主動均衡電流更小(數百 mA)，不需要像主動均衡那樣大的輸出電流。又因為被動均衡僅通過電阻放電，檢查設備有電流源功能就足夠了。
・對地間電壓(可以連接的最大電壓)
對於 BMS 的基板構成分別有，一枚 BMS 基板連接電池包全體，和 BMS 基板對應連接電池模組的兩種方式。特別是對於前者，在檢查時使用類比電池包的檢查設備是十分必要的。而大規模的電池包串聯的單體電池數很多，因此也需要好幾台 BMS檢查設備串聯進行檢查。但是，請注意 BMS 檢查設備是有串聯上限的。可以類比的最大電壓，由產品規格規定的可連接的最大連電壓或者對地間電壓決定，但必須低於電池包的整體電壓。
對於 BMS 的基板構成分別有，一枚 BMS 基板連接電池包全體，和 BMS 基板對應連接電池模組的兩種方式。特別是對於前者，在檢查時使用類比電池包的檢查設備是十分必要的。而大規模的電池包串聯的單體電池數很多，因此也需要好幾台 BMS檢查設備串聯進行檢查。但是，請注意 BMS 檢查設備是有串聯上限的。可以類比的最大電壓，由產品規格規定的可連接的最大連電壓或者對地間電壓決定，但必須低於電池包的整體電壓。
・微小電流測量
對於 BMS 而言，為了更高效的使用電池，電池均衡回路的開關部的漏電流，待機電流(通電後非動作時的電流值)以及暗電流(沒通電時的電流值)都是經過仔細設計的。不僅是動作時的電流，對於這種微小電流，也會檢查其是否如設計時那樣動作。但是與電池均衡時的電流相比，待機電流和暗電流值都非常微
小，測量電池均衡電流時使用的量程在測量這種微小電流時無法保證其測量精度。而低於最小解析度時，基本無法測量。因此區別於測量工作電流，測量微小電流時需要使用搭載了對應量程的檢查設備。
對於 BMS 而言，為了更高效的使用電池，電池均衡回路的開關部的漏電流，待機電流(通電後非動作時的電流值)以及暗電流(沒通電時的電流值)都是經過仔細設計的。不僅是動作時的電流，對於這種微小電流，也會檢查其是否如設計時那樣動作。但是與電池均衡時的電流相比，待機電流和暗電流值都非常微
小，測量電池均衡電流時使用的量程在測量這種微小電流時無法保證其測量精度。而低於最小解析度時，基本無法測量。因此區別於測量工作電流，測量微小電流時需要使用搭載了對應量程的檢查設備。
・斷線模擬
當電池-BMS 間連接線斷開或者BMS 基板的部品出現不良等情況，導致電池和BMSIC間的電氣連接斷開時，會造成BMS IC無法進行正常的電壓測量和電池均衡。這種情況下，就會發生過充電過放電，使電池變為危險的狀態。因此，大多數 BMS 都搭載了能儘早檢測出斷線狀態的功能。檢查設備如果能夠模擬短線狀態，會使得斷線檢出試驗更容易操作。
當電池-BMS 間連接線斷開或者BMS 基板的部品出現不良等情況，導致電池和BMSIC間的電氣連接斷開時，會造成BMS IC無法進行正常的電壓測量和電池均衡。這種情況下，就會發生過充電過放電，使電池變為危險的狀態。因此，大多數 BMS 都搭載了能儘早檢測出斷線狀態的功能。檢查設備如果能夠模擬短線狀態，會使得斷線檢出試驗更容易操作。
・電阻發生
大多數情況下，BMS 在電池溫度測量時會使用熱敏電阻。溫度測量的方法是通過測量熱敏電阻的阻值，再將其換算成溫度。因此，在進行溫度測量回路檢查時，裝有電阻發生功能的檢查設備使用起來更方便。
大多數情況下，BMS 在電池溫度測量時會使用熱敏電阻。溫度測量的方法是通過測量熱敏電阻的阻值，再將其換算成溫度。因此，在進行溫度測量回路檢查時，裝有電阻發生功能的檢查設備使用起來更方便。
圖 46HIOKI的BMS 檢查設備
參考文獻
1) E.Ligneel,B.Lestriez,O.Richard,D.Guyomard,J.Phys.Chem.Solids,67,1275 (2006)
2) T.J.Patey,A.Hintennach,F.LaMantia,P.Novák,J.PowerSources,189,590 (2009)
3) C.-C.Li,Y.-S.Lin,J.PowerSources,220,413 (2012)
4) 日置電機株式会社、絶縁抵抗測定の手引き (2018)
5) JISC8711:2013ポータブル機器用リチウム二次電池
IEC 61960-3:2017Secondary cells and batteries containing alkaline or other non-acid electrolytes-Secondarylithiumcellsandbatteriesforportableapplications-Part3:Prismatic and cylindrical lithium secondary cells and batteries made from them
6) 小山 昇(監修)、リチウムイオン二次電池の性能評価、日刊工業新聞社 (2019)
7) ECE/TRANS/WP.29/GRPE/2016/3,ProposalforamendmentstoglobaltechnicalregulationNo.15 on Worldwide harmonized Light vehicles Test Procedure (WLTP)
8) 日置電機株式会社、抵抗測定の手引き Vol.1 (2017)
HIOKI的簡介
關於HIOKI
日置電機株式會社(HIOKI)是創立於1935年的電氣測量儀器廠商，位於日本長野縣上田市，集研究開發•生產•維護服務功能於一身，可提供高品質的測量儀器及各種具體服務。以記錄儀•電子測量儀•現場測量儀•自動測量設備這4個領域為主，將搭載了獨自研發的技術產品送往全球各地。
日置電機株式會社(HIOKI)是創立於1935年的電氣測量儀器廠商，位於日本長野縣上田市，集研究開發•生產•維護服務功能於一身，可提供高品質的測量儀器及各種具體服務。以記錄儀•電子測量儀•現場測量儀•自動測量設備這4個領域為主，將搭載了獨自研發的技術產品送往全球各地。
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所購產品若發生異常或故障，請聯繫代理商進行修理委託。停產產品自停產日起，會保留至少 5年的維修對應服務。在HIOKI產品的質保期間，對於產品本身的故障提供無償修理或換新服務。
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