電池

電池 (リチウムイオン二次電池、リチウムイオンキャパシタ、燃料電池など) 産業は、グローバル展開、技術革新などの市場変動の中、多くのお客様は以下のような課題を抱えられています。

  • 高い品質要求への対応、およびトレーサビリティ強化の要求への対応
  • 競争力強化のための生産の効率化・コスト削減
  • 環境・省エネ問題への対応
  • 技術・知識の共有化への対応
    など・・・

YOKOGAWAは、今後期待されるリチウムイオン二次電池や燃料電池などの材料開発から製造工程に至るまで、各業界・分野で長年培った最新・最高技術と計測・制御・情報のノウハウと実績を有機的に結合させたソリューションを提供しています。

塗工量測定 ~高精度オンライン測定~

高速・高精度に測定することで生産ロスを減らし、品質確保を実現します。

課題

  • 塗工機の調整に時間が掛かる
  • 電池の性能管理をしたい

解決

電極の塗工量を迅速・正確に測定することで解決

効果

  • 生産ロスの削減
  • 品質の確保

関連製品

  • WEBFREX3ES
    WEBFREX3ESは電池電極製造ラインにおいて、電極シートの塗工量(目付)を高精度で測定し、安全性と性能の向上、およびコスト削減に貢献します。

インピーダンス測定 ~電池の高度な検査へ~

繰り返し再現性の高い測定を実現します。

課題

電池を分解することなく電池内部構成の特性を定量的に把握したい

解決

インピーダンスを導入して電池の高度な検査へ

効果

  • 生産ロスの削減
  • 品質の確保

関連製品

  • インピーダンスアナライザ:
    インピーダンスアナライザは高精度・マルチチャネルの AC インピーダンス計測装置です。

トレーサビリティ ~個片管理への対応~

エンドユーザーから求められる個片管理に対してしっかりと応えます。

課題

  • エンドユーザーから一品毎の管理を求められる
  • データはあるが有効活用できていない

解決

製品付加価値に応じたトレーサビリティシステムを導入する

効果

  • 不良品の調査時間の短縮、回収範囲の限定によるコスト削減
  • 顧客の信頼向上

データ活用 ~品質・稼働率の追い込み~

今まで以上の歩留り向上、稼働率向上のためにビッグデータを活用します。

課題

  • データはあるが不良の要因が分からない
  • 設備が突発的に故障してしまう

解決

データ分析技術を活用して解析モデルを作成

効果

  • 製品不良の削減
  • 設備異常による生産機会損失の低減
  • 部品交換時期の見える化

膜厚・品質管理ソリューション

| トータル | 膜厚・品質管理 |

トータル

塗工工程の膜厚測定データのみでなく、トレーサビリティを行える品質データ管理を行い、歩留り向上・品質保証を行うソリューションをご紹介します。

お客様の課題と解決提案

お客様ごとに製造プロセスが異なることが多いため、抱える問題への対応も様々ですが、多くのお客様は以下の様な課題・問題で悩まされていると考えられます。

  • 塗布膜の厚さ値は生産ライン内では確認できるが、事務所で過去データ、現在データを閲覧したい
  • 塗布膜のデータのみでなく乾燥炉内温度などと組み合わせた相関関係を把握したい
  • 実績・評価データーが個別システム管理 (個人PC管理) となっており、連携されていない
  • 画像や波形等、膨大なデーターの検索・比較を手作業で実施している
    など…

YOKOGAWAでは、厚さデータを蓄積する「プロファイルデータサーバ」より同期された厚さデータを「品質管理サーバ (Webサーバ)」に抽出します。そのデータから、お客様に必要な実績データや、PLCを使用した他の相関関係を有するデータ (乾燥炉ゾーン毎の温度、ダンパ開度、水分量など) を収集し、複合的に結合していきます。相関関係の把握、検索・比較の自動化などの作業効率の改善、および塗布量制御へのフィードバックなどをすることにより、製品歩留の向上に貢献します。

概要

正極、負極の塗布膜厚・品質管理ソリューションを提供します。

  1. 各種測定器からのデータ収集および見える化 (See)
  2. 膜厚データと欠陥検査データなどの相関 (Know)
  3. 検査データの前工程 (装置) へのフィードバック (Act)

製品歩留りの向上・作りこみ品質の保証などに役立ちます。

膜厚・品質管理ソリューション全体イメージ図

 

膜厚・品質管理

シート・フィルムなど膜厚測定、厚さ制御、品質管理のソリューションをご紹介します。

概要

シート・フィルムの厚さをオンラインで正確に測定し、厚さ分布 (プロファイル) を表示すると共に、厚さが均一になるよう自動制御する「WEBFREX3」の管理情報、および塗工装置が有する管理情報を複合的に組み合わせ、品質向上・歩留まり改善に貢献します。

仕様・システム構成

厚さデータを蓄積する「プロファイルデータサーバ」より同期された厚さデータを「品質管理サーバ (Webサーバ)」に抽出します。そのデータから、お客様に必要な実績データや、PLCなどを使用し他の相関関係を有するデータ (乾燥炉ゾーン毎の温度、ダンパ開度、水分量など) を収集し、データを複合的に結合していきます。相関関係の把握、検索・比較の自動化などの作業効率の改善、および塗布量制御へのフィードバックなどをすることにより、製品歩留の向上に貢献します。

  • 塗布膜の厚さ値は生産ライン内で確認することなく、事務所内にて素早く閲覧することが可能です
  • 塗布膜のデータのみでなく乾燥炉内温度などと組み合わせた相関関係グラフなどにより、関係把握を容易にします
  • 実績・評価データーを個人PCで管理せず、情報の共有化が図れます
  • 画像や波形等、膨大なデーターの検索・比較を容易にすることが可能です
    など…

 膜厚・品質管理ソリューション例

膜厚・品質管理ソリューション例

製造装置トータルソリューション

| トータル | 混合制御 | 塗工装置 (押出機) | 塗工装置 |

トータル

規格化や標準化など、電池製造ラインで要求される様々な課題に対応する、装置メーカ様へのソリューションをご紹介します。

お客様の課題と解決提案

お客様ごとに製造プロセスが異なることが多いため、抱える問題への対応も様々ですが、多くのお客様は以下の様な課題・問題で悩まされていると考えられます。

  • 攪拌機にて攪拌中の粘度を測定・管理したい
  • 塗布する直前の材料粘度を測定・管理したい
  • 塗工工程全てをトータル制御、およびトレーサビリティに対応したい
    など・・・

arrow

YOKOGAWAは、高精度計測メーカであり、豊富な経験と常に時代の先端を行く高い技術、ノウハウを有機的に結合し、お客様の課題・問題の解決に貢献します。

概要

製造工場の中核となる製造装置に対するソリューションを提供します。

  1. 各種プロダクト提供
  2. 装置群管理・制御ソリューション
  3. インテグレーション・ターンキー対応

製造装置メーカに対する各種規格対応についても対応します!

製造装置ソリューション全体イメージ

 

混合制御

シート・フィルムなど膜厚測定、厚さ制御、品質管理のソリューションをご紹介します。

概要

攪拌機の羽の負荷が軽くなればそれだけ使用される電流 (電力) が少なくなりますので、粘度が低くなったことが分かります。逆に粘度が大きくなれば消費電力も上がります。 この特性を活用し材料の粘度を把握することにより、安定した材料をダイへ供給することができます。

仕様・システム構成

攪拌機では、活性物質、バインダーや導電助剤を攪拌しますが、その作業過程で負荷からの抵抗により消費する電力値がかわります。この変動する負荷に連動して消費電流、電力が変動するため、粘度を直接測定できない場合でも相対的な変化を観測できます。最終的な粘度と電流、電力との相関を事前に把握することにより一定した粘度の材料をダイへ供給することができます。

製造工程 混合制御ソリューション例

 

塗工装置 (押出機)

塗工装置 (押出機) での安定した粘度測定を実現するソリューションをご紹介します。

概要

押出機の負荷が軽くなれば、それだけ使用される電流 (電力) が少なくなりますので、粘度が低くなったことが分かります。逆に粘度が大きくなれば消費電力も上がります。この特性を活用し材料の粘度を把握することにより、安定した粘度の材料をダイへ供給できます。

仕様・システム構成

押出機では、活性物質、バインダーや導電助剤を押出しますが、その過程で押出機の負荷や抵抗により押出機の消費電力値変動(負荷)により直接測定できない材料の粘度を電流、電力、温度や圧力との相関により測定することができます。
また、瞬時値のみの管理ではトレサビリティの観点では不十分と思われるお客様に対応し、粘度データを品質管理システムへ蓄積します。品質管理システムより、混合工程へのフィードバックや製造ラインのみならず、事務所にて作業されるお客様に粘度測定値のトレンド表示一覧データを閲覧することができ、製造ラインの見える化に寄与します。

塗工装置

YOKOGAWAでは、塗工装置のトータルソリューションだけでなく、様々なプロセスでのソリューションをご提案しています。

概要・システム構成

YOKOGAWAは、これまで最新・最高の技術をベースに、計測・制御・情報の分野で長年培ったノウハウと実績を有機的に結合させた製造装置ソリューションをご提案します。

塗工装置トータル・ソリューション、もしくは以下のソリューション単位でもお客様にご提供することが可能です。

  • 塗工材管理ソリューション
  • 塗工乾燥炉ソリューション
  • 膜厚・欠点検知管理リューション
  • 搬送制御管理リューション

製造装置トータル・ソリューション

 

♦塗工材管理ソリューション

塗工材の混合時の温度、粘度、圧力などの測定、および制御データ管理が車載向けでは要求が高まっております。YOKOGAWAではそのニーズにより最適な制御プロセス、および歩留りの向上と紐付く品質管理ソリューションを提供します。

塗工材管理ソリューション例

 

♦塗工乾燥炉ソリューション

乾燥炉制御プロセスの高度化、乾燥炉内湿度管理などの要求が高まっております。YOKOGAWAではそのニーズにより最適な制御プロセス、および歩留りの向上に紐付く品質管理ソリューションを提供します。

塗工乾燥炉ソリューション例

 

♦膜厚・欠点検知管理リューション

リチウムイオン材料コストも高く塗工膜の均一性、しみ、ムラ、および穴などの品質情報の重要性乾が高まっております。YOKOGAWA ではその様なニーズにより最適な品質管理ソリューションを提供します。

膜厚・欠点検知管理ソリューション例

 

♦搬送制御管理リューション

リチウムイオン材料コストも高い膜を塗布した製品が搬送時のテンションやローラ面の劣化などにより断裂や裂けなどを引き起こしております。その様な状態にならない様にYOKOGAWAでは最適な高度搬送制御、ならびに劣化診断を含む品質管理ソリューションを提供します。

搬送制御管理ソリューション例

製造工程トータル・ソリューション

| トータル | 受入工程 | 秤量/混合工程 | 塗工工程 | スリット工程 | 関連製品一覧 |

トータル

お客様にとって理想の工場、操業を実現するため、電池製造工場向けの最適なトータルソリューションを提供します。

お客様の課題と解決提案

お客様ごとに製造プロセスが異なることが多いため、抱える問題への対応も様々ですが、多くのお客様は以下の様な課題・問題で悩まされていると考えられます。

  • 受入工程
    • 材料メーカの品質データと受け入れ時の品質データに差分が生じることがある
       
  • 秤量・混合工程
    • 1ロットごとに品質が安定しない
    • 混合材の粘度により材料配分を適正化したい
       
  • 混合工程
    • 混合時の粘度測定、および管理が煩雑となる
    • 塗布膜厚・加熱炉などの相関関係を把握したい
    • 塗布膜厚測定管理のみでなく欠点検知も併せて管理したい
       
  • スリット工程
    • ブレーキ・クラッチなどのトルクの張力変動や材料のバタツキを無くしたい
    • 運転設定条件の値と各部張力バランスは適切にしたい
    • 巻取製品の接圧力の変動と振動・共振を無くしたい
    • スリット中に材料がローラ上で左右に動かなくしたい
    • 材料とローラの保持力を確認したい
    • 各駆動ローラは最適な速度設定に追従動作させたい
    • 薄物フイルムはローラ及び巻取製品間の空気の巻込を極力無くしたい
    • 制御ゲイン、および応答性の確認したい
      など…

arrow

YOKOGAWAでは、この様な課題・問題に対し、製造工程トータルソリューションにより解決します。解決内容につきましては、個々の提供ソリューションを参照してください。

製造工程トータル・ソリューション

製造会社の要となる 「もの作り」の観点から、ビジネス・プロセスにおける

  1. 生産計画・進捗管理 (PLAN)
  2. 制御・運転 (DO)
  3. 実績管理・情報管理 (SEE)

という生産活動の各機能を迅速にまわすことにより、最適な運転を実現します。

製造工程トータルソリューション概要
 

計測・制御・情報の全てを有機的に結合し、リチウムイオン二次電池製造の前工程すべてを包括的に管理します。

製造工程トータルソリューション詳細
 

提供ソリューション

  • 受入工程ソリューション
  • 秤量/混合工程ソリューション
  • 塗工工程ソリューション
  • スリット工程ソリューション

 

受入工程

お客様にとって理想の工場と操業を実現するため、YOKOGAWAはVigilantPlantビジョンに基づいて、電池製造工場向けの最適なトータルソリューションを提供します。

お客様の課題と解決

現状では、材料メーカ様の試験データを信頼し、受入時点での材料試験を行っていないメーカ様が多く見受けられます。しかしながら、材料起因による電極間のショートや電解液の濃度不足などの問題が発生しているのが実状です。そこで、品質の安定・向上に努められるお客様向けに品質管理ソリューションを提案します。
また、受入工程においては、お客様は以下のような課題で悩まれていると考えられます。

  • 材料メーカ様の品質データと受入時の品質データに差分が生じている

arrow

材料メーカ様の品質データは、出荷前タンクなどに保管されている状態にて品質検査を行います。従いまして、輸送容器に付着している不純物などにより、受入時の品質データと異なる場合もあります。

例) 電解液では、輸送するローリー内の不純物 (タンク内洗浄液など) により品質データは異なる場合もあります。

上記のような事もあり、受入検査を実施されることをお勧めします。

仕様・システム構成

YOKOGAWAでは、豊富な経験と常に時代の先端をゆく高い技術、ノウハウにより、材料メーカ様の試験データとお客様にて試験された情報を一元管理し品質の安定・向上に貢献します。

受入工程ソリューションの特徴

 

秤量/混合工程

お客様にとって理想の工場と操業を実現するため、YOKOGAWAはVigilantPlantビジョンに基づいて、電池製造工場向けの最適なトータルソリューションを提供します。

お客様の課題と解決

秤量では、塗工材の粘度状態をフィードバックするため、各材料の配分バランスの最適化が判りません。また、混合工程では、車載向け塗工材の混合時の温度・粘度・圧力などの測定、および制御データ管理の要求が高まっております。 YOKOGAWAでは、最適な制御プロセス、および歩留りの向上へと紐付く品質管理ソリューションを提案します。

  • 1ロットごとに品質が安定しない
  • ダイへ安定した粘度の材料を供給できない
  • 塗工材粘度により秤量時に材料配分を変えたい

仕様・システム構成

お客様の課題の解決に向けて、YOKOGAWAでは、豊富な経験と常に時代の先端をゆく高い技術、ノウハウにより、各々の秤量工程・混合工程管理だけでなく、製造工程情報を一元管理し、歩留の改善に向けた秤量/混合工程ソリューションを提案します。

秤量/混合工程ソリューション構成

 

塗工工程

お客様にとって理想の工場と操業を実現するため、YOKOGAWAはVigilantPlantビジョンに基づいて、電池製造工場向けの最適なトータルソリューションを提供します。

お客様の課題と解決

塗工工程では、作業環境管理、生産の歩留向上、および品質管理を実現するシステム構築ソリューションを、スピーディに、高品質かつ適切なコストで提供します。

仕様・システム構成

  • 作業環境管理
    • 塗工工程エリア中のガスから、粒子/ミスト状汚染物質やアンモニア、酸性成分などのガス状汚染物質を除去することが求められています。また、汚染物質除去に使用されるケミカルフィルタの劣化監視や、汚染原因の特定のためにクリーンルームエアの不純物を定期的にモニタリングすることが、製品の歩留まり向上の手段となっています。
      当社の環境モニタは、インピンジャ法をそのまま小型化・自動化することにより、少ないサンプル量で捕集時間を短縮することができます。また、人が捕集に関与しないため、微量域でも再現性の良い測定が行えます。環境モニタは、陰・陽イオンの一方のみの測定用と、陰・陽両イオンの測定用を用意しています。さらに流路切換装置を追加することにより、最大16点のサンプリングと経時変化を観察することができます。
       
  • 膜厚管理 (膜厚と乾燥炉管理)
    • 豊富な経験と、常に時代の先端をゆく高い技術力で、シート・フィルムの厚さをオンラインで正確に測定し、厚さ分布グラフ (プロファイル) を表示するとともに、「WEBFREX3」の自動制御により厚さを均一に保つことが可能となります。「WEBFREX3」の管理情報と塗工装置が持つ管理情報を複合的に組み合わせることによって、品質向上、歩留り改善ソリューションを提供いたします。
      膜厚・品質管理ソリューション例
      膜厚・品質管理ソリューション例
       
  • 膜厚管理 (膜厚と欠点検知管理)
    • 車載向けではリチウムイオン材料コストも高く塗工膜の均一性、しみ・ムラ、および穴などの品質情報の重要性乾が高まっております。YOKOGAWA ではその様なニーズに対して最適な品質管理ソリューションを提供します。
      膜厚・欠点検知管理ソリューション例
      膜厚・欠点検知管理ソリューション例

YOKOGAWAでは、豊富な経験と、常に時代の先端をゆく高い技術やノウハウにより、厚さ計のみの管理でなく、塗工装置(工程)情報を一元管理し、歩留の改善・品質向上に貢献します。

 

スリット工程

お客様にとって理想の工場と操業を実現するため、YOKOGAWAはVigilantPlantビジョンに基づいて、電池製造工場向けの最適なトータルソリューションを提供します。

お客様の課題と解決

スリッターには、製品の品質、能率、操作性、高精度要するスリット、美しく揃った巻取断面、巻取製品の巻姿、形状など多くの性能が求められています。
YOKOGAWAでは、お客様の要求仕様に適合した装置制御のみでなく、品質の安定・向上、および製品のトレーサビリティまでのスリット工程ソリューションを提案します。

スリット工程において、お客様は以下のような課題で悩まれていることと考えられます。

  • ブレーキ・クラッチなどのトルクの張力変動や材料のバタツキを無くしたい
  • 運転設定条件の値と各部張力バランスは適切にしたい
    ※ 巻出張力と巻取張力の比は0.5~1.5の範囲が適正
  • 巻取製品の接圧力の変動と振動・共振を無くしたい
  • スリット中に材料がローラ上で左右に動かなくしたい
  • 材料とローラの保持力を確認したい
    •  各駆動ローラは最適な速度設定に追従動作させたい
  • 薄物フイルムはローラ及び巻取製品間の空気の巻込を極力無くしたい
  • 制御ゲイン、および応答性の確認したい

仕様・システム構成

YOKOGAWAでは、豊富な経験と常に時代の先端をゆく高い技術、ノウハウによりスリット工程の管理でなく、生産情報を一元管理し歩留の改善、品質向上に貢献します。

膜厚・欠点検知管理ソリューション例

膜厚・欠点検知管理ソリューション例
 

関連製品一覧

電池製造工場向けの最適なトータルソリューションを提供します。

MES

PCS

安全・品質管理ソリューション

| トータル | 電圧データ配列判定・自己放電試験システム | 安全・品質管理システム |

トータル

見える化を支援する、高精度充放電試験装置と安全・品質管理システムを組み合わせたソリューションをご紹介します。

お客様の課題と解決提案

携帯電話に代表される携帯情報機器の爆発的普及に加え、低炭素社会、持続可能な社会に向けて、ハイブリッド自動車・電気自動車の商品化が世界規模で急速に進んでいます。

このような背景のもと、これら製品のキーコンポーネントであるリチウムイオン電池に代表される二次電池に大きな期待が寄せられていますが、多くのお客様は以下の様な課題・問題で悩まされていることと考えられます。

  • 社会インフラ
    • 急速充電システムの早期構築
    • リサイクル技術の確立
    • 品質規格、安全規格の国際基準標準化
      など… 
       
  • 電池メーカ様
    • エネルギー密度の向上
    • 出荷検査のタクト・タイム短縮
    • 生産ラインでの歩留向上
      など…
       
  • 機器メーカ様
    • 寿命予測、シミュレータの開発
    • 機器のコストダウン
    • 開発タクト・タイムの短縮
      など… 

arrow

これらの課題の解決に向けて、電池の見える化を支援する高精度充放電試験装置と、安全・品質管理システムを組み合わせたソリューションを提供します。

 

電圧データ配列判定・自己放電試験システム

YOKOGAWAの提案する電圧データ配列判定システムを紹介します。

お客様の課題と解決提案

お客様ごとに充放電試験評価の抱える問題も様々ですが、多くのお客様は以下の様な課題・問題で悩まされていることと考えられます。

  • 充放電試験の検査タクト・タイムを短縮したい
  • 多数セル、もしくはモジュールを測定する際に環境要因を排除したい
  • 適応性のないアルゴリズムでは対応できない

【環境要因】

  • 空間分布パターンの予測が難しい
  • 空間分布は、経時変化してしまう
  • 充放電試験装置の設置場所により、誤差が生じてしまう
    など…

arrow

これらの課題の解決に向けてYOKOGAWAは、電圧データ配列判定技術を用い、充放電試験のタクト・タイム短縮と環境要因を取り除き良品・不良品を可視化するシステムを提供します。
※ 電圧データ配列判定技術は特許出願中です。

仕様・システム構成

電圧データ配列判定システムでは、セル、もしくはモジュールの電圧データを擬似配列することにより、擬似配列上にシミやムラのように表示します。この擬似配列に表示されるシミやムラを判別し良品・不良品の判定、およびどのセル、もしくはモジュールが不良品なのかを可視化することが可能となります。

本システムでは、生産ライン内でのセッティングを最適値に調整できるのみでなく、生産ライン外でのチューニングやデータ検証も併せて行えることが可能です。

電圧データ配列

♦システム構成

本システムでは、生産ライン内でのセッティングを最適値に調整できるのみではなく、生産ライン外でのチューニングやデータ検証も併せて行うことが可能です。

システム構成

 

安全・品質管理システム

YOKOGAWAの提案する安全・品質管理システムを紹介します。

お客様の課題と解決提案

お客様ごとに製造プロセスが異なることが多いため、抱える問題への対応も様々ですが、多くのお客様は以下の様な課題・問題で悩まされていることと考えられます。

  • 試作データと量産データが個別システムに蓄積され、連携不足
    • 個別システムにはデータが蓄積されているが、関連付けた上での活用ができない
    • 必要データの転送が人手による依頼作業でタクト・タイムが長く、探索的なデータの活用ができない
       
  • 莫大なデータのデータ検索、比較が手作業
    • 多様なデータを効率よく検索・比較ができない
    • データの連携には、人の手で変換する必要がある
       
  • 充放電試験装置の稼働状態が把握できない
    • 稼働時間の推移と良品率の変化が見えない
    • 評価データやカテゴリデータとの重ね合わせ、その品種毎の時系列傾向が見えない

arrow

これらの課題の解決に向けて、膨大な充放電試験データの中から良品・不良品傾向を可視化するソフトウェアツールを、YOKOGAWAはご提案します。

膨大な充放電試験データの中から、必要なデータを連携させて「大まかな傾向」を可視化し、詳細解析対象の効率的な絞込みを実現します。ツールの活用により、充放電評価解析のタクト・タイムを短縮します。

  • 散在するデータのかき集めを人手に頼ることなくデータを収集し、連携します
  • 安全・品質に関与するパラメータ・データを相関把握することができます
  • 大まかな傾向分析で詳細解析対象の絞込みが可能となります
  • 詳細な解析は、現在使用されている解析ソフトをそのまま使用できます

充放電試験ソフトウェアツールにより、充放電評価解析のタクト・タイムを短縮します

仕様・システム構成

自社・他社の充放電試験装置に関わらず、安全・品質管理システムを接続することが可能です。本システムは、Webサーバを実装することから、生産ラインのみならず事務所などにて閲覧することができます。また、特許出願中の電圧データ配列判定システムとの組み合わせにより、より評価・解析タクト・タイムの短縮を実現します。

システム構成
 

ソリューション説明
安全・品質管理システム画面例

電池モデル化ソリューション

電池の見える化を支援する高精度測定機器群と自動計測システム。得られたデータを元に等価回路にフィッティングし、モデル化するソフトウエアツール。さらにそれを高速・高精度電源と組み合わせた電池エミュレーションといった、一連のソリューションをご紹介します。

| お客様の課題と解決提案 | 仕様・システム構成 |

お客様の課題と解決提案

携帯電話に代表される携帯情報機器の爆発的普及に加え、低炭素社会、持続可能な社会に向けてハイブリッド自動車、電気自動車の商品化が世界規模で急速に進んでいます。

このような背景のもと、これら製品のキーコンポーネントであるリチウムイオン電池に代表される二次電池に大きな期待が寄せられていますが、多くのお客様は以下の様な課題・問題で悩まされていることと考えられます。

  • 社会インフラ
    • 急速充電システムの早期構築
    • リサイクル技術の確立
    • 品質規格、安全規格の国際基準標準化
      など…
       
  • 電池メーカ様
    • エネルギー密度の向上
    • 出荷検査のタクト・タイム短縮
    • 生産ラインでの歩留向上
      など…
       
  • 機器メーカ様
    • 寿命予測、エミュレータの開発
    • 機器のコストダウン
    • 開発タクト・タイムの短縮
      など…

arrow

これらの課題の解決に向けて、電池の見える化により、得られたデータを元に等価回路にフィッティングし、モデル化するソフトウェアツール、さらにそれを高速・高精度電源と組み合わせた電池エミュレーションといったソリューションを提供します。

  • モデル化することによるメリット
    電池の特性をデータや式として固定でき、再現性が保証された設計・評価環境が構築できます。また、実際に存在しないような電池特性で設計・評価が可能になります。

    例: 材料等を変更したときの特性の予測

仕様・システム構成

電池の特性をデータや式として固定でき、再現性が保証された設計・評価環境が構築できます。また、実際に存在しないような電池特性で設計・評価が可能になります。
例: 材料などを変更したときの特性の予測

材料などを変更したときの特性の予測

製造装置トータルソリューション

| トータル | 混合制御 | 塗工装置 (押出機) | 塗工装置 |

トータル

規格化や標準化など、電池製造ラインで要求される様々な課題に対応する、装置メーカ様へのソリューションをご紹介します。

お客様の課題と解決提案

お客様ごとに製造プロセスが異なることが多いため、抱える問題への対応も様々ですが、多くのお客様は以下の様な課題・問題で悩まされていると考えられます。

  • 攪拌機にて攪拌中の粘度を測定・管理したい
  • 塗布する直前の材料粘度を測定・管理したい
  • 塗工工程全てをトータル制御、およびトレーサビリティに対応したい
    など・・・

arrow

YOKOGAWAは、高精度計測メーカであり、豊富な経験と常に時代の先端を行く高い技術、ノウハウを有機的に結合し、お客様の課題・問題の解決に貢献します。

概要

製造工場の中核となる製造装置に対するソリューションを提供します。

  1. 各種プロダクト提供
  2. 装置群管理・制御ソリューション
  3. インテグレーション・ターンキー対応

製造装置メーカに対する各種規格対応についても対応します!

製造装置ソリューション全体イメージ

 

混合制御

シート・フィルムなど膜厚測定、厚さ制御、品質管理のソリューションをご紹介します。

概要

攪拌機の羽の負荷が軽くなればそれだけ使用される電流 (電力) が少なくなりますので、粘度が低くなったことが分かります。逆に粘度が大きくなれば消費電力も上がります。 この特性を活用し材料の粘度を把握することにより、安定した材料をダイへ供給することができます。

仕様・システム構成

攪拌機では、活性物質、バインダーや導電助剤を攪拌しますが、その作業過程で負荷からの抵抗により消費する電力値がかわります。この変動する負荷に連動して消費電流、電力が変動するため、粘度を直接測定できない場合でも相対的な変化を観測できます。最終的な粘度と電流、電力との相関を事前に把握することにより一定した粘度の材料をダイへ供給することができます。

製造工程 混合制御ソリューション例

 

塗工装置 (押出機)

塗工装置 (押出機) での安定した粘度測定を実現するソリューションをご紹介します。

概要

押出機の負荷が軽くなれば、それだけ使用される電流 (電力) が少なくなりますので、粘度が低くなったことが分かります。逆に粘度が大きくなれば消費電力も上がります。この特性を活用し材料の粘度を把握することにより、安定した粘度の材料をダイへ供給できます。

仕様・システム構成

押出機では、活性物質、バインダーや導電助剤を押出しますが、その過程で押出機の負荷や抵抗により押出機の消費電力値変動(負荷)により直接測定できない材料の粘度を電流、電力、温度や圧力との相関により測定することができます。
また、瞬時値のみの管理ではトレサビリティの観点では不十分と思われるお客様に対応し、粘度データを品質管理システムへ蓄積します。品質管理システムより、混合工程へのフィードバックや製造ラインのみならず、事務所にて作業されるお客様に粘度測定値のトレンド表示一覧データを閲覧することができ、製造ラインの見える化に寄与します。

塗工装置

YOKOGAWAでは、塗工装置のトータルソリューションだけでなく、様々なプロセスでのソリューションをご提案しています。

概要・システム構成

YOKOGAWAは、これまで最新・最高の技術をベースに、計測・制御・情報の分野で長年培ったノウハウと実績を有機的に結合させた製造装置ソリューションをご提案します。

塗工装置トータル・ソリューション、もしくは以下のソリューション単位でもお客様にご提供することが可能です。

  • 塗工材管理ソリューション
  • 塗工乾燥炉ソリューション
  • 膜厚・欠点検知管理リューション
  • 搬送制御管理リューション

製造装置トータル・ソリューション

 

♦塗工材管理ソリューション

塗工材の混合時の温度、粘度、圧力などの測定、および制御データ管理が車載向けでは要求が高まっております。YOKOGAWAではそのニーズにより最適な制御プロセス、および歩留りの向上と紐付く品質管理ソリューションを提供します。

塗工材管理ソリューション例

 

♦塗工乾燥炉ソリューション

乾燥炉制御プロセスの高度化、乾燥炉内湿度管理などの要求が高まっております。YOKOGAWAではそのニーズにより最適な制御プロセス、および歩留りの向上に紐付く品質管理ソリューションを提供します。

塗工乾燥炉ソリューション例

 

♦膜厚・欠点検知管理リューション

リチウムイオン材料コストも高く塗工膜の均一性、しみ、ムラ、および穴などの品質情報の重要性乾が高まっております。YOKOGAWA ではその様なニーズにより最適な品質管理ソリューションを提供します。

膜厚・欠点検知管理ソリューション例

 

♦搬送制御管理リューション

リチウムイオン材料コストも高い膜を塗布した製品が搬送時のテンションやローラ面の劣化などにより断裂や裂けなどを引き起こしております。その様な状態にならない様にYOKOGAWAでは最適な高度搬送制御、ならびに劣化診断を含む品質管理ソリューションを提供します。

搬送制御管理ソリューション例

製造装置トータルソリューション

| トータル | 混合制御 | 塗工装置 (押出機) | 塗工装置 |

トータル

規格化や標準化など、電池製造ラインで要求される様々な課題に対応する、装置メーカ様へのソリューションをご紹介します。

お客様の課題と解決提案

お客様ごとに製造プロセスが異なることが多いため、抱える問題への対応も様々ですが、多くのお客様は以下の様な課題・問題で悩まされていると考えられます。

  • 攪拌機にて攪拌中の粘度を測定・管理したい
  • 塗布する直前の材料粘度を測定・管理したい
  • 塗工工程全てをトータル制御、およびトレーサビリティに対応したい
    など・・・

arrow

YOKOGAWAは、高精度計測メーカであり、豊富な経験と常に時代の先端を行く高い技術、ノウハウを有機的に結合し、お客様の課題・問題の解決に貢献します。

概要

製造工場の中核となる製造装置に対するソリューションを提供します。

  1. 各種プロダクト提供
  2. 装置群管理・制御ソリューション
  3. インテグレーション・ターンキー対応

製造装置メーカに対する各種規格対応についても対応します!

製造装置ソリューション全体イメージ

 

混合制御

シート・フィルムなど膜厚測定、厚さ制御、品質管理のソリューションをご紹介します。

概要

攪拌機の羽の負荷が軽くなればそれだけ使用される電流 (電力) が少なくなりますので、粘度が低くなったことが分かります。逆に粘度が大きくなれば消費電力も上がります。 この特性を活用し材料の粘度を把握することにより、安定した材料をダイへ供給することができます。

仕様・システム構成

攪拌機では、活性物質、バインダーや導電助剤を攪拌しますが、その作業過程で負荷からの抵抗により消費する電力値がかわります。この変動する負荷に連動して消費電流、電力が変動するため、粘度を直接測定できない場合でも相対的な変化を観測できます。最終的な粘度と電流、電力との相関を事前に把握することにより一定した粘度の材料をダイへ供給することができます。

製造工程 混合制御ソリューション例

 

塗工装置 (押出機)

塗工装置 (押出機) での安定した粘度測定を実現するソリューションをご紹介します。

概要

押出機の負荷が軽くなれば、それだけ使用される電流 (電力) が少なくなりますので、粘度が低くなったことが分かります。逆に粘度が大きくなれば消費電力も上がります。この特性を活用し材料の粘度を把握することにより、安定した粘度の材料をダイへ供給できます。

仕様・システム構成

押出機では、活性物質、バインダーや導電助剤を押出しますが、その過程で押出機の負荷や抵抗により押出機の消費電力値変動(負荷)により直接測定できない材料の粘度を電流、電力、温度や圧力との相関により測定することができます。
また、瞬時値のみの管理ではトレサビリティの観点では不十分と思われるお客様に対応し、粘度データを品質管理システムへ蓄積します。品質管理システムより、混合工程へのフィードバックや製造ラインのみならず、事務所にて作業されるお客様に粘度測定値のトレンド表示一覧データを閲覧することができ、製造ラインの見える化に寄与します。

塗工装置

YOKOGAWAでは、塗工装置のトータルソリューションだけでなく、様々なプロセスでのソリューションをご提案しています。

概要・システム構成

YOKOGAWAは、これまで最新・最高の技術をベースに、計測・制御・情報の分野で長年培ったノウハウと実績を有機的に結合させた製造装置ソリューションをご提案します。

塗工装置トータル・ソリューション、もしくは以下のソリューション単位でもお客様にご提供することが可能です。

  • 塗工材管理ソリューション
  • 塗工乾燥炉ソリューション
  • 膜厚・欠点検知管理リューション
  • 搬送制御管理リューション

製造装置トータル・ソリューション

 

♦塗工材管理ソリューション

塗工材の混合時の温度、粘度、圧力などの測定、および制御データ管理が車載向けでは要求が高まっております。YOKOGAWAではそのニーズにより最適な制御プロセス、および歩留りの向上と紐付く品質管理ソリューションを提供します。

塗工材管理ソリューション例

 

♦塗工乾燥炉ソリューション

乾燥炉制御プロセスの高度化、乾燥炉内湿度管理などの要求が高まっております。YOKOGAWAではそのニーズにより最適な制御プロセス、および歩留りの向上に紐付く品質管理ソリューションを提供します。

塗工乾燥炉ソリューション例

 

♦膜厚・欠点検知管理リューション

リチウムイオン材料コストも高く塗工膜の均一性、しみ、ムラ、および穴などの品質情報の重要性乾が高まっております。YOKOGAWA ではその様なニーズにより最適な品質管理ソリューションを提供します。

膜厚・欠点検知管理ソリューション例

 

♦搬送制御管理リューション

リチウムイオン材料コストも高い膜を塗布した製品が搬送時のテンションやローラ面の劣化などにより断裂や裂けなどを引き起こしております。その様な状態にならない様にYOKOGAWAでは最適な高度搬送制御、ならびに劣化診断を含む品質管理ソリューションを提供します。

搬送制御管理ソリューション例

安全・品質管理ソリューション

| トータル | 電圧データ配列判定・自己放電試験システム | 安全・品質管理システム |

トータル

見える化を支援する、高精度充放電試験装置と安全・品質管理システムを組み合わせたソリューションをご紹介します。

お客様の課題と解決提案

携帯電話に代表される携帯情報機器の爆発的普及に加え、低炭素社会、持続可能な社会に向けて、ハイブリッド自動車・電気自動車の商品化が世界規模で急速に進んでいます。

このような背景のもと、これら製品のキーコンポーネントであるリチウムイオン電池に代表される二次電池に大きな期待が寄せられていますが、多くのお客様は以下の様な課題・問題で悩まされていることと考えられます。

  • 社会インフラ
    • 急速充電システムの早期構築
    • リサイクル技術の確立
    • 品質規格、安全規格の国際基準標準化
      など… 
       
  • 電池メーカ様
    • エネルギー密度の向上
    • 出荷検査のタクト・タイム短縮
    • 生産ラインでの歩留向上
      など…
       
  • 機器メーカ様
    • 寿命予測、シミュレータの開発
    • 機器のコストダウン
    • 開発タクト・タイムの短縮
      など… 

arrow

これらの課題の解決に向けて、電池の見える化を支援する高精度充放電試験装置と、安全・品質管理システムを組み合わせたソリューションを提供します。

 

電圧データ配列判定・自己放電試験システム

YOKOGAWAの提案する電圧データ配列判定システムを紹介します。

お客様の課題と解決提案

お客様ごとに充放電試験評価の抱える問題も様々ですが、多くのお客様は以下の様な課題・問題で悩まされていることと考えられます。

  • 充放電試験の検査タクト・タイムを短縮したい
  • 多数セル、もしくはモジュールを測定する際に環境要因を排除したい
  • 適応性のないアルゴリズムでは対応できない

【環境要因】

  • 空間分布パターンの予測が難しい
  • 空間分布は、経時変化してしまう
  • 充放電試験装置の設置場所により、誤差が生じてしまう
    など…

arrow

これらの課題の解決に向けてYOKOGAWAは、電圧データ配列判定技術を用い、充放電試験のタクト・タイム短縮と環境要因を取り除き良品・不良品を可視化するシステムを提供します。
※ 電圧データ配列判定技術は特許出願中です。

仕様・システム構成

電圧データ配列判定システムでは、セル、もしくはモジュールの電圧データを擬似配列することにより、擬似配列上にシミやムラのように表示します。この擬似配列に表示されるシミやムラを判別し良品・不良品の判定、およびどのセル、もしくはモジュールが不良品なのかを可視化することが可能となります。

本システムでは、生産ライン内でのセッティングを最適値に調整できるのみでなく、生産ライン外でのチューニングやデータ検証も併せて行えることが可能です。

電圧データ配列

♦システム構成

本システムでは、生産ライン内でのセッティングを最適値に調整できるのみではなく、生産ライン外でのチューニングやデータ検証も併せて行うことが可能です。

システム構成

 

安全・品質管理システム

YOKOGAWAの提案する安全・品質管理システムを紹介します。

お客様の課題と解決提案

お客様ごとに製造プロセスが異なることが多いため、抱える問題への対応も様々ですが、多くのお客様は以下の様な課題・問題で悩まされていることと考えられます。

  • 試作データと量産データが個別システムに蓄積され、連携不足
    • 個別システムにはデータが蓄積されているが、関連付けた上での活用ができない
    • 必要データの転送が人手による依頼作業でタクト・タイムが長く、探索的なデータの活用ができない
       
  • 莫大なデータのデータ検索、比較が手作業
    • 多様なデータを効率よく検索・比較ができない
    • データの連携には、人の手で変換する必要がある
       
  • 燃料電池試験装置の稼働状態が把握できない
    • 稼働時間の推移と良品率の変化が見えない
    • 評価データやカテゴリデータとの重ね合わせ、その品種毎の時系列傾向が見えない

arrow

これらの課題の解決に向けて、膨大な試験データの中から良品・不良品傾向を可視化するソフトウェアツールを、YOKOGAWAはご提案します。

膨大な試験データの中から、必要なデータを連携させて「大まかな傾向」を可視化し、詳細解析対象の効率的な絞込みを実現します。ツールの活用により、燃料電池評価解析のタクト・タイムを短縮します。

  • 散在するデータのかき集めを人手に頼ることなくデータを収集し、連携します
  • 安全・品質に関与するパラメータ・データを相関把握することができます
  • 大まかな傾向分析で詳細解析対象の絞込みが可能となります
  • 詳細な解析は、現在使用されている解析ソフトをそのまま使用できます

燃料電池試験ソフトウェアツールにより、燃料電池評価解析のタクト・タイムを短縮します

仕様・システム構成

自社・他社の燃料電池試験装置に関わらず、安全・品質管理システムを接続することが可能です。本システムは、Webサーバを実装することから、生産ラインのみならず事務所などにて閲覧することができます。

ソリューション説明
安全・品質管理システム画面例

電池モデル化ソリューション

電池の見える化を支援する高精度測定機器群と自動計測システム。得られたデータを元に等価回路にフィッティングし、モデル化するソフトウエアツール。さらにそれを高速・高精度電源と組み合わせた電池エミュレーションといった、一連のソリューションをご紹介します。

| お客様の課題と解決提案 | 仕様・システム構成 |

お客様の課題と解決提案

携帯電話に代表される携帯情報機器の爆発的普及に加え、低炭素社会、持続可能な社会に向けてハイブリッド自動車、電気自動車の商品化が世界規模で急速に進んでいます。

このような背景のもと、これら製品のキーコンポーネントである燃料電池に代表される二次電池に大きな期待が寄せられていますが、多くのお客様は以下の様な課題・問題で悩まされていることと考えられます。

  • 社会インフラ
    • 急速充電システムの早期構築
    • リサイクル技術の確立
    • 品質規格、安全規格の国際基準標準化
      など…
       
  • 電池メーカ様
    • 安全性の向上
    • 出荷検査のタクト・タイム短縮
    • 生産ラインでの歩留向上
      など…
       
  • 機器メーカ様
    • 寿命予測、エミュレータの開発
    • 機器のコストダウン
    • 開発タクト・タイムの短縮
      など…

arrow

これらの課題の解決に向けて、電池の見える化により、得られたデータを元に等価回路にフィッティングし、モデル化するソフトウェアツール、さらにそれを高速・高精度電源と組み合わせた電池エミュレーションといったソリューションを提供します。

  • モデル化することによるメリット
    電池の特性をデータや式として固定でき、再現性が保証された設計・評価環境が構築できます。また、実際に存在しないような電池特性で設計・評価が可能になります。

    例: 材料等を変更したときの特性の予測

仕様・システム構成

電池の特性をデータや式として固定でき、再現性が保証された設計・評価環境が構築できます。また、実際に存在しないような電池特性で設計・評価が可能になります。
例: 材料などを変更したときの特性の予測

材料などを変更したときの特性の予測

概要

電池の特性評価に欠かせない再現性を追及
自動車・エネルギー分野の電池評価のニーズにお応えします!

720120-S1 インピーダンスアナライザは高精度・マルチチャネルの AC インピーダンス計測装置です。
高い信頼性が要求される自動車・エネルギー分野の電池評価で、非破壊で内部の状態を把握するための評価ツールとして活用頂けます。
モジュール形式でチャネル間の絶縁性能に優れ、単セルからモジュール電池、燃料電池スタックまで幅広い分野で活用頂けます。
また、先進の動的インピーダンス測定機能を備え、実動に近い状態での評価も可能としました。

主な用途

  • 二次電池、燃料電池、キャパシタなどの性能評価
  • 電池の劣化状態の把握
  • 等価回路モデルへのフィッティング
  • 実動状態での電池内部の解析
  • 電池評価システムへの組み込み

インピーダンスアナライザ 720120-S1
720120-S1 インピーダンスアナライザ

[測定対象]
二次電池、電池モジュール
燃料電池スタック、キャパシタ
測定対象


インピーダンス測定構成例
インピーダンス測定 構成例

SOCを変化させた時のインピーダンス測定結果
SOCを変化させた時のインピーダンス測定結果

サイクル回数とインピーダンス測定結果
サイクル回数とインピーダンス測定結果

 

特長

  • 高精度で高い再現性を実現した計測基本性能
  • 高い絶縁性能とマルチチャネル同時計測
  • 実動に近い状態でのインピーダンス測定機能
  • 独自開発のフィッティングツールとの連携

 

高精度で高い再現性を実現した計測基本性能

優れた再現性

自動車・エネルギー分野の電池は、大型化、高性能化に伴い内部インピーダンスが微小化しており正確な測定が困難になってきています。
720120-S1 インピーダンスアナライザは、横河電機の長年の計測器開発で培った、高度な信号処理技術を生かし、微小信号に含まれる電池のインピーダンスを高精度に、しかも高い再現性で測定することを実現しました。

大型電池のインピーダンス測定
大型電池のインピーダンス測定

低インピーダンスの大型電池でも高精度な測定が可能です。

 

繰り返し測定結果 (5mΩ+抵抗測定)
繰り返し測定結果 (5mΩ+抵抗測定)

低抵抗を繰り返し測定しても安定した結果が得られ、再現性の高さが確認できます。

 

高い絶縁性能とマルチチャネル同時計測

スタック電池の計測

720120-S1 インピーダンスアナライザはマルチチャネル入力で、チャネル間の高い絶縁性能により、モジュール電池や燃料電池スタックの全体や個別セルの同時測定が可能です。

  • 最大同相電圧は 400V 保証。外部の保護回路の付加で更に高い電圧まで対応可能
  • 1ユニットで最大 13ch の入力が可能。ユニット拡張で最大 125ch の同時測定が可能
  • 高精度電流センサは最大 1000A 対応可能

高い絶縁性能とマルチチャネル同時計測
燃料電池スタック・インピーダンス計測

 

実動に近い状態でのインピーダンス測定機能

新ニーズへの対応

電池の最適制御を行うために実動状態で電池内部を把握することが重要になってきています。 電池内部を把握する手法として AC インピーダンス計測は有効ですが、電池を特定の電位に保持して行う必要があり、実動状態での測定は困難でした。
720120-S1 インピーダンスアナライザは高度な信号処理技術により、実動に近い状態のインピーダンス測定を実現しました。

  • 電位勾配補正機能(特許)
  • マルチトーン測定機能(特許)
  • 過渡応答特性測定機能

 

電位勾配補正機能(特許)

実動状態の二次電池は、充電または放電で SOCの 変化から電位が変化します。
例えば、放電しながらインピーダンスを測定すると電位降下による電位勾配から、インピーダンス測定結果の低周波域に誤差を生じます。
720120-S1 インピーダンスアナライザは、独自開発の電位勾配補正機能 (Slope Canceling) により、電位勾配の影響を除去し、さらに、高速性・同時性を特徴としたマルチトーン測定方式との組合せで 実動に近い状態のインピーダンス測定を可能にしました。

電位勾配補正機能

  • 電位勾配補正機能は電気化学分野でも注目されています
    交流インピーダンス測定は測定対象の電池に交流信号を与えるため、一サイクルの中で充電と放電が繰り返された平均的な特性が結果として得られます。
    ところが、近年の電気化学の分野では充電状態と放電状態を分離して解析したいといった新たなニーズが高まっており、その実現のために交流重畳信号にオフセット電流を加算させますが、この時生じる電位勾配が測定結果に悪影響を及ぼします。
    この影響を除去し、より正確な測定のために電位勾配補正機能が有効です。

充電と放電の特性arrow

オフセット電流の加算

交流インピーダンス測定は一サイクルの中で充電と放電が繰り返された平均的な特性になります。
交流重畳信号にオフセット電流を加算することで 放電あるいは充電状態のインピーダンス測定が可能となりますが、この時生じる電位勾配の影響を考慮する必要があります。

  • 電位勾配補正機能は定常状態でも有効です
    定常状態と思っていても温度変化などの影響で電位変化が起こり、低周波特性が不安定になる場合があります。このような場合にも電位勾配補正機能は有効です。

 

マルチトーン測定機能(特許)

720120-S1 インピーダンスアナライザは一般的なスイープ測定 (FRA方式) に加え、複数の周波数を同時に測定するマルチトーン方式 (FFT方式) を採用しました。
スイープ方式は高精度な測定が可能な反面、測定に時間を要するため電池の状態が変化するような場合には適しません。
マルチトーン方式は測定する周波数ポイントを限定することで高速な測定が可能で、しかも各測定周波数は同一区間に分布しているため、時間的な同時性も保たれます。
これらの特長から電位勾配補正機能との組合せで、実動に近い状態でのインピーダンス測定をより正確なものにしました。
なお、通常のマルチトーン測定でも低周波領域を含む場合、交流重畳信号によって SOC に変化が生じる場合があり、より正確な測定にために電位勾配補正機能との併用をおすすめします。

スイープとマルチトーンの測定結果比較

 

過渡応答特性測定機能

720120-S1 インピーダンスアナライザは、AC インピーダンス測定だけではなく、時間領域の過渡応答特性を測定する機能も用意しました。
これは、測定対象の電池にパルス電流を印加した時の印加電流と電池の内部インピーダンスに伴う電池電圧の変化分を時間波形として高精度に測定する機能です。
得られた波形データはモデル化支援ツール Bviewer (別売) で等価回路モデルへフィッティングさせることができま、実動に近い状態での回路モデルの推定に役立ちます。

過渡応答特性測定機能

AC インピーダンス測定だけではなく、時間領域の過渡応答特性を測定する機能も用意しました。
応答特性オプションの付加により、時間領域の過渡応答特性データを対象にフィッティングすることが可能です。

機能

インピーダンス測定機能

測定モード スイープモード: 単一周波数を掃引して各周波数のインピーダンス測定を行うモード
マルチトーンモード: 複数周波数を一度に印加してFFT解析で測定するモード
基準出力 電圧基準/電流基準
周波数範囲 0.01 mHZ ~ 100 kHz
システム構成 セル構成/スタック構成
自動制御可能電源 726021 ソースメジャーユニットEX (他社電源の制御はご相談ください)
保存ファイル インピーダンス測定結果 (CSV)/電圧、電流測定結果(WDF, CSV)
表示 Cole-Cole 図/測定結果リスト表示

メイン画面
メイン画像

Cole-Cole図
Cole-Cole-図

 

過渡応答測定機能

電流値 電源の仕様による (1mA ステップ)
パルス幅 0 to 200sec (1msec ステップ)
測定時間 10m to 200sec (1msec ステップ)
サンプリング 5 to 1MHz (1, 2, 5 ステップ)
最大サンプル数: 5M
プリトリガ 10m to 200sec (1msec ステップ)

設定/測定結果
設定/測定結果

 

ビューア機能

720120-S1 インピーダンスアナライザで測定中のデータや、保存済ファイルのデータを対象にナイキスト線図 (Cole-Cole) やボード線図として表示します。
過去の保存データと測定中のデータを比較することも可能です。

ビューア機能
ビューア機能

 

仕様

基本仕様

入力部形式 プラグインモジュール
スロット数 8
最高サンプルレート 1M S/s (全チャネル同時) *1
内蔵ハードディスク 40GB (/HD1 オプション付加時) *2
プローブパワー端子数 4 (/P4 オプション付加時)
USB通信 USB Rev.2.0 準拠
Ethernet通信 1000BASE-T 準拠 (/C10オプション付加時) *2
同期運転 最大8 台


インピーダンス測定確度 (3ヶ月確度) *3

純抵抗測定時のインピーダンス確度: > 50kHz は参考値
測定周波数 確度 ± (読み値誤差+測定レンジ誤差)
0.01mHz ≤ f < 0.5Hz
0.5Hz ≤ f > 10Hz 0.35% of reading + 0.4% of range
10Hz ≤ f ≤ 1kHz 0.35% of reading + 0.4% of range
1kHz < f ≤ 10kHz 1.0% of reading + 1.0% of range
10kHz < f ≤ 100kHz 0.3 × f% of reading + 0.2 × f% of range
純抵抗測定時の位相角確度: 720120-S1 は連結なし。60Hz 以外は参考値
0.01mHz ≤ f < 100Hz ± 0.2°
100Hz ≤ f ≤ 1kHz ± 0.4°
1kHz < f ≤ 100kHz ± (0.2° + 0.2° × f)

 

一般仕様

定格電源電圧 100 ~ 120VAC/220 ~ 240VAC (自動切換え)
定格電源周波数 50/60Hz
消費電力 最大 300VA (モジュール含む)
外形寸法 319mm (W) × 154mm (H) × 350mm (D) 突起部を含まず
質量 約 6kg (本体のみ)
動作温度範囲 5°C ~ 40°C


形名

形名 仕様コード 記事
720120 (-S1) インピーダンスアナライザ本体
測定構成 -S2 セル測定
-S3 スタック測定
電源コード   -M UL/CSA 規格、PSE 適合 (3極-2極変換アダプタ付)
付加仕様    /HD1 40GB 内蔵ハードディスク (必須) *2
    /C10 Ethernet インタフェース (必須) *2
       /P4 プローブ電源

*1 実装するインピーダンス測定モジュールの最高サンプルレートになります
*2 必ずオプション付加してください
*3 確度条件:

温度: 23 ± 2°C
湿度: 35 ~ 75%RH
ウォームアップ時間経過後
純抵抗測定時の確度 (レンジ定格値の電流を入力時)
入力波形: 正弦波、同相電圧: 0V、開始位相: 0°
周期数: 1、オフセットキャンセル:OFF
入力インピーダンス: 1MΩ
レンジ定格値の電流および電圧を入力
周波数f の単位は kHz。シャント抵抗器とアクセサリによる影響は含まず
1年確度: (3ヶ月確度の読み値誤差 × 1.5)
 

関連製品

モデル支援ツール Bviewer 725501 別売

モデル化支援ツール Bviewer は、720120-S1 インピーダンスアナライザで測定したデータの管理や測定データを元に等価回路モデルの回路定数を求めるためのフィッティングを行うソフトウェアです。
応答特性オプションの付加により、時間領域の過渡応答特性データを対象にフィッティングすることも可能です。

モデル化支援ツール Bviewer

モデル化支援ツール Bviewer

データマネージメント機能

測定データの読み込み、フィッティング結果と一緒にプロジェクト管理できます。
電池の SOC や温度、劣化度合などの測定条件ごとにデータ管理できます。

フィッティング機能

抵抗、コンデンサ、コイル、ワールブルグ、CPE などで電池の等価回路モデルを選択し 指定測定データを等価回路にフィッティングさせることで回路素子の定数を求めます。
フィッティング手法や評価関数の選択、指定回路定数の任意設定など各種機能が用意されています。
複数の測定データ対象にまとめてフィッティング実行することもできます。

回路定数変化グラフ

複数のフィッティング結果を対象に、電池の条件と回路素子定数をグラフ化する機能です。
電池条件との相関関係の把握に役立ちます。

回路定数変化グラフ

応答特性 (オプション機能)

複数のフィッティング結果を対象に、電池の条件と回路素過渡応答測定データを対象としたフィッティング機能です。
回路素子としてワールブルグもサポートしました。
インピーダンスデータによるフィッティング結果と比較参照が可能です。

応答特性 (オプション機能)

形名

MODEL 仕様コード725501 モデル化支援ツール Bviewer
/TR 応答特性オプション

 

交流重畳電源

一般的な AC インピーダンス測定はポテンショスタット/ガルバノスタットと FRA (Frequency Response Analysis) の機能を組み合わせて行います。
FRAの機能をもつ 720120-S1 インピーダンスアナライザは、ポテンショスタット/ガルバノスタットの代わりにパイポーラ電源 (燃料電池の場合は電子負荷装置) と組み合わせて使用するこ
とで、マルチトーンや過渡応答計測機能など、多彩な機能を実現するとともに各種電源との組合せでよりユーザニーズにあった計測環境の提供を実現しました。

バイポーラ電源の仕様
インピーダンスアナライザと組合せて使用するバイポーラ電源の仕様 (弊社選定品)

電流センサ

720120-S1 インピーダンスアナライザの電流検出用に各種高精度電流センサを用意しております。
特に、燃料電池や放電しながらの二次電池の測定では、DC の大電流に含まれた微小レベルの交流電流を検出する必要があり、下表に示す電流センサと CT アダプタの組み合わせで広帯域で高精度な測定を実現しました。

最大電流 電流センサ アダプタ
形名 内蔵シャント 分流比 形名 内蔵シャント
5A 725901 100 mΩ
20A 725902 5 mΩ
60A CT60 600:1 R20 20 Ω
200A CT200 1000:1
1000A CT1000 1500:1 R3 3 Ω

※ CT アダプタ形名: CT-ADAPTOR UNIT Rxx

 

アプリケーションプログラムインターフェース (API) オプション機能

720120-S1 インピーダンスアナライザにはオプション機能として API を用意しています。
API の使用でユーザアプリケーションプログラムからインピーダンスアナライザの計測の開始・終了制御が可能になり、 (測定条件は予めファイル登録しておきます) 充放電装置や恒温槽と連携した自動計測システムを構築することができます。

アプリケーションプログラムインターフェース (API)

本件に関する詳細などは下記よりお問い合わせください


お問い合わせ
トップ