電池と測定器の接続を切り替えるマルチプレクサー：開発現場の測定負担を軽減

[竹本達哉，EE Times Japan]

　日置電機は2018年6月、リチウムイオン電池や全固体電池などのバッテリーの測定を効率化するスイッチメインフレームの発売を開始した。2台のバッテリー用測定器を複数のバッテリーと接続し、自動で測定を高精度に実施できる。

バッテリーの測定を効率化するスイッチメインフレーム「SW1002」（12スロット品） （クリックで拡大）

　日置電機は、バッテリーの開発現場や生産現場向けにさまざまな測定器を展開している。直流電圧計（デジタルマルチメーター）をはじめ、バッテリーの内部抵抗と電池電圧を同時測定するバッテリーハイテスター、バッテリーインピーダンスメーターなどだ。なかには、電気化学部品、材料の評価などで用いられる電極・電解質のイオンなどの特性を把握するための「Cole-Coleプロット図」を表示できるケミカルインピーダンスアナライザーもある。

バッテリー開発現場の課題解決に向けて

　多彩なバッテリー測定ニーズに応える測定器をラインアップするが、「バッテリー開発現場には、測定での課題が残っていた」（日置電機）とする。その課題とは、材料の配合などを微妙に調整し、多くのバッテリーを試作、評価するバッテリー開発現場では、測定が煩雑で、手間がかかるという課題だ。「多くのバッテリーを評価、測定するには、何度も測定器をつなぎ直す必要があり、かなりの手間を要した。大規模な開発現場では、測定器とバッテリーの接続を自動で切り替えるマルチプレクサーを自作する開発現場も多かったが、マルチプレクサーを開発する手間がある上、開発したマルチプレクサーではどうしても測定誤差が生まれ、正確な計測ができなかった」（同社）とする。

　そこで日置電機は、さまざまなバッテリー測定器と複数のバッテリーの接続を自動で切り替えるスイッチメインフレームを開発し、製品化した。

スイッチメインフレーム「SW1002」の使用イメージ （クリックで拡大） 出典：日置電機

　スイッチメインフレームは、最大2台のバッテリー測定器を接続（2線式測定器1台と4線式または4端子対［6線式］測定器1台の組み合わせ）でき、測定対象となるバッテリーも最大264個（マルチプレクサーモジュール12個を搭載できる12スロット品において2線式測定の場合。4端子対による測定の場合には最大72個となる）を接続できる。

　スイッチメインフレームに挿入して使用するマルチプレクサーモジュールは、渦電流やノイズの影響を受けにくい回路設計を施し、スイッチメインフレームを介しても、直接バッテリーに接続した場合とほぼ誤差のない正確な測定ができるという。

測定精度を高めるため、さまざまな工夫をマルチプレクサーモジュールに施した （クリックで拡大） 出典：日置電機

　また、各測定器の制御コマンドについても、制御用PCからスイッチメインフレームを介した送信することができ、制御PCの使用ポート数を削減できる。PC用の測定アプリケーションソフトも無償で配布され、同アプリではOCV（Open Circuit Voltage）測定専用機能の他、ロギング機能、多チャンネルCole-Coleプロット測定機能などを備える。

　スイッチメインフレームの価格は、3スロット品の「SW1001」が15万円（税別）、12スロット品の「SW1002」が28万円（同）。オプションとして提供されるマルチプレクサーモジュールは、2線式、4線式に対応する「SW9001」が6万円（同）、4端子対または2線式に対応する「SW9002」が8万円（同）となっている。

　スイッチメインフレームに対応するバッテリー測定器は現在、直流電圧計「DM7276」、バッテリーテスター「BT3562」、バッテリーインピーダンスメーター「BT4560」、ケミカルインピーダンスアナライザー「IM3590」の4機種。

スイッチメインフレーム「SW1002」（写真左）と、直流電圧計「DM7276」（同右上）および、バッテリーインピーダンスメーター「BT4560」（同右下）を接続した様子 （クリックで拡大）

　「これらの測定器以外にも、抵抗メーターなどさまざまな測定器も接続できる見込み。今後、ニーズを見極めながら、動作確認を行いながら（測定結果を保証する）対応測定器を増やしていき、測定の手間を削減していきたい」（同社）としている。