CN117652066A - 蓄电装置、故障诊断方法 - Google Patents

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Abstract

蓄电装置具备：外部端子(51)；蓄电单元(62)；将一端与所述外部端子(51)电连接，将另一端与所述蓄电单元(62)电连接的电流切断装置(53)；以不通过所述电流切断装置(53)的路径将所述蓄电单元放电的放电电路(110)；和故障诊断装置(150)。所述故障诊断装置(150)使用所述放电电路(110)，将所述蓄电单元(62)放电，并基于放电前后的所述外部端子51的电压变化(ΔV1)，对所述电流切断装置(53)的故障进行诊断。

Description

蓄电装置、故障诊断方法
技术领域
本发明涉及对电流切断装置的故障进行诊断的技术。
背景技术
搭载于汽车等车辆的电池具有电流切断装置，在检测到某些异常的情况下，通过切断电流来保护电池(参照专利文献1)。
现有技术文献
非专利文献
专利文献1:日本特开2017-5985号公报
发明内容
发明要解决的课题
车辆用的电池在电流切断装置发生故障而固定于开路(Open)的情况下，向车辆的电力供给中断，存在车辆电源故障(Power Fail)(电源丧失)的可能性。在电流切断装置发生故障而固定于闭合(Close)的情况下，即使检测到异常，也存在无法保护电池的可能性。因此，要求提高电流切断装置的故障诊断精度。此外，在车辆以外的用途也期望提高电流切断装置的故障诊断精度。
本发明的一方式公开了提高电流切断装置的故障诊断精度的技术。
用于解决课题的手段
蓄电装置具备：外部端子；蓄电单元；将一端与所述外部端子电连接，将另一端与所述蓄电单元电连接的电流切断装置；以不通过所述电流切断装置的路径将所述蓄电单元放电的放电电路；和故障诊断装置。所述故障诊断装置使用所述放电电路，将所述蓄电单元放电，并基于放电前后的所述外部端子的电压变化，对所述电流切断装置的故障进行诊断。
本技术还能够应用于电流切断装置的故障诊断方法、故障诊断程序。
发明的效果
本技术能够提高电流切断装置的故障诊断精度。
附图说明
图1是车辆的侧面图。
图2是电池的分解立体图。
图3是二次电池单元的平面图。
图4是图3的A-A线剖视图。
图5是电池的框图。
图6是放电电路的电路图。
图7是冗余电路的电路图。
图8是汇总了放电前后的A点的电压的图表。
图9是汇总了放电前后的A点的电压变化和B点的电压变化的图表。
图10是电流切断装置的故障诊断流程。
图11是放电电路的电路图。
具体实施方式
对蓄电装置的概要进行说明。
蓄电装置具备：外部端子；蓄电单元；将一端与所述外部端子电连接，将另一端与所述蓄电单元电连接的电流切断装置；以不通过所述电流切断装置的路径将所述蓄电单元放电的放电电路；和故障诊断装置。所述故障诊断装置使用所述放电电路，将所述蓄电单元放电，并基于放电前后的所述外部端子的电压变化，对所述电流切断装置的故障进行诊断。
在该结构中，例如，在蓄电装置为车辆用的情况下，能够不依赖于车辆系统的状态而正确地判断电流切断装置是“开路”还是“闭合”。因此，能够提高电流切断装置的故障诊断精度。在将蓄电装置使用于其他移动体的情况下、在使用于移动体以外的用途的情况下，也能够不依赖于上位系统的状态而正确地判断电流切断装置是“开路”还是“闭合”，因此能够提高电流切断装置的故障诊断精度。
在所述外部端子和所述蓄电单元的电压差的绝对值小于电压阈值的情况下，所述故障诊断装置也可以使用所述放电电路，将所述蓄电单元放电，并基于放电前后的所述外部端子的电压变化，对所述电流切断装置的故障进行诊断。
在电流切断装置“闭合”的情况下，外部端子的电压是与蓄电单元的电压大致相同的电压。但是，即使电流切断装置“开路”，根据车辆系统、上位系统的状态，有时外部端子的电压成为与蓄电单元的电压大致相同的电压。因此，在外部端子和蓄电单元的电压差的绝对值小于电压阈值的情况下，难以判断电流切断装置是“开路”还是“闭合”。通过使用本技术，即使在外部端子和蓄电单元的电压差的绝对值小于电压阈值的情况下，也能够正确地判断电流切断装置是“开路”还是“闭合”。
所述故障诊断装置也可以基于放电前后的所述外部端子的电压变化和所述蓄电单元的电压变化的比较结果，来对所述电流切断装置的故障进行诊断。
在仅通过放电前后的外部端子的电压变化来判断电流切断装置的“开路”、“闭合”的情况下，若外部端子的电压因蓄电单元的放电以外的原因而变化，则存在对电流切断装置的状态进行误判断的可能性。在该结构中，对外部端子的电压变化和蓄电单元的电压变化进行比较，从而即使在外部端子的电压因放电以外的原因而变化的情况下，也能够正确地判断电流切断装置是“开路”还是“闭合”。
所述蓄电单元也可以具有串联连接的多个蓄电单元(电池组)。所述放电电路也可以具有将各蓄电单元单独放电的单元放电电路。在该结构中，在电流切断装置的故障诊断中使用单元平衡用的放电电路。通常，蓄电装置的管理装置具备单元平衡用的放电电路，因此将该放电电路用于故障诊断。由此，不需要设置故障诊断专用的放电电路，能够抑制部件件数的增加。
蓄电装置也可以为移动体用(蓄电装置也可以搭载于移动体上)。搭载于移动体上的蓄电装置置身于伴随移动体的移动的振动中，因此与定置用的蓄电装置相比容易引起误作动(并非有意的继电器的动作)。通过电流切断装置的故障诊断精度的提高，能够早期检测电流切断装置的故障、误动作。在检测到电流切断装置的故障、误作动的情况下，通过采用使冗余电路动作等必要的措施，能够抑制移动体的电源故障。
<实施方式1>
1.电池50的说明
如图1所示，在车辆10上搭载有发动机20、和用于发动机20的起动等的电池50。电池50是“蓄电装置”的一例。在车辆10上也可以代替发动机20(内燃机)而搭载有车辆驱动用的蓄电装置、燃料电池。
如图2所示，电池50具备电池组60、电路基板组件(unit)65和收容体71。收容体71具备由合成树脂材料构成的本体73和盖体74。本体73为有底筒状，具备底面部75、和4个侧面部76。通过4个侧面部76在本体73的上端形成开口部77。
收容体71收容电池组60和电路基板组件65。电路基板组件65是在电路基板100上搭载各种部件(电流切断装置53、图5所示的电流检测部54、管理装置150等)的基板组件，如图2所示，其相邻配置于电池组60的例如上方。可代替地，电路基板组件65相邻配置于电池组60的侧方。
盖体74封闭本体73的开口部77。在盖体74的周围设置有外周壁78。盖体74具有俯视观察大致T字形的突出部79。盖体74的前部中，在一个角部固定正极的外部端子51，在另一个角部固定负极的外部端子52。电路基板组件65也可以代替收容体71的本体73而收容于盖体74内(例如突出部79内)。
电池组60由多个单元(cell)62构成。如图4所示，单元62在长方体形状(棱柱状)的壳体82内收容电极体83和非水电解质。单元62例如是锂离子二次电池单元。壳体82具有壳体本体84、和封闭其上方的开口部的盖85。
电极体83未详细图示，其为在由铜箔构成的基材上涂布了活性物质的负极板与在由铝箔构成的基材上涂布了活性物质的正极板之间，配置由多孔性的树脂薄膜构成的隔板(separator)而得到。它们均为带状，且相对于隔板，负极板和正极板分别在宽度方向的相反侧错开位置的状态下，以能够收容于壳体本体84的方式卷绕成扁平状。电极体83也可以是层叠类型，来代替卷绕类型。
分别地，正极端子87经由正极集电体86与正极板连接，负极端子89经由负极集电体88与负极板连接。正极集电体86以及负极集电体88具有平板状的基座部90、和从该基座部90延伸的脚部91。在基座部90形成贯通孔。脚部91与正极板或负极板连接。
正极端子87以及负极端子89由端子本体部92、和从其下面中心部分向下方突出的轴部93构成。正极端子87的端子本体部92和轴部93由铝(单一材料)一体成形。在负极端子89中，端子本体部92为铝制，轴部93为铜制，并将它们组合而成。正极端子87以及负极端子89的端子本体部92经由由绝缘材料构成的垫片(gasket)94而配置于盖85的两端部，如图3所示，从该垫片94向外方露出。
盖85具有压力开放阀95。压力开放阀95位于正极端子87和负极端子89之间。压力开放阀95为安全阀。压力开放阀95在壳体82的内压超过限制的情况下开放，从而降低壳体82的内压。
图5是表示电池50的电气结构的框图。电池50具备电池组60、电流切断装置53、电流检测部54、放电电路110、冗余电路120、电压下降电路130、和管理装置150。
在电池50中，作为通过发动机20的动力而发电的发电机的交流发电机160、和车载的电气负载170电连接。
在发动机20的驱动中，在交流发电机160的发电量比电气负载170的电力消耗量大的情况下，电池50通过交流发电机160而充电。在交流发电机160的发电量比电气负载170的电力消耗量小的情况下，电池50为了补偿其不足量而放电。
发动机20的停止中，交流发电机160停止发电。发电停止中，电池50成为未被充电的状态，且成为仅针对电气负载170进行放电的状态。
电池组60的单元62例如有12个(参照图2)，3并联4串联地连接。图5将并联连接的3个单元62用1个电池符号表示。单元62是“蓄电单元”的一例。蓄电单元不限定于棱柱状单元，既可以是圆筒型单元，也可以是具有层压薄膜壳体的袋状(pouch)单元。
电池组60、电流切断装置53以及电流检测部54经由电力线55P、电力线55N而串联连接。电力线55P、55N能够使用作为由铜等金属材料构成的板状导体的母线(bus bar)BSB(参照图2)。
如图5所示，电力线55P将正极的外部端子51和电池组60的正极连接。电力线55N将负极的外部端子52和电池组60的负极连接。外部端子51、52是与车辆10的连接用端子，能够经由外部端子51、52将电池50与交流发电机160、电气负载170电连接。
电流切断装置53设置于正极的电力线55P上，将一端与正极的外部端子51电连接，将另一端与电池组60的正极电连接。电流切断装置53既可以是FET等半导体开关，也可以是具有机械式的触点的继电器。电流切断装置53优选为闩锁继电器(latch relay)等自保持型开关。电流切断装置53为常闭类型(normal close type)，正常时，被控制为闭合状态(导通状态)。在电池50具有某些异常的情况下，能够通过将电流切断装置53从“闭合”切换到“开路”，来切断电池组60的电流I。
在本说明书中，电流切断装置53的一端、另一端意指电流切断装置53的电连接点。在电流切断装置53为继电器的情况下，也可以是，一端是继电器的第1端子，另一端是继电器的第2端子。继电器的第1端子、第2端子既可以设置于继电器的框体的、不同的面(或俯视观察中的不同的边)，也可以设置于相同的面(或俯视观察中的相同的边)。
电流检测部54设置于负极的电力线55N上。电流检测部54也可以是分流电阻。电阻式的电流检测部54能够基于电流检测部54的两端电压Vr而计测电池组60的电流I。电阻式的电流检测部54能够根据电压的极性(正负)来判别放电和充电。可代替地，电流检测部54也可以是磁传感器。
放电电路110与电池组60并联连接，不通过电流切断装置53地将电池组60放电。在该实施方式中，如图6所示，在放电电路110中，使用单元平衡用(容量均等化用)的单元放电电路115A～115D。各单元放电电路115A～115D相对于各单元62A～62D而并联连接。各单元放电电路115A～115D由放电电阻116和开关117构成，能够通过将开关117接通，将对应的单元62放电。
冗余电路120与电流切断装置53并联连接。冗余电路120例如如图7所示，由二极管121、和半导体开关123构成。关于二极管121，将阴极K与外部端子51连接。关于半导体开关123，将一端与二极管121的阳极A连接，将另一端与电池组60的正极连接。二极管121的正向是电池组60的放电方向。通过将半导体开关123接通(on)，从而即使在电流切断装置53发生了故障的情况下，电池组60也能够经由冗余电路120而向车辆10进行电力供给。
管理装置150安装于电路基板100(参照图2)上，如图5所示，具备CPU151、和存储器153。管理装置150能够经由计测线L1、计测线L2而与图5中的A点和B点连接，检测电池50的端子电压V1和电池组60的总电压V2。管理装置150是“故障诊断装置”的一例。
在存储器153中，存储有图10所示的故障诊断流程的执行程序、及对于程序的执行所需的数据。程序也可以存储在CD-ROM等记录介质中而使用、转让、出借等。程序也可以使用电信线路进行分发。
电压下降电路130与图5中的A点连接，将电池50的端子电压V1从“12V”下降至“5V”等的规定电压，并向管理装置150提供。
2.电流切断装置的故障诊断
若电流切断装置53发生“开路故障(固定于开路的故障)”，则存在对车辆10的电力供给中断的可能性。因此，要求进行电流切断装置53的故障诊断，确保对车辆10的电力供给。
在电流切断装置53为“闭合(正常)”的情况下，A点的电压V1和B点的电压V2是大致相同的电压，如果电池组60为充电中或放电中，则流过规定以上的电流I。
因此，考虑基于电池50的电流I、A点和B点的电压V1、V2，进行电流切断装置53的故障诊断。
|V1-V2|≥K(V)· · · · (1)式
|I|≤K(I)· · · · (2)式
K(V)是基于电压计测误差等而决定的电压阈值，在该实施方式中是2[V]。K(I)是基于电流计测误差等而决定的电流阈值，在该实施方式中是1[A]。
在电流切断装置53接受到“闭合”的指令的情况下，在满足(1)式的电压条件和(2)式的电流条件这双方的情况下，管理装置150将电流切断装置53判断为“开路故障”。
在电流切断装置53接受到“闭合”的指令的情况下，在不满足(1)式的电压条件和(2)式的电流条件中任一个条件的情况下，管理装置150将电流切断装置53判断为“闭合(正常)”。
在基于(1)式的电压条件和(2)式的电流条件这两个条件进行电流切断装置53的故障诊断的情况下，根据交流发电机160、电气负载170等车辆系统的状态，无法正确地检测电流切断装置53的状态，存在错误地进行故障诊断的可能性。
具体地，在电流切断装置53发生“开路故障”的情况下，电池50的端子电压V1与车辆10的电源线15的电压V3相等。在V3和V2的电压差小的情况下，成为V1≒V2，存在不满足(1)式的电压条件的可能性。因此，即使电流切断装置53实际上是“开路故障”，也有可能错误地判断为“闭合(正常)”。
在不满足(1)式的电压条件和(2)式的电流条件中的任一个条件的情况下，管理装置150不将电流切断装置53判断为“闭合”，而通过放电电路110将电池组60放电。B点的电压(电池组60的正极的电压)V2由于放电而从X[V]变化到Y[V]。
在电流切断装置53“闭合”的情况下，如图8所示，关于A点的电压(正极的外部端子51的电压)V1而言，V2同样地，由于放电而从X[V]变化到Y[V]。另一方面，在电流切断装置53“开路”的情况下，A点的电压V1不因放电而变化，并维持X[V]。
这样，若将电池组60放电，则A点的电压V1的变化在电流切断装置53“闭合”的情况和“开路”的情况不同。因此，能够基于放电前后的A点的电压V1的变化ΔV1，正确地判断电流切断装置53是“开路”还是“闭合”。
在该实施方式中，如图9所示，管理装置150针对A点的电压V1和B点的电压V2，算出放电前后的电压变化ΔV1、ΔV2。在ΔV1＝ΔV2的情况下，管理装置150将电流切断装置53判断为“闭合(正常)”，在ΔV1≠ΔV2的情况下，将电流切断装置53判断为“开路故障”。
ΔV1＝(V11ST)－(V12ND)
ΔV2＝(V21ST)－(V22ND)
V 1ST是放电前的电压，V 2ND是放电后的电压。
以下，参照图10对电流切断装置53的故障诊断流程进行说明。电流切断装置53的故障诊断流程由S10～S160构成，例如，在管理装置150的起动中以规定的周期执行。另外，在流程执行前的状态下，放电电路110和冗余电路120都控制为断开(off)。此外，管理装置150在故障诊断流程的执行中，对电流切断装置53发出“闭合”的指令。
若故障诊断流程开始，则管理装置150计测电流组60的电流I、A点的电压V1、和B点的电压V2(S10)。电流I能够通过电流检测部54来计测，分别地，A点的电压V1能够通过计测线L1来计测，B点的电压V2能够通过计测线L2来计测。
之后，管理装置150基于V1和V2的计测值，来判定(1)式的电压条件，基于电池组60的电流I的计测值，来判定(2)式的电流条件(S20)。
在满足(1)式的电压条件和(2)式的电流条件这双方的情况下(S20：是(YES))，管理装置150将电流切断装置53判断为“开路故障”(S30)。
管理装置150在将电流切断装置53判断为“开路故障”的情况下，将冗余电路120的开关123从断开切换到接通。通过将开关123切换到接通，能够进行经由冗余电路120的放电，从而能够继续进行从电池组60向车辆10的电力供给。通过以上，故障诊断流程结束。
接着，在判定了(1)式的电压条件和(2)式的电流条件的结果，不满足任一个条件的情况下(S20：否(NO))，管理装置150使用计测线L1、L2，来计测A点的电压V1和B点的电压V2(S100)。
V1、V2的计测后，管理装置150将放电电路110从断开切换到接通，并将电池组60放电。具体地，将各单元放电电路115A～115D的开关117从断开切换到接通，将各单元62A～62D放电规定时间。
之后，管理装置150使用计测线L1、L2，重新计测放电后的V1、V2(S120)。
管理装置150基于在S100计测的放电前的V1、V2以及在S120计测的放电后的V1、V2，分别算出放电前后的电压变化ΔV1、ΔV2。管理装置150将ΔV1和ΔV2进行比较(S130)。
在A、B这2点的电压变化ΔV1、ΔV2一致(ΔV1＝ΔV2)的情况下，管理装置150将电流切断装置53判断为“闭合(正常)”(S140)。之后，管理装置150将放电电路110从接通切换到断开(S160)。通过以上，故障诊断流程结束。
在A、B这2点的电压变化ΔV1、ΔV2不一致(ΔV1≠ΔV2)的情况下，管理装置150将电流切断装置53判断为“开路故障”(S150)。
管理装置150在将电流切断装置53判断为“开路故障”的情况下，将冗余电路120的开关123从断开切换到接通。通过将开关123切换到接通，能够进行经由冗余电路120的放电，从而能够继续进行从电池组60向车辆10的电力供给。
之后，管理装置150将放电电路110从接通切换到断开(S160)。通过以上，故障诊断流程结束。
3.效果说明
在该结构中，能够不依赖于车辆系统的状态，正确地判断电流切断装置53的“开路”、“闭合”。因此，能够提高电流切断装置53的故障诊断精度。通过故障诊断精度的提高，能够早期检测电流切断装置53的开路故障。在检测到电流切断装置53的开路故障的情况下，能够通过采取使冗余电路120动作等必要的措施，抑制车辆10的电源故障(电源丧失)。
在该结构中，不限于电流切断装置53的开路故障，对于电流切断装置53由于噪声等并非有意地开路的误动作也能够进行检测。管理装置150在检测到电流切断装置53的误动作的情况下，通过发送闭合指令，将电流切断装置53从“开路”切换到“闭合”，从而能够抑制车辆10的电源故障(电源丧失)。
在仅通过放电前后的A点的电压变化ΔV1来判断电流切断装置53的“开路”、“闭合”的情况下，若A点的电压V1因放电以外的原因(例如，车辆的电源线15的电压变化)而变化，则存在对电流切断装置53的状态进行误判断的可能性。在该结构中，通过将放电前后的A点的电压变化ΔV1和B点的电压变化ΔV2进行比较，即使在A点的电压V1因放电以外的原因而变化的情况下，也能够正确地判断电流切断装置53是“开路”还是“闭合”。
<其他实施方式>
本发明不限定于通过上述记述以及附图说明的实施方式，例如以下那样的实施方式也包含在本发明的技术的范围内。
(1)二次电池单元62不限于锂离子二次电池，也可以是其他非水电解质二次电池。二次电池单元62不限于将多个串并联连接的情况，也可以是串联的连接、单个单元。也能够使用电容来代替二次电池单元62。二次电池单元、电容为蓄电单元的一例。
(2)在上述实施方式中，对于电池50，搭载于车辆10上，但也可以搭载于船舶、航空器等车辆以外的移动体上。此外，也可以不限于移动体而使用于发电系统的蓄电装置、UPS(不间断电源装置)等其他用途。
(3)在上述实施方式中，放电电路110由单元放电电路115A～115D构成。放电电路110只要是不通过电流切断装置53地将电池组60放电的电路，则也可以是任意的电路。例如，也可以如图11所示的、放电电路210那样，由一个放电电阻211和一个开关213构成。
(4)在上述实施方式中，与电流切断装置53并联设置了冗余电路120，但也可以省略冗余电路120。
(5)在上述实施方式中，电流切断装置53的故障诊断流程由S10～S160构成。既可以省略S10、S20的处理，也可以仅通过S100～S160来诊断电流切断装置53的故障。
(6)在上述实施方式中，基于A点和B点的放电前后的电压变化ΔV1、ΔV2来判断电流切断装置53的故障。具体地，在A点和B点的电压变化ΔV1、ΔV2一致的情况下(ΔV1＝ΔV2)，将电流切断装置53判断为“闭合(正常)”，在不一致的情况下(ΔV1≠ΔV2)，将电流切断装置53判断为“开路故障”。电流切断装置53的故障只要是基于放电前后的A点的电压变化ΔV1来判断的，则也可以是任意的判断方法。例如，通过电池组60的放电，在A点的电压V1变化的情况下，也可以将电流切断装置53判断为闭合(正常)，在A点的电压V1没有变化的情况下，也可以将电流切断装置53判断为开路故障。
(7)在上述实施方式中，检测到电流切断装置53的“开路故障”。在车辆10为双电源结构等(除电池50以外还搭载其他电池的情况)，能够暂时地将电流切断装置53控制为开路的情况下，在电流切断装置53的开路控制中，也可以执行S100～S160的故障诊断，检测电流切断装置53的“闭合故障(固定于闭合的故障)”。
符号的说明
10车辆
50电池(蓄电装置)
53电流切断装置
54电流检测部
60电池组
110放电电路
120冗余电路
150管理装置(故障诊断装置)

Claims (6)

1.一种蓄电装置，具备：
外部端子；
蓄电单元；
电流切断装置，将一端与所述外部端子电连接，将另一端与所述蓄电单元电连接；
放电电路，以不通过所述电流切断装置的路径将所述蓄电单元放电；以及
故障诊断装置，
所述故障诊断装置使用所述放电电路，将所述蓄电单元放电，并基于放电前后的所述外部端子的电压变化，对所述电流切断装置的故障进行诊断。
2.如权利要求1所述的蓄电装置，其中，
在所述外部端子和所述蓄电单元的电压差的绝对值小于电压阈值的情况下，所述故障诊断装置使用所述放电电路，将所述蓄电单元放电，并基于放电前后的所述外部端子的电压变化，对所述电流切断装置的故障进行诊断。
3.如权利要求1或权利要求2所述的蓄电装置，其中，
所述故障诊断装置基于放电前后的所述外部端子的电压变化和所述蓄电单元的电压变化的比较结果，对所述电流切断装置的故障进行诊断。
4.如权利要求1至权利要求3中任一项所述的蓄电装置，其中，
所述蓄电单元具有串联连接的多个蓄电单元，
所述放电电路具有将各蓄电单元单独放电的单元放电电路。
5.一种移动体用蓄电装置，是权利要求1至权利要求4中任一项记载的移动体用蓄电装置。
6.一种电流切断装置的故障诊断方法，其中，
所述电流切断装置将一端与外部端子电连接，将另一端与蓄电单元电连接，
该电流切断装置的故障诊断方法具有：
以不通过所述电流切断装置的路径将所述蓄电单元放电的步骤；以及
基于放电前后的所述外部端子的电压变化，对所述电流切断装置的故障进行诊断的步骤。
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CN102944844B (zh) * 2012-11-05 2015-04-22 华北电力大学（保定） 一种车用铅酸蓄电池故障诊断、应急点火方法
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JP7119401B2 (ja) * 2017-02-23 2022-08-17 株式会社Ｇｓユアサ 故障診断装置、蓄電装置、故障診断方法
WO2018235774A1 (ja) * 2017-06-20 2018-12-27 株式会社Ｇｓユアサ 故障診断装置
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