JP2002352865A - 鉛蓄電池の寿命判定方法および寿命判定装置 - Google Patents
鉛蓄電池の寿命判定方法および寿命判定装置Info
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Abstract
確実に検知できる簡単な寿命判定方法とその装置を提供
する。 【構成】 本発明は、鉛蓄電池の充電中に休止期間を設
け、該休止期間中に前記鉛蓄電池の開路電圧を検出し、
この開路電圧が予め設定した値未満以下である場合に寿
命と判定することを特徴とする。例えば、自動車に搭載
された発電機から充電される鉛蓄電池の寿命判定方法に
おいて、前記電池が発電機で充電される際に、その途中
に休止期間を設け、この期間中に前記電池の開路電圧を
検出し、この電圧が予め設定された値未満である場合に
寿命と判定する方法および装置である。
Description
ば自動車のエンジンによって駆動する発電機)により連
続または断続的に充電される鉛蓄電池の寿命判定方法お
よびその装置に関するものである。
き、しかも、安価で製造し易いといった利点を持つ二次
電池であることから、自動車などのエンジン始動、加速
および種々の電装品に対する電力供給用、あるいは通信
機、電気自動車などのサイクル用、無停電電源装置(U
PS)などの停電補償のためのトリクル用電池として広
く普及している。
と性能が徐々に低下し、長期間使用されると目的とする
性能が出なくなり、他の機器にトラブルを引き起こす原
因となる。そのため電池の劣化を検知し、寿命判定を行
うことが重要である。
る。特に、電槽の内部を見ることができない鉛蓄電池の
寿命を判定するには、電気的な手段を用いて劣化を検知
するのが有効である。例えば、鉛蓄電池を完全に放電し
て容量を確認し、その容量から寿命を判定する方法は、
最も精度がよくしばしば用いられる。しかし、この方法
では、大型の放電試験装置を必要とすること、また、数
時間の放電時間を必要とし、放電後の回復充電にも10
時間以上の長時間を必要とする。そのため、実施コスト
が高くなり、使用現場において実施するのが困難であっ
た。特に、この方法は自動車用などの動力車用の電源と
して搭載されている鉛蓄電池に適用するのが困難であ
り、殆ど実用化されていない。
車用の鉛蓄電池、あるいはUPSのような電源により連続
的に充電されている鉛蓄電池を寿命判定するには、例え
ば、疑似負荷に試験放電を行って放電電圧および回復電
圧を測定する方法が採用されている。
用の疑似負荷を用意し、この疑似負荷を鉛蓄電池に接続
すると同時に鉛蓄電池と充電用電源との接続回路、およ
び鉛蓄電池と電装品等の負荷との接続回路を遮断し、鉛
蓄電池から前記疑似負荷へ電力を供給する。そして、こ
のときの供給電圧を寿命検出回路で測定することによ
り、該鉛蓄電池の寿命を判定していた。
鉛蓄電池の劣化により一定期間での供給電圧降下直線の
傾斜が大きくなることを利用したものや、前記劣化によ
り内部インピーダンスが上昇するのを利用したもの等、
いくつかの手法が考えられている。
寿命検出用の疑似負荷を設け、その疑似負荷に電池から
電力を供給しながら寿命を判定しているので、実際の負
荷へ供給する電力を寿命判定用に使用してしまう。この
ため、寿命判定後に充電用電源から負荷への電力供給が
絶たれた場合には、電池から負荷へ電力が供給できなく
なるという問題があった。また、疑似負荷を設けると装
置の部品点数が増えるとともに回路が複雑となり、コス
ト高の原因ともなっていた。
電中の電圧のみにより寿命判定する方法が考えられる。
しかしながらこの方法を自動車用電池の寿命判定に用い
て寿命に到っていないと判定した場合でも、エンジン停
止後の再始動時に始動不能となる問題が発生した。
路が、腐食などの進行によりその断面積が減少し、電流
を流すのに充分な導電経路がなくなり、通電不可能とな
る、いわゆる突然死が起こるためである。そして、車両
走行中はレギュレータ部から常に電池に一定電圧が加え
られるため、前記電池の突然死は充電中には検知するこ
とができず、再始動時に放電不能となって初めて確認さ
れる。このため、前記従来の方法では電池の突然死によ
る寿命判定が困難であった。
に鑑みてなされたものであって、寿命判定用の疑似負荷
を必要とすることなしに簡単な方法でかつ安価な装置を
設けるだけで、精度良く寿命判定することができる鉛蓄
電池の寿命判定方法および寿命判定装置を提供すること
を目的とするものである。
解決する為、本発明の鉛蓄電池の寿命判定方法は、鉛蓄
電池の充電中に休止期間を設け、該休止期間中に前記鉛
蓄電池の開路電圧を検出し、該開路電圧が予め設定した
値未満である場合に寿命と判定することを特徴とするも
のである。
充電される鉛蓄電池の寿命判定方法であって、前記鉛蓄
電池が前記発電機によって充電される際に、充電途中に
休止期間を設け、該休止期間中に前記鉛蓄電池の開路電
圧を検出し、該開路電圧が予め設定された値未満である
場合に寿命と判定することを特徴とする。
れた発電機から充電される鉛蓄電池の寿命判定装置であ
って、前記鉛蓄電池へ充電する充電制御手段と、該充電
制御手段によって設定された充電休止中に電池開路電圧
を検出する電池電圧検出手段と、該電池回路電圧検出手
段からの電池電圧が予め設定した電圧未満である場合に
寿命と判定する寿命判定手段とを備えたことを特徴とす
る。
説明する。
置を説明するための概略図、図2は、間欠充電中におけ
る経過時間と、電池の充電電圧および休止中の開路電圧
との関係を示す図である。
レータ、3は発電機、4は寿命判定機、5は電圧検出
器、6は記憶回路、7はIC、8は充電制御回路であ
り、記憶回路6、IC7は寿命判定機4に内蔵されてい
る。また、9は表示機であって、運転席の表示パネルに
装備され、ここに電池の故障が表示される。そして、図
には示されていないが温度センサーが電池に装着され、
温度信号を判定機4に送信する接続コードが備えられて
いる。なお、ここでは自動車用鉛電池の突然死をドライ
バーに知らせる寿命判定装置を例に示すが、本発明の装
置は、自動車用鉛蓄電池の寿命判定だけでなく、例えば
UPS用の電池のように充電用電源によって連続または
断続的に充電される鉛蓄電池の寿命判定装置であっても
よい。また、単独で電池の寿命判定装置として用いるこ
とも可能であるし、残存容量検知装置やその他の劣化状
態や寿命を判定する装置と組み合わせて用いることも出
来る。本発明の方法においてもこれは同様である。
びIC7が備えられており、記憶回路6には車体に搭載
されている電池に設定された開路電圧を比較するための
寿命判定基準電圧Aが記憶されている。このAの値とし
ては、最も精度良く寿命判定が行えるように、予め実験
により求められた値が設定されている。なお、一般的に
は、電池形式や公称容量により、各基準電圧は異なるも
のとする。ここで、基準電圧は 、電池毎に設定された
電池形式との比較において何Vかを表わす数値であっ
て、例えば、0V、12Vといった数値が用いられる。数
値が0Vということは、車両走行中、発電機3から供給
される電力が充電反応に寄与せずに単に端子間に電圧が
負荷されていたことを表わしており、導電経路の破断に
よる導通不良の検証を行うことができる。
れた電池電圧とを比較する機能が備えられ、さらに上記
記憶回路6に記憶された寿命基準電圧に従って、充電制
御回路の充電継続または停止と表示機の電池故障の表示
とを制御する機能が備えられている。
する。まず、車両走行中に自動車のエンジンによって駆
動される発電機3の出力を、レギュレータ2によりその
出力電圧を制御して電池1に定電圧充電(通常充電)す
る。このとき、充電制御回路8により間欠的に発電機3
と前記電池1を遮断し、定電圧充電と充電停止を間欠し
て繰り返す間欠充電をおこなう。充電の停止は短時間行
われ、遮断された電気を無駄にしないようにされる。こ
こで、間欠充電中の充電停止時間は、導通不良時は電池
1の電圧降下が速やかに起こるので、1秒程度に設定す
れば十分である。
1が充電状態におかれると、電圧検出器5で間欠充電中
の充電停止時の電池開路電圧が測定される。
憶回路6により記憶された寿命判定基準電圧A0と前記
開路電圧とがIC7において比較される。尚、寿命判定
基準電圧A0は、電池1の種類毎に個別に設定され、電
池温度により補正される。そして寿命判定機4で寿命検
知および寿命判定が開始され、以下のような判定が行な
われる。
池1が寿命になったと判定する。また、基準電圧A0よ
り大の場合:電池1が寿命になっていないと判定する。
御回路から電池1への充電を停止し、寿命結果を表示機
9に表示する。寿命に到っていないと判定された時に
は、次の充電状態に移行し、さらに次の充電停止時に寿
命判定を行う。
中突然寿命を迎えても、間欠充電の間隔を短くすること
により即座に寿命判定が行える。
両走行中の間欠充電中における充電停止期間時の開路電
圧により寿命判定が行われることにあり、これにより寿
命に到っていないと判定されれば、エンジン停止後の再
始動時に電池が放電不能になるというようなことがなく
なる。また、寿命判定に電力を消費しないので、電装品
等への電力供給がほぼ確実に保証される。
装置を用いて、公称電圧12Vで公称容量が50Ahで
ある鉛蓄電池を製作し、その寿命判定を行った。ここ
で、試験条件は、雰囲気温度25℃で13.65Vの定
電圧充電を5秒、次に休止を1秒入れるパターンを間欠
的に繰り返す充電を実施した。また、判定を行った電池
は単セル(2Vセル)電池を6個直列に接続した組電池
とし、充電中に電池を切り離す(接続を遮断する)こと
で、導電経路の破断を再現した。
電電圧および休止中の開路電圧の推移を示し、電池の導
電経路破断の際に、電池の開路電圧で寿命を検出する方
法を示す。
経路が破断(図中矢印)した場合、その前後の休止中の
開路電圧に明らかな違いが生じていることがわかる。す
なわち、矢印の前の開回路電圧をAで示し、矢印の後の
開回路電圧をBで示すと、電圧Bが電圧Aに比べ極端に
低下していることが分かる。このように、間欠時間を短
くすれば、電池が寿命に到ると直ぐに、本例では5秒以
内に検出でき、判定速度が優れる。従って、主電池が寿
命に到る前に該電池を取り替える等の処理を施すことが
でき、トラブルを未然に防げる。
鉛蓄電池の寿命判定を精度良くかつ速く行うことがで
き、突然負荷への電力供給が絶たれたり、不足するとい
う不具合を防止できる。また、本発明の装置によれば、
簡単な装置にでき、鉛蓄電池の正確な寿命判定が可能と
なる。
る。
前後における電池の充電電圧と充電休止中の開路電圧を
示す図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 鉛蓄電池の充電中に休止期間を設け、該
休止期間中に前記鉛蓄電池の開路電圧を検出し、該開路
電圧が予め設定した値未満である場合に寿命と判定する
ことを特徴とする鉛蓄電池の寿命判定方法。 - 【請求項2】 自動車に搭載された発電機から充電され
る鉛蓄電池の寿命判定方法であって、前記鉛蓄電池が前
記発電機によって充電される際に、充電途中に休止期間
を設け、該休止期間中に前記鉛蓄電池の開路電圧を検出
し、該開路電圧が予め設定された値未満である場合に寿
命と判定することを特徴とする鉛蓄電池の寿命判定方
法。 - 【請求項3】 自動車に搭載された発電機から充電され
る鉛蓄電池の寿命判定装置であって、前記鉛蓄電池へ充
電する充電制御手段と、該充電制御手段によって設定さ
れた充電休止中に電池開路電圧を検出する電池電圧検出
手段と、該電池回路電圧検出手段からの電池電圧が予め
設定した電圧未満である場合に寿命と判定する寿命判定
手段とを備えたことを特徴とする鉛蓄電池の寿命判定装
置。
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