JP2023013495A

JP2023013495A - 鉛蓄電池監視システム

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Publication number: JP2023013495A
Application number: JP2021117719A
Authority: JP
Inventors: 修一伊藤; Shuichi Ito; 郁人竹内; Ikuto Takeuchi
Original assignee: D & I Inc
Current assignee: D & I Inc
Priority date: 2021-07-16
Filing date: 2021-07-16
Publication date: 2023-01-26

Abstract

【課題】各電池セルの状態を精度良く検出することができる鉛蓄電池監視システムを提供する。【解決手段】記憶部１２は、電池セルＢ１～Ｂ２４の電気伝導率と、電池セルＢ１～Ｂ２４を構成する電解液の比重との相関関係を示すデータが予め記憶されている。検出部１１は、各電池セルＢ１～Ｂ２４に一定電流を流した状態で各電池セルＢ１～Ｂ２４の各電圧値を求める。劣化推定部１３は、検出部１１から各電圧値を取得する。劣化推定部１３は、各電圧値及び一定電流に基づいて、各電池セルＢ１～Ｂ２４の電気伝導率を取得し、取得した電気伝導率と記憶部１２に記憶されたデータとに基づいて各電池セルＢ１～Ｂ２４の比重を取得する。劣化推定部１３は、取得した比重に基づいて各電池セルＢ１～Ｂ２４の劣化の進み具合を推定することにより、各電池セルＢ１～Ｂ２４を監視する。【選択図】図１

Description

本発明は、鉛蓄電池の電池セルの劣化の進み具合を監視するための鉛蓄電池監視システムに関する。

従来、直列接続された複数の電池セルが、例えば特許文献１で示されている。

特開２０１９－１２１４２４号公報

各電池セルは、使用される環境に応じて劣化していく。また、劣化の進み具合は、電池セル毎に異なる。このため、各電池セルは、時間の経過と共に、充電状態や出力性能等の能力に差が生じていく。

そして、各電池セルのうちのいずれか１個の劣化の進み具合が他よりも大きくなると、各電池セルによって構成される組電池全体の能力が低下してしまう。このため、組電池全体の能力を低下させる可能性がある電池セルを精度良く検出することが望まれている。

本発明は上記点に鑑み、各電池セルの状態を精度良く検出することができる鉛蓄電池監視システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、鉛蓄電池監視システムは、直列接続された複数の電池セル（Ｂ１～Ｂ２４）それぞれの劣化の進み具合を監視する。鉛蓄電池監視システムは、記憶部（１２）、検出部（１１）、及び劣化推定部（１３）を含む。

記憶部（１２）は、電池セル（Ｂ１～Ｂ２４）の電気伝導率と、電池セル（Ｂ１～Ｂ２４）を構成する電解液の比重との相関関係を示すデータが予め記憶される。

検出部（１１）は、複数の電池セル（Ｂ１～Ｂ２４）それぞれに一定電流を流した状態で複数の電池セル（Ｂ１～Ｂ２４）の各電圧を測定して各電圧値を求める、あるいは、複数の電池セル（Ｂ１～Ｂ２４）それぞれに一定電圧を印加した状態で複数の電池セル（Ｂ１～Ｂ２４）に流れる各電流を測定して各電流値を求める。

劣化推定部（１３）は、検出部（１１）から各電圧値あるいは各電流値を取得し、各電圧値及び一定電流に基づいて、あるいは、各電流値及び一定電圧に基づいて、複数の電池セル（Ｂ１～Ｂ２４）それぞれの電気伝導率を取得し、取得した電気伝導率と記憶部（１２）に記憶されたデータとに基づいて複数の電池セル（Ｂ１～Ｂ２４）それぞれの比重を取得し、取得した比重に基づいて複数の電池セル（Ｂ１～Ｂ２４）それぞれの劣化の進み具合を推定することにより、複数の電池セル（Ｂ１～Ｂ２４）それぞれを監視する。

電池セル（Ｂ１～Ｂ２４）の電解液は、過充電等によって温度が上昇することに伴って蒸発すると共に減少する。また、電解液の減少に伴って電池セル（Ｂ１～Ｂ２４）の劣化が進む。そして、電池セル（Ｂ１～Ｂ２４）の電解液の減少に伴って電解液の比重が低下する。このため、劣化推定部（１３）によって電池セル（Ｂ１～Ｂ２４）の電解液の比重を取得することで、比重に基づいて電池セル（Ｂ１～Ｂ２４）の劣化の進み具合を監視することができる。したがって、各電池セル（Ｂ１～Ｂ２４）の状態を精度良く検出することができる。

請求項２に記載の発明では、検出部（１１）は、複数の電池セル（Ｂ１～Ｂ２４）の充電中あるいは充電直後に複数の電池セル（Ｂ１～Ｂ２４）の各電圧値あるいは各電流値を求める。

劣化推定部（１３）は、充電中あるいは充電直後に検出部（１１）によって得られた各電圧値あるいは各電流値に基づいて、複数の電池セル（Ｂ１～Ｂ２４）それぞれの劣化の進み具合を推定することを特徴とする。

各電池セル（Ｂ１～Ｂ２４）の充電中あるいは充電直後の各電圧値あるいは各電流値は、各電池セル（Ｂ１～Ｂ２４）の状態を良く表している。よって、各電池セル（Ｂ１～Ｂ２４）の充電中あるいは充電直後の各電圧値あるいは各電流値に基づいて、劣化推定部（１３）が各電池セル（Ｂ１～Ｂ２４）それぞれの劣化の進み具合を推定することにより、推定の精度を向上させることができる。

請求項３に記載の発明では、検出部（１１）は、複数の電池セル（Ｂ１～Ｂ２４）それぞれの温度を取得する。劣化推定部（１３）は、検出部（１１）から複数の電池セル（Ｂ１～Ｂ２４）それぞれの温度を取得し、温度の上昇に伴って、データに含まれる比重を増加させる補正処理を実行して、補正処理を行った比重に基づいて複数の電池セル（Ｂ１～Ｂ２４）それぞれの劣化の進み具合を推定することを特徴とする。

これによると、比重が各電池セル（Ｂ１～Ｂ２４）の温度に対応した値に補正される。このため、各電池セル（Ｂ１～Ｂ２４）の劣化の進み具合をより正確に推定することができる。

なお、この欄及び特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

第１実施形態に係る鉛蓄電池監視システムの全体構成図である。電池セルの充電率と電解液の比重との関係を示した図である。電池セルの電気伝導率と電解液の比重との関係を示した図である。第２実施形態に係る電池セルの温度と電解液の比重との関係を示した図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
図１に示された鉛蓄電池監視システム１０は、組電池２０を構成すると共に直列接続された複数の電池セルＢ１～Ｂ２４それぞれの劣化の進み具合を監視するシステムである。鉛蓄電池監視システム１０と組電池２０は、一体のものである。組電池２０は、例えば、電動フォークリフトの電源として使用される。組電池２０は、商用電源三相交流２００Ｖ電源から、接続部２１を介して充電される。接続部２１は、ＡＣ／ＤＣコンバータや充電器等を含む。

電池セルＢ１～Ｂ２４は、例えば、２次電池である開放型の鉛バッテリである。電池セルＢ１～Ｂ２４は、充電時の取扱いが容易であると共に、安全な電源として利用される。電池セルＢ１～Ｂ２４は、電解液中の水分が蒸発するために補水が必要になる一方、電解液の比重によって劣化状態すなわち劣化の進み具合を把握できるというメリットがある。例えば、１個の電池セルＢ１～Ｂ２４の電圧は２Ｖである。例えば、電池セルＢ１～Ｂ２４は、１２個が直列接続されて２４Ｖの電圧を出力する仕様や、２４個が直列接続されて４８Ｖの電圧を出力する仕様で利用される。電池セルＢ１～Ｂ２４の数は適宜設定される。本実施形態では、２４個の電池セルＢ１～Ｂ２４が直列接続される。

図２に示されるように、電池セルＢ１～Ｂ２４の満充電時の充電率と、電解液中の電解液の比重との間には相関関係がある。ここで、満充電時とは、上限終止電圧に到達したときである。すなわち、満充電とは、電池セルＢ１～Ｂ２４が上限終止電圧まで充電された状態のことである。満充電を、ＳＯＣが１００％である、とする。実際には、電池セルＢ１～Ｂ２４の電圧は、ＩＲドロップにより、上限終止電圧よりも低い電圧になる。基本的には、充電によって上限終止電圧に達し、充電を停止すると電圧は低下する。この低下した電圧を補うために、充電電流を絞る。すなわち、充電スピードを例えば１０分の１程度まで落として満充電とするのが、通常の満充電の考え方である。電池セルＢ１～Ｂ２４が劣化すると、充電時間が長くなり、満充電にならない。つまり、上限終止電圧に達するまでに時間が掛かる。それゆえに、劣化の進み具合を判断する際に、充電の時間を劣化判定に用いることができる。

電解液の比重は、２０℃において、満充電時の充電率が１００％のときに１．２８０である。また、電池セルＢ１～Ｂ２４の劣化と共に満充電時の充電率が低下する。このため、満充電時の充電率が低下するに伴って、電解液の比重が小さくなる。満充電時の充電率と電解液の比重との対応関係は、例えば、テーブルマッピングによって表される。なお、一次関数や二次関数等の関数によっても表すことができる。

また、図３に示されるように、電池セルＢ１～Ｂ２４の電気伝導率と、電解液の比重と、の間には相関関係がある。電気伝導率は電流の流れやすさを表すパラメータである。電気伝導率は、抵抗値の逆数で表される。電池セルＢ１～Ｂ２４の抵抗値が大きくなる、すなわち電気伝導率が小さくなると、電解液の比重は小さくなる。

したがって、電解液の比重を取得することにより、満充電時である上限終止電圧でのＳＯＣの値を推定することが可能になり、ひいては電池セルＢ１～Ｂ２４の劣化の進み具合を把握することが可能になる。そして、電解液の比重は、電池セルＢ１～Ｂ２４の電気伝導率との間に相関関係があるので、各電池セルＢ１～Ｂ２４の電気伝導率を取得することにより、各電池セルＢ１～Ｂ２４の劣化の進み具合を推定することができる。

各電池セルＢ１～Ｂ２４の劣化の進み具合を推定するため、鉛蓄電池監視システム１０は、中央情報演算処理装置として、マイクロコンピュータのハードウェアと、システムを管理するためのアプリケーションソフトウェアを含んで構成される。図１に示されるように、鉛蓄電池監視システム１０は、検出部１１、記憶部１２、劣化推定部１３、分配部１４、出力部１５、及びディスプレイ１６を備える。具体的には、検出部１１、記憶部１２、劣化推定部１３、分配部１４、及び出力部１５は、ＣＰＵ、メモリ、ＩＣチップ、電子部品、コネクタ等が回路基板に実装されることで構成される。また、鉛蓄電池監視システム１０は、組電池２０を電源として動作する。

検出部１１は、各電池セルＢ１～Ｂ２４に一定電流を流した状態で各電池セルＢ１～Ｂ２４の各電圧（Ｖ１～Ｖ２４）を測定して各電圧値を求める電圧検出機能と、各電池セルＢ１～Ｂ２４の各温度を取得する温度検出機能と、を有する。検出部１１は、各電池セルＢ１～Ｂ２４の温度を取得するために、例えばサーミスタや熱電対を有する。サーミスタや熱電対は、各電池セルＢ１～Ｂ２４に設置される。

各電池セルＢ１～Ｂ２４の各温度は、電解液の液面より、すぐ下方で測定される。例えば、温度センサとしてサーミスタを採用する場合、電解液の飛散により、高濃度の硫酸に侵されない仕様のものを採用する。各電池セルＢ１～Ｂ２４が数列及び数行の２次元的に配置されることで組電池２０が構成される場合、組電池２０の中央に位置する電池セルＢ１～Ｂ２４は、外縁に位置する電池セルＢ１～Ｂ２４と比べて、放熱効果が期待できない。このため、電池セルＢ１～Ｂ２４の２か所にサーミスタを取り付け、組電池２０の内側と外側の２か所で温度を測定する。

記憶部１２は、鉛蓄電池監視システム１０を動作させるために必要な情報が記憶された記憶装置である。記憶部１２には、各電池セルＢ１～Ｂ２４の温度、電圧値、電流値、充電時間等の取得データが記憶される。また、記憶部１２には、電池セルＢ１～Ｂ２４の電気伝導率と、電池セルＢ１～Ｂ２４の電解液の比重との相関関係を示すデータが予め記憶されている。当該データは、電池セルＢ１～Ｂ２４の温度が２０℃のときに比重が１．２８０となる場合の電気伝導率と比重との関係である。

劣化推定部１３は、鉛蓄電池監視システム１０に記憶されたプログラムに従って、各電池セルＢ１～Ｂ２４の電解液の比重に基づいて劣化の進み具合を推定する機能、ディスプレイ１６に各電池セルＢ１～Ｂ２４の電池状態を表示させる機能、各電池セルＢ１～Ｂ２４の電池状態を出力する機能を実行する。電池状態は、例えば、各電池セルＢ１～Ｂ２４の各電圧値、各電流値、各温度、各比重等の情報を含む。

分配部１４は、検出部１１の検出結果に基づき、電圧値の高い電池セルＢ１～Ｂ２４、または、ＳＯＣの高い電池セルＢ１～Ｂ２４から、電圧値の低い電池セルＢ１～Ｂ２４、または、ＳＯＣの低い電池セルＢ１～Ｂ２４への充電をする機能を有する。分配部１４は、電池セルＢ１～Ｂ２４からの充電電流と電圧の低い電池セルＢ１～Ｂ２４の電圧の変化を時間経過と共に観察する。劣化推定部１３は、電圧の低かった電池セルＢ１～Ｂ２４の劣化の進み具合をデータ化して記憶し、各電池セルＢ１～Ｂ２４の個別情報を解析する。これにより、劣化推定部１３は、各電池セルＢ１～Ｂ２４の劣化の進み具合を集計して各電池セルＢ１～Ｂ２４の健康状態（ＳｔａｔｅｏｆＨｅａｌｔｈ；ＳＯＨ）をディスプレイ１６に表示すると共に、劣化の判定をする。例えば、分配部１４は、各電池セルＢ１～Ｂ２４それぞれに対する充電処理が行われた後の最も高い電圧に対応する電池セルＢ１～Ｂ２４のエネルギーを他の電池セルＢ１～Ｂ２４に分配して充電する。分配部１４は、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ等である。

出力部１５は、外部装置と接続されることで、鉛蓄電池監視システム１０で取得したデータや診断結果を外部装置に有線または無線により、出力する。出力部１５は、例えば、ＵＳＢメモリやハードディスク等を接続するためのスロット、有線通信用のスロット、無線通信用のアンテナ等の出力回路を持つ。

ディスプレイ１６は、劣化推定部１３から出力される各電池セルＢ１～Ｂ２４の電池状態を表示させる表示装置である。ディスプレイ１６は、例えば、全ての電池セルＢ１～Ｂ２４の電池状態を一覧表示する、あるいは複数の電池セルＢ１～Ｂ２４の電池状態を一覧表示する、あるいは１つの電池セルＢ１～Ｂ２４の電池状態を選択的に表示する。ディスプレイ１６は、回路基板等が収容されるケースに設置される。あるいは、ディスプレイ１６は、中央情報演算処理装置から離れた電動フォークリフトの運転席や、無線で接続されたオフィスの机の上に設置されていても構わない。以上が、本実施形態に係る鉛蓄電池監視システム１０の全体構成である。

次に、各電池セルＢ１～Ｂ２４の各電圧値を揃えるためのエネルギー分配方法、及び、各電池セルＢ１～Ｂ２４の劣化の進み具合を推定する方法について説明する。

まず、電動フォークリフトの運転により、電動フォークリフトに搭載された組電池２０全体の電圧が低下して充電が必要になると、組電池２０全体を充電器に接続して充電を行う。放電の下限終止電圧は、一般的に４５．６Ｖ程度である。充電完了は、上限終止電圧が一般的には、５４Ｖである。なお、商用電源三相２００Ｖから接続部２１を介して電動フォークリフトの組電池２０全体に充電を行う場合、印加された電圧値、各ステージにおける電流値、及び上限終止電圧に至るまでの時間を記憶し、これらの情報を処理することで、電動フォークリフトに搭載された組電池２０全体の劣化診断も可能である。

外部電源である商用三相２００Ｖから接続部２１を介して電動フォークリフトの組電池２０全体に充電がなされ、各電池セルＢ１～Ｂ２４の上限終止電圧で充電が完了した後、検出部１１は、各電池セルＢ１～Ｂ２４の各電圧値と各温度を測定し、記憶する。そして、全２４個の各電池セルＢ１～Ｂ２４のうち充電対象の電圧値よりも電圧値が高い電池セルＢ１～Ｂ２４から充電対象の電池セルＢ１～Ｂ２４に充電を開始する。

充電は、例えば定電圧方式（ＣＶ方式）で行われる。ここでのターゲット電圧は、全ての電池セルＢ１～Ｂ２４の合計電圧値を電池セルＢ１～Ｂ２４の個数で割った平均電圧とすることができる。または、１個の電池セルＢ１～Ｂ２４のターゲット電圧を２．１Ｖとしても良い。例えば５Ａ等の一定の充電電流によって、充電対象の電圧値よりも電圧値が高い電池セルＢ１～Ｂ２４から充電対象の電池セルＢ１～Ｂ２４への一定電流値での充電を行うと共に、ターゲット電圧までの充電時間を測定する。または、充電時間を指定して、各電池セルＢ１～Ｂ２４間で、相互に充電をして、全ての電池セルＢ１～Ｂ２４の電圧値が揃うようになることを繰り返すプログラムで、充電を実行する。電圧値と電流値の積が、充電された電気量（ワット）となる。また、充電が実行された時間で、各電池セルＢ１～Ｂ２４の劣化の進み具合を記録してトレースすることで、２４個の電池セルＢ１～Ｂ２４のＳＯＨを常に把握することができる。なお、電荷の移動量を測定するクーロンカウンタや電池セルＢ１～Ｂ２４のインピーダンスを捕捉するインピーダンス・トラック等の方法で、充電された電気量を求めることができる。

一例として、各電池セルＢ１～Ｂ２４のうち充電対象の電圧値よりも電圧値が高い電池セルＢ１～Ｂ２４を、電圧値が最も高い電池セルＢ１～Ｂ２４とする。また、各電池セルＢ１～Ｂ２４のうち充電対象の電池セルＢ１～Ｂ２４を電圧値が最も低い電池セルＢ１～Ｂ２４とする。劣化推定部１３及び分配部１４は、検出部１１から測定結果のデータを取得する。そして、分配部１４は、検出部１１によって検出された充電処理後の各電圧値を大きさの順にリスト化する。各電池セルＢ１～Ｂ２４の現在の電圧値は、図１に示された斜線部の長さに対応する。例えば、組電池２０の充電処理が終了したとき、電池セルＢ３の電圧が最も高く、電池セルＢ７の電圧が最も低くなっている。

この後、分配部１４は、リスト化された各電圧値のうちの最も高い電圧値に対応する電池セルＢ３を電源に設定する。そして、分配部１４は、各電池セルＢ１～Ｂ２４に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータの電気的接続を変更する。これにより、分配部１４は、最も高い電圧値に対応する電池セルＢ３のエネルギーを、他の電池セルＢ１、Ｂ２、Ｂ４～Ｂ２４に分配する。

例えば、最も高い電圧値に対応する電池セルＢ３から、他の電池セルＢ１、Ｂ２、Ｂ４～Ｂ２４の全てに同じエネルギーを分配する。このため、分配部１４は、他の電池セルＢ１、Ｂ２、Ｂ４～Ｂ２４の全てに一定電流を一定時間だけ流す。一定時間は、例えば、数秒、数分、数十分等である。このようにして、他の電池セルＢ１、Ｂ２、Ｂ４～Ｂ２４を充電する。これにより、電池セルＢ３の電圧値が低下する一方、他の電池セルＢ１、Ｂ２、Ｂ４～Ｂ２４の各電圧値が上昇するので、各電池セルＢ１～Ｂ２４の各電圧値の差を小さくすることができる。したがって、上記のエネルギー分配方法により、各電池セルＢ１～Ｂ２４それぞれの各電圧値が一定値に収束する。すなわち、各電池セルＢ１～Ｂ２４のうちの電源となる電池セルＢ１～Ｂ２４は、電圧値が小さくなっていくことで一定値に収束する。一方、各電池セルＢ１～Ｂ２４のうちのエネルギーを受け取る電池セルＢ１～Ｂ２４は、電圧値が大きくなっていくことで一定値に収束する。これにより、接続部２１を介した組電池２０への充電は、各電池セルＢ１～Ｂ２４の上限終止電圧まで、ほぼ、一定で、推移する。

一方、劣化推定部１３は、各電圧値及び一定電流に基づいて、各電池セルＢ１～Ｂ２４それぞれの電気伝導率を取得する。ここで、劣化推定部１３は、電動フォークリフトの利用が終了した後の組電池２０に対する充電中に検出された各電圧値を用いて、（一定電流／電圧値）を演算する。例えば、劣化推定部１３は、各電池セルＢ１～Ｂ２４のうちのいずれかの電池セルＢ１～Ｂ２４が所定の電圧値に到達したときに検出部１１によって検出された各電圧値を用いて演算しても良い。なお、劣化推定部１３は、充電直後に検出部１１によって得られた各電圧値を取得しても良い。組電池２０の充電直後の各電圧値は、各電池セルＢ１～Ｂ２４の各劣化の進み具合の差を顕著に表している。

そして、劣化推定部１３は、演算によって取得した電気伝導率と、図３に示された相関関係のデータと、に基づいて各電池セルＢ１～Ｂ２４の各比重を取得する。劣化推定部１３は、取得した比重と、劣化の基準となる閾値と、を比較することで、各電池セルＢ１～Ｂ２４の劣化の進み具合を推定する。劣化推定部１３は、電池セルＢ１～Ｂ２４における満充電時の比重が例えば１．２３０以下の場合、電池セルＢ１～Ｂ２４は劣化したと判定する。このようにして、劣化推定部１３は、各電池セルＢ１～Ｂ２４を監視すると共に、各電池セルＢ１～Ｂ２４の能力を精度良く検出する。

さらに、劣化推定部１３は、各電池セルＢ１～Ｂ２４の電圧、温度、比重等の各値をディスプレイ１６に表示する。例えば、劣化推定部１３は、劣化していると推定した電池セルＢ１～Ｂ２４に対応する欄の色を変えたり、点滅させたりすることで明示する。

以上のように、各電池セルＢ１～Ｂ２４の各電圧値を揃えるために、充電対象の電圧値よりも電圧値が高い電池セルＢ１～Ｂ２４から充電対象の電池セルＢ１～Ｂ２４に充電する。この過程で、劣化の進み具合の指標となる電気量（ワット）を観測し、かつ、常に各電池セルＢ１～Ｂ２４がいずれかの電圧値に収束する。このため、鉛蓄電池監視システム１０全体の充放電能力を向上させることができる。

以上説明したように、本実施形態では、各電池セルＢ１～Ｂ２４の電気伝導率を取得することで、電解液の比重を推定することができ、ひいては各電池セルＢ１～Ｂ２４の劣化の進み具合を監視することができる。すなわち、組電池２０の全体の劣化の進み具合ではなく、各電池セルＢ１～Ｂ２４の個別の劣化の進み具合を把握することができる。例えば、電動フォークリフトにおいて、組電池２０の全体を交換するのではなく、劣化の進み具合が大きい電池セルＢ１～Ｂ２４のみを新品に交換することができる。このため、組電池２０の全体を交換する場合よりも、電池交換のコストを大幅に低減することができる。

また、各電池セルＢ１～Ｂ２４の各電圧値を一定の値に収束させることができるので、各電池セルＢ１～Ｂ２４の出力可能期間すなわち可動時間も定性化することができる。このため、組電池２０としての可動時間を延長させることができ、電動フォークリフトの可動率を向上させることができる。

変形例として、電圧値の高い電池セルＢ１～Ｂ２４から電圧値の低い電池セルＢ１～Ｂ２４に充電する場合、最も高い電圧に対応する電池セルＢ１～Ｂ２４から最も低い電圧に対応する電池セルＢ１～Ｂ２４に１対１で電気量（ワット）を分配しても良い。例えば、各電池セルＢ１～Ｂ２４間での充電を繰り返すことで、各電圧値を暫時一定に収束させ、保持することができる。

変形例として、検出部１１は、各電池セルＢ１～Ｂ２４それぞれに一定電圧を印加した状態で各電池セルＢ１～Ｂ２４に流れる各電流を測定して各電流値を求めても良い。この場合、劣化推定部１３は、検出部１１から各電流値を取得し、各電流値及び一定電圧に基づいて、各電池セルＢ１～Ｂ２４それぞれの電気伝導率を取得する。また、劣化推定部１３は、取得した電気伝導率と比重のデータと基づいて各電池セルＢ１～Ｂ２４それぞれの比重を取得する。よって、劣化推定部１３は、各電池セルＢ１～Ｂ２４の劣化の進み具合を推定することができる。

変形例として、劣化推定処理は、充電中や充電直後のタイミングに限られず、数時間に１回実施するように設定しても良い。各電池セルＢ１～Ｂ２４の劣化の速度は、短時間で急激には、変化しない。

（第２実施形態）
本実施形態では、主に第１実施形態と異なる部分について説明する。図４に示されるように、電池セルＢ１～Ｂ２４の電解液の比重は、電池セルＢ１～Ｂ２４の温度に応じて変化する。電池セルＢ１～Ｂ２４の温度が高くなるほど、電解液の比重の値は小さくなる。一方、記憶部１２に記憶されたデータは、２０℃における電池セルＢ１～Ｂ２４の電解液の比重が１．２８０となる場合の電気伝導率と比重との関係である。そこで、本実施形態では、各電池セルＢ１～Ｂ２４の温度に基づいて、各電池セルＢ１～Ｂ２４の比重を補正することが特徴となっている。

ここで、電池セルＢ１～Ｂ２４の温度が４０℃のとき、電池セルＢ１～Ｂ２４の比重は１．２６６である。そして、電池セルＢ１～Ｂ２４の温度が１℃上昇すると比重は０．０００７低下し、電池セルＢ１～Ｂ２４の温度が１℃低下すると比重は０．０００７上昇する。

例えば、電池セルＢ１～Ｂ２４の温度が４０℃であるとしても、劣化推定部１３は、記憶部１２に記憶されたデータに基づいて、２０℃における比重を取得する。劣化推定部１３が取得する比重は、１．２５０である。劣化推定部１３は、この１．２５０の値を４０℃における値に補正する。すなわち、補正後の比重は、
補正後の比重の値＝１．２５０＋（０．０００７［／℃］×（４０［℃］－２０［℃］））＝１．２５０＋０．０１４＝１．２６４
となる。よって、４０℃での比重は、１．２６４となる。４０℃における基準値としての比重が１．２６６であるから、温度補正によって比重を基準値に近づけることができる。

したがって、劣化推定部１３は、検出部１１から各電池セルＢ１～Ｂ２４の各温度を取得し、記憶部１２に記憶されたデータに基づいて２０℃における各電池セルＢ１～Ｂ２４の各比重を取得する。そして、劣化推定部１３は、各電池セルＢ１～Ｂ２４の各温度の上昇に伴って、比重を増加させる補正処理を実行して、補正処理を行った比重に基づいて各電池セルＢ１～Ｂ２４の劣化の進み具合を推定する。これにより、各比重が各電池セルＢ１～Ｂ２４の実際の温度に対応した値に補正されるので、各電池セルＢ１～Ｂ２４の劣化の進み具合の推定精度を向上させることができる。

（他の実施形態）
上記各実施形態で示された鉛蓄電池監視システム１０の構成は一例であり、上記で示した構成に限定されることなく、本発明を実現できる他の構成とすることもできる。例えば、鉛蓄電池監視システム１０は、電動フォークリフト以外の電動車両や、産業機器に搭載された組電池２０に適用されても構わない。あるいは、鉛蓄電池監視システム１０は、車両に搭載されるのではなく、据え置き型の組電池２０に適用されても構わない。

鉛蓄電池監視システム１０で取得された各電池状態のデータは、出力部１５を介して外部装置に出力された後、外部装置においてビッグデータとして管理されるようにしても良い。また、外部装置が複数の鉛蓄電池監視システム１０から各データを取得すると共にＡＩによってディープラーニングすることにより、複数の鉛蓄電池監視システム１０の各電池セルＢ１～Ｂ２４の劣化の進み具合を学習するようにしても良い。さらに、外部装置において、複数の鉛蓄電池監視システム１０の各電池セルＢ１～Ｂ２４の劣化の進み具合を一括管理しても良い。例えば、外部装置は、どの組電池２０のどの電池セルＢ１～Ｂ２４が劣化しているかを、各電動フォークリフトから離れた場所に設置されたディスプレイに表示する。

１０鉛蓄電池監視システム
１１検出部
１２記憶部
１３劣化推定部
１４分配部
１５出力部
１６ディスプレイ
２０組電池
２１接続部
Ｂ１～Ｂ２４電池セル

Claims

直列接続された複数の電池セル（Ｂ１～Ｂ２４）それぞれの劣化の進み具合を監視する鉛蓄電池監視システムであって、
前記電池セル（Ｂ１～Ｂ２４）の電気伝導率と、前記電池セル（Ｂ１～Ｂ２４）を構成する電解液の比重との相関関係を示すデータが予め記憶された記憶部（１２）と、
前記複数の電池セル（Ｂ１～Ｂ２４）それぞれに一定電流を流した状態で前記複数の電池セル（Ｂ１～Ｂ２４）の各電圧を測定して各電圧値を求める、あるいは、前記複数の電池セル（Ｂ１～Ｂ２４）それぞれに一定電圧を印加した状態で前記複数の電池セル（Ｂ１～Ｂ２４）に流れる各電流を測定して各電流値を求める検出部（１１）と、
前記検出部（１１）から前記各電圧値あるいは前記各電流値を取得し、前記各電圧値及び前記一定電流に基づいて、あるいは、前記各電流値及び前記一定電圧に基づいて、前記複数の電池セル（Ｂ１～Ｂ２４）それぞれの電気伝導率を取得し、前記取得した電気伝導率と前記記憶部（１２）に記憶された前記データとに基づいて前記複数の電池セル（Ｂ１～Ｂ２４）それぞれの比重を取得し、前記取得した比重に基づいて前記複数の電池セル（Ｂ１～Ｂ２４）それぞれの劣化の進み具合を推定することにより、前記複数の電池セル（Ｂ１～Ｂ２４）それぞれを監視する劣化推定部（１３）と、
を含むことを特徴とする鉛蓄電池監視システム。
前記検出部（１１）は、前記複数の電池セル（Ｂ１～Ｂ２４）の充電中あるいは充電直後に前記複数の電池セル（Ｂ１～Ｂ２４）の前記各電圧値あるいは前記各電流値を求め、
前記劣化推定部（１３）は、前記充電中あるいは前記充電直後に前記検出部（１１）によって得られた前記各電圧値あるいは前記各電流値に基づいて、前記複数の電池セル（Ｂ１～Ｂ２４）それぞれの劣化の進み具合を推定することを特徴とする請求項１に記載の鉛蓄電池監視システム。
前記検出部（１１）は、前記複数の電池セル（Ｂ１～Ｂ２４）それぞれの温度を取得し、
前記劣化推定部（１３）は、前記検出部（１１）から前記複数の電池セル（Ｂ１～Ｂ２４）それぞれの温度を取得し、前記温度の上昇に伴って、前記データに含まれる前記比重を増加させる補正処理を実行して、前記補正処理を行った比重に基づいて前記複数の電池セル（Ｂ１～Ｂ２４）それぞれの劣化の進み具合を推定することを特徴とする請求項１または２に記載の鉛蓄電池監視システム。