JP2658502B2 - 鉛蓄電池の内部インピーダンス測定装置 - Google Patents

鉛蓄電池の内部インピーダンス測定装置

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JP2658502B2 JP2132477A JP13247790A JP2658502B2 JP 2658502 B2 JP2658502 B2 JP 2658502B2 JP 2132477 A JP2132477 A JP 2132477A JP 13247790 A JP13247790 A JP 13247790A JP 2658502 B2 JP2658502 B2 JP 2658502B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は鉛蓄電池の内部インピーダンス測定装置に関
するものである。
[従来の技術] 従来から鉛蓄電池の内部インピーダンスの変化から該
電池の寿命(電解液の減少及び陽極格子体の劣化)を判
定することが行われている。そして、鉛蓄電池の内部イ
ンピーダンスを測定する方法として、交流法という測定
方法が多く用いられている。この交流法は、被測定電池
の陽極と陰極間に交流の測定電流を通電し、所定の測定
電極間の交流電圧成分から内部インピーダンスを測定す
るものである。この場合用いられる交流の周波数として
は、前記の電解液の減少を測定対象とする場合には1KHz
程度の比較的高い周波数とし、陽極格子体の劣化を測定
対象とする場合には100Hz以下の低い周波数としてい
る。なお交流電流通電部は、直流電源を電源として、こ
の直流電源の出力電圧を交流電圧に変換して出力する。
[発明が解決しようとする課題] かかる低周波数の測定電流を用いる場合に、コンデン
サとトランスを用いたトランス結合によって交流の測定
電流を被測定電池に通電しようとすると、非常に大きな
容量のコンデンサを必要とするため、理論的には実現可
能であっても、実用的ではない。そのため低周波数の測
定電流を用いる場合には、被測定電池と交流電流通電部
は直流結合にしなければならない。この場合、交流電流
通電部から被測定電池に充電電流を流すためには、交流
電流通電部の電源電圧(交流電圧に変換される直流電源
の電圧)が被測定電池の電圧よりも高くなっていなけれ
ば充電電流は流れない。放電方向の電流通電時には被測
定電池の直流電圧成分を電源として放電電流が流れる。
放電電流を流すだけでなく充電電流をも流して内部イ
ンピーダンスを測定するのは、内部インピーダンスの測
定精度が高くなるためである。これは鉛蓄電池の内部イ
ンピーダンスを決定する要素としては、電解液の抵抗
分、格子体及びストラップ等の集電部の純抵抗成分(周
波数に依存しない成分)、活物質と電解液との界面の電
気化学反応に起因するインピーダンス成分に大きく分け
られる。特に、この活物質と電解液との界面の電気化学
反応に起因するインピーダンス成分は、鉛蓄電池に充電
電流を流したときに起きる電気化学反応に依存する成分
である。そのためこの成分を含めて内部インピーダンス
を測定するためには、内部インピーダンスの測定の際に
充電電流を流しておく必要があるのである。
このような理由から交流電流通電部から充電電流(充
電電流と放電電流)を流すためには、交流電流通電部の
電源電圧(交流電圧に変換される直流電源の電圧)は被
測定電池の電圧よりも適宜に高くしなければならないの
である。そのため単電池及び複数セルの組合わせからな
る組電池の双方を共に測定可能とする測定装置では、電
圧が高い方の組電池の電圧に対応する電圧値を出力する
直流電源を用いることになる。かかる測定装置を用い
て、単電池のような低電圧電池を測定した場合には、必
要以上に印加電圧が高くなるために、消費電力及び測定
電流通電用制御素子の発熱量が増大する問題がある。種
々の被測定電池の電圧に応じて、手動操作により直流電
源の電源電圧を変えることも考えられるが、電圧切換の
操作は面倒である上、操作を誤りやすい問題がある。
本発明の目的は、被測定電池の電圧に対応して交流電
流通電部の出力電圧を自動的に適切な電圧値に設定する
ようにして、上記の問題を解決した鉛蓄電池の内部イン
ピーダンス測定装置を提供することにある。
[課題を解決するための手段] 上記の課題を解決するために、本発明の内部インピー
ダンス測定装置は、図面に示した実施例に見られるよう
に、鉛蓄電池3の陽極と陰極の間に交流の測定電流を通
電し所定の測定電極間の交流電圧成分から前記鉛蓄電池
3の内部インピーダンスを測定する装置において、鉛蓄
電池3の電圧を検出して検出電圧に応じた制御信号を出
力する電圧検出制御部2と、制御信号に制御されて鉛蓄
電池3の検出電圧に応じた適切な高さの直流電圧即ち検
出電圧よりもやや高い直流電圧を出力する電圧可変形直
流電源4と、該直流電源4の出力電圧を交流電圧に変換
して鉛蓄電池3に交流測定電流を通電する交流電流通電
部5とを備えている。内部インピーダンスの測定方法及
び表示方法は、公知の方法を用いればよい。
[作用] 上記の構成の内部インピーダンス測定装置において
は、電圧検出制御部が鉛蓄電池の電圧を検出して鉛蓄電
池の種類(単電池なのか組電池なのか)を判定してその
鉛蓄電池に対応した適切な直流電圧を出力するための制
御信号を電圧可変直流電源に出力する。電圧可変直流電
源は、制御信号に従ってその鉛蓄電池よりもやや高い直
流電圧を出力する。交流電流通電部は、この直流電圧を
交流電圧に変換して鉛蓄電池に交流測定電流を通電す
る。この直流電圧が鉛蓄電池の電圧よりも高いために、
鉛蓄電池には交流測定電流の通電により充電電流と放電
電流とが流れる。なお充電電流を流すことにより、活物
質と電解液との界面の電気化学反応に起因するインピー
ダンス成分が発生することになり、この成分を含めて内
部インピーダンスを測定することにより、測定精度を高
めることができる。本発明によれば、単電池から組電池
に至る種々の異なる電圧の電池を測定対象とする場合に
必要な測定電源電圧(交流電圧に変換される直流電圧)
の切換を人為的に行う必要がなく自動的に行い得る。従
って、測定操作が容易であり、誤動作の恐れもない。
また、単電池のごとき低電圧電池の測定時における消
費電力及び測定電流通電用制御素子の発熱量等を増大さ
せることがなく、制御素子及び放熱器を小形のものとす
ることができる。
[実施例] 以下図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図面において1は電源、2はこの電源から給電されて
動作する電圧検出制御部、3はこの電圧検出制御部によ
り電圧が検出される被測定鉛蓄電池である。4は電圧検
出制御部2の検出電圧に基づいて出力電圧が制御される
電圧可変形直流電源、5はこの直流電源の出力電圧を交
流電圧に変換して所要の交流測定電流を被測定鉛蓄電池
3に通電する交流電流通電部である。6は被測定鉛蓄電
池3の所定の測定電極間の交流電圧を検出する交流電圧
検出部、7はこの交流電圧検出部の検出出力に基づいて
被測定鉛蓄電池3の内部インピーダンスを表示する内部
インピーダンス表示部である。なお測定した交流電圧に
基づく内部インピーダンスの測定または演算は、内部イ
ンピーダンス表示部7で行えばよい。その場合、例えば
特開昭59−48661号公報に示されるような測定技術を用
いて内部インピーダンスを測定すればよい。
上記の実施例においては、電圧検出制御部2が被測定
鉛蓄電池3の電圧を自動的に検出し、検出電圧に応じた
制御部信号を出力する。この制御信号により電圧可変形
直流電源4の出力電圧が制御される。電圧検出制御部2
には、電池電圧と適正な印加電圧との関係を予めデータ
としてメモリさせておき、検出電圧が入力される毎に適
正な印加電圧を示す制御信号を出力する。適正な印加電
圧とは、交流電流通電部6から交流電流測定電流が被測
定鉛蓄電池3に通電された際に、被測定鉛蓄電池3に充
電電流と放電電流とが流れるような直流電圧である。な
お電池3に交流電流が通電されている際には、電圧検出
制御部2が検出動作を行わないのは勿論である。電圧可
変形直流電源4は、電圧検出制御部2から出力された制
御信号に基づいて、適正な印加電圧として鉛蓄電池3の
電圧よりやや高い直流電圧を交流電流通電部5に出力す
る。直流電圧の自動制御は、例えばチョッパ回路等を用
いて行うことができる。交流電流通電部5は、周波数制
御可能なインバータ回路を備えており、インバータ回路
は電池3の電圧に対応した適切な値の直流電圧を所定の
周波数の交流電圧に変換して、電池3の電圧に対応した
適切な値の交流電圧を出力する。交流電圧検出部6は、
被測定電池3の測定電極間に生ずる交流電圧を検出す
る。測定電極としては、通常陽極と陰極とを用いること
ができるが、専用の測定電極を電池の内部に配置しても
よいのは勿論である。
以上のようにして、単電池から複数セルの組合わせか
らなる組電池までの内部インピーダンス測定が容易に行
われる。
[発明の効果] 上記のように、本発明に係る鉛蓄電池の内部インピー
ダンス測定装置によれば、電圧検出制御部により被測定
電池の電圧を検出して電圧可変形直流電源の出力電圧を
切換えることにより、交流電流通電部から出力される交
流電圧を被測定電池の電圧に対応した適切な電圧値に切
換えるようにしたので、単電池から組電池に至る種々の
異なる電圧の電池の内部インピーダンスを測定する場合
に必要な測定電源電圧の切換を人為的に行うことなく自
動的に行うことができ、測定操作を容易にするとともに
誤操作の恐れをなくすことができる。また単電池のよう
に低電圧の電池を測定する場合には、測定電源電圧を自
動的に下げることができるため、測定時における消費電
力及び測定電流通電用制御素子の発熱量等を必要以上に
増大させることがなく、制御素子や放熱部材を小形にで
きて測定装置の小形化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例の概要を示すブロック図である。 1……電源、2……電圧検出制御部、3……被測定鉛蓄
電池、4……電圧可変形直流電源、5……交流電流通電
部、6……交流電圧検出部、7……内部インピーダンス
表示部。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】鉛蓄電池(3)の陽極と陰極との間に交流
    測定電流を通電し所定の測定電極間の交流電圧成分から
    前記鉛蓄電池(3)の内部インピーダンスを測定する装
    置において、 前記鉛蓄電池(3)の電圧を検出して検出電圧に応じた
    制御信号を出力する電圧検出制御部(2)と、 前記制御信号により制御されて前記鉛蓄電池(3)の前
    記検出電圧よりもやや高い直流電圧を出力する電圧可変
    形直流電源(4)と、 前記電圧可変形直流電源(4)の出力電圧を交流電圧に
    変換して前記鉛蓄電池(3)に前記交流測定電流を通電
    する交流電流通電部(5)とを具備してなる鉛蓄電池の
    内部インピーダンス測定装置。
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