JP3007952B2

JP3007952B2 - 蓄電池の寿命診断方法および寿命診断装置

Info

Publication number: JP3007952B2
Application number: JP7122333A
Authority: JP
Inventors: 信行嘉村; 幹雄武元; 優治鶴川
Original assignee: Kyushu Electric Power Co Inc; Omron Corp
Current assignee: Kyushu Electric Power Co Inc; Omron Corp
Priority date: 1995-05-22
Filing date: 1995-05-22
Publication date: 2000-02-14
Anticipated expiration: 2015-02-14
Also published as: JPH08313604A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蓄電池の容量、放電時
間、容量率、劣化度あるいは残存寿命を求めて蓄電池の
寿命を診断する寿命診断方法およびその診断方法を実施
するのに好適な寿命診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】繰り返し充放電が行われる蓄電池は、電
力所その他の建造物に設置される非常用予備電源、無停
電システム、車載並びに太陽光発電システム等様々な分
野に利用されている。そして、係る蓄電池の寿命は、蓄
電池の種類・型式により異なり、使用条件でも変わる。
従って寿命がきたならば、新品の蓄電池に交換する必要
があるが、上記のように使用条件や蓄電池そのものの性
能のばらつきなどにより、使用不能になる時期が一定で
はない。

【０００３】したがって、均一に期間を定めて交換する
と、交換時期になる前に劣化して使用不能になったり、
或いは未だ使用に耐え得るうちに蓄電池を交換してしま
うことになり不経済となる。

【０００４】そこで、最適な交換時期を検出するため
に、従来、蓄電池の寿命や劣化度を検知する方法として
種々のものが提案されており、その中の一つとして特開
平５−３１５０１５号に開示されたものがある。この公
報に開示された発明は、蓄電池表面温度と設置後経過年
数とを入力し、所定の演算式により劣化率を求めるよう
になっている。

【０００５】そして具体的には、図２９に示すように、
まず新品の蓄電池をシステムに設置した日付をメモリに
記憶させておく。その状態で、劣化係数演算指示があっ
たなら（ＳＴ０１）、現在の時刻（日時）と、メモリに
記憶させておいた日付から設置後の経過年数を求める
（ＳＴ０２）。一方、蓄電池の表面の温度を１時間に１
回測定しておき、設置時からの平均温度（ｔ）を随時更
新しておき、係るｔを下記式に代入しＹｂを求める（Ｓ
Ｔ０３）。

【０００６】Ｙｂ＝ａ−ｂ×log t （ａ，ｂは係数）そして、経過年数Ｙが、上記求めた劣化係数が１．０の
期間Ｙｂよりも大きい場合には下記式に代入し劣化係数
を求める。なお、ＹがＹｂ以下の場合には劣化係数ｆは
１．０となり劣化していないと判断する（ＳＴ０４〜０
６）。

【０００７】ｆ＝１−（ｃ＋ｄ×ｔⁿ）×（Ｙ−Ｙｂ）^m そして、劣化係数ｆが小さくなるほど劣化が進んでいる
ことになり、一定値以下になると交換時期になったと判
断するようにしている。なお、上記各式において、ａ，
ｂ，ｃ，ｄ，ｎ，ｍはそれぞれ定数であり、診断対象の
蓄電池の特性等により適宜決定されるものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の装置では、以下に示す種々の問題を有してい
る。すなわち、蓄電池は、それぞれ固有の充電・放電特
性や内部抵抗等を有し、各蓄電池の特性は電池毎に異な
る。そして従来の方法は経過年数と温度というように絶
対値を入力条件としているため、各性能のばらつきを考
慮することができず、結局標準的な劣化度を推定演算す
るにすぎず、実際の測定対象の蓄電池の劣化度を求める
ことはできなかった。

【０００９】また、設置後の経過年数を正確に知るため
には、新品の蓄電池を設置し、その時の日時を記憶して
おかなければならない。従って、すでに使用してある程
度劣化していたり、或いは使用不要になった蓄電池を誤
って実装してしまうと、さらにその時から一定期間は劣
化係数が１．０（劣化していない）を示すことになり、
必要な時に使用できない状態となる。

【００１０】また、たとえ新品の蓄電池を用いたとして
も、劣化度を測定する診断装置の電源が停電等で落ちる
と、内部タイマが一時停止して正規の経過年数が得られ
なくなったり、記憶しておいた設置日時や温度のデータ
が書き替えられたり、消失するなど利用できなくなり、
誤判定をしてしまうおそれがある。さらに、設置以降１
時間おきに温度を測定し、それまでの平均温度を求めな
ければならず、その処理が煩雑となる。

【００１１】また、劣化の度合いを知ることはできて
も、残存寿命期間を知ることはできなかった。

【００１２】本発明は、上記した背景に鑑みてなされた
もので、設置から現在までの経過状況が不要で、診断を
行う現在の状態で得られるデータに基づいて寿命を診断
することができ、すでに使用開始されて劣化が進んだ蓄
電池などに対しても寿命を正確に判断することができ、
また、蓄電池個々のばらつきに関係なく、短時間で診断
することができる蓄電池の寿命診断方法および寿命診断
装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明では、次のように構成している。

【００１４】すなわち、本発明の寿命診断方法および寿
命診断装置は、蓄電池の容量、放電時間または容量率
を、寿命診断のための診断量として求めて寿命を診断す
るものである。

【００１５】先ず、請求項第１項記載の本発明の寿命診
断方法は、予め、蓄電池の前記診断量と蓄電池を所定時
間定電流放電させた時の放電電圧極小値との相関を求
め、診断対象の蓄電池を所定時間定電流放電させた時の
放電電圧極小値を測定し、測定された放電電圧極小値お
よび予め求めた前記相関に基づいて、前記診断対象の蓄
電池の診断量を推定するものである。

【００１６】請求項第２項記載の本発明の寿命診断装置
は、蓄電池の電圧を検出する電圧検出手段と、診断対象
の蓄電池を所定時間定電流放電させた時の放電電圧極小
値から前記診断対象の蓄電池の前記診断量を推定する推
定手段とを備え、前記推定手段は、蓄電池の診断量と放
電電圧極小値との相関に基づいて、診断対象の蓄電池の
診断量を推定するものである。

【００１７】請求項第３項記載の本発明の寿命診断方法
は、予め、蓄電池の前記診断量と蓄電池を所定時間定電
流放電させた放電終了直後の放電終了昇圧値との相関
を、複数の異なる温度においてそれぞれ求め、診断対象
の蓄電池を所定時間定電流放電させた放電終了直後の放
電終了昇圧値および温度を測定し、測定された放電終了
昇圧値、温度および予め求めた前記相関に基づいて、前
記診断対象の蓄電池の診断量を推定するものである。

【００１８】請求項第４項記載の本発明の寿命診断装置
は、蓄電池の電圧を検出する電圧検出手段と、温度を検
出する温度検出手段と、診断対象の蓄電池を所定時間定
電流放電させた放電終了直後の放電終了昇圧値および検
出温度から前記診断対象の蓄電池の前記診断量を推定す
る推定手段とを備え、前記推定手段は、複数の異なる温
度における蓄電池の診断量と放電終了昇圧値との相関お
よび前記検出温度に基づいて、前記診断対象の蓄電池の
診断量を推定するものである。

【００１９】請求項第５項記載の本発明の寿命診断方法
は、予め、蓄電池の前記診断量と蓄電池を所定時間定電
流放電させた放電終了後一定時間経過後の放電終了後電
圧値との相関を、複数の異なる温度においてそれぞれ求
め、診断対象の蓄電池を所定時間定電流放電させた放電
終了後一定時間経過後の放電終了後電圧値および温度を
測定し、測定された放電終了後電圧値、温度および予め
求めた前記相関に基づいて、前記診断対象の蓄電池の診
断量を推定するものである。

【００２０】請求項第６記載の本発明の寿命診断装置
は、蓄電池の電圧を検出する電圧検出手段と、温度を検
出する温度検出手段と、診断対象の蓄電池を所定時間定
電流放電させた放電終了後一定時間経過後の放電終了後
電圧値および検出温度から前記診断対象の蓄電池の前記
診断量を推定する推定手段とを備え、前記推定手段は、
複数の異なる温度における蓄電池の診断量と放電終了後
電圧値との相関および前記検出温度に基づいて、前記診
断対象の蓄電池の診断量を推定するものである。

【００２１】請求項第７項記載の本発明の寿命診断方法
は、請求項第１項、第３項または第５項のいずれかに記
載の寿命診断方法において、直列接続されて組電池を構
成する各蓄電池の前記診断量をそれぞれ推定し、推定さ
れた診断量に基づいて、各蓄電池の模擬放電曲線をそれ
ぞれ求め、各蓄電池の模擬放電曲線を重ね合わせて前記
組電池の模擬放電曲線を求め、前記組電池の模擬放電曲
線に基づいて、前記組電池の診断量を推定するものであ
る。

【００２２】請求項第８項記載の本発明の寿命診断装置
は、請求項第２項、第４項または第６項のいずれかに記
載の寿命診断装置において、直列接続されて組電池を構
成する各蓄電池の推定された前記診断量に基づいて、各
蓄電池の模擬放電曲線をそれぞれ作成する蓄電池模擬放
電曲線作成手段と、各蓄電池の模擬放電曲線を重ね合わ
せて前記組電池の模擬放電曲線を作成する組電池模擬放
電曲線作成手段と、前記組電池の模擬放電曲線に基づい
て、組電池の前記診断量を推定する組電池推定手段とを
備えている。

【００２３】請求項第９項記載の本発明の寿命診断方法
は、請求項第１項、第３項または第５項のいずれかに記
載の寿命診断方法において、予め、加速劣化試験を行っ
て蓄電池の前記診断量の経時変化データを求め、診断対
象の蓄電池の推定された診断量および予め求めた前記診
断量の経時変化データに基づいて、加速劣化試験温度に
おける前記診断対象の蓄電池の残存寿命を求め、求めら
れた蓄電池の残存寿命から指定温度における残存寿命を
求めるものである。

【００２４】請求項第１０項記載の本発明の寿命診断装
置は、請求項第２項、第４項または第６項のいずれかに
記載の寿命診断装置において、推定された蓄電池の前記
診断量および加速劣化試験によって得られた診断量の経
時変化データに基づいて、加速劣化試験温度における蓄
電池の残存寿命を算出する残存寿命算出手段と、算出さ
れた蓄電池の残存寿命を、指定温度における残存寿命に
換算する残存寿命換算手段とを備えている。

【００２５】請求項第１１項記載の寿命診断方法は、請
求項第１項、第３項、第５項または第７項のいずれかに
記載の寿命診断方法において、推定された前記診断量か
ら劣化度を求めるものである。

【００２６】請求項第１２項記載の寿命診断装置は、請
求項第２項、第４項、第６項または第８項のいずれかに
記載の寿命診断装置において、推定された前記診断量か
ら劣化度を算出する劣化度算出手段を備えている。

【００２７】

【作用】請求項第１項または第２項記載の本発明では、
蓄電池の診断量、例えば容量と蓄電池を所定時間定電流
放電させた時の放電電圧極小値との相関が非常に高いと
いう特性を利用し、診断対象の蓄電池の放電電圧極小値
を測定することにより、前記相関に基づいて、蓄電池の
診断量、例えば容量を推定できるものである。

【００２８】請求項第３項または第４項記載の本発明で
は、蓄電池の診断量、例えば容量と蓄電池を所定時間定
電流放電させた放電終了直後の放電終了昇圧値との相関
が非常に高く、かつ、温度依存性を有するという点を利
用し、診断対象の蓄電池の放電終了昇圧値および温度を
測定することにより、前記相関に基づいて、蓄電池の診
断量、例えば容量を推定できるものである。

【００２９】請求項第５項または第６項記載の本発明で
は、蓄電池の診断量、例えば容量と蓄電池を所定時間定
電流放電させた放電終了後一定時間経過後の放電終了後
電圧値との相関が、非常に高く、かつ、温度依存性を有
するという点を利用し、診断対象の蓄電池の放電終了後
電圧値および温度を測定することにより、前記相関に基
づいて、蓄電池の診断量、例えば容量を推定できるもの
である。

【００３０】請求項第７項または第８項記載の本発明で
は、複数の蓄電池が直列接続されてなる組電池において
は、その電圧は、各蓄電池の電圧の総和（重ね合わせ）
となるという点を利用し、各蓄電池について推定した診
断量、例えば容量から各蓄電池についての模擬放電曲線
を求め、これらを重ね合わせることにより、組電池の模
擬放電曲線を求めることができ、この模擬放電曲線から
組電池の診断量、例えば容量を推定できるものである。

【００３１】請求項第９項または第１０項記載の本発明
では、蓄電池の寿命期間と温度との間には、アレニウス
の法則が成立するという点を利用し、加速劣化試験によ
って得られる蓄電池の診断量、例えば容量の経時変化デ
ータに、診断対象の蓄電池の推定された診断量、例えば
容量を照合することにより、加速劣化試験温度における
残存寿命を求めることができ、この残存寿命から、アレ
ニウスの法則を利用して指定温度における残存寿命を求
めることができる。

【００３２】請求項第１１項または第１２項記載の本発
明では、推定された診断量、例えば容量から劣化度を算
出するので、蓄電池の寿命をより明確に把握できる。

【００３３】

【実施例】以下、図面によって本発明の実施例について
詳細に説明する。

【００３４】図１は、本発明の第１実施例に係る蓄電池
の寿命診断方法を実施するための寿命診断装置およびそ
の接続状態を説明するための概略構成図である。

【００３５】同図において、１は浮動充電状態にある複
数の蓄電池２が直列接続されてなる組電池、３は図示し
ない常用電源からの交流電流を整流する整流器、４は負
荷、５は診断対象の蓄電池２に接続されて後述のように
蓄電池１の寿命を診断する蓄電池寿命診断装置である。

【００３６】この実施例の蓄電池寿命診断装置５は、蓄
電池２を所定の短時間、この実施例では、１０分間定電
流放電させた時の放電電圧の極小値から蓄電池２の診断
量、この実施例では容量を推定するとともに、劣化度を
推定するものであり、図２に示される構成を有してい
る。

【００３７】すなわち、この蓄電池寿命診断装置５は、
診断対象となる蓄電池２の両端に接続される一対の測定
用端子６と、スイッチ７を有する接続部８と、電子負荷
を有する放電部９と、診断対象の蓄電池１の電圧を検出
する電圧検出部１０と、接続部８のスイッチ７の開閉制
御を行うとともに、電圧検出部１０の出力に基づいて、
後述のようにして蓄電池２の容量および劣化度を演算し
て出力する容量推定手段としての機能を有する演算処理
部１１と、所定の入力操作を行うキーボード，マウス等
の操作部１２と、演算処理部１１からの診断結果を表示
するＣＲＴ，液晶ディスプレイ等からなる表示部１３と
を備えている。

【００３８】この蓄電池寿命診断装置５では、一対の測
定用端子６を、浮動充電状態にある診断対象の蓄電池２
に接続し、接続部８のスイッチ７をオンすることによ
り、蓄電池１に放電部９の電子負荷が接続され、電子負
荷に一定の放電電流が流れるようになっている。

【００３９】なお、操作部１２は、単に診断開始命令を
与えるだけであれば、押しボタンその他のスイッチ類で
もよい。またこの表示部１３は、容量あるいは劣化度を
数値或いは所定のアルファベット等の記号で表示する場
合には、ＬＥＤ等からなるセグメント方式の表示装置に
することもできる。さらには、一定の容量あるいは劣化
度にきたことを知らせるようにした場合には、１または
複数個の発光ランプでもよい。また表示部１３に替え
て、或るいはそれと併設してブザーなどの音声出力装置
を設け、音声により診断結果を伝えるようにしてもよ
い。

【００４０】ここで、上記演算処理部１１の機能を説明
する前に、本装置の動作原理について説明する。

【００４１】図３は、単セルとしての蓄電池を短時間、
この例では、１０分間定電流放電させて１０分間放電を
休止したときの放電特性を示すものであり、同図（Ａ）
は、放電電圧を、同図（Ｂ）は、放電電流をそれぞれ示
している。

【００４２】なお、この図３および以下の各実施例にお
いては、蓄電池を、据置鉛蓄電池ＣＳ−１３０とし、放
電電流を１０時間率電流としている。

【００４３】この特性は、Ｔ０〜Ｔ１の１０分間を定電
流放電し、Ｔ１〜Ｔ２の１０分間を放電停止して開放状
態としたときのものである。

【００４４】同図（Ａ）に示されるように、放電電圧
は、放電開始後急に電圧降下して極小値Ｖminとなった
後、徐々に電圧が上昇し、放電を停止した直後には、急
激に電圧が上昇した後、電圧が徐々に上昇している。

【００４５】このように放電開始後に電圧が極小となる
点を、放電電圧極小値あるいは極小電圧値と称するが、
このように放電電圧が極小を示すのは、未活性状態の蓄
電池を放電によって活性化させることにより生じるもの
であり、このため、この短時間放電を活性化放電とも称
する。

【００４６】図４は、蓄電池の容量と上述の放電電圧極
小値との関係を示す特性図である。すなわち、この図４
は、劣化により低下する満充電状態の蓄電池の容量と放
電電圧極小値との関係を示すものである。

【００４７】同図から明らかなように、容量と放電電圧
極小値との相関は、非常に高く、容量が大きいほど放電
電圧極小値は大きくなる傾向がある。

【００４８】この相関には、温度依存性がないので、上
述の従来例のように、温度をパラメータとする必要がな
く、温度の測定が不要である。

【００４９】この実施例では、以上の関係を利用して、
診断対象の蓄電池２を短時間定電流放電させた時の放電
電圧極小値を測定し、この放電電圧極小値から蓄電池２
の容量、あるいは、規格容量値に対する劣化度を推定す
るようにしている。

【００５０】すなわち、この実施例の寿命診断方法で
は、診断対象の蓄電池２と同じ種類・型式である据置鉛
蓄電池ＣＳ−１３０について、図４に示される蓄電池の
容量と蓄電池を短時間定電流放電させた時の放電電圧極
小値との相関を、予め求めて後述の容量推定式を作成
し、診断対象となる蓄電池２を短時間定電流放電させた
時の放電電圧極小値を測定し、この測定された放電電圧
極小値から前記容量推定式に従って容量を算出し、さら
に、この推定容量から劣化度を算出するのである。

【００５１】なお、劣化度は、次式で算出される。

【００５２】劣化度＝｛１−（推定容量値）／（規格容
量値）｝×１００ここで、図４の相関を求めるための手順を説明する。

【００５３】先ず、図３に示されるように、１０分間定
電流放電させて１０分間放電を休止し、その後、定電流
放電を再開し、放電電圧が終止電圧に達するまでの放電
時間を測定し、この放電時間と放電電流との積として容
量を算出し、また、併せて放電電圧極小値を求めるもの
である。なお、初期の定電流放電は、１０分間と短時間
であり、初期の定電流放電の容量は、無視することがで
きる。

【００５４】次に、このようにして得られた図４の相関
から容量推定式を作成する手順を説明する。

【００５５】この実施例では、容量を、高容量、中容
量、低容量および極小容量の４つの部分に区分し、各区
分における測定データから直線回帰分析を行った。

【００５６】下記の表１に、各容量区分における測定デ
ータ、回帰分析の結果得られた４つの直線の式および境
界となる交点の座標（放電電圧極小値）を示している。

【００５７】

【表１】

【００５８】このようにして予め容量推定式、すなわ
ち、４つの直線の式を求め、その後、診断対象の蓄電池
２を１０分間定電流放電させた時の放電電圧極小値を測
定し、その測定値を、対応する容量推定式に代入して推
定容量を算出し、さらに、この推定容量から規格容量値
に対する劣化度を算出するのである。

【００５９】次に、この実施例の寿命診断方法を実施す
るための蓄電池寿命診断装置５の具体的な構成および動
作を、さらに詳細に説明する。

【００６０】図５は、図２の蓄電池寿命診断装置５の演
算処理部１１の構成を示すブロック図であり、演算処理
部１１は、電圧検出部１０から与えられた電圧データを
蓄積し、放電時電圧極小値を抽出する放電電圧極小値抽
出部１４と、抽出された放電電圧極小値を、上述の容量
推定式に代入して推定容量を算出する容量算出部１５
と、算出された容量から劣化度を算出して表示部１３に
出力する劣化度算出部１６と、操作部１２の操作に応じ
て、放電電圧極小値抽出部１４に対して電圧値の取り込
みを指令するとともに、接続部８のスイッチ７の開閉を
制御する制御部１７とを備えている。

【００６１】劣化度算出部１６は、算出した劣化度を表
示部１３に対して出力するが、一定の基準以上、例えば
２０％以上になった場合には、表示とともに図示省略し
た出力装置に対して警報発生命令を出力し、音声で交換
時期にきたことを知らせられるようになっている。

【００６２】また、制御部１７は、操作部１６からの診
断開始命令を受けて接続部８のスイッチ７をオンすると
ともに、放電電圧極小値抽出部１４に電圧の取り込みを
指令し、測定終了以降にスイッチ７をオフし、その後、
電圧の取り込みを停止させる。

【００６３】次に演算処理部全体の処理機能について、
図６に示すフローチャートに基づいて説明する。

【００６４】まず前提として診断対象の蓄電池２を、上
述のように据置鉛蓄電池ＣＳ−１３０とし、放電電流を
１０時間率電流としている。

【００６５】蓄電池寿命診断装置５の測定端子６が、浮
動充電状態にある診断対象のいずれか蓄電池２に接続さ
れて操作部１２から所定の入力（測定開始命令）を受け
ると（ステップｎ１）、接続部８のスイッチ７をオンし
て定電流放電を開始するとともに、電圧の測定を開始し
（ステップｎ２）、所定時間、この実施例では、１０分
が経過したか否かを判断し（ステップｎ３）、経過した
ときには、接続部８のスイッチ７をオフして定電流放電
を終了し（ステップｎ４）、所定時間、この実施例で
は、１０分が経過したか否かを判断し（ステップｎ
５）、経過したときには、電圧の測定を終了し（ステッ
プｎ６）、測定された電圧から放電電圧極小値を抽出し
（ステップｎ７）、上述の容量推定式に代入して推定容
量を算出し（ステップｎ８）、算出された推定容量から
劣化度を算出し（ステップｎ９）、表示部１３に出力し
て終了する（ステップｎ１０）。ここで、上記ステップ
ｎ７，ｎ８における抽出した放電電圧極小値の容量推定
式への代入について、さらに詳しく説明する。容量推定
式は、上述の表１に示されるように、高容量部分、中容
量部分、低容量部分および極小容量部分の各部分に対応
して４つの直線の方程式からなり、高容量部分の直線の
方程式と中容量部分の直線の方程式との交点のＸ座標
が、高容量部分と中容量部分との境界の放電電圧極小値
となり、また、中容量部分の直線の方程式と低容量部分
の直線の方程式との交点のＸ座標が、中容量部分と低容
量部分との境界の放電電圧極小値となり、以下同様に低
容量部分の直線の方程式と極小容量部分の直線の方程式
との交点のＸ座標が、低容量部分と極小容量部分との境
界の放電電圧極小値となるものである。したがって、ス
テップｎ７で抽出された放電電圧極小値と、各部分の境
界の放電電圧極小値とを比較し、その大小関係に基づい
て、いずれの部分に属するかを判別してその部分に対応
する容量推定式に代入するのである。なお、抽出された
放電電圧極小値が、境界の放電電圧極小値である場合に
は、その境界の両側のいずれの容量推定式に代入しても
よい。

【００６６】以上のようにして推定された容量と、測定
された容量との比較による評価結果を、下記の表２に示
す。

【００６７】

【表２】

【００６８】表２に示されるように、絶対誤差の最大値
は、９.０２２［Ａｈ］であり、これを、下記式で定義
される誤差率［％］で評価すると、６.９４［％］とな
り、非常の確度の高い推定結果であることが分かる。

【００６９】誤差率＝｛｜（推定容量）−（測定容量）
｜／（公称容量）｝×１００なお、上記した実施例では、測定対象の蓄電池２として
据置鉛蓄電池を用いたが、本発明はこれに限ることな
く、その他種々のタイプの蓄電池に適用できる。また、
放電電流は、１０時間率電流に限らず、定電流放電時間
も１０分に限らず、放電電圧極小値が得られるような時
間を設定すればよい。また、放電休止時間も１０分間に
限らない。

【００７０】また、測定対象の蓄電池２は、浮動充電状
態であったけれども、本発明は、浮動充電状態の蓄電池
に限らないのは勿論である。

【００７１】また、操作部１２からの入力は、測定開始
命令のみの場合に限らない。すなわち、本装置におい
て、複数種類の測定条件に応じることができるようにし
た場合、その測定条件（放電電流値、測定時間）の設定
入力等をするようにしても良い。

【００７２】なお、かかる場合には、放電部９の電子負
荷への放電電流も可変となるようにし、操作部１２での
設定値に応じて演算処理部１１から電子負荷に放電電流
値についての制御信号が出力されることになる。

【００７３】さらにまた、上記した実施例では、容量の
推定を、回帰直線によって算出したけれども、本発明は
これに限ることなく、図４の相関を近似できるならば、
他の関数（指数関数、２次関数、３次関数等）を用いて
もよい。さらには、そのような演算処理によるものでは
なく、図４のようなデータをマップとして演算処理部１
１内に記憶しておき、ルックアップテーブル方式を用い
て、補間・推定するようにしてもよい。さらには、ファ
ジィメンバシップ関数やニューラルネットワークを用い
て推定するようにしてもよい。

【００７４】なおまた、上記した実施例では、操作部１
２からの入力に基づいて診断を開始するようにしたが、
本発明はこれに限ることなく、例えば本装置を蓄電池２
に常時取り付け、定期的（例えば１ケ月毎等）に測定を
行うようにすれば、操作命令開始のための操作部１２は
不要となる。

【００７５】また、上述の実施例では、診断量として容
量を用いたけれども、本発明の他の実施例として、容量
に代えて、定電流放電を持続する時間である放電時間
（＝容量［Ａｈ］／放電電流［Ａ］）、あるいは、容量
の規格容量に対する割合である容量率（＝｛容量［Ａ
ｈ］／規格容量［Ａｈ］｝×１００）を用いてもよい。

【００７６】この場合には、図４の相関のグラフの縦
軸、推定式の算出および評価等を、放電時間あるいは容
量率に置換し、診断の結果を、放電時間あるいは容量率
で表示するようにしてもよい。特に、ユーザが放電時間
を知りたい場合あるいは異なった規格容量の蓄電池に適
用する場合には、容量は容量率で正規化できるので、便
利である。なお、容量率と劣化度との関係は、次式で示
される。

【００７７】容量率［％］＝１００［％］−劣化度［％］図７は、本発明の第２実施例の寿命診断方法を実施する
ための寿命診断装置およびその接続状態を説明するため
の概略構成図であり、図８は、その寿命診断装置の構成
図であり、上述の第１実施例に対応する部分には、同一
の参照符号を付す。

【００７８】この実施例では、蓄電池２を短時間定電流
放電させた放電終了直後の放電終了昇圧値から蓄電池２
の容量および劣化度を推定するものであり、蓄電池２の
容量と前記昇圧値との相関は、温度依存性があるため
に、この実施例の寿命診断装置５₁は、診断対象の蓄電
池２に装着されて蓄電池２の温度を検出する温度検出部
１８を有しており、この温度検出部１８で検出された蓄
電池温度を演算処理部１１₁へ入力して後述のように処
理するようにしている。

【００７９】ここで、上記演算処理部１１₁の機能を説
明する前に、本装置の動作原理について説明する。

【００８０】蓄電池を短時間定電流放電させ、その後放
電を休止したときの放電特性は、上述の図３に示されて
いる。この図３（Ａ）に示されるように、定電流放電を
停止した直後は、電圧が急激に上昇することが分かる。
この昇圧は、蓄電池の内部抵抗分の電圧が回復するため
に生じるものであり、この昇圧値Ｖupを、放電終了昇圧
値と称する。

【００８１】図９は、複数の異なる温度において、蓄電
池の容量と上述の放電終了昇圧値との関係を示す特性図
である。この実施例では、放電終了昇圧値として、放電
終了後、例えば、１秒経過までに昇圧した電圧値として
いる。

【００８２】同図から明らかなように、容量と放電終了
昇圧値との相関は、非常に高く、容量が大きいほど放電
終了昇圧値は小さくなる傾向がある。また、温度が低い
ほど、放電終了昇圧値が小さくなる傾向がある。

【００８３】この実施例では、以上の関係を利用して、
短時間定電流放電させた放電終了直後の放電終了昇圧値
およびその時の温度を測定し、この放電終了昇圧値から
容量、あるいは、劣化度を推定するようにしている。

【００８４】このため、この実施例の寿命診断方法で
は、図９に示される蓄電池の容量と蓄電池を短時間定電
流放電させた放電終了直後の放電終了昇圧値との相関
を、複数の異なる温度において、予め求めておき、診断
対象となる蓄電池２を短時間定電流放電させた放電終了
昇圧値およびその蓄電池２の温度を測定し、前記相関に
基づいて、容量を推定し、さらに、この推定容量から劣
化度を推定するのである。

【００８５】なお、容量と放電終了昇圧値との相関を求
める手順は、異なる温度について行う以外は、測定容量
と放電電圧極小値との相関を求める第１実施例と基本的
に同様であるので、その説明は、省略する。

【００８６】次に、この実施例の寿命診断方法を実施す
るための蓄電池寿命診断装置５₁の具体的な構成および
動作を、さらに詳細に説明する。

【００８７】図１０は、図８の蓄電池寿命診断装置５₁
の演算処理部１１₁の構成を示すブロック図であり、こ
の実施例の演算処理部１１₁は、電圧検出部１０から与
えられた電圧値に基づいて放電終了昇圧値を抽出する放
電終了昇圧値抽出部１９と、温度検出部１８からの測定
の開始温度および終了温度から平均温度を算出する平均
温度算出部４０と、予め求められた図９に示されるよう
な相関データが格納されたルックアップテーブルメモリ
２０と、抽出された放電終了昇圧値と平均温度と前記ル
ックアップテーブルメモリ２０の相関データとに基づい
て、推定容量を算出する容量算出部１５₁と、算出され
た容量から劣化度を算出して表示部１３に出力する劣化
度算出部１６と、操作部１２の操作に応じて、放電終了
昇圧値抽出部１９および平均温度算出部４０に対して電
圧値および温度の取り込みを指令するとともに、接続部
８のスイッチ７の開閉を制御する制御部１７₁とを備え
ている。

【００８８】次に演算処理部全体の処理機能について、
図１１に示すフローチャートに基づいて説明する。

【００８９】まず、蓄電池寿命診断装置５₁の測定端子
６が、診断対象の蓄電池２に接続されるとともに、温度
検出部１８が蓄電池２に装着された後、操作部１２から
所定の入力（測定開始命令）を受けると（ステップｎ２
１）、接続部８のスイッチ７をオンして定電流放電を開
始するとともに、電圧および温度の測定を開始し（ステ
ップｎ２２）、所定時間、この実施例では、１０分が経
過したか否かを判断し（ステップｎ２３）、経過したと
きには、接続部８のスイッチ７をオフして定電流放電を
終了し（ステップｎ２４）、放電終了後、所定時間、こ
の実施例では、１０分が経過したか否かを判断し（ステ
ップｎ２５）、経過したときには、電圧および温度の測
定を終了し（ステップｎ２６）、測定された電圧から放
電終了昇圧値を抽出するとともに、平均温度を算出し
（ステップｎ２７）、この放電終了昇圧値および平均温
度からルックアップテーブルメモリ２０の相関データを
用いて推定容量を補間演算して算出し（ステップｎ２
８）、算出された推定容量から劣化度を算出し（ステッ
プｎ２９）、表示部１３に出力して終了する（ステップ
ｎ３０）。

【００９０】なお、この実施例においても、上述の第１
実施例における各種変形例を同様に適用できるのは、勿
論である。

【００９１】図１２は、本発明の第３実施例の寿命診断
方法を実施するための寿命診断装置およびその接続状態
を説明するための概略構成図であり、図１３は、その寿
命診断装置の構成図であり、上述の第２実施例に対応す
る部分には、同一の参照符号を付す。

【００９２】この実施例では、蓄電池を短時間定電流放
電させた放電終了後の放電終了後電圧値から蓄電池の容
量および劣化度を推定するものであり、蓄電池の容量と
前記放電終了後電圧値との相関は、温度依存性があるた
めには、この実施例の寿命診断装置５₂は、第２実施例
と同様に、診断対象の蓄電池２に装着されて蓄電池２の
温度を検出する温度検出部１８を有しており、この温度
検出部１８で検出された蓄電池温度を演算処理部１１₂
へ入力して後述のように処理するようにしている。

【００９３】ここで、上記演算処理部１１₂の機能を説
明する前に、本装置の動作原理について説明する。

【００９４】蓄電池を短時間定電流放電させ、その後放
電を休止したときの放電特性は、上述の図３に示されて
いる。この図３（Ａ）に示されるように、定電流放電を
停止した直後は、電圧が急激に上昇し、その後浮動充電
電圧に漸近して到達する。この漸近する途中の電圧を、
放電終了後電圧値Ｖｅｎｄと称する。

【００９５】図１４は、複数の異なる温度において、蓄
電池の容量と上述の放電終了後電圧値との関係を示す特
性図であり、この実施例では、放電終了後電圧値として
は、放電終了後、１０分経過後の電圧を用いている。

【００９６】同図から明らかなように、容量と放電終了
後電圧値との相関は、非常に高く、容量が大きいほど放
電終了後電圧値は大きくなる傾向がある。また、温度が
高いほど、放電終了昇圧値が大きくなる傾向がある。

【００９７】この実施例では、以上の関係を利用して、
短時間定電流放電させた放電終了後の放電終了後電圧値
およびその時の温度を測定し、この放電終了後電圧値か
ら容量、あるいは、劣化度を推定するようにしている。

【００９８】このため、この実施例の寿命診断方法で
は、図１４に示される蓄電池の容量と蓄電池を短時間定
電流放電させた放電終了後の放電終了後電圧値との相関
を、複数の異なる温度において、予め求めておき、診断
対象となる蓄電池２を短時間定電流放電させた放電終了
後電圧値およびその蓄電池２の温度を測定し、前記相関
に基づいて、容量を推定し、さらに、この推定容量から
劣化度を推定するのである。

【００９９】なお、測定容量と放電終了後電圧値との相
関を求める手順は、測定容量と放電終了昇圧値との相関
を求める第２実施例と基本的に同様であるので、その説
明は、省略する。

【０１００】次に、この実施例の寿命診断方法を実施す
るための寿命診断装置の具体的な構成および動作を、さ
らに詳細に説明する。

【０１０１】図１５は、図１３の蓄電池寿命診断装置５
₂の演算処理部１１₂の構成を示すブロック図であり、こ
の実施例の演算処理部１１₂は、電圧検出部１０から与
えられた電圧値に基づいて放電終了後電圧値を抽出する
放電終了後電圧値抽出部２１と、温度検出部１８からの
測定の開始温度および終了温度から平均温度を算出する
平均温度算出部４０と、予め求められた図１４に示され
るような相関データが格納されたルックアップテーブル
メモリ２２と、抽出された放電終了後電圧値と平均温度
と前記ルックアップテーブルメモリ２２の相関データと
に基づいて、推定容量を算出する容量算出部１５₂と、
算出された容量から劣化度を算出して表示部１３に出力
する劣化度算出部１６と、操作部１２の操作に応じて、
放電終了後電圧値抽出部２１および平均温度算出部４０
に対して電圧値および温度の取り込みを指令するととも
に、接続部８のスイッチ７の開閉を制御する制御部１７
₂とを備えている。

【０１０２】次に演算処理部全体の処理機能について、
図１６に示すフローチャートに基づいて説明する。

【０１０３】まず、蓄電池寿命診断装置５₂の測定端子
６が、診断対象の蓄電池２に接続されるとともに、温度
検出部１８が蓄電池２に装着された後、操作部１２から
所定の入力（測定開始命令）を受けると（ステップｎ３
１）、接続部８のスイッチ７をオンして定電流放電を開
始するとともに、電圧および温度の測定を開始し（ステ
ップｎ３２）、所定時間、この実施例では、１０分が経
過したか否かを判断し（ステップｎ３３）、経過したと
きには、接続部８のスイッチ７をオフして定電流放電を
終了し（ステップｎ３４）、放電終了後、所定時間、こ
の実施例では、１０分が経過したか否かを判断し（ステ
ップｎ３５）、経過したときには、電圧および温度の測
定を終了し（ステップｎ３６）、測定された電圧から放
電終了後電圧値を抽出し（ステップｎ３７）、この放電
終了後電圧値および測定温度からルックアップテーブル
メモリ２２の相関データを用いて推定容量を算出し（ス
テップｎ３８）、算出された推定容量から劣化度を算出
し（ステップｎ３９）、表示部１３に出力して終了する
（ステップｎ４０）。

【０１０４】なお、この実施例においても、上述の第１
実施例における各種変形例を同様に適用できるのは、勿
論である。

【０１０５】図１７は、本発明の第４実施例の寿命診断
方法を実施するための寿命診断装置およびその接続状態
を説明するための概略構成図であり、図１８は、その寿
命診断装置の構成図であり、上述の第１実施例に対応す
る部分には、同一の参照符号を付す。

【０１０６】上述の各実施例では、単セルとしての蓄電
池２の容量を推定したけれども、この実施例は、蓄電池
２が複数直列に接続されてなる組電池１の容量を推定す
るものである。

【０１０７】この実施例では、先ず、第１実施例と同様
にして、組電池１を構成する各蓄電池２について容量を
順次推定し、この容量から各蓄電池２について、模擬放
電曲線を順次作成し、各模擬放電曲線を重ね合わせて組
電池１についての模擬放電曲線を作成し、この模擬放電
曲線を用いて、後述のように組電池１の容量を推定する
のである。

【０１０８】ここで、組電池１を構成する各蓄電池２の
容量から組電池１の容量を推定する手順を説明する。

【０１０９】各蓄電池２の容量から各蓄電池２の模擬放
電曲線を形成するのであるが、放電曲線とは、定電流放
電時の電圧の時間的変化を示す曲線をいい、放電開始電
圧と放電開始から放電終止電圧に到達するまでの放電時
間とに基づいて、放電曲線を近似する関数、この実施例
では、楕円関数で模擬することができ、これを模擬放電
曲線という。

【０１１０】この模擬放電曲線は、次のような手順で作
成される。

【０１１１】まず、放電開始電圧は、第１実施例の短時
間定電流放電の放電終了直前の電圧とし、放電時間は、
蓄電池２の推定容量から次式で算出される。

【０１１２】放電時間［ｈ］＝容量［Ａｈ］／放電電流［Ａ］この放電開始電圧および放電時間を、下記の楕円関数に
入力することにより、模擬放電曲線の関数が得られる。

【０１１３】

【数１】

【０１１４】図１９は、このようにして作成された蓄電
池２の模擬放電曲線ｆ₁を示しており、短時間定電流放
電および放電停止を含む測定領域も併せて示している。
なお、この図１９において、ＶｅｎｄＣは単セルとして
の蓄電池の放電終止電圧、ｔ０は測定開始時刻、ｔｍは
測定終了時刻、ｔｅは推定容量より算出される放電時間
をそれぞれ示している。この図１９に示されるｔｍは、
ｔｅに比べて短時間であり、このため、上述の数１にお
いては、ｔｍを無視しており、また、推定容量より算出
される放電時間ｔｅもｔｍを無視したものとなってい
る。

【０１１５】このようにして、各蓄電池２について、模
擬放電曲線をそれぞれ作成する。

【０１１６】組電池１は、各蓄電池２を直列接続したも
のであり、したがって、組電池１の電圧は、各蓄電池電
圧の重ね合わせ（総和）となる。また、放電時において
も、いずれの蓄電池２にも同一電流が流れるので、重ね
合わせの原理が成立する。

【０１１７】つまり、各蓄電池２の模擬放電曲線を重ね
合わせることにより、組電池１の模擬放電曲線を作成す
ることができ、この模擬放電曲線から組電池１の容量を
算出できることになる。

【０１１８】すなわち、図２０に示されるように、各蓄
電池２の模擬放電曲線ｆ₁〜ｆｎを重ね合わせて組電池
１についての模擬放電曲線Ｆを作成する。この組電池１
の模擬放電曲線が、組電池１の放電終止電圧ＶｅｎｄＡ
に到達するまでの時間（組電池の放電時間）を算出し、
この組電池１の放電時間に放電電流を乗じることによ
り、組電池１の容量を算出するのである（容量［Ａｈ］
＝放電電流［Ａ］×放電時間［ｈ］）。

【０１１９】次に、この実施例の寿命診断方法を実施す
るための蓄電池寿命診断装置５₃の具体的な構成および
動作を、さらに詳細に説明する。

【０１２０】図２１は、図１７の蓄電池寿命診断装置５
₃の演算処理部１１₃の構成を示すブロック図である。

【０１２１】この実施例の演算処理部１１₃は、電圧検
出部１０から与えられた電圧値に基づいて放電電圧極小
値および放電開始電圧を抽出する放電電圧抽出部２３
と、抽出された放電電圧極小値から第１実施例と同様に
して推定容量を算出する蓄電池容量算出部２４と、算出
された蓄電池容量から劣化度を算出して表示部１３に出
力する劣化度算出部１６と、算出された蓄電池容量およ
び放電電圧抽出部２３からの上述の放電開始電圧に基づ
いて、蓄電池２の模擬放電曲線を作成する蓄電池模擬放
電曲線作成部２５と、各蓄電池２についての測定が終了
した後の操作部１２の操作に応じた制御部１７₃の出力
に応答して、各蓄電池２の模擬放電曲線から組電池１の
模擬放電曲線を作成する組電池模擬放電曲線作成部２６
と、この組電池１の模擬放電曲線から上述のようにして
組電池１の容量を算出する組電池容量算出部２７と、算
出された組電池１の容量からその劣化度を算出して表示
部１３に出力する劣化度算出部２８と、操作部１２の操
作に応じて、各蓄電池２についての電圧の取り込みを放
電電圧抽出部２３に対して指令するとともに、接続部８
のスイッチ７の開閉を制御する制御部１７₃とを備えて
いる。

【０１２２】次に演算処理部全体の処理機能について、
図２２に示すフローチャートに基づいて説明する。

【０１２３】まず、蓄電池寿命診断装置５₃を、蓄電池
２に接続して、第１実施例と同様に、蓄電池２の容量お
よび劣化度を算出し、これを、組電池１を構成するすべ
ての蓄電池２に対して行い（ステップｎ４１）、各蓄電
池２の模擬放電曲線を作成し（ステップｎ４２）、各放
電曲線を重ね合わせて組電池１の模擬放電曲線を作成し
（ステップｎ４３）、組電池１の容量および劣化度を算
出し（ステップｎ４４）、表示部１３に出力して終了す
る（ステップｎ４５）。

【０１２４】この実施例では、蓄電池寿命診断装置５₃
の測定用端子６を、各蓄電地２に接続して測定したけれ
ども、本発明の他の実施例として、測定用端子６を自動
接続切替装置に接続し、この切替装置を介して各蓄電池
２に順次自動的に接続するようにしてもよい。

【０１２５】この第４実施例では、各蓄電池２の容量を
推定するのに、第１実施例を適用したけれども、本発明
の他の実施例として、第２実施例あるいは第３実施例、
さらには、第１〜第３実施例を組み合わせて用いてもよ
い。

【０１２６】この実施例では、放電曲線を楕円関数で模
擬したけれども、放電曲線を近似できるならば、他の関
数（指数関数、２次関数、３次関数等）を用いてもよ
い。さらには、放電曲線のデータをマップとして演算処
理部１１₃に記憶しておき、ルックアップテーブル方式
を用いて、補間・算出するようにしてもよい。

【０１２７】上述の実施例では、組電池１の容量を推定
したけれども、本発明の他の実施例として、組電池１の
放電時間あるいは容量率を推定するようにしてよい。

【０１２８】図２３は、本発明の第５実施例の寿命診断
方法を実施するための寿命診断装置およびその接続状態
を説明するための概略構成図であり、図２４は、その寿
命診断装置の構成図であり、上述の第１実施例に対応す
る部分には、同一の参照符号を付す。

【０１２９】上述の各実施例では、蓄電池２あるいは組
電池１の容量を推定したけれども、この実施例は、蓄電
池２の残存寿命を推定するものである。

【０１３０】すなわち、この実施例では、予め加速劣化
試験を行って蓄電池２の容量の経時変化の曲線を求め、
上述の第１実施例と同様にして推定した蓄電池２の容量
を、前記経時変化曲線と照合して残存寿命を算出し、そ
の残存寿命を、アレニウスの法則を利用して、常温など
の指定温度での残存寿命に換算するものである。

【０１３１】このため、先ず、加速劣化試験を行って図
２５に示される容量の経時変化曲線を求める。

【０１３２】この図２５は、７０°Ｃにおいて、浮動充
電状態とされた蓄電池を、適当な日数が経過する度に、
常温に戻して容量を測定することにより、得られたもの
である。

【０１３３】この図２５に示されるように、容量は、最
初急激に増大しているが、その後多少の増減はあるが、
徐々に減少する傾向にあり、寿命となる容量（規格容量
値の約８０％）付近では、容量の減少が急激となる。

【０１３４】このように容量の経時変化は、複雑である
が、蓄電池の種類、型式等が同一であれば、ほとんど同
様になると考えられる。

【０１３５】そこで、上述の第１実施例を適用して蓄電
池２の容量を推定し、この推定容量を、図２５の容量の
経時変化曲線に照合すると、経過日数が得られることに
なり、この日数を、寿命となる容量までの経過日数から
差し引くことより、７０°Ｃにおける残存寿命が算出さ
れることになる。

【０１３６】この残存寿命を、常温などの指定温度にお
ける残存寿命にするために、アレニウスの法則を利用す
る。

【０１３７】アレニウスの法則とは、ある変数ｋの自然
対数ｌｎｋと絶対温度の逆数１／Ｔとは、良好な直線関
係を示すという経験法則である。

【０１３８】蓄電池の寿命期間と、蓄電池自体（あるい
は厳密ではないが環境）の温度との間にもアレニウスの
法則が成立することが、例えば、ＵＰＳ用シール蓄電池
の寿命評価に関する研究，新神戸電機（株），工藤彰彦
他，電子情報通信学会技術研究報告，Vol.87，Ｎｏ．35
9，pp.47-53，1988年、シール形据置鉛蓄電池の寿命表
示装置，湯浅時報，Ｎｏ．７，April,pp.29-36,1992年
などの文献のデータからも明らかである。

【０１３９】そこで、上述の加速劣化試験を、異なる温
度、例えば、６０°Ｃで行い、その温度の寿命期間と、
上述の７０°Ｃにおける寿命期間とに基づいて、図２６
に示される寿命期間の温度特性図を作成することができ
る。なお、この図２６では、横軸は、絶対温度の逆数で
はなく、記載の温度範囲において直線で近似可能である
ため摂氏温度としている。

【０１４０】この図２６の特性から、例えば、５５°Ｃ
における寿命期間１年は、常温における寿命期間の１０
年余りに相当することが分かる。

【０１４１】したがって、上述の７０°Ｃの加速劣化試
験で推定した蓄電池の残存寿命期間を、例えば、常温で
の残存寿命期間に変換することができる。

【０１４２】この残存寿命期間の換算は、次の換算式に
よって行うことができる。

【０１４３】ＤＬＴ＝ｔ₀ｅｘｐ（ｋ＊Ｔ）ｌｎ（ｔ ₀ ）＝ｌｎ（ｔ）−ｋ＊Ｔｅｘｐ但し、ｅｘｐ：指数関数ＤＬＴ：残存寿命期間ｔ：加速劣化試験温度Ｔｅｘｐ［°Ｃ］での残存寿命期
間ｔ₀：０°Ｃでの残存寿命期間ｋ：温度係数（寿命期間の温度特性における直線の傾
き）Ｔ：指定温度［°Ｃ］Ｔｅｘｐ：加速劣化試験温度なお、上述の換算式のｋおよびｔ₀は、図２６の直線の
傾きおよび切片として求めることができる。

【０１４４】したがって、この実施例では、予め加速劣
化試験を行って図２５の容量の経時変化曲線を求めると
ともに、図２６の直線の傾きおよび切片を求め、診断対
象の蓄電池２の容量を、上述の第１実施例を適用して算
出し、この算出した容量を、図２５の容量の経時変化曲
線に照合して加速劣化試験温度における残存寿命期間を
算出し、この残存寿命期間を、上述の換算式に代入し
て、常温等の指定温度における残存寿命期間を算出する
のである。

【０１４５】次に、この実施例の寿命診断方法を実施す
るための寿命診断装置の具体的な構成および動作を、さ
らに詳細に説明する。

【０１４６】図２７は、図２４の蓄電池寿命診断装置５
₄の演算処理部１１₄の構成を示すブロック図である。

【０１４７】この実施例の演算処理部１１₄は、電圧検
出部１０から与えられた電圧値に基づいて放電電圧極小
値を抽出する放電電圧極小値抽出部１４と、図２５の容
量の経時変化データが格納されたルックアップテーブル
メモリ２９と、抽出された放電電圧極小値から第１実施
例と同様にして推定容量を算出する容量算出部１５と、
算出された容量およびルックアップテーブルメモリ２９
の経時変化データから加速劣化試験温度における残存寿
命を算出する残存寿命算出部３０と、算出された残存寿
命期間を、操作部１２の操作に応じて制御部１７₄から
与えられる指定温度における残存寿命期間に、上述の換
算式を用いて換算して表示部１３に出力する残存寿命換
算部３１と、操作部１２の操作に応じて、放電電圧極小
値抽出部１４に対して指令するとともに、接続部８のス
イッチ７のの開閉を制御する制御部１７₄とを備えてい
る。

【０１４８】次に演算処理部全体の処理機能について、
図２８に示すフローチャートに基づいて説明する。

【０１４９】蓄電池寿命診断装置５₄の測定端子６が、
診断対象の蓄電池２に接続されて操作部１２から所定の
入力（測定開始命令）を受けると（ステップｎ５１）、
接続部８のスイッチ７をオンして定電流放電を開始する
とともに、電圧の測定を開始し（ステップｎ５２）、所
定時間、この実施例では、１０分が経過したか否かを判
断し（ステップｎ５３）、経過したときには、接続部８
のスイッチ７をオフして定電流放電を終了し（ステップ
ｎ５４）、測定された電圧から放電電圧極小値を抽出し
（ステップｎ５５）、第１実施例の容量推定式に代入し
て推定容量を算出し（ステップｎ５６）、算出された推
定容量およびルックアップテーブルメモリ２９の容量の
経時変化データから加速劣化試験温度における残存寿命
期間を算出し（ステップｎ５７）、この残存寿命期間
を、上述の換算式に従って指定温度における残存寿命期
間に換算し（ステップｎ５８）、表示部１３に出力して
終了する（ステップｎ５９）。

【０１５０】なお、この実施例では、単セルとしての蓄
電池２の残存寿命期間を算出したけれども、本発明の他
の実施例として、組電池１の残存寿命期間を算出するよ
うにしてもよい。すなわち、この場合には、第４実施例
を適用して組電池１の容量を推定し、図２５の容量の経
時変化データおよび上述の換算式を用いて上述と同様し
て組電池１の指定温度における残存寿命期間を算出する
のである。

【０１５１】また、この実施例では、第１実施例を適用
して蓄電池２の容量を推定したけれども、本発明の他の
実施例として、第２実施例、第３実施例あるいはそれら
を組み合わせて容量を推定してもよい。

【０１５２】この実施例では、容量の経時変化データ
を、ルックアップテーブルメモリ２９に格納して残存寿
命期間を補間演算したけれども、本発明の他の実施例と
して、図２５の経時変化データを近似できるならば、関
数（指数関数、２次関数、３次関数等）で近似して算出
するようにしてもよい。さらに、この経時変化データ
は、蓄電池が新品である当初のデータは、必要なく、劣
化が懸念される時期からのデータのみを用いるようにし
てもよい。

【０１５３】上述の実施例では、診断量として容量を用
いて残存寿命を求めたけれども、本発明の他の実施例と
して、容量に代えて、放電時間あるいは容量率を用いて
もよい。この場合には、図２５の経時変化のグラフの縦
軸等を、放電時間あるいは容量率に置換して適用するこ
とになる。

【０１５４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、個々の蓄
電池の定電流放電時あるいは放電終了後の電圧を測定
し、それに基づいて、診断量、例えば容量を求めるの
で、蓄電池個々の特性にばらつきがあったとしても正確
な寿命診断が可能となる。

【０１５５】また、定電流放電は、短時間でよく、例え
ば、通信用補助電源、無停電電源などの用途のための電
池に対しても利用可能である。

【０１５６】さらに、請求項第１項または第２項記載の
本発明によれば、温度補正をすることなく、診断量、例
えば容量を求めることができる。

【０１５７】また、請求項第７項または第８項記載の本
発明によれば、複数の蓄電池を直列接続されてなる組電
池の診断量、例えば容量を求めることができる。

【０１５８】さらに、請求項第９項または第１０項記載
の本発明によれば、診断量のみならず、指定温度におけ
る残存寿命を求めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す図である。

【図２】図１の蓄電池寿命診断装置の構成を示すブロッ
ク図である。

【図３】蓄電池の短時間定電流放電の特性を示す図であ
る。

【図４】蓄電池の容量と放電電圧極小値との相関を示す
図である。

【図５】図２の演算処理部の構成を示すブロック図であ
る。

【図６】第１実施例の動作説明に供するフローチャート
である。

【図７】本発明の第２実施例を示す図である。

【図８】図７の蓄電池寿命診断装置の構成を示すブロッ
ク図である。

【図９】蓄電池の容量と放電終了昇圧値との相関を示す
図である。

【図１０】図８の演算処理部の構成を示すブロック図で
ある。

【図１１】第２実施例の動作説明に供するフローチャー
トである。

【図１２】本発明の第３実施例を示す図である。

【図１３】図１２の蓄電池寿命診断装置の構成を示すブ
ロック図である。

【図１４】蓄電池の容量と放電終了後電圧値との相関を
示す図である。

【図１５】図１３の演算処理部の構成を示すブロック図
である。

【図１６】第３実施例の動作説明に供するフローチャー
トである。

【図１７】本発明の第４実施例を示す図である。

【図１８】図１７の蓄電池寿命診断装置の構成を示すブ
ロック図である。

【図１９】蓄電池の模擬放電曲線を示す図である。

【図２０】組電池の模擬放電曲線を示す図である。

【図２１】図１８の演算処理部の構成を示すブロック図
である。

【図２２】第４実施例の動作説明に供するフローチャー
トである。

【図２３】本発明の第５実施例を示す図である。

【図２４】図２３の蓄電池寿命診断装置の構成を示すブ
ロック図である。

【図２５】加速劣化試験による蓄電池の容量の経時変化
を示す図である。

【図２６】蓄電池の寿命期間の温度特性図である。

【図２７】図２４の演算処理部の構成を示すブロック図
である。

【図２８】第５実施例の動作説明に供するフローチャー
トである。

【図２９】従来の寿命診断装置の作用を説明する図であ
る。

【符号の説明】

１組電池２蓄電池３温度スイッチ５，５₁，５₂，５₂，５₄ 蓄電池寿命診断
装置１０電圧検出部１１，１１₁，１１₂，１１₃，１１₄ 演算処理部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鶴川優治京都府京都市右京区花園土堂町10番地オムロン株式会社内 (56)参考文献特開昭61−148379（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−147279（ＪＰ，Ａ) 特開平４−250376（ＪＰ，Ａ) 特開平８−315868（ＪＰ，Ａ) 特開平５−315015（ＪＰ，Ａ) 実開昭57−134678（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01R 31/36 H01M 10/42 - 10/48

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】蓄電池の容量、放電時間または容量率
を、寿命診断のための診断量として求めて寿命を診断す
る蓄電池の寿命診断方法において、予め、蓄電池の前記診断量と蓄電池を所定時間定電流放
電させた時の放電電圧極小値との相関を求め、診断対象の蓄電池を所定時間定電流放電させた時の放電
電圧極小値を測定し、測定された放電電圧極小値および予め求めた前記相関に
基づいて、前記診断対象の蓄電池の診断量を推定するこ
とを特徴とする蓄電池の寿命診断方法。
【請求項２】蓄電池の容量、放電時間または容量率
を、寿命診断のための診断量として求めて寿命を診断す
る蓄電池の寿命診断装置において、蓄電池の電圧を検出する電圧検出手段と、診断対象の蓄電池を所定時間定電流放電させた時の放電
電圧極小値から前記診断対象の蓄電池の前記診断量を推
定する推定手段とを備え、前記推定手段は、蓄電池の診断量と放電電圧極小値との
相関に基づいて、診断対象の蓄電池の診断量を推定する
ことを特徴とする蓄電池の寿命診断装置。
【請求項３】蓄電池の容量、放電時間または容量率
を、寿命診断のための診断量として求めて寿命を診断す
る蓄電池の寿命診断方法において、予め、蓄電池の前記診断量と蓄電池を所定時間定電流放
電させた放電終了直後の放電終了昇圧値との相関を、複
数の異なる温度においてそれぞれ求め、診断対象の蓄電池を所定時間定電流放電させた放電終了
直後の放電終了昇圧値および温度を測定し、測定された放電終了昇圧値、温度および予め求めた前記
相関に基づいて、前記診断対象の蓄電池の診断量を推定
することを特徴とする蓄電池の寿命診断方法。
【請求項４】蓄電池の容量、放電時間または容量率
を、寿命診断のための診断量として求めて寿命を診断す
る蓄電池の寿命診断装置において、蓄電池の電圧を検出する電圧検出手段と、温度を検出する温度検出手段と、診断対象の蓄電池を所定時間定電流放電させた放電終了
直後の放電終了昇圧値および検出温度から前記診断対象
の蓄電池の前記診断量を推定する推定手段とを備え、前記推定手段は、複数の異なる温度における蓄電池の診
断量と放電終了昇圧値との相関および前記検出温度に基
づいて、前記診断対象の蓄電池の診断量を推定すること
を特徴とする蓄電池の寿命診断装置。
【請求項５】蓄電池の容量、放電時間または容量率
を、寿命診断のための診断量として求めて寿命を診断す
る蓄電池の寿命診断方法において、予め、蓄電池の前記診断量と蓄電池を所定時間定電流放
電させた放電終了後一定時間経過後の放電終了後電圧値
との相関を、複数の異なる温度においてそれぞれ求め、診断対象の蓄電池を所定時間定電流放電させた放電終了
後一定時間経過後の放電終了後電圧値および温度を測定
し、測定された放電終了後電圧値、温度および予め求めた前
記相関に基づいて、前記診断対象の蓄電池の診断量を推
定することを特徴とする蓄電池の寿命診断方法。
【請求項６】蓄電池の容量、放電時間または容量率
を、寿命診断のための診断量として求めて寿命を診断す
る蓄電池の寿命診断装置において、蓄電池の電圧を検出する電圧検出手段と、温度を検出する温度検出手段と、診断対象の蓄電池を所定時間定電流放電させた放電終了
後一定時間経過後の放電終了後電圧値および検出温度か
ら前記診断対象の蓄電池の前記診断量を推定する推定手
段とを備え、前記推定手段は、複数の異なる温度における蓄電池の診
断量と放電終了後電圧値との相関および前記検出温度に
基づいて、前記診断対象の蓄電池の診断量を推定するこ
とを特徴とする蓄電池の寿命診断装置。
【請求項７】請求項第１項、第３項または第５項のい
ずれかに記載の寿命診断方法において、直列接続されて組電池を構成する各蓄電池の前記診断量
をそれぞれ推定し、推定された診断量に基づいて、各蓄電池の模擬放電曲線
をそれぞれ求め、各蓄電池の模擬放電曲線を重ね合わせて前記組電池の模
擬放電曲線を求め、前記組電池の模擬放電曲線に基づいて、前記組電池の診
断量を推定することを特徴とする蓄電池の寿命診断方
法。
【請求項８】請求項第２項、第４項または第６項のい
ずれかに記載の寿命診断装置において、直列接続されて組電池を構成する各蓄電池の推定された
前記診断量に基づいて、各蓄電池の模擬放電曲線をそれ
ぞれ作成する蓄電池模擬放電曲線作成手段と、各蓄電池の模擬放電曲線を重ね合わせて前記組電池の模
擬放電曲線を作成する組電池模擬放電曲線作成手段と、前記組電池の模擬放電曲線に基づいて、組電池の前記診
断量を推定する組電池推定手段と、を備えることを特徴とする蓄電池の寿命診断装置。
【請求項９】請求項第１項、第３項または第５項のい
ずれかに記載の寿命診断方法において、予め、加速劣化試験を行って蓄電池の前記診断量の経時
変化データを求め、診断対象の蓄電池の推定された診断量および予め求めた
前記診断量の経時変化データに基づいて、加速劣化試験
温度における前記診断対象の蓄電池の残存寿命を求め、求められた蓄電池の残存寿命から指定温度における残存
寿命を求めることを特徴とする蓄電池の寿命診断方法。
【請求項１０】請求項第２項、第４項または第６項の
いずれかに記載の寿命診断装置において、推定された蓄電池の前記診断量および加速劣化試験によ
って得られた診断量の経時変化データに基づいて、加速
劣化試験温度における蓄電池の残存寿命を算出する残存
寿命算出手段と、算出された蓄電池の残存寿命を、指定温度における残存
寿命に換算する残存寿命換算手段と、を備えることを特徴とする蓄電池の寿命診断装置。
【請求項１１】請求項第１項、第３項、第５項または
第７項のいずれかに記載の寿命診断方法において、推定された前記診断量から劣化度を求めることを特徴と
する蓄電池の寿命診断方法。
【請求項１２】請求項第２項、第４項、第６項または
第８項のいずれかに記載の寿命診断装置において、推定された前記診断量から劣化度を算出する劣化度算出
手段を備えることを特徴とする蓄電池の寿命診断装置。