JP3584955B2 - ガス吸収式密閉形鉛蓄電池の良否判定方法および良否判定器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無停電電源装置等に使用される複数セル構成の電解液を制限した酸素ガス吸収式密閉形鉛蓄電池（以下、密閉形鉛蓄電池と称する）の各セルの良否判定方法とその判定器に関する。
【０００２】
【従来の技術とその課題】
従来、コンピュータや通信機器等のバックアップには、インバータ構成の無停電電源装置が用いられる。この無停電電源装置は、バックアップ用の電源として保守が容易な密閉形鉛蓄電池を使用し、商用電源停電時、密閉形鉛蓄電池のエネルギーをインバータにより交流に変換して負荷に供給し、負荷給電を継続する。
ところで、前記密閉形鉛蓄電池は、通常、複数のセル（単電池）で構成され、各セルは当初はいずれも一定電圧の満充電状態に充電されて製造メーカーから出荷され、その後、ユーザーで直列または並列に接続されフロート充電されて使用される。一般に、この種の密閉形鉛蓄電池の場合、フロート充電時に陽極から発生する酸素ガスを陰極で水に還元する方式を採用しているため、正負極の充電状態の僅かな差やガス吸収の程度のばらつきによってセル間のフロート電圧に差が生じることがあり、その差は充分な量を有する従来のベント式鉛蓄電池のフロート電圧の差よりも大きく、時として製造途中の欠陥、例えば内部短絡や密閉構造に欠陥がある場合のフロート電圧の低下と混同されることがあった。もし、製造欠陥がある電池が混入していた時にそれを交換することなく使用し続けると、無停電電源装置が正常に機能しなくなる。そのため、密閉形鉛蓄電池の各セルの良否を正確に検出して処置をする必要がある。
【０００３】
従来、前記密閉形鉛蓄電池における各セルの良否判定は、フロート充電中の各セルの電圧を測定し、該電圧が基準電圧未満（例えば２．１３Ｖ未満）であれば、不良であると判定され、そのセルは良品と交換されていた。
【０００４】
しかし、この方法で判定された不良品の中には、前記製造欠陥がない良品のものが大部分であり、内部短絡等で実際に不良品であるものは極少数であるという問題点を有していた。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、複数セルで構成された密閉形鉛蓄電池の各セルの良否判定を正確に行い、密閉形鉛蓄電池の交換を減じ、無駄な手段と費用を削減することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の方法は、フロート充電される密閉形鉛蓄電池の各セルの電圧を順次基準電圧と比較し、前記各セルの電圧が前記基準電圧より低いとき、該セルに無停電電源装置以外の充電器からフロート電流より大きい充電電流を流し、次いで、該セルの充電電圧を測定して所定電圧より低いときに不良と判定することを特徴とする密閉形鉛蓄電池の良否判定方法である。
【０００７】
また、本発明の判定器は、内蔵の電池と外部電源を直流に変換する手段とからなる直流電源と、該電源から出力端子に流れる電流を段階的に変化させることができるスィッチ機構と、前記出力端子の電圧と前記電流を測定する測定器からなることを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【０００９】
図１は、本発明の判定器を密閉形鉛蓄電池のセルに接続した状態を示す回路図である。１は複数のセル１１からなる密閉形鉛蓄電池、２は判定器であり、判定されるべきセル１１の両端子に判定器２の出力端子８を接続している。商用電源から電力を供給される場合は、交流端子３から交流電力を取り入れ、変圧器４で降圧した後、整流回路５で直流に変換する。そして、スイッチＳＷ１により密閉形鉛蓄電池１の容量に応じて該当セル１１に供給する充電電流を選択し、スイッチＳＷ２をＯＮして充電する。スイッチＳＷ１は判定すべき密閉形鉛蓄電池の容量に応じて後述のような微細な電流が得られるような構造になっており、電流を段階的に切替えまたは連続的に変化させられるものである。
【００１０】
なお、スイッチＳＷ３は、充電電流と充電電圧を測定できる測定器６の切替えスイッチであり、所定電圧が判別し易いものである。また、商用電源を用いない場合は、判定器２に内蔵されている、例えばＮｉ−Ｃｄ電池７により直流電力を供給して充電する。この判定器２は持ち運びが容易なように構成されている。
【００１１】
次に、上記判定器２を用いて本発明の方法について説明する。
【００１２】
密閉形鉛蓄電池１は、通常、図示しない無停電電源装置の整流器からフロート電流を供給されており、所定の期間（例えば６カ月）毎に各セルの電圧をテスター等で測定し、基準電圧未満になっていないか否かを監視する。基準電圧未満のセル１１があれば、図１の判定器２を該当セル１１に接続してフロート電流より大きい充電電流で一定時間流して、電池電圧を測定する。この測定電圧が所定電圧以上であれば、該セルは良品であると判定し、所定電圧未満であれば、不良品であると判断する。
【００１３】
上記方法において、フロート電流が０．０００２ＣＡ（Ｃは定格容量値を示す。以下同じ）であって、基準電圧が２．１３Ｖであるとき、この基準電圧未満になったセルａ〜ｃを３個用意すると共に新品のセルｄを１個用意して、それぞれのセルａ〜ｄに充電器２を接続してフロート電流の５倍、７．５倍である０．００１ＣＡ、０．００１５ＣＡの充電電流を５分間流し、充電時間に対する電池電圧を測定した。その結果を図２、３に示す。
【００１４】
図２よりセルａ，ｂ，ｄは、充電開始後約４分で電池電圧が略一定になり、所定電圧である２．３０Ｖ以上になっているが、セルｃは最初から５分間経過後まで２．１０Ｖのままであった。また、図３よりセルａ，ｂ，ｄは、充電開始後約３分で電池電圧が略一定になり、所定電圧である２．３０Ｖ以上になっているが、セルｃは図２と同様に２．１０Ｖのままであった。
【００１５】
なお、所定電圧は過去の経験値から定めたものであり、充電電流によって変化するが、本実施形態では２．３０Ｖ（一定）とした。
【００１６】
次に、セルａ〜ｃを解体調査したところ、電池ｃは、内部に微小な短絡が生じており、電池ａ，ｂは、内部に異常がみられなかった。
【００１７】
従って、セルａ，ｂ，ｄが良品であることを正確に判定するためには、フロート電流より大きいある範囲の電流を一定時間流し、所定電圧になることを確認すればよいことが分かる。この場合、図２、３より充電電流を大きくすれば、流す時間を短くできるが、内蔵電池７の大きなものが必要となって、持ち運びが不便であるばかりでなく、あまりに電流が大きいと内部に異常のある電池の電圧も上昇し、判定が困難になるという恐れがある。また、充電電流を小さくすれば、流す時間を長くしなければ判定できないので実用的ではない。本実施形態において５分間ぐらいで判定を行うためには、充電電流を０．００１〜０．００１５ＣＡとしているが、少なくとも０．０００８ＣＡ以上、０．００２ＣＡ以下程度にするのがよい。
【００１８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、従来不良品と判定された電池の内の良品（内部短絡等の製造欠陥のない電池）を簡単に検出でき、電池交換費用を削減できる。また、不良の電池を正確に判定できるので、良品の電池が誤って廃却されることが殆どなく、電池費用が少なくて済む。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の判定器を密閉形鉛蓄電池に接続した回路図である。
【図２】充電電流０．００１ＣＡで充電したときの充電時間と電池電圧の関係を示すグラフである。
【図３】充電電流０．００１５ＣＡで充電したときの充電時間と電池電圧の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 密閉形鉛蓄電池
２ 判定器
６ 測定器
７ 内蔵の電池
８ セル

Claims (3)

1. フロート充電されるガス吸収式密閉形鉛蓄電池の各セルの電圧を順次基準電圧と比較し、前記各セルの電圧が前記基準電圧より低いとき、該セルに外部からフロート電流より大きい充電電流を流し、その後、該セルの充電電圧を測定して前記基準電圧より高く設定した所定電圧より低いときに不良と判定することを特徴とするガス吸収式密閉形鉛蓄電池の良否判定方法。
2. 前記フロート電流より大きい充電電流の大きさが、０．０００８〜０．００２ＣＡである請求項１に記載のガス吸収式密閉形鉛蓄電池の良否判定方法。
3. フロート充電されるガス吸収式密閉形鉛蓄電池の良否を判定するための判定器であり、該ガス吸収式密閉形鉛蓄電池の前記基準電圧未満のセルにフロート電流より大きい充電電流を流し、その後、該セルの充電電圧を測定して前記基準電圧より高く設定した所定電圧より低いときに不良と判定するための判定器であって、内蔵の電池と外部電源を直流に変換する手段とからなる直流電源と、該電源から出力端子に流れる電流を段階的に変化させることができるスイッチ機構と、前記出力端子の電圧と前記電流を測定する測定器からなることを特徴とするガス吸収式密閉形鉛蓄電池の良否判定器。

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