JP5066796B2 - 自動車用鉛蓄電池の状態判別方法 - Google Patents

Description

本発明は自動車用鉛蓄電池の状態判別に関する。

鉛蓄電池は自動車用や産業用の用途をはじめとして様々な用途に用いられている。特に、自動車用鉛蓄電池では、電池の性能低下によりエンジン始動が不能となるため、定期的な点検が必要である。

自動車鉛蓄電池の点検方法としては、電池が開路状態での電解液比重（希硫酸濃度）や端子電圧を計測したり、電池を専用のテスターに接続し、一時的に電池を放電させ、その時の放電電圧の挙動を計測するものである。例えば、特許文献１には、判定装置の測定用ワニグチグリップを点検電池の正・負極端子に接続し、測定装置内に組み込まれた放電用抵抗で点検電池を放電し、放電電圧より点検電池の良否判定を行ってその結果を出力することが示されている。

特許文献１の判定装置では、点検電池の良否を判定するに当たり、電池の公称電圧や定格容量により、判定基準や判定結果が異なることから、様々な型式の電池に対応させるために、判定装置に点検電池の公称電圧・定格容量を設定入力する。

このように、特許文献１では、点検作業者が点検電池の型式を目視で読み取り、その型式から公称電圧・定格容量を照合し、これらの値を判定装置に手動で入力する作業が必要となる。例えば、ＪＩＳ Ｄ５３０１（始動用鉛蓄電池）で規定する５５Ｄ２３形蓄電池は、公称電圧１２Ｖ、５時間率定格容量は４８Ａｈであるので、これらの値を判定装置に入力する。
特開２００４−２３９８２３号公報

ところが、設定値を手動入力する際に設定値を誤って入力した場合、良否判定結果が不正確なものになることは避けられない。また、ＪＩＳ Ｄ５３０１に記載されていない形式の電池も存在する。通常、始動用鉛蓄電池の定格容量値は電池本体や取扱説明書に記載されていないため、このようなＪＩＳ規格に記載されていない電池の場合、判定装置への設定入力ができない。

また、同一形式の電池であっても、公称電圧・定格容量以外の特性は、製造業者間に差があり、同一製造業者であってもモデルチェンジにより製造時期が異なると、公称電圧・定格容量以外には差異があり、良否判定制度が低下するという課題があった。

前記した課題を解決するために、本発明の請求項１に係る発明は、鉛蓄電池に設けられ、かつ非接触状態で内部に格納されたデータを読み出し可能な記憶媒体から、状態判別を目的として設定される状態判別パラメータを読み出し、電池の電圧、入出力電流、内部抵抗からなる電気的計測が可能な計測パラメータ群から前記電池を所定時間放電した後の放電電圧を含む形で少なくとも一つ選択される計測パラメータと状態判別パラメータとから、前記鉛蓄電池のエンジン始動性に関する状態を判別することを特徴とする自動車用鉛蓄電池の状態判別方法を示すものである。

また、本発明の請求項２に係る発明は、請求項１の自動車用鉛蓄電池の状態判別方法において、記記憶媒体としてＲＦＩＤタグを用いたことを特徴とする。

さらに、本発明の請求項３に係る発明は、請求項１の自動車用鉛蓄電池の状態判方法において、記憶媒体として二次元バーコードを形成した部材としことを特徴とする。

本発明により、電池型式によって異なる状態判別装置の条件設定を手作業で入力という作業が省略できるとともに、誤設定や誤入力を排除でき、簡便でより精度が高い自動車用鉛蓄電池の状態判別が可能となる。

以下本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明を適用する鉛蓄電池１１を状態判別装置１３に接続した状態を示す図である。鉛蓄電池１１には、鉛蓄電池の状態判別を目的として電池品種毎に設定されるパラメータを格納し、かつ非接触状態でこれらパラメータを読み取り可能な記憶媒体１２を一体に備える。

次に、状態判別装置１３には、リーダ１６が備えられ、鉛蓄電池１１本体側の記憶媒体１２に格納されたパラメータを非接触的に読み取る。ここで、パラメータの例として、所定の放電電流Ｉで所定時間ｔ放電後の、放電電圧Ｖの判定値Ｖｒとした場合について、状態判別方法を説明する。

リーダ１６から前記した所定電流Ｉ、放電時間ｔおよび判定値Ｖｒのパラメータが状態判別装置１３に読み込まれる。状態判別装置１３はその情報に基づき、端子１４に接続された測定プローブ１５を介して鉛蓄電池１１を電流Ｉで所定時間ｔ放電する。状態判別装置１３は放電電圧Ｖを計測し、放電時間ｔにおける放電電圧値Ｖｔを検知する。なお、この放電電圧値Ｖｔが請求項１における電気的計測が可能な計測パラメータを意味する。

そして、放電電圧値Ｖｔ（計測パラメータ）と判定値Ｖｒ（状態判別を目的として電池品種毎に設定されるパラメータ、以下状態判別パラメータ）とから、鉛蓄電池の状態判別を行い、表示ランプ、ディスプレイやプリンタ等の表示手段１７を用いて表示する。

なお、計測パラメータと状態判別パラメータとからどのような判別を行うのかを示す判別手順を状態判別装置１３内に設けたマイコン（図示せず）内にプログラミングしておくことができる。また、単純に放電電圧値Ｖｔを判定値Ｖｒと比較すればよい場合には、標準電圧発生回路と、電圧比較回路を用いてハード的に判別を実行することも、勿論可能である。

さらに好ましい方法として、状態判別手順をプログラムとして記憶媒体１２中に格納しておくことができる。この場合、リーダ１６を用いて記憶媒体１２中に格納された状態判別プログラムが状態判別装置１３の記憶手段（図示せず）にロードされ、内蔵されたＣＰＵ（図示せず）により状態判別プログラムを実行する。

このような形態では、すでに市場に出回った状態判別装置の状態判別プログラム実行能力の範囲内（記憶手段の容量、ＣＰＵ処理能力等）で状態判別プログラムのバージョンアップが可能となり、同一の状態判別装置でも、将来的に状態判別の精度向上が可能となる。

なお、上記の例において、状態判別パラメータとして、放電電流Ｉ、放電時間ｔ、放電電圧の判定値Ｖｒとし、状態判別装置１３側で計測する計測パラメータとして放電電圧Ｖとしたが他のパラメータと併用することができる。但し、計測パラメータとしては、測定用プローブ１５を介して計測する関係上、電圧、電流およびこれを時間積算して得られる電気量や、内部インピーダンス等、電気的計測によって得られるパラメータを用いる。また、温度は測定用プローブ１５とは別に温度センサーを用いることにより計測パラメータとして利用することが可能となる。

なお、時間そのものは電気的なパラメータではないが、例えば、放電電圧が所定値まで低下するのに要する時間を一つのパラメータとした場合、放電電圧をマイコンでモニターし、かつマイコン動作クロックを参照することにより、このパラメータを得ることができるため、本発明での電気的計測によって得られる計測パラメータとして扱うことができる。

また、例えば、状態判別パラメータであるＶｒに温度依存性がある場合、計測パラメータとして電池温度（Ｔｂ）計測し、これから状態判別パラメータを温度補正すればよい。この場合、標準温度（例として２５℃）の状態判別パラメータＶｒ（２５℃）から電池温度（Ｔｂ）時の状態判別パラメータＶｒ（Ｔｂ）を温度補正して求め、この状態判別パラメータＶｒ（Ｔｂ）と温度Ｔｂで計測された計測パラメータＶと比較することになる。これにより、温度による影響がキャンセルでき、より正確な状態判別が可能となる。

上記の例では、状態判別パラメータ（放電電圧判定値：Ｖｒ）を計測パラメータ（電池温度：Ｔｂ）で補正した例を示したが、状態判別パラメータＶｒを温度補正せず、計測パラメータ側を温度補正することできる。

この場合、標準温度（例として）での状態判別パラメータＶｒ（２５℃）を温度補正せず、電池温度Ｔｂで計測された計測パラメータＶ（Ｔｂ）を温度補正してＶ（２５℃）を求め、Ｖｒ（２５℃）とＶ（２５℃）とを比較して状態判別するものであり、この方法によっても温度による影響がキャンセルでき、より正確な状態判別が可能となる。

ここで補正に用いる計測パラメータとして温度を用いる例を述べたが、例えば、鉛蓄電池１１の開路電圧Ｖ０を計測パラメータとして用いることができる。鉛蓄電池１１における開路電圧Ｖ０は活物質の一つである電解液中の硫酸濃度とネルンスト式により相関関係を有するが故に鉛蓄電池１１のＳＯＣ（充電状態）と強い相関を有する。したがって、開路電圧Ｖ０を計測パラメータとして状態判別パラメータあるいは他の計測パラメータを補正すれば、鉛蓄電池１１のＳＯＣを加味した状態判別が可能となり、より判別精度を高めることができる。

さらに前述の例では、計測パラメータを放電電圧Ｖのみとした例は計測パラメータが単一の例であるが、この計測パラメータを複数とすることもできる。例えば、状態判別パラメータとして内部抵抗判別値ＩＲＸを用い、状態判別装置１３によって鉛蓄電池１１の内部抵抗値（ＩＲ）を計測パラメータとして計測する。

そして、例えば、以下の判定基準によって、放電電圧および内部抵抗の２つのパラメータから状態判別を行うことができる。

（１）
Ｖ≧ＶｒかつＩＲ＜ＩＲＸの場合、鉛蓄電池１１は良好。

（２）
Ｖ≧ＶｒかつＩＲ≧ＩＲＸの場合、鉛蓄電池１１は要注意状態。

（３）
Ｖ＜ＶｒかつＩＲ＜ＩＲＸの場合、鉛蓄電池１１は要注意状態。

（４）
Ｖ＜ＶｒかつＩＲ≧ＩＲＸの場合、鉛蓄電池１１は要交換。

このように、複数の状態判別パラメータおよび複数の計測パラメータを用いることにより、より正確な状態判別可能となる。

なお、本発明では、記憶媒体１２として、その内部に格納された状態パラメータが非接触式で読み出し可能なデバイスあるいは手段を用いる。好適な例として、ＲＦＩＤタグを用いることができる。ＲＦＩＤタグはリーダ１６からの電波により内部で発電し、内部格納情報を電波により外部に送出する機能を有している。

ＲＦＩＤタグは非接触式でデータ読み出しが可能であるため、鉛蓄電池１１を車両に搭載したままで鉛蓄電池１１の状態判別を行うことができる。

図２はＲＦＩＤタグ２１を鉛蓄電池１１に装着した例を示す図である。図２に示したように、鉛蓄電池１１の蓋２２に設けた凹部２３にＲＦＩＤタグ２１を収納し、ＲＦＩＤタグ２１上をシール等の保護部材２４で覆えばよい。また、鉛蓄電池の品番・注意文を記載したラベルを保護部材２４として用いれば、ラベルと保護部材を兼用できるため、部品点数削減の点で好ましい。

また、他の例として、上記の鉛蓄電池の品番・注意文を記載したラベルを多層構造のものとして、ラベル中にＲＦＩＤ２１タグを収納したものを用いたものを鉛蓄電池１１に貼り付けてもよい。

さらに、記憶手段として、二次元バーコードを用いてもよい。二次元バーコードとしてＪＩＳ Ｘ０５１０（二次元コードシンボル−ＱＲコード−基本仕様）に規定されたＱＲコード（株式会社デンソーウェーブの登録商標）を用いてもよい。なお、ＱＲコードは数字のみで最大７０８９文字、英数字で最大４２９６文字を収納可能である。

ＱＲコードは精密な印刷精度が必要とされるため、印刷精度が確保できるシート状部材に印刷し、このシート状部材を鉛蓄電池１１の外装、通常は目視容易な蓋２２に貼り付ければよい。自動車用の鉛蓄電池は埃や滲み出した電解液によって汚れるがＱＲコードはコードの一部に汚損や欠損があってもデータ復元可能であるため、適切な記憶手段として用いることができる。

以上、説明したように、本発明の自動車用鉛蓄電池の状態判別方法は、状態判別のため従来手動で入力が必要であった設定作業が省略できるとともに、誤設定や誤入力を排除できる。また、電圧・定格容量といった単に鉛蓄電池型式から読み取れる状態判別パラメータに加えて、内部抵抗等の他のパラメータを採用できるため、より精度の高い状態判別が可能となる。

以上、説明したように、本発明による鉛蓄電池の状態判別方法は、上記した効果を有し、また、鉛蓄電池を車両に固定した状態で状態判別できることから、自動車用鉛蓄電池の状態判別に好適である。

本発明の鉛蓄電池の状態判別方法を示す図 本発明を適用する鉛蓄電池の一例を示す図

符号の説明

１１ 鉛蓄電池
１２ 記憶媒体
１３ 状態判別装置
１４ 端子
１５ 測定用プローブ
１６ リーダ
１７ 表示手段
２１ ＲＦＩＤタグ
２２ 蓋
２３ 凹部
２４ 保護部材

Claims (3)

1. 鉛蓄電池に設けられ、かつ非接触状態で内部に格納されたデータを読み出し可能な記憶媒体から、状態判別を目的として設定される状態判別パラメータを読み出し、
   前記電池の電圧、入出力電流、内部抵抗からなる電気的計測が可能な計測パラメータ群から前記電池を所定時間放電した後の放電電圧を含む形で少なくとも一つ選択された計測パラメータと前記状態判別パラメータから、前記鉛蓄電池のエンジン始動性に関する状態を判別することを特徴とする自動車用鉛蓄電池の状態判別方法。
2. 前記記憶媒体としてＲＦＩＤタグを用いたことを特徴とする請求項１に記載の自動車用鉛蓄電池の状態判別方法。
3. 前記記憶媒体として二次元バーコードを形成した部材を用いたことを特徴とする請求項１に記載の自動車用鉛蓄電池の状態判別方法。

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