JP6552134B1 - Lead-acid battery regeneration device and lead-acid battery regeneration method - Google Patents
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Abstract
【課題】鉛蓄電池のサルフェーションによる劣化具合の状態に対応した鉛蓄電池の再生を可能とする簡便な再生装置を開発する。【解決手段】鉛蓄電池に電流を流して電極表面の硫酸鉛層を還元して除去する鉛蓄電池再生装置であって、電流・電圧・電力供給部、出力制御部、測定部、機器停止部、データ解析部、シーケンス実行部、ＰＣ接続部、表示部・操作盤とを備え、当該再生装置からの電流電圧設定と鉛蓄電池から流れる電流に対して、鉛蓄電池の電流・電圧値の変化に対応して、供給電流と電圧設定を可変させる鉛蓄電池再生装置とした。【選択図】図１To develop a simple regeneration device that enables regeneration of a lead storage battery corresponding to the state of deterioration due to sulfation of the lead storage battery. A lead storage battery regeneration device for reducing the lead sulfate layer on the electrode surface by passing a current through the lead storage battery, comprising a current / voltage / power supply unit, an output control unit, a measurement unit, a device stop unit, Equipped with a data analysis unit, sequence execution unit, PC connection unit, display unit and operation panel, and responds to changes in the current and voltage values of the lead storage battery with respect to the current voltage setting from the playback device and the current flowing from the lead storage battery Thus, a lead-acid battery regeneration device that can vary the supply current and voltage setting is obtained. [Selection] Figure 1
Description
本願発明は、鉛蓄電池の再生装置と再生方法に関するもので、特に、電池の再生に用いるデバイスとそのデバイスを用いた再生方法である。更に、鉛蓄電池の電極に付着した硫酸鉛の不導体皮膜を除去して鉛蓄電池の長寿命化を図る鉛蓄電池再生方法に関する。 The present invention relates to a lead-acid battery regenerating apparatus and a regenerating method, and more particularly to a device used for regenerating a battery and a regenerating method using the device. Further, the present invention relates to a lead-acid battery regenerating method for prolonging the life of a lead-acid battery by removing a nonconductive film of lead sulfate attached to an electrode of the lead-acid battery.
鉛蓄電池の再生は、一般に、対象鉛蓄電池の状態にかかわらず一律の方法で再生が行われている（特許文献１）。そのため、再生成功率が低く、再生に要する時間が長いという問題が指摘されている（特許文献２）。さらに、鉛蓄電池については、良否判定の記載がある（特許文献４）。 In general, regeneration of a lead storage battery is performed by a uniform method regardless of the state of the target lead storage battery (Patent Document 1). Therefore, it has been pointed out that the regeneration success rate is low and the time required for regeneration is long (Patent Document 2). Furthermore, about the lead storage battery, there is a statement of the quality decision (patent documents 4).
充電及び放電を繰り返し行うことが可能な二次電池のうち、鉛蓄電池は、比較的安価で安定した性能を有するため、自動車、船舶、建設機械用や、産業用としての商用電源、住宅用電源が途絶えたときの非常用電源等として幅広く使用されている。しかしながら、鉛蓄電池は、充電と放電を繰り返すことによって、電解液中の硫酸と電極板の鉛が化学反応により、負極表面において、結晶化した硫酸鉛（ＰｂＳＯ４）の不導体皮膜となって電極板に付着するようになり劣化する。このいわゆるサルフェーション現象の対策が問題となってきた。 Among secondary batteries that can be repeatedly charged and discharged, lead-acid batteries are relatively inexpensive and have stable performance. Therefore, commercial power sources for automobiles, ships, construction machines, for industrial use, and residential power sources It is widely used as an emergency power source when it stops. However, in lead-acid batteries, by repeating charge and discharge, sulfuric acid in the electrolyte and lead of the electrode plate react chemically to form a nonconductive film of crystallized lead sulfate (PbSO 4) on the negative electrode surface. It becomes attached to and deteriorates. Countermeasures against this so-called sulfation phenomenon have become a problem.
サルフェーションにより形成された硫酸鉛の不導体皮膜は、電極表面で成長して白色硬化することにより、実効的な電極表面積を減少させる。不導体被膜は、鉛蓄電池の内部抵抗を増大させ、充電容量を大幅に減少させるので、鉛蓄電池の性能を著しく低下させる。このような硫酸鉛の不導体皮膜を除去するため、鉛蓄電池の電極にパルス電流を流して電極とその表面に成長した硫酸鉛皮膜との間に電撃ショックを与えることによって、サルフェーションを電極から物理的に剥離する方法が特許文献１及び特許文献２に開示されている。
The non-conductive film of lead sulfate formed by sulfation grows on the electrode surface and hardens white, thereby reducing the effective electrode surface area. The non-conductive coating increases the internal resistance of the lead storage battery and greatly reduces the charge capacity, thus significantly reducing the performance of the lead storage battery. In order to remove such nonconductive film of lead sulfate, the sulfation is physically conducted from the electrode by applying a pulse current to the electrode of the lead storage battery and applying an electric shock between the electrode and the lead sulfate film grown on the surface of the electrode. Patent Document 1 and
電極に固着した硫酸鉛は、パルス電流を通電することで電解液に還元できることが知られており、従来、性能が劣化した鉛蓄電池にパルス電流を通電することで、結晶化した硫酸鉛の除去と鉛蓄電池の充電とを同時に行う鉛蓄電池再生装置が知られている。一方で、パルス電流を通電する鉛蓄電池の再生は、結晶化した硫酸鉛が極板から脱落して分解反応が進行しにくくなったり、極板自体が損傷を受けるという問題があることが指摘されている（特許文献３）。鉛蓄電池にパルス電流の改良として台形波をなす直流を通電する鉛蓄電池再生装置としては、例えば、特許文献３の図１が該当する。
It is known that lead sulfate fixed to the electrode can be reduced to the electrolyte by applying a pulse current, and removing the crystallized lead sulfate by applying a pulse current to a lead storage battery whose performance has been degraded conventionally Lead-acid battery regenerator that simultaneously performs charging of lead-acid batteries and lead-acid batteries is known. On the other hand, it has been pointed out that regeneration of lead-acid batteries that apply a pulse current has the problem that crystallized lead sulfate falls off from the electrode plate, making it difficult for the decomposition reaction to proceed, or the electrode plate itself is damaged. (Patent Document 3). For example, FIG. 1 of
一方、鉛蓄電池再生にかかる時間については、例えば、特許文献１に記載があり、１時間２０分〜３時間を要している（図８Ａ）。しかし、鉛蓄電池の再生は、対象鉛蓄電池の状態にかかわらず一律の方法で、まず、強制充電工程が行われている（特許文献１）。 On the other hand, the time required for lead acid battery regeneration is described in, for example, Patent Document 1 and takes 1 hour 20 minutes to 3 hours (FIG. 8A). However, regeneration of a lead storage battery is first performed in a uniform manner regardless of the state of the target lead storage battery (Patent Document 1).
一方、鉛蓄電池再生に用いる添加剤については、例えば、特許文献３に記載があるが、添加剤技術は再生失敗でも添加剤を消費してしまうという問題がある。
On the other hand, although the additive used for lead acid battery reproduction is described in
特許文献２では、パルス電流を流す限りにおいて、鉛蓄電池に対して電流が流れない時間（以下、「無通電時間」という）が必ず存在するので、この無通電時間に着目して、鉛蓄電池の電極が熱破壊を起こすことなく、短時間で鉛蓄電池を再生することが可能な装置と再生方法について記載されている。すなわち、「サルフェーションは非伝導性の抵抗体であり、鉛蓄電池を過充電状態にして鉛蓄電池に自己発熱させて、電気分解の反応速度を高めることにより、サルフェーションを溶解させることを前提としており、この状態を維持するために、電源から常に鉛蓄電池に対して電流が供給されるように制御している。」である。しかし、温度センサーをつけ、常に電流を流し続けるという方法は、対象電池の劣化具合（サルフェーションの量など）は千差万別であるため、有効性とコストの点で問題がある。
In
すなわち、対象電池の状態に合わせた再生を行う必要があり、対象電池の劣化具合に対応した再生方法が求められている。 That is, it is necessary to perform regeneration in accordance with the state of the target battery, and a reproduction method corresponding to the degree of deterioration of the target battery is required.
特許文献４には、鉛蓄電池が良品であるか、又はどのような原因によって不良品に至っているかの判定（良否判定）の方法について、３つの方法が記載されている。このうち、第二の方法、つまり、鉛蓄電池に定電流又は定電圧で充電をおこない、そのときの充電電圧又は充電電流の挙動に基づいて、良否判定をおこなう方法である。この第二の方法である鉛蓄電池に定電流又は定電圧で充電（診断充電）をおこない、そのときの充電電圧又は充電電流の挙動に基づいて判定する方法が用いられたとしても、数十分から数時間程度の充電が必要とされこと、良品であるとの判定は、必ずしも正確ではないということ、軽度のサルフェーション現象が見過ごされること等、問題点が指摘されている。 Patent Document 4 describes three methods as to a method of determining whether a lead storage battery is a non-defective product or by what cause leads to a non-defective product (defective / non-defective determination). Among them, the second method is a method of charging a lead storage battery with a constant current or a constant voltage, and performing quality determination based on the behavior of the charging voltage or the charging current at that time. This second method of charging (diagnostic charging) lead-acid battery with constant current or constant voltage, and using the method of determination based on the behavior of the charging voltage or charging current at that time is used for several tens of minutes. Problems have been pointed out, such as that charging for about several hours is required, that the determination that the product is non-defective is not always accurate, and that a mild sulfation phenomenon is overlooked.
上記特許文献で指摘されたパルス技術、添加剤技術の問題点を解決するためこれらを用いず、特許文献３で指摘された温度管理も必要としない、簡便な鉛蓄電池の再生装置を新たに開発することを解決課題とした。また、サルフェーションにより形成された硫酸鉛の不導体皮膜の発生状態に対応した鉛蓄電池の再生を可能とする再生装置を新たに開発することを解決課題とした。また、対象電池のサルフェーションによる劣化具合の状態（鉛蓄電池状態の把握）に対応した再生を簡便に行うことができる装置の開発を解決課題とした。
In order to solve the problems of pulse technology and additive technology pointed out in the above patent documents, a simple lead battery regenerator which does not use them and does not require the temperature control pointed out in
さらに、特許文献４で指摘されている診断充電の挙動についての対応を、サルフェージョン対策の面から簡便に解決する装置を開発することとした。また、軽度のサルフェーション現象の発生についても実用上の見過すことのない装置を開発することとした。 Furthermore, it was decided to develop a device that easily solves the response to the behavior of the diagnostic charge pointed out in Patent Document 4 in terms of anti-sulfation measures. In addition, we decided to develop a device that could not be overlooked in practice for the occurrence of mild sulfation phenomena.
電流・電圧・電力供給部、出力制御部、測定部、機器停止部、データ解析部、シーケンス実行部、ＰＣ接続部、表示部・操作盤とを備え、
表示部・操作盤への初期設定がデータ解析部を通してシーケンス実行部に伝えられてから、鉛蓄電池の再生が開始され、
終了指令をデータ解析部がシーケンス実行部に出し、シーケンス実行部が、機器停止部に停止指令を出し、機器停止部が、電流・電圧・電力供給部からの電流電圧の供給を停止して、鉛蓄電池の再生が自動で終了する鉛蓄電池再生装置であって、
前記データ解析部が、基底状態評価工程、励起工程、定常性確認工程、補充電工程と続く、全工程で、再生対象の鉛蓄電池からの電流及び電圧の推移を、前記シーケンス実行部に伝え、前記シーケンス実行部が、前記出力制御部に、
設定電力を維持することを優先するＰＰモード、
供給設定電流を維持することを優先するＰＣモード、
設定電圧を維持することを優先するＰＶモード、
のいずれかのモードを指示する鉛蓄電池再生装置であって、
前記基底状態評価工程で、再生開始から前記測定部が測定する前記鉛蓄電池の電圧の推移が、
１．装置が許容する最大電圧で横ばいに推移したときは再生不可
２．装置が許容する最大電圧に達したが穏やかに電圧が降下したときは再生可
３．電池の公称電圧を大きく上回ったものの、装置が許容する最大電圧には達せず、穏やかに電圧が降下したときは再生可
４．電池の公称電圧に対して、適正な電位を維持したときは再生可で、要充電
５．電池の公称電圧以下から穏やかに電圧が上昇したときは再生可
６．電池の公称電圧を大きく下回ったものの、穏やかに上昇したときは再生可
７．電池の公称電圧を大きく下回り、横ばいに推移したときは再生不可
と前記データ解析部が判定する鉛蓄電池再生装置とした。
さらに、基底状態評価工程で、
１．電池の示す電圧が、装置の許容する電圧と等しいまま、あるいは、電池の公称電圧より低いままで、電池の示す電圧の変化が０〜１Ｖであるとき、再生不可、
２．電池の示す電圧が、装置の許容する電圧あるいはそれよりも低い電圧から低下したとき、強いサルフェーションであるが再生可、
３．電池の示す電圧が、装置の許容する電圧より低く当該電池の公称電圧より高いとき、かつ、供給設定電流と当該電池から流れる電流が等しいときは、サルフェーションの発生はほとんどない、
４．電池の示す電圧が、電流を投入すると上昇するときは、弱いサルフェーションで再生可と
データ解析部が判定し、シーケンス実行部が、
１．再生不可と判定された電池については再生終了
２．強いサルフェーションであるが再生可と判定された電池は設定電力の維持を優先するＰＰモードを
３．弱いサルフェーションで再生可と判定された電池は設定電流の維持を優先するＰＣモードを
４．サルフェーションの発生はほとんどないと判定された電池は装置が設定電圧を維持することを優先するＰＶモードを
選択して出力制御部に実行を指示する鉛蓄電池再生装置とした。
さらに、鉛蓄電池の電圧の推移から硫酸鉛の不導体皮膜の状態を把握し、励起工程の進行を判定する鉛蓄電池再生装置とした。
さらに、励起工程で、設定電力の維持を優先するＰＰモードをとるように指示された電池が、励起工程の進行により、シーケンス実行部の指示で、ＰＰモードからＰＣモードに移行する鉛蓄電池再生装置とした。
さらに、励起工程で、設定電流の維持を優先するＰＣモードをとるように指示され、ＰＣモードの励起工程の進行により、電池電圧が下降傾向となったことをデータ解析部が感知し、シーケンス実行部の指示で投入電流量を上昇させた後も、電池電圧が下降傾向を示したときに、定常性確認工程に移行する鉛蓄電池再生装置とした。
さらに、定常性確認工程で、再生中の鉛蓄電池への投入電流を０Ａとした際の電池電圧と、当該電圧測定から１０分後の電圧Ｖｅの差異を測定することで、当該鉛蓄電池が電気を保持する能力を有するまで再生されたことの確認を行う鉛蓄電池再生装置とした。
さらに、再生開始から、基底状態評価工程、励起工程、定常性確認工程、補充電工程を経て終了までの全工程で、再生対象の鉛蓄電池からの電流及び電圧の推移とシーケンス実行部の指示をＰＣ接続部を経てログとして記録する鉛蓄電池再生装置とした。
さらに、再生開始から終了まで、励起工程における鉛蓄電池の電圧の推移から当該鉛蓄電池の状態把握を繰り返し、定常性の確認、続く補充電までの最大再生時間を１２時間とする鉛蓄電池再生装置とした。
Current / voltage / power supply unit, output control unit, measurement unit, equipment stop unit, data analysis unit, sequence execution unit, PC connection unit, display unit / operation panel
From being transmitted to the sequence executing unit through the initial set of data analysis section of the display unit, operation panel, playback of the lead-acid battery is started,
The data analysis unit issues an end command to the sequence execution unit, the sequence execution unit issues a stop command to the device stop unit, the device stop unit stops the supply of current voltage from the current / voltage / power supply unit, A lead storage battery regeneration device for automatically regenerating the lead storage battery,
The data analysis unit communicates the transition of current and voltage from the lead storage battery to be regenerated to the sequence execution unit in all the steps that follow the ground state evaluation step, the excitation step, the continuity confirmation step, and the auxiliary charge step, the sequence execution unit, the output control unit,
PP mode , which gives priority to maintaining the set power
PC mode , which gives priority to maintaining supply set current
PV mode , which gives priority to maintaining the set voltage
A lead-acid battery regenerator that directs one of the modes ,
In the ground state evaluation step, the transition of the voltage of the lead storage battery measured by the measurement unit from the start of regeneration,
1. Cannot be replayed when leveling at the maximum voltage allowed by the device
2. Recoverable when the maximum voltage allowed by the device is reached but the voltage drops gently
3. Although much higher than the battery's nominal voltage, it does not reach the maximum voltage allowed by the device and can be regenerated if the voltage drops gently.
4. Renewable and requires recharging when the proper potential is maintained with respect to the battery's nominal voltage.
5. Renewable when the voltage rises gently from below the nominal voltage of the battery
6). Although it is well below the nominal voltage of the battery, it can be regenerated when it rises gently.
7). Cannot be regenerated when the battery voltage is much lower than the nominal voltage
And a lead storage battery regenerator determined by the data analysis unit .
Furthermore, in the ground state evaluation process,
1. When the voltage indicated by the battery remains equal to the voltage allowed by the device or remains lower than the nominal voltage of the battery, and the change in voltage indicated by the battery is 0 to 1 V, the battery cannot be regenerated.
2. When the voltage indicated by the battery drops from the voltage allowed by the device or lower, a strong sulfation but reproducible
3. When the voltage indicated by the battery is lower than the voltage allowed by the device and higher than the nominal voltage of the battery, and when the supply set current and the current flowing from the battery are equal, there is almost no occurrence of sulfation.
4. Voltage indicated by the cell, when the rising and turning on the current, <br/> data analyzer and reproducible is judged weak sulfation, a sequence executing unit,
1. End of regeneration for batteries judged not to be reproducible
2. Batteries that are strongly sulfated but judged to be recyclable are in PP mode where priority is given to maintaining the set power.
3. A battery judged to be reproducible by weak sulfation has a PC mode that gives priority to maintaining the set current.
4. Cells are generated is determined that there is no most sulfation is a priority PV mode the device to maintain a set voltage
A lead-acid battery regenerator that selects and instructs the output control unit to execute is provided .
Furthermore, it was set as the lead storage battery reproducing | regenerating apparatus which grasped | ascertained the state of the non-conductive film | membrane of lead sulfate from the transition of the voltage of a lead storage battery, and judged progress of an excitation process .
Furthermore, the lead-acid battery regeneration device in which the battery instructed to take the PP mode giving priority to maintaining the set power in the excitation process shifts from the PP mode to the PC mode in accordance with an instruction from the sequence execution unit by the progress of the excitation process. And
Furthermore, in the excitation process, it is instructed to take a PC mode that prioritizes maintenance of the set current, and the data analysis unit detects that the battery voltage has tended to decrease due to the progress of the excitation process in the PC mode, and executes the sequence. Even after increasing the input current amount according to the instruction of the unit, when the battery voltage showed a downward trend, the lead-acid battery regenerating apparatus that shifts to the continuity confirmation step was used.
Furthermore, in the continuity confirmation step, the lead storage battery is electrically measured by measuring the difference between the battery voltage when the input current to the lead storage battery being regenerated is 0 A and the voltage Ve after 10 minutes from the voltage measurement. It was set as the lead acid battery reproducing | regenerating apparatus which confirms having been reproduced | regenerated until it has the capability to hold | maintain .
Furthermore, in all the processes from the start of regeneration to the ground state evaluation process, excitation process, continuity confirmation process, auxiliary charge process and end, the current and voltage transitions from the lead storage battery to be regenerated and instructions from the sequence execution unit It was set as the lead storage battery reproducing | regenerating apparatus recorded as a log through a PC connection part .
Further, to the end from the reproduction start, repeatedly state grasping of the lead storage battery from the transition of the voltage of the lead acid battery at the excitation process, confirmation of continuity, a lead storage battery reproducing apparatus for a maximum duration of up supplemental charging followed 12 hours And
本願発明によれば、対象電池の劣化具合（サルフェーションの量など）に対応した鉛蓄電池の再生を簡便に行うことができる装置を提供できる。また、診断充電の挙動についての対応を、サルフェーションにより形成された硫酸鉛の不導体皮膜の発生状態に対応した鉛蓄電池の再生とすることで、サルフェージョン対策の面から簡便に解決できる。また、サルフェーションが弱いと判定されたものに対しても、適切な処理をすることで、実用上サルフェーション現象が見過ごされるという問題が解決できる。 According to the present invention, it is possible to provide an apparatus that can easily perform regeneration of a lead storage battery corresponding to the degree of deterioration of the target battery (such as the amount of sulfation). In addition, the response to the behavior of the diagnostic charge can be simply solved from the viewpoint of sulfation measures by regenerating the lead storage battery corresponding to the generation state of the nonconductive film of lead sulfate formed by the sulfation. In addition, the problem that the sulfation phenomenon is practically overlooked can be solved by performing appropriate processing even for those determined to have weak sulfation.
請求項１から８の発明は、データ解析部とシーケンス実行部を有する鉛蓄電池再生装置であって、データ解析部により対象電池の劣化具合、すなわち、硫酸鉛の不導体皮膜の状態について把握でき、シーケンス実行部の工程指示により、より有効な硫酸鉛の不導体皮膜の解消を図ることができるので、実用上サルフェーション現象が見過ごされるという問題の解決になる。また、硫酸鉛の不導体皮膜の発生状態に対応した鉛蓄電池の再生を簡便に解決するものである。サルフェーション対策の面からサルフェーションが強いのか弱いのかの判定が簡便に解決できる。また、本発明のＰＣモードから定常性確認工程への移行により、実用上サルフェーション現象が見過ごされるという問題を解決できる。 The invention of claims 1 to 8 is a lead storage battery regenerating apparatus having a data analysis unit and a sequence execution unit, wherein the data analysis unit can grasp the degree of deterioration of the target battery, that is, the state of the nonconductive film of lead sulfate, A more effective elimination of lead sulfate nonconductive film can be achieved by the process instruction of the sequence execution part, so that the problem of the sulfation phenomenon being overlooked in practice can be solved. In addition, it is possible to simply solve the regeneration of the lead storage battery corresponding to the generation state of the lead sulfate nonconductive film. Sarufe tio from the face of the emission measures if sulfation is strong or weak judgment can be easily solved. Moreover, the problem that the sulfation phenomenon is overlooked practically can be solved by the shift from the PC mode of the present invention to the steadiness confirmation step .
本願発明は、対象鉛蓄電池の劣化具合について、当該鉛蓄電池内の極板に発生しているサルフェーション、すなわち硫酸鉛の不導体皮膜の状態を簡便に判定することを基本としたものである。すなわち、投入電流量と当該鉛蓄電池の電圧推移から、硫酸鉛の不導体皮膜の状態を簡便に判定するものである。また、硫酸鉛の不導体皮膜の分解も当該鉛蓄電池の電圧推移から判定し、簡便に電池の再生を行うものである。本願発明では、例えば、まず、硫酸鉛の不導体皮膜の状態を判定し、励起工程（ＰＲＳ３−１）、励起工程（ＰＲＳ３−２）、補充電工程（ＰＲＳ５）のうちから最も適した工程を選択することにその特徴がある。また、各工程では、本願装置からの電流および電圧の投入について後述する３つのモードを選択する。以下に、その原理を記載する。 The present invention is based on the simple judgment of the state of the non-conductive film of sulfation generated in the electrode plate in the lead storage battery, that is, lead sulfate, with respect to the degree of deterioration of the target lead storage battery. That is, the state of the nonconductive film of lead sulfate is simply determined from the input current amount and the voltage transition of the lead storage battery. Further, the decomposition of the nonconductive film of lead sulfate is also judged from the voltage transition of the lead storage battery, and the battery is simply regenerated. In the present invention, for example, first, the state of the nonconductive film of lead sulfate is determined, and the most suitable process among the excitation process (PRS3-1), the excitation process (PRS3-2), and the supplementary charge process (PRS5) The selection has its characteristics. Further, in each process, three modes to be described later are selected for the application of current and voltage from the device of the present application. The principle is described below.
まず、サルフェーションの発生が強いと考えられる電池における電圧の動きについて説明する。サルフェーションの発生が強いと、電池内極板が広くサルフェーション、すなわち硫酸鉛の不導体皮膜に覆われていると考えられる。この場合は、硫酸鉛の不導体皮膜により、電子の経路が細く限定されて、電池は高い抵抗値を示す。従って、電流を投入すると、当初は、Ｖ＝ＩＲの関係から、高い電圧値を示す。電流投入に従い、硫酸鉛の不導体皮膜にクラックが入ると硫酸鉛中に電子の通り道が発生し、抵抗値が大きく低下する。同時に電圧値も大きく降下する。すなわち、クラックの発生を電圧の降下で判断できる。クラックの発生により、抵抗値は下がるが、硫酸鉛自体はＰｂ（鉛イオン）とＳＯ４（硫酸イオン）にほとんど分解されていない。従って、クラックの発生が続くに従い、サルフェーションの弱い電池に相当する動きに近づいていく。 First, the movement of the voltage in the battery in which the occurrence of sulfation is considered to be strong will be described. If the occurrence of sulfation is strong, it is considered that the inner electrode plate of the battery is widely covered with sulfation, that is, a non-conductive film of lead sulfate. In this case, the non-conductive film of lead sulfate narrows the electron path and the battery exhibits a high resistance value. Therefore, when the current is turned on, initially, a high voltage value is exhibited from the relationship of V = IR. If a crack occurs in the lead sulfate non-conductive film as the current is applied, an electron path is generated in the lead sulfate, and the resistance value is greatly reduced. At the same time, the voltage value drops greatly. That is, the occurrence of the crack can be determined by the drop of the voltage. Although the resistance value decreases due to the occurrence of cracks, lead sulfate itself is hardly decomposed into Pb (lead ions) and SO4 (sulfate ions). Therefore, as the occurrence of cracks continues, the movement corresponding to a weak sulfation cell approaches.
サルフェーションの発生が弱いと考えられる電池では、サルフェーション、すなわち、硫酸鉛の不導体皮膜が少なく電子の通り道が確保されいてると考えられる。投入した電流による電気分解で、硫酸鉛がＰｂ（鉛イオン）とＳＯ４（硫酸イオン）に分解されることにより、電池の起電力が高まるため、電圧は徐々に高まっていく。 In a battery in which the occurrence of sulfation is considered to be weak, it is considered that the sulfation, that is, the nonconductive film of lead sulfate is small and the electron path is secured. Since the electromotive force of the battery is increased by the decomposition of lead sulfate into Pb (lead ion) and SO 4 (sulfate ion) in the electrolysis by the supplied current, the voltage gradually increases.
サルフェーションの発生が強い場合、クラックの発生を促すには、設定電力を維持することを優先するモード（「ＰＰモード」と記する。）をとることが有効である。設定電力が維持されるので、抵抗値Ｒが高いときには、Ｖ＝ＩＲの関係から、Ｗ＝ＶＩは、すなわち、Ｗ＝ Ｖ×Ｖ／Ｒとなる。抵抗値が高いときは、電極間に高電圧が発生し、抵抗値低下に従い電圧は低下する。投入した電流による電気分解を促すには、供給設定電流Ｉａを維持することを優先するモード（「ＰＣモード」と記する。）をとることが有効である。 In the case where the occurrence of sulfation is strong, it is effective to adopt a mode (referred to as “PP mode”) giving priority to maintaining the set power in order to promote the occurrence of the crack. Since the set power is maintained, when the resistance value R is high, W = VI, that is, W = V × V / R from the relationship of V = IR. When the resistance value is high, a high voltage is generated between the electrodes, and the voltage decreases as the resistance value decreases. In order to promote electrolysis by the supplied current, it is effective to adopt a mode (referred to as “PC mode”) in which priority is given to maintaining the supply set current Ia.
本願発明では、設定電圧Ｖａを維持することを優先するモード（「ＰＶモード」と記する。）をとることもできる。ＰＶモードは、電池の定常性を確認するのに有効である。 In the present invention, a mode (referred to as “PV mode”) in which priority is given to maintaining the set voltage Va can also be taken. The PV mode is effective for confirming the continuity of the battery.
本願発明は上記現象を考察して完成させたものであり、以下、本願発明の鉛蓄電池再生を実施するための最良の形態について、具体的に説明する。但し、本願発明はその発明特定事項を備える限りにおいて広く包含するものであり、以下の実施形態に限定されるものではない。 The present invention has been completed in consideration of the above-mentioned phenomenon. Hereinafter, the best mode for carrying out the lead-acid battery regeneration of the present invention will be specifically described. However, the present invention broadly includes the invention specific matters, and is not limited to the following embodiments.
本願発明では、鉛蓄電池に対して、電圧上限、電流上限を高い位置に設定し、電池の状態に合わせて自動稼働するデバイスを用いている。 In the present invention, a device that automatically sets the voltage upper limit and the current upper limit to a high position with respect to the lead storage battery and automatically operates according to the state of the battery is used.
図１に、本願発明の実施形態に係る鉛蓄電池再生装置のシステムの構成図の一例（以下、「本願装置」と略する。）を示す。本願装置は、電流・電圧・電力供給部、出力制御部、出力測定部、機器停止部、データ解析部、シーケンス実行部、ＰＣ接続部、表示部・操作盤とを備える。測定部はその数値を表示部・操作盤に表示し、データ解析部は測定部の数値を解析してシーケンス実行部に伝える。シーケンス実行部がその指示を出力制御部へ伝える。その指示に従い、出力制御部は電流・電圧・電力供給部から鉛蓄電池への電流・電圧・電力の供給を制御する。 FIG. 1 shows an example of a system configuration diagram of a lead-acid battery regeneration device according to an embodiment of the present invention (hereinafter abbreviated as “the present device”). The device of the present application includes a current / voltage / power supply unit, an output control unit, an output measurement unit, a device stop unit, a data analysis unit, a sequence execution unit, a PC connection unit, and a display unit / operation panel. The measurement unit displays the numerical value on the display unit / operation panel, and the data analysis unit analyzes the numerical value of the measurement unit and transmits it to the sequence execution unit. The sequence execution unit transmits the instruction to the output control unit. According to the instruction, the output control unit controls the supply of current, voltage and power from the current, voltage and power supply unit to the lead storage battery.
データ解析部が示したデータとそれに基づくシーケンス実行部の指示はＰＣ接続部を経てコンピューターに記録される。すべての工程が終了したと判断されたときは、シーケンス実行部から停止の指示が機器停止部に出され、電流・電圧・電力供給部から鉛蓄電池への電流・電圧・電力の供給が停止される。 The data indicated by the data analysis unit and the instruction of the sequence execution unit based thereon are recorded on the computer through the PC connection unit. When it is determined that all steps have been completed, the sequence execution unit issues a stop instruction to the device stop unit, and the current / voltage / power supply unit stops the supply of current / voltage / power to the lead storage battery. Ru.
本願装置からの供給設定電流Ｉａ、設定電圧Ｖａに対して、電池から流れる電流Ｉｂ、電池の示す電圧Ｖｂとすると、以下の関係にある。
Ｉａ＝Ｉｂのとき、 Ｖａ＞Ｖｂ
Ｖａ＝Ｖｂのとき、 Ｉａ＞Ｉｂ
この関係を活用して、本願装置は、劣化した鉛蓄電池の初期状態を把握して、再生を行い、その再生工程にあわせて装置からの供給設定電流Ｉａ／設定電圧Ｖａを自動的に可変させる。すなわち、設定（Ｉａ／Ｖａ）を最大出力電力（ＭＰ）１０００Ｗ、または設定上限電力（ＬＰ）の範囲内で自動可変する再生装置である。以下、本願装置の自動可変の仕組みについて説明する。
Assuming that the current Ib flowing from the battery and the voltage Vb indicated by the battery with respect to the supply setting current Ia and the setting voltage Va from the device of the present application, the following relationship is established.
When Ia = Ib, Va> Vb
When Va = Vb, Ia> Ib
By utilizing this relationship, the device of the present invention recognizes the initial state of the lead storage battery that has deteriorated, performs regeneration, and automatically varies the supply setting current Ia / setting voltage Va from the device according to the regeneration process. . That is, the reproduction apparatus automatically changes the setting (Ia / Va) within the range of the maximum output power (MP) 1000 W or the setting upper limit power (LP). Hereinafter, the automatic variable mechanism of the device of the present application will be described.
本願装置では、設定電圧Ｖａは、鉛蓄電池の１セルあたり、１５Ｖ以上の設定電圧値となるように設定する。例えば、１セルのときは１５Ｖ以上、６セルのときは９０Ｖ以上の設定電圧値となる。 供給設定電流Ｉａは、鉛蓄電池公称容量（Ａｈ）の１／２相当の電流値を最大として、通常は、それ以下の値を設定する。 In the present device, the set voltage Va is set to a set voltage value of 15 V or more per one cell of the lead storage battery. For example, the set voltage value is 15 V or more for one cell and 90 V or more for 6 cells. The supply set current Ia is normally set to a value equal to or less than a current value equivalent to 1/2 of the lead-acid battery nominal capacity (Ah).
シーケンス実行部は、電池タイプ、例えば、開放型、密閉型に合わせた初期設定値を改めて設定しておく。設定と選択は表示部・操作盤で行う。 The sequence execution unit sets again the initial setting value according to the battery type, for example, the open type or the closed type. Settings and selections are made on the display unit / operation panel.
データ解析部は、再生対象の鉛蓄電池からの電流・電圧値の変化を解析する。その変化について、データ解析部は、特定の動きを検知したとき、電池状態把握モードを自動で実行する。ここで、後述する判定がなされる。判定結果を受けて、データ解析部からシーケンス実行部に出力制御指令が出され、出力制御部が現在の鉛蓄電池の状態に合わせた再設定を自動的に行う。その工程の再設定の結果が、電流・電圧・電力供給部からの供給設定電流Ｉａ／設定電圧Ｖａに反映される。 The data analysis unit analyzes changes in current and voltage values from the lead storage battery to be regenerated. With regard to the change, the data analysis unit automatically executes the battery state grasping mode when detecting a specific movement. Here, the determination described later is made. In response to the determination result, an output control command is issued from the data analysis unit to the sequence execution unit, and the output control unit automatically performs resetting according to the current state of the lead storage battery. The result of resetting the process is reflected in the supply setting current Ia / setting voltage Va from the current / voltage / power supply unit.
データ解析部が再生終了と判断したときは、その指令がシーケンス実行部に出され、シーケンス実行部は、機器停止部に停止指令を出す。機器停止部は、電流・電圧・電力供給部からの電流電圧の供給を停止する。本願装置による鉛蓄電池の再生が自動で終了する。 When the data analysis unit determines that the reproduction is finished, the command is issued to the sequence execution unit, and the sequence execution unit issues a stop command to the device stop unit. The device stop unit stops the supply of current / voltage from the current / voltage / power supply unit. The regeneration of the lead storage battery by the device of the present application is automatically terminated.
本願装置は、最大電力（ＭＰ）１０００Ｗの範囲で、電圧値、電流値が可変する機能を有する。図２のグラフは、本願装置の機能を示す図である。最大電力値は１０００Ｗまで可能である。最大電力値１０００Ｗの範囲内において、電流値と電圧値は可変することができる。電流値と電圧値の変化は自動で行うことができる。例えば、図２に示すように、２０Ａの供給設定電圧のとき５０Ｖの設定電圧を示す。 The present device has a function of changing the voltage value and the current value in the range of maximum power (MP) 1000 W. The graph of FIG. 2 is a diagram showing the function of the device of the present application. The maximum power value can be up to 1000W. The current value and the voltage value can be varied within the range of the maximum power value of 1000 W. Changes in current value and voltage value can be made automatically. For example, as shown in FIG. 2, a setting voltage of 50 V is shown at a supply setting voltage of 20 A.
本願装置の供給設定電流Ｉａの可変最小値は０Ａ、最大値は１００Ａで、この間で可変可能である。また、本願装置の設定電圧Ｖａの可変最小値は０Ｖ、最大値は１００Ｖで、この間で可変可能である。 The variable minimum value of the supply setting current Ia of the present device is 0 A, and the maximum value is 100 A, and can be varied between these. Further, the variable minimum value of the set voltage Va of the present application device is 0 V, and the maximum value thereof is 100 V, and can be varied between them.
本願装置では、設定電力を維持することを優先するモード（「ＰＰモード」と記する。）、供給設定電流Ｉａを維持することを優先するモード（「ＰＣモード」と記する。）、設定電圧Ｖａを維持することを優先するモード（「ＰＶモード」と記する。）の３種類のモードをとることができる。ＰＰモードでは、Ｉｂ×Ｖｂ＝ＭＰ（ＬＰ）の状態を維持する。ＰＣモードでは、電流Ｉａの状態を維持する。ＰＶモードでは、電圧Ｖａの状態を維持する。 In the present application, a mode (referred to as “PP mode”) giving priority to maintaining set power, a mode (referred to as “PC mode”) giving priority to maintaining supply set current Ia, and a set voltage. Three types of modes can be taken: a mode in which maintenance of Va is prioritized (referred to as “PV mode”). In the PP mode, the state of Ib × Vb = MP (LP) is maintained. In the PC mode, the state of the current Ia is maintained. In the PV mode, the state of the voltage Va is maintained.
本願装置は、３つのモードを選別することで、対象電池のサルフェーションによる劣化具合の状態（鉛蓄電池状態の把握）に対応した再生を簡便に行うことができる。例えば、サルフェーションの強い鉛蓄電池に対しては、ＰＰモードが有効であり、サルフェーションの弱い鉛蓄電池に対しては、ＰＣモードとＰＶモードが有効である。電池の識別工程にはＰＣモードが有効であり、補充電工程にはＰＶモードが有効である。すなわち、本願装置は、鉛蓄電池の状態、工程の種類に従い有効なモードを選択できるという利点がある。これにより、特許文献４が指摘している診断充電の挙動についての対応を、サルフェージョン対策の面から解決することができるとともに、軽度のサルフェーションが見逃されることはない。 The present application device can easily perform regeneration corresponding to the state of deterioration of the target battery due to sulfation (grasping of the lead storage battery state) by selecting the three modes. For example, the PP mode is effective for a lead-acid battery with strong sulfation, and the PC mode and the PV mode are effective for a lead-acid battery with weak sulfation. The PC mode is effective for the battery identification process, and the PV mode is effective for the supplementary charge process. That is, the device of the present invention is advantageous in that the effective mode can be selected according to the state of the lead storage battery and the type of process. Thereby, while the response about the behavior of the diagnostic charge which patent document 4 points out can be solved from the surface of a sulfation countermeasure, a mild sulfation is not overlooked.
図３に本願装置を使用した鉛蓄電池の再生工程の概要を示す。再生対象となる蓄電池の状態により再生工程の流れは異なるが、電池データ入力工程（ＰＲＳ１）、基底状態評価工程（ＰＲＳ２）、励起工程（ＰＲＳ３）、定常性確認工程（ＰＲＳ４）、補充電工程（ＰＲＳ５）を経て終了となる。 The outline | summary of the reproduction | regeneration process of the lead storage battery which used this application apparatus in FIG. 3 is shown. Although the flow of the regeneration process differs depending on the state of the storage battery to be regenerated, the battery data input process (PRS1), the base state evaluation process (PRS2), the excitation process (PRS3), the continuity check process (PRS4), the supplementary charge process ( It ends after PRS 5).
電池データ入力工程（ＰＲＳ１）では、対象となる鉛蓄電池（以下、「対象電池」と略する。）の公称電圧、公称容量、電池のタイプ（開放式か密閉式の選択）を入力（設定）する。この工程は手動である。基底状態評価工程（ＰＲＳ２）では、対象電池の基底状態の評価を行う。励起工程（ＰＲＳ３）では、基底状態にあった対象電池内部のイオン活動を励起させる。定常性確認工程（ＰＲＳ４）では、励起された電池内部の反応が定常状態に達したことを確認する。補充電工程（ＰＲＳ５）では、定常状態となった電池に対して追加の補充電を行う。基底状態評価工程からは自動で行われる。すなわちこの工程があるので、軽度のサルフェーションが見逃されることはない。 In the battery data input process (PRS1), enter (set) the nominal voltage, nominal capacity, and battery type (open type or closed type selection) of the target lead storage battery (hereinafter, abbreviated as "target battery") Do. This process is manual. In the ground state evaluation step (PRS2), the ground state of the target battery is evaluated. In the excitation step (PRS3), the ion activity inside the target battery in the ground state is excited. In the stationarity confirmation step (PRS 4), it is confirmed that the reaction inside the excited battery has reached a steady state. In the supplementary charging step (PRS5), additional supplementary charging is performed on the battery that has reached a steady state. It is performed automatically from the ground state evaluation process. That is, since this process is performed, mild sulfation is not overlooked.
電池データ入力工程（ＰＲＳ１）では、図１で示した、本願装置の表示部と操作盤をに手動で入力される。表示部の操作について図４に示した。入力は、操作盤を操作して、電圧入力部に対象電池の公称電圧、公称容量、電池タイプを入力する。対象電池の基礎情報（Ｄ１）は、データ解析部に送信され、シーケンス実行部が工程を確定させる。 In the battery data input process (PRS1), the display unit and the operation panel of the present application device shown in FIG. 1 are manually input. The operation of the display unit is shown in FIG. The input operates the operation panel to input the nominal voltage, nominal capacity and battery type of the target battery into the voltage input section. The basic information (D1) of the target battery is transmitted to the data analysis unit, and the sequence execution unit determines the process.
基底状態評価工程（ＰＲＳ２）について基底状態評価工程（ＰＲＳ２）についてその判定の様子を図５に示す。判定状況を図６のフローチャートに示す。基底状態の評価は、対象電池の基礎情報に基づきシーケンス実行部が確定させた工程に従い再生を開始することで行う。同時に、データ解析部が、再生対象の鉛蓄電池からの電流・電圧値の変化を解析する。 About the ground state evaluation process (PRS2) About the ground state evaluation process (PRS2), the mode of the determination is shown in FIG. The determination situation is shown in the flowchart of FIG. The evaluation of the ground state is performed by starting the regeneration according to the process determined by the sequence execution unit based on the basic information of the target battery. At the same time, the data analysis unit analyzes changes in current and voltage values from the lead storage battery to be regenerated.
鉛蓄電池の状態の把握は、以下のように判定することで行う。例えば、開始から１秒の時点と３０分の時点で電圧の変化を測定する。データ解析部の行う判定の一例を示す。例えば、シーケンス実行部から出力制御部を経て電流・電圧・供給部から供給される電流、電圧に対して、対象電池のＶｂの時間変化を測定部が測定し、データ解析部がサルフェーションの状態と再生の可否を判定する。図５と図６で示した判定は、表１のように以後の再生内容を示した。 The state of the lead storage battery is grasped as follows. For example, the voltage change is measured at 1 second from the start and at 30 minutes. An example of the determination which a data analysis part performs is shown. For example, the measurement unit measures the time change of Vb of the target battery with respect to the current and voltage supplied from the current / voltage / supply unit from the sequence execution unit through the output control unit, and the data analysis unit It is determined whether or not reproduction is possible. The determinations shown in FIG. 5 and FIG. 6 show the subsequent reproduction contents as shown in Table 1.
すなわち、本願発明の判定で示される、ＢＴ１、ＢＴ２、ＢＴ３、ＢＴ４、ＢＴ５、ＢＴ６、ＢＴ７の７つの状態に判定の結果、電池の状態は以下のように把握される。ＢＴ１、ＢＴ７は再生不可、ＢＴ２、ＢＴ３は強いサルフェーション、ＢＴ４は良品、ＢＴ５、ＢＴ６は弱いサルフェーションとである。すなわち、本願装置での判定は、シーケンス実行部の指示に従い、出力制御部は電流・電圧・電力供給部から以下の通り実行する。供給設定電流Ｉａは、鉛蓄電池公称容量（Ａｈ）の１〜１０％の電流値、設定電圧Ｖａは公称電圧の１００Ｖ（ＭＡ）とする。電流・電圧設定の１秒後と３０分後にデータ解析部が対象電池の電流Ｉｂ、電圧Ｖｂを測定し判定するものである。データ解析部の測定値と判定結果について、数式で示したものを表２で示す。以下の説明では、「判定」という語が種々の段階で出てくるが、電池の現在の状態をＢＴ１、ＢＴ２、ＢＴ３、ＢＴ４、ＢＴ５、ＢＴ６、ＢＴ７の７つの状態のどの状態であるか把握すること、またはサルフェーションの状態を把握すること、再生工程の結果、電池の状態がどうなったかについても「判定」という用語を用いた。 That is, as a result of determination to seven states of BT1, BT2, BT3, BT4, BT5, BT6, and BT7 indicated by the determination of the present invention, the state of the battery is grasped as follows. BT1 and BT7 are not reproducible, BT2 and BT3 are strong sulfation, BT4 is non-defective, and BT5 and BT6 are weak sulfation. That is, according to the instruction of the sequence execution unit, the output control unit executes the determination in the device of the present application as follows from the current / voltage / power supply unit. The supply set current Ia is a current value of 1 to 10% of the lead-acid battery nominal capacity (Ah), and the set voltage Va is 100 V (MA) of the nominal voltage. The data analysis unit measures and determines the current Ib and the voltage Vb of the target battery 1 second and 30 minutes after setting the current and voltage. The measured values and the determination results of the data analysis unit are shown in Table 2 as numerical expressions. In the following description, the word "judgment" appears at various stages, but it is possible to grasp which one of the seven states BT1, BT2, BT3, BT4, BT5, BT6 and BT7 the current state of the battery is The term “determination” was also used to determine the state of the sulfation or to determine the state of the battery as a result of the regeneration process.
この判定結果により、本願発明では、再生の行程を状態により適したものにすることができる。すなわち簡易な操作で対象となる鉛蓄電池の再生が可能となる。なお、前述の通り、サルフェーションが弱いと判定されたものに対しても、再生の工程を実施するので、実用上サルフェーション現象が見過ごされるという問題が解決できる。 According to the determination result, in the present invention, the process of regeneration can be made more suitable for the state. In other words, it is possible to regenerate the target lead-acid battery with a simple operation. In addition, as described above, since the regeneration process is performed for those in which the sulfation is determined to be weak, it is possible to solve the problem that the sulfation phenomenon is overlooked in practice.
本願発明では、電池の示す電圧Ｖｂの変化を測定することでサルフェーションの発生状況、すなわち、硫酸鉛の不導体皮膜の状態を推定することで、簡易的に電池の状態を判定している。表２の数値判定方法は、表１で示した内容を数値化したものである。 In the present invention, the state of the battery is simply determined by measuring the change in the voltage Vb indicated by the battery to estimate the state of occurrence of sulfation, that is, the state of the nonconductive film of lead sulfate. The numerical value determination method of Table 2 is obtained by quantifying the contents shown in Table 1.
電流を投入しても、電池の示す電圧Ｖｂが装置の許容する電圧ＭＶと等しいままで、電池の示す電圧Ｖｂの変化が０〜１Ｖで、ほとんど０に近いときをＢＴ１、電池の示す電圧Ｖｂが電池の公称電圧ＮＶより低いままで、電池の示す電圧Ｖｂの変化が０〜１Ｖで、ほとんど０に近いときをＢＴ７と判定する。電流を投入しても電池の示す電圧に変化がないことで、硫酸鉛の不導体皮膜に変化がないと考えられ、すなわち、サルフェーションが強固と判断されるからである。 Even when the current is supplied, the voltage Vb of the battery remains equal to the voltage MV of the device, and the change of the voltage Vb of the battery is 0 to 1 V, BT1 when almost close to 0, the voltage Vb of the battery Is lower than the nominal voltage NV of the battery, the change in the voltage Vb indicated by the battery is 0 to 1 V, and it is determined as BT7 when it is almost zero. It is thought that there is no change in the lead sulfate non-conductive film because there is no change in the voltage indicated by the battery even if current is applied, that is, the sulfation is judged to be strong.
電池の示す電圧Ｖｂが低下するときは、硫酸鉛の不導体皮膜に電流の通り道が形成されたと判断できるので、強いサルフェーション状態ではあるものの再生可能と判断できる。電池の示す電圧Ｖｂが装置の許容する電圧ＭＶと等しい値から低下したときをＢＴ２、電池の示す電圧Ｖｂが装置の許容する電圧ＭＶと低い値からさらに低下したときをＢＴ３と判定する。 When the voltage Vb indicated by the battery is reduced, it can be determined that a current path is formed in the lead sulfate nonconductive film, so that it can be determined that the battery can be regenerated although it is in a strong sulfation state. When the voltage Vb indicated by the battery drops from a value equal to the voltage MV permitted by the device is determined as BT2, and when the voltage Vb indicated by the battery drops further from the voltage MV permitted by the device and a lower value, BT3 is determined.
電池の示す電圧Ｖｂが装置の許容する電圧ＭＶより低く公称電圧ＮＶより高いとき、かつ、供給設定電流Ｉａと電池から流れる電流Ｉｂが等しいときは、硫酸鉛の不導体皮膜に妨げられることなく、電池に充電されていることとなるので、硫酸鉛の電気分解がさらに進み電池の起電力が発生することで電池の示す電圧Ｖｂが上昇する。この場合はサルフェーションの発生はほとんどないとし、ＢＴ４と判定する。ＢＴ４と判定された電池は充電のため補充電工程へ移行する。 When the voltage Vb indicated by the battery is lower than the allowable voltage MV of the device and higher than the nominal voltage NV, and when the supply setting current Ia and the current Ib flowing from the battery are equal, the nonconductive film of lead sulfate is not interrupted Since the battery is charged, the voltage Vb indicated by the battery rises as the electrolysis of lead sulfate further proceeds and the electromotive force of the battery is generated. In this case, it is determined that sulfation hardly occurs and BT4 is determined. The battery determined as BT4 shifts to the auxiliary charging step for charging.
電池の示す電圧Ｖｂが公称電圧ＮＶより低いが、電流の投入で電池の示す電圧Ｖｂが上昇するときは、硫酸鉛の不導体皮膜が分解して鉛イオンと硫酸イオンが発生し起電力が生じることから電池の示す電圧Ｖｂが上昇する。この場合、サルフェーション状態は弱いと考えられる。電池の示す電圧Ｖｂが公称電圧ＮＶより高い場合を、ＢＴ５と判定し、低い場合を、ＢＴ６と判定する。 When the voltage Vb indicated by the battery is lower than the nominal voltage NV, but the voltage Vb indicated by the battery rises when the current is applied, the nonconductive film of lead sulfate is decomposed to generate lead ions and sulfate ions to generate an electromotive force. Therefore, the voltage Vb indicated by the battery rises. In this case, the sulfation state is considered weak. When the voltage Vb indicated by the battery is higher than the nominal voltage NV, it is determined as BT5, and when it is lower, it is determined as BT6.
以上のように本願発明では、対象電池へ電流を投入することで、電池の示す電圧の変化を本願装置が測定する。その変化の状態に従い対象電池のサルフェーション状態を判定する。その判定結果にもとづき、シーケンス実行部が次の工程を指示する。図６にフローチャートで示した。このようにして、本願発明では、硫酸鉛の不導体皮膜の状態を簡便に判定し、その状態に最も適した工程指示（モード）で、簡便に電池の再生を行うものである。後述する実施例でシーケンス実行部が行う具体的な工程指示（モード）について説明する。 As described above, in the present invention, the apparatus of the present invention measures a change in voltage indicated by the battery by supplying a current to the target battery. According to the state of the change, the sulfation state of the target battery is determined. Based on the determination result, the sequence execution unit instructs the next process. The flow chart is shown in FIG. Thus, in the present invention, the state of the lead sulfate nonconductive film is simply determined, and the battery is simply regenerated with the process instruction (mode) most suitable for the state. A specific process instruction (mode) performed by the sequence execution unit in an embodiment described later will be described.
データ解析部の判定とシーケンス実行部の指示は以下のようになる。ＢＴ１とＢＴ７と判定されたものは再生不可能と判定し再生を終了する。ＢＴ２とＢＴ３と判定されたものは強いサルフェーション状態と判定し、励起工程（ＰＲＳ３−１）に移行する。ＢＴ４と判定されたものは良品として、補充電工程（ＰＲＳ５）に移行する。ＢＴ５とＢＴ６と判定されたものは弱いサルフェーション状態と判定し、励起工程（ＰＲＳ３−２）に移行する。 The determination of the data analysis unit and the instruction of the sequence execution unit are as follows. Those determined as BT1 and BT7 are determined as non-reproducible, and the reproduction is ended. Those determined as BT2 and BT3 are determined as a strong sulfation state, and the process proceeds to the excitation step (PRS3-1). Those determined as BT4 are transferred to the supplementary charging step (PRS5) as non-defective products. Those determined as BT5 and BT6 are determined to be weak sulfation states, and the process proceeds to the excitation step (PRS3-2).
図７は、基底状態評価工程で、サルフェーションが強いと判定された場合の全体工程について、電流の投入と対象鉛蓄電池の電圧推移を示したものである。本願では工程の推移に従い投入電流量を増減（投入電流ゼロも含む）することに特徴があり、常に電流を流し続ける方法ではない。 FIG. 7 shows the input of current and the voltage transition of the target lead-acid battery in the entire process when it is determined that the sulfation is strong in the ground state evaluation process. The present application is characterized in that the amount of input current is increased / decreased (including zero input current) in accordance with the transition of the process, and is not a method of constantly flowing current.
図８にサルフェーションが強いと判定された場合の励起工程（ＰＲＳ３−１）についてその再生の進行状況を示す。また、図１１にそのフローチャートで示す。励起工程は対象電池の再生を行う工程であり、表１で示すＢＴ２、ＢＴ３と判定された電池に対しては、本願装置は、設定電力の維持を優先するＰＰモードをとるように指示する。このときの設定は最大電力となる。サルフェーションが強い対象電池は、抵抗値が高いため、電池の示す電圧Ｖｂも公称電圧ＮＶを大きく超過して高い値を示す。図８では、ＭＶが示している。サルフェーションにクラックが入り、硫酸鉛の不導体皮膜の分解が始まると、抵抗値が低下するため、急激な電圧降下が見られることになる。急激な電圧降下は、本願装置では、例えば、１Ｖ以上／秒の電圧降下のときに、急激な電圧降下があったと判定する。図８に示すように、電圧降下に従い、本願装置からの供給設定電流Ｉａが増加する。従って、電池側の電圧降下に合わせて、本願装置では、投入電流量を増加させながら、硫酸鉛の不導体皮膜の溶解次いで電気分解を行うことができる。 FIG. 8 shows the progress of regeneration of the excitation step (PRS 3-1) when it is determined that the sulfation is strong. FIG. 11 is a flowchart showing the operation. The excitation step is a step of regenerating the target battery, and for the batteries determined as BT2 and BT3 shown in Table 1, the apparatus of this application instructs to take PP mode giving priority to maintaining the set power. The setting at this time is the maximum power. Since the target battery with strong sulfation has a high resistance value, the voltage Vb indicated by the battery greatly exceeds the nominal voltage NV and shows a high value. In FIG. 8, MV indicates. When cracking occurs in the sulfation and the decomposition of the lead sulfate non-conductive film begins, the resistance value decreases and a rapid voltage drop is observed. In the device of the present application, it is determined that there is a sudden voltage drop when the voltage drop is 1 V or more / second, for example. As shown in FIG. 8, according to the voltage drop, the supply setting current Ia from the present application increases. Therefore, in accordance with the voltage drop on the battery side, the apparatus of the present invention can perform dissolution and then electrolysis of the lead sulfate nonconductive film while increasing the amount of input current.
本願装置が急激な電圧降下が発生しなくなったことを感知する（電池電圧Ｖ１）と、供給設定電流Ｉａの量を優先するＰＣモードに自動変更され、基底状態評価工程で使用した設定、すなわち、対象電池の公称容量ＮＣの１〜１０％に相当する電流で、再生を行う。ＰＰモードからＰＣモードへ変換する時点で、硫酸鉛の不導体皮膜は電気分解によりＰｂ（鉛イオン）とＳＯ４（硫酸イオン）に分解され、ＰＣモードの進行に伴い、電池の起電力が高まるため、電圧は徐々に高まっていく。 When the present device senses that a sudden voltage drop does not occur (battery voltage V1), the setting is automatically changed to the PC mode that gives priority to the amount of the supply setting current Ia, and the setting used in the ground state evaluation step, Regeneration is performed at a current corresponding to 1 to 10% of the nominal capacity NC of the target battery. At the time of conversion from PP mode to PC mode, the nonconductive film of lead sulfate is decomposed into Pb (lead ion) and SO 4 (sulfate ion) by electrolysis, and the electromotive force of the battery increases with the progress of PC mode. , The voltage will gradually increase.
このとき、電池電圧Ｖ２＝＜公称電圧ＮＶで、かつ、電池電圧がＶ２から上昇傾向にあると判断されたとき、対象電池の状態が「弱いサルフェーションの状態」ＢＴ５，ＢＴ６に移行したとデータ解析部が判定し、サルフェーションが弱いと判定された場合の励起工程（ＰＲＳ３−２）へと移行する。 At this time, when the battery voltage V2 is less than the nominal voltage NV, and it is determined that the battery voltage tends to rise from V2, the data analysis is made that the state of the target battery has transitioned to "weak sulfation state" BT5, BT6. The part is determined, and the process proceeds to the excitation step (PRS3-2) when it is determined that the sulfation is weak.
一方、電池電圧Ｖ２＝＞公称電圧ＮＶである場合、または、電池電圧がＶ２から下降傾向にあるとデータ解析部が判断したとき、ＰＰモードでＶ１時の電流設定に戻るようにシーケンス実行部に指示する。シーケンス実行部から出力制御部を通じた指示により、電流・電圧・電力供給部から対象電池へと電流供給は、一定時間ＰＰモードを継続し、再びＰＣモードに移行してサルフェーションの状態をデータ解析部が判定する。なお、以上の記載については、図１１のフローチャートでも記載している。 On the other hand, if the battery voltage V2 => nominal voltage NV, or if the data analysis unit determines that the battery voltage tends to drop from V2, the sequence execution unit returns to the current setting at V1 in PP mode. To direct. According to an instruction from the sequence execution unit through the output control unit, the current supply from the current / voltage / power supply unit to the target battery continues the PP mode for a certain period of time, shifts to the PC mode again, and the state of the sulfation data analysis unit Determines. The above description is also described in the flowchart of FIG.
基底状態評価工程で、サルフェーションが弱いと判定された場合について説明する。図９にサルフェーションが弱いと判定された場合の励起工程（ＰＲＳ３−２）についてその再生の進行状況を示す。基底状態評価工程で、サルフェーションが弱いと判定されるのは、基底状態工程で、ＢＴ５、ＢＴ６と判断された鉛蓄電池である。この場合、判定された電池に対しては、本願装置は、設定電流の維持を優先するＰＣモードとなる。 The case where the sulfation is determined to be weak in the ground state evaluation step will be described. FIG. 9 shows the progress of regeneration of the excitation step (PRS3-2) when it is determined that the sulfation is weak. In the ground state evaluation step, it is the lead-acid batteries judged as BT5 and BT6 in the ground state process that the sulfation is judged to be weak. In this case, with respect to the determined battery, the present device is in the PC mode in which the maintenance of the set current is prioritized.
電池電圧が横ばいに推移（図９のＶ３）していることを本願装置のデータ解析部が感知すると、シーケンス実行部がそのデータを受けて、電圧値が任意の電圧値（ＡＶ）付近に到達するよう出力制御部に指示を出す。出力制御部は、その指示に従って、電流・電圧・電力供給部からの投入電流をゆるやかに増加させる（図９のＡ２）。なお、任意の電圧値（ＡＶ）は基礎情報Ｄ１に基づいて自動設定され、対象電池の公称電圧（ＮＶ）の１６０％が基準となる。 When the data analysis unit of the present apparatus senses that the battery voltage is flat (V3 in FIG. 9), the sequence execution unit receives the data and the voltage value reaches around an arbitrary voltage value (AV) The output control unit is instructed to do so. The output control unit gradually increases the input current from the current / voltage / power supply unit according to the instruction (A2 in FIG. 9). The arbitrary voltage value (AV) is automatically set based on the basic information D1, and 160% of the nominal voltage (NV) of the target battery is the reference.
電池電圧が任意の電圧値（ＡＶ）を超過（図９のＶ４）したことを、本願装置のデータ解析部が感知すると、シーケンス実行部がそのデータを受けて、電圧値が任意の電圧値（ＡＶ）を下回るよう出力制御部に指示を出す。出力制御部は、その指示に従って、電流・電圧・電力供給部からの投入電流量を低下させる（図９のＡ３）。 When the data analysis unit of the present apparatus senses that the battery voltage has exceeded the arbitrary voltage value (AV) (V4 in FIG. 9), the sequence execution unit receives the data and the voltage value has the arbitrary voltage value ( An instruction is given to the output control unit so as to be lower than (AV). The output control unit reduces the amount of input current from the current / voltage / power supply unit according to the instruction (A3 in FIG. 9).
電池電圧が下降傾向（図９のＶ５）になったことを本願装置のデータ解析部が感知すると、シーケンス実行部がそのデータを受けて、投入電流量を上昇させるよう出力制御部に指示を出す。出力制御部は、その指示に従って、電流・電圧・電力供給部からの投入電流量を上昇させる（図９のＡ４）。電流・電圧・電力供給部からの投入電流量を上昇させた後も、電圧値が下降傾向を示す（図９のＶ６）ときは、サルフェーション状態、すなわち、サルフェーションが除去されたことの確認のため、本願装置は定常性確認工程に移行する。 When the data analysis unit of the present apparatus senses that the battery voltage has a decreasing tendency (V5 in FIG. 9), the sequence execution unit receives the data and instructs the output control unit to increase the input current amount. . The output control unit increases the amount of input current from the current / voltage / power supply unit according to the instruction (A4 in FIG. 9). Even after raising the amount of input current from the current / voltage / power supply unit, when the voltage value shows a downward trend (V6 in FIG. 9), it is for confirmation that the sulfation state, ie, the sulfation has been removed. Then, the device of the present application moves to a continuity confirmation process.
図１０に、サルフェーションがほぼないと判定された電池（基底評価工程でＢＴ４と判断された電池）に対しては、装置が設定電流の投入を優先するＰＶモードとなる。任意の電圧（ＡＶ）は電池の公称電圧の１２０％に設定される。サルフェーションがないので、クラックによる電圧降下は認められない。すなわち、電圧は常に一定（Ｖａ＝Ｖｂ）となり、時間の経過に伴って、電流値は低下していく。すなわち、Ｉａ＞Ｉｂとなる。電池内に電気が格納されていくにつれて、電池電圧が高まっていくが、任意電圧（ＡＶ）を電池の公称電圧の１２０％に設定していることから、電池電圧は変わらず、投入電流量が低下していく（図１０でＡ５）。投入電流量の低下が認められ、３０分以上一定電流値で推移したことを検知（図１０でＡ６）して再生工程は終了となる。本願装置では、サルフェーションがほぼないと判定された電池に対して、以上のような工程を実施するので、軽度のサルフェーション現象が見過ごされることは起こらない。なお、図１０は模式的に示したものである。 In FIG. 10, for a battery determined to have almost no sulfation (a battery determined to be BT4 in the base evaluation step), the apparatus is in the PV mode in which the input of the set current is prioritized. The arbitrary voltage (AV) is set to 120% of the battery's nominal voltage. Since there is no sulfation, no voltage drop due to cracks is observed. That is, the voltage is always constant (Va = Vb), and the current value decreases with the passage of time. That is, Ia> Ib. The battery voltage increases as electricity is stored in the battery, but since the arbitrary voltage (AV) is set to 120% of the nominal voltage of the battery, the battery voltage does not change, and the amount of input current is It will decrease (A5 in FIG. 10). A decrease in the amount of input current is recognized, and it is detected that the current has changed at a constant current value for 30 minutes or more (A6 in FIG. 10), and the regeneration process ends. In the device of the present invention, since the above-described steps are performed on a battery determined to have almost no sulfation, a slight sulfation phenomenon is not overlooked. FIG. 10 is a schematic view.
図１２に定常性確認工程（ＰＲＳ４）についてその進行状況を示す。図１３に定常性確認工程（ＰＲＳ４）をフローチャートで示す。定常性確認とは、電池が電気を適切に保持する能力を有しているか否かの判断を行うことである。本願発明では、定常性の確認は、投入電流量を０Ａにして行う。なお、図１２は、説明のため、投入電流量を０Ａとする以前からの表記とした図となっている。 FIG. 12 shows the progress of the continuity confirmation process (PRS4). FIG. 13 is a flowchart showing the continuity confirmation process (PRS4). The continuity check is to determine whether the battery has the ability to hold electricity properly. In the present invention, the confirmation of the stationarity is performed with the amount of input current set to 0A. In addition, FIG. 12 is a figure made into the description from before setting an input electric current amount to 0A for description.
投入電流を０Ａとした際の電池電圧Ｖｓと、Ｖｓ測定から１０分後の電圧Ｖｅの差異をデータ解析部が測定する。例えば、Ｖｓ、Ｖｅが対象電池の公称電圧ＮＶに対して、１０５％以上を維持しているか否かを測定し、ＶｓとＶｅが共に１０５％以上を維持しているときは、Ｖｓ、Ｖｅとの間の差異（ΔＶ＝Ｖｓ−Ｖｅ）を計測し、ΔＶが０．１Ｖ以下のときは、対象蓄電池の再生状況を「合格」と判定し、補充電工程へ移行する。一方、ＶｓとＶｅが共に１０５％以下、又はΔＶが０．１Ｖ以上のときは、励起工程（ＰＲＳ３−２）へと戻る。すなわち、補充電工程へ移行できるまで再生されたものが「合格」と判定され、「合格」と判定されないものは、再度励起工程を行う。
The data analysis unit measures the difference between the battery voltage Vs when the input current is set to 0 A and the
図１４に補充電工程のフローチャートを示す。補充電工程は、図１０に示したサルフェーションがほぼないと判定された電池に対する充電と同様の内容となり、Ａ６を検知して、シーケンス実行部が機器停止部に指示を出し全工程は終了となる。 FIG. 14 shows a flowchart of the supplementary charging process. The supplementary charge process has the same contents as the charge for the battery determined to have almost no sulfation shown in FIG. 10, detects A6, and the sequence execution unit instructs the device stop unit to end all the processes. .
以上、詳述したように、本願発明では、電池の状態の把握を上記判定という方法で行い、判定結果に応じた充電工程を行うことで、対象電池のサルフェーションによる劣化具合の状態に対応した再生を簡便に行うことができる。 As described above in detail, in the present invention, the state of the battery is grasped by the above-mentioned determination method, and the charging process according to the determination result is performed, thereby reproducing the target battery according to the state of deterioration due to sulfation. Can be performed easily.
図１５に本願装置を使用した対象電池の再生工程についてその全工程をフローチャートで示した。それぞれの工程でデータ解析部からのデータに基づき、シーケンス実行部（図１５では文字数の関係で「シーケンス部」と表記）がモードを選択して出力制御部にモードの実行を指示するのである。すなわち、データ解析部により対象電池の劣化具合、すなわち、硫酸鉛の不導体皮膜の状態について把握でき、シーケンス実行部の工程指示により、より有効な硫酸鉛の不導体皮膜の解消を図ることができるのである。なお、以上はすべて順調に各工程へ移行した場合であるが、判定の結果次の工程に進めなかった場合は、例えば、再度励起工程を実施することになる。その例については、実施例で示す。次に、実際の対象電池についての結果を実施例で説明する。 The whole process of the process of regenerating the target battery using the device of the present invention is shown in FIG. In each process, based on data from the data analysis unit, the sequence execution unit (denoted as "sequence unit" in FIG. 15 in relation to the number of characters) selects a mode and instructs the output control unit to execute the mode. That is, the data analysis unit can grasp the degree of deterioration of the target battery, that is, the state of the lead sulfate nonconductive film, and the process instruction of the sequence execution unit can eliminate more effective lead sulfate nonconductive film. It is In addition, although all the above is a case where it transfers to each process smoothly, when it cannot progress to the next process as a result of determination, for example, an excitation process will be implemented again. The example is shown in an Example. Next, the result about an actual object battery is demonstrated in an Example.
［実施例１］
ＧＳＹＵＡＳＡ製ＭＳＥ３００（公称電圧２Ｖ／公称容量３００ＡＨ／密閉式）を対象電池として本願装置で試験した。１２個の種々の使用済みで再生の対象とした電池を試料１〜１２とした。
Example 1
The MSE300 (nominal voltage 2 V / nominal capacity 300 AH / hermetic type) manufactured by GSYUASA was tested as a target battery in the present apparatus. Samples 12 to 12 were used and subjected to regeneration.
電池データの入力は、ＧＳＹＵＡＳＡ製ＭＳＥ３００の公称値を入力した。基底状態評価工程では、各試料について、評価開始（１秒時点）と評価後（３０分時）の電池の電圧を測定し、表２の判定方法に従い、ＢＴ１からＢＴ７までの判定をした。結果を表３に示す。 The input of the battery data input the nominal value of MSE300 made by GSYUASA. In the ground state evaluation step, the voltage of the battery at the start of evaluation (at 1 second) and after the evaluation (at 30 minutes) was measured for each sample, and the judgment from BT1 to BT7 was performed according to the judgment method of Table 2. The results are shown in Table 3.
評価開始時の電圧と評価後の電圧を比較することでＢＴ１〜７までの判定をした。判定結果に基づき、前述の通り（図６フローチャート参照）、次の工程へと移行する。
ＢＴ２、ＢＴ３と判定された試料１、４、８、９、１０は、サルフェーションが強いとした判定に対応した励起再生工程（ＰＲＳ３−１）へと移行した。励起再生工程（ＰＲＳ３−１）の結果を表４に示す。
By comparing the voltage at the start of the evaluation with the voltage after the evaluation, it was judged for BT1 to BT7. Based on the determination result, as described above (see the flowchart in FIG. 6), the process proceeds to the next step.
試料１、４、８、９、１０は、３０．００Ｖの電圧で工程を開始したが、時間の経過に従いサルフェーション状態のクラック（急激な電圧の降下）が認められ、電池の電圧は降下した。試料１、４、８、９はクラック発生からＶ１、Ｖ２の電圧を経て１０分経過時点で、公称電圧２Ｖに近づいた。一方、公称電圧２Ｖに対し、３．３５Ｖと電圧降下が不十分と判定された試料１０は、ＰＰモードへと移行する。すなわち、ＢＴ５、ＢＴ６と判定された試料は励起再生工程（ＰＲＳ３−２）へ、ＢＴ５、ＢＴ６と判定されなかった試料は、再度、励起再生工程（ＰＲＳ３−１）へ戻るのである。すなわち、ＰＰモードが再度実施される。
試料１、４、８、９は、クラックの発生により硫酸鉛の不導体皮膜に電流の通り道が発生し、弱いサルフェーション状態に近づいたと考えられる。判定の結果ＢＴ５、ＢＴ６となった。また、ＰＰモードへと移行後終了時判定で試料１０もＢＴ５となった。初期判定がＢＴ５、ＢＴ６と判定された試料６，７と合わせ、励起再生工程（ＰＲＳ３−２）の結果を表５に示す。
Samples 1, 4, 8, and 9 are considered to have approached a weak sulfation state due to the occurrence of cracks in which a current path occurred in the lead sulfate non-conductive film. As a result of the determination, BT5 and BT6 were obtained. Moreover, the
励起再生工程（ＰＲＳ３−２）では、前述の通り、開始時公称電圧付近であった電池の電圧はＶ３→Ｖ４→Ｖ５→Ｖ６へ、上昇し一定の値に近づいていくことが認められた。すなわち、サルフェーション状態のクラックからサルフェーションすなわち硫酸鉛皮膜の分解により、鉛イオンと硫酸イオンが発生し、電池の起電力が上昇していることが観測された。なお、試料２と４は、ＢＴ４の判定であり、この時点で合格となった。
In the excitation regeneration step (PRS3-2), as described above, it was found that the voltage of the battery, which was near the start nominal voltage, rose to V3 → V4 → V5 → V6 and approached a constant value. That is, it was observed that lead ions and sulfate ions were generated from the sulfation state cracks, that is, decomposition of the lead sulfate film, and the electromotive force of the battery was increased.
続いて、定常性確認工程で、電流を投入し、定常性の確認を行った。公称電圧に近づいたものを合格と判定した。結果を表６に示す。 Subsequently, in the steadiness confirmation step, current was supplied to confirm steadiness. Those approaching the nominal voltage were judged as acceptable. The results are shown in Table 6.
表６の結果に示すように、本願装置による基底状態評価工程で、ＢＴ１とＢＴ７と判定されたものを除き、再生できることが確認された。すなわち、本願装置を用いれば、サルフェーションにより形成された硫酸鉛の不導体皮膜の発生状態に対応した鉛蓄電池の再生を可能とすることが確認された。また、対象電池のサルフェーションによる劣化具合の状態（鉛蓄電池状態の把握）に対応した再生を簡便に行うことができることが確認された。すなわち、診断充電の挙動についての対応を、サルフェージョン対策の面から簡便に解決することができた。なお、ＢＴ４の判定となったものについては、前述の通り、補充電工程に移行する。表７に補充電工程の結果を示す。 As shown in the results of Table 6, it was confirmed that reproduction was possible except for those determined as BT1 and BT7 in the ground state evaluation process by the present device. That is, it was confirmed that the use of the device of the present invention makes it possible to regenerate the lead-acid battery corresponding to the generation of the nonconductive film of lead sulfate formed by the sulfation. Moreover, it was confirmed that the reproduction | regeneration corresponding to the state (determination of a lead storage battery state) of the deterioration condition by sulfation of an object battery can be performed simply. That is, it was possible to solve simply the response to the behavior of the diagnostic charge from the viewpoint of the sulfation countermeasure. In addition, about what became judgment of BT4, it transfers to a supplementary charge process as mentioned above. Table 7 shows the results of the supplementary charge process.
［実施例２］
市販の鉛蓄電池として、自動車用バッテリー１２Ｖ／開放式を実施例１と同様に試験した。
Example 2
As a commercially available lead storage battery, a car battery 12 V / open type was tested in the same manner as in Example 1.
実施例１と同様に、評価開始時の電圧と評価後の電圧を比較することでＢＴ１〜７までの判定をした。この結果、良品と判定（ＢＴ４）されたものは補充電工程へとなった。ＢＴ２、ＢＴ３と判定されたものは、サルフェーションが強いとした判定に対応した励起再生工程（ＰＲＳ３−１）へと移行した。また、ＢＴ１、ＢＴ７と判定されたものは再生不可と判定した。結果を表８に示す。 In the same manner as in Example 1, determinations of BT1 to BT7 were made by comparing the voltage at the start of the evaluation and the voltage after the evaluation. As a result, those which were judged as non-defective (BT4) became the supplementary charging step. Those determined as BT2 and BT3 were transferred to the excitation regeneration step (PRS3-1) corresponding to the determination that the sulfation was strong. In addition, those determined as BT1 and BT7 were determined to be non-reproducible. The results are shown in Table 8.
実施例１と同様に、ＢＴ２、ＢＴ３と判定された、試料２３、２７，２８、３２について、励起再生工程（ＰＲＳ３−１）の結果を表９に示す。 Similar to Example 1, Table 9 shows the results of the excitation regeneration step (PRS 3-1) for samples 23, 27, 28, 32 determined to be BT2 and BT3.
試料２３は、７６．５４Ｖの電圧で工程を開始したが、クラック１の発生で、２５．６４Ｖに電圧降下し、クラック２の発生で、１８．２１Ｖに電圧降下し、クラック発生からＶ１、Ｖ２の電圧を経て１０分経過時点で１１．６６Ｖとなり、公称電圧１２Ｖに近づいた。試料２７は、３６．００Ｖから、試料２８は、２９．９８Ｖからの電圧で工程を開始したが、クラック発生による電圧低下は１回で、低下電圧からＶ１、Ｖ２の電圧を経て１０分経過時点で、試料２７は１１．８１Ｖ、試料２８は１１．３１Ｖと公称電圧１２Ｖに近づいた。また、試料３２は、８８．９９Ｖの電圧で工程を開始したが、クラック１の発生で、６０．１２Ｖに電圧降下し、クラック２の発生で、２０．６２Ｖに電圧降下した。その後、Ｖ１、Ｖ２の電圧を経て１０分経過時点で１１．７８Ｖとなり、公称電圧１２Ｖに近づいた。
The sample 23 started the process at a voltage of 76.54 V, but the voltage drop to 25.64 V due to the occurrence of the crack 1 and the voltage drop to 18.21 V due to the occurrence of the
表９の結果から、実施例１と同様に、サルフェーションが強いと判定された試料は、クラックの発生により電池電圧の低下が認められ、公称電圧に近い値となった。試料２３、２７，２８、３２は、実施例１と同様に、クラックの発生により硫酸鉛の不導体皮膜に電流の通り道が発生し、弱いサルフェーション状態に近づいたと考えられる。判定の結果ＢＴ５、ＢＴ６となった。初期判定がＢＴ５、ＢＴ６と判定された試料１，２１１と合わせ、励起再生工程（ＰＲＳ３−２）の結果を表１０に示す。 From the results of Table 9, as in the case of Example 1, for the sample judged to have a strong sulfation, a drop in battery voltage was recognized due to the occurrence of a crack, and the value was close to the nominal voltage. As in the case of Example 1, Samples 23, 27, 28, and 32 are considered to have a path of current generated in the lead sulfate nonconductive film due to the occurrence of the crack, and to approach a weak sulfation state. As a result of the determination, BT5 and BT6 were obtained. Table 10 shows the results of the excitation regeneration process (PRS3-2) together with samples 1 and 211 whose initial determinations are determined as BT5 and BT6.
実施例１と同様に、定常性確認工程で、電流を投入し、定常性の確認を行った。結果を表１１に示す。 In the same manner as in Example 1, in the steadiness confirmation step, current was supplied to confirm steadiness. The results are shown in Table 11.
表１１の結果に示すように、実施例１と同様に、本願装置による基底状態評価工程で、ＢＴ１とＢＴ７と判定されたものを除き、再生できることが確認された。合格とされた各試料は、補充電工程（ＰＲＳ５）へと移行した。 As shown in the results of Table 11, as in Example 1, it was confirmed that regeneration was possible except for those determined as BT1 and BT7 in the ground state evaluation step by the present application device. Each sample accepted was transferred to the supplementary charge step (PRS5).
補充電工程の結果を表１２に示す。 Table 12 shows the results of the auxiliary charging process.
以上の実施例の結果から、本願装置による対象電池の再生は、サルフェーションの状態が強く再生不可と判定されたものを除き、初期判定の結果に対応した各工程を経て、ＢＴ４（再生可で、サルフェーションがほぼなく、要充電）との判定の後、補充電工程を経て再生できることが確認された。すなわち、ＢＴ４との判定になるまで、励起工程を繰り返すことになるが、安全上の問題からも、全工程の時間は１２時間以内に、望ましくは１０時間以内に、特に望ましくは９時間以内に全工程が設定されている。 From the results of the above example, the regeneration of the target battery by the device of the present invention is carried out through each process corresponding to the result of the initial determination, except for the one in which the state of sulfation is strongly judged not to be reproducible. It was confirmed that after the determination that there is almost no sulfation and charging is required, regeneration can be performed through the supplementary charging step. That is, the excitation process is repeated until it is determined that it is BT4, but also from the viewpoint of safety, the whole process time is within 12 hours, preferably within 10 hours, particularly preferably within 9 hours. All processes are set.
すなわち、本願装置を用いれば、サルフェーションにより形成された硫酸鉛の不導体皮膜の発生状態に対応した鉛蓄電池の再生を可能とし、対象電池のサルフェーションによる劣化具合の状態（鉛蓄電池状態の把握）に対応した再生を簡便に行うことができた。また、実用上サルフェーション現象が見過ごされるという問題が解決できる。 In other words, if the device of the present application is used, it is possible to regenerate the lead storage battery corresponding to the occurrence state of the lead sulfate non-conductive film formed by sulfation, and the state of deterioration due to the sulfation of the target battery (understand the state of the lead storage battery) The corresponding reproduction could be easily performed. Moreover, the problem that the sulfation phenomenon is overlooked in practice can be solved.
本願発明の装置は簡便な工程により鉛蓄電池を再生することができる。また本願装置を使用すると投入する電流を可変させて再生するので、省エネルギーにもなる。装置および再生方法が簡便なのでコストダウンにも資する。本願発明の装置は１台単独でなく複数組み合わせて使用することができる。図１６に本願装置を２台組み合わせて使用する例を示した。 The apparatus of the present invention can regenerate a lead storage battery by a simple process. In addition, when the apparatus of the present invention is used, the input current is varied and regenerated, which also saves energy. Since the apparatus and the regeneration method are simple, it contributes to cost reduction. The apparatus of the present invention can be used in combination of a plurality of devices, not a single device. FIG. 16 shows an example in which two devices of the present application are used in combination.
Claims (8)
表示部・操作盤への初期設定がデータ解析部を通してシーケンス実行部に伝えられてから、鉛蓄電池の再生が開始され、
終了指令をデータ解析部がシーケンス実行部に出し、シーケンス実行部が、機器停止部に停止指令を出し、機器停止部が、電流・電圧・電力供給部からの電流電圧の供給を停止して、鉛蓄電池の再生が自動で終了する鉛蓄電池再生装置であって、
前記データ解析部が、基底状態評価工程、励起工程、定常性確認工程、補充電工程と続く、全工程で、再生対象の鉛蓄電池からの電流及び電圧の推移を、前記シーケンス実行部に伝え、前記シーケンス実行部が、前記出力制御部に、
設定電力を維持することを優先するＰＰモード、
供給設定電流を維持することを優先するＰＣモード、
設定電圧を維持することを優先するＰＶモード、
のいずれかのモードを指示する鉛蓄電池再生装置であって、
前記基底状態評価工程で、再生開始から前記測定部が測定する前記鉛蓄電池の電圧の推移が、
１．装置が許容する最大電圧で横ばいに推移したときは再生不可
２．装置が許容する最大電圧に達したが穏やかに電圧が降下したときは再生可
３．電池の公称電圧を大きく上回ったものの、装置が許容する最大電圧には達せず、穏やかに電圧が降下したときは再生可
４．電池の公称電圧に対して、適正な電位を維持したときは再生可で、要充電
５．電池の公称電圧以下から穏やかに電圧が上昇したときは再生可
６．電池の公称電圧を大きく下回ったものの、穏やかに上昇したときは再生可
７．電池の公称電圧を大きく下回り、横ばいに推移したときは再生不可
と前記データ解析部が判定する鉛蓄電池再生装置。 Current / voltage / power supply unit, output control unit, measurement unit, equipment stop unit, data analysis unit, sequence execution unit, PC connection unit, display unit / operation panel
From being transmitted to the sequence executing unit through the initial set of data analysis section of the display unit, operation panel, playback of the lead-acid battery is started,
The data analysis unit issues an end command to the sequence execution unit, the sequence execution unit issues a stop command to the device stop unit, and the device stop unit stops the supply of current / voltage from the current / voltage / power supply unit, A lead-acid battery regenerator that automatically terminates lead-acid battery regeneration,
The data analysis unit transmits the transition of the current and voltage from the lead storage battery to be regenerated to the sequence execution unit in all processes following the ground state evaluation process, the excitation process, the continuity check process, and the supplementary charge process. The sequence execution unit, the output control unit ,
PP mode that prioritizes maintaining set power ,
PC mode that prioritizes maintaining supply set current ,
PV mode that prioritizes maintaining the set voltage ,
A lead-acid battery regenerator that directs one of the modes ,
In the ground state evaluation step, the transition of the voltage of the lead storage battery measured by the measurement unit from the start of regeneration,
1. Cannot be replayed when leveling at the maximum voltage allowed by the device
2. If the maximum voltage allowed by the device has been reached but the voltage drops gently, regeneration is possible
3. Although much higher than the battery's nominal voltage, it does not reach the maximum voltage allowed by the device and can be regenerated if the voltage drops gently.
4. Renewable and requires recharging when the proper potential is maintained with respect to the battery's nominal voltage.
5. Renewable when the voltage rises gently from below the nominal voltage of the battery
6). Although it is well below the nominal voltage of the battery, it can be regenerated when it rises gently.
7). Cannot be regenerated when the battery voltage is much lower than the nominal voltage
And a lead-acid battery regenerator determined by the data analysis unit .
１．電池の示す電圧が、装置の許容する電圧と等しいまま、あるいは、電池の公称電圧より低いままで、電池の示す電圧の変化が０〜１Ｖであるとき、再生不可、
２．電池の示す電圧が、装置の許容する電圧あるいはそれよりも低い電圧から低下したとき、強いサルフェーションであるが再生可、
３．電池の示す電圧が、装置の許容する電圧より低く当該電池の公称電圧より高いとき、かつ、供給設定電流と当該電池から流れる電流が等しいときは、サルフェーションの発生はほとんどない、
４．電池の示す電圧が、電流を投入すると上昇するときは、弱いサルフェーションで再生可と
データ解析部が判定し、
シーケンス実行部が、
１．再生不可と判定された電池については再生終了
２．強いサルフェーションであるが再生可と判定された電池は設定電力の維持を優先するＰＰモードを
３．弱いサルフェーションで再生可と判定された電池は設定電流の維持を優先するＰＣモードを
４．サルフェーションの発生はほとんどないと判定された電池は装置が設定電圧を維持することを優先するＰＶモードを
選択して出力制御部に実行を指示する
請求項１記載の鉛蓄電池再生装置。 In the ground state evaluation process where current is applied and regeneration is started,
1. Non-reproducible when the voltage change of the battery is 0 to 1 V while the voltage indicated by the battery remains equal to the allowable voltage of the device or lower than the nominal voltage of the battery
2. When the voltage indicated by the battery drops from the voltage allowed by the device or lower, a strong sulfation but reproducible
3. When the voltage indicated by the battery is lower than the device's allowable voltage and higher than the nominal voltage of the battery, and when the supply set current and the current flowing from the battery are equal, there is almost no occurrence of sulfation.
4. When the voltage indicated by the battery rises when the current is applied, the data analysis unit determines that reproduction is possible with weak sulfation ,
The sequence execution unit,
1. Playback ends for batteries that are determined not to be playable.
2. Batteries that are strongly sulfated but judged to be recyclable are in PP mode where priority is given to maintaining the set power.
3. A battery judged to be reproducible by weak sulfation has a PC mode that gives priority to maintaining the set current.
4. Cells are generated is determined that there is no most sulfation is a priority PV mode the device to maintain a set voltage
The lead-acid battery regenerator according to claim 1, wherein the lead-acid battery regeneration apparatus is selected to instruct the output control unit to execute .
Priority Applications (1)
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