JPH01167966A - 鉛電池の充電状態検出法 - Google Patents
鉛電池の充電状態検出法Info
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- JPH01167966A JPH01167966A JP62326529A JP32652987A JPH01167966A JP H01167966 A JPH01167966 A JP H01167966A JP 62326529 A JP62326529 A JP 62326529A JP 32652987 A JP32652987 A JP 32652987A JP H01167966 A JPH01167966 A JP H01167966A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- G—PHYSICS
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- G01R31/378—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC] specially adapted for the type of battery or accumulator
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は鉛電池の端子電圧を測定することにより電池の
充電状態を検出する方法に関するものである。
充電状態を検出する方法に関するものである。
従来の技術とその問題点
周知のように鉛電池の充放電状態は電解液比重の測定に
よって正確に知ることができる。これは電解液の比重変
化が電池の容量変化（化学反応匿）に対応し、放電電気
量に比例して低下するからである。したがって電解液の
比重を測定すればその電池がどの程度放電されているか
、あるいは、あとどの程度放電できるかを正確に知るこ
とができる。
よって正確に知ることができる。これは電解液の比重変
化が電池の容量変化（化学反応匿）に対応し、放電電気
量に比例して低下するからである。したがって電解液の
比重を測定すればその電池がどの程度放電されているか
、あるいは、あとどの程度放電できるかを正確に知るこ
とができる。
従来の開放式鉛Ｉｉｔ池では電解液を吸い込む方式の、
いわゆる浮子式比重計により容易に測定することができ
たが、電解液をゲル化させたり、電解液をセパレータに
含浸させた、流動液を有しない密閉式鉛電池においては
、比重を直接測定することができない。このため、この
ような密閉式鉛電池では電池の充電状態や劣化状態をＭ
認するためには、実際に放電して容量を調べる方法が採
用されているが、電池を完全ｔ１ｉｍさせるためかなり
の時間と労力を要する。
いわゆる浮子式比重計により容易に測定することができ
たが、電解液をゲル化させたり、電解液をセパレータに
含浸させた、流動液を有しない密閉式鉛電池においては
、比重を直接測定することができない。このため、この
ような密閉式鉛電池では電池の充電状態や劣化状態をＭ
認するためには、実際に放電して容量を調べる方法が採
用されているが、電池を完全ｔ１ｉｍさせるためかなり
の時間と労力を要する。
密閉電池の充電状態を検出する最も簡単な方法としては
、電池の開回路電圧が比重と比例関係にあるため、開回
路電圧を測定する方法が従来より提案されている。しか
し、一般に非常用電源等に用いられる鉛電池は常に小さ
な電流で充電されており、開回路放置しても正極板の分
極の回復が非常に遅いため、安定な開回路電圧を得るま
でに何時間も要し、実用化には至っていない。この欠点
を除去し、容易に電解液の比重を測定するために、電池
内にあらかじめ比重センサーなるものを入れておいてそ
の電圧から比重を測定し、電池の充電状態を求める方法
が提案されている。比重センサーは＋Ｐｂ Ｏ？ 、−
Ｐｂ電極からなり、電池の上部あるいは下部あるいはそ
の両方の位置にすえつけておくものである。しかし、こ
の比重センサーによる電池の充電状態の検出にも多くの
欠点があり、例えば以下のようなことがあげられる。
、電池の開回路電圧が比重と比例関係にあるため、開回
路電圧を測定する方法が従来より提案されている。しか
し、一般に非常用電源等に用いられる鉛電池は常に小さ
な電流で充電されており、開回路放置しても正極板の分
極の回復が非常に遅いため、安定な開回路電圧を得るま
でに何時間も要し、実用化には至っていない。この欠点
を除去し、容易に電解液の比重を測定するために、電池
内にあらかじめ比重センサーなるものを入れておいてそ
の電圧から比重を測定し、電池の充電状態を求める方法
が提案されている。比重センサーは＋Ｐｂ Ｏ？ 、−
Ｐｂ電極からなり、電池の上部あるいは下部あるいはそ
の両方の位置にすえつけておくものである。しかし、こ
の比重センサーによる電池の充電状態の検出にも多くの
欠点があり、例えば以下のようなことがあげられる。
■比重センサーの設置されている電池以外は充電状態を
検出できないこと。
検出できないこと。
■比重センサーに使われる電極は電池の正・負極板に比
べて表面積が非常に小さいため、局所的な比重値しか検
出できず、電池が大きくなればなるほど誤差が大きくな
ること。
べて表面積が非常に小さいため、局所的な比重値しか検
出できず、電池が大きくなればなるほど誤差が大きくな
ること。
■比重センサーに使われる電極は、電池の正・負極板の
ように常に充電されている状態にはないため、使用年数
の経過につれ硫酸鉛が蓄積して、センサーの示す電圧に
誤差が生じること。
ように常に充電されている状態にはないため、使用年数
の経過につれ硫酸鉛が蓄積して、センサーの示す電圧に
誤差が生じること。
比重センサーによる電池の充電状態検出法は、このよう
な欠点があるため、ごく一部の電池にしか実用化されて
いないのが現状である。
な欠点があるため、ごく一部の電池にしか実用化されて
いないのが現状である。
問題点を解決するための手段
本発明は上記欠点を解消し、短時間に精度よく充電状態
を検出することを目的とするもので、その要旨は、電池
を０．０１ＣＡ以上の電流で０．０ＯＩＣ以上の電気ｍ
の放電を行い、正極板の二重層容量を著しく低下させる
ことにより開回路電圧を早期に安定させ、充電状態を検
出することにある。
を検出することを目的とするもので、その要旨は、電池
を０．０１ＣＡ以上の電流で０．０ＯＩＣ以上の電気ｍ
の放電を行い、正極板の二重層容量を著しく低下させる
ことにより開回路電圧を早期に安定させ、充電状態を検
出することにある。
最適にはＩＯＡ程度の電流で約１０秒間放電後ざらに０
．ＩＯＡの電流で１分間程度放電を行う、いわゆる二段
放電を行った後、開回路電圧を測定する方法が最も短時
間に精度良く充電状態を検出できる。
．ＩＯＡの電流で１分間程度放電を行う、いわゆる二段
放電を行った後、開回路電圧を測定する方法が最も短時
間に精度良く充電状態を検出できる。
実施例
以下本発明の詳細について図面をもって説明する。
ガラス繊維セパレータに比重１．３０ （２０℃）の
希硫酸を含浸させた容量的６０Δｈ（ＩＯＨＲ）のいわ
ゆるリテーナ式密閉電池を６へ（０，ｌＣＡ）の電流で
所定の放電状態（Ｄ ＯＤ Ｏ，２５，５０，７５，１
００％）まで放電した。これら種々の放電状態をもつ電
池を３００１１Ａの定電流で３０分間充電し、さらに６
Ａ（０，ＩＣＡ）の定電流で１分間放電した後開回路放
置を行ない、放置中の電圧を計測した。
希硫酸を含浸させた容量的６０Δｈ（ＩＯＨＲ）のいわ
ゆるリテーナ式密閉電池を６へ（０，ｌＣＡ）の電流で
所定の放電状態（Ｄ ＯＤ Ｏ，２５，５０，７５，１
００％）まで放電した。これら種々の放電状態をもつ電
池を３００１１Ａの定電流で３０分間充電し、さらに６
Ａ（０，ＩＣＡ）の定電流で１分間放電した後開回路放
置を行ない、放置中の電圧を計測した。
第１図には放置後１５分目の開回路電圧と電池の放電状
態との関係について、本発明法による場合Ａと、放電な
しで比重センサーを上部および下部に入れて測定した場
合の電圧ＢおよびＣ１さらに計算により得られた理論開
回路電圧りとを比較して示した図である。また、第２図
は放置中の開回路電圧が安定する様子を２４時間放置後
の電圧を基準（０）として示した図であり、ＡおよびＡ
′は本発明法によるもので１ｆｌｉ電状態（ＤＯＤ）が
０％および５０％の場合を、ＢおよびＢ′は比重センサ
ーによるもので放電状態（ＤＯＤ）が０％および５０％
の場合のそれを示す。
態との関係について、本発明法による場合Ａと、放電な
しで比重センサーを上部および下部に入れて測定した場
合の電圧ＢおよびＣ１さらに計算により得られた理論開
回路電圧りとを比較して示した図である。また、第２図
は放置中の開回路電圧が安定する様子を２４時間放置後
の電圧を基準（０）として示した図であり、ＡおよびＡ
′は本発明法によるもので１ｆｌｉ電状態（ＤＯＤ）が
０％および５０％の場合を、ＢおよびＢ′は比重センサ
ーによるもので放電状態（ＤＯＤ）が０％および５０％
の場合のそれを示す。
図から明らかなように比重センサーを入れた電池の開回
路電圧は、放電状態が大きい電池では、センサーの取付
位置により異った値を示し、理論開回路電圧とのずれは
２０％にも達している。一方、本発明による方法では電
池の充電状態にかかわらず±５％のｄＩ差範囲で理論開
回路電圧と一致した。
路電圧は、放電状態が大きい電池では、センサーの取付
位置により異った値を示し、理論開回路電圧とのずれは
２０％にも達している。一方、本発明による方法では電
池の充電状態にかかわらず±５％のｄＩ差範囲で理論開
回路電圧と一致した。
また、本発明の方法では、１５分間の１１１＠でほぼ完
全な平衡電圧に達していることがわかる。
全な平衡電圧に達していることがわかる。
第３図は、放電電気量を０．０ＯＩＣ（Ｌ ） 、
０．ＯＩＣ（Ｍ）および０．０２０（Ｎ）とした場合の
、放電電流と開回路後安定な電圧に達するまでの時間と
の関係を示した図で、少なくとも開回路後１時間以内に
測定できるようにするには０．０１ Ｃへ以上の電流で
０．０ＯＩＣ以上の電気量を放電する必要があることが
わかる。この場合の試験方法としてはまず０，００５Ｃ
Δで３０分充電し、規定の電気屋（Ｌ＝Ｎ）放電した後
開回路放置して安定な時間に達するまでの時間を測定し
た。
０．ＯＩＣ（Ｍ）および０．０２０（Ｎ）とした場合の
、放電電流と開回路後安定な電圧に達するまでの時間と
の関係を示した図で、少なくとも開回路後１時間以内に
測定できるようにするには０．０１ Ｃへ以上の電流で
０．０ＯＩＣ以上の電気量を放電する必要があることが
わかる。この場合の試験方法としてはまず０，００５Ｃ
Δで３０分充電し、規定の電気屋（Ｌ＝Ｎ）放電した後
開回路放置して安定な時間に達するまでの時間を測定し
た。
第１表には、放電方法を変えたときに安定な開回路電圧
に達するまでの時間と、理論開回路電圧とのずれを比較
して示す。
に達するまでの時間と、理論開回路電圧とのずれを比較
して示す。
これらの放電方法の中で最も短時間に精度よく安定した
開回路電圧が得られたのは、１ＣＡ電流で１０秒間、続
いて０．ＩＯＡ電流で１分間放電するという二段放電を
行った場合であった。
開回路電圧が得られたのは、１ＣＡ電流で１０秒間、続
いて０．ＩＯＡ電流で１分間放電するという二段放電を
行った場合であった。
これは大電流で短時間放電することにより極板表面に薄
く緻密なＰｂ ３０４層を形成させ、続く小電流放電に
よりすでに形成されたＰｂ５Ｏａ粒子の隙間部分にざら
にＰｂＳＯ４を形成させることができ、極板表面の二重
層容量を短時間のうちに非常に小さくすることができた
ためと考えられる。
く緻密なＰｂ ３０４層を形成させ、続く小電流放電に
よりすでに形成されたＰｂ５Ｏａ粒子の隙間部分にざら
にＰｂＳＯ４を形成させることができ、極板表面の二重
層容量を短時間のうちに非常に小さくすることができた
ためと考えられる。
発明の効果
以上述べたように本発明は電池を０．０１ＣＡ以上のＮ
流でｏ、ｏｏｉｃ以上の電気量の放電ヲ、＜短時間行っ
た後に開回路電圧を測定することにより、短時間に精度
よく電池の充電状態を検出することができる。
流でｏ、ｏｏｉｃ以上の電気量の放電ヲ、＜短時間行っ
た後に開回路電圧を測定することにより、短時間に精度
よく電池の充電状態を検出することができる。
第１図は本発明による方法と従来の方法による開回路電
圧と電池の充電状態との関係を示す図、第２図は本発明
におりる開回路ｔＩｉ置中の電圧の推移を示す特性図、
第３図は放電電流や放電容量と開回路放置後安定な電圧
が得られるまでの時間との関係を示す図である。 ズ１１刀 故’ｆ！、−ｔｔ：懇（％ジ オス１因 ＃責ｉＪｉ午ｉ式 とｈ）
圧と電池の充電状態との関係を示す図、第２図は本発明
におりる開回路ｔＩｉ置中の電圧の推移を示す特性図、
第３図は放電電流や放電容量と開回路放置後安定な電圧
が得られるまでの時間との関係を示す図である。 ズ１１刀 故’ｆ！、−ｔｔ：懇（％ジ オス１因 ＃責ｉＪｉ午ｉ式 とｈ）
Claims (1)
- １、実質的に流動液をもたない密閉式鉛電池において、
０．０１ＣＡ以上の電流で０．００１Ｃ以上の電気量の
放電を行つたのち、開回路電圧を計測することを特徴と
する鉛電池の充電状態検出法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62326529A JPH01167966A (ja) | 1987-12-23 | 1987-12-23 | 鉛電池の充電状態検出法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62326529A JPH01167966A (ja) | 1987-12-23 | 1987-12-23 | 鉛電池の充電状態検出法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01167966A true JPH01167966A (ja) | 1989-07-03 |
Family
ID=18188851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62326529A Pending JPH01167966A (ja) | 1987-12-23 | 1987-12-23 | 鉛電池の充電状態検出法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01167966A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2350686B (en) * | 1999-06-03 | 2004-01-07 | Switchtec Power Systems Ltd | Battery capacity measurement |
| CN104362596A (zh) * | 2014-11-11 | 2015-02-18 | 广东好帮手电子科技股份有限公司 | 车载净化器保护车载电池电量的方法及系统 |
| CN110850305A (zh) * | 2019-12-02 | 2020-02-28 | 劢微机器人科技(深圳)有限公司 | 铅酸电池电量的计算方法、装置及计算机可读存储介质 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6014771A (ja) * | 1983-07-06 | 1985-01-25 | Japan Storage Battery Co Ltd | 鉛蓄電池の電解液比重検出法 |
| JPS6023978A (ja) * | 1983-07-19 | 1985-02-06 | Japan Storage Battery Co Ltd | 鉛蓄電池の電解液比重検出法 |
-
1987
- 1987-12-23 JP JP62326529A patent/JPH01167966A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6014771A (ja) * | 1983-07-06 | 1985-01-25 | Japan Storage Battery Co Ltd | 鉛蓄電池の電解液比重検出法 |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN110850305A (zh) * | 2019-12-02 | 2020-02-28 | 劢微机器人科技(深圳)有限公司 | 铅酸电池电量的计算方法、装置及计算机可读存储介质 |
| CN110850305B (zh) * | 2019-12-02 | 2022-06-03 | 劢微机器人科技(深圳)有限公司 | 铅酸电池电量的计算方法、装置及计算机可读存储介质 |
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