JPH0448191B2 - - Google Patents
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- JPH0448191B2 JPH0448191B2 JP59051680A JP5168084A JPH0448191B2 JP H0448191 B2 JPH0448191 B2 JP H0448191B2 JP 59051680 A JP59051680 A JP 59051680A JP 5168084 A JP5168084 A JP 5168084A JP H0448191 B2 JPH0448191 B2 JP H0448191B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- storage battery
- operational amplifier
- charging
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- Prior art date
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- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 10
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 13
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 230000019635 sulfation Effects 0.000 description 1
- 238000005670 sulfation reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、自動車用蓄電池、二輪車用蓄電池の
ように車載状態で充放電される蓄電池状態判定装
置に関するものである。
ように車載状態で充放電される蓄電池状態判定装
置に関するものである。
蓄電池の寿命判定は古くて新しい問題である。
現在でも蓄電池の寿命を判定する確固たる方法は
ないため、蓄電池の電解液比重のバラツキを測定
したり、あるいは充電時の端子電圧を測定した
り、各種の考えられる調査によつて寿命状態を測
定している。特に重要な電源を担う蓄電池の場合
には、定期的に放電させ、その結果によつて寿命
を判定している。しかし、前記した自動車用蓄電
池は電解液が少ないので、比重点検はとかく面倒
である。また最近では、電槽内で各セル間を接続
したモノブロツク構造となつているため、各セル
の電圧すら測定できない状態となつている。この
ため自動車用蓄電池では充電状態、放電状態およ
び開路電圧程度しか測定できない。したがつて、
主に開発されてきた蓄電池状態判定装置は容量判
定に限られている。このような蓄電池状態判定装
置にしても、車載の負荷を使用せず判定器内にダ
ミー抵抗を挿入しているため重量が大きいという
問題や、蓄電池の容量によつて電圧降下が相違す
るためその都度レンジを変え調整する必要がある
という問題や、測定時に大電流が流れるため取り
扱いにも十分注意を要する等の問題がある。
現在でも蓄電池の寿命を判定する確固たる方法は
ないため、蓄電池の電解液比重のバラツキを測定
したり、あるいは充電時の端子電圧を測定した
り、各種の考えられる調査によつて寿命状態を測
定している。特に重要な電源を担う蓄電池の場合
には、定期的に放電させ、その結果によつて寿命
を判定している。しかし、前記した自動車用蓄電
池は電解液が少ないので、比重点検はとかく面倒
である。また最近では、電槽内で各セル間を接続
したモノブロツク構造となつているため、各セル
の電圧すら測定できない状態となつている。この
ため自動車用蓄電池では充電状態、放電状態およ
び開路電圧程度しか測定できない。したがつて、
主に開発されてきた蓄電池状態判定装置は容量判
定に限られている。このような蓄電池状態判定装
置にしても、車載の負荷を使用せず判定器内にダ
ミー抵抗を挿入しているため重量が大きいという
問題や、蓄電池の容量によつて電圧降下が相違す
るためその都度レンジを変え調整する必要がある
という問題や、測定時に大電流が流れるため取り
扱いにも十分注意を要する等の問題がある。
本発明は上記した如き従来の欠点を除去し得る
蓄電池状態判定装置、即ち、放電電圧検出手段と
充電電圧検出手段との切換え用スイツチと、放電
電圧を記憶し保持するための放電電圧記憶手段
と、放電電圧記憶手段で記憶された放電電圧バツ
フア用のオペアンプとオペアンプの出力側と蓄電
池の負極との間に接続された蓄電池容量表示手段
と、充電電圧を記憶し保持するための充電電圧記
憶手段と、充電電圧記憶手段で記憶された充電電
圧バツフア用のオペアンプと、オペアンプの出力
側とオペアンプの出力側との間に接続された蓄電
池寿命表示手段とを備えてなり、放電電圧が規定
値以上であれば容量・寿命ともに正常と判定し、
充電電圧と放電電圧との差が規定値を以上のもの
については寿命末期と判定し、充電電圧と放電電
圧との差が規定値以下のものについては要充電・
正常と判定することを特徴とする蓄電池状態判定
装置を提供するものである。
蓄電池状態判定装置、即ち、放電電圧検出手段と
充電電圧検出手段との切換え用スイツチと、放電
電圧を記憶し保持するための放電電圧記憶手段
と、放電電圧記憶手段で記憶された放電電圧バツ
フア用のオペアンプとオペアンプの出力側と蓄電
池の負極との間に接続された蓄電池容量表示手段
と、充電電圧を記憶し保持するための充電電圧記
憶手段と、充電電圧記憶手段で記憶された充電電
圧バツフア用のオペアンプと、オペアンプの出力
側とオペアンプの出力側との間に接続された蓄電
池寿命表示手段とを備えてなり、放電電圧が規定
値以上であれば容量・寿命ともに正常と判定し、
充電電圧と放電電圧との差が規定値を以上のもの
については寿命末期と判定し、充電電圧と放電電
圧との差が規定値以下のものについては要充電・
正常と判定することを特徴とする蓄電池状態判定
装置を提供するものである。
本発明は、自動車等の負荷が蓄電池容量にほぼ
比例し、また充電装置の垂下電流も蓄電池容量に
ほぼ比例していることに着眼してなされたもので
ある。このことにより、従来のものでは大きなダ
ミー抵抗を要したが、本発明にかかる蓄電池状態
判定装置望車載の負荷および充電装置を使用する
ものであるため、従来のもののような放電抵抗は
不要で、電圧のみの検出となる。従つて、従来の
ものが２〜10Kgあつたのに対し、手平サイズの装
置とすることができる。また、本発明にかかる蓄
電池状態判定装置は、充電状態も判定の基準とし
て取入れているため、より正確な容量・寿命の状
態を判定することができる。
比例し、また充電装置の垂下電流も蓄電池容量に
ほぼ比例していることに着眼してなされたもので
ある。このことにより、従来のものでは大きなダ
ミー抵抗を要したが、本発明にかかる蓄電池状態
判定装置望車載の負荷および充電装置を使用する
ものであるため、従来のもののような放電抵抗は
不要で、電圧のみの検出となる。従つて、従来の
ものが２〜10Kgあつたのに対し、手平サイズの装
置とすることができる。また、本発明にかかる蓄
電池状態判定装置は、充電状態も判定の基準とし
て取入れているため、より正確な容量・寿命の状
態を判定することができる。
以下、本発明にかかる蓄電池状態判定装置を図
面を用いて具体的に説明する。
面を用いて具体的に説明する。
第１図は、本発明にかかる蓄電池状態判定装置
の基礎となる特性の概要であるところの、被判定
蓄電池を車載状態で充電、放電させた時の特性図
であり、充電時はエンジンの回転数を2000〜3000
に上昇させ、オルタネータからの充電電流が垂下
領域に入るようにし、その時の安定した充電電圧
を記録している。充電時間として30秒を採用して
いる理由は、これ以上の時間は判定時間として長
すぎ、また、これ以下の時間では安定した充電電
圧が得られないためである。充電に続く休止状態
では、エンジンを止め被判定蓄電池を車載負荷で
放電させる操作時間として20秒を取つている。放
電状態についても同様、分極現象を消去し放電電
圧が安定する時間として30秒とつている。第１図
には６つの代表的な蓄電池の状態が表示してあ
る。Ａは完全充電状態の正常電池、Ｂは30〜40％
放電した電池、Ｃは60％以上放電した電池、Ｄは
活物質が軟化し、格子と活物質の電気的接触が弱
くなつている寿命末期の電池、Ｅは長期放置等に
よりサルフエーシヨンを呈している電池、Ｆは内
部短絡がある場合の電池である。
の基礎となる特性の概要であるところの、被判定
蓄電池を車載状態で充電、放電させた時の特性図
であり、充電時はエンジンの回転数を2000〜3000
に上昇させ、オルタネータからの充電電流が垂下
領域に入るようにし、その時の安定した充電電圧
を記録している。充電時間として30秒を採用して
いる理由は、これ以上の時間は判定時間として長
すぎ、また、これ以下の時間では安定した充電電
圧が得られないためである。充電に続く休止状態
では、エンジンを止め被判定蓄電池を車載負荷で
放電させる操作時間として20秒を取つている。放
電状態についても同様、分極現象を消去し放電電
圧が安定する時間として30秒とつている。第１図
には６つの代表的な蓄電池の状態が表示してあ
る。Ａは完全充電状態の正常電池、Ｂは30〜40％
放電した電池、Ｃは60％以上放電した電池、Ｄは
活物質が軟化し、格子と活物質の電気的接触が弱
くなつている寿命末期の電池、Ｅは長期放置等に
よりサルフエーシヨンを呈している電池、Ｆは内
部短絡がある場合の電池である。
蓄電池容量が50％以上ある場合は、蓄電池内部
抵抗に大差が認められず、寿命状態を判定するの
は困難なため、本実施例では正常と判定表示する
ようにしている。容量50％以下のものについて
は、充電電圧を検出し、その充電電圧が高いもの
程、寿命末期の状態に近くなるように判定表示す
るようにしている。特に短絡電池Ｆのように放電
電圧が著しく低下しているものは、充電電圧を検
出せずに寿命末期と判定するようにしている。こ
のように、本発明にかかる蓄電池状態判定装置
は、放電時の電圧が規定値以上あれば容量・寿命
ともに正常規定値以下の場合、つまり放電状態の
電圧では充電時の突入電圧が高い程寿命に近いと
判定するようにしたものである。
抵抗に大差が認められず、寿命状態を判定するの
は困難なため、本実施例では正常と判定表示する
ようにしている。容量50％以下のものについて
は、充電電圧を検出し、その充電電圧が高いもの
程、寿命末期の状態に近くなるように判定表示す
るようにしている。特に短絡電池Ｆのように放電
電圧が著しく低下しているものは、充電電圧を検
出せずに寿命末期と判定するようにしている。こ
のように、本発明にかかる蓄電池状態判定装置
は、放電時の電圧が規定値以上あれば容量・寿命
ともに正常規定値以下の場合、つまり放電状態の
電圧では充電時の突入電圧が高い程寿命に近いと
判定するようにしたものである。
第２図は本にかかる蓄電池状態判定装置の一実
施例を示すものである。図中、１は放電時の電圧
を拡大する放電電圧検出器、２は充電時の電圧を
拡大する充電電圧検出器である。３は抵抗、４は
コンデンサで、該抵抗３とコンデンサ４とはRC
回路を構成し、所定時間後に放電電圧検出器１で
得られる放電電圧をコンデンサ４に記憶するため
のものである。５はコンデンサ４に記憶された電
圧が消去しないようにするためのダイオードであ
る。６は抵抗、７はコンデンサで、該抵抗６とコ
ンデンサ７とはRC回路を構成し、所定時間後に
充電電圧拡大回路２で得られる充電電圧をコンデ
ンサ７に記憶するためのものである。８はコンデ
ンサ７に記憶された電圧が消去しないようにする
ためのダイオードである。９は切替えスイツチ
で、放電時は放電電圧検出器１に、充電時は充電
電圧検出器２に接続される。１０，１１はオペア
ンプで、コンデンサ４，７に記憶された放電電
圧、充電電圧は該オペアンプを通じ、インピーダ
ンス変換され、各々の電圧が出力端子１２，１３
に現われる。１４は寿命判定用メータで、オペア
ンプ１０，１１の出力端子１２，１３間に接続さ
れている。１５は容量判定用メータで、オペアン
プ１０の出力端子１２と被判定蓄電池のマイナス
端子間に接続されている。１６はトランジスタ、
１７は抵抗である。前記トランジスタ１６はオペ
アンプ１０の出力端子に現われる電圧、つまり放
電電圧に基づきON、OFFして抵抗１７を短絡し
たりすることにより、充電電圧検出器２で得られ
る電圧を放電電圧に応じて変化させる。１８は容
量および寿命判定の対象となる被判定蓄電池で、
車載されている。１９は車載の負荷、２０は車載
の充電装置である。
施例を示すものである。図中、１は放電時の電圧
を拡大する放電電圧検出器、２は充電時の電圧を
拡大する充電電圧検出器である。３は抵抗、４は
コンデンサで、該抵抗３とコンデンサ４とはRC
回路を構成し、所定時間後に放電電圧検出器１で
得られる放電電圧をコンデンサ４に記憶するため
のものである。５はコンデンサ４に記憶された電
圧が消去しないようにするためのダイオードであ
る。６は抵抗、７はコンデンサで、該抵抗６とコ
ンデンサ７とはRC回路を構成し、所定時間後に
充電電圧拡大回路２で得られる充電電圧をコンデ
ンサ７に記憶するためのものである。８はコンデ
ンサ７に記憶された電圧が消去しないようにする
ためのダイオードである。９は切替えスイツチ
で、放電時は放電電圧検出器１に、充電時は充電
電圧検出器２に接続される。１０，１１はオペア
ンプで、コンデンサ４，７に記憶された放電電
圧、充電電圧は該オペアンプを通じ、インピーダ
ンス変換され、各々の電圧が出力端子１２，１３
に現われる。１４は寿命判定用メータで、オペア
ンプ１０，１１の出力端子１２，１３間に接続さ
れている。１５は容量判定用メータで、オペアン
プ１０の出力端子１２と被判定蓄電池のマイナス
端子間に接続されている。１６はトランジスタ、
１７は抵抗である。前記トランジスタ１６はオペ
アンプ１０の出力端子に現われる電圧、つまり放
電電圧に基づきON、OFFして抵抗１７を短絡し
たりすることにより、充電電圧検出器２で得られ
る電圧を放電電圧に応じて変化させる。１８は容
量および寿命判定の対象となる被判定蓄電池で、
車載されている。１９は車載の負荷、２０は車載
の充電装置である。
図２において、切替えスイツチ９を放電側Ｄに
倒すと、被判定蓄電池１８の放電電圧は放電電圧
検出器１により拡大されてコンデンサ４に記憶さ
れる。抵抗３とコンデンサ４は前記したように約
30秒後の放電電圧が記憶されるようにしたRC回
路で、その記憶された電圧はバツフア用のオペア
ンプ１０を通つて出力端子１２にVDとして現わ
れる。同様に切替えスイツチ９を充電側Ｃに倒す
と、前記と同様にして拡大された充電電圧がバツ
フア用のオペアンプ１１の出力端子１３にVCと
して表われる。今仮に放電状態と充電状態とを判
定する電圧（規定値）をVOとすると、VD＞VOの
時、容量判定用メータ１５の指針は右側にふれ、
容量正常と表示する。この時、VD＞VOの状態で
トランジスタ１６をONさせれば、抵抗１７の両
端は短絡され、充電電圧検出器２で得られる電圧
は低下するため、記憶コンデンサ７の電圧は低下
し、オペアンプ１１の出力端子１３に現われる電
圧も低下し、寿命判定用メータ１４の指針は左側
にふれ、寿命状態正常と表示する。またVD＜VO
の時、容量判定用メータ１５の指針は左側にふ
れ、容量減少を表示すると共に、トランジスタ１
６はOFFとなり、充電電圧検出器２においては
正規の拡大充電電圧VCが得られ、その電圧がオ
ペアンプ１１の出力端子１３に表われる。この
VC電圧とVD電圧との差（VC−VD）が大きい程、
蓄電池の内部抵抗は大きいことを示し、寿命末期
に近いことを示す。よつて寿命判定用メータ１４
の指針は右側にふれる。また放電状態でも正常な
電池は充電電流を吸収し、電圧の立上りが低く、
（VC−VD）は小さく、寿命判定用メータ１４の指
針は左側にふれ、たとえ放電状態であつても寿命
は正常と表示する。このように、従来の判定器で
は電圧降下が大きければ寿命としていたが、本発
明判定方法は寿命と単なる放電状態とを区別する
ことができるものである。なお、第２図に示すも
のはメータを応用した一例であるが、LED等の
点灯数によつて寿命および容量を表示するように
構成することもできる。
倒すと、被判定蓄電池１８の放電電圧は放電電圧
検出器１により拡大されてコンデンサ４に記憶さ
れる。抵抗３とコンデンサ４は前記したように約
30秒後の放電電圧が記憶されるようにしたRC回
路で、その記憶された電圧はバツフア用のオペア
ンプ１０を通つて出力端子１２にVDとして現わ
れる。同様に切替えスイツチ９を充電側Ｃに倒す
と、前記と同様にして拡大された充電電圧がバツ
フア用のオペアンプ１１の出力端子１３にVCと
して表われる。今仮に放電状態と充電状態とを判
定する電圧（規定値）をVOとすると、VD＞VOの
時、容量判定用メータ１５の指針は右側にふれ、
容量正常と表示する。この時、VD＞VOの状態で
トランジスタ１６をONさせれば、抵抗１７の両
端は短絡され、充電電圧検出器２で得られる電圧
は低下するため、記憶コンデンサ７の電圧は低下
し、オペアンプ１１の出力端子１３に現われる電
圧も低下し、寿命判定用メータ１４の指針は左側
にふれ、寿命状態正常と表示する。またVD＜VO
の時、容量判定用メータ１５の指針は左側にふ
れ、容量減少を表示すると共に、トランジスタ１
６はOFFとなり、充電電圧検出器２においては
正規の拡大充電電圧VCが得られ、その電圧がオ
ペアンプ１１の出力端子１３に表われる。この
VC電圧とVD電圧との差（VC−VD）が大きい程、
蓄電池の内部抵抗は大きいことを示し、寿命末期
に近いことを示す。よつて寿命判定用メータ１４
の指針は右側にふれる。また放電状態でも正常な
電池は充電電流を吸収し、電圧の立上りが低く、
（VC−VD）は小さく、寿命判定用メータ１４の指
針は左側にふれ、たとえ放電状態であつても寿命
は正常と表示する。このように、従来の判定器で
は電圧降下が大きければ寿命としていたが、本発
明判定方法は寿命と単なる放電状態とを区別する
ことができるものである。なお、第２図に示すも
のはメータを応用した一例であるが、LED等の
点灯数によつて寿命および容量を表示するように
構成することもできる。
以上述べたように本発明にかかる蓄電池状態判
定装置によれば、自動車用蓄電池等の容量および
寿命を正確に判定することができ、また従来の判
定器のように大きなダミー抵抗を用いる必要もな
いので、装置を小形にすることができる等の利点
を有するものである。
定装置によれば、自動車用蓄電池等の容量および
寿命を正確に判定することができ、また従来の判
定器のように大きなダミー抵抗を用いる必要もな
いので、装置を小形にすることができる等の利点
を有するものである。
第１図は被判定蓄電池を車載状態で充電、放電
させたときの特性図、第２図は一実施例を示す回
路図である。 １…放電電圧検出器、２…充電電圧検出器、
３，６…抵抗、４，７…コンデンサ、５，８…ダ
イオード、９…切替えスイツチ、１０，１１…オ
ペアンプ、１４…寿命判定用メータ、１５…容量
判定用メータ。
させたときの特性図、第２図は一実施例を示す回
路図である。 １…放電電圧検出器、２…充電電圧検出器、
３，６…抵抗、４，７…コンデンサ、５，８…ダ
イオード、９…切替えスイツチ、１０，１１…オ
ペアンプ、１４…寿命判定用メータ、１５…容量
判定用メータ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 放電電圧検出手段１と充電電圧検出手段２と
の切換え用スイツチ９と、 放電電圧を記憶し保存するための放電電圧記憶
手段４と、 放電電圧記憶手段４で記憶された放電電圧バツ
フア用のオペアンプ１０と、 オペアンプ１０の出力側と蓄電池１８の負極と
の間に接続された蓄電池容量表示手段１５と、 充電電圧を記憶し保持するための充電電圧記憶
手段７と、 充電電圧記憶手段７で記憶された充電電圧バツ
フア用のオペアンプ１１と、 オペアンプ１１の出力側とオペアンプ１０の出
力側との間に接続された蓄電池寿命表示手段１４
とを備えてなり、 放電電圧が規定値以上であれば容量・寿命とも
に正常と判断し、充電電圧と放電電圧との差が規
定値以上のものについては寿命末期と判定し、充
電電圧と放電電圧との差が規定値以下のものにつ
いては要充電・正常と判定することを特徴とする
蓄電池状態判定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59051680A JPS60195467A (ja) | 1984-03-16 | 1984-03-16 | 蓄電池状態判定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59051680A JPS60195467A (ja) | 1984-03-16 | 1984-03-16 | 蓄電池状態判定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60195467A JPS60195467A (ja) | 1985-10-03 |
| JPH0448191B2 true JPH0448191B2 (ja) | 1992-08-06 |
Family
ID=12893594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59051680A Granted JPS60195467A (ja) | 1984-03-16 | 1984-03-16 | 蓄電池状態判定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60195467A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0658398B2 (ja) * | 1986-07-21 | 1994-08-03 | 株式会社日立製作所 | 自動車用バッテリの診断方法 |
| JP2016145779A (ja) * | 2015-02-09 | 2016-08-12 | トヨタ自動車株式会社 | バッテリ異常表示装置 |
| JP6527356B2 (ja) * | 2015-03-18 | 2019-06-05 | 積水化学工業株式会社 | 二次電池劣化検出システム、二次電池劣化検出方法 |
| JP6723826B2 (ja) | 2016-05-24 | 2020-07-15 | シロキ工業株式会社 | ワイヤ式ウインドレギュレータ |
-
1984
- 1984-03-16 JP JP59051680A patent/JPS60195467A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60195467A (ja) | 1985-10-03 |
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