JPH08315868A - バッテリーの寿命評価方法および装置 - Google Patents
バッテリーの寿命評価方法および装置Info
- Publication number
- JPH08315868A JPH08315868A JP7117205A JP11720595A JPH08315868A JP H08315868 A JPH08315868 A JP H08315868A JP 7117205 A JP7117205 A JP 7117205A JP 11720595 A JP11720595 A JP 11720595A JP H08315868 A JPH08315868 A JP H08315868A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- amount
- capacity
- life
- electrolytic solution
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/3644—Constructional arrangements
- G01R31/3647—Constructional arrangements for determining the ability of a battery to perform a critical function, e.g. cranking
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/392—Determining battery ageing or deterioration, e.g. state of health
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 バッテリーの寿命をその劣化要因に即して正
確に予測することが可能な寿命評価方法および装置を提
供する。 【構成】 電解液をケースに封入した構成のバッテリー
の寿命を評価するバッテリーの寿命評価方法において、
電解液の量とバッテリーが供給可能な電気量、すなわち
バッテリーの容量との関係を予め評価しておき、所定の
期間にわたってバッテリーの重量変化を測定し、測定結
果に基づいて、所定の期間以降のバッテリーの電解液の
残存量の変化を予測し、この予測結果と電解液の量とバ
ッテリーの容量との関係の評価結果とに基づいて、バッ
テリーが必要最少限度の容量を保持不可能となるまで電
解液量が減少するために要する時間を求めて、電解液減
少による寿命の評価結果とする。
確に予測することが可能な寿命評価方法および装置を提
供する。 【構成】 電解液をケースに封入した構成のバッテリー
の寿命を評価するバッテリーの寿命評価方法において、
電解液の量とバッテリーが供給可能な電気量、すなわち
バッテリーの容量との関係を予め評価しておき、所定の
期間にわたってバッテリーの重量変化を測定し、測定結
果に基づいて、所定の期間以降のバッテリーの電解液の
残存量の変化を予測し、この予測結果と電解液の量とバ
ッテリーの容量との関係の評価結果とに基づいて、バッ
テリーが必要最少限度の容量を保持不可能となるまで電
解液量が減少するために要する時間を求めて、電解液減
少による寿命の評価結果とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鉛バッテリーの寿命評
価試験装置に関するものである。情報処理システムは、
停電時に、蓄積された情報を保持するために、バックア
ップ用のバッテリーを備えておき、常に、最低限必要な
容量が得られるように、保守管理される必要がある。こ
のためには、バックアップ用のバッテリーとして利用さ
れている鉛バッテリーの信頼性を向上することが必要不
可欠であり、鉛バッテリーの寿命を正確に評価する技術
が必要とされている。特に、シールタイプの鉛バッテリ
ーにおいては、正極の劣化や電解液の減少がある一定値
以上に進むと、急激に容量が減少することが知られてい
る。このため、劣化を見込んで予め十分に大きい容量を
持つバッテリーを備えても、信頼性の向上という点では
あまり意味が無い。その一方、交換時期を適切に管理す
るために、バッテリーの寿命を正確に予測する必要性が
非常に大きい。
価試験装置に関するものである。情報処理システムは、
停電時に、蓄積された情報を保持するために、バックア
ップ用のバッテリーを備えておき、常に、最低限必要な
容量が得られるように、保守管理される必要がある。こ
のためには、バックアップ用のバッテリーとして利用さ
れている鉛バッテリーの信頼性を向上することが必要不
可欠であり、鉛バッテリーの寿命を正確に評価する技術
が必要とされている。特に、シールタイプの鉛バッテリ
ーにおいては、正極の劣化や電解液の減少がある一定値
以上に進むと、急激に容量が減少することが知られてい
る。このため、劣化を見込んで予め十分に大きい容量を
持つバッテリーを備えても、信頼性の向上という点では
あまり意味が無い。その一方、交換時期を適切に管理す
るために、バッテリーの寿命を正確に予測する必要性が
非常に大きい。
【０００２】
【従来の技術】従来の寿命評価試験の際には、環境温度
を上昇させることにより鉛バッテリーの劣化を加速し、
容量の変化を測定することにより、バッテリーの寿命を
評価していた。例えば、通常の使用温度を超えた高温の
環境において、試験対象の製品から任意に抽出した複数
のサンプルバッテリーにそれぞれ異なる時間だけトリク
ル充電し、容量が最低限必要な容量まで低下したサンプ
ルバッテリーを検出することにより、この高温環境での
寿命Ltを求め、この寿命Ltに基づいて、実際の使用環境
におけるバッテリーの寿命Lsを予測すればよい。なお、
各サンプルバッテリーの容量は、一定電流を放電させな
がらバッテリーの端子間電圧を測定し、この端子間電圧
が所定の閾値まで低下するまでの所要時間Tmと一定電流
Icとから求めればよい。
を上昇させることにより鉛バッテリーの劣化を加速し、
容量の変化を測定することにより、バッテリーの寿命を
評価していた。例えば、通常の使用温度を超えた高温の
環境において、試験対象の製品から任意に抽出した複数
のサンプルバッテリーにそれぞれ異なる時間だけトリク
ル充電し、容量が最低限必要な容量まで低下したサンプ
ルバッテリーを検出することにより、この高温環境での
寿命Ltを求め、この寿命Ltに基づいて、実際の使用環境
におけるバッテリーの寿命Lsを予測すればよい。なお、
各サンプルバッテリーの容量は、一定電流を放電させな
がらバッテリーの端子間電圧を測定し、この端子間電圧
が所定の閾値まで低下するまでの所要時間Tmと一定電流
Icとから求めればよい。
【０００３】ここで、環境温度の上昇分とバッテリー寿
命の短縮との間には、アレニウスの定理に基づく相関関
係があり、環境温度を１０度上昇させるごとに、化学反
応が２倍に加速されることから、試験環境におけるバッ
テリーの寿命Ltは、通常の環境におけるバッテリーの寿
命Lsと通常の環境温度Ts及び試験環境温度Ttとを用い
て、式(1) に示すように表わされることが知られてい
る。
命の短縮との間には、アレニウスの定理に基づく相関関
係があり、環境温度を１０度上昇させるごとに、化学反
応が２倍に加速されることから、試験環境におけるバッ
テリーの寿命Ltは、通常の環境におけるバッテリーの寿
命Lsと通常の環境温度Ts及び試験環境温度Ttとを用い
て、式(1) に示すように表わされることが知られてい
る。
【０００４】
【数１】 したがって、上述したようにして求めたバッテリーの寿
命Ltを式(1) に代入して、バッテリーの寿命Lsについて
変形することにより、通常の環境におけるバッテリーの
寿命Lsを予測することができる。
命Ltを式(1) に代入して、バッテリーの寿命Lsについて
変形することにより、通常の環境におけるバッテリーの
寿命Lsを予測することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した環
境温度によって化学反応を加速する方法をバッテリーの
寿命評価に適用する場合には、バッテリーのケースの耐
熱温度などを考慮して、試験環境温度に制限を設ける必
要がある。このため、試験環境温度の上限は摂氏５０度
程度であり、この場合に得られる加速は４倍にすぎな
い。したがって、摂氏３０度の環境で３年の寿命を持つ
と予想されるバッテリーの評価を完了するためには、約
９ヶ月の試験期間が必要となる。
境温度によって化学反応を加速する方法をバッテリーの
寿命評価に適用する場合には、バッテリーのケースの耐
熱温度などを考慮して、試験環境温度に制限を設ける必
要がある。このため、試験環境温度の上限は摂氏５０度
程度であり、この場合に得られる加速は４倍にすぎな
い。したがって、摂氏３０度の環境で３年の寿命を持つ
と予想されるバッテリーの評価を完了するためには、約
９ヶ月の試験期間が必要となる。
【０００６】このように、従来の寿命評価方式では、寿
命評価に要する時間が長かったため、最悪の場合は、製
品開発に間に合わなくなり、不正確な評価結果に基づい
て、バッテリーを採用してしまう可能性があった。この
場合は、交換時期以前にバッテリーが劣化してしまい、
本当に必要とされたときに役に立たない可能性が有り、
より一層の信頼性の向上努力が必要とされていた。
命評価に要する時間が長かったため、最悪の場合は、製
品開発に間に合わなくなり、不正確な評価結果に基づい
て、バッテリーを採用してしまう可能性があった。この
場合は、交換時期以前にバッテリーが劣化してしまい、
本当に必要とされたときに役に立たない可能性が有り、
より一層の信頼性の向上努力が必要とされていた。
【０００７】また、バッテリーの劣化は、本来、正極の
劣化や電解液の減少などによるものである。そして、環
境温度は、これらの要因による劣化を加速するものであ
り、あくまで間接的な要因にすぎない。したがって、環
境温度の上昇を利用した寿命評価によっては、バッテリ
ーの寿命を決定する真の要因を特定することができない
から、評価結果をバッテリーの開発に活用することもで
きなかった。
劣化や電解液の減少などによるものである。そして、環
境温度は、これらの要因による劣化を加速するものであ
り、あくまで間接的な要因にすぎない。したがって、環
境温度の上昇を利用した寿命評価によっては、バッテリ
ーの寿命を決定する真の要因を特定することができない
から、評価結果をバッテリーの開発に活用することもで
きなかった。
【０００８】本発明は、バッテリーの正確な寿命をその
要因に即して評価可能なバッテリー寿命評価方法および
装置を提供することを目的とする。
要因に即して評価可能なバッテリー寿命評価方法および
装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】図１は、請求項１の発明
の原理を示す図である。
の原理を示す図である。
【００１０】請求項１の発明は、電解液をケースに封入
した構成のバッテリーの寿命を評価するバッテリーの寿
命評価方法において、電解液の量とバッテリーが供給可
能な電気量、すなわちバッテリーの容量との関係を予め
評価しておき、所定の期間にわたってバッテリーの重量
変化を測定し、測定結果に基づいて、所定の期間以降の
バッテリーの電解液の残存量の変化を予測し、この予測
結果と電解液の量とバッテリーの容量との関係の評価結
果とに基づいて、バッテリーが必要最少限度の容量を保
持不可能となるまで電解液量が減少するために要する時
間を求めて、電解液減少による寿命の評価結果とするこ
とを特徴とする。
した構成のバッテリーの寿命を評価するバッテリーの寿
命評価方法において、電解液の量とバッテリーが供給可
能な電気量、すなわちバッテリーの容量との関係を予め
評価しておき、所定の期間にわたってバッテリーの重量
変化を測定し、測定結果に基づいて、所定の期間以降の
バッテリーの電解液の残存量の変化を予測し、この予測
結果と電解液の量とバッテリーの容量との関係の評価結
果とに基づいて、バッテリーが必要最少限度の容量を保
持不可能となるまで電解液量が減少するために要する時
間を求めて、電解液減少による寿命の評価結果とするこ
とを特徴とする。
【００１１】図２は、請求項２の発明の原理を示す図で
ある。請求項２の発明は、両極を構成する金属格子によ
り、電解液を含んだペーストを保持するとともに電流を
収集する構成のバッテリーの寿命を評価するバッテリー
の寿命評価方法において、一定電流を供給することによ
ってバッテリーを常に充電状態とし、所定の時間間隔で
バッテリーが所定の容量を保持しているか否かを判定
し、バッテリーが所定の容量を保持している場合は、バ
ッテリーの充電を継続し、バッテリーが所定の容量を保
持していない場合は、バッテリーの充電を終了して、充
電中にバッテリーにおいて水の電気分解および容量の検
査のために消費された電気量を評価し、この評価結果と
バッテリーに供給された充電電気量の総和とに基づい
て、バッテリーの正極を酸化させるために消費された酸
化電気量を求め、酸化電気量とバッテリーが使用状態で
供給されるトリクル充電電流値とに基づいて、バッテリ
ーの正極が酸化反応による劣化のために、必要最少限度
の容量を保持不可能となるまで要する時間を求めて、正
極劣化による寿命の評価結果とすることを特徴とする。
ある。請求項２の発明は、両極を構成する金属格子によ
り、電解液を含んだペーストを保持するとともに電流を
収集する構成のバッテリーの寿命を評価するバッテリー
の寿命評価方法において、一定電流を供給することによ
ってバッテリーを常に充電状態とし、所定の時間間隔で
バッテリーが所定の容量を保持しているか否かを判定
し、バッテリーが所定の容量を保持している場合は、バ
ッテリーの充電を継続し、バッテリーが所定の容量を保
持していない場合は、バッテリーの充電を終了して、充
電中にバッテリーにおいて水の電気分解および容量の検
査のために消費された電気量を評価し、この評価結果と
バッテリーに供給された充電電気量の総和とに基づい
て、バッテリーの正極を酸化させるために消費された酸
化電気量を求め、酸化電気量とバッテリーが使用状態で
供給されるトリクル充電電流値とに基づいて、バッテリ
ーの正極が酸化反応による劣化のために、必要最少限度
の容量を保持不可能となるまで要する時間を求めて、正
極劣化による寿命の評価結果とすることを特徴とする。
【００１２】図３は、請求項３ないし請求項５のバッテ
リーの寿命評価装置の原理ブロック図である。請求項３
の発明は、電解液をケースに封入した構造のバッテリー
１０１の寿命を評価するバッテリーの寿命評価装置にお
いて、電解液量とバッテリー１０１の容量との相関関係
を評価する相関評価手段１１１と、電解液量と容量との
相関関係に基づいて、バッテリー１０１が必要最低限度
の容量を供給することが不可能となる限界電解液量を求
める限界液量算出手段１１２と、所定の期間にわたっ
て、バッテリー１０１の重量変化を計測する重量計測手
段１１３と、重量計測手段１１３による計測結果に基づ
いて、所定の期間以降の電解液量の変化を予測する電解
液量予測手段１１４と、電解液量予測手段１１４による
予測結果に基づいて、バッテリー１０１の電解液量が限
界液量となるまでの所要期間を予測する寿命予測手段１
１５とを備えたことを特徴とする。
リーの寿命評価装置の原理ブロック図である。請求項３
の発明は、電解液をケースに封入した構造のバッテリー
１０１の寿命を評価するバッテリーの寿命評価装置にお
いて、電解液量とバッテリー１０１の容量との相関関係
を評価する相関評価手段１１１と、電解液量と容量との
相関関係に基づいて、バッテリー１０１が必要最低限度
の容量を供給することが不可能となる限界電解液量を求
める限界液量算出手段１１２と、所定の期間にわたっ
て、バッテリー１０１の重量変化を計測する重量計測手
段１１３と、重量計測手段１１３による計測結果に基づ
いて、所定の期間以降の電解液量の変化を予測する電解
液量予測手段１１４と、電解液量予測手段１１４による
予測結果に基づいて、バッテリー１０１の電解液量が限
界液量となるまでの所要期間を予測する寿命予測手段１
１５とを備えたことを特徴とする。
【００１３】請求項４の発明は、請求項３に記載のバッ
テリーの寿命評価装置において、相関評価手段１１１
は、複数のサンプルバッテリー１２１のケースを開けた
状態で、それぞれ異なる期間だけ充電電流を供給する第
１の充電手段１２２と、複数のサンプルバッテリー１２
１それぞれの容量を計測する容量計測手段１２３と、複
数のサンプルバッテリー１２１それぞれの電解液量を計
測する液量計測手段１２４と、複数のサンプルバッテリ
ー１２１の容量と電解液量とに基づいて、相関関係を抽
出する相関抽出手段１２５とを備えたことを特徴とす
る。
テリーの寿命評価装置において、相関評価手段１１１
は、複数のサンプルバッテリー１２１のケースを開けた
状態で、それぞれ異なる期間だけ充電電流を供給する第
１の充電手段１２２と、複数のサンプルバッテリー１２
１それぞれの容量を計測する容量計測手段１２３と、複
数のサンプルバッテリー１２１それぞれの電解液量を計
測する液量計測手段１２４と、複数のサンプルバッテリ
ー１２１の容量と電解液量とに基づいて、相関関係を抽
出する相関抽出手段１２５とを備えたことを特徴とす
る。
【００１４】請求項５の発明は、請求項３に記載のバッ
テリーの寿命評価装置において、重量計測手段１１３
は、バッテリー１０１を低湿度環境に置いて、ケースか
らの水分の透過による重量変化を計測する透過水分計測
手段１２６と、バッテリー１０１に所定の充電電流を供
給し、水の電気分解によって発生するガスがケースから
透過したことによる重量の変化を計測する透過ガス計測
手段１２７とを備えたことを特徴とする。
テリーの寿命評価装置において、重量計測手段１１３
は、バッテリー１０１を低湿度環境に置いて、ケースか
らの水分の透過による重量変化を計測する透過水分計測
手段１２６と、バッテリー１０１に所定の充電電流を供
給し、水の電気分解によって発生するガスがケースから
透過したことによる重量の変化を計測する透過ガス計測
手段１２７とを備えたことを特徴とする。
【００１５】図４は、請求項６ないし請求項８のバッテ
リーの寿命評価装置の原理ブロック図である。請求項６
の発明は、両極を構成する金属格子により、電解液を含
んだペーストを保持するとともに電流を収集する構成の
バッテリー１０２の寿命を評価するバッテリーの寿命評
価装置において、バッテリー１０２に連続的に所定の充
電電流を供給する第２の充電手段１３１と、バッテリー
１０２に残存する電解液量に応じて、水分を補給する水
分補給手段１３２と、所定の時間間隔でバッテリー１０
２が所定の容量を維持しているかを検査する容量検査手
段１３３と、容量判定手段１３３による検査結果と充電
手段１３１が供給した充電電気量と水分補給手段１３２
が供給した水分量とに基づいて、バッテリー１０２の正
極の酸化反応に費やされた酸化電気量を算出する酸化電
気量算出手段１３４と、バッテリー１０２に実際の使用
状態で供給される充電電流値に基づいて、バッテリー１
０２の正極に酸化電気量が供給されるまでに要する期間
を正極の寿命として算出する正極寿命評価手段１３５と
を備えたことを特徴とする。
リーの寿命評価装置の原理ブロック図である。請求項６
の発明は、両極を構成する金属格子により、電解液を含
んだペーストを保持するとともに電流を収集する構成の
バッテリー１０２の寿命を評価するバッテリーの寿命評
価装置において、バッテリー１０２に連続的に所定の充
電電流を供給する第２の充電手段１３１と、バッテリー
１０２に残存する電解液量に応じて、水分を補給する水
分補給手段１３２と、所定の時間間隔でバッテリー１０
２が所定の容量を維持しているかを検査する容量検査手
段１３３と、容量判定手段１３３による検査結果と充電
手段１３１が供給した充電電気量と水分補給手段１３２
が供給した水分量とに基づいて、バッテリー１０２の正
極の酸化反応に費やされた酸化電気量を算出する酸化電
気量算出手段１３４と、バッテリー１０２に実際の使用
状態で供給される充電電流値に基づいて、バッテリー１
０２の正極に酸化電気量が供給されるまでに要する期間
を正極の寿命として算出する正極寿命評価手段１３５と
を備えたことを特徴とする。
【００１６】請求項７の発明は、請求項６に記載のバッ
テリーの寿命評価装置において、バッテリー１０２は、
両極の金属格子及び電解液を含んだペーストを保持する
ケースの封印を開放した状態であることを特徴とする。
請求項８の発明は、請求項６に記載のバッテリーの寿命
評価装置において、バッテリー１０２のケースから水分
が透過する現象を抑制する程度の高い湿度の環境に設定
する環境設定手段１３６を備えたことを特徴とする。
テリーの寿命評価装置において、バッテリー１０２は、
両極の金属格子及び電解液を含んだペーストを保持する
ケースの封印を開放した状態であることを特徴とする。
請求項８の発明は、請求項６に記載のバッテリーの寿命
評価装置において、バッテリー１０２のケースから水分
が透過する現象を抑制する程度の高い湿度の環境に設定
する環境設定手段１３６を備えたことを特徴とする。
【００１７】
【作用】請求項１の発明は、電解液の量とバッテリーの
容量との相関関係と、バッテリーの容量低下の直接要因
であるバッテリーの電解液量の時間による減少とをそれ
ぞれ評価し、必要最少限度の容量を維持可能な限界量に
まで電解液量が減少するための所要時間を求めることに
より、電解液の減少による寿命を予測することができ
る。
容量との相関関係と、バッテリーの容量低下の直接要因
であるバッテリーの電解液量の時間による減少とをそれ
ぞれ評価し、必要最少限度の容量を維持可能な限界量に
まで電解液量が減少するための所要時間を求めることに
より、電解液の減少による寿命を予測することができ
る。
【００１８】請求項２の発明は、バッテリーが所定の容
量を維持できなくなるまでに、正極の金属格子の酸化に
費やされた酸化電気量を求めることができるから、この
酸化電気量とトリクル充電電流に基づいて、正極の寿命
そのものを評価することができる。請求項３の発明は、
相関評価手段１１１と限界液量算出手段１１２とで得ら
れた限界液量と、重量計測手段１１３と電解液量予測手
段１１４で得られた電解液の時間変化に基づいて、寿命
予測手段１１５が動作することにより、電解液の減少に
よるバッテリー１０１の寿命として、限界液量まで電解
液が減少するまでの所要時間を求めることができる。
量を維持できなくなるまでに、正極の金属格子の酸化に
費やされた酸化電気量を求めることができるから、この
酸化電気量とトリクル充電電流に基づいて、正極の寿命
そのものを評価することができる。請求項３の発明は、
相関評価手段１１１と限界液量算出手段１１２とで得ら
れた限界液量と、重量計測手段１１３と電解液量予測手
段１１４で得られた電解液の時間変化に基づいて、寿命
予測手段１１５が動作することにより、電解液の減少に
よるバッテリー１０１の寿命として、限界液量まで電解
液が減少するまでの所要時間を求めることができる。
【００１９】請求項４の発明は、第１の充電手段１２２
の動作により、複数のサンプルバッテリー１２１の電解
液は、それぞれ異なる量だけ減少するから、容量計測手
段１２３と液量計測手段１２４とが各サンプルバッテリ
ー１２１の容量および電解液量を測定することにより、
相関抽出手段１２５により、電解液量と容量との関係を
定量的に評価することができる。特に、サンプルバッテ
リー１２１のケースを開けた状態とし、また、第１の充
電手段１２２が各サンプルバッテリー１２１に通常のト
リクル充電の際の電流値より大きい充電電流を供給する
ことにより、電解液量の減少を大幅に加速し、短い期間
での評価を可能とすることができる。
の動作により、複数のサンプルバッテリー１２１の電解
液は、それぞれ異なる量だけ減少するから、容量計測手
段１２３と液量計測手段１２４とが各サンプルバッテリ
ー１２１の容量および電解液量を測定することにより、
相関抽出手段１２５により、電解液量と容量との関係を
定量的に評価することができる。特に、サンプルバッテ
リー１２１のケースを開けた状態とし、また、第１の充
電手段１２２が各サンプルバッテリー１２１に通常のト
リクル充電の際の電流値より大きい充電電流を供給する
ことにより、電解液量の減少を大幅に加速し、短い期間
での評価を可能とすることができる。
【００２０】請求項５の発明は、水分透過量計測手段１
２６とガス透過量計測手段１２７とにより、電解液の減
少を更に細かい要因別に計測し、電解液量の時間変化の
予測処理に供することができる。特に、水分透過量計測
手段１２６が、バッテリー１０１を低湿度環境に置いて
計測することにより、より厳しい基準でケースからの水
分の透過を検証することができる。
２６とガス透過量計測手段１２７とにより、電解液の減
少を更に細かい要因別に計測し、電解液量の時間変化の
予測処理に供することができる。特に、水分透過量計測
手段１２６が、バッテリー１０１を低湿度環境に置いて
計測することにより、より厳しい基準でケースからの水
分の透過を検証することができる。
【００２１】請求項６の発明は、容量検査手段１３３に
よる検査結果に応じて、酸化電気量算出手段１３４が、
第２の充電手段１３１と水分補給手段１３２とがそれぞ
れバッテリー１０２に与えた電気量および水分量に基づ
いて、バッテリー１０２の正極の酸化反応に費やされた
酸化電気量を直接に評価することができる。したがっ
て、この酸化電気量に基づいて、正極寿命評価手段１３
５が動作することにより、バッテリー１０２の正極の寿
命そのものを評価することができる。
よる検査結果に応じて、酸化電気量算出手段１３４が、
第２の充電手段１３１と水分補給手段１３２とがそれぞ
れバッテリー１０２に与えた電気量および水分量に基づ
いて、バッテリー１０２の正極の酸化反応に費やされた
酸化電気量を直接に評価することができる。したがっ
て、この酸化電気量に基づいて、正極寿命評価手段１３
５が動作することにより、バッテリー１０２の正極の寿
命そのものを評価することができる。
【００２２】請求項７の発明は、バッテリー１０２のケ
ースを開放して電気分解によって発生したガスの脱出を
促すことにより、正極の酸化反応を大幅に加速すること
ができるから、評価期間の短縮を図ることができる。
ースを開放して電気分解によって発生したガスの脱出を
促すことにより、正極の酸化反応を大幅に加速すること
ができるから、評価期間の短縮を図ることができる。
【００２３】請求項８の発明は、環境設定手段１３６に
より、バッテリー１０２のケースからの水分の透過を防
ぐことができるから、電解液の減少要因を水の電気分解
のみに限定することができ、酸化電気量の算出精度を向
上することができる。
より、バッテリー１０２のケースからの水分の透過を防
ぐことができるから、電解液の減少要因を水の電気分解
のみに限定することができ、酸化電気量の算出精度を向
上することができる。
【００２４】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例につい
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
【００２５】図５に、請求項３ないし請求項５のバッテ
リー寿命評価装置の実施例構成図を示す。図５におい
て、バッテリー寿命評価装置は、電解液量測定部２１１
と外挿処理部２１２とによって、バッテリー１０１に相
当する試験対象のバッテリー（以下、被験バッテリーと
称する）の電解液量の時間的な変化を評価し、また、容
量測定部２１３と相関抽出部２１４とによって、電解液
量とバッテリー容量との相関関係を評価して、これらの
評価結果に基づいて、寿命予測部２１５が被験バッテリ
ーの平均寿命を予測する構成となっている。
リー寿命評価装置の実施例構成図を示す。図５におい
て、バッテリー寿命評価装置は、電解液量測定部２１１
と外挿処理部２１２とによって、バッテリー１０１に相
当する試験対象のバッテリー（以下、被験バッテリーと
称する）の電解液量の時間的な変化を評価し、また、容
量測定部２１３と相関抽出部２１４とによって、電解液
量とバッテリー容量との相関関係を評価して、これらの
評価結果に基づいて、寿命予測部２１５が被験バッテリ
ーの平均寿命を予測する構成となっている。
【００２６】上述した電解液量測定部２１１は、請求項
３で述べた重量計測手段１１３に相当するものであり、
また、外挿処理部２１２は、電解液量予測手段１１４に
相当するものである。電解液量測定部２１１において、
重量測定部２２１ａは、請求項５で述べた透過水分計測
手段１２６に相当するものであり、低湿度環境室２２２
に配置された被験バッテリーのサンプル（以下、サンプ
ルバッテリー２２３ａと称する）の重量を一定時間毎に
計測し、外挿処理部２１２に送出する構成となってい
る。
３で述べた重量計測手段１１３に相当するものであり、
また、外挿処理部２１２は、電解液量予測手段１１４に
相当するものである。電解液量測定部２１１において、
重量測定部２２１ａは、請求項５で述べた透過水分計測
手段１２６に相当するものであり、低湿度環境室２２２
に配置された被験バッテリーのサンプル（以下、サンプ
ルバッテリー２２３ａと称する）の重量を一定時間毎に
計測し、外挿処理部２１２に送出する構成となってい
る。
【００２７】また、充電回路２２４によって、サンプル
バッテリー２２３ｂに所定の充電電流を供給しながら、
重量測定部２２１ｂが、サンプルバッテリー２２３ｂの
重量を所定の時間毎に計測することにより、請求項５で
述べた透過ガス計測手段１２７の機能を実現し、この計
測結果を外挿処理部２１２に送出する構成となってい
る。
バッテリー２２３ｂに所定の充電電流を供給しながら、
重量測定部２２１ｂが、サンプルバッテリー２２３ｂの
重量を所定の時間毎に計測することにより、請求項５で
述べた透過ガス計測手段１２７の機能を実現し、この計
測結果を外挿処理部２１２に送出する構成となってい
る。
【００２８】また、外挿処理部２１２において、測定値
蓄積部２２５は、重量測定部２２１ａ，２２１ｂによる
測定結果を順次に蓄積していき、収集した測定結果を変
化率算出部２２６に送出する構成となっている。この変
化率算出部２２６は、図６に示すように、サンプルバッ
テリー２２３ａ，２２３ｂそれぞれの電解液の重量減少
量の時間変化をプロットし、それぞれの重量減少量が一
定の変化率で変化している範囲（図６において、符号ａ
を付して示す）を検出して、その範囲における変化率を
求める構成となっている。このとき、変化率算出部２２
６は、例えば、各測定時刻における水分の透過による減
少量とガスの透過による減少量とを合計し、この合計の
減少量について上述した変化率を求め、電解液量予測部
２２７に送出すればよい。
蓄積部２２５は、重量測定部２２１ａ，２２１ｂによる
測定結果を順次に蓄積していき、収集した測定結果を変
化率算出部２２６に送出する構成となっている。この変
化率算出部２２６は、図６に示すように、サンプルバッ
テリー２２３ａ，２２３ｂそれぞれの電解液の重量減少
量の時間変化をプロットし、それぞれの重量減少量が一
定の変化率で変化している範囲（図６において、符号ａ
を付して示す）を検出して、その範囲における変化率を
求める構成となっている。このとき、変化率算出部２２
６は、例えば、各測定時刻における水分の透過による減
少量とガスの透過による減少量とを合計し、この合計の
減少量について上述した変化率を求め、電解液量予測部
２２７に送出すればよい。
【００２９】また、電解液量予測部２２７は、この変化
率に基づいて、図６に示した測定範囲についての測定結
果を外挿し、所定の期間にわたって電解液量の変化を予
測して、寿命予測部２１５に送出する構成となってい
る。このとき、電解液量予測部２２７は、少なくとも被
験バッテリーの寿命の設計値として与えられた期間程度
の期間について、所定のサンプル間隔で電解液量の変化
を予測する必要がある。例えば、被験バッテリーの寿命
の設計値が３年であった場合は、５年程度の期間につい
て、１ヶ月間隔で電解液量の予測値を算出し、この結果
を寿命予測部２１５に送出すればよい。
率に基づいて、図６に示した測定範囲についての測定結
果を外挿し、所定の期間にわたって電解液量の変化を予
測して、寿命予測部２１５に送出する構成となってい
る。このとき、電解液量予測部２２７は、少なくとも被
験バッテリーの寿命の設計値として与えられた期間程度
の期間について、所定のサンプル間隔で電解液量の変化
を予測する必要がある。例えば、被験バッテリーの寿命
の設計値が３年であった場合は、５年程度の期間につい
て、１ヶ月間隔で電解液量の予測値を算出し、この結果
を寿命予測部２１５に送出すればよい。
【００３０】ここで、上述したように、請求項５の発明
を適用し、バッテリーケースからの水分の透過とガスの
透過とを独立に測定したことにより、寿命を決定する要
因の切り分けを容易とし、測定結果を寿命の予測だけで
なく、設計作業にも援用することが可能となる。また、
図５に示した容量測定部２１３は、従来と同様に、定電
流回路２３１1〜２３１n によって、サンプルバッテリ
ー２３２1〜２３２nからの放電電流を一定値に保ちなが
ら、電圧測定部２３３1〜２３３nにより、サンプルバッ
テリー２３２1〜２３２nそれぞれの端子間電圧を所定の
時間毎に測定し、容量算出部２３４に送出する構成とな
っている。また、この容量算出部２３４は、各電圧測定
部２３３1〜２３３nによる測定結果に基づいて、端子間
電圧が所定の閾値を下回るまでの経過時間と放電電流と
を乗じて、それぞれのサンプルバッテリー２３２1〜２
３２nの容量を求めて、相関抽出部２１４に送出すれば
よい。
を適用し、バッテリーケースからの水分の透過とガスの
透過とを独立に測定したことにより、寿命を決定する要
因の切り分けを容易とし、測定結果を寿命の予測だけで
なく、設計作業にも援用することが可能となる。また、
図５に示した容量測定部２１３は、従来と同様に、定電
流回路２３１1〜２３１n によって、サンプルバッテリ
ー２３２1〜２３２nからの放電電流を一定値に保ちなが
ら、電圧測定部２３３1〜２３３nにより、サンプルバッ
テリー２３２1〜２３２nそれぞれの端子間電圧を所定の
時間毎に測定し、容量算出部２３４に送出する構成とな
っている。また、この容量算出部２３４は、各電圧測定
部２３３1〜２３３nによる測定結果に基づいて、端子間
電圧が所定の閾値を下回るまでの経過時間と放電電流と
を乗じて、それぞれのサンプルバッテリー２３２1〜２
３２nの容量を求めて、相関抽出部２１４に送出すれば
よい。
【００３１】また、図５において、充電回路２３５1〜
２３５nは、充電制御部２３６からの指示に応じて、上
述したサンプルバッテリー２３２1〜２３２nにそれぞれ
所定の時間だけ充電電流を供給する構成となっており、
請求項４で述べた第１の充電手段１２２の機能を果た
し、サンプルバッテリー２３２1〜２３２nの電解液量を
それぞれ異なる量にまで減少させた状態で、上述した容
量測定処理に供する構成となっている。
２３５nは、充電制御部２３６からの指示に応じて、上
述したサンプルバッテリー２３２1〜２３２nにそれぞれ
所定の時間だけ充電電流を供給する構成となっており、
請求項４で述べた第１の充電手段１２２の機能を果た
し、サンプルバッテリー２３２1〜２３２nの電解液量を
それぞれ異なる量にまで減少させた状態で、上述した容
量測定処理に供する構成となっている。
【００３２】ここで、それぞれの電解液量は、被験バッ
テリーの使用状態における様々な経過時間に対応してい
る。したがって、これらのサンプルバッテリー２３２1
〜２３２n についての容量の測定値とそれぞれの電解液
の量との入力に応じて、相関抽出部２１４が相関関係の
抽出処理を行うことにより、請求項３で述べた相関評価
手段１１１の機能を実現し、時間経過に対する電解液量
の変化とバッテリーの容量変化との相関関係を評価する
ことができる。
テリーの使用状態における様々な経過時間に対応してい
る。したがって、これらのサンプルバッテリー２３２1
〜２３２n についての容量の測定値とそれぞれの電解液
の量との入力に応じて、相関抽出部２１４が相関関係の
抽出処理を行うことにより、請求項３で述べた相関評価
手段１１１の機能を実現し、時間経過に対する電解液量
の変化とバッテリーの容量変化との相関関係を評価する
ことができる。
【００３３】例えば、相関抽出部２１４は、図７に示す
ように、各サンプルバッテリー２３２1〜２３２nの容量
をその電解液の重量減少量に対応してグラフにプロット
し、これらのサンプル点を通る近似曲線を求めて、相関
関係を示す情報として寿命予測部２１５の処理に供すれ
ばよい。図５に示した寿命予測部２１５において、限界
液量算出手段１１２に相当する限界液量算出部２４１
は、最低限必要な容量（以下、規格容量値と称する）の
入力に応じて、上述した電解液量と容量との間の相関関
係に基づいて該当する電解液の減少量を求め（図７参
照）、限界重量減少量として寿命算出部２４２に送出す
る構成となっている。これに応じて、寿命算出部２４２
は、上述した電解液量の変化の予測結果に基づいて、被
験バッテリーの電解液量が限界重量減少量だけ減少する
までの所要時間を求め、これを電解液量の減少に基づく
寿命の予測値Ldとして出力すればよい。
ように、各サンプルバッテリー２３２1〜２３２nの容量
をその電解液の重量減少量に対応してグラフにプロット
し、これらのサンプル点を通る近似曲線を求めて、相関
関係を示す情報として寿命予測部２１５の処理に供すれ
ばよい。図５に示した寿命予測部２１５において、限界
液量算出手段１１２に相当する限界液量算出部２４１
は、最低限必要な容量（以下、規格容量値と称する）の
入力に応じて、上述した電解液量と容量との間の相関関
係に基づいて該当する電解液の減少量を求め（図７参
照）、限界重量減少量として寿命算出部２４２に送出す
る構成となっている。これに応じて、寿命算出部２４２
は、上述した電解液量の変化の予測結果に基づいて、被
験バッテリーの電解液量が限界重量減少量だけ減少する
までの所要時間を求め、これを電解液量の減少に基づく
寿命の予測値Ldとして出力すればよい。
【００３４】上述したように、外挿処理部２１２および
相関抽出部２１４による処理結果に応じて、限界液量算
出部２４１および寿命算出部２４２が動作することによ
り、請求項３で述べた寿命予測手段１１５の機能を実現
し、電解液の減少を要因とする被験バッテリーの寿命を
予測することができる。このようにして得られた寿命の
予測値Ldとバッテリーの規定寿命Lsとを比較することに
より、被験バッテリーの電解液を保持するケースやシー
ルが、バッテリーの規定寿命Lsを満足するために必要な
性能を満たしているか否かを直接的に評価することがで
きる。
相関抽出部２１４による処理結果に応じて、限界液量算
出部２４１および寿命算出部２４２が動作することによ
り、請求項３で述べた寿命予測手段１１５の機能を実現
し、電解液の減少を要因とする被験バッテリーの寿命を
予測することができる。このようにして得られた寿命の
予測値Ldとバッテリーの規定寿命Lsとを比較することに
より、被験バッテリーの電解液を保持するケースやシー
ルが、バッテリーの規定寿命Lsを満足するために必要な
性能を満たしているか否かを直接的に評価することがで
きる。
【００３５】また、電解液の減少は、バッテリーのケー
スの材質や構造およびケースの封印方法などによってい
るから、電解液の減少に注目して寿命を評価することに
より、ケースそのものに直接に結び付く情報として寿命
評価結果を提供し、設計作業や製造作業を支援すること
が可能となる。また、上述した容量測定部２１３におい
て、請求項４で述べた評価環境を適用し、各サンプルバ
ッテリー２３２1〜２３２nのケースを開けた状態で水分
の蒸発を促すとともに、各サンプルバッテリー２３２1
〜２３２nを連続的に充電して水の電解による電解液の
減少を促すことにより、電解液の減少を大幅に加速する
ことができる。
スの材質や構造およびケースの封印方法などによってい
るから、電解液の減少に注目して寿命を評価することに
より、ケースそのものに直接に結び付く情報として寿命
評価結果を提供し、設計作業や製造作業を支援すること
が可能となる。また、上述した容量測定部２１３におい
て、請求項４で述べた評価環境を適用し、各サンプルバ
ッテリー２３２1〜２３２nのケースを開けた状態で水分
の蒸発を促すとともに、各サンプルバッテリー２３２1
〜２３２nを連続的に充電して水の電解による電解液の
減少を促すことにより、電解液の減少を大幅に加速する
ことができる。
【００３６】このように、直接の要因の１つである電解
液の減少を加速することにより、バッテリーの容量の低
下を大幅に加速することができ、各サンプルバッテリー
２３２1〜２３２nにそれぞれ相当の期間に対応する容量
低下を迅速に設定することが可能となる。例えば、上述
した条件では１〜２ヶ月程度の期間で通常の使用環境に
おける３年分に匹敵する電解液の減少が起こるので、被
験バッテリーの寿命評価に要する時間を大幅に短縮する
ことができる。
液の減少を加速することにより、バッテリーの容量の低
下を大幅に加速することができ、各サンプルバッテリー
２３２1〜２３２nにそれぞれ相当の期間に対応する容量
低下を迅速に設定することが可能となる。例えば、上述
した条件では１〜２ヶ月程度の期間で通常の使用環境に
おける３年分に匹敵する電解液の減少が起こるので、被
験バッテリーの寿命評価に要する時間を大幅に短縮する
ことができる。
【００３７】次に、請求項６ないし請求項８のバッテリ
ー寿命評価装置について説明する。図８に、請求項６お
よび請求項７のバッテリー寿命評価装置の実施例構成図
を示す。図８に示したバッテリー寿命評価装置におい
て、充電回路２５１は、第２の充電手段１３１に相当す
るものであり、バッテリー１０２に相当する被験バッテ
リー２５２に所定の充電電流Icを供給する構成となって
いる。
ー寿命評価装置について説明する。図８に、請求項６お
よび請求項７のバッテリー寿命評価装置の実施例構成図
を示す。図８に示したバッテリー寿命評価装置におい
て、充電回路２５１は、第２の充電手段１３１に相当す
るものであり、バッテリー１０２に相当する被験バッテ
リー２５２に所定の充電電流Icを供給する構成となって
いる。
【００３８】ここで、請求項７の発明を適用し、被験バ
ッテリー２５２のケースを開けた状態とすれば、充電の
際に発生したガスは、水に還元されることなく脱出する
から、水の電気分解に伴う正極の劣化を大幅に加速する
ことができる。また、充電回路２５１は、充電電流Icと
して、供給できる最大の電流を供給する構成となってお
り、これにより、電解液の電気分解を可能な限り促すこ
とができる。なお、この充電電流Icの値としては、予
め、実験などにより、電解液がケースから飛び出したり
ケースそのものが変形したりしない範囲の最大の電流値
を求めておき、この電流値を用いればよい。
ッテリー２５２のケースを開けた状態とすれば、充電の
際に発生したガスは、水に還元されることなく脱出する
から、水の電気分解に伴う正極の劣化を大幅に加速する
ことができる。また、充電回路２５１は、充電電流Icと
して、供給できる最大の電流を供給する構成となってお
り、これにより、電解液の電気分解を可能な限り促すこ
とができる。なお、この充電電流Icの値としては、予
め、実験などにより、電解液がケースから飛び出したり
ケースそのものが変形したりしない範囲の最大の電流値
を求めておき、この電流値を用いればよい。
【００３９】また、水分補給手段１３２に相当する補水
作業部２５３は、定期的に被験バッテリー２５２の重量
を計測する重量計測部２６１と、この計測結果に応じて
被験バッテリー２５２に純水を補給する水分補給部２６
２とを備えて構成されている。また、この水分補給部２
６２によって補給された純水の量Wrは、補給量保持部２
６３に保持され、後述する電気量算出部２５４の処理に
供する構成となっている。 また、図８において、容量
チェック部２５５は請求項６で述べた容量検査手段１３
３に相当するものであり、被験バッテリ２５２を定期的
に一定時間だけ放電させる放電回路２６４と、放電中の
被験バッテリー２５２の端子間電圧を測定する電圧測定
部２６５と、この電圧測定結果に応じて、容量の有無を
判定する容量判定部２６６とを備えた構成となってい
る。
作業部２５３は、定期的に被験バッテリー２５２の重量
を計測する重量計測部２６１と、この計測結果に応じて
被験バッテリー２５２に純水を補給する水分補給部２６
２とを備えて構成されている。また、この水分補給部２
６２によって補給された純水の量Wrは、補給量保持部２
６３に保持され、後述する電気量算出部２５４の処理に
供する構成となっている。 また、図８において、容量
チェック部２５５は請求項６で述べた容量検査手段１３
３に相当するものであり、被験バッテリ２５２を定期的
に一定時間だけ放電させる放電回路２６４と、放電中の
被験バッテリー２５２の端子間電圧を測定する電圧測定
部２６５と、この電圧測定結果に応じて、容量の有無を
判定する容量判定部２６６とを備えた構成となってい
る。
【００４０】この容量判定部２６６による判定結果は、
上述した充電回路２５１および補水作業部２５３に送出
されており、これらの各部は、被験バッテリー２５２の
容量がなくなった旨の判定結果の入力に応じて、それぞ
れ充電動作及び補水動作を終了する構成となっている。
図８において、電気量算出部２５４は、酸化電気量算出
手段１３４に相当するものであり、充電電気量算出部２
７１は、充電電流Isと充電時間Tsとに基づいて、被験バ
ッテリー２５２に充電された総充電電気量Qtを求めて、
減算処理部２７２に送出する構成となっている。
上述した充電回路２５１および補水作業部２５３に送出
されており、これらの各部は、被験バッテリー２５２の
容量がなくなった旨の判定結果の入力に応じて、それぞ
れ充電動作及び補水動作を終了する構成となっている。
図８において、電気量算出部２５４は、酸化電気量算出
手段１３４に相当するものであり、充電電気量算出部２
７１は、充電電流Isと充電時間Tsとに基づいて、被験バ
ッテリー２５２に充電された総充電電気量Qtを求めて、
減算処理部２７２に送出する構成となっている。
【００４１】また、電解電気量算出部２７３は、上述し
た水分補給量Wrに基づいて、水の電気分解のために消費
された電解電気量Qdを算出する構成となっている。この
電解電気量算出部２７３は、上述した補給量保持部２６
３から、補給した水分の重量をグラム単位で表わした値
を水分補給量Wrとして受け取り、１グラムの水を電気分
解するために必要な電気量Edを乗じることにより、電解
電気量Qdを求めて、減算処理部２７２に送出すればよ
い。
た水分補給量Wrに基づいて、水の電気分解のために消費
された電解電気量Qdを算出する構成となっている。この
電解電気量算出部２７３は、上述した補給量保持部２６
３から、補給した水分の重量をグラム単位で表わした値
を水分補給量Wrとして受け取り、１グラムの水を電気分
解するために必要な電気量Edを乗じることにより、電解
電気量Qdを求めて、減算処理部２７２に送出すればよ
い。
【００４２】また、図８において、放電電気量算出部２
７４は、容量チェックが行われた回数ｎと放電電流Icと
放電時間Tcとを容量チェック部２５３から受け取り、こ
れらの値に基づいて、容量チェックのために消費された
チェック電気量Qcを算出し、減算処理部２７２に送出す
る構成となっている。上述した各部の算出結果の入力に
応じて、減算処理部２７２は、総充電電気量Qtから電解
電気量Qdおよびチェック電気量Qcを差し引いて、被験バ
ッテリー２５２の正極の劣化に使用された酸化電気量Qp
を算出する構成となっている。
７４は、容量チェックが行われた回数ｎと放電電流Icと
放電時間Tcとを容量チェック部２５３から受け取り、こ
れらの値に基づいて、容量チェックのために消費された
チェック電気量Qcを算出し、減算処理部２７２に送出す
る構成となっている。上述した各部の算出結果の入力に
応じて、減算処理部２７２は、総充電電気量Qtから電解
電気量Qdおよびチェック電気量Qcを差し引いて、被験バ
ッテリー２５２の正極の劣化に使用された酸化電気量Qp
を算出する構成となっている。
【００４３】このようにして得られた酸化電気量Qpは、
正極の劣化が必要最少限度の容量を供給できなくなるほ
どに進行するまでに、被験バッテリー２５２に充電され
る電気量である。したがって、正極寿命評価手段１３５
に相当する寿命予測部２５６は、トリクル充電の際に供
給される充電電流によって、上述した劣化電気量Qpが供
給されるまでの所要期間を求め、この期間を正極劣化に
基づいた正極寿命Lpとして出力すればよい。
正極の劣化が必要最少限度の容量を供給できなくなるほ
どに進行するまでに、被験バッテリー２５２に充電され
る電気量である。したがって、正極寿命評価手段１３５
に相当する寿命予測部２５６は、トリクル充電の際に供
給される充電電流によって、上述した劣化電気量Qpが供
給されるまでの所要期間を求め、この期間を正極劣化に
基づいた正極寿命Lpとして出力すればよい。
【００４４】この場合は、上述したようにして求めた正
極寿命Lpとバッテリーの規定寿命Lsとを比較することに
より、被験バッテリー２５２の正極そのものが、バッテ
リーの規定寿命Lsを満足するために必要な性能を満たし
ているか否かを直接的に評価することができる。したが
って、この評価結果を正極に材質の決定やその構造の設
計に提供し、設計作業を支援することができ、設計作業
の効率の向上を図ることが可能である。また、上述した
ように、請求項７で述べた環境において、被験バッテリ
ー２５２を連続充電することにより、被験バッテリー２
５２の正極劣化を最大限に加速し、例えば、１ヶ月程度
の短い期間で通常の状態の３年分に相当する正極の劣化
を引き起こすことができる。これにより、バッテリーの
評価期間を大幅に短縮することができる。
極寿命Lpとバッテリーの規定寿命Lsとを比較することに
より、被験バッテリー２５２の正極そのものが、バッテ
リーの規定寿命Lsを満足するために必要な性能を満たし
ているか否かを直接的に評価することができる。したが
って、この評価結果を正極に材質の決定やその構造の設
計に提供し、設計作業を支援することができ、設計作業
の効率の向上を図ることが可能である。また、上述した
ように、請求項７で述べた環境において、被験バッテリ
ー２５２を連続充電することにより、被験バッテリー２
５２の正極劣化を最大限に加速し、例えば、１ヶ月程度
の短い期間で通常の状態の３年分に相当する正極の劣化
を引き起こすことができる。これにより、バッテリーの
評価期間を大幅に短縮することができる。
【００４５】したがって、上述した電解液の減少に着目
した寿命評価とあわせて、十分な寿命評価に基づいて、
バッテリーの採用を決定して、情報処理システムに組み
込むことが可能となる。これにより、情報処理システム
に備えられたバッテリーを確実に有効期間内に交換する
ことが可能となるから、情報処理システムの信頼性の向
上に寄与することができる。
した寿命評価とあわせて、十分な寿命評価に基づいて、
バッテリーの採用を決定して、情報処理システムに組み
込むことが可能となる。これにより、情報処理システム
に備えられたバッテリーを確実に有効期間内に交換する
ことが可能となるから、情報処理システムの信頼性の向
上に寄与することができる。
【００４６】また、更に、図９に示すように、請求項８
の発明を適用して、被験バッテリー２５２および補水作
業部２５３を高湿度環境室２５７に配置すれば、被験バ
ッテリー２５２のケースから透過する水分を抑制して、
電解液の減少要因を正極における電気分解のみに限定す
ることができる。このようにして、ケースからの水分の
透過を排除することにより、電解電気量算出部２７３に
より、純粋に正極における電気分解のために消費された
電気量を正確に求めることができ、劣化電気量Qpの算出
精度を向上することができる。
の発明を適用して、被験バッテリー２５２および補水作
業部２５３を高湿度環境室２５７に配置すれば、被験バ
ッテリー２５２のケースから透過する水分を抑制して、
電解液の減少要因を正極における電気分解のみに限定す
ることができる。このようにして、ケースからの水分の
透過を排除することにより、電解電気量算出部２７３に
より、純粋に正極における電気分解のために消費された
電気量を正確に求めることができ、劣化電気量Qpの算出
精度を向上することができる。
【００４７】
【発明の効果】以上説明したように請求項１および請求
項３並びに請求項２および請求項６の発明は、バッテリ
ーの容量低下を惹き起こす直接の要因である電解液の減
少と正極の劣化とにそれぞれ着目し、これらの要因の進
行を直接に評価することにより、個々の要因によるバッ
テリーの寿命を独立に評価することができる。これによ
り、バッテリーの設計作業や製造作業に、それぞれの要
因ごとの評価結果を提供して支援することが可能とな
り、新製品の開発作業の効率を向上することができる。
また、請求項３および請求項６の発明に請求項４およ
び請求項７をそれぞれ適用することにより、個々の要因
の性質に応じて効果的な加速を加えることができるか
ら、バッテリーの寿命評価に要する期間を大幅に短縮
し、新製品の採用に際して、十分な寿命評価を行うこと
が可能となり、バッテリーが搭載される情報処理システ
ムの信頼性の向上に寄与することができる。
項３並びに請求項２および請求項６の発明は、バッテリ
ーの容量低下を惹き起こす直接の要因である電解液の減
少と正極の劣化とにそれぞれ着目し、これらの要因の進
行を直接に評価することにより、個々の要因によるバッ
テリーの寿命を独立に評価することができる。これによ
り、バッテリーの設計作業や製造作業に、それぞれの要
因ごとの評価結果を提供して支援することが可能とな
り、新製品の開発作業の効率を向上することができる。
また、請求項３および請求項６の発明に請求項４およ
び請求項７をそれぞれ適用することにより、個々の要因
の性質に応じて効果的な加速を加えることができるか
ら、バッテリーの寿命評価に要する期間を大幅に短縮
し、新製品の採用に際して、十分な寿命評価を行うこと
が可能となり、バッテリーが搭載される情報処理システ
ムの信頼性の向上に寄与することができる。
【００４８】更に、請求項３の発明に請求項５の発明を
適用することにより、通常の使用環境よりも厳しい環境
における寿命を予測し、安全性を向上することができ
る。また、請求項６の発明に請求項８の発明を適用する
ことにより、電解液の減少要因から水分の透過を排除し
て、バッテリーの充電の際に水の電気分解に消費された
電気量を正確に求めて、劣化電気量の算出に供すること
ができる。
適用することにより、通常の使用環境よりも厳しい環境
における寿命を予測し、安全性を向上することができ
る。また、請求項６の発明に請求項８の発明を適用する
ことにより、電解液の減少要因から水分の透過を排除し
て、バッテリーの充電の際に水の電気分解に消費された
電気量を正確に求めて、劣化電気量の算出に供すること
ができる。
【図１】請求項１の発明の原理を示す図である。
【図２】請求項２の発明の原理を示す図である。
【図３】請求項３ないし請求項５のバッテリーの寿命評
価装置の原理ブロック図である。
価装置の原理ブロック図である。
【図４】請求項６ないし請求項８のバッテリーの寿命評
価装置の原理ブロック図である。
価装置の原理ブロック図である。
【図５】請求項３ないし請求項５のバッテリーの寿命評
価装置の実施例構成図である。
価装置の実施例構成図である。
【図６】電解液量の時間変化を説明する図である。
【図７】電解液量と容量との対応関係を示す図である。
【図８】請求項６および請求項７のバッテリーの寿命評
価装置の実施例構成図である。
価装置の実施例構成図である。
【図９】請求項８の発明を適用したバッテリーの寿命評
価装置の実施例構成図である。
価装置の実施例構成図である。
１０１、１０２ バッテリー １１１ 相関評価手段 １１２ 限界液量算出手段 １１３ 重量計測手段 １１４ 電解液量予測手段 １１５ 寿命予測手段 １２１、２２２、２３３ サンプルバッテリー １２２ 第１の充電手段 １２３ 容量計測手段 １２４ 液量計測手段 １２５ 相関抽出手段 １２６ 透過水分計測手段 １２７ 透過ガス計測手段 １３１ 第２の充電手段 １３２ 水分補給手段 １３３ 容量検査手段 １３４ 酸化電気量算出手段 １３５ 正極寿命評価手段 １３６ 環境設定手段 ２１１ 電解液量測定部 ２１２ 外挿処理部 ２１３ 容量測定部 ２１４ 相関抽出部 ２１５、２５６ 寿命予測部 ２２１、２６１ 重量測定部 ２２２ 低湿度環境室 ２２４、２３５、２５１ 充電回路 ２２５ 測定値蓄積部 ２２６ 変化率算出部 ２２７ 電解液量予測部 ２３１ 定電流回路 ２３２、２６５ 電圧測定部 ２３４ 容量算出部 ２３６ 充電制御回路 ２４１ 限界液量算出部 ２４２ 寿命算出部 ２５２ 被験バッテリー ２５３ 補水作業部 ２５４ 電気量算出部 ２５５ 容量チェック部 ２５７ 高湿度環境室 ２６２ 水分補給部 ２６３ 補給量保持部 ２６４ 放電回路 ２６６ 容量判定部 ２７１ 充電電気量算出部 ２７２ 減算処理部 ２７３ 電解電気量算出部 ２７４ 放電電気量算出部
Claims (8)
- 【請求項１】 電解液をケースに封入した構成のバッテ
リーの寿命を評価するバッテリーの寿命評価方法におい
て、 電解液の量とバッテリーが供給可能な電気量、すなわち
バッテリーの容量との関係を予め評価しておき、 所定の期間にわたって前記バッテリーの重量変化を測定
し、 前記測定結果に基づいて、前記所定の期間以降の前記バ
ッテリーの電解液の残存量の変化を予測し、 この予測結果と前記電解液の量とバッテリーの容量との
関係の評価結果とに基づいて、前記バッテリーが必要最
少限度の容量を保持不可能となるまで電解液量が減少す
るために要する時間を求めて、電解液減少による寿命の
評価結果とすることを特徴とするバッテリーの寿命評価
方法。 - 【請求項２】 両極を構成する金属格子により、電解液
を含んだペーストを保持するとともに電流を収集する構
成のバッテリーの寿命を評価するバッテリーの寿命評価
方法において、 一定電流を供給することによって前記バッテリーを常に
充電状態とし、 所定の時間間隔で前記バッテリーが所定の容量を保持し
ているか否かを判定し、 前記バッテリーが所定の容量
を保持している場合は、前記バッテリーの充電を継続
し、 前記バッテリーが所定の容量を保持していない場合は、
前記バッテリーの充電を終了して、充電中に前記バッテ
リーにおいて水の電気分解および容量の検査のために消
費された電気量を評価し、 この評価結果と前記バッテリーに供給された充電電気量
の総和とに基づいて、前記バッテリーの正極を酸化させ
るために消費された酸化電気量を求め、 前記酸化電気量と前記バッテリーが使用状態で供給され
るトリクル充電電流値とに基づいて、前記バッテリーの
正極が酸化反応による劣化のために、必要最少限度の容
量を保持不可能となるまで要する時間を求めて、正極劣
化による寿命の評価結果とすることを特徴とするバッテ
リーの寿命評価方法。 - 【請求項３】 電解液をケースに封入した構造のバッテ
リーの寿命を評価するバッテリーの寿命評価装置におい
て、 電解液量と前記バッテリーの容量との相関関係を評価す
る相関評価手段と、 前記電解液量と容量との相関関係に基づいて、前記バッ
テリーが必要最低限度の容量を供給することが不可能と
なる限界電解液量を求める限界液量算出手段と、 所定
の期間にわたって、前記バッテリーの重量変化を計測す
る重量計測手段と、 前記重量計測手段による計測結果
に基づいて、前記所定の期間以降の電解液量の変化を予
測する電解液量予測手段と、 前記電解液量予測手段による予測結果に基づいて、前記
バッテリーの電解液量が前記限界液量となるまでの所要
期間を予測する寿命予測手段とを備えたことを特徴とす
るバッテリーの寿命評価装置。 - 【請求項４】 請求項３に記載のバッテリーの寿命評価
装置において、 相関評価手段は、 複数のサンプルバッテリーのケースを開けた状態で、そ
れぞれ異なる期間だけ充電電流を供給する第１の充電手
段と、 前記複数のサンプルバッテリーそれぞれの容量を計測す
る容量計測手段と、 前記複数のサンプルバッテリーそれぞれの電解液量を計
測する液量計測手段と、 前記複数のサンプルバッテリ
ーの容量と電解液量とに基づいて、相関関係を抽出する
相関抽出手段とを備えたことを特徴とするバッテリーの
寿命評価装置。 - 【請求項５】 請求項３に記載のバッテリーの寿命評価
装置において、 重量計測手段は、 バッテリーを低湿度環境に置いて、ケースからの水分の
透過による重量変化を計測する透過水分計測手段と、 前記バッテリーに所定の充電電流を供給し、水の電気分
解によって発生するガスがケースから透過したことによ
る重量の変化を計測する透過ガス計測手段とを備えたこ
とを特徴とするバッテリーの寿命評価装置。 - 【請求項６】 両極を構成する金属格子により、電解液
を含んだペーストを保持するとともに電流を収集する構
成のバッテリーの寿命を評価するバッテリーの寿命評価
装置において、 前記バッテリーに連続的に所定の充電電流を供給する第
２の充電手段と、 前記バッテリーに残存する電解液量に応じて、水分を補
給する水分補給手段と、 所定の時間間隔で前記バッテ
リーが所定の容量を維持しているかを検査する容量検査
手段と、 前記容量判定手段による検査結果と前記充電手段が供給
した充電電気量と前記水分補給手段が供給した水分量と
に基づいて、前記バッテリーの正極の酸化反応に費やさ
れた酸化電気量を算出する酸化電気量算出手段と、 前記バッテリーに実際の使用状態で供給される充電電流
値に基づいて、前記バッテリーの正極に前記酸化電気量
が供給されるまでに要する期間を前記正極の寿命として
算出する正極寿命評価手段とを備えたことを特徴とする
バッテリーの寿命評価装置。 - 【請求項７】 請求項６に記載のバッテリーの寿命評価
装置において、 バッテリーは、両極の金属格子及び電解液を含んだペー
ストを保持するケースの封印を開放した状態であること
を特徴とするバッテリーの寿命評価装置。 - 【請求項８】 請求項６に記載のバッテリーの寿命評価
装置において、 バッテリーのケースから水分が透過する現象を抑制する
程度の高い湿度の環境に設定する環境設定手段を備えた
ことを特徴とするバッテリーの寿命評価装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11720595A JP3364049B2 (ja) | 1995-05-16 | 1995-05-16 | バッテリーの寿命評価方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11720595A JP3364049B2 (ja) | 1995-05-16 | 1995-05-16 | バッテリーの寿命評価方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08315868A true JPH08315868A (ja) | 1996-11-29 |
| JP3364049B2 JP3364049B2 (ja) | 2003-01-08 |
Family
ID=14705996
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11720595A Expired - Fee Related JP3364049B2 (ja) | 1995-05-16 | 1995-05-16 | バッテリーの寿命評価方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3364049B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8389137B2 (en) | 2008-08-18 | 2013-03-05 | Panasonic Ev Energy Co., Ltd. | Method of reusing rechargeable battery |
| JP2018061359A (ja) * | 2016-10-05 | 2018-04-12 | 富士電機株式会社 | 二次電池装置、充電制御装置及び充電制御方法 |
| CN108680865A (zh) * | 2018-05-18 | 2018-10-19 | 力神动力电池系统有限公司 | 一种锂离子二次电池用电解液循环性能的检测方法 |
| CN108680866A (zh) * | 2018-05-18 | 2018-10-19 | 力神动力电池系统有限公司 | 一种锂离子二次电池循环性能的检测方法 |
| US10147982B2 (en) | 2017-02-07 | 2018-12-04 | International Business Machines Corporation | Advance indication of short-circuit conditions in a wet-cell battery |
| CN109888422A (zh) * | 2019-02-18 | 2019-06-14 | 清华大学 | 锂离子电池剩余电解液量的确定方法及数据图表生成方法 |
| CN113608137A (zh) * | 2021-07-30 | 2021-11-05 | 骆驼集团武汉光谷研发中心有限公司 | 一种质子交换膜燃料电池电堆寿命预测方法 |
| CN114308716A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-04-12 | 珠海冠宇电池股份有限公司 | 电池漏液检测方法、装置、计算机设备、系统及存储介质 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI127220B (fi) * | 2014-06-06 | 2018-01-31 | Polar Heater Oy | Akun monitorointilaite akun kunnon ilmaisemiseksi ja akun monitorointilaitteen valmistusmenetelmä |
-
1995
- 1995-05-16 JP JP11720595A patent/JP3364049B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8389137B2 (en) | 2008-08-18 | 2013-03-05 | Panasonic Ev Energy Co., Ltd. | Method of reusing rechargeable battery |
| JP2018061359A (ja) * | 2016-10-05 | 2018-04-12 | 富士電機株式会社 | 二次電池装置、充電制御装置及び充電制御方法 |
| US10147982B2 (en) | 2017-02-07 | 2018-12-04 | International Business Machines Corporation | Advance indication of short-circuit conditions in a wet-cell battery |
| CN108680865A (zh) * | 2018-05-18 | 2018-10-19 | 力神动力电池系统有限公司 | 一种锂离子二次电池用电解液循环性能的检测方法 |
| CN108680866A (zh) * | 2018-05-18 | 2018-10-19 | 力神动力电池系统有限公司 | 一种锂离子二次电池循环性能的检测方法 |
| CN108680866B (zh) * | 2018-05-18 | 2020-10-30 | 力神动力电池系统有限公司 | 一种锂离子二次电池循环性能的检测方法 |
| CN108680865B (zh) * | 2018-05-18 | 2020-10-30 | 力神动力电池系统有限公司 | 一种锂离子二次电池用电解液循环性能的检测方法 |
| CN109888422A (zh) * | 2019-02-18 | 2019-06-14 | 清华大学 | 锂离子电池剩余电解液量的确定方法及数据图表生成方法 |
| CN113608137A (zh) * | 2021-07-30 | 2021-11-05 | 骆驼集团武汉光谷研发中心有限公司 | 一种质子交换膜燃料电池电堆寿命预测方法 |
| CN114308716A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-04-12 | 珠海冠宇电池股份有限公司 | 电池漏液检测方法、装置、计算机设备、系统及存储介质 |
| CN114308716B (zh) * | 2021-12-31 | 2024-04-19 | 珠海冠宇电池股份有限公司 | 电池漏液检测方法、装置、计算机设备、系统及存储介质 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3364049B2 (ja) | 2003-01-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8035395B2 (en) | Battery life predicting device and battery life predicting method | |
| JP4818808B2 (ja) | 組電池状態測定装置、組電池劣化判定方法および組電池劣化判定プログラム | |
| CN112771708B (zh) | 蓄电元件的劣化度以及蓄电余量检测装置和蓄电元件管理单元 | |
| JP6038275B2 (ja) | 二次電池の劣化診断方法およびそれを用いた装置 | |
| JP2018146372A (ja) | 蓄電池の劣化判定方法及び蓄電池の劣化判定装置 | |
| WO2014103705A1 (ja) | 蓄電デバイスの寿命予測装置及び蓄電デバイスの寿命予測方法 | |
| JP3364049B2 (ja) | バッテリーの寿命評価方法および装置 | |
| JP2008151526A (ja) | 二次電池の劣化判定装置及びバックアップ電源 | |
| JP2013210340A (ja) | 充電制御装置、充電制御方法、および蓄電システム | |
| CN117043613A (zh) | 用于确定电池存储器的容量损失的方法、装置和计算机程序产品 | |
| JP6589080B1 (ja) | 蓄電素子の劣化度及び蓄電残量検出装置 | |
| JPH08313604A (ja) | 蓄電池の寿命診断方法および寿命診断装置 | |
| JP2007103351A (ja) | 蓄電池の劣化判定方法及びその装置 | |
| CN114152890A (zh) | 预测电池寿命的方法 | |
| KR20110027037A (ko) | 연료전지 건전성 판별 기준 정보 생성 방법 및 연료전지 건전성 판별 기준 정보를 이용한 연료전지 건전성 판별 방법. | |
| JPH10253725A (ja) | バッテリー状態計測方法及び装置 | |
| JP4987504B2 (ja) | 蓄電池状態測定装置、蓄電池劣化判定方法、蓄電池劣化判定プログラム | |
| JP2008196853A (ja) | 蓄電池状態測定装置、蓄電池劣化判定方法、蓄電池劣化判定プログラム | |
| Maskalick | Accelerated Life Testing of Lead‐Acid Industrial Motive Power Cells | |
| Pascoe et al. | VRLA battery capacity estimation using soft computing analysis of the coup de fouet region | |
| US11906419B2 (en) | Corrosiveness prediction device and method | |
| JP3237229B2 (ja) | 二次電池システム | |
| CN115336078A (zh) | 修复nimh电池单元的方法 | |
| US20150082617A1 (en) | Process for charging a lead battery taking into account its oxidation, process for generating a nomogram for the charging process, device associated with the charging process, recording medium and computer program which are associated with the charging process | |
| JP2012174397A (ja) | 固体高分子形燃料電池の寿命予測方法及びそれを使用する固体高分子形燃料電池発電システム |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20021008 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |