JPH09119964A - 蓄電池の寿命判定方法 - Google Patents
蓄電池の寿命判定方法Info
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- JPH09119964A JPH09119964A JP7277395A JP27739595A JPH09119964A JP H09119964 A JPH09119964 A JP H09119964A JP 7277395 A JP7277395 A JP 7277395A JP 27739595 A JP27739595 A JP 27739595A JP H09119964 A JPH09119964 A JP H09119964A
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- JP
- Japan
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- life
- ratio
- discharge
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- Pending
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- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 蓄電池の使用方法、履歴、種類によらず、簡
単な測定手段と装置で蓄電池の残存寿命を判定できる方
法を提供することにある。 【解決手段】 寿命判定の対象である本体蓄電池３と並
列に、該電池３と同じ構成で同一容量かつ同一電圧の蓄
電池をモニター蓄電池５として接続して測定回路を構成
し、これら電池３、５の定電流放電を行い、電池３を流
れる電流Ｉ0 と、電池５を流れる電流Ｉ1 とを測定し、
これら電流の比率ｆ（Ｉ1 ／Ｉ0 ）を求め、予め求めた
基準値ｆ0 と比較して寿命を判定することを特徴とす
る。
単な測定手段と装置で蓄電池の残存寿命を判定できる方
法を提供することにある。 【解決手段】 寿命判定の対象である本体蓄電池３と並
列に、該電池３と同じ構成で同一容量かつ同一電圧の蓄
電池をモニター蓄電池５として接続して測定回路を構成
し、これら電池３、５の定電流放電を行い、電池３を流
れる電流Ｉ0 と、電池５を流れる電流Ｉ1 とを測定し、
これら電流の比率ｆ（Ｉ1 ／Ｉ0 ）を求め、予め求めた
基準値ｆ0 と比較して寿命を判定することを特徴とす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、蓄電池の残存寿命
を判定する方法に関するものである。
を判定する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、蓄電池の残存寿命を判定する方法
として、蓄電池の充放電電気量を積算し、その値が基準
値を越えた時に寿命を判断する方法や、電流−電圧特性
を測定して判断する方法、内部抵抗を測定して蓄電池の
劣化の程度を推定する方法などが提案されていた。しか
し、これらの方法は鉛蓄電池の例をとっても、様々な使
用状態や使用方法を考慮すると、その多くの場合に適用
できるわけではなかった。特に、サイクル使用の場合、
放電深度や放電、充電電流に対して適切な判定ができな
かった。また、この欠点を補うために、温度、放電パタ
ーンなど様々な使用条件下での電池の電流−電圧特性な
ど諸特性を予めコンピュータに記憶させ、実際の使用条
件下での特性を標準状態での特性に換算、補正し、基準
値と比較する方法が提案されているが、これは複雑な演
算、制御回路を伴い、高価かつ操作が複雑になるという
問題点があった。
として、蓄電池の充放電電気量を積算し、その値が基準
値を越えた時に寿命を判断する方法や、電流−電圧特性
を測定して判断する方法、内部抵抗を測定して蓄電池の
劣化の程度を推定する方法などが提案されていた。しか
し、これらの方法は鉛蓄電池の例をとっても、様々な使
用状態や使用方法を考慮すると、その多くの場合に適用
できるわけではなかった。特に、サイクル使用の場合、
放電深度や放電、充電電流に対して適切な判定ができな
かった。また、この欠点を補うために、温度、放電パタ
ーンなど様々な使用条件下での電池の電流−電圧特性な
ど諸特性を予めコンピュータに記憶させ、実際の使用条
件下での特性を標準状態での特性に換算、補正し、基準
値と比較する方法が提案されているが、これは複雑な演
算、制御回路を伴い、高価かつ操作が複雑になるという
問題点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑みてなされたものであって、その目的とするところ
は、蓄電池の使用方法、履歴、種類によらず、簡単な測
定手順と装置で、蓄電池の残存寿命を判定する方法を提
供することにある。
に鑑みてなされたものであって、その目的とするところ
は、蓄電池の使用方法、履歴、種類によらず、簡単な測
定手順と装置で、蓄電池の残存寿命を判定する方法を提
供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、寿命判定の対象である本体蓄電池３と並
列に、該本体蓄電池３と同じ構成で同一容量かつ同一電
圧の蓄電池をモニター蓄電池５として接続して測定回路
を構成し、これら蓄電池３，５の定電流放電を行い、本
体蓄電池３を流れる電流Ｉ0 と、モニター蓄電池５を流
れる電流Ｉ1 とを測定し、これら電流Ｉ0 ，Ｉ1 の比率
ｆ（Ｉ1 ／Ｉ0 ）を求め、予め前記比率ｆ（Ｉ1 ／
Ｉ0 ）に対する容量の関係から求めた基準値ｆ0 と比較
して寿命を判定することを特徴とする。そして、前記電
流Ｉ0 ，Ｉ1 は放電開始後少なくとも５分経過してから
測定されることが望ましい。
に、本発明は、寿命判定の対象である本体蓄電池３と並
列に、該本体蓄電池３と同じ構成で同一容量かつ同一電
圧の蓄電池をモニター蓄電池５として接続して測定回路
を構成し、これら蓄電池３，５の定電流放電を行い、本
体蓄電池３を流れる電流Ｉ0 と、モニター蓄電池５を流
れる電流Ｉ1 とを測定し、これら電流Ｉ0 ，Ｉ1 の比率
ｆ（Ｉ1 ／Ｉ0 ）を求め、予め前記比率ｆ（Ｉ1 ／
Ｉ0 ）に対する容量の関係から求めた基準値ｆ0 と比較
して寿命を判定することを特徴とする。そして、前記電
流Ｉ0 ，Ｉ1 は放電開始後少なくとも５分経過してから
測定されることが望ましい。
【０００５】
【作用】本発明では寿命測定の対象とする蓄電池と同じ
型のモニター蓄電池を選択することにより、温度、放電
電流、放電パターンの影響を取り除き、使用条件によら
ず比較の対象となる基準値を決定でき、その基準値に基
づき寿命を判定できる。すなわち、適切なモニター蓄電
池を本体蓄電池と並列に接続することで、同じ電気化学
反応系を有する蓄電池が同じ条件下で放電されるため、
電気化学反応速度を左右するパラメータの大部分を両方
の蓄電池が共有するので、測定条件の影響を無視できる
程小さくできる。また、本体蓄電池の放電電流Ｉ0 が蓄
電池の初期の正常に作動する状態にある場合と、寿命末
期にある場合とを比べると、モニター蓄電池に流れる放
電電流Ｉ1 が後者において明らかに増加するので、本体
蓄電池 が寿命末期になると、比率ｆが増加する。従っ
て、比率ｆが一定値以上になれば寿命に達したと判断で
きる。さらに、比率ｆは放電開始後５分を経過すると、
略一定になるので、この時の比率ｆを用いて寿命を判定
することが望ましい。
型のモニター蓄電池を選択することにより、温度、放電
電流、放電パターンの影響を取り除き、使用条件によら
ず比較の対象となる基準値を決定でき、その基準値に基
づき寿命を判定できる。すなわち、適切なモニター蓄電
池を本体蓄電池と並列に接続することで、同じ電気化学
反応系を有する蓄電池が同じ条件下で放電されるため、
電気化学反応速度を左右するパラメータの大部分を両方
の蓄電池が共有するので、測定条件の影響を無視できる
程小さくできる。また、本体蓄電池の放電電流Ｉ0 が蓄
電池の初期の正常に作動する状態にある場合と、寿命末
期にある場合とを比べると、モニター蓄電池に流れる放
電電流Ｉ1 が後者において明らかに増加するので、本体
蓄電池 が寿命末期になると、比率ｆが増加する。従っ
て、比率ｆが一定値以上になれば寿命に達したと判断で
きる。さらに、比率ｆは放電開始後５分を経過すると、
略一定になるので、この時の比率ｆを用いて寿命を判定
することが望ましい。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１のように、予め充電を完了さ
せ、０．１ミリオームの分流抵抗（電流計）２を直列に
接続した公称容量８０Ａｈ−１２Ｖの本体鉛蓄電池３
に、これと同じ構成の公称容量８０Ａｈ−１２Ｖの充電
済のモニター鉛蓄電池５と０．１ミリオームの分流抵抗
（電流計）４の直列回路を並列に接続して測定回路を構
成する。この回路に外部負荷６を接続して２５℃の周囲
温度下で定電流放電する。そして、放電時間毎にモニタ
ー蓄電池５に流れる電流Ｉ1 と本体蓄電池３に流れる電
流Ｉ0 とを測定し、電流Ｉ0 に対する電流Ｉ1 の比率ｆ
（Ｉ1 をＩ0 で除したもの）を求める。このようにして
放電時間と比率ｆの関係を、放電電流Ｉ0 とＩ1 の和が
６４Ａ，１３０Ａ，２６０Ａ，４８０Ａのそれぞれにつ
いて求めた。その結果を図２、図３に示す。なお、図１
において１は本体鉛蓄電池３と同じ型の鉛蓄電池を本体
鉛蓄電池３と共に６個直列に接続した電池群を示す。
基づいて説明する。図１のように、予め充電を完了さ
せ、０．１ミリオームの分流抵抗（電流計）２を直列に
接続した公称容量８０Ａｈ−１２Ｖの本体鉛蓄電池３
に、これと同じ構成の公称容量８０Ａｈ−１２Ｖの充電
済のモニター鉛蓄電池５と０．１ミリオームの分流抵抗
（電流計）４の直列回路を並列に接続して測定回路を構
成する。この回路に外部負荷６を接続して２５℃の周囲
温度下で定電流放電する。そして、放電時間毎にモニタ
ー蓄電池５に流れる電流Ｉ1 と本体蓄電池３に流れる電
流Ｉ0 とを測定し、電流Ｉ0 に対する電流Ｉ1 の比率ｆ
（Ｉ1 をＩ0 で除したもの）を求める。このようにして
放電時間と比率ｆの関係を、放電電流Ｉ0 とＩ1 の和が
６４Ａ，１３０Ａ，２６０Ａ，４８０Ａのそれぞれにつ
いて求めた。その結果を図２、図３に示す。なお、図１
において１は本体鉛蓄電池３と同じ型の鉛蓄電池を本体
鉛蓄電池３と共に６個直列に接続した電池群を示す。
【０００７】図２、３よりいずれの定電流放電の場合で
も、５分を経過すると、比率ｆが略一定になる。また、
放電電流Ｉ0 とＩ1 の和が２６０Ａである時、周囲温度
を５℃、２５℃、４５℃にそれぞれ変えて、放電時間に
対する比率ｆを求めた。その結果を図４に示す。図４よ
り周囲温度を変えても放電時間が５分を経過すれば、比
率ｆが略一定になることが分かる。
も、５分を経過すると、比率ｆが略一定になる。また、
放電電流Ｉ0 とＩ1 の和が２６０Ａである時、周囲温度
を５℃、２５℃、４５℃にそれぞれ変えて、放電時間に
対する比率ｆを求めた。その結果を図４に示す。図４よ
り周囲温度を変えても放電時間が５分を経過すれば、比
率ｆが略一定になることが分かる。
【０００８】さらに、本体鉛蓄電池３をサイクル充放電
試験に供し、本体鉛蓄電池３の初期と寿命末期で放電時
間に対する比率ｆがどのように変化するか調査した。そ
の結果を図５に示す。なお、測定条件は、放電電流Ｉ0
とＩ1 との和を２６０Ａとし、周囲温度２５℃とした。
図５より寿命末の電池は放電開始後４分まで比率ｆが急
激に増加しているが、初期の電池のそれは殆ど変化して
いないことが分かる。また、初期の電池に比べ寿命末の
電池の比率ｆが増加していることが分かる。
試験に供し、本体鉛蓄電池３の初期と寿命末期で放電時
間に対する比率ｆがどのように変化するか調査した。そ
の結果を図５に示す。なお、測定条件は、放電電流Ｉ0
とＩ1 との和を２６０Ａとし、周囲温度２５℃とした。
図５より寿命末の電池は放電開始後４分まで比率ｆが急
激に増加しているが、初期の電池のそれは殆ど変化して
いないことが分かる。また、初期の電池に比べ寿命末の
電池の比率ｆが増加していることが分かる。
【０００９】また、上記サイクル充放電試験の４０サイ
クル毎に、本体蓄電池の放電開始後５分目の容量と比率
ｆとを調査した。その結果を図６に示す。なお、測定条
件は上記と同様に放電電流２６０Ａ、周囲温度２５℃と
した。図６より本体蓄電池が寿命末になるに従い、比率
ｆが増加することが分かる。なお、上記いずれの測定回
路でもモニター蓄電池は初期（新品）の蓄電池とした。
クル毎に、本体蓄電池の放電開始後５分目の容量と比率
ｆとを調査した。その結果を図６に示す。なお、測定条
件は上記と同様に放電電流２６０Ａ、周囲温度２５℃と
した。図６より本体蓄電池が寿命末になるに従い、比率
ｆが増加することが分かる。なお、上記いずれの測定回
路でもモニター蓄電池は初期（新品）の蓄電池とした。
【００１０】以上の結果から、上記測定回路によれば、
本体蓄電池の放電電流、劣化状態、および周囲温度が変
化しても放電開始後５分を経過すれば、比率ｆが略一定
となり、本体蓄電池の劣化が進めば比率ｆが増加するの
が分かる。次に、図６より比率ｆに対するは容量の関係
を図７に示す。図７より比率ｆに対する容量の関係が直
線関係にあることが分かり、容量が初期値に対し８０％
になった時を寿命とすると、この時の比率ｆがｆ0 ＝
１．３５となる。この値ｆ0を基準値とし、寿命判定の
対象である公称容量８０Ａｈ−１２Ｖの鉛蓄電池を上記
測定回路で２６０Ａの定電流放電して放電電流Ｉ0 ，Ｉ
1 を測定し、比率ｆを求め、該比率ｆが前記比率ｆ0 よ
り大きければ寿命と判定する。このように、蓄電池の各
機種毎に予め上記測定回路を用いて比率ｆ0 （基準値）
を求めておき、寿命を判定したい蓄電池で上記測定回路
を構成して比率ｆを求め、寿命を判定したい蓄電池と同
一機種の蓄電池で求めた前記比率ｆ0 （基準値）と比較
して寿命か否かを判定する。
本体蓄電池の放電電流、劣化状態、および周囲温度が変
化しても放電開始後５分を経過すれば、比率ｆが略一定
となり、本体蓄電池の劣化が進めば比率ｆが増加するの
が分かる。次に、図６より比率ｆに対するは容量の関係
を図７に示す。図７より比率ｆに対する容量の関係が直
線関係にあることが分かり、容量が初期値に対し８０％
になった時を寿命とすると、この時の比率ｆがｆ0 ＝
１．３５となる。この値ｆ0を基準値とし、寿命判定の
対象である公称容量８０Ａｈ−１２Ｖの鉛蓄電池を上記
測定回路で２６０Ａの定電流放電して放電電流Ｉ0 ，Ｉ
1 を測定し、比率ｆを求め、該比率ｆが前記比率ｆ0 よ
り大きければ寿命と判定する。このように、蓄電池の各
機種毎に予め上記測定回路を用いて比率ｆ0 （基準値）
を求めておき、寿命を判定したい蓄電池で上記測定回路
を構成して比率ｆを求め、寿命を判定したい蓄電池と同
一機種の蓄電池で求めた前記比率ｆ0 （基準値）と比較
して寿命か否かを判定する。
【００１１】なお、本発明の方法で放電電流を測定する
場合、予め本体蓄電池とモニター蓄電池を並列状態で、
本体蓄電池の公称容量の１０％程度の過充電を行うこと
が測定時に回路電圧を揃える上で望ましい。また、本体
蓄電池とモニター蓄電池の温度を等しくするために、測
定開始の数時間前には測定回路を構成しておくか、本体
蓄電池をモニター蓄電池と同じ温度に加熱または冷却す
ることが望ましい。
場合、予め本体蓄電池とモニター蓄電池を並列状態で、
本体蓄電池の公称容量の１０％程度の過充電を行うこと
が測定時に回路電圧を揃える上で望ましい。また、本体
蓄電池とモニター蓄電池の温度を等しくするために、測
定開始の数時間前には測定回路を構成しておくか、本体
蓄電池をモニター蓄電池と同じ温度に加熱または冷却す
ることが望ましい。
【００１２】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、次に記
載する効果を奏する。 （１）請求項１によれば、寿命モードの異なる蓄電池に
対して適切に寿命判定できる。 （２）請求項１によれば、実際の使用状態に換算した
り、補正する必要がないので、複雑な演算回路や制御回
路を必要とせず、簡単な測定回路で寿命判定できる。 （３）請求項２によれば、比率ｆが略一定になるので、
正確に寿命判定できる。
載する効果を奏する。 （１）請求項１によれば、寿命モードの異なる蓄電池に
対して適切に寿命判定できる。 （２）請求項１によれば、実際の使用状態に換算した
り、補正する必要がないので、複雑な演算回路や制御回
路を必要とせず、簡単な測定回路で寿命判定できる。 （３）請求項２によれば、比率ｆが略一定になるので、
正確に寿命判定できる。
【図１】本発明の測定方法を示す回路図である。
【図２】６４Ａと１３０Ａの定電流放電における蓄電池
の放電時間と比率ｆの関係を示すグラフである。
の放電時間と比率ｆの関係を示すグラフである。
【図３】２６０Ａと４８０Ａの定電流放電における蓄電
池の放電時間と比率ｆの関係を示すグラフである。
池の放電時間と比率ｆの関係を示すグラフである。
【図４】周囲温度を変えた時の蓄電池の放電時間と比率
ｆの関係を示すグラフである。
ｆの関係を示すグラフである。
【図５】蓄電池の初期と寿命末における放電時間と比率
ｆの関係を示すグラフである。
ｆの関係を示すグラフである。
【図６】蓄電池の寿命サイクル数に対する容量と比率ｆ
の関係を示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
【図７】蓄電池の比率ｆと容量の相関関係を示すグラフ
である。
である。
３ 本体蓄電池 ５ モニター蓄電池 Ｉ0 本体蓄電池を流れる放電電流 Ｉ1 モニター蓄電池を流れる放電電流 ｆ 求める比率 ｆ0 比率の基準値
Claims (2)
- 【請求項１】 寿命判定の対象である本体蓄電池（３）
と並列に、該本体蓄電池（３）と同じ構成で同一容量か
つ同一電圧の蓄電池をモニター蓄電池（５）として接続
して測定回路を構成し、これら蓄電池（３，５）の定電
流放電を行い、本体蓄電池（３）を流れる電流（Ｉ0 ）
と、モニター蓄電池（５）を流れる電流（Ｉ1 ）とを測
定し、これら電流（Ｉ0 ，Ｉ1 ）の比率（ｆ）を求め、
予め前記比率（ｆ）に対する容量の関係から求めた基準
値（ｆ0 ）と比較して寿命を判定することを特徴とする
蓄電池の寿命判定方法。 - 【請求項２】 放電開始後少なくとも５分経過してから
前記電流（Ｉ1,Ｉ0）を測定することを特徴とする請求
項１記載の蓄電池の寿命判定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7277395A JPH09119964A (ja) | 1995-10-25 | 1995-10-25 | 蓄電池の寿命判定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7277395A JPH09119964A (ja) | 1995-10-25 | 1995-10-25 | 蓄電池の寿命判定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09119964A true JPH09119964A (ja) | 1997-05-06 |
Family
ID=17582950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7277395A Pending JPH09119964A (ja) | 1995-10-25 | 1995-10-25 | 蓄電池の寿命判定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09119964A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9696382B2 (en) | 2005-05-27 | 2017-07-04 | Lg Chem, Ltd. | Method and apparatus for estimating maximum power of battery by using internal resistance of the battery |
-
1995
- 1995-10-25 JP JP7277395A patent/JPH09119964A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9696382B2 (en) | 2005-05-27 | 2017-07-04 | Lg Chem, Ltd. | Method and apparatus for estimating maximum power of battery by using internal resistance of the battery |
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