JPS5927870B2 - 蓄電池の劣化判別装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電気車輛等の駆動源として使用される蓄電池の
劣化を判別する装置に関するものである。

一般に蓄電池は放電量が一定値以上に達すると再充電し
ても、もとの特性に戻らず極板等を劣化して寿命を損う
ことはよく知られている。従つて、蓄電池を適切な時期
に充電して、過放電による寿命の低下あるいは電気車輛
等の走行不能等の事故発生を未然に防ぐことが必要とな
つてくる。この蓄電池の劣化を判別する方法としては模
擬負荷に定電流放電して一定値に達したときの容量と蓄
電池の公称容量とを比較して劣化を判別するいわゆる容
量試験が従来より採用されておる。しかし乍ら、この方
法では蓄電池が電気車輛等に塔載されている場合その都
度取外さなければならないため多くの手間を要し、しか
も定電流放電するための模擬負荷が必要となつて装置を
大形化し高価なものとする欠点を有している。本発明は
上述の欠点を除去し、その目的とするところは、電気車
輛等に塔載した蓄電池を取外すことなく蓄電池に接続し
て実走行中に蓄電池の劣化を判別することのできるもの
を提供することにある。

又、他の目的は電気車輛等に塔載した蓄電池の残存容量
を常時監視することのできるものを提供することにある
。本発明は上記目的を達成する手段として、蓄電池の劣
化の判別に対しては走行中の蓄電池の放電状態を、端子
電圧の急激な変化を平均化して等価的に平均放電電流が
流れたときの端子電圧の変化として把握し、この端子電
圧が任意の設定値に達したとき指令を送出するようにし
た残量容量検出手段と、蓄電池の負荷回路に挿入したシ
ャント抵抗から上記放電状態の放電量を積算表示するよ
うにした放電量表示手段とを備えて、この放電量の積算
表示を上記指令にもとづいて一旦停止せしめるようにし
てこの停止したときの表示値を、上記設定値と蓄電池の
公称容量とから定まる判定基準値で比較して、蓄電池の
劣化の判別を行うようにしたものであり残存容量の常時
監視に対しては上記放電状態を指示せしめることにより
検知せしめるようにしたものである。

以下、本発明の実施例を図によつて説明する。

第１図、第２図は蓄電池の諸現象を示したもので、第１
図は一定の負荷電流で放電したときの放電特性を蓄電池
の端子電圧ＶＢと放電量ＡＨとの関係で示したものであ
り、端子電圧ＶＢが急激に降下しはじめた点Ｐを放電終
止電圧とみなし、この放電終止電圧に達したときをもつ
て１００％放電（即ち残存容量０％）したとみなすこと
ができる。又、第２図は蓄電池の容量と放電サイクルと
の関係を示したもので、蓄電池の容量が急激に降下しは
じめる点Ｑ以下になつたとき蓄電池は寿命に達して交換
時期にきたと判定することが従来より行なわれている。
このＱ点の容量は一般に公称容量の８０％とみられてい
る。従つて、本発明は、第１図に示す放電終止電圧Ｐに
対応する容量を検出し、これを第２図に示すＱ点の容量
と比較すれば蓄電池の劣化の判別が可能である点に着目
してなされたものである。

第３図は本発明の実施例を示したもので、１は被測定用
の蓄電池、２は上記蓄電池１の端子間にスイツチ３を介
して接続された例えば電気車輛を駆動する電動機等の負
荷４と直列に挿入されたシヤント抵抗である。５は上記
蓄電池１の端子電圧をその放電終止電圧から定まる基準
電圧との差電圧として導出するようにした差電圧発生回
路で、蓄電池１の端子間に抵抗Ｒｌ，Ｒ２を直列に接続
して蓄電池１の端子電圧を分圧した出力電圧として導出
するようにした分圧回路と、電源電圧Ｖｃｃと接地間と
に抵抗Ｒ３，Ｒ４と可変抵抗ＶＲｌとを直列に接続して
放電終止電圧から定まる基準電圧を導出するようにした
基準電圧設定回路と、上記分圧回路の出力端に非反転入
力端子を基準電圧設定回路の出力端に反転人力端子をそ
れぞれ接続した差動増幅回路Ａ，とからなつており、こ
の差動増幅回路Ａ１の出力を次段に送出するようになつ
ている。

而して、上記基準電圧設定回路の出力電圧は高率放電時
（例えば蓄電池１の１時間率放電時）の放電終止電圧よ
りも若干低い電圧となるように選定して次段の回路を正
確に動作させると共に、調整が簡単に行なえるように設
けてある。６は一方向性の時限回路で、上記差電圧発生
回路５の差動増幅回路Ａ１の出力端に抵抗Ｒ５とコンデ
ンサＣ１とからなる時定数回路を接続し、上記抵抗Ｒ５
と並列に順方向にダイオードＤ１を接続して、差電圧発
生回路５の出力電圧をその降下に対しては抵抗Ｒ５とコ
ンデンサＣ１とのＣＲ時定数によつて定まる時限（例え
ば十数分）で積分し、上昇に対してはダイオードＤ１の
導通により殆んど瞬時に抵抗Ｒ５とコンデンサＣ１との
接続点ａから出力電圧を次段に送出するようになつてい
る。

７は蓄電池１の負荷時における端子電圧の最低値を記憶
するようにした最低電圧記憶回路で、上記時限回路６の
接続点ａに逆方向に挿入したダイオードＤ２を介して電
源電圧Ｖ。

ｃに接続されたコンデンサＣ２を接続し、このコンデン
サＣ２とダイオードＤ２との接続点ｂにドレン側が電源
電圧Ｖに接続された電界効果トランジスタＦＥＴｌのゲ
ートを接続し、この電界効果トランジスタＦＥＴｌのソ
ース側を抵抗Ｒ６を介して接地すると共に、電源電圧Ｖ
Ｏｃにコレクタが接続されたトランジスタＱ１のベース
を接続し、このトランジスタＱ１のエミツタから最低電
圧記憶回路７の出力電圧を導出するようになつている。
又、上記ダイオードＤ２は、接続点ｂの電圧Ｖｂと時限
回路６の出力端（接続点ａ）の電圧Ｖａとの関係におい
てＶａく６の関係にあるときのみ導通してＶａ−Ｖ６と
なるが電圧Ｖａが負荷開放等の原因により上昇してＶａ
＞Ｖ′ｂの関係になつたとき不導通となりコンデンサＣ
２の電圧がＶａ＝Ｖ６時の状態で保持即ち記憶されるよ
うになつておる。このコンデンサＣ２に記憶された電圧
を導出するには少しの電流でも流すことによつて電圧は
変化するので実施例にあつては電圧のみで作動する電界
効果トランジスタＦＥＴｌでうけ利得１のソースフオロ
ア回路で電圧Ｖｂを導出し、これをトランジスタＱ１を
介して次段に送出するようになつている。而して、上記
最低電圧記憶回路７には、そのコンデンサＣ２の端子間
にドレン・ソース間を接続した電界効果トランジスタＦ
ＥＴ２を設け、この電界効果トランジスタＦＥＴ２のゲ
ートに自動りセツト回路８の出力端を接続して、蓄電池
１の充電完了時に電界効果トランジスタＦＥＴ２を導通
せしめて一旦短絡せしめることにより上記コンデンサＣ
２の記憶を解除するようになつている。この自動りセツ
ト回路８は電源電圧Ｖｃｃと接地間にコンデンサＣ３と
抵抗Ｒ７を直列に挿入し、この抵抗Ｒ７と並列に逆方向
にダイオードＤ３を接続して形成され、上記コンデンサ
Ｃ３と抵抗Ｒ７との接続点を出力端として、上記最低電
圧記憶回路７の電界効果トランジスタＦＥＴ２のゲート
に接続されておる。９は上記蓄電池１の残存容量に対応
した最低電圧記憶回路７の出力電圧を指示する指示回路
で、電源電圧Ｖｃｃと接地間に抵抗Ｒ８，Ｒ，及び可変
抵抗ＶＲ２を直列に接続した基準電圧設定回路と、この
可変抵抗ＶＲ２の摺動子に接続されたメータリレーＭに
上記最低電圧記憶回路７のトランジスタＱ１のエミツタ
を可変抵抗ＶＲ３を介して接続されておる。

而して、メータリレーＭは直流電流計によつて構成され
その目盛は残存容量を把握しやすくするために７０表示
として蓄電池１の残存容量がＯ〜１００％まで可動指針
により指示できるようになつている。又、このメータリ
レーＭには任意の目盛に設定できる設定指針が設けられ
ており、この設定指針の設定値に可動指針が達すると出
力信号を例えば［１」の信号を送出するようになつてい
る。１０は接続端子を介して上記シヤント抵抗２の端子
間に接続されてシヤント抵抗２に流れる負荷電流を電圧
として導出し、これを周波数変換する電圧一周波数変換
回路である。

この電圧一周波数変換回路１０は、シヤント抵抗２の端
子間に接続されて入力電圧を計測可能な電圧に増幅（例
えば利得Ｇ＝１００）するようにした反転増幅回路Ａ２
と、この反転増幅回路Ａ２の出力端に接続されて入力電
圧の極性を変換するための反転増幅回路Ａ３σｕ得Ｇ−
１）と、この反転増幅回路Ａ３の出力端にソース・ドレ
ン間を挿入した電界効果トランジスタＦＥＴ３と抵抗Ｒ
ｌＯとを介して反転入力端子を接続しこの反転人力端子
と出力端子間にコンデンサＣ４を挿入し、非反転入力端
子を接地して入力電圧を積分するようにした積分回路Ａ
４と、この積分回路Ａ４の出力端に並列に非反転入力端
子を接続し、反転入力端子を接地して積分値の下限を設
定するようにした比較回路Ａ５並びに反転入力端子を電
源電圧Ｖｃｃと接地間に抵抗Ｒｌｌ，Ｒｌ２と可変抵抗
ＶＲ４とを直列に挿人したスレツシユホールド電圧設定
回路に接続して積分値の上限を設定するようにした比較
回路Ａ６と、この比較回路Ａ５の出力端に逆方向に挿入
したダイオードＤ３と比較回路Ａ６の出力端に順方向に
挿入したダイオードＤ４とを介して反転入力端子を接続
すると共に抵抗Ｒｌ５を介して接地し、非反転入力端子
は抵抗Ｒｌ３を介して接地すると共に出力端子との間に
帰還抵抗Ｒｌ４を挿入して方形波の出力信号を送出する
ようにしたヒステリシス比較回路Ａ７と、この比較回路
Ａ７の出力端子に上記反転増幅回路Ａ２の出力電圧を積
分回路Ａ４に送出するようにしたバイパス回路にソース
・ドレン間を挿入した電界効果トランジスタＦＥＴ４の
ゲートを接続すると共に反転入力端子を接続されて非反
転入力端子を接地し出力端子を上記電界効果トランジス
タＦＥＴ３のゲートに接続した比較回路Ａ８とからなつ
ており、シヤント抵抗２に流れる負荷電流を電圧として
うけてこれを計測可能な電圧に増幅し、この電圧を積分
回路Ａ４により積分し比較回路Ａ５，Ａ６とによつて設
定された上限，下限の間で電界トランジスタＦＥＴ３，
ＦＥＴ４を交互に０Ｎ，０ＦＦすることにより電圧の大
きさによつて可変される三角波形の出力をヒステリシス
比較回路Ａ７により方形波の出力として次段に送出する
ようになつている。１１はカウンタ回路で、上記電圧一
周波数変換回路１０のヒステリシス比較回路Ａ７の出力
端に分周回路１２を介して接続して比較回路Ａ７の方形
波パルス信号をカウントするようになつている。

このカウンタ回路１１は２進化信号をカウントし、これ
を２進化１０進に解読して出力端に接続された発光ダイ
オードからなる表示管１３に出力を送出してデジタル表
示せしめるようになつている。又、このカウンタ回路１
１は上記指示回路９のメータリレーＭの出力により表示
管１３の積算表示を一旦停止せしめるようになつている
。１４は劣化表示回路で、上記カウンタ回路１１の２進
化１０進の出力をうけてこれをアナグロ量（例えば電圧
の大きさ）に変換するＤ−Ａ変換器ＣＣＶの出力端に比
較回路Ａ，の非反転入力端子を接続し、この比較回路Ａ
９の反転入力端子には基準値を設定する基準電圧設定回
路Ｖｓを接続し、比較回路Ａ９の出力端をアンド回路Ａ
ＮＤｌの入力端に接続すると共にノツト回路ＮＯＴｌを
介してアンド回路ＡＮＤ２の入力端に接続し、このアン
ド回路ＡＮＤｌ，ＡＮＤ２の他方の入力端には上記メー
タリレーＭの制御信号をうけるようにそれぞれ接続し、
上記アンド回路ＡＮＤｌの出力端に電源電圧Ｖｃｃと接
地間に抵抗Ｒｌ６と発光ダイオード等からなる表示器Ｌ
１と トランジスタＱ２のコレクタ・エミツタ間を直列
に挿入したトランジスタＱ２のベースを接続し、上記ア
ンド回路ＡＮＤ２の出力端には電源電圧Ｃｃと接地間に
抵抗Ｒｌ７と発光ダイオード等からなる表示器Ｌ２とト
ランジスタＱ３のコレクタ・エミツ夕間を直列に挿入し
たトランジスタＱ３のベースを接続して形成され、アン
ド回路ＡＮＤｌ，ＡＮＤ２の出力によりトランジスタＱ
ｌ，Ｑ２を０Ｎ，０ＦＦせしめて、表示器Ｌｌ，Ｌ２を
点灯，消灯せしめるようになつている。

そして、上記表示器Ｌｌ，Ｌ２はそれぞれ緑色，赤色の
色別表示するようにして、表示器Ｌ１（緑色）が点灯し
たときは「劣化してない」と判別し、表示器Ｌ２（赤色
）が点灯したときは「劣化している」と判別するように
なつている。而して、上記基準電圧設定回路Ｖｓの基準
値はメータリレーＭの設定値から選定される。今、メー
タリレーＭの設定指針により任意に設定した設定値をＣ
ｓ（％）とし、蓄電池１の公称容量をＣＯとすると、上
記基準値Ｘはで示される関係式によつて選定され、この
容量単位の基準値Ｘを上記Ｄ−Ａ変換器ＣＯＶによつて
変換される例えば放電量（ＡＨ）に対する電圧の大きさ
と同じ比率の電圧に置換えて比較できるように選定され
る。

１５は上記蓄電池１の端子間に接続された定電圧電源回
路で、ロイヤ一発振器と定電圧回路とから安定化した電
圧を出力端から各回路に動作電源ＶＣＣ，Ｖｌ）。

を供給するようになつている。次にその動作について説
明する。

先ず残存容量の検出動作について説明する。蓄電池１の
端子間に差電圧回路５と定電圧電源回路１５の入力端を
それぞれ接続し、上記蓄電池１の負荷回路に挿入したシ
ヤント抵抗２の端子間に電圧一周波数変換回路１０の入
力端を接続する。これにより自動りセツト回路８の出力
電圧は、コンデンサＣ３が充電され一旦電源電圧Ｖｃｃ
と同電位まで上昇する。この上昇した出力電圧によつて
最低電圧記憶回路ｒの電界効果トランジスタＦＥＴ２は
導通しコンデンサＣ２の短絡回路を形成して該コンデン
サＣ２が前回の動作時に充電された電荷を放電して端子
間電圧を電源電圧Ｖｃｃと同電位にし記憶を消去する。
次いで、上記自動りセツト回路８のコンデンサＣ３ｉこ
充電された電荷は抵抗Ｒ７とのＣＲ時定数によつて定ま
る時限で放電し、自動りセツト回路８の出力電圧は減衰
し電界効果トランジスタＦＥＴ２は不導通となる。上記
コンデンサＣ２の端子間電圧が電源電圧Ｖ。Ｏと同電位
となることにより最低電圧記憶回路７の出力電圧も略々
電源電圧Ｖｃｃと同電位となつて指示回路９のメーター
リレーＭの可動指針は目盛１００％をこえて指示してお
り、この状態では蓄電池１が無負荷であるため、差電圧
発生回路５の出力電圧は最低電圧記憶回路７のｂ点の電
圧Ｖ６より高いためダイオードＤ２は不導通となつてお
る。他方、電圧一周波数変換回路１０はシヤント抵抗２
に負荷電流が流れていないため作動しない。従つて表示
管１３の表示はＯりセツトされている。この状態でスイ
ツチ３を投入して負荷４に電流を流ずと蓄電池１の端子
電圧は下降し、これにより差電圧発生回路５の出力電圧
も下降する。

この下降した出力電圧をうけた時限回路６は、ダイオー
ドＤ１のアノード電位力幼ソート電位よりも低くなるの
で不導通となり、抵抗Ｒ５とコンデンサＣ１とのＣＲ時
定数によつて定まる時限で出力電圧（ａ点の電圧Ｖａ）
が下降し、これにより最低電圧記憶回路７のｂ点の電圧
Ｖ６よりも低く（ＶａくＶｂ）なるのでダイオードＤ２
が導通してコンデンサＣ２はダイオードＤ２を通じて充
電され、ｂ点の電圧Ｖｂはａ点の電圧Ｖａと同電位とな
り、ソースフオロア一回路を形成した電界効果トランジ
スタＦＥＴｌのソース側より電圧がトランジスタＱ１の
ベースに印加されベース・エミツタ電圧がバイアス電圧
となるように電流が流れるのでこれの電流により指示回
路９のメータリヒ一Ｍの可動指針が残存容量１００％を
指示する。更に蓄電池１が放電していくにしたがつて第
１図に示すように端子電圧は順次下降していくが、この
放電途中にあつて始動あるいは急加速等により蓄電池１
の端子電圧が急激に下降することもあるが、この急激に
下降する端子電圧を差電圧発生回路５を介してうける時
限回路６はそのコンデンサＣ１と抵抗Ｒ５とのＣＲ時定
数によつて定まる時限で積分することになるので、時限
回路６の出力電圧は脈動分を除いたものとなり、これを
うけた最低電圧記憶回路７は極端な過小電圧を記憶する
ことなく蓄電池１の平均放電電流時の端子電圧として記
憶し、指示回路９は順次蓄電池１の放電量にしたがつて
残存容量を的確に指示する。この指示により残存容量を
検知することができる。又、蓄電池１が無負荷状態にな
つたとき、蓄電池１の端子電圧は上昇し、それにつれて
差電圧発生回路５の出力電圧も上昇する。この上昇した
出力電圧をうけた時限回路６はそのダイオードＤ１がア
ノード電位がカソード電位よりも高くなるので導通して
出力電圧（ａ点の電圧Ｖａ）を上昇せしめて最低電圧記
憶回路７のｂ点の電圧Ｖ６より高く（Ｖａ＞Ｖ５）なる
ためダイオードＤ２が不導通となつて蓄寛池１の無負荷
となる直前の電圧を記憶するので指示回路９のメータリ
レーＭの指示は無負荷となる直前の残存容量をそのま＼
指示し続ける。次に蓄電池１の劣化の判別動作について
説明する。

上記指示回路９のメータリレーＭの設定指針を予め任意
の値（例えば残存容量３０％）に設定する。そして上述
のスイツチ３の投入により負荷４に電流を流すとシヤン
ト抵抗２に負荷電流が流れる。この電流によつてシヤン
ト抵抗２の端子間に生ずる電圧をうけた電圧一周波数変
換回路１０は、その差動増幅回路Ａ２において入力電圧
を計測可能な電圧に所定の増幅度（例えば利得Ｇ＝１０
０）で増幅した負の出力電圧を送出し、これをうけた差
動増幅回路Ａ３により利得Ｇ＝１で極性変換して正の出
力電圧を送出する。今、電界効果トランジスタＦＥＴ３
が導通（即ち比較回路Ａ，の出力が［１］）されている
とすると、上記差動増幅回路Ａ３の正の出力電圧をうけ
た積分回路Ａ４は抵抗ＲｌＯとコンデンサＣ４とのＣＲ
時定数によつて定まる時限で積分した出力電圧を比較回
路Ａ５，Ａ６に送出する。これをうけた比較回路Ａ５の
出力は「１」にあり、ダイオードＤ３はそのカソード電
位がアノード電位に対して高くなるので不導通となつて
おる。他方、比較回路Ａ６の出力は、その反転入力端子
に印加される電圧の方が高いので「Ｏ」の出力を送出し
、ダイオードＤ４は導通してヒステリシス比較回路Ａ，
の出力は「Ｏ］にあり、この出力「Ｏ」をうけた比較回
路Ａ８の出力は「１」にある。この状態で蓄電池１の放
電がす＼むにつれて積分回路Ａ４は積分した出力を送出
し、この出力が比較回路Ａ６の反転人力端子に印加され
る電圧に達したとき比較回路Ａ６の出力は反転して「０
」から「１」となる。この出力［１］をうけたヒステリ
シス比較回路Ａ７の出力は「１」となり電界効果トラン
ジスタＦＥＴ４は導通し、（このとき比較回路Ａ７の出
力［１」をうけた比較回路Ａ８の出力は「１」から「０
」となるので電界効果トランジスタＦＥＴ３は不導通と
なる。）これノにより積分回路Ａ４は差動増幅回路Ａ３
の負の出力電圧をうけてこれを積分した出力を送出する
。

これをうけた比較回路Ａ６はその反転入力端子にかかる
電圧よりも低くなるので出力は再び「１」から「０」に
なるが、比較回路Ａ７の出力は上記比較回路Ａ６の出力
が「１」となつたときダイオードＤ３が導通して比較回
路Ａ５の出力「１」をうけているため「１」を保持して
いる。（このときタイオートＤ４は不導通となる。）上
記積分回路Ａ４の負の入力電圧の積分によりその出力が
比較回路Ａ５の反転入力端子にかかる電圧に達したとき
比較回路Ａ５の出力は「１」から「０」となる。こ相こ
より比較回路Ａ７の出力はその反転入力端子にかかる電
圧が非反転入力端子にかかる電圧より大きくなるので［
１」から「０」となる。この比較回路Ａ７の出力「Ｏ」
により電界効果トランジスタＦＥＴ４の不導通になると
共に、これをうけた比較回路Ａ８の出力は「Ｏ」から「
１」となつて電界効果トランジスタＦＥＴ，を導通して
上述の動作を電圧一周波数変換回路１０は繰り返えし、
入力電圧即ちシヤント抵抗２に流れる負荷電流によつて
生ずる入力電圧の大きさに応じて比較回路Ａ７からパル
ス巾を可変した周波数で方形波のパルス信号を送出する
ことになる。この電圧一周波数変換回路１０の出力をう
けた分周回路１２は入力パルスを２ｎに分周してその出
力をカウンタ回路１１に送出する。これをうけたカウン
タ回路１１は入力を２進化信号でカウントし、これを２
進化１０進の信号に変換しこれを表示管１３に送出して
積算表示せしめると共に劣化表示回路１４のＤ−Ａ変換
器ＣＯＶに送出する。これをうけたＤ−Ａ変換器ＣＯＶ
は入力信号に応じた電圧に変換して比較回路Ａ，に送出
する。比較回路Ａ９は、その反転入力端子に上記指示回
路９のメータリレーＭの設定指針により設定した値（例
えば残存容量３０％）における判別基準（Ｘ＝０．８Ｃ
０Ｘ未旦旦：ゆ五）に対応する電圧が基準電圧設定回路
Ｖｓにより設定されて印加されておるので、この電圧よ
り入力電圧は低いので出力「Ｏ］をアンド回路ＡＮＤｌ
並びにノツト回路ＮＯＴｌを介してアンド回路ＡＮＤ２
にそれぞれ送出する。これをうけたアンド回路ＡＮＤｌ
，ＡＮＤ２の他方の入力にはメータリレーＭからの出力
「０」をうけているのでこれらアンド回路ＡＮＤ，，Ａ
ＮＤ２の出力は「Ｏ」となり、表示器Ｌｌ，Ｌ２は共に
消灯したま＼である。更に蓄電池１の放電が進行してメ
ータリレーＭの可動指針が設定値（例えば残存容量３０
％）に達したとき、メータリレーＭは出力信号「１」を
カウンタ回路１１と上記アンド回路ＡＮＤｌ，ＡＮＤ２
に送出する。これによりカウンタ回路１１は２進化１０
進の信号送出を停止する。この停止によつて表示管１３
はそれまでの放電量を積算表示して停止する。他方Ｄ−
Ａ変換器ＣＯＶは入力が停止した時点の出力を保持する
。この保持されたＤ−Ａ変換器ＣＯＶの出力電圧が基準
電圧設定回路Ｖｓの出力電圧よりも大きいときは比較回
路Ａ９の出力は「１」となるので、アンド回路ＡＮＤｌ
の出力は「１］となりトランジスタＱ２を導通して表示
器Ｌ１を点灯（緑色表示）する。（このときアンド回路
ＡＮＤ２の出力は「Ｏ」となるので表示器Ｌ２は消灯し
たま＼である。）これにより蓄電池１は「劣化していな
い」と判別する。又、上記Ｄ−Ａ変換器ＣＯＶで保持さ
れた出力電圧が基準電圧設定回路Ｖｓの出力電圧よりも
小さいときは比較回路Ａ９の出力は「Ｏ」となるのでア
ンド回路ＡＮＤ２の出力が「１」となりトランジスタＱ
３を導通して表示器Ｌ２を点灯（赤色表示）する（この
ときアンド回路ＡＮＤｌの出力は「Ｏ」となつているの
で表示器Ｌ１は消灯したま＼である）。これにより蓄電
池１は「劣化している」と判別し蓄電池１の交換時期に
達したことが判明する。これで劣化判別の動作を終了す
る。この蓄電池１の劣化判別がすんだ後、メータリレー
Ｍの出力を図示しないりセツト出段により「１］から「
Ｏ」にりセツトすることによりカウンタ回路１１は再び
２進化１０進の信号を表示管１３に送出して蓄電池１の
放電による全放電量を積算表示する。

この際、劣化表示回路１４のＤ−Ａ変換器ＣＯＶにも引
続いて上記カウンタ回路１１の出力信号をうけることに
なるがアンド回路ＡＮＤｌ，ＡＮＤ２の出力は上記メー
タリレーＭの出力信号が「１」から「Ｏ］になるので、
それぞれ出力［０」となつて表示器Ｌｌ，Ｌ２は共に消
灯している。而してメータリレーＭの残存容量の指示が
Ｏ％に近づいた時点で蓄電池１の放電を停止して充電し
てやれば蓄電池１の劣化の促進が防止される。蓄電池１
を充電する場合における充電時間は上記表示管１３に表
示された全放電量から次の式により算出すればよい。

但し、Ｔ：充電時間（ｈ） Ｑ：表示管１３に表示された全放電量 （Ａｈ） ：充電電流（Ａ） 即ち本装置により蓄電池１の充電についても適切な充電
を行なえるので過充電による劣化促進も防止される。

尚、実施例にあつて劣化表示回路１４を設けるように説
明したが、この劣化表示回路１４に代つてメータリレー
Ｍの設定指針値Ｃ８（％）と蓄電池１の公称谷量ＣＯ（
Ａｈ）から上述した判定基準値Ｘ１即ちで示される式で
算出し、この判定基準値に対してメータリレーＭの出力
信号によつて停止した表示管１３の表示値（放電量）が
大きいか小さいかを比較して大きい場合は「劣化してい
ない」小さい場合は「劣化している」と判別するように
してもよい。

本発明は上述したように、蓄電池の端子間に該蓄電池の
放電時における端子電圧の変化を平均的な放電電流時の
変化として検出して記憶すると共に指示せしめる残存容
量検出手段と、上記蓄電池の負荷回路に挿入されたシヤ
ント抵抗から接続されて、シヤント抵抗に流れる放電電
流によつて生ずる電圧を周波数変換しこれをカウントし
て放電量を積算表示せしめるようにした放電量表示手段
とを備えて上記残存容量検出手段に所定の残存容量に達
したとき放電量表示手段の放電量表示を一旦停止せしめ
るようにして、この表示値が蓄電池の公称容量から算出
される判定基準に対して大きいか小さいかを比較するこ
とにより蓄電池の劣化を判別するようにしたもので、蓄
電池の劣化の判別は走行中の蓄電池の放電によつて行な
うようにしてあるので、劣化を判別するため電気車等に
塔載した蓄電池を取外す必要は全くなく、劣化判定のた
めの容量試験も不要となつて多くの手間をはぶいて簡単
に行なうことができ、しかも劣化の判別は残存容量から
任意に設定した値になつたときの信号により放電量の表
示を一旦停止せしめるようにしてあるから引続いて走行
中であつても蓄電池の公称容量と上記設定値とから算出
される判定基準値と容易に比較判別することができる。

又、残存容量を検出指示する手段を備えているので走行
中の残存容量を監視することができ過放電による蓄電池
の劣化促進を防止することができる。しかも残存容量検
出手段は蓄電池の端子電圧の変化を増幅し、かつ始動あ
るいは急加速等の急激な変化に対しては時限回路により
蓄電池を平均電流で放電したときと等価な放電特性とし
て検出するようにしてあるから残存容量を的確に検出す
ることができ、加えて最低電圧記憶回路を備えているか
ら蓄電池が無負荷あるいは休止直前の状態を記憶せしめ
ることができ、無負荷あるいは休止中であつても残存容
量を検知することができ、その検知もメータの指示を読
取るだけであるから簡単に行なうことができる。更に放
電量を検出する手段は電圧一周波数変換回路を備えて入
力電圧に応じた周波数に変換しこれをカウントして表示
せしめるようにしてあるから、シヤント抵抗に流れる負
荷電流に応じて生ずる電圧を的確に検出して表示せしめ
ることができ、しかもこの放電量表示手段によつて表示
される全放電量から適切な充電時間を決定することがで
き蓄電池の過充電による劣化の促進をも防止することが
できる。更に又、本装置は静止形で構成されているので
小形化して電気車輛等に常時装備することができ、蓄電
池の過放電の監視・劣化の判別及び充電時間の決定を実
負荷によりそれぞれ行なうことができるから蓄電池の効
率的な運用を図るため保守管理を実働面から適切に行な
うことができる等著しい効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は蓄電池の放電特性図、第２図は蓄電池の容量特
性図、第３図は本発明の実施例を示すプロツク図である
。 １：蓄電池、２：シヤント抵抗、４：負荷、５：差電圧
発生回路、６：時限回路、７：最低電圧記憶回路、９：
指示回路、１０：電圧一周波数変換回路、１１：カウン
タ回路、１３：表示管、１４：劣化表示回路、Ｍ：メー
タリレ一。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 蓄電池の端子間に、該蓄電池の端子電圧を放電終止
   電圧から設定された基準電圧との差電圧として導出する
   ようにした差電圧発生回路を接続し、この差電圧発生回
   路の出力端に、時限回路を介して、入力電圧の最低値を
   記憶するようにした最低電圧記憶回路と残存容量を指示
   すると共に残存容量が所定の値に達したとき制御信号を
   送出するようにした指示回路を接続し、上記蓄電池に接
   続された負荷と直列にシャント抵抗を接続し、このシャ
   ント抵抗の端子間には、入力電圧に応じた周波数に変換
   する電圧一周波数変換回路を介して入力信号をカウント
   して２進化１０進の信号を送出するようにしたカウンタ
   回路と、このカウンタ回路の出力信号によつて積算表示
   する表示管とを接続し、この表示管の表示を上記指示回
   路の制御信号によつて一旦停止するようにして、上記蓄
   電池の劣化を実負荷放電時から判別するようにしたこと
   を特徴とする蓄電池の劣化判別装置。