JPS6020059Y2 - 蓄電池の劣化検知装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は蓄電池の劣化検知装置に係り、特に自動車等の
車両に搭載された複数の蓄電池の劣化を簡単に検知する
車両搭載用の装置に関する。

〔従来の技術〕 車両に搭載された蓄電池（以下単にバッテリと称する）
について、その充電状態を検知する装置としてバッテリ
内の電解液の比重あるいは残量等を測定する装置は従来
より存在するが、バッテリの劣化を直接検知する装置は
ほとんどなかった。

わずかに、バッテリの交流インピーダンスをインピーダ
ンス測定器を用いて測定することにより、劣化を知る装
置が提案されているが、この種装置は実験室等で使用さ
れるべきもので、個々の車両に常時搭載してバッテリの
劣化を監視するには、コスト、操作性、その他の点で問
題が多い。

一般に、複数のバッテリを使用する車両においては、各
バッテリの劣化の度合のわずかな違い、さらに充電状態
の違い等に基づいてバッテリの早期劣化が生じることが
あり、従ってこの種の車両ではバッテリの劣化を監視し
、検知してこれを使用者に警告することがどうしても必
要となる。

〔考案が解決しようとする問題点１ 本考案は従来技術の前述の如き問題を解決するものであ
り、本考案の目的は車両に容易に搭載してバッテリの劣
化を監視し、バッテリの劣化を確実に検知することので
きる簡易な装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段および作用〕上述の目的
を遠戚する本考案の特徴は、車両に搭載され、かつ互い
に直列に接続された複数のバッテリの劣化を検知する装
置であって、機関の始動時における大電流放電時の各バ
ッテリの端子電圧の相対的差をイグニッションスイッチ
のスタータ接点を介して検出する回路と、前記検出した
相対的差があらかじめ定めた値を越えた場合に前記バッ
テリが劣化したことを表示する回路とを備えたことにあ
る。

即ち、本考案の装置は、各バッテリを流れる電流が同一
となるように複数のバッテリを互いに直列接続し、これ
に機関の始動時に大放電電流を流した際の各バッテリの
端子電圧の差、あるいは各バッテリの端子電圧と一定電
圧との差を検知することにより各バッテリの内部インピ
ーダンスの差を知り、この差が所定値以上となったとき
にバッテリの劣化がその交換を必要とする程度まで進ん
だことを知らせる表示を行うものである。

一般に、同一種類のバッテリを同一条件下で使用（即ち
充放電）する場合、バッテリの劣化がほとんどない場合
は各バッテリの内部インピーダンスが互いにほぼ等しく
保たれるため充電状態はだいたい同一に保たれる。

しかしながら、劣化が進行すると各バッテリの内部イン
ピーダンスが異なってくるため充電電流も互いに異なり
、その充電電流の差によりバッテリ内の電解液温度が相
異して来る。

その結果、内部インピーダンスがさらに異ってくるとい
う相乗作用が生じ、バッテリの劣化が進行すると各バッ
テリの内部インピーダンスの差がその進行に伴って大幅
に増大する。

従って本号考案は、この内部インピーダンスの差を検出
してバッテリの劣化を検知しようとするものである。

〔実施例〕

以下図面を用いて本考案装置の構成及び動作を説明する
。

添付図面は本考案の一実施例の回路図であり、この実施
例は、自動車用の電源として同一種類の２つのバッテリ
を直列に接続した２４Ｖ電源を用いる場合のバッテリ劣
化検知装置を示している。

同図において、１０．１１は互いに直列接続した２つの
バッテリ、１２はイグニッションスイッチ、１３は機関
のスタータ、１４はスタータリレースイッチ、１５はバ
ッテリの劣化検知回路をそれぞれ示している。

イグニッションスイッチ１２の可動接点１２ａと、イグ
ニッション接点１２ｂさらにスタータ接点１２ｃとが閉
成されると、スタータリレースイッチ１４の励磁コイル
１４ａが付勢され、常開接点１４ｂが閉成され、斯くし
てスタータマグネット１３ａが付勢され、スタータ１３
にはバッテリ１０及び１１からクランキング大電流が印
加され、機関の始動が行われる。

劣化検知回路１５内には、互いに直列接続され、かつ同
一の抵抗値をそれぞれ有する２つの抵・抗１６及び１７
が設けられており、その一端はイグニッションスイッチ
１２のスタータ接点１２ｃに他端はアース線路１８に接
続されている。

従って直列接続抵抗１６及び１７の両端には、始動時に
直列接続したバッテリ１０及び１１の合成端子電圧ＶＢ
ｏが印加されることになり、その結果抵抗１６と抵抗１
７との接続点１９には合成端子電圧ＶＢＯのＩ／２の電
圧ＶＢＯ／２が現われれることになる。

この電圧Ｖ ＢＯ／ ２はトランジスタ２０のエミッタ
、トランジスタ２１のベースに印加される。

一方、トランジスタ２０のベース、トランジスタ２１の
エミッタにはバッテリ１１の端子電圧■８□が印加され
ている。

バッテリ１０．１１に劣化が生じていない場合は両バッ
テリの内部インピーダンスがほぼ等しく、放電電流によ
る電圧降下がほぼ等しいため、ＶＢ□＝ Ｖｎｏ／ ２
となってトランジスタ２０及び２１は作動しない。

バッテリ１１の劣化が進行してその内部のインピーダン
スが低下し、その端子電圧ＶＢ２が低下すると、合成端
子電圧Ｖａｏ （”＝ ＶＢｌ ＋Ｖ Ｂ２）はバッテ
リ１１の端子電圧■［３２に対して、■８□＜ＶＢＯ／
２となる。

その結果、トランジスタ２０にベース電流が流れ始め、
このトランジスタ２０は能動領域で働作する。

そしてこの場合、ベース電流値従ってエミッタ・ベース
電圧値（ＶＢ、／２−ＶＢ２）に応じたコレクタ電流が
ダイオード２２、抵抗２３及び２４を介して流れる。

また、バッテリ１０が劣化し、上記端子電圧ＶＢ２が合
成端子電圧ＶＢＯに対してＶ Ｂ２＞ Ｖ、。

／２となると、今度はトランジスタ２１が能動領域で動
作を始め、そのエミッタ・ベース電圧値（ＶＢ２ Ｖ
ＢＯ／ ２ ）に応じたコレクタ電流がダイオード２
５、抵抗２３及び２４を介して流れる。

抵抗２４を介して流れる前述のトランジスタ２０あるい
は２１のコレクタ電流が増加し、抵抗２４の両端間の電
圧がダイオード２６の立上り電圧を越えるとこのダイオ
ード２６が導通し、トランジスタ２７が導通状態（飽和
状態）となる。

なお、抵抗２４の値とダイオード２６の立上り電圧を調
整することにより、トランジスタ２７の導通、従って劣
化検知の判断値を制御することができる。

トランジスタ２７の導通により、トランジスタ２８がし
ゃ断状態になり、コンデンサ２９は抵抗３０及び３１さ
らに逆流防止用のダイオード３２を介して流れる電流に
よって充電される。

そしてコンデンサ２９の端子電圧が上昇するとトランジ
スタ３３が導通状態となり、表示ランプ３４が点灯して
バッテリの劣化が生じたことを知らせる。

コンデンサ２９を設けたことにより、表示ランプ３４は
始動時以外にもイグニッションスイッチ１２のイグニッ
ション接点１２ｂが開放されない限り長時間点灯する。

なお、抵抗３５の値は比較的大きく、抵抗３１の値は比
較的小さく設定されており、コンデンサ２９の充電は瞬
時に、放電はゆるやかに行われる。

抵抗３０及びツェナーダイオード３６は定電圧回路を構
成しており、始動時の電圧低下に関係なくトランジスタ
３３を作動せしめるように配慮されている。

以上述べた実施例では、劣化検知回路１５が複数のバッ
テリの合成端子電圧を等分した電圧と１つのバッテリの
端子電圧との差電圧を監視する構成となっているが、本
考案の装置はこれ以外の構成、例えは各バッテリの端子
電圧の差電圧を監視するような構成であっても良い。

また、上述の実施例では２つのバッテリを常に直列接続
して用いる場合であるが、これは、始動時のみ直列接続
して用い、通常の運転時及び充電時は並接続して用いる
ような場合についても本考案が適用できることは明らか
である。

特に、充電時に並列接続して用いるような場合にはバッ
テリの内部インピーダンスの差が著しく異なることが多
いため、本考案はより有効に適用される。

〔考案の効果〕

以上詳細に説明したように、本考案のバッテリの劣化検
知装置は、直列接続したバッテリについて、機関の始動
時における大電流放電時の各バッテリの端子電圧の差が
あらかじめ定めた値を越えた際にバッテリの劣化が起っ
たことを表示するようにしているため、構成が非常に簡
単であり、またコストも安くすみ、車両に常時搭設して
バッテリの劣化を監視することが容易に実施でき、しか
も確実にバッテリの劣化を検知することができるという
大きな効果を有している。

【図面の簡単な説明】

図は本考案の一実施例の回路図である。 １０．１１・・・・・・バッテリ、１２・・・・・・イ
グニッションスイッチ、１３・・・・・・スタータ、１
５・・・・・・劣化検知回路、２０，２１，２７，２８
．３３・・・・・・トランジスタ、２２，２５，２６，
３２・・・・・・ダイオード、２９・・・・・・コンデ
ンサ、３４・・・・・・表示ランプ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 車両に搭載され、かつ互いに直列に接続された複数の蓄
   電池の劣化を検知する装置であって、機関の始動時にお
   ける大電流放電時の前記各蓄電池の端子電圧の相対的差
   をイグニッションスイッチのスタータ接点を介して検出
   する回路と、前記検出した相対的差があらかじめ定めた
   値を越えた場合に前記蓄電池が劣化したことを表示する
   回路とを備えたことを特徴とする蓄電池の劣化検知装置
   。