JPH01217280A - 蓄電池の劣化状態検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は蓄電池の劣化状態を検出する方法に関するもの
である。

従来の技術 従来、車輌用とくに自動車鉛蓄電池の異常状態の検出・
表示に関しての考案は多い。これらの多くは始動時の放
電電流や放電電圧を用いて、蓄電池の残存容量やエンジ
ンの良否を判定するものである。

また放電電流をほぼ一定にして短時間、蓄電池を放電さ
せる方法も提案されている。

発明が解決しようとする課題 自動車鉛蓄電池はエンジンの始動および車載機器への電
力の供給を目的として装備されている。

鉛蓄電池はある程度劣化すると、エンジンを始動するス
タータへの電力の供給力が低下し、ついにスタータを回
転させることができなくなる。鉛蓄電池の劣化によって
エンジンの始動ができなくなることは、ドライバーにと
って致命的で、事前に劣化状態についての情報を簡易に
得ることは、きわめて有益である。

従来、提案されているものは蓄電池を放電または充電し
その時の電池電圧を検出、各種の換算を行なって鉛蓄電
池の劣化状態を検出している。すなわち鉛蓄電池を動的
な状態にして劣化状態を検出するものである。そのため
装置自体も高価となるとともに信頼性も低い場合が多い
。

課題を解決するための手段 本発明は蓄電池を静的な状態すなわち蓄電池を含む回路
が電流の流れていないオフ状態の時の電池電圧を用いて
劣化状態を検出するものである。

課題を解決するための手段 蓄電池が劣化して例えばエンジン始動不能となるのは次
の理由で充電状態が低下したり、出力（特に放電電圧）
が低下する場合である。

１、極板の集電体が腐食し電導性が低下して充電効率が
低下する。

２　極板の活物質が劣化し、充電効率が低下する。

３　放電量が充電量に比べ大きく放電状態に陥いったと
き。、 ・　　４　電池寿命末期に電池内部で微少な短絡が発生
し、充電効率が低下したり自己放電が増大する。

本発明は、上記１〜４が結果として電解液比重の低下が
生じることに着目したものであり、さらに４の場合には
自己放電電流が増大し電池電圧の低下速度の大きいこと
に注目し蓄電池の寿命末期を検出するものである。

実施例 一般の自動車用鉛蓄電池である３４Ｂ１９タイプの場合
について以下に示す。電池使用期間の異なる蓄電池の放
電状態と開路電圧（１５時間後）を第３図に示した。第
３図の放電状態とは、電池を降車後１５ｈ放置（２５℃
）したのち開路電圧を測定しその後５．４Ａの電流で、
１時間放電する。これは公称容量の２０％に相当する。

更に１５時間放置し開路電圧を測定し５．４　Ａて１時
間放電する。

この操作により放電状態を変える。この操作をくりかえ
し行なうと車載２５ケ年のものは４０％放電で、また車
載１．５ケ年のものは６０％放電で終止電圧（１０，２
Ｖ、この電圧を下回ると放電続行は困難となる）近くに
なったので継続して放電しなかった。車載６ケ月のもの
は８０％放電まで行なえた。第３図において放電状態と
開路電圧は良い直線性を示している。

これは放電により比重が低下したため、起電力が低下し
たことによる。車載期間の長いもの程開路電圧は低いレ
ベルにある。

第４図はそれぞれの電池に対し放電量の１２５％充電を
行なったのちの開路電圧の時間的推移を示したものであ
る。４時間くらいまで開路電圧の降下速度に差が認めら
れる。

この差は各電池の自己放電量の相違（多少）によるもの
である。車載期間が長いほど自己放電が多くなるのは充
放電中に陽極の格子から溶出したＳ６やＣｕが活物質に
付着することによって局部電池が発生し加速されるため
である。また電池内部に短絡が発生するとさらに自己放
電が加速される。

車載２．５ケ年のものは１セルに内部短絡が発生してい
る。

第５図は各放電状態における始動性を示したものである
。車載期間によって限界放電状態は変ってくる。これは
各電池の容量自体が低下していることによるが第３図を
参照すると開路電圧が１２，５Ｖを切ると始動性が悪く
なることを示してる。

また第６図に現在の車のキースイッチを示した。

キーは図中の０の位置（ロック）で差し込まれ、回転さ
れて１の位置（ＯＦＦ、エンジン停止）、２の位置（Ａ
ＣＣ、アクセサＩＪ−）、３の位置（ＯＮ、走行中はこ
の位置）を経て４（スタート）でエンジンを始動させ３
の位置にもどる。エンジンを停止してキーを抜きとって
車から離れるときには運転手は３の位置から２．１．　
Ｏヘキーを回し抜きとる。第１図のフローチャートはこ
の運転手のキーの脱着操作を利用して行なう手順を示し
たものである。第２図は自動車の電気系統の回路構成と
キースイッチの関係を簡略に示した。

第１ステツプはキーがオフの位置（第６図の１）を通過
した時で、測定を開始する。

第２ステツプで寿命判定の基準となる電池電圧を測定す
る。第３ステツプで１時間口から１時間毎に電池電圧を
測定し第４ステツプで第２ステツプとの差を計算し判定
して記憶する。第５ステツプ（キーが再び差し込まれＡ
ｃｅの位置になったとき）で判定１がＮｏの時すなわち
電池電圧が所定値以上あると「寿命」と表示する。また
このとき第６ステツプとして電池電圧を測定し、判定２
がＮＯのときすなわち電池電圧が所定値以下であると「
充電必要」と表示する。第７ステツプで測定値が消去さ
れ１回の検出操作が終る。この方法を用いて無作為に自
動車を選び確証を検討した。各電池について、表示され
た内容とその時の電池性能について第１表に示した。

第１表　　確証性の検討 表示が出た電池は限界に近づいており、よく劣化状態が
反映していることかわかる。第１図に示した判定の数字
を変更することによって電池の大きさや使用形態に対応
できる。

発明の効果 本発明によって、蓄電池の劣化状態を休止中に検出でき
、次の稼働前に対策を準備することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すフローチャート、 第２図は自動車のキースイッチと蓄電池を含む主回路お
よび副回路、 第３図は車載蓄電池の放電状態と開路電圧との相関図、 第４図は車載蓄電池の充電後の開路電圧の経時変化図、 第５図は車載蓄電池の放電状態と始動性との相関図、 第６図は自動車のキースイッチの一例を示す説明図であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 蓄電池を含む主回路をオフにしたときただちに電池電圧
   を検出し、この電池電圧と以後所定時間毎に検出した電
   池電圧との差および再び主回路を接続したときただちに
   検出した電池電圧に電池の劣化状態を対応させて表示す
   ることを特徴とする鉛蓄電池の劣化状態検出方法。