JPH04230879A - 鉛バッテリの状態を決定する方法 および 鉛バッテリ試験装置 - Google Patents
鉛バッテリの状態を決定する方法 および 鉛バッテリ試験装置Info
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【産業上の利用分野】本発明は、鉛電池(バッテリ)の
状態を決定する方法、特に、限られた時間間隔の間、高
い放電電流で放電し、この時間間隔が終了するときに電
池の状態を決定するために放電カットオフ電圧が測定さ
れるスタータ(starter battery)電
池に関する。そして、本発明は上記の方法を実施するバ
ッテリ試験装置に関する。
状態を決定する方法、特に、限られた時間間隔の間、高
い放電電流で放電し、この時間間隔が終了するときに電
池の状態を決定するために放電カットオフ電圧が測定さ
れるスタータ(starter battery)電
池に関する。そして、本発明は上記の方法を実施するバ
ッテリ試験装置に関する。
【0002】
【従来の技術】バッテリの充電状態を試験するためには
、鉛バッテリまたは鉛蓄電池における酸の濃度を測定す
ることが知られている。こうして決定された酸の濃度が
バッテリの電流充電状態の良い指標となるためである。
、鉛バッテリまたは鉛蓄電池における酸の濃度を測定す
ることが知られている。こうして決定された酸の濃度が
バッテリの電流充電状態の良い指標となるためである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法には、多くの場合、特に、スタータ・バッテリとして
重要性を増しているメンテナンスフリーバッテリの場合
、バッテリの酸は容易にはアクセスできないという欠点
がある。更に、短絡がない限り、酸の濃度は、試験され
たバッテリの経年変化によるパワーロスを示すものでは
ない。
法には、多くの場合、特に、スタータ・バッテリとして
重要性を増しているメンテナンスフリーバッテリの場合
、バッテリの酸は容易にはアクセスできないという欠点
がある。更に、短絡がない限り、酸の濃度は、試験され
たバッテリの経年変化によるパワーロスを示すものでは
ない。
【0004】バッテリの充電状態は、バッテリの端子電
圧に基づいて決定され得るが、前の充電、および/また
は、放電手順の後で測定が明確に指示する無負荷(of
f−load)電圧が実際に出力されたときに端子電圧
の測定が行われたときの端子電圧の測定のみが、バッテ
リの充電状態の直接の測定となる。自動車のエンジンの
回転状態で自動車のボルテージ・レギュレータを通して
長時間充電された、自動車のスタータ・バッテリの場合
、この無負荷電圧に到達するのは、約10時間の後であ
る。したがって、自動車を修理工場に持ち込んで短時間
でバッテリの状態を充分な精度で決定することは不可能
である。経年変化によるバッテリの状態について、特に
、そのスタート能力の損失について述べることができる
ように、バッテリの無負荷電圧をかなり満足できる精度
で測定できるのは、10時間後においてのみである。 これは、バッテリに高い放電電流を、特に、所謂コール
ド・テスト・カレント(cold test cu
rrent,低温試験電流)を流すことにより行われる
。
圧に基づいて決定され得るが、前の充電、および/また
は、放電手順の後で測定が明確に指示する無負荷(of
f−load)電圧が実際に出力されたときに端子電圧
の測定が行われたときの端子電圧の測定のみが、バッテ
リの充電状態の直接の測定となる。自動車のエンジンの
回転状態で自動車のボルテージ・レギュレータを通して
長時間充電された、自動車のスタータ・バッテリの場合
、この無負荷電圧に到達するのは、約10時間の後であ
る。したがって、自動車を修理工場に持ち込んで短時間
でバッテリの状態を充分な精度で決定することは不可能
である。経年変化によるバッテリの状態について、特に
、そのスタート能力の損失について述べることができる
ように、バッテリの無負荷電圧をかなり満足できる精度
で測定できるのは、10時間後においてのみである。 これは、バッテリに高い放電電流を、特に、所謂コール
ド・テスト・カレント(cold test cu
rrent,低温試験電流)を流すことにより行われる
。
【0005】本発明は、バッテリの初期状態に独立に、
充電状態およびスタート能力の損失に関する比較的正確
な値を数分内に与えることができる、バッテリ状態の決
定方法を提供すること、および、前記方法を実施するバ
ッテリ試験装置を提供することを目的とする。
充電状態およびスタート能力の損失に関する比較的正確
な値を数分内に与えることができる、バッテリ状態の決
定方法を提供すること、および、前記方法を実施するバ
ッテリ試験装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明による方法におい
ては、第1の放電ステップにおいては、所謂電圧低下(
ボルテージ・サグ(sag))を補償するため、数秒間
第1の放電電流によってバッテリを放電する。第2の放
電ステップにおいては、バッテリは、所定の、相対的に
低い、一定の、第2の電流によって数秒間放電される。 前記第2の放電ステップの後(終了時)に、バッテリ温
度およびバッテリ電圧は、温度および電圧測定装置によ
って測定される。測定されたバッテリ温度および測定さ
れたバッテリ電圧に依存して、試験されるべきバッテリ
の、このタイプの満充電されたバッテリに対する相対的
な充電状態は、複数の記憶装置に記憶された、試験され
るべきバッテリのタイプに適した充電状態に関する複数
の曲線のファミリのデータを参照して決定される。 第3の放電ステップにおいては、バッテリは、正確に、
所定の、高い、一定の、第3の放電電流によって数秒間
の時間間隔放電される。上記の第3の放電ステップによ
って到達した放電カットオフ電圧は、電圧測定手段によ
って測定される。測定された放電カットオフ電圧の値と
、複数の記憶装置に記憶された、新しいバッテリに対し
て有効な、充電状態に関する複数の曲線のファミリのデ
ータに従った電圧の値との電圧差は、第2の放電ステッ
プの終了時に決定された充電状態に基づいて、第2の放
電ステップの終了時に決定された温度において、前記正
確に、所定の、高い、一定の、第3の放電電流によって
放電しつつ、比較装置によって決定される。そして、充
電状態に対応する、同じ充電状態における新しいバッテ
リに対するスタート能力の相対的損失、すなわち、試験
時に依然存在する相対的なスタート能力は、前記複数の
記憶装置に記憶された、試験されるべきバッテリのタイ
プのスタート能力の損失に関係する曲線のデータを参照
して決定された前記電圧差に基づいて確かめられる。
ては、第1の放電ステップにおいては、所謂電圧低下(
ボルテージ・サグ(sag))を補償するため、数秒間
第1の放電電流によってバッテリを放電する。第2の放
電ステップにおいては、バッテリは、所定の、相対的に
低い、一定の、第2の電流によって数秒間放電される。 前記第2の放電ステップの後(終了時)に、バッテリ温
度およびバッテリ電圧は、温度および電圧測定装置によ
って測定される。測定されたバッテリ温度および測定さ
れたバッテリ電圧に依存して、試験されるべきバッテリ
の、このタイプの満充電されたバッテリに対する相対的
な充電状態は、複数の記憶装置に記憶された、試験され
るべきバッテリのタイプに適した充電状態に関する複数
の曲線のファミリのデータを参照して決定される。 第3の放電ステップにおいては、バッテリは、正確に、
所定の、高い、一定の、第3の放電電流によって数秒間
の時間間隔放電される。上記の第3の放電ステップによ
って到達した放電カットオフ電圧は、電圧測定手段によ
って測定される。測定された放電カットオフ電圧の値と
、複数の記憶装置に記憶された、新しいバッテリに対し
て有効な、充電状態に関する複数の曲線のファミリのデ
ータに従った電圧の値との電圧差は、第2の放電ステッ
プの終了時に決定された充電状態に基づいて、第2の放
電ステップの終了時に決定された温度において、前記正
確に、所定の、高い、一定の、第3の放電電流によって
放電しつつ、比較装置によって決定される。そして、充
電状態に対応する、同じ充電状態における新しいバッテ
リに対するスタート能力の相対的損失、すなわち、試験
時に依然存在する相対的なスタート能力は、前記複数の
記憶装置に記憶された、試験されるべきバッテリのタイ
プのスタート能力の損失に関係する曲線のデータを参照
して決定された前記電圧差に基づいて確かめられる。
【0007】以下の複数の要素によって特徴付けられる
バッテリ試験装置は、上記の本発明の方法を実施するた
めに有利である。複数の電圧測定装置、複数の温度測定
装置、少なくとも1つのタイプのバッテリについてスタ
ート能力の損失に関するスタート能力損失曲線のデータ
と同様に、所定の、相対的な低い放電電流、および所定
の、高い放電電流についての温度に依存する複数の充電
状態曲線を記憶する複数の記憶装置、測定されたバッテ
リ電圧を、前記複数の記憶装置に記憶された複数の充電
状態曲線と比較し、前記測定された放電カットオフ電圧
の値と、前記複数の記憶装置に記憶された、新しいバッ
テリに対して有効な、充電状態に関する複数の曲線のフ
ァミリーのデータに従う電圧の値との差を、前記第2の
放電ステップの終了時において決定される充電状態に基
づいて、前記第2の放電ステップの終了時において決定
される温度において、正確に所定の、高い、一定の、第
3の放電電流によって放電することにより、決定する複
数の比較装置、前記測定された差を、前記スタート能力
損失曲線に基づいて評価する複数の評価装置、所定の時
間間隔の間、所定の、一定の、放電電流強度で前記バッ
テリを放電する複数の放電装置、そして、前記試験され
たバッテリの充電状態、および、スタート能力損失に関
する情報を出力する複数の出力装置。
バッテリ試験装置は、上記の本発明の方法を実施するた
めに有利である。複数の電圧測定装置、複数の温度測定
装置、少なくとも1つのタイプのバッテリについてスタ
ート能力の損失に関するスタート能力損失曲線のデータ
と同様に、所定の、相対的な低い放電電流、および所定
の、高い放電電流についての温度に依存する複数の充電
状態曲線を記憶する複数の記憶装置、測定されたバッテ
リ電圧を、前記複数の記憶装置に記憶された複数の充電
状態曲線と比較し、前記測定された放電カットオフ電圧
の値と、前記複数の記憶装置に記憶された、新しいバッ
テリに対して有効な、充電状態に関する複数の曲線のフ
ァミリーのデータに従う電圧の値との差を、前記第2の
放電ステップの終了時において決定される充電状態に基
づいて、前記第2の放電ステップの終了時において決定
される温度において、正確に所定の、高い、一定の、第
3の放電電流によって放電することにより、決定する複
数の比較装置、前記測定された差を、前記スタート能力
損失曲線に基づいて評価する複数の評価装置、所定の時
間間隔の間、所定の、一定の、放電電流強度で前記バッ
テリを放電する複数の放電装置、そして、前記試験され
たバッテリの充電状態、および、スタート能力損失に関
する情報を出力する複数の出力装置。
【0008】本発明のバッテリ試験装置の重要な構成要
素は、特に、半導体メモリ、中でもリード・オンリー・
メモリ(ROM)であり、1つ、または、数個の記憶す
るためのユニットからなり、該ユニットは、本発明の方
法を実施するために要求される種々の曲線を、これらの
曲線の個々の点の形、または、これらの曲線の個々の点
の座標の形で記憶するためのものである。特に、上記の
記憶ユニットまたはROMは、少なくとも部分的には、
マイクロプロセッサまたはマイクロコントローラの一部
であり、同時に、前記比較回路および差測定回路を前記
評価する回路と共に含み、更に、好適には、少なくとも
部分的に、スタート信号の入力の後に、本発明の方法の
個々のステップが実施されることを自動的に確実にする
複数の制御装置を含む。
素は、特に、半導体メモリ、中でもリード・オンリー・
メモリ(ROM)であり、1つ、または、数個の記憶す
るためのユニットからなり、該ユニットは、本発明の方
法を実施するために要求される種々の曲線を、これらの
曲線の個々の点の形、または、これらの曲線の個々の点
の座標の形で記憶するためのものである。特に、上記の
記憶ユニットまたはROMは、少なくとも部分的には、
マイクロプロセッサまたはマイクロコントローラの一部
であり、同時に、前記比較回路および差測定回路を前記
評価する回路と共に含み、更に、好適には、少なくとも
部分的に、スタート信号の入力の後に、本発明の方法の
個々のステップが実施されることを自動的に確実にする
複数の制御装置を含む。
【0009】マイクロプロセッサとの組み合わせでRO
Mを使用する利点は、また、マイクロプロセッサによっ
て提供される演算装置の助けによって、ある曲線の点に
ついて記憶されている測定電圧値と温度値についてのデ
ータを参照して、内挿によって正確な曲線の点が、付加
的に決定され得、バッテリ試験装置は、対応する正確な
値を演算し、表示することができる。
Mを使用する利点は、また、マイクロプロセッサによっ
て提供される演算装置の助けによって、ある曲線の点に
ついて記憶されている測定電圧値と温度値についてのデ
ータを参照して、内挿によって正確な曲線の点が、付加
的に決定され得、バッテリ試験装置は、対応する正確な
値を演算し、表示することができる。
【0010】バッテリの温度の正確な決定は、正確な試
験および測定値を得るために非常に重要であるので、本
発明は、バッテリの温度の非常な正確な決定のためにも
有利であることが証明された。このことは、本発明によ
れば、複数の温度測定装置によって可能になる。温度測
定装置は温度検出器を有し、該温度検出器は測定ヘッド
を有し、該測定ヘッドは、バッテリの壁の外側表面に寄
り掛かるように置かれ、該ヘッド内に2つの温度センサ
が設けられる。特に、該温度センサはNTC抵抗であっ
てもよい。これらの抵抗の1つは、相対的に大きいが軽
い金属板の後ろ側に取りつけられ、その前面は、バッテ
リの壁から短い所定の距離を於いてバッテリの壁に対向
する。もう1つの抵抗は、周囲の空気中に置かれ、室温
を測定する。バッテリの温度は、上記の2つのNTC抵
抗の出力信号および前記複数の器装置内に器された測定
曲線に依存して、複数の比較装置によって決定される。
験および測定値を得るために非常に重要であるので、本
発明は、バッテリの温度の非常な正確な決定のためにも
有利であることが証明された。このことは、本発明によ
れば、複数の温度測定装置によって可能になる。温度測
定装置は温度検出器を有し、該温度検出器は測定ヘッド
を有し、該測定ヘッドは、バッテリの壁の外側表面に寄
り掛かるように置かれ、該ヘッド内に2つの温度センサ
が設けられる。特に、該温度センサはNTC抵抗であっ
てもよい。これらの抵抗の1つは、相対的に大きいが軽
い金属板の後ろ側に取りつけられ、その前面は、バッテ
リの壁から短い所定の距離を於いてバッテリの壁に対向
する。もう1つの抵抗は、周囲の空気中に置かれ、室温
を測定する。バッテリの温度は、上記の2つのNTC抵
抗の出力信号および前記複数の器装置内に器された測定
曲線に依存して、複数の比較装置によって決定される。
【0011】上記の種類の温度検出器を用いて、非常に
正確且つ容易に再生できる温度測定を実施できることが
証明された。このことは、バッテリ温度を測定する温度
センサに対する周囲温度の影響は、温度検出器の位置に
おける周囲温度によってのみ影響される第2の温度セン
サの出力信号に依存して補償され得るという事実による
ものである。対応する記憶、演算、および、比較装置は
、本発明のバッテリ試験装置内に存在するので、正確な
温度決定のための付加的且つ技術的な費用は非常に狭い
制限内に保持される。
正確且つ容易に再生できる温度測定を実施できることが
証明された。このことは、バッテリ温度を測定する温度
センサに対する周囲温度の影響は、温度検出器の位置に
おける周囲温度によってのみ影響される第2の温度セン
サの出力信号に依存して補償され得るという事実による
ものである。対応する記憶、演算、および、比較装置は
、本発明のバッテリ試験装置内に存在するので、正確な
温度決定のための付加的且つ技術的な費用は非常に狭い
制限内に保持される。
【0012】もし、本発明の方法の原則として高い精度
および本発明によるバッテリ試験装置が完全に利用され
るならば、高い放電電流のために設計された接続ケーブ
ルの電流導体に接続される第1のコンタクトエレメント
をトング(tongs)のビット(bit)の1つの側
に有し、バッテリ試験装置の電圧供給端子およびバッテ
リ電圧測定端子にそれぞれ接続されるさらに2つの接続
ケーブルの導線に接続される更なるコンタクトエレメン
トの少なくとも1つを上記のトング(tongs)のビ
ットの反対側に有するバッテリ端子の接続ケーブルを介
してバッテリ試験装置に接続可能であることは、試験さ
れるべきバッテリにとって更に有利である。
および本発明によるバッテリ試験装置が完全に利用され
るならば、高い放電電流のために設計された接続ケーブ
ルの電流導体に接続される第1のコンタクトエレメント
をトング(tongs)のビット(bit)の1つの側
に有し、バッテリ試験装置の電圧供給端子およびバッテ
リ電圧測定端子にそれぞれ接続されるさらに2つの接続
ケーブルの導線に接続される更なるコンタクトエレメン
トの少なくとも1つを上記のトング(tongs)のビ
ットの反対側に有するバッテリ端子の接続ケーブルを介
してバッテリ試験装置に接続可能であることは、試験さ
れるべきバッテリにとって更に有利である。
【0013】分岐されるべき電圧を供給するため、電圧
を測定するため、および、試験目的のバッテリから電流
を引き出すために、分離した電流導体を使用することは
、電圧損失、および、バッテリ電流および電圧供給のた
めに提供された複数の電流導体における温度依存抵抗の
変化が、測定されたバッテリ電圧の値を偽って測定結果
の精度を低下させることを防止する。
を測定するため、および、試験目的のバッテリから電流
を引き出すために、分離した電流導体を使用することは
、電圧損失、および、バッテリ電流および電圧供給のた
めに提供された複数の電流導体における温度依存抵抗の
変化が、測定されたバッテリ電圧の値を偽って測定結果
の精度を低下させることを防止する。
【0014】本発明によれば、更に、1つまたは数個の
固定された精密な抵抗の助けによって、少なくとも第3
の放電ステップの間に、前記所定の、高い放電電流を正
確に決定するために有利であることが証明された。10
個1組の抵抗によって選択された数個の抵抗からなる抵
抗ネットワークを含む複数の放電電流調整装置を設ける
ことができる。その結果、種々の抵抗の組み合わせによ
って、正確に要求される抵抗値が放電電流回路において
調整され、バッテリから引き出される放電電流の非常に
正確な一定の値が調整される。このような複数の放電電
流調整装置を固定された複数の抵抗と共に使用すること
は、一定の放電電流の調整を可能にし、個々の場合に試
験されるべきバッテリのタイプに対応する放電電流を調
整することをも可能にする。
固定された精密な抵抗の助けによって、少なくとも第3
の放電ステップの間に、前記所定の、高い放電電流を正
確に決定するために有利であることが証明された。10
個1組の抵抗によって選択された数個の抵抗からなる抵
抗ネットワークを含む複数の放電電流調整装置を設ける
ことができる。その結果、種々の抵抗の組み合わせによ
って、正確に要求される抵抗値が放電電流回路において
調整され、バッテリから引き出される放電電流の非常に
正確な一定の値が調整される。このような複数の放電電
流調整装置を固定された複数の抵抗と共に使用すること
は、一定の放電電流の調整を可能にし、個々の場合に試
験されるべきバッテリのタイプに対応する放電電流を調
整することをも可能にする。
【0015】
【作用】本発明の方法における特有な効果は、実際の測
定の前に数秒間高電流で放電することにより、限定され
た初期状態が発生され、この高電流による短い放電の後
では、前にダイナモまたはレギュレータによって充電さ
れたか否かは重要ではなくなる。特に、高電流による短
い放電によって、バッテリにおける偏極効果による先の
位相の変化に続いて発生する、所謂ボルテージ・サグ、
すなわち、バッテリ電圧の一時的な低下の発生は、引き
続く測定において効果的に除去される。
定の前に数秒間高電流で放電することにより、限定され
た初期状態が発生され、この高電流による短い放電の後
では、前にダイナモまたはレギュレータによって充電さ
れたか否かは重要ではなくなる。特に、高電流による短
い放電によって、バッテリにおける偏極効果による先の
位相の変化に続いて発生する、所謂ボルテージ・サグ、
すなわち、バッテリ電圧の一時的な低下の発生は、引き
続く測定において効果的に除去される。
【0016】上記の予備放電の後に、バッテリの定格に
関係する放電電流の大きさ(ドイツ工業規格43 5
39によるI20)を有する、相対的に低い電流で放電
することにより、バッテリの安定した動作状態が達成さ
れる。そして、唯、数分、例えば、5〜10分の後、明
らかに示されるバッテリ電圧が測定され得る。そして、
結局、測定されたバッテリ電圧および同時に測定された
バッテリ温度に基づいてバッテリ状態の正確な値が示さ
れ得る。測定された温度および測定されたバッテリ電圧
に基づいて充電状態の明確な決定を可能にする所定の能
力を有する、所定のタイプのバッテリについて、各温度
について1つの充電状態曲線が入手可能である。決定さ
れた充電状態は、測定時に依然蓄積されているバッテリ
の使用可能な電気エネルギの、完全に充電された同一の
定格(Ah)の新しいバッテリに対する高さを示す。
関係する放電電流の大きさ(ドイツ工業規格43 5
39によるI20)を有する、相対的に低い電流で放電
することにより、バッテリの安定した動作状態が達成さ
れる。そして、唯、数分、例えば、5〜10分の後、明
らかに示されるバッテリ電圧が測定され得る。そして、
結局、測定されたバッテリ電圧および同時に測定された
バッテリ温度に基づいてバッテリ状態の正確な値が示さ
れ得る。測定された温度および測定されたバッテリ電圧
に基づいて充電状態の明確な決定を可能にする所定の能
力を有する、所定のタイプのバッテリについて、各温度
について1つの充電状態曲線が入手可能である。決定さ
れた充電状態は、測定時に依然蓄積されているバッテリ
の使用可能な電気エネルギの、完全に充電された同一の
定格(Ah)の新しいバッテリに対する高さを示す。
【0017】充電状態の決定に続いて、更なる放電ステ
ップにおいて、高放電電流、特に、コールド・テスト・
カレントまたはコールド・テスト・カレントの一部、特
に、コールド・テスト・カレントの1/2が、バッテリ
から再び数秒間、例えば、5〜10秒間引き出される。 そして、これにより到達した放電カットオフ電圧は測定
される。これにより、記憶された複数の曲線を参照して
本発明により決定された電圧差を用いて、スタート能力
の損失または依然残っているスタート能力は、特に、同
じ充電状態における新しいバッテリに対する相対的なス
タート能力またはスタート能力のパーセント比率として
直ちに示される。このことは、始めに正確に決定された
充電状態によって本発明により可能になる。この表示は
、如何なる形にも、特に、ディジタルデータとして、お
よび/または、関係するデータを含む試験報告を印字す
ることにより得られる。しかしながら、好適には、既知
の圧縮測定装置の記録装置と同様に動作するライト・ト
ラック(write track)を記録するための
装置によって測定結果は発行される。このような装置は
、本出願人による先行出願(ドイツ特許出願P40
03 713.4)において詳細に記述されている。 如何なる場合にも、あるマイナス温度、例えば、−18
°Cにおいて、バッテリはスタータに充分な電圧を供給
し、自動車を問題なしにスタートさせることができるか
どうかについての非常に信頼できる表示を上記のように
得ることができる。更に、試験されるべきバッテリの能
力が、経年変化によって、新しいバッテリの定格に対し
て効果した程度についての表示または印字を得ることが
できる。
ップにおいて、高放電電流、特に、コールド・テスト・
カレントまたはコールド・テスト・カレントの一部、特
に、コールド・テスト・カレントの1/2が、バッテリ
から再び数秒間、例えば、5〜10秒間引き出される。 そして、これにより到達した放電カットオフ電圧は測定
される。これにより、記憶された複数の曲線を参照して
本発明により決定された電圧差を用いて、スタート能力
の損失または依然残っているスタート能力は、特に、同
じ充電状態における新しいバッテリに対する相対的なス
タート能力またはスタート能力のパーセント比率として
直ちに示される。このことは、始めに正確に決定された
充電状態によって本発明により可能になる。この表示は
、如何なる形にも、特に、ディジタルデータとして、お
よび/または、関係するデータを含む試験報告を印字す
ることにより得られる。しかしながら、好適には、既知
の圧縮測定装置の記録装置と同様に動作するライト・ト
ラック(write track)を記録するための
装置によって測定結果は発行される。このような装置は
、本出願人による先行出願(ドイツ特許出願P40
03 713.4)において詳細に記述されている。 如何なる場合にも、あるマイナス温度、例えば、−18
°Cにおいて、バッテリはスタータに充分な電圧を供給
し、自動車を問題なしにスタートさせることができるか
どうかについての非常に信頼できる表示を上記のように
得ることができる。更に、試験されるべきバッテリの能
力が、経年変化によって、新しいバッテリの定格に対し
て効果した程度についての表示または印字を得ることが
できる。
【0018】如何なる場合にも、本発明の方法によれば
、そのときの充電状態、および、与えられた温度におけ
るスタート能力の損失またはスタート能力の両方を含む
最終試験結果を、唯6〜8分の後に、バッテリの初期状
態に独立に得ることができる。もし必要ならば低温、例
えば、−18°Cにおけるスタート能力をも得ることが
できる。
、そのときの充電状態、および、与えられた温度におけ
るスタート能力の損失またはスタート能力の両方を含む
最終試験結果を、唯6〜8分の後に、バッテリの初期状
態に独立に得ることができる。もし必要ならば低温、例
えば、−18°Cにおけるスタート能力をも得ることが
できる。
【0019】
【実施例】図1は、本発明のバッテリ試験方法の説明図
である。図1は、時間と電流との関係を示すものである
が、数秒間の短い試験段階と数分間の長い試験段階とを
示すために、時間軸は一様ではない。図示されるように
、本発明によれば、0〜5秒の間の第1の放電ステップ
(段階1)に、高い放電電流、例えば、コールド・テス
ト・カレントの1/2(0.5I−18)が流される。 第2の放電ステップ(段階2)の間では、コールド・テ
スト・カレントに比較して相対的に低い電流、例えば、
試験されるべきバッテリの容量に対応する定格電流I2
0が、上記の第1の時間間隔に続いて(この実施例では
)5分間流れる。すなわち、Ahで式K20/Ah=I
20×20/A で示される定格容量K20を有し、固定された放電カッ
トオフ電圧(27°Cにおいて10.5V)まで20時
間放電する電流である。
である。図1は、時間と電流との関係を示すものである
が、数秒間の短い試験段階と数分間の長い試験段階とを
示すために、時間軸は一様ではない。図示されるように
、本発明によれば、0〜5秒の間の第1の放電ステップ
(段階1)に、高い放電電流、例えば、コールド・テス
ト・カレントの1/2(0.5I−18)が流される。 第2の放電ステップ(段階2)の間では、コールド・テ
スト・カレントに比較して相対的に低い電流、例えば、
試験されるべきバッテリの容量に対応する定格電流I2
0が、上記の第1の時間間隔に続いて(この実施例では
)5分間流れる。すなわち、Ahで式K20/Ah=I
20×20/A で示される定格容量K20を有し、固定された放電カッ
トオフ電圧(27°Cにおいて10.5V)まで20時
間放電する電流である。
【0020】図1に従って、引き続く第3の放電ステッ
プの間(段階3)、再びコールド・テスト・カレントの
1/2(0.5I−18)が5秒間流される。所謂ボル
テージ・サグの発生を防止するための第1の段階の間、
バッテリが試験され得るか否かがチェックされる。電圧
低下が限界値を下回る限り、バッテリは始めに充電され
ねばならない。それ以外の場合は、測定結果は記録され
ない。第2の段階の終了時においてバッテリ電圧が測定
される。これは、スタータ・バッテリの前歴とは独立に
、基本的に無負荷電圧に対応し、同時に測定された温度
に関連して以下に説明する複数の充電状態曲線を参照し
てバッテリの充電状態を決定することを可能にする。 第3の段階の間、バッテリからは高い試験電流が流され
、バッテリの状態によって、第3の段階の終了時に放電
カットオフ電圧として測定されるバッテリ電圧における
、多かれ少なかれ強い降下をもたらす。原則として、複
数の曲線の対応するファミリーはまた、固定された複数
の抵抗を使用して決定され、これは測定に用いられる。
プの間(段階3)、再びコールド・テスト・カレントの
1/2(0.5I−18)が5秒間流される。所謂ボル
テージ・サグの発生を防止するための第1の段階の間、
バッテリが試験され得るか否かがチェックされる。電圧
低下が限界値を下回る限り、バッテリは始めに充電され
ねばならない。それ以外の場合は、測定結果は記録され
ない。第2の段階の終了時においてバッテリ電圧が測定
される。これは、スタータ・バッテリの前歴とは独立に
、基本的に無負荷電圧に対応し、同時に測定された温度
に関連して以下に説明する複数の充電状態曲線を参照し
てバッテリの充電状態を決定することを可能にする。 第3の段階の間、バッテリからは高い試験電流が流され
、バッテリの状態によって、第3の段階の終了時に放電
カットオフ電圧として測定されるバッテリ電圧における
、多かれ少なかれ強い降下をもたらす。原則として、複
数の曲線の対応するファミリーはまた、固定された複数
の抵抗を使用して決定され、これは測定に用いられる。
【0021】図1に示されるように、本発明の方法を実
施する際に、段階1における放電電流の電流強度は相対
的には重要ではない。放電手順のこの段階においては、
これは、単に、バッテリが先に充電されている場合所謂
ボルテージ・サグを補償するに充分な最小充電量をバッ
テリから引き出す問題であるので、ある与えられた状況
においては、バッテリ電圧が減少すれば段階1における
放電電流の電流強度は減少する。したがって、このこと
は、単に、第2のの放電ステップの終了時において偏極
効果に起因する所謂ボルテージ・サグを考慮して偽りの
測定結果が得られることを防止する問題である。この目
的を達成するためには、約5分間に前記の式による定格
放電電流I20が流れる間にバッテリから除去される充
電量に近似的に等しい充電量を段階1の間にバッテリか
ら引き出すことが必要である。この電流は、ときには、
「20時間定格放電電流」と称される。
施する際に、段階1における放電電流の電流強度は相対
的には重要ではない。放電手順のこの段階においては、
これは、単に、バッテリが先に充電されている場合所謂
ボルテージ・サグを補償するに充分な最小充電量をバッ
テリから引き出す問題であるので、ある与えられた状況
においては、バッテリ電圧が減少すれば段階1における
放電電流の電流強度は減少する。したがって、このこと
は、単に、第2のの放電ステップの終了時において偏極
効果に起因する所謂ボルテージ・サグを考慮して偽りの
測定結果が得られることを防止する問題である。この目
的を達成するためには、約5分間に前記の式による定格
放電電流I20が流れる間にバッテリから除去される充
電量に近似的に等しい充電量を段階1の間にバッテリか
ら引き出すことが必要である。この電流は、ときには、
「20時間定格放電電流」と称される。
【0022】この「前放電」に続く図1の段階2および
3に従う放電ステップの間においては、他方では、それ
ぞれの所定の放電電流が、非常に正確に一定に保たれる
ことが重要である。なぜならば、充電状態とスタート能
力損失の正確な値は、この場合にのみえられ得るからで
ある。以下にさらに詳細に述べるように、正確に所定の
時間の間電流が一定に保たれた状態で、正確に所定の充
電量がバッテリから引き出されるときにのみ、前記記憶
された曲線は有効である。
3に従う放電ステップの間においては、他方では、それ
ぞれの所定の放電電流が、非常に正確に一定に保たれる
ことが重要である。なぜならば、充電状態とスタート能
力損失の正確な値は、この場合にのみえられ得るからで
ある。以下にさらに詳細に述べるように、正確に所定の
時間の間電流が一定に保たれた状態で、正確に所定の充
電量がバッテリから引き出されるときにのみ、前記記憶
された曲線は有効である。
【0023】63Ahの定格容量を有するハイパワーの
バッテリの場合、段階1,2,および,3の間の電流は
、カウント190A,3A,および,190Aである。
バッテリの場合、段階1,2,および,3の間の電流は
、カウント190A,3A,および,190Aである。
【0024】測定されたバッテリ電圧および測定された
バッテリ温度に依存する該バッテリ電圧の評価の重要性
については、以下に図2および3を参照して詳細に説明
する。
バッテリ温度に依存する該バッテリ電圧の評価の重要性
については、以下に図2および3を参照して詳細に説明
する。
【0025】図2は、各々が、試験されるべきスタータ
・バッテリのある温度について有効である、複数の充電
状態曲線のファミリーを示すものである。全体として、
これらは、定格放電電流I20で放電される標準スター
タ・バッテリに対して有効である。横軸上には、27°
Cにおけるバッテリの定格容量に対する相対的なパーセ
ント比率で充電状態が示され、縦軸上には電圧がVで示
される。所謂高電流の最適化されたバッテリとして同様
な複数の曲線が決定され得る。
・バッテリのある温度について有効である、複数の充電
状態曲線のファミリーを示すものである。全体として、
これらは、定格放電電流I20で放電される標準スター
タ・バッテリに対して有効である。横軸上には、27°
Cにおけるバッテリの定格容量に対する相対的なパーセ
ント比率で充電状態が示され、縦軸上には電圧がVで示
される。所謂高電流の最適化されたバッテリとして同様
な複数の曲線が決定され得る。
【0026】本発明の実施の際に、第2のの放電ステッ
プの終了時において、あるバッテリ電圧とバッテリ温度
とが測定されたならば、試験されるバッテリの相対的な
充電状態は、ある与えられた状況においては適当な内挿
を行うことにより、上記の複数の曲線のファミリーから
直接に読み取られる。もし、本発明によって、上記の複
数の曲線のファミリーが複数の記憶装置に記憶されるな
らば、上記の測定されたバッテリ温度に基づいて、上記
の曲線のある点が(ある与えられた状況においては適当
な内挿を行うことにより)決定され、この点に対応する
(相対的な)充電状態が突き止められる。好適には上記
の内挿は、あるバッテリ温度においてあるバッテリ電圧
が測定された各点について決定された正確な座標によっ
て2次元的に実施される。
プの終了時において、あるバッテリ電圧とバッテリ温度
とが測定されたならば、試験されるバッテリの相対的な
充電状態は、ある与えられた状況においては適当な内挿
を行うことにより、上記の複数の曲線のファミリーから
直接に読み取られる。もし、本発明によって、上記の複
数の曲線のファミリーが複数の記憶装置に記憶されるな
らば、上記の測定されたバッテリ温度に基づいて、上記
の曲線のある点が(ある与えられた状況においては適当
な内挿を行うことにより)決定され、この点に対応する
(相対的な)充電状態が突き止められる。好適には上記
の内挿は、あるバッテリ温度においてあるバッテリ電圧
が測定された各点について決定された正確な座標によっ
て2次元的に実施される。
【0027】同様に、横軸上には、パーセント比率で充
電状態が示され、縦軸上には電圧がVで示される。図3
に種々のバッテリ温度について示される充電状態曲線は
、10秒間コールド・テスト・カレントで放電された標
準スタータ・バッテリに対して有効である。充電状態は
、27°Cにおける試験されるバッテリのタイプの定格
に対するパーセント比率で示されている。第2の放電ス
テップの終了時における決定される既知の相対的な充電
状態および既知のバッテリ温度を用いて、10秒間コー
ルド・テスト・カレントで放電された後に期待される放
電カットオフ電圧が、図3による複数の曲線から得られ
る。本発明によれば、期待される放電カットオフ電圧は
、複数の記憶装置に記憶された曲線データから、先に決
定された充電状態に基づいて決定される。原理的に、上
記の手順は、図2を参照して説明した相対的な充電状態
の決定におけるものと正確に同じである。図2および3
の複数の曲線のファミリーにおいては、バッテリ温度が
高くなるにつれ、図の上側に示された曲線が有効なもの
となる。
電状態が示され、縦軸上には電圧がVで示される。図3
に種々のバッテリ温度について示される充電状態曲線は
、10秒間コールド・テスト・カレントで放電された標
準スタータ・バッテリに対して有効である。充電状態は
、27°Cにおける試験されるバッテリのタイプの定格
に対するパーセント比率で示されている。第2の放電ス
テップの終了時における決定される既知の相対的な充電
状態および既知のバッテリ温度を用いて、10秒間コー
ルド・テスト・カレントで放電された後に期待される放
電カットオフ電圧が、図3による複数の曲線から得られ
る。本発明によれば、期待される放電カットオフ電圧は
、複数の記憶装置に記憶された曲線データから、先に決
定された充電状態に基づいて決定される。原理的に、上
記の手順は、図2を参照して説明した相対的な充電状態
の決定におけるものと正確に同じである。図2および3
の複数の曲線のファミリーにおいては、バッテリ温度が
高くなるにつれ、図の上側に示された曲線が有効なもの
となる。
【0028】スタート能力損失曲線は、第3の放電ステ
ップの終了時測定された放電カットオフ電圧と図3の曲
線を参照して上記のように決定された、期待される放電
カットオフ電圧との電圧差にリンクする。ここで、相対
的なスタート能力損失はパーセントで表される。複数の
スタート能力損失曲線から決定されるスタート能力の相
対的な損失は、第2の放電ステップの終了時において試
験されるバッテリについて決定されたと同じ充電状態の
新しいバッテリに関係するものである。充電状態および
経年変化による、満充電された新しいバッテリに対する
相対的なスタート能力損失もまた決定される。測定され
たデータと、スタート能力損失曲線の記憶されたデータ
との結合は、図2に関連して説明されたものに対応する
方法で行われる。
ップの終了時測定された放電カットオフ電圧と図3の曲
線を参照して上記のように決定された、期待される放電
カットオフ電圧との電圧差にリンクする。ここで、相対
的なスタート能力損失はパーセントで表される。複数の
スタート能力損失曲線から決定されるスタート能力の相
対的な損失は、第2の放電ステップの終了時において試
験されるバッテリについて決定されたと同じ充電状態の
新しいバッテリに関係するものである。充電状態および
経年変化による、満充電された新しいバッテリに対する
相対的なスタート能力損失もまた決定される。測定され
たデータと、スタート能力損失曲線の記憶されたデータ
との結合は、図2に関連して説明されたものに対応する
方法で行われる。
【0029】本発明による、バッテリを試験する原理が
以下に詳細に説明される。本発明を実施する試験装置の
技術的実現の詳細は、以下では、図4のブロック図を参
照して行われる。
以下に詳細に説明される。本発明を実施する試験装置の
技術的実現の詳細は、以下では、図4のブロック図を参
照して行われる。
【0030】図4は、本発明によるバッテリ試験装置の
簡略化されたブロック図である。この装置は、試験され
るべきバッテリを実際の試験装置に接続する複数のバッ
テリ端子、および、バッテリ温度を決定するための温度
測定装置を含む。
簡略化されたブロック図である。この装置は、試験され
るべきバッテリを実際の試験装置に接続する複数のバッ
テリ端子、および、バッテリ温度を決定するための温度
測定装置を含む。
【0031】図4のバッテリ試験装置は、その主要構成
要素として、例えば、シーメンス社製SAB80535
のタイプのマイクロプロセッサからなる(分離された半
導体メモリを有する)プロセッサ10含む。このような
プロセッサまたはマイクロプロセッサは、本質的に、本
試験方法の自動的実施、言い換えれば、本発明の個々の
ステップの実施の自動制御を行うための制御回路と共に
、本発明の方法を実施するために要求される、演算器、
メモリ、および比較器を含む。本発明の実施のために要
求されるデータ、すなわち、図2の複数の曲線のファミ
リー、図3の複数の曲線のファミリー、スタート能力損
失曲線のデータ、そして、好適には、付加的に、例えば
、音測定の補償曲線のデータ、1つまたは複数ののプロ
グラム、そして、この装置固有の較正テーブルのデータ
が、プロセッサ10のメモリに、特に、適当な半導体メ
モリの形の1つまたは数個のリード・オンリ・メモリに
記憶される。
要素として、例えば、シーメンス社製SAB80535
のタイプのマイクロプロセッサからなる(分離された半
導体メモリを有する)プロセッサ10含む。このような
プロセッサまたはマイクロプロセッサは、本質的に、本
試験方法の自動的実施、言い換えれば、本発明の個々の
ステップの実施の自動制御を行うための制御回路と共に
、本発明の方法を実施するために要求される、演算器、
メモリ、および比較器を含む。本発明の実施のために要
求されるデータ、すなわち、図2の複数の曲線のファミ
リー、図3の複数の曲線のファミリー、スタート能力損
失曲線のデータ、そして、好適には、付加的に、例えば
、音測定の補償曲線のデータ、1つまたは複数ののプロ
グラム、そして、この装置固有の較正テーブルのデータ
が、プロセッサ10のメモリに、特に、適当な半導体メ
モリの形の1つまたは数個のリード・オンリ・メモリに
記憶される。
【0032】プロセッサ10は、複数の電圧測定装置に
属する測定ユニット12に接続され、他方、温度検出器
14に接続される。電圧供給ユニット16、信号トラン
スミッタ18、書き込みユニット20、入力/出力ユニ
ット22、ベンチレータ(ventilator)24
、および、高電流負荷ユニット26もまた、放電電流調
整装置の構成要素として、プロセッサ10に接続される
。上記の構成要素またはユニットの中で、測定ユニット
12、電圧供給ユニット16、および、高電流負荷ユニ
ット26は、複数のバッテリ端子28を介して、それぞ
れ、(図示しない)試験されるべきバッテリの正極Pお
よび負極Nに接続される。温度検出器14は、試験され
るべきバッテリの壁の1つに、以下により詳細に説明さ
れるように取り付けられる。
属する測定ユニット12に接続され、他方、温度検出器
14に接続される。電圧供給ユニット16、信号トラン
スミッタ18、書き込みユニット20、入力/出力ユニ
ット22、ベンチレータ(ventilator)24
、および、高電流負荷ユニット26もまた、放電電流調
整装置の構成要素として、プロセッサ10に接続される
。上記の構成要素またはユニットの中で、測定ユニット
12、電圧供給ユニット16、および、高電流負荷ユニ
ット26は、複数のバッテリ端子28を介して、それぞ
れ、(図示しない)試験されるべきバッテリの正極Pお
よび負極Nに接続される。温度検出器14は、試験され
るべきバッテリの壁の1つに、以下により詳細に説明さ
れるように取り付けられる。
【0033】図4のバッテリ試験装置の機能の詳細を説
明する前に、本発明のバッテリ試験装置のための温度検
出器図およびバッテリ端子の好適な実施例について、図
5、6、7、および、8を参照して、より詳細に説明す
る。
明する前に、本発明のバッテリ試験装置のための温度検
出器図およびバッテリ端子の好適な実施例について、図
5、6、7、および、8を参照して、より詳細に説明す
る。
【0034】図5〜7は、ブラケット型の支持体(キャ
リア)34上のジョイント32を介して繋がれた(ar
ticulated)測定ヘッド30を有する温度検出
器14を示すものである。キャリア34は、使用中に、
図6において破線cに輪郭が示される、試験されるべき
バッテリ38の上側の上に置かれる際に用いられるチッ
プ36を有する。測定ヘッド30のキャリア34への上
記の接続(articulation)は、本発明の上
記の実施例の温度検出器における測定ヘッド30が、隣
のバッテリの壁の外側表面上に正確に、アクティブな表
面Aによって位置付けられるようにする。温度検出器の
重心は、キャリア34のチップ36がバッテリ38の上
側上に位置する支持点に対して横にずれているので、上
記のアクティブな表面Aがバッテリの壁の外側表面に対
して動かないようにする力の成分が測定ヘッド30の領
域に存在する。測定ヘッド30の表面Aがバッテリの壁
に対して動かないようにする力は、本発明の有利な実施
例においては、ウエイト(weight)40によって
増加され、特に、図6から明らかであるように、測定ヘ
ッド30に隣合うキャリア34の垂直部分内に位置付け
られる。温度検出器14のキャリア34は、好適には、
成形されたプラスチックからなり、その後ろ側に、測定
ヘッド30から離れて、(図示しない)信号線を巻くた
めの取りつけ具42を有する。
リア)34上のジョイント32を介して繋がれた(ar
ticulated)測定ヘッド30を有する温度検出
器14を示すものである。キャリア34は、使用中に、
図6において破線cに輪郭が示される、試験されるべき
バッテリ38の上側の上に置かれる際に用いられるチッ
プ36を有する。測定ヘッド30のキャリア34への上
記の接続(articulation)は、本発明の上
記の実施例の温度検出器における測定ヘッド30が、隣
のバッテリの壁の外側表面上に正確に、アクティブな表
面Aによって位置付けられるようにする。温度検出器の
重心は、キャリア34のチップ36がバッテリ38の上
側上に位置する支持点に対して横にずれているので、上
記のアクティブな表面Aがバッテリの壁の外側表面に対
して動かないようにする力の成分が測定ヘッド30の領
域に存在する。測定ヘッド30の表面Aがバッテリの壁
に対して動かないようにする力は、本発明の有利な実施
例においては、ウエイト(weight)40によって
増加され、特に、図6から明らかであるように、測定ヘ
ッド30に隣合うキャリア34の垂直部分内に位置付け
られる。温度検出器14のキャリア34は、好適には、
成形されたプラスチックからなり、その後ろ側に、測定
ヘッド30から離れて、(図示しない)信号線を巻くた
めの取りつけ具42を有する。
【0035】図7の断面図から明らかであるように、例
えば、アルミニウムシートからなる、できるだけ薄く、
且つ軽くあるべきプレート50が測定ヘッド30のアク
ティブな表面Aの上に設けられる。しかしながら、薄い
ハイグレードのプレート50は、バッテリの酸によって
浸食されないものであることが望ましい。その外周にお
いてプレート50を囲むスペーサ・リング44は、バッ
テリの壁とプレート50との間の正しい間隔を補償する
ものである。第1のセンサ46は、特に、NTC抵抗の
形においては、プレート50の後ろ側上に閉じられたハ
ウジング内に取付けられる。第2のセンサ48が、好適
には、同様にNTC抵抗の形において、その回りを周囲
の空気が流れるように、測定ヘッドの外側に開いた凹部
の中に置かれる。信号線は、2つのセンサ46および4
8から測定ユニット12まで引かれる。
えば、アルミニウムシートからなる、できるだけ薄く、
且つ軽くあるべきプレート50が測定ヘッド30のアク
ティブな表面Aの上に設けられる。しかしながら、薄い
ハイグレードのプレート50は、バッテリの酸によって
浸食されないものであることが望ましい。その外周にお
いてプレート50を囲むスペーサ・リング44は、バッ
テリの壁とプレート50との間の正しい間隔を補償する
ものである。第1のセンサ46は、特に、NTC抵抗の
形においては、プレート50の後ろ側上に閉じられたハ
ウジング内に取付けられる。第2のセンサ48が、好適
には、同様にNTC抵抗の形において、その回りを周囲
の空気が流れるように、測定ヘッドの外側に開いた凹部
の中に置かれる。信号線は、2つのセンサ46および4
8から測定ユニット12まで引かれる。
【0036】図8は、図4のバッテリ試験装置と共に使
用されるバッテリ端子の好適な実施例を示すものである
。バッテリ端子28は、絶縁されたシースの中に通常の
形で設けられたトング(tongs)52を有する。 使用時には、トング52は、一方では、接続されるバッ
テリの電極PまたはNにクランプ(clamp)され、
他方で、図4のバッテリ試験装置にケーブル54を介し
て接続される。図8のバッテリ端子の特徴は、互いに電
気的に完全に分離された2つのコンタクトエレメント5
6および58がトングのビットの領域に設けられている
ことである。これらは、トングのビットの反対側に取付
けられている。ケーブル54は、更に、3心ケーブルで
ある。
用されるバッテリ端子の好適な実施例を示すものである
。バッテリ端子28は、絶縁されたシースの中に通常の
形で設けられたトング(tongs)52を有する。 使用時には、トング52は、一方では、接続されるバッ
テリの電極PまたはNにクランプ(clamp)され、
他方で、図4のバッテリ試験装置にケーブル54を介し
て接続される。図8のバッテリ端子の特徴は、互いに電
気的に完全に分離された2つのコンタクトエレメント5
6および58がトングのビットの領域に設けられている
ことである。これらは、トングのビットの反対側に取付
けられている。ケーブル54は、更に、3心ケーブルで
ある。
【0037】この実施例においては、1つのコンタクト
エレメント26は、相対的に小さい断面積、例えば、1
.5mm2の断面積を有するケーブルの2つのコアに接
続される。例えば、35mm2の大きい断面積を有する
ケーブル54の第3の導体54cは、他のコンタクトエ
レメント58に接続される。上記のコンタクトエレメン
ト56および58の分離、および、互いに絶縁されたケ
ーブル54の3つのコア、または、線54a〜54cの
使用の目的は、測定されたバッテリの電圧がコア54a
を通して高い精度で測定され得るように、コア54cを
通しての付加電流およびコア54bを通して流れるバッ
テリ試験装置のための供給電流による、測定されたバッ
テリ電流への影響を防止することである。
エレメント26は、相対的に小さい断面積、例えば、1
.5mm2の断面積を有するケーブルの2つのコアに接
続される。例えば、35mm2の大きい断面積を有する
ケーブル54の第3の導体54cは、他のコンタクトエ
レメント58に接続される。上記のコンタクトエレメン
ト56および58の分離、および、互いに絶縁されたケ
ーブル54の3つのコア、または、線54a〜54cの
使用の目的は、測定されたバッテリの電圧がコア54a
を通して高い精度で測定され得るように、コア54cを
通しての付加電流およびコア54bを通して流れるバッ
テリ試験装置のための供給電流による、測定されたバッ
テリ電流への影響を防止することである。
【0038】図4から明らかであるように、負荷電流の
ために設けられた2つのバッテリ端子の複数の厚いコア
54cは、高電流負荷ユニット26にそれぞれ直接に接
続される。これらコア54bは、バッテリの2つの電極
PおよびNから電圧供給ユニット16に導かれる。両方
のバッテリ端子28のコア54aは、測定ユニット12
に直接接続される。
ために設けられた2つのバッテリ端子の複数の厚いコア
54cは、高電流負荷ユニット26にそれぞれ直接に接
続される。これらコア54bは、バッテリの2つの電極
PおよびNから電圧供給ユニット16に導かれる。両方
のバッテリ端子28のコア54aは、測定ユニット12
に直接接続される。
【0039】図4のバッテリ試験装置によってバッテリ
の試験を行うときには、複数のバッテリ端子28および
それらのトング52は、初めにバッテリの2つの電極P
およびNに取付けられる。温度検出器14は、更に、試
験されるべきバッテリに対して、図5〜7を参照して説
明したように、測定ヘッドがバッテリの壁の外側表面に
寄り掛かるように置かれるように、取付けられる。これ
らの準備の後、試験されるべきバッテリの定格およびタ
イプに関する情報が、キーボードを介して入力ユニット
22に入力される。それから、スタートコマンドが与え
られる。好適には、ライトトラック(write t
racks)を記録するために、最初に述べた装置のた
めにカードを挿入する。そして、プロセッサ10の制御
の下に、本発明の個々のステップが自動的に続けて実効
される。複数の線54aを介してバッテリ端子Pおよび
Nから取り出される電圧は、一定に測定ユニットに供給
される。該測定ユニットは、また、温度検出器からの出
力を連続的に受ける。入力側の複数の信号電圧は、測定
ユニットによって適当に処理され、たのプロセッサの場
合にはディジタル化された信号の形でプロセッサ10に
伝送される。個々の測定結果は、必要である限り、出力
ユニット20において適当な形で出力される前に、複数
の記憶装置に一時的に保持される。本発明の方法による
段階2および3の間のバッテリ電圧の連続的な測定は、
部分的には重要である。なぜならば、個々の試験段階に
おける放電電流を正確に一定に保つために、測定された
電圧に基づいて、高電流負荷ユニット26の複数の抵抗
の組合せが作られるからである。試験サイクルの最後に
、結果されたデータは、出力ユニット20から出力され
る。試験サイクルの間、信号トランスミッタ18は、笛
の音を出力する、または、フラッシュ光を出力する等し
て、エラーの発生を知らせる。信号トランスミッタは、
更に、バッテリ試験装置の動作を表示し、ある状況では
、試験の終了を表示する。ベンチレータ24は、高電流
負荷ユニット26の適性な冷却、特に、高電流放電時間
中における冷却を確実にするために、同様にプロセッサ
10によって制御される。ベンチレータ24は、測定中
は、正確に所定の一定の電流の供給を受ける。この電流
は充電状態およびスタート能力の損失の決定において考
慮される。バッテリ試験装置の動作中は、電圧供給ユニ
ット16は、個々の構成要素に所定の安定化された電圧
が供給されることを確実にする。特に、ある場合には、
必要な参照電圧を供給することをも確実にする。電圧供
給ユニット16は、好適には、極性保護手段を有し、バ
ッテリ試験装置をバッテリの電極に対して誤った極性接
続してもバッテリの電極が悪影響を受けることのないよ
うにすることができる。
の試験を行うときには、複数のバッテリ端子28および
それらのトング52は、初めにバッテリの2つの電極P
およびNに取付けられる。温度検出器14は、更に、試
験されるべきバッテリに対して、図5〜7を参照して説
明したように、測定ヘッドがバッテリの壁の外側表面に
寄り掛かるように置かれるように、取付けられる。これ
らの準備の後、試験されるべきバッテリの定格およびタ
イプに関する情報が、キーボードを介して入力ユニット
22に入力される。それから、スタートコマンドが与え
られる。好適には、ライトトラック(write t
racks)を記録するために、最初に述べた装置のた
めにカードを挿入する。そして、プロセッサ10の制御
の下に、本発明の個々のステップが自動的に続けて実効
される。複数の線54aを介してバッテリ端子Pおよび
Nから取り出される電圧は、一定に測定ユニットに供給
される。該測定ユニットは、また、温度検出器からの出
力を連続的に受ける。入力側の複数の信号電圧は、測定
ユニットによって適当に処理され、たのプロセッサの場
合にはディジタル化された信号の形でプロセッサ10に
伝送される。個々の測定結果は、必要である限り、出力
ユニット20において適当な形で出力される前に、複数
の記憶装置に一時的に保持される。本発明の方法による
段階2および3の間のバッテリ電圧の連続的な測定は、
部分的には重要である。なぜならば、個々の試験段階に
おける放電電流を正確に一定に保つために、測定された
電圧に基づいて、高電流負荷ユニット26の複数の抵抗
の組合せが作られるからである。試験サイクルの最後に
、結果されたデータは、出力ユニット20から出力され
る。試験サイクルの間、信号トランスミッタ18は、笛
の音を出力する、または、フラッシュ光を出力する等し
て、エラーの発生を知らせる。信号トランスミッタは、
更に、バッテリ試験装置の動作を表示し、ある状況では
、試験の終了を表示する。ベンチレータ24は、高電流
負荷ユニット26の適性な冷却、特に、高電流放電時間
中における冷却を確実にするために、同様にプロセッサ
10によって制御される。ベンチレータ24は、測定中
は、正確に所定の一定の電流の供給を受ける。この電流
は充電状態およびスタート能力の損失の決定において考
慮される。バッテリ試験装置の動作中は、電圧供給ユニ
ット16は、個々の構成要素に所定の安定化された電圧
が供給されることを確実にする。特に、ある場合には、
必要な参照電圧を供給することをも確実にする。電圧供
給ユニット16は、好適には、極性保護手段を有し、バ
ッテリ試験装置をバッテリの電極に対して誤った極性接
続してもバッテリの電極が悪影響を受けることのないよ
うにすることができる。
【0040】以上の説明においては、本発明によって、
放電電流を一定値に保つために、正しい抵抗値を実現す
るべく、固定された複数の抵抗の新しい組合せは、常に
、測定されたバッテリ電圧に応じて相互接続される。 更に、各々において、ある抵抗の範囲が以下の分岐の各
々によってカバーされるように、1つの固定された抵抗
と1つの調整可能な抵抗を用いて、数個の平行な分岐か
らなる抵抗ネットワークを使用する可能性もある。
放電電流を一定値に保つために、正しい抵抗値を実現す
るべく、固定された複数の抵抗の新しい組合せは、常に
、測定されたバッテリ電圧に応じて相互接続される。 更に、各々において、ある抵抗の範囲が以下の分岐の各
々によってカバーされるように、1つの固定された抵抗
と1つの調整可能な抵抗を用いて、数個の平行な分岐か
らなる抵抗ネットワークを使用する可能性もある。
【0041】尚、以上の説明は、ドイツ特許出願第40
07883.3号(1990年3月13日出願)におい
て開示された内容に関連するものである。
07883.3号(1990年3月13日出願)におい
て開示された内容に関連するものである。
【0042】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
バッテリの初期状態に独立に、充電状態およびスタート
能力の損失に関する比較的正確な値を数分内に与えるこ
とができる。
バッテリの初期状態に独立に、充電状態およびスタート
能力の損失に関する比較的正確な値を数分内に与えるこ
とができる。
【図1】本発明による試験方法の手順の説明図である。
【図2】定格放電電流によって放電されるスタータ・バ
ッテリのための充電状態に関係する複数の曲線のファミ
リーを示す図である。
ッテリのための充電状態に関係する複数の曲線のファミ
リーを示す図である。
【図3】コールド・テスト・カレントで放電されるスタ
ータ・バッテリのための充電状態に関係する複数の曲線
のファミリーを示す図である。
ータ・バッテリのための充電状態に関係する複数の曲線
のファミリーを示す図である。
【図4】本発明よるバッテリ試験装置のブロック図であ
る。
る。
【図5】バッテリ温度測定のための温度検出器の好適な
実施例の側面図である。
実施例の側面図である。
【図6】バッテリ温度測定のための温度検出器の好適な
実施例の外観図である。
実施例の外観図である。
【図7】バッテリ温度測定のための温度検出器の好適な
実施例の部分断面図である。
実施例の部分断面図である。
【図8】本発明のバッテリ試験装置と共に使用するバッ
テリ端子の側面図である。
テリ端子の側面図である。
10…プロセッサ
12…測定ユニット
14…温度検出器
16…電圧供給ユニット
18…信号トランスミッタ
20…書込みユニット
22…入力/出力ユニット
24…ベンチレータ(ventilator)26…高
電流負荷ユニット 28…複数のバッテリ端子 30…測定ヘッド 32…ジョイント 34…ブラケット型の支持体(キャリア)36…チップ 38…バッテリ 40…ウエイト(weight) 42…取りつけ具42 44…スペーサ・リング 46,48…2つのセンサ 50…プレート 52…トング(tongs) 54…ケーブル
電流負荷ユニット 28…複数のバッテリ端子 30…測定ヘッド 32…ジョイント 34…ブラケット型の支持体(キャリア)36…チップ 38…バッテリ 40…ウエイト(weight) 42…取りつけ具42 44…スペーサ・リング 46,48…2つのセンサ 50…プレート 52…トング(tongs) 54…ケーブル
Claims (28)
- 【請求項1】 バッテリの充電状態を決定するために
、制限された時間間隔の間、バッテリが放電電流によっ
て放電され、放電カットオフ電圧が該時間間隔の終了時
に測定される、鉛バッテリの状態を決定する方法におい
て、電圧低下(ボルテージ・サグ(sag))を補償す
るため、数秒間、高い、第1の放電電流によって前記バ
ッテリを放電する第1の放電ステップと、所定の、相対
的に低い、一定の、第2の電流によって前記バッテリを
数秒間、放電する第2の放電ステップと、前記第2の放
電ステップの後に、バッテリ温度およびバッテリ電圧を
測定する第1の測定ステップと、測定されたバッテリ温
度および測定されたバッテリ電圧に依存して、試験され
るべきバッテリのタイプの満充電されたバッテリに対す
る相対的な充電状態を、複数の記憶装置に記憶された、
充電状態に関する第1の複数の曲線のファミリのデータ
を参照して決定する第1の決定ステップと、正確に、所
定の、高い、一定の、第3の放電電流によって前記バッ
テリを数秒間の時間間隔放電する第3の放電ステップと
、前記第3の放電ステップによって到達した放電カット
オフ電圧を、電圧測定手段によって測定する第2の測定
ステップと、測定された放電カットオフ電圧の値と、複
数の記憶装置に記憶された、新しいバッテリに対して有
効な、充電状態に関する第2の複数の曲線のファミリの
データに従った電圧の値との電圧差を、第2の放電ステ
ップの終了時に決定された充電状態に基づいて、第2の
放電ステップの終了時に決定された温度において、前記
正確に、所定の、高い、一定の、第3の放電電流によっ
て放電しつつ、比較装置によって決定する第2の決定ス
テップと、充電状態に対応する、同じ充電状態における
新しいバッテリに対するスタート能力の相対的損失、す
なわち、試験時に依然存在する相対的なスタート能力を
、前記複数の記憶装置に記憶された、試験されるべきバ
ッテリのタイプのスタート能力の損失に関係する第3の
曲線のデータを参照して決定された前記電圧差に基づい
て確かめる確認ステップとを有してなり、前記第1、第
2、および、第3の曲線は、試験されるバッテリのタイ
プに対して有効である所定の曲線であり、該第1および
第2の曲線は、それぞれ、前記第2および第3の放電電
流に対して有効であり、それぞれの温度においてバッテ
リ電圧と充電状態とを相関させることを特徴とする方法
。 - 【請求項2】 低温試験電流の一部分、特に該低温試
験電流の半分が、高い、所定の第3の放電電流として選
択される請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 バッテリの定格と関連する定格放電電
流が、特に20時間の定格放電電流が、低い、第2の放
電ステップにおける第2の放電電流として選ばれる請求
項1に記載の方法。 - 【請求項4】 近似的に10秒まで、適切には2〜5
秒の時間間隔が、第1の放電ステップのために予め決定
される請求項1〜3の何れかに記載の方法。 - 【請求項5】 近似的に30秒まで、適切には3〜1
0秒の時間間隔が、第2の放電ステップのために予め決
定される請求項1〜4の何れかに記載の方法。 - 【請求項6】 近似的に20秒まで、適切には近似的
に5秒の時間間隔が、第3の放電ステップのために予め
決定される請求項1〜5の何れかに記載の方法。 - 【請求項7】 数種類のバッテリについて、充電状態
に関する曲線群及び開始能力損失曲線をROMに格納し
、試験するバッテリのタイプの情報として、定格に対す
る値と、測定の実施に先立ってROMと協働する記憶装
置の入力装置による被試験バッテリの低温試験電流の値
とが取り込まれる請求項1〜7の何れかに記載の方法。 - 【請求項8】 個々の各方法が、所定の環境において
試験するバッテリのタイプについての情報の入力の後に
、開始信号に依存して制御装置により自動的に実施され
る請求項1〜7の何れかに記載の方法。 - 【請求項9】 温度測定は温度測定装置により実施さ
れ、測定温度は、周囲温度に影響された温度の測定値及
び単に周囲温度による測定値に依存して決定される請求
項1〜8の何れかに記載の方法。 - 【請求項10】 真のバッテリ温度の決定は記憶装置
に格納された温度補償曲線により近似される請求項9に
記載の方法。 - 【請求項11】 放電電流は、所定の方法で決められ
た抵抗値の固定抵抗を備える放電装置のもとで、少なく
とも第2及び第3の放電ステップの期間一定に保持され
る請求項1〜10に記載の方法。 - 【請求項12】 固定抵抗の許容差は記憶装置に格納
された較正テーブルにより補償される請求項11に記載
の方法。 - 【請求項13】 第1の放電ステップの期間にバッテ
リから引き抜かれる最小充電量であって5分以内の20
時間放電電流とともに、バッテリの放電期間中に引き抜
かれる充電量に近似的に等しい請求項1〜10に記載の
方法。 - 【請求項14】 請求項1〜13の何れかに記載の方
法を実施するバッテリ試験装置において、複数の電圧測
定装置、複数の温度測定装置、少なくとも1つのタイプ
のバッテリについてスタート能力の損失に関するスター
ト能力損失曲線のデータと同様に、所定の、相対的な低
い放電電流、および所定の、高い放電電流についての温
度に依存する複数の充電状態曲線を記憶する複数の記憶
装置、測定されたバッテリ電圧を、前記複数の記憶装置
に記憶された複数の充電状態曲線と比較し、前記測定さ
れた放電カットオフ電圧の値と、前記複数の記憶装置に
記憶された、新しいバッテリに対して有効な、充電状態
に関する複数の曲線のファミリーのデータに従う電圧の
値との差を、前記第2の放電ステップの終了時において
決定される充電状態に基づいて、前記第2の放電ステッ
プの終了時において決定される温度において、正確に所
定の、高い、一定の、第3の放電電流によって放電する
ことにより、決定する複数の比較装置、前記測定された
差を、前記スタート能力損失曲線に基づいて評価する複
数の評価装置、所定の時間間隔の間、所定の、一定の、
放電電流強度で前記バッテリを放電する複数の放電装置
、および、前記試験されたバッテリの充電状態、および
、スタート能力損失に関する情報を出力する複数の出力
装置。 - 【請求項15】 前記制御装置は、開始信号の入力後
に試験装置の要素が自動的に各方法の各ステップを実施
するように制御可能である手段を備える請求項14に記
載のバッテリ試験装置。 - 【請求項16】 前記温度測定装置は、バッテリ壁の
外側表面に対向して位置付けされ、かつ2つの温度セン
サを備える測定ヘッドを有する温度検出器を具備し、一
方の温度センサは比較的大きいが軽い金属板に付着し、
その前面は所定の距離離れてバッテリ壁に面しており、
一方、他方のセンサは周辺の空気がセンサの廻りを流れ
、その結果部屋の温度が測定できるように配置されてお
り、バッテリ温度は2つの温度センサの出力信号に依存
し、かつ記憶装置に格納された測定曲線に依存して比較
装置により決定される請求項14又は15に記載のバッ
テリ試験装置。 - 【請求項17】 前記温度センサの少なくとも1つは
NTC抵抗である請求項16に記載のバッテリ試験装置
。 - 【請求項18】 前記測定ヘッドは金属板の外側にス
ペーサリングを備え、該スペーサリングは動作中、所定
の閉鎖された容量の空気と協働し、その空気の容量は金
属板の外側と金属板に面するバッテリ壁の外側表面の間
の測定手順に対して予め決定される請求項16又は17
に記載のバッテリ試験装置。 - 【請求項19】 前記金属板はステンレス・スティー
ルである請求項16〜18の何れかに記載のバッテリ試
験装置。 - 【請求項20】 前記測定ヘッドはブラケット状キャ
リアの底部の範囲で分けられ、測定ヘッドから離れた側
の該キャリアの自由端は、動作中は試験するバッテリの
頂部の支持される請求項16〜19の何れかに記載のバ
ッテリ試験装置。 - 【請求項21】 前記キャリアは前記測定ヘッドに近
接した重量を有する請求項20に記載のバッテリ試験装
置。 - 【請求項22】 前記キャリアは測定ヘッドに配置し
た重量を有するプラスティック成形品の形である請求項
21に記載のバッテリ試験装置。 - 【請求項23】 前記金属板に設けられた抵抗は、負
の温度係数を有する金属からなるベッドの形をしており
、特に、該金属板上の開放部に直接挿入される請求項1
6又は17に記載のバッテリ試験装置。 - 【請求項24】 試験するバッテリは接続ケーブルを
経てバッテリ試験装置に接続可能であり、かつバッテリ
端子は、トングの先の一方の側に第1の接触要素を備え
、該第1の接触要素は高放電電流用に設計された接続ケ
ーブルの導電体に接続されており、またバッテリ端子は
、トングの先の他方の側にさらに少なくとも1つの接触
要素を備え、該接触要素は該接続ケーブルの2つの導電
体に接続され、該接続ケーブルはバッテリ試験装置の供
給電圧接続体及びバッテリ電圧測定接続体に接続される
請求項14〜23の何れかに記載のバッテリ試験装置。 - 【請求項25】 前記放電電流調整装置は、抵抗ディ
ケード(decade)の形式で選択された数個の固定
抵抗を備える抵抗回路網を具備する請求項14〜24の
何れかに記載のバッテリ試験装置。 - 【請求項26】 2つの近隣の抵抗の値の比を1対2
とし、固定抵抗の抵抗値の目盛として使用する請求項2
5に記載のバッテリ試験装置。 - 【請求項27】 通常の目盛りを固定抵抗の抵抗値の
目盛りとして使用する請求項25に記載のバッテリ試験
装置。 - 【請求項28】 放電電流調整装置は1つの固定抵抗
と1つの調整可能抵抗を有する数個の並列分岐を具備す
る請求項14〜24の何れかに記載のバッテリ試験装置
。 【0001】
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4007883.3 | 1990-03-13 | ||
| DE4007883A DE4007883A1 (de) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | Verfahren und batteriepruefgeraet zum bestimmen des zustands einer bleibatterie |
Publications (1)
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