JPH08222279A - 密閉形鉛蓄電池の劣化状態検出方法 - Google Patents
密閉形鉛蓄電池の劣化状態検出方法Info
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- JPH08222279A JPH08222279A JP7049033A JP4903395A JPH08222279A JP H08222279 A JPH08222279 A JP H08222279A JP 7049033 A JP7049033 A JP 7049033A JP 4903395 A JP4903395 A JP 4903395A JP H08222279 A JPH08222279 A JP H08222279A
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- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 精度よく容易に鉛蓄電池の劣化状態の検出お
よび容量の推定を行うことができる密閉形鉛蓄電池の劣
化状態検出方法を提供する。 【構成】 まず密閉形鉛蓄電池の内部抵抗を検出し、次
に、所定電流で短時間放電させたときの、放電開始後所
定時間経過時の放電電圧の放電前電圧からの変化量と、
前記内部抵抗と前記所定電流の積との差の電圧変化量Δ
Ｖを求め、前記電圧変化量ΔＶにおける内部抵抗と電池
容量との相関関係から、現在の電池容量を推定する密閉
形鉛蓄電池の劣化状態検出方法。
よび容量の推定を行うことができる密閉形鉛蓄電池の劣
化状態検出方法を提供する。 【構成】 まず密閉形鉛蓄電池の内部抵抗を検出し、次
に、所定電流で短時間放電させたときの、放電開始後所
定時間経過時の放電電圧の放電前電圧からの変化量と、
前記内部抵抗と前記所定電流の積との差の電圧変化量Δ
Ｖを求め、前記電圧変化量ΔＶにおける内部抵抗と電池
容量との相関関係から、現在の電池容量を推定する密閉
形鉛蓄電池の劣化状態検出方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、密閉形鉛蓄電池を所定
電流で短時間放電させることにより、密閉形鉛蓄電池の
劣化状態を検出する方法に関するものである。
電流で短時間放電させることにより、密閉形鉛蓄電池の
劣化状態を検出する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、鉛蓄電池の劣化状態検出方法
として、容量試験を実施する方法が一般的であった。こ
れは、精度よく劣化状態の検知が可能であるが、鉛蓄電
池をいったん放電状態にし、再び充電状態に復帰するま
でに長時間かかるという欠点がある。そこで、この欠点
を解決し、短時間で簡単に劣化状態を検知する方法とし
て、鉛蓄電池の内部抵抗と電池容量との相関関係から劣
化状態を検出する方法が提案されている。
として、容量試験を実施する方法が一般的であった。こ
れは、精度よく劣化状態の検知が可能であるが、鉛蓄電
池をいったん放電状態にし、再び充電状態に復帰するま
でに長時間かかるという欠点がある。そこで、この欠点
を解決し、短時間で簡単に劣化状態を検知する方法とし
て、鉛蓄電池の内部抵抗と電池容量との相関関係から劣
化状態を検出する方法が提案されている。
【０００３】この方法は、鉛蓄電池の内部抵抗が、電池
容量と相関関係があることを利用したものである。鉛蓄
電池は劣化の進行とともに内部抵抗が増加し、また放電
電圧が垂下して終止電圧に達するまでの時間が短くなっ
て、電池容量が低下していく。
容量と相関関係があることを利用したものである。鉛蓄
電池は劣化の進行とともに内部抵抗が増加し、また放電
電圧が垂下して終止電圧に達するまでの時間が短くなっ
て、電池容量が低下していく。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法では、内部抵抗がどのような劣化要因において増加し
ているのかを判定せずに、鉛蓄電池がどのような劣化状
態であっても、内部抵抗と電池容量との相関関係は、つ
ねに同一のものを利用するために、精度の良い検出がで
きないという問題点があった。
法では、内部抵抗がどのような劣化要因において増加し
ているのかを判定せずに、鉛蓄電池がどのような劣化状
態であっても、内部抵抗と電池容量との相関関係は、つ
ねに同一のものを利用するために、精度の良い検出がで
きないという問題点があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述のような
背景の下になされたものであり、密閉形鉛蓄電池（陰極
吸収式シール形鉛蓄電池）を所定電流で放電させたとき
の、放電開始後所定時間経過時の放電電圧の放電前電圧
からの変化量と、内部抵抗と所定電流の積との差の電圧
変化量を求め、この電圧変化量における、内部抵抗と電
池容量との関係から、現在の電池容量を推定することに
よって、前述した問題点を解決し、精度の良い密閉形鉛
蓄電池の劣化状態の検出および容量の推定を、簡易的に
短時間で行えるようにした、密閉形鉛蓄電池の劣化状態
検出方法を提供することを目的とする。
背景の下になされたものであり、密閉形鉛蓄電池（陰極
吸収式シール形鉛蓄電池）を所定電流で放電させたとき
の、放電開始後所定時間経過時の放電電圧の放電前電圧
からの変化量と、内部抵抗と所定電流の積との差の電圧
変化量を求め、この電圧変化量における、内部抵抗と電
池容量との関係から、現在の電池容量を推定することに
よって、前述した問題点を解決し、精度の良い密閉形鉛
蓄電池の劣化状態の検出および容量の推定を、簡易的に
短時間で行えるようにした、密閉形鉛蓄電池の劣化状態
検出方法を提供することを目的とする。
【０００６】本発明の密閉形鉛蓄電池劣化状態検出方法
において、放電開始後所定時間経過時の放電電圧の放電
前電圧からの変化量と、内部抵抗と所定電流の積との差
は、密閉形鉛蓄電池の、電解液の拡散の容易さを示すも
のであり、電解液が減少したり、エレメント群の圧迫力
が劣ったりしたとき等の、多孔体である活物質への電解
液の拡散が容易におこなえない場合において、著しく大
きくなる。この拡散の容易さの違いは、定電流放電させ
たときに、放電終期における放電電圧の垂下度合いの違
いになってよりはっきりと現れ、拡散が容易におこなえ
ない場合には、放電電圧の垂下度合がより大きくなっ
て、終止電圧に達するまでの時間が短くなり、電池容量
が低下する。
において、放電開始後所定時間経過時の放電電圧の放電
前電圧からの変化量と、内部抵抗と所定電流の積との差
は、密閉形鉛蓄電池の、電解液の拡散の容易さを示すも
のであり、電解液が減少したり、エレメント群の圧迫力
が劣ったりしたとき等の、多孔体である活物質への電解
液の拡散が容易におこなえない場合において、著しく大
きくなる。この拡散の容易さの違いは、定電流放電させ
たときに、放電終期における放電電圧の垂下度合いの違
いになってよりはっきりと現れ、拡散が容易におこなえ
ない場合には、放電電圧の垂下度合がより大きくなっ
て、終止電圧に達するまでの時間が短くなり、電池容量
が低下する。
【０００７】また、内部抵抗は、過充電により正極板が
腐食すると、集電体である格子のやせおよび折損により
電気伝導性が低下して、劣化の進行とともに増加する
が、電解液の減少によって、活物質が充填された極板と
電解液が保持されたセパレータの接触面積が低下するこ
とでも増加する。この内部抵抗の増加と電池容量には、
相関関係があることが知られており、通常、前者の場合
より後者の場合のほうが、より容量低下率が大きい。
腐食すると、集電体である格子のやせおよび折損により
電気伝導性が低下して、劣化の進行とともに増加する
が、電解液の減少によって、活物質が充填された極板と
電解液が保持されたセパレータの接触面積が低下するこ
とでも増加する。この内部抵抗の増加と電池容量には、
相関関係があることが知られており、通常、前者の場合
より後者の場合のほうが、より容量低下率が大きい。
【０００８】
【作用】このようなことから、本発明による密閉形鉛蓄
電池の劣化状態検出方法では、電解液の拡散の容易さか
ら、あらかじめ密閉形鉛蓄電池の劣化状態が、電解液の
減少によるものなのか、正極板の腐食によるものなのか
を判定し、内部抵抗と電池容量との相関関係を、つねに
同一のものを利用するのではなく、この劣化状態での相
関関係を利用するので、より精度の良い検出が可能とな
る。
電池の劣化状態検出方法では、電解液の拡散の容易さか
ら、あらかじめ密閉形鉛蓄電池の劣化状態が、電解液の
減少によるものなのか、正極板の腐食によるものなのか
を判定し、内部抵抗と電池容量との相関関係を、つねに
同一のものを利用するのではなく、この劣化状態での相
関関係を利用するので、より精度の良い検出が可能とな
る。
【０００９】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明を更に詳細
に説明する。
に説明する。
【００１０】図１は、密閉形鉛蓄電池を定電流放電した
ときの、放電電圧の特性の一例を示すものである。図１
において、１は新品の密閉形鉛蓄電池の放電特性であ
り、２は電解液が減少して劣化した密閉形鉛蓄電池の放
電特性である。また３は正極板が腐食して劣化した密閉
形鉛蓄電池の放電特性である。放電特性２は放電特性３
に比べ、電解液の減少により、活物質への電解液中の硫
酸イオンの拡散が容易におこなえないことによって、放
電終期における放電電圧の垂下度合いがより大きくなっ
ており、終止電圧に達するまでの時間が短くなって、電
池容量がより低下している。
ときの、放電電圧の特性の一例を示すものである。図１
において、１は新品の密閉形鉛蓄電池の放電特性であ
り、２は電解液が減少して劣化した密閉形鉛蓄電池の放
電特性である。また３は正極板が腐食して劣化した密閉
形鉛蓄電池の放電特性である。放電特性２は放電特性３
に比べ、電解液の減少により、活物質への電解液中の硫
酸イオンの拡散が容易におこなえないことによって、放
電終期における放電電圧の垂下度合いがより大きくなっ
ており、終止電圧に達するまでの時間が短くなって、電
池容量がより低下している。
【００１１】図２は、図１で示した密閉形鉛蓄電池
（１，２，３）を所定電流（Ｉ＝０．１５ＣＡ）で短時
間放電したときの、放電開始後所定時間経過時（Ｔ＝５
sec）の放電電圧の放電前電圧からの変化量の一例を示
すものである。Ｒ1 は新品の密閉形鉛蓄電池の内部抵抗
であり、Ｒ2 は電解液が減少して劣化した密閉形鉛蓄電
池の内部抵抗である。内部抵抗Ｒ2 は、活物質が充填さ
れた極板と電解液が保持されたセパレータの接触面積が
低下することで、内部抵抗Ｒ1 よりも大きくなってい
る。また、Ｒ3 は正極板が腐食して劣化した密閉形鉛蓄
電池の内部抵抗である。この例では、集電体である格子
のやせおよび折損によって大きくなった内部抵抗Ｒ
3 が、内部抵抗Ｒ2 よりも大きくなっているので、従来
の内部抵抗と電池容量との相関関係を、つねに同一のも
のを利用する方法では、より電池容量低下率が大きいも
のとして推定される。
（１，２，３）を所定電流（Ｉ＝０．１５ＣＡ）で短時
間放電したときの、放電開始後所定時間経過時（Ｔ＝５
sec）の放電電圧の放電前電圧からの変化量の一例を示
すものである。Ｒ1 は新品の密閉形鉛蓄電池の内部抵抗
であり、Ｒ2 は電解液が減少して劣化した密閉形鉛蓄電
池の内部抵抗である。内部抵抗Ｒ2 は、活物質が充填さ
れた極板と電解液が保持されたセパレータの接触面積が
低下することで、内部抵抗Ｒ1 よりも大きくなってい
る。また、Ｒ3 は正極板が腐食して劣化した密閉形鉛蓄
電池の内部抵抗である。この例では、集電体である格子
のやせおよび折損によって大きくなった内部抵抗Ｒ
3 が、内部抵抗Ｒ2 よりも大きくなっているので、従来
の内部抵抗と電池容量との相関関係を、つねに同一のも
のを利用する方法では、より電池容量低下率が大きいも
のとして推定される。
【００１２】図２において、Δ（ＩＲ1 ）は所定電流Ｉ
と内部抵抗Ｒ1 の積であり、電圧変化量であって、ΔＶ
1 は、新品の密閉形鉛蓄電池の時点Ｔにおける、放電開
始後に放電電圧が電圧変化量Δ（ＩＲ1 ）変化してから
の電圧変化量である。また、Δ（ＩＲ2 ）は所定電流Ｉ
と内部抵抗Ｒ2 の積であり、電圧変化量であって、ΔＶ
2 は、電解液が減少して劣化した密閉形鉛蓄電池の時点
Ｔにおける、放電開始後に放電電圧が電圧変化量Δ（Ｉ
Ｒ2 ）変化してからの電圧変化量である。さらに、Δ
（ＩＲ3 ）は所定電流Ｉと内部抵抗Ｒ3 の積であり、電
圧変化量であって、ΔＶ3 は、正極板が腐食して劣化し
た密閉形鉛蓄電池の時点Ｔにおける、放電開始後に放電
電圧が電圧変化量Δ（ＩＲ3 ）変化してからの電圧変化
量である。
と内部抵抗Ｒ1 の積であり、電圧変化量であって、ΔＶ
1 は、新品の密閉形鉛蓄電池の時点Ｔにおける、放電開
始後に放電電圧が電圧変化量Δ（ＩＲ1 ）変化してから
の電圧変化量である。また、Δ（ＩＲ2 ）は所定電流Ｉ
と内部抵抗Ｒ2 の積であり、電圧変化量であって、ΔＶ
2 は、電解液が減少して劣化した密閉形鉛蓄電池の時点
Ｔにおける、放電開始後に放電電圧が電圧変化量Δ（Ｉ
Ｒ2 ）変化してからの電圧変化量である。さらに、Δ
（ＩＲ3 ）は所定電流Ｉと内部抵抗Ｒ3 の積であり、電
圧変化量であって、ΔＶ3 は、正極板が腐食して劣化し
た密閉形鉛蓄電池の時点Ｔにおける、放電開始後に放電
電圧が電圧変化量Δ（ＩＲ3 ）変化してからの電圧変化
量である。
【００１３】電圧変化量ΔＶ3 は電圧変化量ΔＶ1 とほ
とんど変わらず、活物質への電解液中の硫酸イオンの拡
散は容易におこなわれており、放電特性３の放電終期に
おける放電電圧の垂下度合いも、放電特性１とほとんど
同じになっている。しかしながら、電圧変化量ΔＶ2 は
電解液の減少により、活物質への電解液中の硫酸イオン
の拡散が容易におこなわれていないことによって、電圧
変化量ΔＶ1 よりも大きくなっている。この電解液の拡
散が容易であるものと、そうでないものを、つねに同一
の内部抵抗と電池容量との相関関係を利用する方法で
は、放電終期における放電電圧の垂下度合いの違いが含
まれないため、精度の良い検出ができない。
とんど変わらず、活物質への電解液中の硫酸イオンの拡
散は容易におこなわれており、放電特性３の放電終期に
おける放電電圧の垂下度合いも、放電特性１とほとんど
同じになっている。しかしながら、電圧変化量ΔＶ2 は
電解液の減少により、活物質への電解液中の硫酸イオン
の拡散が容易におこなわれていないことによって、電圧
変化量ΔＶ1 よりも大きくなっている。この電解液の拡
散が容易であるものと、そうでないものを、つねに同一
の内部抵抗と電池容量との相関関係を利用する方法で
は、放電終期における放電電圧の垂下度合いの違いが含
まれないため、精度の良い検出ができない。
【００１４】図３はセパレータの減液率と電圧変化量Δ
Ｖの関係を示した図であり、密閉形鉛蓄電池の劣化状態
の判定手段を説明するための図である。図３において、
ΔＶは、密閉形鉛蓄電池を所定電流Ｉで放電させたとき
の、時点Ｔにおける放電電圧の放電前電圧からの変化量
と、内部抵抗と所定電流Ｉの積との差であり、電圧変化
量である。ここでセパレータの減液率は、減液した液量
を新品の密閉形鉛蓄電池のセパレータの電解液保持量に
対する割合で表現した。セパレータの減液率がおよそ１
０％をこえたところから、電解液の拡散が容易におこな
えなくなり、電圧変化量ΔＶが大きくなっている。セパ
レータの減液率が１０％をこえた点を判定点として定
め、そのときの電圧変化量ΔＶを４０ｍＶとする。
Ｖの関係を示した図であり、密閉形鉛蓄電池の劣化状態
の判定手段を説明するための図である。図３において、
ΔＶは、密閉形鉛蓄電池を所定電流Ｉで放電させたとき
の、時点Ｔにおける放電電圧の放電前電圧からの変化量
と、内部抵抗と所定電流Ｉの積との差であり、電圧変化
量である。ここでセパレータの減液率は、減液した液量
を新品の密閉形鉛蓄電池のセパレータの電解液保持量に
対する割合で表現した。セパレータの減液率がおよそ１
０％をこえたところから、電解液の拡散が容易におこな
えなくなり、電圧変化量ΔＶが大きくなっている。セパ
レータの減液率が１０％をこえた点を判定点として定
め、そのときの電圧変化量ΔＶを４０ｍＶとする。
【００１５】電圧変化量ΔＶが４０ｍＶ未満の場合に
は、内部抵抗が増加し、また放電電圧が垂下して終止電
圧に達するまでの時間が短くなって、電池容量が低下し
ても、電解液の拡散は容易におこなえるため、放電終期
における放電電圧の垂下度合いはより大きくとはなら
ず、そのような場合における内部抵抗と電池容量との相
関関係を利用する。ΔＶが４０ｍＶ以上の場合には、電
解液の拡散が容易におこなえない状態であるので、内部
抵抗が増加し、電池容量が低下するときには、放電終期
における放電電圧の垂下度合がより大きくなって、より
電池容量が低下するので、そのような場合での内部抵抗
と電池容量との相関関係を利用する。この場合、電解液
の拡散が容易であるものと、そうでないものを、放電終
期における放電電圧の垂下度合の違いを含めて推定する
ために、精度の良い検出が可能となる。
は、内部抵抗が増加し、また放電電圧が垂下して終止電
圧に達するまでの時間が短くなって、電池容量が低下し
ても、電解液の拡散は容易におこなえるため、放電終期
における放電電圧の垂下度合いはより大きくとはなら
ず、そのような場合における内部抵抗と電池容量との相
関関係を利用する。ΔＶが４０ｍＶ以上の場合には、電
解液の拡散が容易におこなえない状態であるので、内部
抵抗が増加し、電池容量が低下するときには、放電終期
における放電電圧の垂下度合がより大きくなって、より
電池容量が低下するので、そのような場合での内部抵抗
と電池容量との相関関係を利用する。この場合、電解液
の拡散が容易であるものと、そうでないものを、放電終
期における放電電圧の垂下度合の違いを含めて推定する
ために、精度の良い検出が可能となる。
【００１６】図４は、密閉形鉛蓄電池の電解液の拡散が
容易であるものと、そうでないものの内部抵抗と電池容
量との相関関係の一例を示したものである。図４におい
て、Ｋ1 は、電圧変化量ΔＶが判定点未満であった場合
の、内部抵抗と電池容量との相関関係であり、Ｋ2 は、
電圧変化量ΔＶが判定点以上であった場合の、内部抵抗
と電池容量との相関関係である。相関関係Ｋ2 は、放電
終期における放電電圧の垂下度合がより大きいことによ
り、相関関係Ｋ1 よりも電池容量低下率が大きい。ここ
でＣは、定格容量値を示すものである。また電池容量
は、０．６５ＣＡで定電流放電をおこなった場合の放電
時続時間を、新品の電池を０．６５ＣＡで定電流放電を
おこなった場合の放電持続時間に対する割合で表現し
た。
容易であるものと、そうでないものの内部抵抗と電池容
量との相関関係の一例を示したものである。図４におい
て、Ｋ1 は、電圧変化量ΔＶが判定点未満であった場合
の、内部抵抗と電池容量との相関関係であり、Ｋ2 は、
電圧変化量ΔＶが判定点以上であった場合の、内部抵抗
と電池容量との相関関係である。相関関係Ｋ2 は、放電
終期における放電電圧の垂下度合がより大きいことによ
り、相関関係Ｋ1 よりも電池容量低下率が大きい。ここ
でＣは、定格容量値を示すものである。また電池容量
は、０．６５ＣＡで定電流放電をおこなった場合の放電
時続時間を、新品の電池を０．６５ＣＡで定電流放電を
おこなった場合の放電持続時間に対する割合で表現し
た。
【００１７】
【発明の効果】以上のように、本発明による密閉形鉛蓄
電池の劣化状態検出方法によれば、密閉形鉛蓄電池を所
定電流で放電させたときの、放電開始後所定時間経過時
の放電電圧の放電前電圧からの変化量と、内部抵抗と所
定電流の積との差から、劣化状態をあらかじめ判定し、
検出手段にて求めておいた劣化状態における、内部抵抗
と電池容量との関係から、現在の電池容量を推定するこ
とによって、内部抵抗と電池容量との相関関係は、つね
に同一のものを利用するために、精度の良い検出ができ
ないという問題点を解決し、精度の良い密閉形鉛蓄電池
の劣化状態の検出および容量の推定を、簡易的に短時間
で行うことが可能となるので、その工業的な価値は極め
て大きい。
電池の劣化状態検出方法によれば、密閉形鉛蓄電池を所
定電流で放電させたときの、放電開始後所定時間経過時
の放電電圧の放電前電圧からの変化量と、内部抵抗と所
定電流の積との差から、劣化状態をあらかじめ判定し、
検出手段にて求めておいた劣化状態における、内部抵抗
と電池容量との関係から、現在の電池容量を推定するこ
とによって、内部抵抗と電池容量との相関関係は、つね
に同一のものを利用するために、精度の良い検出ができ
ないという問題点を解決し、精度の良い密閉形鉛蓄電池
の劣化状態の検出および容量の推定を、簡易的に短時間
で行うことが可能となるので、その工業的な価値は極め
て大きい。
【図１】密閉形鉛蓄電池を定電流放電したときの放電電
圧の特性を比較した図。
圧の特性を比較した図。
【図２】密閉形鉛蓄電池を所定電流で短時間放電したと
きの、放電開始後所定時間経過時の放電電圧の放電前電
圧からの変化量を比較した図。
きの、放電開始後所定時間経過時の放電電圧の放電前電
圧からの変化量を比較した図。
【図３】セパレータの減液量と電圧変化量ΔＶの関係を
示した図。
示した図。
【図４】内部抵抗と電池容量との相関関係を比較した
図。
図。
Claims (1)
- 【請求項１】 密閉形鉛蓄電池を所定電流で短時間放電
させることにより、密閉形鉛蓄電池の劣化状態を検出す
る方法において、まず密閉形鉛蓄電池の内部抵抗を検出
し、次に、所定電流で短時間放電させたときの、放電開
始後所定時間経過時の放電電圧の放電前電圧からの変化
量と、前記内部抵抗と前記所定電流の積との差の電圧変
化量ΔＶを求め、前記電圧変化量ΔＶにおける内部抵抗
と電池容量との相関関係から、現在の電池容量を推定す
ることを特徴とする密閉形鉛蓄電池の劣化状態検出方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7049033A JPH08222279A (ja) | 1995-02-13 | 1995-02-13 | 密閉形鉛蓄電池の劣化状態検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7049033A JPH08222279A (ja) | 1995-02-13 | 1995-02-13 | 密閉形鉛蓄電池の劣化状態検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08222279A true JPH08222279A (ja) | 1996-08-30 |
Family
ID=12819787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7049033A Withdrawn JPH08222279A (ja) | 1995-02-13 | 1995-02-13 | 密閉形鉛蓄電池の劣化状態検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08222279A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000010219A1 (fr) * | 1998-08-10 | 2000-02-24 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Procede d'estimation de l'etat d'un accumulateur, dispositif d'estimation de son etat et procede de regeneration d'un accumulateur |
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