(57)【要約】【課題】サルフェーションの解消または予防のためのパルス電流の流し方を表すパラメータを変更しながら鉛蓄電池にパルス電流を流し続ける制御を完全自動化する。【解決手段】電池活性化装置１において、接続されている鉛電池の内部抵抗値および温度を検出し、それらの直近の所定期間における検出値を用いて鉛蓄電池に適したパルス電流の流し方を定めるパラメータを求める演算を実行し、その演算結果に基づきパラメータを変化する。また内部抵抗値および温度の検出値は電池活性化装置１から管理サーバ２に定期的に送信され、センシングデータ記憶部２５に蓄積される。電池活性化装置１の機能だけで適切なパラメータを求めることが困難になった場合には、管理サーバ２において、蓄積された検出値と豊富な知識情報とを用いた詳細な演算が実施され、その演算により求められたパラメータにより、電池活性化装置１のパラメータが変更される。【選択図】図１
2020184474.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々異なる鉛蓄電池に電気接続されて当該鉛蓄電池にサルフェーションを解消または予防するためのパルス電流を流す機能と無線通信機能とを有する複数の電池活性化装置と、各電池活性化装置と無線通信を行う管理サーバとを備えたシステムであって、
前記電池活性化装置は、接続される鉛蓄電池の内外いずれかの表面に配置されると共に、当該鉛蓄電池への接続ラインにおける電圧および電流を測定してそれらの測定値に基づき当該鉛蓄電池の内部抵抗値を検出する内部抵抗検出手段と、当該鉛蓄電池の内部または表面の温度を検出する温度検出手段と、これらの検出手段による直近の所定期間における検出値を用いて当該鉛蓄電池に適したパルス電流の流し方を定めるパラメータを求める演算を実行し、その演算結果に基づきパラメータを変化させながらパルス電流を常時出力する制御手段と、前記内部抵抗検出手段および温度検出手段による検出値を前記管理サーバに定期的に送信する送信手段とを具備し、
前記管理サーバは、各電池活性化装置から送信された検出値を装置毎に蓄積する記憶手段と、各々の電池活性化装置に対し、当該装置で前記演算の対象とする期間より長い期間における検出値を前記記憶手段から読み出し、それらの検出値を用いて当該装置に接続されている鉛蓄電池に適したパルス電流の流し方を定めるパラメータを求め、その値を当該装置に送信する管理手段とを備え、
前記電池活性化装置の制御手段は、前記管理サーバから前記パラメータの送信を受けたことに応じて、接続されている鉛蓄電池へのパルス電流のパラメータを管理サーバから受信したものに変更する、
鉛蓄電池のメンテナンスシステム。
【請求項２】
前記電池活性化装置の送信手段は、接続されている鉛蓄電池の前記内部抵抗検出手段もしくは温度検出手段による検出値または電圧の測定値があらかじめ定めた正常範囲から逸脱したことに応じて、前記定期的な通信のタイミングを待たずに管理サーバに異常の発生を通報し、
前記管理サーバの管理手段は、前記電池活性化装置から前記異常の発生の通報を受けたことに応じて、当該電池活性化装置について前記記憶手段に蓄積された検出値を用いて前記パラメータを求める演算を実行し、導出したパラメータを電池活性化装置に送信する、
請求項１に記載された鉛蓄電池のメンテナンスシステム。
【請求項３】
前記電池活性化装置の送信手段は、前記の定期的な送信において、接続されている鉛蓄電池へのパルス電流に現在適用されているパラメータを前記検出値と共に送信し、
前記管理サーバの管理手段は、鉛蓄電池毎に前記パラメータを求める演算を繰り返し実行すると共に、前記電池活性化装置から受信したパラメータと自装置で導出したパラメータとの差が所定の閾値を超えた鉛蓄電池について当該自装置で導出したパラメータを送信する、請求項１に記載された鉛蓄電池のメンテナンスシステム。
【請求項４】
各々異なる鉛蓄電池に電気接続されて当該鉛蓄電池にサルフェーションを解消または予防するためのパルス電流を流す機能と無線通信機能とを有する複数の電池活性化装置と、各電池活性化装置と無線通信を行う管理サーバとを備え、
前記電池活性化装置は、複数の鉛蓄電池に個別に電気接続されると共に、個々の鉛蓄電池毎に、当該鉛蓄電池への接続ラインにおける電圧および電流を測定してそれらの測定値に基づき各当該鉛蓄電池の内部抵抗値を検出する内部抵抗検出手段と、当該鉛蓄電池の内部または表面の温度を検出する温度検出手段と、これらの検出手段による直近の所定期間における検出値を用いて当該鉛蓄電池に適したパルス電流の流し方を表すパラメータを求める演算を実行し、その演算結果に基づきパラメータを変化させながらパルス電流を常時出力する制御手段と、前記内部抵抗検出手段および温度検出手段による検出値を前記管理サーバに定期的に送信する送信手段とを具備し、
前記管理サーバは、各電池活性化装置から送信された検出値を電池活性化装置毎および鉛蓄電池毎に蓄積する記憶手段と、各々の鉛蓄電池に対し、当該鉛蓄電池が接続されている電池活性化装置で前記演算の対象とする期間より長い期間における検出値を前記記憶手段から読み出し、それらの検出値を用いて当該鉛蓄電池に適したパルス電流の流し方を表すパラメータを求め、その値を当該鉛蓄電池が接続されている電池活性化装置に送信する管理手段とを備え、
前記電池活性化装置の制御手段は、接続されている鉛蓄電池のいずれかに対して前記管理サーバから前記パラメータの送信を受けたことに応じて、当該鉛蓄電池へのパルス電流のパラメータを管理サーバから受信したものに変更する、
鉛蓄電池のメンテナンスシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，希硫酸を電解液とする鉛蓄電池の劣化の防止および劣化の修復を目的としたメンテナンスシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な鉛蓄電池は、希硫酸が充填されたケース体（電槽）の内部に、鉛による陰極板と二酸化鉛による陽極板とこれらの電極板の間を仕切るスペーサーとを含むセルが複数設けられ、各セルの電極板が直列に接続されてその直列回路の両端に接続された陰極端子と陽極端子とをケース体の上面に突出させた構成のものである。電極材料の鉛が安価で、比較的高い電圧が得られるなどの理由から、自動車用バッテリーや非常用電源などとして普及し、世界中で広く使用されている。
【０００３】
しかし、鉛蓄電池には、放電時に各電極板での化学反応により硫酸鉛が発生し、この硫酸鉛が時間の経過と共に硬質化して電極板に付着する現象（サルフェーション）によって起電力や充電容量が低下し、電池の寿命が短縮されてしまうという問題がある。
【０００４】
この問題を解決するために、従前より、各電極板に周期的なパルス電流を流すことによって硫酸鉛を元の鉛や二酸化鉛に戻すための化学反応を促し、電池の起電力や充電容量を回復させる装置（以下「電池活性化装置」という。）が開発されている。
【０００５】
たとえば下記の特許文献１には、電池本体の上部に突出している端子に接続されることによって、鉛蓄電池から電源の供給を受けると共に鉛蓄電池に微弱なパルス電流を流して、サルフェーションの進行を予防する電池活性化装置が開示されている。また特許文献２には、鉛蓄電池の端子電圧や内部抵抗値を測定して出力する機能や、その測定値を参照した操作入力に応じて鉛蓄電池へのパルス電流のパルス幅を調整する機能を有する電池活性化装置が開示されている。
【０００６】
特許文献３には、遠隔地のサーバー装置との通信を可能とした電池活性化装置（同文献では「蓄電池制御装置」）において、蓄電池の状態を表す物理量（内部抵抗値、電漕温度など）を検出し、それらの物理量を遠隔地のサーバ装置に送信することによって、サーバ装置において異常が発生している蓄電池を検出し、その異常が発生した蓄電池の電池活性装置にパルス信号を出力させるための駆動信号を送信することや、当該パルス信号によってサルフェーションを除去できることが記載されている。さらに、特許文献３には、サーバ装置において電池活性化装置から送信された物理量の変化を表すグラフを表示することや、電池活性化装置をサーバ装置と通信が不可能な状態になっても自立的にパルス信号の出力ができる構成にすることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３９０２２１２号公報
【特許文献２】特開２００９−４８８７０号公報
【特許文献３】特開２０１３−９５３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
発明者らは、長年の研究の積み重ねによって、鉛蓄電池のサルフェーションによる劣化を速やかに解消するには、微小なパルス電流を鉛蓄電池に流し続けると共に、電池の劣化の度合いを表す物理量の変化を追跡しながらパルス電流の流し方を変更することが必要であるという結論を得た。この結論に基づき、本発明は、鉛蓄電池に対し、サルフェーションの程度やサルフェーションの発生状況に応じてパルス電流の流し方を変更しながらパルス電流を流し続ける制御を完全自動化し、鉛蓄電池の寿命を大幅に延ばすことを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によるメンテナンスシステムは、各々異なる鉛蓄電池に電気接続されて当該鉛蓄電池にサルフェーションを解消または予防するためのパルス電流を流すと共に無線通信機能を有する複数の電池活性化装置と、これらの装置と通信を行う管理サーバとを備える。電池活性化装置は、接続される鉛蓄電池の内外いずれかの表面に配置されると共に、以下の内部抵抗検出手段、温度検出手段、制御手段、送信手段を具備する。
【００１０】
内部抵抗検出手段は、鉛蓄電池への接続ラインにおける電圧および電流を測定してそれらの測定値に基づき当該鉛蓄電池の内部抵抗値を検出し、温度検出手段は、鉛蓄電池の内部または表面の温度を検出する。制御手段は、これらの検出手段による直近の所定期間における検出値を用いて当該鉛蓄電池に適したパルス電流の流し方を定めるパラメータ（パルスの周期，デューティ比など）を求める演算を実行し、その演算結果に基づきパラメータを変化させながらパルス電流を常時出力する。送信手段は、内部抵抗検出手段および温度検出手段による検出値を管理サーバに定期的に送信する。
【００１１】
管理サーバは、各電池活性化装置から送信された検出値を装置毎に蓄積する記憶手段と、各々の電池活性化装置に対し、当該装置で前記演算の対象とする期間より長い期間における検出値を記憶手段から読み出し、それらの検出値を用いて当該電池活性化装置に接続されている鉛蓄電池に適したパルス電流の流し方を定めるパラメータを求め、当該パラメータを当該電池活性化装置に送信する管理手段とを備える。
さらに電池活性化装置の制御手段は、管理サーバからパラメータの送信を受けたことに応じて、接続されている鉛蓄電池へのパルス電流のパラメータを管理サーバから受信した値に変更する。
【００１２】
上記のとおり、本発明の電池活性化装置は、接続されている鉛蓄電池に対し、直近の所定期間における内部抵抗値および温度の変化に応じてパルス電流の流し方を定めるパラメータを適宜変更しながら当該鉛蓄電池にパルス電流を流し続ける。さらに、電池活性化装置が検出した内部抵抗値や温度を管理サーバに定期的に送信して当該電池活性化装置の専用領域に蓄積しておくことにより、電池活性化装置の制御のみでは劣化を解消するのが難しくなった場合には、管理サーバに蓄積された長期間にわたる内部抵抗値や温度の変化に基づき、より適切なパラメータを割り出し、そのパラメータによるパルス電流を流すことができる。また電池活性化装置に多量の検出値を保存しなくても高性能の制御を実施することができる。
【００１３】
本発明の一実施形態では、電池活性化装置の送信手段は、接続されている鉛蓄電池の内部抵抗値もしくは温度の検出値または電圧の測定値が正常範囲から逸脱したことに応じて、定期的な通信のタイミングを待たずに管理サーバに異常の発生を通報する。この通報を受けた管理サーバの管理手段は、通報を行った電池活性化装置について記憶手段に蓄積された検出値を用いてパルス電流の流し方を定めるパラメータを求め、導出したパラメータを電池活性化装置に送信する。
【００１４】
上記の実施形態によれば、電池活性化装置による制御のみではサルフェーションを解消できず、サルフェーションが徐々に進んで内部抵抗値または温度が異常値を示したときや、充電電圧が極端に低下して鉛蓄電池を使用することが困難になったときに、管理サーバにおいて過去の長期間にわたる内部抵抗値や温度に基づき適切なパラメータを求めることができる。
【００１５】
また本発明の別の実施形態では、電池活性化装置の送信手段が、定期的な送信において、接続されている鉛蓄電池へのパルス電流に現在適用されているパラメータを検出値と共に送信する。管理サーバの管理手段は、鉛蓄電池毎にパラメータを求める処理を繰り返し実行すると共に，電池活性化装置から受信したパラメータと自装置で導出したパラメータとの差が所定の閾値を超えた鉛蓄電池について当該自装置で導出したパラメータを送信する。
【００１６】
上記の実施形態によれば、電池活性化装置の演算で求めたパラメータが適切とは言えない状態になったときに、管理サーバから適切なパラメータを送信してそのパラメータによる制御に変更させることができる。
【００１７】
さらに本発明では、電池活性化装置を、複数の鉛蓄電池に個別に電気接続されて、各鉛蓄電池毎に、上記の内部抵抗検出手段、温度検出手段、制御手段、送信手段を備える構成とし、管理サーバでも、各電池活性化装置から送信された検出値を電池活性化装置毎および鉛蓄電池毎に蓄積して鉛蓄電池毎に当該鉛蓄電池に適したパルス電流の流し方を表すパラメータを求める構成にすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、鉛蓄電池に対し、その劣化の度合いを表す内部抵抗値や温度の変化に応じてパルス電流の流し方を定めるパラメータを変更しながらパルス電流を流し続ける制御を、自動的に行うことができる。また、内部抵抗値や温度について電池活性化装置に多量の検出値を保存しなくとも、必要に応じて管理サーバに蓄積された検出値を用いて適切なパラメータを求めることができるので、電池活性化装置に大容量のメモリを組み込む必要がなく、電池活性化装置のコストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明が適用されたメンテナンスシステムの概略構成を表したブロック図である。
【図２】電池活性化装置が導入された鉛蓄電池の構成例を表した斜視図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面拡大図である。
【図４】電池活性化装置の電気的構成および機能を表したブロック図である。
【図５】電池活性化装置におけるセンシングデータ管理の手順を示すフローチャートである。
【図６】電池活性化装置におけるデータ送信処理の手順を示すフローチャートである。
【図７】電池活性化装置におけるデューティ比管理の手順を示すフローチャートである。
【図８】管理サーバにおける定期処理の手順を示すフローチャートである。
【図９】管理サーバにおける不定期処理の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は、本発明が適用された鉛蓄電池のメンテナンスシステムの構成例を示すものである。このメンテナンスシステムは、各々異なる鉛蓄電池３（図２，３参照。）に電気接続された複数の電池活性化装置１と、これらの電池活性化装置１を端末装置として管理する管理サーバ２とにより構成される。電池活性化装置１には、無線通信用の回路を含むＩＣチップ（詳細は後述する。）が組み込まれており、インターネット（図示省略）を介して管理サーバ２と定期的な通信を行いながら、自装置が接続されている鉛蓄電池３にサルフェーションを解消または予防するためのパルス電流を流し続ける。
【００２１】
管理サーバ２には、インターネットを介して各電池活性化装置１との通信を行う通信部２３が設けられると共に、この通信部２３と協同して実体的な処理を行うデータ管理部２２および演算処理部２１や、知識データベース２４，センシングデータ記憶部２５，ＩＤ記憶部２６，ユーザ情報記憶部２７などの記憶手段が設けられる。
【００２２】
ユーザ情報記憶部２７には、メンテナンスシステムを利用するユーザ（鉛蓄電池３の所有者）毎に、そのユーザに割り当てられた識別コード，ユーザの名称，連絡先，ユーザが所有する鉛蓄電池３の電池活性化装置１の識別コード（以下。「装置ＩＤ」という。）などが保存される。なお、１ユーザに対して複数の装置ＩＤが保存される場合がある。
【００２３】
ＩＤ記憶部２６には、電池活性化装置１毎に、装置ＩＤとＩＰアドレスとの組み合わせが登録される。センシングデータ記憶部２５には、電池活性化装置１毎に装置ＩＤに紐付けられた専用領域が設けられ、それらの領域に、対応する電池活性化装置１から受信したセンシングデータ（この実施例では、電池活性化装置１で検出された鉛蓄電池３の内部抵抗値および電池本体内の温度の各検出値）が蓄積される。
【００２４】
データ管理部２２は、各電池活性化装置１に対し、通信部２３を介してセンシングデータの送信を要求するコマンドを定期的に送信し、同じく通信部２３を介して当該コマンドに対して電池活性化装置１から送信されたセンシングデータを取得し、これをセンシングデータ記憶部２５の当該電池活性化装置１の専用領域に保存する。電池活性化装置１でもある程度の期間のセンシングデータが保存されるが、管理サーバ２のセンシングデータ記憶部２５には電池活性化装置１の保存対象期間より格段に長い期間のセンシングデータが保存される。
【００２５】
電池活性化装置１から後述する異常通報を受けたときも、データ管理部２２はその異常通報に含まれるセンシングデータをセンシングデータ記憶部２５の当該電池活性化装置１の専用領域に保存する。また、データ管理部２２は、この異常通報に含まれる通報元の電池活性化装置１の装置ＩＤを演算処理部２１に渡して以下に述べる推論演算を実施させ、その演算結果に基づきデューティ比の変更要求コマンドを作成する。このコマンドは、通信部２３を介して異常通報を出した電池活性化装置１に送信される。
【００２６】
知識データベース２４には、サルフェーションの解消や予防のために鉛蓄電池３に流すパルス電流の調整に関して、様々な研究や実験によって構築された知識情報が多数保存される。具体的に、この実施例では、鉛蓄電池３の劣化度合いを表す内部抵抗値および温度の時系列的な変化のパターンと、そのパターンの現在値を維持または異常方向への変化を示すパターンを正常方向への変化に切り替えるのに適したパルス電流の流し方を定めるパラメータとが紐付けられた構成の知識情報が保存される。具体的なパラメータはパルスのデューティ比である。
【００２７】
演算処理部２１は、前記した異常通報に対し、データ管理部２２から渡された装置ＩＤに基づき通報元の電池活性化装置１について蓄積されたセンシングデータをセンシングデータ記憶部２５から読み出し、これらセンシングデータと知識データベース２４の知識情報を用いた推論演算によって、異常通報を出した電池活性化装置１に適したデューティ比を導出する。
【００２８】
図２および図３は、電池活性化装置１およびこれが組み込まれる鉛蓄電池３の構成例を表すものである。この実施例の鉛蓄電池３は、上蓋３０１および中蓋３０２を有する樹脂製のケース体３００を本体とするもので、中蓋３０２より下の空間３１が希硫酸が充填された電漕部となっている。電漕部３１の内部の詳細構成の図示は省略するが、電漕部３１は複数のセルに区分けされ、これらのセル毎に、鉛による陰極板３２Ａおよび二酸化鉛による陽極板３２Ｂ、ならびに各電極３２Ａ，３２Ｂの間を仕切るセパレータ（図示省略）などが配備されている。各セルの電極板３２Ａ，３２Ｂは直列回路として一連に接続され、その直列回路の一端にある陰極板３２Ａと他端にある陽極板３２Ｂとにそれぞれ端子３０Ａ，３０Ｂが接続される。各端子３０Ａ，３０Ｂは中蓋３０２および上蓋３０１を突き抜けて上蓋３０１の上方へと突出し、これらに外部の負荷（モータなど）または充電装置が接続される。
【００２９】
電池活性化装置１は集積回路が組み込まれたチップ部品であって、鉛蓄電池３のケース体３００の内壁の上蓋３０１と中蓋３０２との間の範囲に設けられた有底のチップ収容部３３に収容される。チップ収容部３３の上端面は開口されているが、その開口部にソケット３４が被せられる。このソケット３４は電池活性化装置１２の端子１０Ａ，１０Ｂ（図４参照。）に接続されると共に、陰極側および陽極側の各端子３０Ａ，３０Ｂの上蓋３０１と中蓋３０２との間の部分にそれぞれケーブル３５を介して接続される。なお、電池活性化装置１を配置する場所はケース体３００の内壁に限らず、中蓋３０２の上面に配置してもよい。
【００３０】
上記構成の鉛蓄電池３において、各端子３０Ａ，３０Ｂに負荷が接続されると、陰極板３２Ａの鉛が電解液中の硫酸と結合して硫酸鉛となることによって、電子が放出され（下記の（１）式）、その電子が陽極に移動することによって負荷に電流が流れる。このとき陽極板３２Ｂでは、二酸化鉛から酸素が離れて硫酸鉛が生成されると共に、陰極板３２Ａから移動した電子と電解液中の硫酸から離れた水素イオンと上記の酸素とが結合して水が生成される（下記の（２）式）。これら一連の反応によって電解液の硫酸濃度は下がり、各電極板３２Ａ，３２Ｂの硫酸鉛の含有量が増える。
【００３１】
Ｐｂ＋ＳＯ４２−  →  ＰｂＳＯ４＋２ｅ−  ・・・（１）
ＰｂＯ２＋４Ｈ＋＋ＳＯ４２−＋２ｅ−  →  ＰｂＳＯ４＋２Ｈ２Ｏ  ・・・（２）
【００３２】
充電器が接続されているときは、上記（１）（２）式とは逆の反応によって陽極板３２Ｂから陰極板３２Ａに電子が移動すると共に、各電極板３２Ａ，３２Ｂの硫酸鉛が元の鉛や二酸化鉛に戻り、電解液の硫酸濃度も回復する。
【００３３】
しかし、放電が繰り返されたり、長時間充電されない状態が続くと、電極板３２Ａ，３２Ｂの表面に硫酸塩の硬化による結晶が付着する現象（サルフェーション）が生じる。結晶化した硫酸塩は元の鉛や二酸化鉛には戻れないため、電極板３２Ａ，３２Ｂの実質的な表面積や電解液の硫酸濃度が低下し、それに伴って電漕部１０の内部抵抗値や温度が上昇し、起電力や充電電圧が低下する。
【００３４】
この実施例の電池活性化装置１では、鉛蓄電池３に対し、微弱なパルス電流を充電時と同じ方向に流す処理を常時行うことによって、サルフェーションの発生を予防すると共に、サルフェーションが発生してしまった場合も、そのパルス電流の流し方を変更することによって、サルフェーションを速やかに解消する。充電・放電が繰り返されるにつれてサルフェーションは発生しやすくなり、電池活性化装置１の制御のみではサルフェーションの解消が困難になる場合があるが、その場合にも管理サーバ２に異常通報を送信して管理サーバ２からの変更要求コマンドに基づきパルス電流の流し方を変更することによって、問題を解決することができる。
【００３５】
図４は、上記電池活性化装置１の回路構成を、鉛蓄電池３に対する接続の関係と共に表したブロック図である。
この実施例の電池活性化装置１の回路には、制御部１００，センサ部１０１，電源回路１０２，発振器１０３，通信回路１０４などが含まれる。先に述べた端子１０Ａ，１０Ｂがソケット３４やケーブル３５を介して鉛蓄電池３の陰極側端子３０Ａおよび陽極側端子３０Ｂに接続されることによって、電漕部３１の全ての陰極板３０Ａおよび陽極板３０Ｂが電池活性化装置１に電気接続された状態になる。
【００３６】
なお、図４中に一点鎖線で示すように、鉛蓄電池３の各端子３０Ａ，３０Ｂは、負荷となる外部機器または充電装置に接続される（電極板３２Ａ，３２Ｂも同じ。）。しかしそれらの接続がないときでも、鉛蓄電池３には電池活性化装置１が負荷として接続されていることになる。
【００３７】
電源回路１０２には数種類のＤＣ−ＤＣコンバータが含まれており、これらによって鉛蓄電池３から供給された直流電圧が各構成要素の動作に適したレベルの電圧に変換され、各構成要素に供給される。
【００３８】
発振器１０３は電源回路１０２からの電源供給を受けて発振し、一定の周期を持つクロック信号を出力する。通信回路１０４は、鉛蓄電池３が使用される場所に応じた通信規格（Ｗｉ−Ｆｉ，４Ｇなど）の回路であり、同じく電源回路１０２からの電源供給を受けることによって、管理サーバ２とほぼ常時通信できる状態となる。
【００３９】
センサ部１０１には、電圧センサ１７，電流センサ１８，温度センサ１９が含まれる。電圧センサ１７は、双方の端子１０Ａ，１０Ｂに接続されてそれらの間に印加される電圧を検出する。電流センサ１８は電圧センサ１７を介して陰極側の端子１０Ａに接続され、制御部１００と鉛蓄電池３との間に流れる電流を検出する。温度センサ１９は、鉛蓄電池３の内部温度に相当する温度を検出する。
【００４０】
制御部１００には、パルス生成部１１，演算処理部１２，データ管理部１３，通信部１４，知識データベース１５，バッファメモリ１６などが含まれる。知識データベース１５には、管理サーバ２の知識データベース２４と同種の知識情報が格納されるが、その種類は基本的な知識を表す数種類に限定される。バッファメモリ１６は、直近の一定期間におけるセンシングデータを保存するためのもので、内部抵抗値を格納するための領域と、温度を格納するための領域とが設けられている。
【００４１】
パルス生成部１１には、電漕部３１の電圧より若干高いレベルの直流が与えられる。パルス生成部１１は、この直流電圧をベースに、発振器１０３からのクロック信号に基づき周期やデューティ比を設定してパルス信号を生成する。このパルス信号の立ち上がりによって、各端子１０Ａ，１０Ｂの間に印加される電圧が鉛蓄電池１の端子３０Ａ，３０Ｂ間の電圧より高くなったとき、電池活性化装置１から鉛蓄電池３の電漕部３１に電流が流れる。
【００４２】
データ管理部１３は、上記の電流が流れたときにタイミングを合わせて電圧センサ１７および電流センサ１８の検出値を取り込み、これらの検出値を用いて鉛蓄電池３の内部抵抗値を算出し、その値をバッファメモリ１６に保存する。また、データ管理部１３は、温度センサ１９により検出された温度データを取り込んで、同様にバッファメモリ１６に保存する。
【００４３】
演算処理部１２は、あらかじめ定めた時間が経過する都度、その時点でバッファメモリ１６に保存されているセンシングデータ（内部抵抗値、温度）を全数読み出し、これらのセンシングデータと知識データベース１５の知識情報とを用いた推論演算を実行することによって、接続されている鉛蓄電池３に適したパルス電流のデューティ比を求める。パルス生成部１１は、この演算結果を受けてパルス電流のデューティ比を変更する。
【００４４】
通信部１４は、通信回路１０４と協働して管理サーバ２との通信を実行する。
データ管理部１３は、通信部１４を介して管理サーバ２からセンシングデータの送信要求コマンドを受けると、その時点でバッファメモリ１６に保存されているセンシングデータを読み出し、これを所定のデータ形式（たとえばｃｓｖ形式）の送信ファイルにまとめる。当該送信データファイルは、通信部１４および通信回路１０４によって管理サーバ２に送信される。なお、各センシングデータには日時情報が紐付けられており、これらの日時情報と通信部１４に保存されるログ情報とを照合することによって、毎時の送信要求に対し、まだ管理サーバ２に送信されていないセンシングデータのみが格納された送信ファイルが作成され、管理サーバ２に送信される。送信ファイルのセンシングデータにも日時情報を紐付けることができる。
【００４５】
さらにデータ管理部１３は、バッファメモリ１６に保存されるセンシングデータをあらかじめ定めた正常範囲の上限値および下限値と照合する。この照合においてセンシングデータが正常範囲から逸脱したと判定されると、データ管理部１３はその異常値を含む送信ファイルを作成し、通信部１４によってこの送信ファイルに異常通報のラベル付けがなされて管理サーバ２に送信される。また、電圧センサ１７の測定値があらかじめ定めた充電終止電圧を下回った場合にも、同様に、データ管理部１３によって、その時点での未送信のセンシングデータを含む送信ファイルが作成され、通信部１４によってこの送信ファイルに異常通報のラベル付けがなされて管理サーバ２に送信される。
【００４６】
上記の異常通報を受けた管理サーバ２で推論演算が実施され、その演算結果に基づくデューティ比の変更要求コマンドを通信部１４が受け取ると、そのコマンドはパルス生成部１１に渡されて、パルス電流のデューティ比はコマンドが示す値に変更される。
【００４７】
図５〜７は、上記構成の電池活性化装置１の制御部により実施される主要な処理の流れを表すフローチャートであり、図８および図９は、管理サーバ２で実施される主要な処理の流れを表すフローチャートである。これらに示すように、電池活性化装置１では、センシングデータの管理（図５）と、管理サーバ２へのデータ送信処理（図６）と、デューティ比の管理（図７）とを並列させて実行する。管理サーバ２でも、定期的な処理（図８）と不定期処理（図９）とを並列させて実行する。
【００４８】
以下、各フローチャートの図番号やステップ符号を参照して、電池活性化装置１側の処理と管理サーバ２側の処理とを関連づけながら説明する。なお、フローチャートでは、便宜上、電池活性化装置１を「端末装置」と表しているが、本明細書では以後も「電池活性化装置１」に名称を統一する。
【００４９】
まず、電池活性化装置１が初めて起動したときは、管理サーバ２に自装置の装置ＩＤなどを送信することにより新規装置からのアクセスであることを管理サーバ２に認識させる（図６のステップＳ９）。またパルス生成部１１にデフォルトのデューティ比が設定されてパルス電流の送出が開始される（図７のステップＳ１２）。
【００５０】
以後は、内部抵抗値および温度の各センシングデータを取得してバッファメモリ１６に保存し（図５のステップＳ１）、保存されたデータに異常値が含まれていないかどうかや、電圧センサ１７の測定値が異常値（充電終止電圧より下）になっていないかどうかや、異常フラグ（異常発生中であることを示すフラグ）の値をチェックする処理が行われる（図５のステップＳ２，Ｓ３，Ｓ４）。センシングデータや電圧の測定値に異常値が認められない間は、ステップＳ１〜Ｓ４が繰り返し実行される。
【００５１】
デューティ比管理（図７）では、デフォルトのデューティ比を設定（ステップＳ１２）した後は、ステップＳ１３〜Ｓ１６が繰り返し実行される。ここではあらかじめ定められた時間が経過する毎に（ステップＳ１４が「ＹＥＳ」）、その時点でバッファメモリ１６に保存されているセンシングデータと知識データベース１５の知識情報とを用いた推論演算が実行され（ステップＳ１５）、その演算で求められたデューティ比がパルス生成部１１に設定される（ステップＳ１６）。
【００５２】
一方、管理サーバ２では、図８の定期処理において、ＩＤ記憶部２６に登録されている装置ＩＤに先頭から順に着目し（ステップＳ３１，Ｓ３４，Ｓ３５）、着目中のＩＤの電池活性化装置１にセンシングデータの送信を要求するコマンド（以下、「送信要求コマンド」という。）を送信する（ステップＳ３２）。このコマンドを受けた電池活性化装置１では、その時点でバッファメモリ１６に保存されているセンシングデータのうちまだ管理サーバ２に送信されていないデータを読み出し、前述したｃｓｖ等の送信ファイルとして管理サーバ２に送信する（図６のステップＳ１０，Ｓ１１）。管理サーバ２では、この送信ファイルを受信し、ファイル内のセンシングデータを着目中のＩＤ用の記憶領域に保存する（ステップＳ３３）。
【００５３】
管理サーバ２のステップＳ３２，Ｓ３３の処理は、ＩＤ記憶部２６に登録されている全ての電池活性化装置１を対象に繰り返し実行される。その間に管理サーバ２が新規の電池活性化装置１からのアクセス（図６のステップＳ９）を受けた場合には、図９の不定期処理のステップＳ３７が「ＹＥＳ」となり、当該アクセスの受付により受信した装置ＩＤによりユーザ情報記憶部２７の登録情報を照合する（ステップＳ３８）。この照合により装置ＩＤにより該当するユーザ情報を特定できた場合（ステップＳ３９が「ＹＥＳ」）には、当該装置ＩＤと当該装置のＩＰアドレスとをＩＤ記憶部２６に登録する（ステップＳ４０）。この登録が完了することによって、新規アクセスの電池活性化装置１も定期処理の対象に組み込まれる。
【００５４】
電池活性化装置１のセンシングデータ管理（図５）において、バッファメモリ１６に保存された新規のセンシングデータの中に異常値が検出された場合（ステップＳ２が「ＹＥＳ」）、または電圧が充電終止電圧を下回った場合（ステップＳ３が「ＹＥＳ」）には、ステップＳ７からステップＳ８に進み、異常フラグがオンに設定される。この異常フラグの変更に応じて図７のデューティ比管理の処理の流れも変わり（ステップＳ１３が「ＹＥＳ」、ステップＳ１７が「ＮＯ」）、異常値を含む未送信のセンシングデータがバッファメモリ１６から読み出され（ステップＳ１８）、それらを含む異常通報が管理サーバ２に送信される（ステップＳ１９）。
【００５５】
異常通報を受けた管理サーバ２では、不定期処理（図９）のステップＳ３６が「ＹＥＳ」となり、ステップＳ４１〜Ｓ４４の処理が実行される。まずステップＳ４１では、異常通報に含まれる装置ＩＤやＩＰアドレスにより通報を出した電池活性化装置１が特定され、つぎのステップＳ４２において、特定された電池活性化装置１用のセンシングデータ記憶部２５の専用領域に異常通報から取得したセンシングデータ（電圧の異常値が含まれる場合がある。）が保存される。
【００５６】
ステップＳ４３では、上記の専用領域から、直近に保存されたものを含め、過去の所定の時点まで遡ってセンシングデータを読み出し、これらと知識データベース２４の知識情報とを用いて、異常なセンシングデータまたは電圧を正常値に戻すのに適したデューティ比を求める推論演算を実行する。ステップＳ４４では、演算で導出したデューティ比を含む変更要求コマンドを作成し、これを異常通報の発信元の電池活性化装置１に送信する。
【００５７】
異常通報の発信元の電池活性化装置１では、通報後は上記の変更要求コマンドに待機しており（図７のステップＳ２０）、コマンドを受信すると、そのコマンドに従ってパルス生成部１１のデューティ比を変更する（ステップＳ２１）。なお、万一、異常通報から所定時間が経過しても変更要求コマンドを受信できなかった場合には、電池活性化装置１はエラー処理に移行する。
【００５８】
図５のセンシングデータ管理では、異常通報の送信や変更要求コマンドの受信に待機している間や、変更要求コマンドに応じてデューティ比が変更された直後にも、新規のセンシングデータの取得および保存（ステップＳ１）を繰り返し実施している。センシングデータの異常を受けて異常通報が行われた場合には、通報後のセンシングデータも異常値になる可能性が高いが、その場合はステップＳ２，Ｓ７がともに「ＹＥＳ」となってステップＳ１に戻ることで，異常フラグのオン状態が維持される。電圧の測定値の異常を受けて異常通報が行われた場合も、ステップＳ３，Ｓ７がともに「ＹＥＳ」となってステップＳ１に戻ることで、異常フラグのオン状態が維持される。また、異常値を示したデータが一時的に正常値に戻ったことによりステップＳ２，Ｓ３が「ＮＯ」となった場合にも，ステップＳ４が「ＹＥＳ」，ステップＳ５が「ＮＯ」となってステップＳ１に戻ることで、異常フラグのオン状態が維持される。異常フラグのオン状態が続く間は、デューティ比管理（図７）では、ステップＳ１３，Ｓ１７の「ＹＥＳ」判定が繰り返されることにより、変更要求コマンドにより変更されたデューティ比が維持される。
【００５９】
かくして、変更要求コマンドに応じて変更されたデューティ比によるパルス電流が鉛蓄電池３に流れる状態が続いた結果、センシングデータまたは電圧の異常が完全に解消し、これらが正常範囲に安定して入る状態になると、図５のステップＳ２およびステップＳ３が「ＮＯ」,ステップＳ４およびステップＳ５が「ＹＥＳ」となってステップＳ６に進み、異常フラグがオフに戻される。これを受けてデューティ比管理（図７）でも、自装置の推論演算によりデューティ比を求める通常の手順（ステップＳ１３〜Ｓ１６）に復帰する。
【００６０】
上記のとおり、この実施例では、通常は電池活性化装置１が独自にパルス電流の流し方を表すパラメータであるデューティ比を求めるが、鉛蓄電池３の劣化状態が進んでセンシングデータに異常値が含まれるようになったときには、管理サーバ２において、電池活性化装置１で処理対象とされる期間より格段に長い期間のセンシングデータと豊富な知識情報とを用いた詳細な推論演算を実行する。したがって、異常になったセンシングデータを早期に正常値に戻すのに適したデューティ比を高い確度で導出することができる。また、電池活性化装置１のみの制御では回復させることができないほど充電電圧が低下した場合にも同様に、管理サーバ２による詳細な推論演算によって充電電圧を回復させるのに必要なデューティ比を高い確度で導出することができる。
【００６１】
上記実施例では、電池活性化装置１から異常通報を受けたときにのみ管理サーバ２でのデューティ比を求めるようにしたが、その後も管理サーバ２において異常通報の発信元の電池活性化装置１から受信するセンシングデータが好ましい値を示す状態になるまでデューティ比を求める処理を繰り返し、新規のデューティ比と一段階前に求めた値との間に有意な差が生じた場合に変更要求コマンドを再送信するようにしてもよい。この場合、電池活性化装置１では新たな変更要求コマンドを受ける都度、そのコマンドに従ってデューティ比を変更することになる。
【００６２】
また、管理サーバ２においても、異常通報を受けたか否かに関わらず、センシングデータ記憶部２５に蓄積されたセンシングデータを用いて、定期的にデューティ比を求める推論演算を行ってもよい。その場合、電池活性化装置１と管理サーバ２との定期的通信において、センシングデータと共に電池活性化装置１に設定中のデューティ比を管理サーバ２に送信するようにすれば、管理サーバ２は、電池活性化装置１で求められたデューティ比と自装置の演算で求めたデューティ比とを比較し、両者の差があらかじめ定めた閾値を越えた場合には、後者のデューティ比への変更を求める変更要求コマンドを送信することができる。こうすることによって、電池活性化装置１のみの演算では適切なデューティ比を求めることが困難になったときに早期に管理サーバ２から適切なデューティ比を提供することができる。なお、管理サーバ２が電池活性化装置１に設定中のデューティ比を取得する方法としては、管理サーバ２でデューティ比を求める演算を行うタイミングに合わせてその演算対象の電池活性化装置１にデューティ比の送信を要求するコマンドを送り、当該コマンドに対する電池活性化装置１からの応答を受ける方法を採用してもよい。
【００６３】
電池活性化装置１に設定中のデューティ比を管理サーバ２に知らせるようにすれば、管理サーバ２において、そのデューティ比の変化の履歴とセンシングデータの履歴とを紐付けて新たな知識情報を作成し、知識データベース２４に登録することができる。また、適宜、管理サーバ２から電池活性化装置１に新たな知識情報を送信することによって、電池活性化装置１の知識データベース１５も更新することができる。
【００６４】
上記実施例では、パルス電流の流し方を表すパラメータをデューティ比としたが、これに限らず、パルスの周期（パルスの立ち上がりから次の立ち上がりまでの時間長さ）を加えてもよい。また、規則的なパルスに限らず、デューティ比が異なる複数のパルスを使用する場合には、それら複数のデューティ比の組み合わせや設定順序をパラメータとしても良い。また、パルス生成部１１に供給される電圧を変更することができるならば、その電圧をパラメータにしてもよい。
【００６５】
電池活性化装置１はチップ部品に限らず、もっと大きなサイズにすることとして、図４に示した各構成要素が搭載された基板を保護ケースに収容した構成にしてもよい。その場合の電池活性化装置１は、鉛蓄電池３のケース体３００の上面などに装着され、端子３０Ａ，３０Ｂの上面から突き出た部分に電気接続される。
【００６６】
さらに、近傍に配備された複数の鉛蓄電池３のメンテナンスを一台の電池活性化装置１で実施することも可能である。この場合の電池活性化装置１は、各鉛蓄電池３が配置される現場の適所に配置されて各々の鉛蓄電池３に個別に電気接続される。電池活性化装置の内部には、図４に示した制御部１００およびセンサ部１０１が鉛蓄電池３毎に設けられる（ただし、温度センサ１９は対象の鉛蓄電池３に外付けされ、その検出値を有線または無線で取得する。）。
【００６７】
電池活性化装置１に複数の鉛蓄電池３が電気接続される場合には、図５，６，７の処理も鉛蓄電池３毎に実施される。また、管理サーバ２がセンシングデータや異常通報を鉛蓄電池３毎に認識できるようにするために、管理サーバ２への送信には、装置ＩＤのほか対象となる鉛蓄電池３の識別コードが付与される。管理サーバ２でも、センシングデータ記憶部２５に鉛蓄電池３毎に専用領域が設定され、電池活性化装置１から送信されるセンシングデータや異常通報を鉛蓄電池３毎に認識し、上記実施例と同様の制御を実施する。
【符号の説明】
【００６８】
１  電池活性化装置
２  管理サーバ
３  鉛蓄電池
１０Ａ，１０Ｂ，３０Ａ，３０Ｂ  端子
１１  パルス生成部
１２，２１  演算処理部
１３，２２  データ管理部
１４，２３  通信部
１５，２４  知識データベース
１６  バッファメモリ
１７  電圧センサ
１８  電流センサ
１９  温度センサ
２５  センシングデータ記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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