(57)【要約】    【課題】  小形の電子負荷を用いることができるとともに、信頼性の高い鉛蓄電池の劣化状態推定方法を提供する。    【解決手段】  鉛蓄電池1を比較的に小さな電流値（Ａ）で放電し、プラトー領域での電圧値（Ｖ）を測定し、あらかじめ測定してある回帰直線と対応させることによって、大きな電流値（Ａ）での放電時間（ｍｉｎ）を推定する。ここで、大きな電流値（Ａ）での放電時間（ｍｉｎ）は、周囲温度が高いほど短く、周囲温度が低いほど長くするように補正をする。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛蓄電池の劣化状態推定方法において、
前記鉛蓄電池を小さな電流値（Ａ）で放電してプラトー領域での電圧値（Ｖ）を測定し、
前記プラトー領域での電圧値（Ｖ）を、あらかじめ測定してある回帰直線と対応させて、
大きな電流値（Ａ）での放電時間（ｍｉｎ）を推定することを特徴とする鉛蓄電池の劣化状態推定方法。
【請求項２】
前記大きな電流値（Ａ）での放電時間（ｍｉｎ）は、
周囲温度が高いほど短く、周囲温度が低いほど長く補正をすることを特徴とする請求項１記載の鉛蓄電池の劣化状態推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無停電電源装置などのバックアップ用電源に用いられている鉛蓄電池の劣化状態推定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
無停電電源装置などのバックアップ用電源には、１０分間率程度の大きな電流値（Ａ）での放電が可能な鉛蓄電池が用いられている。なお、これらの鉛蓄電池は、通常、トリクル電流で充電がされており、落雷や地震等による停電事故が発生した場合に、パソコン等の電気機器の非常用バックアップ電源に用いられている。
【０００３】
これらのバックアップ用電源として用いられている鉛蓄電池は、一般的には７年〜１０年程度の寿命が要求されており、定期的なメンテナンス作業がなされている。なお、鉛蓄電池の劣化原因としては、活物質の劣化、格子体の腐食、電解液枯れ、ショート等さまざまな要因によるものがある。
【０００４】
鉛蓄電池の劣化状態を短時間で簡易に推定する方法として、従来から、さまざまな方法について検討がされている。例えば、実際に鉛蓄電池の放電カーブを測定し、放電開始後の電圧の変化状況から鉛蓄電池の劣化状態を推定する方法が検討されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
また、２種類の異なる電流値で鉛蓄電池を放電させて放電電圧を測定し、それぞれの放電電圧の差分値を算出し、その差分値から鉛蓄電池の劣化状態を推定する方法も検討されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−５５６４２号公報
【特許文献２】特開平１０−９２４７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述したような従来からの劣化状態推定方法ではバラツキが大きく、信頼性が低いという問題点があった。すなわち、従来からの手法で劣化状態を推定した結果と、実際に大きな電流値（例えば、１０分間率程度の電流値。）で放電試験をした場合の結果が一致しないために信頼性が低いという問題点があった。
【０００８】
また、無停電電源装置などのバックアップ用電源には、上述したような１０分間率程度の大電流での放電性能が重視されている。そして、放電試験をするための電子負荷が巨大化し、試験装置購入費用やそのメンテナンスに多大なコストが必要となるという問題点があった。また、放電試験用の電子負荷が大型であるために、試験場所の確保や装置の持ち運びが大変にわずらわしいという問題点もあった。
【０００９】
本発明の目的は、比較的小さな放電試験用の電子負荷を用いることができるとともに、信頼性の高い鉛蓄電池の劣化状態推定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記した課題を解決するために、本発明に係わる鉛蓄電池の劣化状態推定方法は、３時間率程度の比較的に小さな電流値（Ａ）で放電して放電カーブを測定する。そして、その放電初期のプラトー領域での電圧値（Ｖ）を測定して、あらかじめ測定してある回帰直線と対応させて、１０分間率程度の大きな電流値（Ａ）での放電時間を推定することを特徴にしている。
【００１１】
すなわち、請求項１の発明は、鉛蓄電池の劣化状態推定方法において、
前記鉛蓄電池を小さな電流値（Ａ）で放電してプラトー領域での電圧値（Ｖ）を測定し、
前記プラトー領域での電圧値（Ｖ）を、あらかじめ測定してある回帰直線と対応させて、
大きな電流値（Ａ）での放電時間（ｍｉｎ）を推定することを特徴とするものである。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記大きな電流値（Ａ）での放電時間（ｍｉｎ）は、周囲温度が高いほど短く、周囲温度が低いほど長く補正をすることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明を用いると、小さな電流値（例えば、３時間率放電電流値。）における放電初期の電圧値（Ｖ）から、大きな電流値（例えば、１０分間率放電電流値。）での放電時間（ｍｉｎ）をバラツキの小さな状態で推定し、信頼性の高い状態で鉛蓄電池の劣化状態を推定することができる。
【００１４】
したがって、本発明を用いると、比較的小さな放電試験用の電子負荷装置を用いて鉛蓄電池の劣化状態を推定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下において、本発明の実施をするための最良の形態について、図１〜図４を用いて詳細に説明する。
【００１６】
１．実験装置の概略図
本発明に係わる鉛蓄電池の劣化状態推定方法に用いる実験装置の概略図を図４に示す。放電試験中に鉛蓄電池１を流れる電流値（Ａ）を電流計2で測定し、その電圧値（Ｖ）を電圧計3で測定する。
【００１７】
本実施例では、鉛蓄電池１として、１２Ｖ−１６７Ａｈ（ただし、公称容量、１０時間率放電容量。）の制御弁式のモノブロック型鉛蓄電池を使用した。また、使用した電圧計1は、鉛蓄電池１の放電時間に対応した電圧値（Ｖ）をデジタル記憶ができ、試験終了後に鉛蓄電池１の放電カーブを描くことができる。
【００１８】
放電時の電流値（Ａ）を一定に保つために電子負荷4を用いて放電試験をしている（図４）。ここで、実験用の電子負荷4として、１５０Ｖ−１８００Ａ(最大で９ＫＷ。)の放電が可能な比較的容量の大きな装置を用いた。なお、電子負荷4の替わりに、カーボン抵抗と電源装置とを組み合わせた負荷を用いることもできる（図示なし。）。
【００１９】
２．１０分間率放電時間（ｍｉｎ）の測定
使用年数や周囲温度などの使用環境の異なる複数個の鉛蓄電池１を用いて実験した。まず、それらの鉛蓄電池１を０．１ＣＡ（１６．７Ａ）の電流値で放電終止電圧として１０．８Ｖまで放電させて容量抜きをした後に、０．１ＣＡ（１６．７Ａ）の電流値で満充電状態まで充電する。
【００２０】
その後、２５℃の雰囲気中で約半日間の放置した後に１０分間率放電電流（４５１Ａ）で放電終止電圧として９．６Ｖまで放電し、それぞれの鉛蓄電池１の放電時間（ｍｉｎ）を測定した。すなわち、最初に大きな電流値（Ａ）で放電時間（ｍｉｎ）を測定する。その後、０．１ＣＡ（１６．７Ａ）の電流値で満充電状態まで回復充電をした。
【００２１】
３．劣化状態推定試験方法
図１に、周囲温度が２５℃における比較的に小さな電流値（例えば、３時間率放電電流（３８．４Ａ））で放電した場合の放電カーブの一例を示す。鉛蓄電池１の電圧（Ｖ）は、放電初期において急激に低下した後に一度は回復し、放電電圧がほぼ一定の領域（図１において、プラトー領域と示す。以下において、単に、プラトー領域と呼ぶ。）を経た後に次第に低下して１０．２Ｖで放電が終了する。ここで、周囲温度が２５℃では、上述した、いずれの鉛蓄電池１においても、放電開始後３分〜１５分程度の間、プラトー領域が存在することを確認した。
【００２２】
図２に、周囲温度が２５℃において、上述した鉛蓄電池1の３時間率放電時での放電開始後５分目の電圧（Ｖ）（図１において、プラトー領域での電圧（Ｖ）。）と、上述した１０分間率放電電流（４５１Ａ）における放電時間（ｍｉｎ）との関係を示す。
【００２３】
３時間率放電時での放電開始後５分目の電圧（Ｖ）が高いほど、１０分間率放電電流（４５１Ａ）における放電時間（ｍｉｎ）も長くなっており、それぞれの値には対応関係があることがわかる。すなわち、鉛蓄電池１を比較的に小さな電流値（Ａ）で放電し、プラトー領域での電圧値（Ｖ）を測定し、あらかじめ測定してある回帰直線（図２に相当する実験結果から求めた直線。）と対応させることによって、大きな電流値（Ａ）での放電時間（ｍｉｎ）を推定することができる。
【００２４】
なお、図２における回帰直線（ｙ＝２９．８ｘ  −  ３５６）は、表計算ソフト（商品名：エクセル、マイクロソフト社製）の最小二乗法（ただし、線形近似。）を用いて算出した。また、図２の結果から、相関係数は０．９５であり、極めて相関性が高く、良好な結果を得ることができた。
【００２５】
それぞれの鉛蓄電池1を周囲温度が２５℃において、３時間率放電時での放電開始後の時間（ｈ）と、上述した相関係数との関係を図３に示す。図３より、３時間率での放電時間（ｈ）と１０分間率放電時間（ｍｉｎ）との相関係数はプラトー領域で高い値を示している。したがって、鉛蓄電池を小さな電流値（Ａ）で放電してプラトー領域での電圧値（Ｖ）を測定し、その電圧値（Ｖ）を、あらかじめ測定してある回帰直線と対応させることによって、大きな電流値（Ａ）での放電時間（ｍｉｎ）をバラツキの小さい状態で推定することができる。すなわち、鉛蓄電池の劣化状態を推定することができる。
【００２６】
本発明に係わる劣化状態推定方法を用いると、大きな電流値（Ａ）（例えば、１０分間率放電電流値）での放電時間（ｍｉｎ）を推定するに際して、小さな電流値（Ａ）（例えば、３時間率放電電流値）での試験によって短時間に結果を出すことができる。したがって、小形の電子負荷4を用いることができるとともに、信頼性の高い状態で鉛蓄電池の劣化状態を推定することができる。
【００２７】
なお、周囲温度が３５℃では、周囲温度が２５℃に比べて、３時間率放電時での放電開始後５分目の同じ電圧（Ｖ）で比較した場合、１０分間率放電電流（４５１Ａ）における放電時間（ｍｉｎ）が、図２で示した結果よりも約１〜２分間程度短くなる傾向を示した。
【００２８】
一方、周囲温度が１５℃では、周囲温度が２５℃に比べて、３時間率放電時での放電開始後５分目の同じ電圧（Ｖ）で比較した場合、１０分間率放電電流（４５１Ａ）における放電時間（ｍｉｎ）が、図２で示した結果よりも約１〜２分間程度長くなる傾向を示した。
【００２９】
加えて、上述した周囲温度が２５℃では、放電開始後３分〜１５分程度の間、プラトー領域が存在するが、周囲温度が高くなるとプラトー領域も、やや長くなる傾向が認められている。したがって、適切化した温度補正を行うことによって、周囲温度が異なる状況であっても本発明に係わる鉛蓄電池の劣化状態推定方法を用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、無停電電源装置などのバックアップ用電源に用いられる鉛蓄電池の劣化状態推定方法に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】鉛蓄電池の放電カーブの概略図である。
【図２】３時間率放電時５分目電圧（Ｖ）と１０分間率放電時間（ｍｉｎ）との関係図である。
【図３】３時間率での放電時間（ｈ）と１０分間率放電時間（ｍｉｎ）との相関係数の関係図である。
【図４】本発明に係わる試験装置のブロック図である。
【符号の説明】
【００３２】
１：鉛蓄電池、２：電流計、３：電圧計、４：電子負荷
【図１】
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【図２】
2010102869.tif 000004
【図３】
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【図４】
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