(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ）と電気二重層容量値（Ｃｄ）との並列回路と電解液抵抗値（ＲΩ）との直列回路で構成した、インピーダンスが下記式で規定される等価回路で表した鉛蓄電池の鉛蓄電池の評価特性方法であって、
〔ＲΩ＋（Ｒｃｔ／（１＋ｊωＣｄ））〕                ・・・（Ａ）
ただし、ω＝２πｆ
前記鉛蓄電池の内部インピーダンスの実部をＸ軸に虚部に−１を乗じた値をＹ軸にプロットして規定される二次元座標におけるインピーダンス円を規定する、１〜１００Ｈｚの周波数の範囲で選ばれた、３点以上の複数の周波数について、鉛蓄電池の内部インピーダンスを測定し、
前記電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ）と電気二重層容量値（Ｃｄ）との並列回路と、前記電解液抵抗値（ＲΩ）との直列回路で構成した等価回路から導出される電解液抵抗値（ＲΩ），電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ），電気二重層容量値（Ｃｄ）と、前記複数の周波数において測定した複数の鉛蓄電池の内部インピーダンスとの関係式に、前記複数の周波数において測定した複数の内部インピーダンスの値を参照して前記電解液抵抗値（ＲΩ），前記電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ），前記電気二重層容量値（Ｃｄ）を求め、
算出した電解液抵抗値（ＲΩ），電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ），電気二重層容量値（Ｃｄ）の全てまたは少なくとも１つから供試した鉛蓄電池の残存容量および／または劣化状態を判定する
ことを特徴とする鉛蓄電池の評価特性方法。
【請求項２】
事前に前記電気二重層容量値（Ｃｄ）と前記鉛蓄電池の残存容量の関係式を求めておき、
前記内部インピーダンスについての複数の測定結果から求めた電気二重層容量値（Ｃｄ）の値を前記鉛蓄電池の残存容量の関係式に照合して鉛蓄電池の残存容量の判定を行い、
この判定の際の鉛蓄電池の劣化状態による補正と、鉛蓄電池の温度による補正を行うことを特徴とする、
請求項１記載の鉛蓄電池の評価方法。
【請求項３】
前記電気二重層容量値（Ｃｄ）と前記鉛蓄電池の残存容量とは、温度に依存した勾配を有した直線として規定される、
請求項２記載の鉛蓄電池の評価特性方法。
【請求項４】
事前に所定の複数の温度について、前記電気二重層容量値（Ｃｄ）と前記鉛蓄電池の残存容量との関係式を複数作成しておき、
前記鉛蓄電池の温度を測定し、前記複数の関係式のうち、近似する２つの温度の関係式を用いて補間して、鉛蓄電池の温度に応じた鉛蓄電池の特性を評価する、
請求項３記載の鉛蓄電池の評価特性方法。
【請求項５】
前記判定の際の鉛蓄電池の劣化状態による補正と温度による補正を、前記内部インピーダンスの複数の測定結果から求めた前記電解液抵抗値（ＲΩ），前記電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ），前記電気二重層容量値（Ｃｄ）を用いて行うことを特徴とする、
請求項２記載の鉛蓄電池の評価特性方法。
【請求項６】
事前に鉛蓄電池の電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ）と鉛蓄電池の残存容量の関係式を求めておき、
前記内部インピーダンスの複数の測定結果から求めた電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ）を、上記鉛蓄電池の残存容量の関係式に照合して鉛蓄電池の残存容量の判定を行い、
この判定の際の鉛蓄電池の劣化状態による補正と、鉛蓄電池の温度による補正を行うことを特徴とする
請求項１記載の鉛蓄電池の評価特性方法。
【請求項７】
前記判定の際の電池の劣化状態のよる補正と、鉛蓄電池の温度による補正を、前記内部インピーダンスの複数の測定結果から求めた電解液抵抗値（ＲΩ）および電気二重層容量値（Ｃｄ）を用いて行うことを特徴とする
請求項６記載の鉛蓄電池の評価特性方法。
【請求項８】
前記複数の測定周波数が、
５〜１００Ｈｚの周波数の範囲で選ばれた任意の３〜４点の第１の周波数（Ｆａ）と、
１〜５Ｈｚの周波数の範囲で選ばれた任意の１点の第２の周波数（Ｆｂ）であることを特徴とする
請求項１記載の鉛蓄電池の評価特性方法。
【請求項９】
前記電解液抵抗値（ＲΩ），電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ），電気二重層容量値（Ｃｄ）の導出を、
（イ）測定された内部インピーダンスの実部をＸ軸に、虚部に−１を乗じた値をＹ軸にプロットし、
（ロ）このうち、第１の周波数（Ｆａ）で測定された３〜４点のプロットを通過する円の軌道を求め、
（ハ）軌道のＸ軸切片Ｘａ，Ｘｂ（ただし、Ｘａ＜Ｘｂ）を求め、
（ニ）切片Ｘａを前記電解液抵抗値（ＲΩ）とし、（Ｘｂ−Ｘａ）を電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ）とし、（Ｘａ＋Ｘｂ）×０．５をＸm とし、
（ホ）内部インピーダンスの実部をＹ軸に周波数をＸ軸とした座標に、第１の周波数（Ｆａ）のうち最も低い周波数（Ｆａ’）と第２の周波数（Ｆｂ）における測定値をプロットし、両プロットを結んだ直線上の、上記したＸm に相当する周波数をωm とし、
（ヘ）前記電気二重層容量値（Ｃｄ）を（Ｒｃｔ×ωm ）-1として求めることを特徴とする、
請求項１記載の鉛蓄電池の評価特性方法。
【請求項１０】
前記第１の測定周波数（Ｆａ）が、
５〜１０Ｈｚの中の１点、
１０〜３０Ｈｚの中の１点、
５０〜１００Ｈｚの中の１点を
含むことを特徴とする
請求項６記載の鉛蓄電池の評価方法。
【請求項１１】
前記鉛蓄電池の特性評価を、所定の時間間隔で行い、
前回までの特性評価で求められた前記電解液抵抗値（ＲΩ），電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ），電気二重層容量値（Ｃｄ）の値の少なくとも一つ以上の値を、当回の検査で求めた電解液抵抗値（ＲΩ），電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ），電気二重層容量値（Ｃｄ）の値の少なくとも一つ以上の値と比較し、
その比較結果を鉛蓄電池の残存容量と劣化状態の判定の補正に用いることを特徴とする
請求項１記載の鉛蓄電池の評価特性方法。
【請求項１２】
車両に搭載された鉛蓄電池に対して、当該車両のエンジン停止期間に、上記処理を行うことを特徴とする
請求項１〜１１記載のいずれか記載の鉛蓄電池の評価特性方法。
【請求項１３】
少なくとも電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ）と電気二重層容量値（Ｃｄ）との並列回路と電解液抵抗値（ＲΩ）との直列回路で構成した、インピーダンスが下記式で規定される等価回路で表した鉛蓄電池の鉛蓄電池の評価特性装置であって、
〔ＲΩ＋（Ｒｃｔ／（１＋ｊωＣｄ））〕                ・・・（Ｂ）
ただし、ω＝２πｆ
１〜１００Ｈｚの周波数の範囲で選ばれた、内部インピーダンスの実部をＸ軸に虚部に−１を乗じた値をＹ軸にプロットして規定される二次元座標におけるインピーダンス円を規定する少なくとも３点以上の複数の周波数において、鉛蓄電池の内部インピーダンスを測定する測定手段と、
前記電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ）と電気二重層容量値（Ｃｄ）との並列回路と電解液抵抗値（ＲΩ）との直列回路で構成した等価回路、から導出される電解液抵抗値（ＲΩ），電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ），電気二重層容量値（Ｃｄ）と、前記複数の周波数において測定した複数の鉛蓄電池の内部インピーダンスとの関係式に前記複数の周波数において測定した複数の内部インピーダンスの値を参照して前記電解液抵抗値（ＲΩ），前記電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ），前記電気二重層容量値（Ｃｄ）を求める算出手段と、
算出した電解液抵抗値（ＲΩ），電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ），電気二重層容量値（Ｃｄ）から供試した鉛蓄電池の残存容量および／または劣化状態を判定する判定手段と
を有する鉛蓄電池の特性評価装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は鉛蓄電池の特性評価方法およびその装置に関するものであり、特に、自動車などの車両に搭載する鉛蓄電池の残存容量ならびに劣化状態の実用的かつ効果的な特性評価方法（検査方法）とその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車などの車両に二次電池として鉛蓄電池を搭載し、エンジン始動、自動車装備などの動力源として用いている。そのような場合、鉛蓄電池の残存容量および劣化状態を正確に評価することが、特に、必要になる。たとえば、自動車を停止する場合、次回にエンジンを始動するに十分なだけの残存容量が鉛蓄電池に残存していないと、停止後に、エンジンを始動させることができない。
もちろん、その他の場合においても、鉛蓄電池などの二次蓄電池の残存容量および劣化状態を正確に評価することが望まれている。
【０００３】
そのような鉛蓄電池の残存容量ならびに劣化状態の検査方法に関しては、種々の方法が提案されている。
たとえば、鉛蓄電池を完全に放電させてその静電容量を測定し、測定した静電容量から劣化状態を判定する方法が提案されている。しかしながら、この方法は、鉛蓄電池を完全に放電することが必要なため、放電に起因する電力の無駄がある他、使用中の鉛蓄電池にその検査方法を適用することができないという問題がある。さらに、この検査方法は放電しきるまでに時間がかかり、結局、測定時間も長くなるので実用的な方法ではなかった。
そこで、短時間に、かつ、電力消費の浪費を防止して、鉛蓄電池の検査を行うことができる方法が種々開発されてきた。
【０００４】
特開平４−９５７８８号公報（特許第２５３６２５７号）は、鉛蓄電池の内部インピーダンスの測定結果を、鉛蓄電池のインダクタンス成分（Ｌ），電解液抵抗値（Ｒｓ），電荷移動抵抗値（θ），電気二重層容量値（Ｃｄ），ワークブルグインピーダンス（Ｗ），ワークブルグ係数（σ）からなる下記式（１−１）で表される等価回路に当てはめて最適解を求め、インダクタンス成分（Ｌ），電解液抵抗値（Ｒｓ），電荷移動抵抗値（θ），電気二重層容量値（Ｃｄ），ワークブルグインピーダンス（Ｗ），ワークブルグ係数（σ）の少なくとも一つを初期の値と比較することで、鉛蓄電池の寿命を判定する方法を開示している。
【０００５】
【数１】
0004477185.tif 000002
【０００６】
特開平４−１４１９６６号公報（特許第２５４６０５０号）は、鉛蓄電池の内部インピーダンスの測定のうち、位相が０になる周波数のインピーダンスと、周波数が０．１〜１０Ｈｚの間で、インピーダンスの虚数部の周波数に対する変化分をインピーダンスの実数部の周波数に対する変化分で除算した値が−１程度に最も近づく周波数でのインピーダンスから、鉛蓄電池の劣化状態を判定する方法を開示している。
【０００７】
特開平５−１３５８０６号公報（特許第２７９２７８４号）は、（ａ）０．００１〜１Ｈｚの間の２〜３点の周波数で、鉛蓄電池の内部インピーダンスを測定し、インピーダンスの虚数部を測定周波数の−０．５乗（ｆ-1/2）に対してプロットし、そのＹ切片の値から、鉛蓄電池の残存容量を判定し、（ａ）さらに、０．０１〜０．０５Ｈｚの周波数で内部インピーダンスを測定し、その実部を虚数部に対してプロットし、その勾配の値から、鉛蓄電池の残存容量を判定する方法を開示している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記した方法はそれぞれ、下記に述べる問題点があり、鉛蓄電池、特に自動車などの車両に搭載される鉛蓄電池の特性評価には実用上、有効に使用することができなかった。下記に詳述する。
【０００９】
特開平４−９５７８８号公報に記載された方法は、鉛蓄電池の内部インピーダンスの測定結果から、式（１−１）に示した、インダクタンス成分（Ｌ），電解液抵抗値（Ｒｓ），電荷移動抵抗値（θ），電気二重層容量値（Ｃｄ），ワークブルグインピーダンス（Ｗ），ワークブルグ係数（σ）の６つのパラメータを求める必要がある。そのため、内部インピーダンスの測定は少なくとも６つの周波数で行うことが必要であり、６つのパラメータの最適解を求めるための演算が非常に煩雑になるという問題点があった。
すなわち、特開平４−９５７８８号公報に記載されている多数の周波数での測定、並びに煩雑な演算は、測定時間が長くなるだけでなく、測定装置の価格が高くなり、特に、車両に搭載した鉛蓄電池の評価には実用的でないという問題点があった。
【００１０】
特開平４−１４１９６６号公報に記載された方法は、内部インピーダンスの位相が０になる周波数を探し出して測定を行う必要があり、さらに、周波数が０．１〜１０Ｈｚの間でインピーダンスの虚部の周波数に対する変化分をインピーダンスの実部の周波数に対する変化分で除算した値が−１程度になる周波数を探し出して測定を行う必要がある。
すなわち、特開平４−１４１９６６号公報の方法は、内部インピーダンスの値が特定の条件を満たすような周波数を探し出す必要がある。そのため、周波数を変化させて測定を可能とする装置が必要となる他、上述した特定の条件を満たすことの判定を行う装置も必要になる。このような処理のためには複雑な測定装置が必要になり、装置価格が高くなり、特に、車両に搭載した鉛蓄電池の特性評価には実用的でないという問題点があった。
【００１１】
特開平５−１３５８０６号公報に記載された方法は、０．００１〜１Ｈｚでの内部インピーダンスの値を指標にしている。しかしながら、このような１Ｈｚ以下の低周波領域の測定は、１Ｈｚ以上の領域での測定と比較して、測定装置、特に周波数発振回路の構成が複雑化し、装置の価格が高騰する要因となり、また、測定時間が長くなるという問題点がある。
また、０．００１〜１Ｈｚでの内部インピーダンスは温度によって値が大きく変化する傾向にあるため、たとえば、車両に搭載した鉛蓄電池のように、温度が大きく変化する場所に設置された鉛蓄電池の測定にあっては、温度により補正が不可欠になるという問題点があった。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために、本願発明者が、鋭意検討を重ねた結果、本発明の鉛蓄電池の特性評価方法を発明するに至った。本発明の鉛蓄電池の特性評価方法の要旨を図１〜図３を参照して、下記に述べる。
なお、本発明において、鉛蓄電池の残存容量、劣化状態などの検査を総称して、鉛蓄電池の特性評価と言う。
【００１３】
本発明の鉛蓄電池の特性評価方法は、まず、鉛蓄電池の等価回路を簡略化して、等価回路を、図１または図２に図解したように、少なくとも電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ）と電気二重層容量値（Ｃｄ）との並列回路と電解液抵抗値（ＲΩ）との直列回路で構成し、インピーダンスが下記式で規定される等価回路として表す。等価回路の詳細について後述する。
【００１４】
〔ＲΩ＋（Ｒｃｔ／（１＋ｊωＣｄ））〕          ・・・（Ａ−１）
ただし、ω＝２πｆ
【００１５】
本発明の鉛蓄電池の評価特性方法においては、図３に図解したように、（１）鉛蓄電池の内部インピーダンスの実部をＸ軸に虚部に−１を乗じた値をＹ軸にプロットして規定される二次元座標におけるインピーダンス円を規定する、１〜１００Ｈｚの周波数の範囲で選ばれた、３点以上の複数の周波数について、鉛蓄電池の内部インピーダンスを測定する。
【００１６】
さらに本発明の鉛蓄電池の評価特性方法においては、図３に図解したように、（２）電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ）と電気二重層容量値（Ｃｄ）との並列回路と、電解液抵抗値（ＲΩ）との直列回路で構成した等価回路から導出される電解液抵抗値（ＲΩ），電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ），電気二重層容量値（Ｃｄ）と、複数の周波数において測定した複数の鉛蓄電池の内部インピーダンスとの関係式に、複数の周波数において測定した複数の内部インピーダンスの値を参照して前記電解液抵抗値（ＲΩ），前記電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ），前記電気二重層容量値（Ｃｄ）を求める。
【００１７】
最後に、本発明の鉛蓄電池の評価特性方法においては、図３に図解したように、（３）算出した電解液抵抗値（ＲΩ），電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ），電気二重層容量値（Ｃｄ）の全てまたは少なくとも１つから供試した鉛蓄電池の残存容量および／または劣化状態を判定する。
【００１８】
また、本発明の鉛蓄電池の評価装置は、上述した鉛蓄電池の評価方法を実施する装置であり、測定手段と、算出手段と、判定手段とを有する。
測定手段は上述した（１）の処理を行い、算出手段は上述した（２）の処理を行い、判定手段は上述した（３）の処理を行う。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の鉛蓄電池の特性評価方法および鉛蓄電池の特性評価装置の実施の形態を添付図面を参照して述べる。
【００２０】
等価回路
図１および図２に本発明で適用した等価回路の回路例を示す。
図１は本発明で使用する第１の等価回路としての、電解液抵抗値（ＲΩ），電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ），電気二重層容量値（Ｃｄ）からなる等価回路の構成図である。
図１の等価回路は、電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ）と電気二重層容量値（Ｃｄ）とが並列に接続され、この並列回路に電解液抵抗値（ＲΩ）が直列に接続されている。したがって、その等価回路のインピーダンスは下記式で規定される。
【００２１】
〔ＲΩ＋（Ｒｃｔ／（１＋ｊωＣｄ））〕          ・・・（Ａ−２）
ただし、ω＝２πｆ
【００２２】
図２は本発明で使用する第２の等価回路としての、電解液抵抗値（ＲΩ），電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ’とＲｃｔ’’），電気二重層容量値（Ｃｄ’とＣｄ’’）からなる等価回路の構成図である。
図２の等価回路は、図１の電気二重層容量値（Ｃｄ）を第１の電気二重層容量値（Ｃｄ’）と第２の電気二重層容量値（Ｃｄ’’）に置き換え、図１の電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ）を第１の電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ’）と第２の電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ’’）に置き換えたものである。
図２の等価回路のインピーダンスは下記式で規定される。
【００２３】
0004477185.tif 000003
ただし、ω＝２πｆ
【００２４】
特開平４−９５７８８号公報には、式１−１に示したように、６つのパラメータで構成される等価回路が示されている。鉛蓄電池の特性を正確に把握するには、特開平４−９５７８８号公報の等価回路による解析が望ましいが、たとえば、車両の搭載した鉛蓄電池の評価などのような場合には、本発明で適用する図１または図２で表現される等価回路での解析で十分である。むしろ、本発明の図１または図２に示した等価回路を適用して求めるパラメータの数を少なくすることで、測定周波数を少なくし、演算に係わる時間，コストを低減する方が実用的価値が高い。特に、自動車に搭載する鉛蓄電池の残存容量の判定を行う場合、有効数字２桁で十分であり、特開平４−９５７８８号公報の方法より、本発明の方法が実用的である。
【００２５】
３点の測定結果と円の関係
図８に例示として、３点の測定結果と円の関係を図解した。
すなわち、式Ａまたは式Ｂで規定したインピーダンスに対応させて、鉛蓄電池の内部インピーダンスの実部をＸ軸に虚部に−１を乗じた値をＹ軸にプロットして規定される二次元座標におけるインピーダンス円を規定する少なくとも３点以上の複数の周波数において、鉛蓄電池の内部インピーダンスを測定する。
【００２６】
測定周波数
本発明では、１〜１００Ｈｚの周波数の範囲で選ばれた任意の３〜５点（多くても６点）の周波数で測定を行う。
【００２７】
まず、１〜１００Ｈｚの周波数の範囲を選択した理由について述べる。上記した周波数の範囲が、鉛蓄電池の電解液抵抗値（ＲΩ），電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ），電気二重層容量値（Ｃｄ）を求める上で特に効果的な周波数の範囲であることによる。すなわち、１Ｈｚ以上であれば、測定上かつ装置上、容易に実施できるし、１００Ｈｚ以内であるから、商用周波数の２倍程度の周波数であり、高周波ではないから、測定上かつ装置構成上から問題はない。
【００２８】
特開平５−１３５８０６号公報の方法では、０．００１〜１Ｈｚでの間の２〜３点の周波数における鉛蓄電池の内部インピーダンスから、鉛蓄電池の残存容量を判定している。しかしながら、発明者らの検討によれば、上記したように、０．００１〜１Ｈｚでの測定データを用いるより、本発明の実施の形態による１〜１００Ｈｚの測定データを用いる方が、鉛蓄電池の残留静電容量を判定する上で効果的であり、容易であった。
【００２９】
次いで、３〜５，６点の周波数で測定を行う理由について述べる。電解液抵抗値（ＲΩ），電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ），電気二重層容量値（Ｃｄ）を求める上でインピーダンス円（図８参照）を規定するには最低３点の周波数で測定する必要がある。
異なる周波数での測定は多いほど、電解液抵抗値（ＲΩ），電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ），電気二重層容量値（Ｃｄ）を求める精度が高くなる。しかしながら、測定数が多くなると、測定時間がかかるし、可変周波数発振回路が複雑になり、測定後の演算が長くなる。したがって、実用的には、３〜５点の周波数、多くても６点の周波数で測定する。
【００３０】
次に、電解液抵抗値（ＲΩ），電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ），電気二重層容量値（Ｃｄ）と、鉛蓄電池の残存容量および／または劣化状態との関係について考察する。
【００３１】
鉛蓄電池の残存容量および／または劣化状態との関係について第１の実施の形態
図４は電気二重層容量値（Ｃｄ）と鉛蓄電池の残存容量との関係を例示するグラフである。
本発明の検査方法における鉛蓄電池の残存容量の判定においては予め，図４に図解したように、電気二重層容量値（Ｃｄ）と鉛蓄電池の残存容量の関係式を求めておき、内部インピーダンスの複数の測定結果から求めた電気二重層容量値（Ｃｄ）を、上記関係式に照合することで鉛蓄電池の残存容量の判定を行うことができる。
【００３２】
なお、鉛蓄電池の残存容量は下記のごとく電気二重層容量値（Ｃｄ）との間に直線関係があることが判った。
【００３３】
残存容量（％）＝α×Ｃｄ＋β                      …（Ｃ）
【００３４】
なお、αおよびβは、鉛蓄電池の温度に依存して変化する。
【００３５】
鉛蓄電池の残存容量および／または劣化状態との関係について第２の実施の形態
図５は電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ）と鉛蓄電池の残存容量との関係を例示するグラフである。
本発明の検査方法における鉛蓄電池の残存容量の判定においては予め，図５に図解したように、電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ）と鉛蓄電池の残存容量の関係式を求めておき、内部インピーダンスの複数の測定結果から求めた電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ）を上記関係式に照合することで鉛蓄電池の残存容量の判定を行うことができる。
【００３６】
なお、鉛蓄電池の残存容量は下記のごとく電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ）との間に直線関係があることが判った。
【００３７】
残存容量（％）＝γ×Ｒｃｔ＋δ                      …（Ｄ）
【００３８】
なお、γおよびδは、鉛蓄電池の温度に依存して変化する。
【００３９】
鉛蓄電池の残存容量および／または劣化状態との関係について第３の実施の形態
本発明の鉛蓄電池の評価方法における鉛蓄電池の劣化状態の判定においてはさらに、予め、電解液抵抗値（ＲΩ），電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ），電気二重層容量値（Ｃｄ）と、鉛蓄電池の劣化状態の関係式を求めておき、内部インピーダンスの測定結果から求めた電解液抵抗値（ＲΩ），電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ），電気二重層容量値（Ｃｄ）を、上記関係式に照合することで鉛蓄電池の劣化状態の判定を行うことができる。
【００４０】
鉛蓄電池の残存容量は、電池の劣化状態並びに温度に影響を受けることがある。そこで、上記のように求めた鉛蓄電池の残存容量の値を、電池の劣化状態並びに温度の値で補正（補間）する必要が生じる場合がある。その際、電気二重層容量値（Ｃｄ）から求めた鉛蓄電池の残存容量を、電解液抵抗値（ＲΩ），電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ）から求めた電池の劣化状態の判定結果によって補正を行うことができる。
【００４１】
残存容量に対する温度の影響
予め、鉛蓄電池の温度と、電解液抵抗値（ＲΩ），電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ）の関係を求めておき、電解液抵抗値（ＲΩ），電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ）の測定結果をその関係と照合することで、鉛蓄電池の温度を求めることが可能であるので、電解液抵抗値（ＲΩ），電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ）から求めた鉛蓄電池の温度によって、残存容量に対する温度の影響を補正することも可能である。
【００４２】
上記した鉛蓄電池の残存容量、劣化状態の判定にあたっては、温度を本発明の方法とは別に測定し、その測定値を用いて、残存容量、劣化状態に対する温度の影響を補正することも可能である。
【００４３】
電解液抵抗値（ＲΩ），電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ），電気二重層容量値（Ｃｄ）の算出方法
図１および図２の等価回路から導出される、電解液抵抗値（ＲΩ），電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ），電気二重層容量値（Ｃｄ）と、鉛蓄電池の内部インピーダンスの関係式に、上記複数の周波数において実測した複数の内部インピーダンスの値を参照することで、電解液抵抗値（ＲΩ），電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ），電気二重層容量値（Ｃｄ）を求めるための具体的方法例としては、統計的な手法、たとえば、最小二乗法により最適解を求める方法が好ましい。
【００４４】
しかしながら、車両に搭載した鉛蓄電池の特性評価に際しては、より簡便に最適解を求めることが望ましい。最小二乗法より簡便な方法として、以下に示す方法を挙げることができる。
【００４５】
第１の方法Ｍ
上述した１〜１００Ｈｚのうち、５〜１００Ｈｚの周波数の範囲で選ばれた任意の３〜４点の第１の周波数（Ｆａ）と、１〜５Ｈｚの周波数の範囲で選ばれた任意の１点の第２の周波数（Ｆｂ）で、鉛蓄電池の内部インピーダンスの測定を複数回行い、その測定値から電解液抵抗値（ＲΩ），電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ），電気二重層容量値（Ｃｄ）を求める。
【００４６】
第１の方法Ｍでは、第１の周波数（Ｆａ）で測定された３〜４点の内部インピーダンスについて、図６に図解したように、内部インピーダンスの実数部をＸ軸に、内部インピーダンスの虚数部の値に−１を乗じた値をＹ軸にプロット（ｃｏｌｅ  ｃｏｌｅ  ｐｌｏｔ）した３〜４点を通過する円の軌道を求め、軌道のＸ軸切片Ｘａ，Ｘｂ（Ｘａ＜Ｘｂ）を求め、Ｘａを電解液抵抗値（ＲΩ）とし、Ｘｂ−Ｘａを電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ）とし、（Ｘａ＋Ｘｂ）×０．５をＸm とし、さらに、内部インピーダンスの実数部をＹ軸に、周波数をＸ軸とした座標Ｃm に、第１の周波数Ｆａの内の最も低い周波数Ｆａ’と第２の周波数Ｆｂでの測定値をプロットし、両プロット点を結んだ直線上の、上記したＸm に相当する周波数をωm とし、電気二重層容量値Ｃｄを（Ｒｃｔ×ωm ）-1とする。
【００４７】
図１および図２に示した等価回路から導出される、電解液抵抗値（ＲΩ），電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ），電気二重層容量値（Ｃｄ）と内部インピーダンスの関係式のように、求めるべきパラメータが５点以下であっても、上記した関係式のパラメータを数学的に厳密に解くことは、演算が煩雑になり、演算装置の規模が増大し、価格が高騰することにつながる。そこで、本発明のように、簡単な演算で電解液抵抗値（ＲΩ），電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ），電気二重層容量値（Ｃｄ）を求めることの実用的価値は極めて高い。
【００４８】
上述した簡便な第１の方法Ｍを行う場合にあっては、測定する周波数を、５〜１０Ｈｚの周波数の範囲で選ばれた任意の３〜４点の第１の周波数Ｆａと、１〜５Ｈｚの周波数の範囲で選ばれた任意の１点の第２の周波数Ｆｂとすることが特に好ましい。その理由は、上記したｃｏｌｅ  ｃｏｌｅ  ｐｌｏｔにおける円の軌跡を求める上で、５〜１００Ｈｚの周波数の範囲の測定値を用いることが好ましいためである。また、円の軌跡を求めるために、測定点は３点以上であることが必要である。円の軌跡を求める上で、さらに好ましくは、第１の測定周波数Ｆａの周波数が５〜１０Ｈｚの中の１点、１０〜３０Ｈｚの中の１点、５０〜１００Ｈｚの中の１点となることが挙げられる。
【００４９】
本願発明者は、座標Ｃm において、内部インピーダンスの実部と周波数に直線関係が得られる周波数の範囲は、およそ１〜１０Ｈｚの範囲であることを見いだした。そこで、第１の周波数Ｆｂの範囲は、およそ１〜５Ｈｚであることが好ましく、さらに、第１の周波数Ｆａの内、最も低い周波数Ｆａ’は、５〜１０Ｈｚの中の１点が選ばれることが好ましい。
【００５０】
特開平４−１４１９６６号公報の方法では、内部インピーダンスの値が特定の条件を満たすような周波数を探し出す必要があり、そのため、周波数を変化させた測定を可能とする装置が必要となり、特定の条件を満たすことの判定を行う装置が必要になる。そのため、測定装置が複雑になり、価格も高くなるという問題点があった。これに対して、本発明の方法では、測定する周波数を予め決めておくことが可能であるので、上記した問題点がなく、実用上好ましい。
【００５１】
また本発明の上述した実施の形態の方法は、本発明の実施の形態の方法による鉛蓄電池の特性評価（検査）を、適切な時間間隔をもって行い、前回までの検査で求められた電解液抵抗値（ＲΩ），電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ），電気二重層容量値（Ｃｄ）の値のうち少なくとも一つ以上の値を、当回の検査で求めた電解液抵抗値（ＲΩ），電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ），電気二重層容量値（Ｃｄ）の値のうち少なくとも一つ以上の値と比較し、その比較結果を、鉛蓄電池の残存容量と劣化状態の判定の補正に用いるという方法を併用することが可能である。
【００５２】
上記した方法を併用することにより、鉛蓄電池の残存容量と劣化状態の判定の精度を向上させること、および／または、判定のための演算をより簡便にすることが可能である。
【００５３】
自動車などの車両に搭載された鉛蓄電池の判定にあたっては、数秒から数十秒までの適切な時間間隔で検査を繰り返すことにより、温度などの周囲環境の影響を、簡単に補正できるので、特に有効である。
【００５４】
また、本発明の鉛蓄電池の評価方法を自動車などの車両に搭載された鉛蓄電池に対して用いる場合、運転者がエンジンを始動させる直前に本発明の検査方法を実施し、その検査結果をその検査以降の検査における判定の補正に用いることがさらに効果的である。その理由は、運転者が車両のエンジンを始動させる前の環境は、稼働している自動車の装置、機器が少ないため、それらの影響を受けず、本発明の検査の環境が良好なためである。
【００５５】
また、本発明の鉛蓄電池の評価方法を、自動車に搭載された鉛蓄電池に対して用いる場合、自動車のエンジンの停止中に行うことが効果的である。その理由は、エンジンが停止中で、オルタネータが停止している状況では、本発明の方法で測定が必要な周波数の範囲に、大きなノイズが発生する可能性が低いからである。
【００５６】
本発明の鉛蓄電池の評価方法を、自動車が停止した際のアイドリングストップの可否の判定に用いる場合には、上記した理由により、エンジンが停止した直後に、本発明の検査方法を実施することが好ましい。
【００５７】
【実施例】
上述した本発明の鉛蓄電池の評価方法の実施の形態についての具体的な実施例（実験例）を、添付図面を参照して述べる。
【００５８】
本発明の実施例において、電解液抵抗値（ＲΩ），電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ），電気二重層容量値（Ｃｄ）によって構成される等価回路は、図１および図２に示したものである。
【００５９】
図４は、あらかじめ、７５Ａｈの鉛蓄電池の残存容量を調整して、鉛蓄電池の残存容量と電気二重層容量値（Ｃｄ）との関係を求めた結果を例示したグラフである。
電気二重層容量値（Ｃｄ）は、鉛蓄電池の内部インピーダンスの測定結果から後述する演算式から計算した。
鉛蓄電池の残存容量と電気二重層容量値（Ｃｄ）の関係は、温度依存性はあるが、ほぼ線形性（直線性）を示しており、電気二重層容量値（Ｃｄ）が判れば鉛蓄電池の残存容量を推定することが可能である。
劣化がない正常な鉛蓄電池の残存容量は、下記式（１）で規定される。
【００６０】
【数２】
残存容量（％）＝０．１８１×Ｃｄ＋０．０６４            …（１）
【００６１】
鉛蓄電池の測定条件および測定結果
（１）１００％充電状態の鉛蓄電池に、（ａ）１５Ａの電流で１時間放電させた後、または、（ｂ）３０Ａの電流で１０分間放電させた後、鉛蓄電池の残存容量を判定した。
（２）電池の周囲温度を２０°Ｃに設定しておいた。
（３）測定した内部インピーダンスを求めて計算した結果、電気二重層容量値（Ｃｄ）は３．６〔Ｆ〕となった。
（４）式（１）により残存容量を判定した結果、７２％となった。実際の残存容量は７３％であることから、本発明の鉛蓄電池の評価方法によりかなり精確に残量判定が可能であることが分かった。
【００６２】
以上のように、あらかじめ電気二重層容量値（Ｃｄ）と鉛蓄電池の残存容量の関係を求めておき、内部インピーダンスの測定結果から求めた電気二重層容量値（Ｃｄ）の値を、上記関係に照合することで、鉛蓄電池の残存容量を判定することが可能である。
【００６３】
また、式（１）は、周囲温度が２０°Ｃのものであるが、図３に図解したように、鉛蓄電池の温度を２０°Ｃ、４０°Ｃ、６０°Ｃと変化させた場合には、特性がシフトする傾向があり、鉛蓄電池の温度が分かれば残存容量を補間して算出することが可能である。従って、ある温度について特性を調べておき、任意の温度について鉛蓄電池に取り付けた温度センサー等によって検知し、その温度に応じて予め求めた特性（残存容量値）をシフトして（補間して）、その温度における特性（残存容量値）を算出することができる。
【００６４】
鉛蓄電池が劣化した場合には、正常な鉛蓄電池に対して残存容量が減少するものの、その特性は正常な鉛蓄電池と同様に線形性が見られることから、劣化の程度が分かれば残存容量を補正することが可能である。
【００６５】
判定の際の電池の劣化状態による補正と電池の温度のよる補正は、内部インピーダンスの測定結果から求めた電解液抵抗値（ＲΩ）を用いて行うこともできる。
【００６６】
図６は正常な鉛蓄電池および劣化した鉛蓄電池の温度による電解液抵抗値（ＲΩ）と鉛蓄電池の残存容量（ＳＯＣ）の関係を示すグラフである。
電解液抵抗値（ＲΩ）は残存容量（ＳＯＣ）によっては変化せず、温度および劣化度合いにより変化する。従って、内部インピーダンスの測定結果から求めた電解液抵抗値（ＲΩ）を用いて残存容量を補正することが可能である。
【００６７】
電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ）と鉛蓄電池の残存容量との関係
なお、図５に図解した電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ）と鉛蓄電池の残存容量との関係からも、上述した電気二重層容量値（Ｃｄ）と鉛蓄電池の残存容量との関係との関係から鉛蓄電池の残存容量を求めたように、鉛蓄電池の残存容量を求めることができた。
【００６８】
電解液抵抗値（ＲΩ），電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ），電気二重層容量値（Ｃｄ）の算出方法
次に、自動車用鉛蓄電池の残存容量を測定する際の電解液抵抗値（ＲΩ），電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ），電気二重層容量値（Ｃｄ）の導出方法についての具体例を述べる。
内部インピーダンスの測定周波数は、１００Ｈｚ、２０Ｈｚ、６Ｈｚ、２Ｈｚの４点とし、この４点の内部インピーダンスの測定結果から電解液抵抗値（ＲΩ），電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ），電気二重層容量値（Ｃｄ）を演算した。
この４点の周波数を選んだ理由は下記による。
【００６９】
図７に図解したように、周波数を変化させて内部インピーダンスを測定し、内部インピーダンスの実部をＸ軸に、虚部に−１を乗じたＹ軸をプロットした（ｃｏｌｅ  ｃｏｌｅ  ｐｌｏｔ）。
図７に図解したように、特性は、円弧の特性を示す部分と直線状のような特性の２つの部分で示すことができる。ここで、円弧の特性は、図１に示す等価回路によって表すことが可能であるため、円弧の軌道を把握することにより、電解液抵抗値（ＲΩ），電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ），電気二重層容量値（Ｃｄ）を導出することが可能である。
【００７０】
例えば、３点を通過する円の軌道は一義的に決定されるため、非常に簡単に円の式を求めることができる。従って、３つの周波数１００Ｈｚ、２０Ｈｚ、６Ｈｚにより円の軌跡を把握した。
図７に示すように２Ｈｚ付近のプロットは、円の軌跡から外れており、円の式を精度良く求めるためには、測定する周波数を５〜１００Ｈｚの周波数の範囲とするのが好ましい。
【００７１】
測定周波数の数としては、円の式を求める上で、最低限３点の測定点が必要であり、測定点が増加することに伴う実用的価値の低下を考慮して、最大でも、５〜６点、できれば、３〜４点以下が望ましい。さらには、円の軌跡を求めるプロットが円周上に等間隔になっている場合が最も精度がよいため、第１の測定周波数Ｆａの周波数は、５〜１０Ｈｚの中の１点、１０〜３０Ｈｚの中の１点、５０〜１００Ｈｚの中の１点を使用することが最も望ましい。
【００７２】
図７は、後述する方法により求めた円の式から計算した円弧（破線）を示している。
円軌道のＸ軸切片をＸａ，Ｘｂ（Ｘａ＜Ｘｂ）とすると、Ｘａが電解液抵抗値（ＲΩ）に対応し、（Ｘｂ−Ｘａ）が電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ）に対応する。３点を通過する円の式において、虚部を０とすることによりＸａとＸｂ（Ｘａ＜Ｘｂ）を求められ、Ｘａが電解液抵抗値（ＲΩ）、（Ｘｂ−Ｘａ）が電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ）として計算される。
【００７３】
ここで、（Ｘａ＋Ｘｂ）×０．５をＸm として求めておく。Ｘm は、円の中心座標を示すインピーダンスの実部である。円の頂点を示す周波数をｆmax とすると、電気二重層容量値（Ｃｄ）は、（Ｒｃｔ×２π×ｆmax ）-1で計算される。しかし、測定した周波数が必ずしも円周上の頂点とはならないため、近似的に次のような特性から円の頂点を示す周波数を求める。
【００７４】
周波数を変化させて内部インピーダンスを測定し、周波数をＸ軸、内部インピーダンスの実部をＹ軸として、プロットした結果を図８に示す。
内部インピーダンスの実部と周波数に直接関係が得られる周波数の範囲は、およそ１〜１０Ｈｚの範囲であることが判る。
図８中には、６Ｈｚと２Ｈｚの２点の周波数で求めた結果もプロットしている。２点間を結ぶ直線の式を求めることにより、この直線の式にＸm を代入して、円の頂点を近似的に示す周波数ｆm が求められる。電気二重層容量値（Ｃｄ）は、（Ｒｃｔ×２π×ｆm ）-1で計算される。
【００７５】
周波数ｆm は、ほとんどの場合４〜５Ｈｚになるため、上記した方法を行う場合は、１〜５Ｈｚの周波数の範囲で選ばれた任意の１点の周波数と、５〜１０Ｈｚの中の１点から選ばれた周波数で測定することが好ましく、特に、円の軌跡を把握するために測定する周波数３〜４点の内、最も小さい周波数を使用するとより効率的である。
【００７６】
３点の周波数で測定した場合の電解液抵抗値（ＲΩ），電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ），電気二重層容量値（Ｃｄ）を求める演算式について述べる。
４点の周波数で測定した場合は、任意の組合せの３点で電解液抵抗値（ＲΩ），電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ），電気二重層容量値（Ｃｄ）を求め、それぞれの組合せで求めた判定結果の平均をとることができる。また、測定の安全サイドからそれぞれの組み合わせて求めた判定結果の最小値を使用しても良い。
いずれにしても、４点の周波数で測定した場合についても、３点で測定した場合と同様の計算を行う。まず、３点の周波数で測定した内部インピーダンスの測定結果から、任意の円の方程式を計算する。
【００７７】
図９は３点の周波数ｆ1 ，ｆ2 ，ｆ3 で測定した内部インピーダンスをプロットした座標を示すグラフである。
下記のような３つの式が得られ、未知数が３つで、式が３つあることから、円の軌跡を定める係数ａ，ｂ，ｒを求めることができる。
【００７８】
【数３】
ｆ1 で測定：  （Ｘ1 −ａ）2 ＋（Ｙ1 −ｂ）2 ＝ｒ2   …（２）
ｆ2 で測定：  （Ｘ2 −ａ）2 ＋（Ｙ2 −ｂ）2 ＝ｒ2   …（３）
ｆ3 で測定：  （Ｘ3 −ａ）2 ＋（Ｙ3 −ｂ）2 ＝ｒ2   …（４）
【００７９】
上記３つの式（２）〜（４）を解いた結果、係数ａ，ｂ，ｒはそれぞれ下記のようになる。
【００８０】
【数４】
0004477185.tif 000004
【００８１】
ここで、係数（因子）Ａ〜Ｆはそれぞれ下記で表される。
【００８２】
【数５】
Ａ＝Ｘ1 −Ｘ2                                         …（８）
Ｂ＝Ｘ2 −Ｘ3                                         …（９）
Ｃ＝Ｙ1 −Ｙ2                                         …（１０）
Ｄ＝Ｙ2 −Ｙ3                                         …（１１）
Ｅ＝Ｘ1 2 −Ｘ2 2 ＋Ｙ1 2 −Ｙ2 2                     …（１２）
Ｆ＝Ｘ2 2 −Ｘ3 2 ＋Ｙ2 2 −Ｙ3 2                     …（１３）
【００８３】
図９において、ＲCTは実軸上の円の弦であることから、円の式からＹ＝０となる２点のＸを求め、この２点間の距離からＲCTを計算する。
【００８４】
【数６】
（Ｘ−ａ）2 ＝ｒ2                                     …（１４）
Ｘ＝ａ±ｒ                                          …（１５）
ＲCT  ＝２・ｒ                                      …（１６）
ＲΩ  ＝ａ−ｒ                                      …（１７）
【００８５】
図１０は４点目の周波数で測定した内部インピーダンスをプロットした座標を示すグラフである。
円の頂点を示す周波数ｆm については、ｆm を挟む周波数範囲における内部インピーダンスの実数部と周波数の関係は、図８に示すように、ある範囲について、ほぼ線形性があることから、直線近似により求めることができる。
第１の周波数ｆ1 で測定した時の実数成分をＸ1 、第４の周波数ｆ4 で測定したときの実数成分をＸ4 とすると、ｆm は下式で表される。ここで、ｆ1 ＞ｆm ＞ｆ4 である。
【００８６】
【数７】
0004477185.tif 000005
【００８７】
よって、電気二重層容量値（Ｃｄ）は次式で表される。
【００８８】
【数８】
0004477185.tif 000006
【００８９】
自動車に搭載された鉛蓄電池の判定にあっては、数秒から数十秒までの適切な間隔で検査を繰り返すことにより、温度などの周囲環境の影響を簡単に補正できるので、本発明の鉛蓄電池の評価方法は特に有効である。
【００９０】
残存容量判定はアイドリングストップ時に１分経過毎に測定し、過去の判定結果を参照する場合と、単独で判定した場合を比較した例を下記表１に示す。
【００９１】
【表１】
0004477185.tif 000007
【００９２】
過去の判定結果の参照方法は、同じアイドルストップ期間中の残存容量判定において、１分経過毎に測定した判定結果を順次用いて平均値を使用した。
単独の場合の残存容量は、アイドルストップ直後から２分経過まで低下し、３分経過後の判定では逆に増加傾向を示している。対して、過去参照の残存容量は、３分経過後までは低下し、それ以降はほぼ一定値を示している。
アイドルストップ期間中においては、蓄電池からの放電が小さくなることはあっても、蓄電池が充電されることはない。
残存容量が上昇する要因は、主に温度などの周囲環境の影響が大きい。従って、単独で容量判定を行う場合より、過去の判定結果を参照して判定した場合の方が、温度などの周囲環境の影響を簡単に補正できるので特に有効である。
【００９３】
鉛蓄電池の評価装置
本発明の鉛蓄電池の特性評価装置は、上述した鉛蓄電池の評価方法を実施する装置である。
その鉛蓄電池の評価装置の構成を図１１に例示する。
鉛蓄電池の評価装置１０は、複数の周波数において鉛蓄電池の内部インピーダンスを測定する測定手段１２と、電解液抵抗値（ＲΩ），電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ），電気二重層容量値（Ｃｄ）を算出する算出手段１４と、算出した電解液抵抗値（ＲΩ），電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ），電気二重層容量値（Ｃｄ）から供試した鉛蓄電池の残存容量および／または劣化状態を判定する判定手段１６とを有する。
【００９４】
測定手段１２は、たとえば、可変周波数発振回路と、インピーダンス測定装置と、記憶回路を有するコンピュータ装置とで構成され、特性を評価すべき鉛蓄電池に可変周波数発振回路とインピーダンス測定回路とを接続し、インピーダンス測定回路にコンピュータ装置を接続する。
可変周波数発振回路は、１〜１００Ｈｚの周波数の範囲で選ばれた、内部インピーダンスの実部をＸ軸に虚部に−１を乗じた値をＹ軸にプロットして規定される二次元座標におけるインピーダンス円を規定する少なくとも３点以上の複数の周波数の信号を発振して鉛蓄電池に印加し、インピーダンス測定装置がそれぞれの周波数における鉛蓄電池の内部インピーダンスを測定する。コンピュータ装置はインピーダンス測定装置が測定した内部インピーダンスの特定値を入力して記憶回路に記憶する。
【００９５】
算出手段１４は、たとえば、上記記憶回路を有するコンピュータ装置で構成され、このコンピュータ装置により、上述した式（Ａ−１）または式（Ｂ−１）で規定される、少なくとも電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ）と電気二重層容量値（Ｃｄ）との並列回路と電解液抵抗値（ＲΩ）との直列回路で構成した等価回路から導出される電解液抵抗値（ＲΩ），電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ），電気二重層容量値（Ｃｄ）と複数の周波数において測定した複数の鉛蓄電池の内部インピーダンスとの関係式に、複数の周波数において測定した複数の内部インピーダンスの値を参照して電解液抵抗値（ＲΩ），電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ），電気二重層容量値（Ｃｄ）を求める。
【００９６】
判定手段１６は、たとえば、上記コンピュータ装置で構成され、算出手段１４で算出したした電解液抵抗値（ＲΩ），電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ），電気二重層容量値（Ｃｄ）から供試した鉛蓄電池の残存容量および／または劣化状態を判定する。
このような判定は、たとえば、上述した電解液抵抗値（ＲΩ），電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ），電気二重層容量値（Ｃｄ）と残存容量および／または劣化状態との関係をグラフとしてコンピュータ装置から表示装置に表示して、人間が目視で判定してもよいし、コンピュータ装置の判断処理で自動的に行ってもよい。
【００９７】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明によれば、１〜１００Ｈｚの周波数の範囲で選ばれた、任意の３〜５点の周波数で内部インピーダンスの測定を行い、測定結果を演算式に代入することにより鉛蓄電池の残存容量と劣化状態を判定できるため、短時間でしかも簡単に測定が可能である。また、測定周波数が３〜５点の固定周波数であるため、装置のコストを安くすることができる。
【００９８】
本発明によれば、鉛蓄電池の残存容量を精確に判定できるため、自動車が停車した際のアイドリングストップの可否の判定に用いると、とても有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明で使用する第１の等価回路としての、電解液抵抗値（ＲΩ），電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ），電気二重層容量値（Ｃｄ）からなる等価回路の構成図である。
【図２】図２は本発明で使用する第２の等価回路としての、電解液抵抗値（ＲΩ），電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ’とＲｃｔ’’），電気二重層容量値（Ｃｄ’とＣｄ’’）からなる等価回路の構成図である。
【図３】図３は本発明の鉛蓄電池の評価特性方法の処理を示すフローチャートである。
【図４】図４は電気二重層容量値（Ｃｄ）と鉛蓄電池の残存容量との関係を例示するグラフである。
【図５】図５は電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ）と鉛蓄電池の残存容量との関係を例示するグラフである。
【図６】図６は正常な鉛蓄電池および劣化した鉛蓄電池の温度による電解液抵抗値（ＲΩ）と鉛蓄電池の残存容量（ＳＯＣ）の関係を示すグラフである。
【図７】図７は電解液抵抗値（ＲΩ），電荷移動抵抗値（Ｒｃｔ），電気二重層容量値（Ｃｄ）を算出する方法を図解したグラフである。
【図８】図８は周波数とインピーダンスの実数成分との関係を図解したグラフである。
【図９】図９は３点の周波数で測定した内部インピーダンスをプロットした座標を示すグラフである。
【図１０】図１０は４点目の周波数で測定した内部インピーダンスをプロットした座標を示すグラフである。
【図１１】図１１は本発明の鉛蓄電池の評価装置の構成図である。
【符号の説明】
１０・・鉛蓄電池の評価装置
１２・・測定手段
１４・・算出手段
１６・・判定手段
【図１】
0004477185.tif 000008
【図２】
0004477185.tif 000009
【図３】
0004477185.tif 000010
【図４】
0004477185.tif 000011
【図５】
0004477185.tif 000012
【図６】
0004477185.tif 000013
【図７】
0004477185.tif 000014
【図８】
0004477185.tif 000015
【図９】
0004477185.tif 000016
【図１０】
0004477185.tif 000017
【図１１】
0004477185.tif 000018