(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛蓄電池が寿命に至っているか否かを判定する寿命判定装置において、
判定対象の鉛蓄電池を大電流で短時間放電させる放電回路と、
放電回路における放電電流値及び放電電圧値をそれぞれ測定する電流検出部及び電圧検出部と、
放電制御部と、演算判定部と、判定表示部とを備え、
上記放電回路は、放電動作をオン・オフするスイッチ部と、抵抗値を２通り以上に設定可能な抵抗部と、上記電流検出部と、上記電圧検出部と、からなっており、
放電制御部は、抵抗部の抵抗値を異ならせた状態で放電回路に２回放電を行わせるよう制御するようになっており、
演算判定部は、測定された２個の放電電流値及び放電電圧値に基づいて、計算により、特定の放電電流値に対応する放電電圧値を求め、該放電電圧値を、寿命判定の基準値として予め決めておいた放電電圧値と比較し、前者が低い場合に寿命に至っていると判定するようになっており、
判定表示部は、演算判定部による判定結果を表示するようになっていることを特徴とする寿命判定装置。
【請求項２】
鉛蓄電池の残り寿命の期間を求める寿命予測装置において、
放電データ検出部と、検出制御部と、演算予測部と、予測表示部とからなり、
放電データ検出部は、予測対象の鉛蓄電池を大電流で短時間放電させる放電回路と、放電回路における放電電流値及び放電電圧値をそれぞれ測定する電流検出部及び電圧検出部と、放電制御部と、演算検出部とを備え、上記放電回路は、放電動作をオン・オフするスイッチ部と、抵抗値を２通り以上に設定可能な抵抗部と、上記電流検出部と、上記電圧検出部と、からなっており、放電制御部は、抵抗部の抵抗値を異ならせた状態で放電回路に２回放電を行わせるよう制御するようになっており、演算検出部は、測定された２個の放電電流値及び放電電圧値に基づいて、比例計算により、特定の放電電流値に対応する放電電圧値を求めるようになっており、
検出制御部は、放電データ検出部を作動させて演算検出部により放電電圧値を求めることを、所定期間を間に置いて、少なくとも３回行わせるようになっており、
演算予測部は、放電データ検出部により得られた少なくとも３個の放電電圧値と実使用期間との関係に近似する多項式又は曲線を求め、該式又は曲線に基づいて、寿命判定の基準値として予め決めておいた放電電圧値に達する実使用期間を求め、これにより、残りの寿命期間を求めるようになっており、
予測表示部は、演算予測部で求められた残りの寿命期間を表示するようになっていることを特徴とする寿命予測装置。
【請求項３】
検出制御部が、放電データ検出部を作動させて演算検出部により求める放電電圧値を、その推移がピークを過ぎて下降期間に在る放電電圧から求める請求項２記載の寿命予測装置。
【請求項４】
鉛蓄電池が寿命に至っているか否かを判定する寿命判定方法において、
判定対象の鉛蓄電池を定抵抗を介して大電流で短時間放電し、その際の放電電流値と放電電圧値を測定する第１工程と、
第１工程の放電終了後に、第１工程とは異なる抵抗値の定抵抗を介して大電流で短時間放電し、その際の放電電流値と放電電圧値を測定する第２工程と、
第１及び第２工程の測定値から、計算により、特定の放電電流値に対応する放電電圧値を求める第３工程と、
第３工程で求めた放電電圧値を、寿命判定の基準値として予め決めておいた放電電圧値と比較し、前者が低い場合に寿命に至っていると判定する第４工程とを備えたことを特徴とする鉛蓄電池の寿命判定方法。
【請求項５】
鉛蓄電池の残り寿命の期間を求める寿命予測方法において、
予測対象の鉛蓄電池を定抵抗を介して大電流で短時間放電し、その際の放電電流値と放電電圧値を測定する第１工程と、
第１工程の放電終了後に、第１工程とは異なる抵抗値の定抵抗を介して大電流で短時間放電し、その際の放電電流値と放電電圧値を測定する第２工程と、
第１及び第２工程の測定値から、計算により、特定の放電電流値に対応する放電電圧値を求める第３工程と、
所定期間経過後に、第１〜第３工程を繰り返して、特定の放電電流値に対応する放電電圧値を求める第４工程と、
第４工程を少なくとももう１回行う第５工程と、
第３〜第５工程で求めた放電電圧値と実使用期間との関係に近似する多項式又は曲線を求め、該式又は曲線に基づいて、寿命判定の基準値として予め決めておいた放電電圧値に達する実使用期間を求め、これにより、残りの寿命期間を求める第６工程とを備えたことを特徴とする鉛蓄電池の寿命予測方法。
【請求項６】
第３〜第５工程で求める放電電圧値を、その推移がピークを過ぎて下降期間に在る放電電圧から求める請求項５記載の寿命予測方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉛蓄電池の寿命判定装置、寿命予測装置、寿命判定方法、及び寿命予測方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術及びその課題】
鉛蓄電池の寿命を判定する方法としては、種々の方法が開発されている。例えば、鉛蓄電池を定格電流で終止電圧に達するまで完全放電させ、これにより放電容量を確認する方法がある。この方法によれば、最も精度良く寿命を判定することができる。しかし、この方法では、大型の放電試験装置を必要とすること、また、定格放電であるので、一般的に１０時間の放電時間を必要とし、放電後の回復充電にも１０時間以上の時間を必要とすること、などから、実施コストが高くなり、現場において実施するのが困難であるという欠点があった。更に、この方法では、寿命を判定することはできても、あと何年使用できるかという寿命予測を行うことはできなかった。
【０００３】
また、液式鉛蓄電池の場合には、次のような寿命判定方法があった。即ち、▲１▼電解液比重値に基づく方法、▲２▼浮動充電電圧計測値の電池セル間のばらつきの発生や低下に基づく方法、▲３▼電池内部の目視点検による方法。しかし、これらの方法では、容量がどの程度低下しているかを判断できないため、寿命判定の精度が良くなく、寿命予測に至っては不可能であった。
【０００４】
また、シール式鉛蓄電池の場合には、内部インピーダンスを測定し、その変化に基づいて寿命を判定する方法があった。しかし、この方法では、従来の液式鉛蓄電池に対する適用性が不明であった。
【０００５】
ところで、寿命判定の精度を高めるためには、実際に蓄電池を放電させて寿命を測定するのが好ましい。しかし、蓄電池を完全に放電させたり深く放電させたりすると、再充電に時間がかかるという問題がある。特に、無停電電源装置等に実装されている蓄電池の場合には、完全に又は深く放電させて寿命を判定した後に停電が発生すると、装置が動作不能になってしまうという問題がある。また、実際に蓄電池を長時間放電させるためには、定電流放電装置が必要であり、蓄電池の容量が大きい場合には、定電流放電装置がかなり大きくなり、装置コストが高くなるという問題がある。
【０００６】
本発明は、鉛蓄電池の寿命の判定を、短時間で且つ簡単に、しかも現場においても容易に、更に安価に、行うことができ、また、シール式及び液式の両鉛蓄電池に適用できる、寿命判定装置及び寿命判定方法を提供すること、及び従来為し得なかった鉛蓄電池の寿命予測を行うことができる寿命予測装置及び寿命予測方法を提供すること、を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、浮動充電使用に用いられる据置鉛蓄電池の現場において容易に実施でき、且つ精度の高い寿命判定を行うことができる方法を開発するために、鋭意研究を重ねて次の知見を得た。即ち、▲１▼鉛蓄電池を大電流で短時間放電した際の放電電流値と放電電圧値とが直線関係にあること。▲２▼鉛蓄電池を大電流で短時間放電した際の放電電圧値と、劣化した電池容量とに、相関関係があり、放電電圧値から容量を推定することが可能であること。▲３▼鉛蓄電池を大電流で短時間放電した際の放電電圧値の、鉛蓄電池の劣化途中の経過時間に対する推移は、経過時間を独立変数ｘとし、放電電圧値を従属変数ｙとする多項式ｙ＝ｆ（ｘ）に近似でき、その近似曲線によって、寿命に至るまでの残年数を精度良く予測できること。
本発明は、上記のような知見に基づいて為されたものである。
【０００８】
請求項１記載の発明は、鉛蓄電池が寿命に至っているか否かを判定する寿命判定装置において、判定対象の鉛蓄電池を大電流で短時間放電させる放電回路と、放電回路における放電電流値及び放電電圧値をそれぞれ測定する電流検出部及び電圧検出部と、放電制御部と、演算判定部と、判定表示部とを備え、上記放電回路は、放電動作をオン・オフするスイッチ部と、抵抗値を２通り以上に設定可能な抵抗部と、上記電流検出部と、上記電圧検出部と、からなっており、放電制御部は、抵抗部の抵抗値を異ならせた状態で放電回路に２回放電を行わせるよう制御するようになっており、演算判定部は、測定された２個の放電電流値及び放電電圧値に基づいて、計算により、特定の放電電流値に対応する放電電圧値を求め、該放電電圧値を、寿命判定の基準値として予め決めておいた放電電圧値と比較し、前者が低い場合に寿命に至っていると判定するようになっており、判定表示部は、演算判定部による判定結果を表示するようになっていることを特徴としている。
【０００９】
請求項２記載の発明は、鉛蓄電池の残り寿命の期間を求める寿命予測装置において、放電データ検出部と、検出制御部と、演算予測部と、予測表示部とからなり、放電データ検出部は、予測対象の鉛蓄電池を大電流で短時間放電させる放電回路と、放電回路における放電電流値及び放電電圧値をそれぞれ測定する電流検出部及び電圧検出部と、放電制御部と、演算検出部とを備え、上記放電回路は、放電動作をオン・オフするスイッチ部と、抵抗値を２通り以上に設定可能な抵抗部と、上記電流検出部と、上記電圧検出部と、からなっており、放電制御部は、抵抗部の抵抗値を異ならせた状態で放電回路に２回放電を行わせるよう制御するようになっており、演算検出部は、測定された２個の放電電流値及び放電電圧値に基づいて、比例計算により、特定の放電電流値に対応する放電電圧値を求めるようになっており、検出制御部は、放電データ検出部を作動させて演算検出部により放電電圧値を求めることを、所定期間を間に置いて、少なくとも３回行わせるようになっており、演算予測部は、放電データ検出部により得られた少なくとも３個の放電電圧値と実使用期間との関係に近似する多項式又は曲線を求め、該式又は曲線に基づいて、寿命判定の基準値として予め決めておいた放電電圧値に達する実使用期間を求め、これにより、残りの寿命期間を求めるようになっており、予測表示部は、演算予測部で求められた残りの寿命期間を表示するようになっていることを特徴としている。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、検出制御部が、放電データ検出部を作動させて演算検出部により求める放電電圧値を、その推移がピークを過ぎて下降期間に在る放電電圧から求めるものである。
【００１１】
請求項４記載の発明は、鉛蓄電池が寿命に至っているか否かを判定する寿命判定方法において、判定対象の鉛蓄電池を定抵抗を介して大電流で短時間放電し、その際の放電電流値と放電電圧値を測定する第１工程と、第１工程の放電終了後に、第１工程とは異なる抵抗値の定抵抗を介して大電流で短時間放電し、その際の放電電流値と放電電圧値を測定する第２工程と、第１及び第２工程の測定値から、計算により、特定の放電電流値に対応する放電電圧値を求める第３工程と、第３工程で求めた放電電圧値を、寿命判定の基準値として予め決めておいた放電電圧値と比較し、前者が低い場合に寿命に至っていると判定する第４工程とを備えたことを特徴としている。
【００１２】
請求項５記載の発明は、鉛蓄電池の残り寿命の期間を求める寿命予測方法において、予測対象の鉛蓄電池を定抵抗を介して大電流で短時間放電し、その際の放電電流値と放電電圧値を測定する第１工程と、第１工程の放電終了後に、第１工程とは異なる抵抗値の定抵抗を介して大電流で短時間放電し、その際の放電電流値と放電電圧値を測定する第２工程と、第１及び第２工程の測定値から、計算により、特定の放電電流値に対応する放電電圧値を求める第３工程と、所定期間経過後に、第１〜第３工程を繰り返して、特定の放電電流値に対応する放電電圧値を求める第４工程と、第４工程を少なくとももう１回行う第５工程と、第３〜第５工程で求めた放電電圧値と実使用期間との関係に近似する多項式又は曲線を求め、該式又は曲線に基づいて、寿命判定の基準値として予め決めておいた放電電圧値に達する実使用期間を求め、これにより、残りの寿命期間を求める第６工程とを備えたことを特徴としている。
【００１３】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明において、第３〜第５工程で求める放電電圧値を、その推移がピークを過ぎて下降期間に在る放電電圧から求めるものである。
【００１４】
放電回路における大電流とは、具体的には１ＣＡ〜５ＣＡであり、好ましくは３ＣＡである。また、短時間とは、具体的には３０〜２００ｍ秒であり、好ましくは５０ｍ秒である。なお、Ｃは定格容量値であり、３ＣＡは定格容量値の３倍の電流値を示す。
【００１５】
放電制御部及び検出制御部は、自動で制御作動する場合もあるが、外部からの指示により制御作動する場合もある。
【００１６】
請求項１及び４に記載の発明において、ある抵抗値（以下、第１抵抗値と称する）の定抵抗を介して大電流で短時間放電を行い、その際の放電電流値と放電電圧値を測定し（以下、第１測定値と称する）、次に、第１抵抗値とは異なる抵抗値の定抵抗を介して大電流で短時間放電を行い、その際の放電電流値と放電電圧値を測定し（以下、第２測定値と称する）、第１測定値及び第２測定値を、横軸を放電電流値、縦軸を放電電圧値とする座標軸にプロットし、両者を直線で結ぶと、その直線式から、ある特定の放電電流値（例えば定格容量値の整数倍の電流値。以下、特定電流値と称する）に対応する放電電圧値（以下、判定電圧値と称する）が求まる。以上のことは、上記知見▲１▼に基づくものである。
【００１７】
一方、特定電流値に対応する放電電圧値と、劣化した電池容量とには、相関関係があるので、予め、特定電流値に対応する放電電圧値と電池容量との関係を求めておくことにより、判定電圧値から電池容量が求まる。これは、上記知見▲２▼に基づくものである。
【００１８】
従って、特定電流値に対応する放電電圧値と電池容量との関係において、寿命判定の基準値として予め所定の放電電圧値又は電池容量を決めておき、判定電圧値と予め決めておいた基準値とを比較し、前者が低い場合には、寿命に至っていると判定できる。
【００１９】
即ち、請求項１及び４に記載の発明によれば、判定の際に鉛蓄電池に流れる放電電流が一定でなくても、測定値を特定電流値に対応する放電電圧値に換算して、常に一定の基準値に基づく比較を行うことができ、寿命判定を安定して行うことができる。
【００２０】
請求項２及び５に記載の発明において、上記判定電圧値を所定期間を置いて少なくとも３度求め、その値を縦軸ｙに、鉛蓄電池の実使用期間を横軸ｘにプロットし、両者の関係に近似する二次多項式ｙ＝ｆ（ｘ）又は二次曲線を求めると、該式に基づいて又は該曲線を前方に延長することにより、寿命判定の基準値として予め決めておいた放電電圧値に達する実使用期間が求まり、これにより、残りの寿命期間が求まる。これは、上記知見▲３▼に基づくものである。
【００２１】
図９は液式鉛蓄電池における劣化過程中の放電電流値３ＣＡの場合の５０ミリ秒目放電電圧値の推移を示している。ここでは、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの５例を示している。図９から、これら５例における放電電圧値の推移が二次多項式によりよく近似されていることが分かる。具体的には、例Ａではｙ＝−１．５６９７ｘ2＋１７．８３３ｘ＋１２６３．９、例Ｂではｙ＝−０．０７５４ｘ3＋０．６２８５ｘ2−０．３６０７ｘ＋１２９５．９、例Ｃではｙ＝−１．５３４１ｘ2＋１８．５２２ｘ＋１２４９．４、例Ｄではｙ＝−１．３４９３ｘ2＋１６．３１３ｘ＋１２６４．４、例Ｅではｙ＝−１．４９４６ｘ2＋１８．６８ｘ＋１２５８となっている。
【００２２】
ところで、大電流で短時間放電を行った際の放電電圧値と、鉛蓄電池の一般的な定格表示容量である１０時間率容量とは、非常に高い相関が確認されているので、その放電電圧値の推移を予想して寿命判定の基準値に達するまでの残りの寿命期間を求めることは、１０時間率容量における容量低下を確認して寿命判定していることになる。
【００２３】
請求項３及び６に記載の発明において、特定の放電電流値に対応する放電電圧値として、その推移がピークを過ぎて下降期間に在る放電電圧から求めるので、該放電電圧値と実使用期間との関係に近似する二次多項式又は二次曲線として、非常に近似したものが求まる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の寿命判定装置又は寿命予測装置を備えた電力供給回路を示す回路図である。図において、商用電源１は整流器２の入力に接続されており、整流器２の出力には負荷３が接続されるとともに組電池４が負荷３と並列に接続されている。組電池４は多数の鉛蓄電池４１が直列に接続されて構成されている。そして、寿命判定装置５又は寿命予測装置６は、組電池４を構成する１個の鉛蓄電池４１に接続されている。
【００２５】
まず、図１において寿命判定装置５を備えた場合について説明する。
図２は寿命判定装置５の構成図である。寿命判定装置５は、鉛蓄電池４１を大電流で短時間放電させる放電回路５０と、放電回路５０における放電電流値及び放電電圧値をそれぞれ測定する電流検出部５１及び電圧検出部５２と、放電制御部５３と、演算判定部５４と、判定表示部５５とを備えている。
【００２６】
放電回路５０は、放電動作をオン・オフするスイッチ部５６と、抵抗値を２通り以上に設定可能な抵抗部５７と、電流検出部５１とが直列に接続され、電圧検出部５２が鉛蓄電池４１の電圧を計測できるように構成されている。５０１，５０２は鉛蓄電池４１への接続端子である。
【００２７】
放電制御部５３は、抵抗部５７の抵抗値を異ならせた状態で放電回路５０に２回放電を行わせるよう制御するようになっている。放電制御部５３は、スイッチ部５６、抵抗部５７、電流検出部５１、及び電圧検出部５２にそれぞれ接続している。放電制御部５３は、自動で制御作動する場合もあるが、外部からの指示により制御作動する場合もある。
【００２８】
演算判定部５４は、測定された２個の放電電流値及び放電電圧値に基づいて、計算により、特定の放電電流値に対応する放電電圧値を求め、該放電電圧値を、寿命判定の基準値として予め決めておいた放電電圧値と比較し、前者が低い場合に寿命に至っていると判定するようになっている。演算判定部５４は、放電制御部５３、電流検出部５１、及び電圧検出部５２にそれぞれ接続している。判定表示部５５は、演算判定部５４に接続しており、演算判定部５４による判定結果を表示するようになっている。
【００２９】
次に、寿命判定装置５の作動について説明する。
まず、放電電流が大電流例えば約２．５ＣＡとなるように抵抗部５７の抵抗値をＲ1に設定する。次に、スイッチ部５６を例えば５０ミリ秒間閉じて放電回路５０により鉛蓄電池４１を放電させる。そして、放電後の放電電流値Ｉ1及び放電電圧値Ｖ1を、電流検出部５１及び電圧検出部５２により測定し、演算判定部５４により記憶する。次に、放電電流が大電流例えば約３．５ＣＡとなるように抵抗部５７の抵抗値をＲ1とは異なるＲ2に設定し、鉛蓄電池４１を同様に放電させて放電後の放電電流値Ｉ2及び放電電圧値Ｖ2を測定し、演算判定部５４により記憶する。
【００３０】
次に、演算判定部５４により、上記測定値Ｉ1，Ｖ1；Ｉ2，Ｖ2に基づいて、計算により、特定の放電電流値Ｉsに対応する放電電圧値Ｖsを求め、放電電圧値Ｖsを、寿命判定の基準値として予め決めておいた放電電圧値Ｖdと比較し、前者が低い場合に寿命に至っていると判定する。
【００３１】
図３は放電電流と放電開始から５０ミリ秒目の放電電圧との関係を示す図である。図３では、横軸を放電電流、縦軸を５０ミリ秒目放電電圧としている。図３中の実線は寿命初期の場合、一点鎖線は寿命末期の場合を示す。図３から分かるように、放電電流と５０ミリ秒目放電電圧とは直線関係にある。従って、図３の座標軸に、上記測定値Ｉ1，Ｖ1；Ｉ2，Ｖ2をプロットし、破線で示すように両者を直線で結ぶと、特定の放電電流値Ｉsに対応する放電電圧値Ｖsが求まる。例えば、Ｉs＝３ＣＡとすると、Ｖs＝１．２Ｖが求まる。
【００３２】
また、図４は、ある一定の設定基準で作られた定格容量の異なる液式鉛蓄電池において、ある電池容量の３ＣＡに相当する定電流による放電の開始から５０ミリ秒目の放電電圧と、電池容量との、相関性を表すデータを示したものである。図４では、横軸を１０時間率容量、縦軸を３ＣＡ−５０ミリ秒目放電電圧としている。図４の場合では、相関係数が０．９５であり、明らかに、大電流で短時間放電を行った際の放電電圧と、電池容量とは、強い相関があると言える。従って、図４から、図３を利用して求めたＶsに対応する電池容量Ｃs＝約１４５０Ａｈが求まる。一方、予め、寿命判定の基準値として、電池容量Ｃd、又は図４からＣdに対応する３ＣＡ−５０ミリ秒目放電電圧Ｖdを決めておく。そして、ＣsとＣd、又はＶsとＶdとを、比較し、Ｃs＜Ｃdの場合、又はＶs＜Ｖdの場合に、寿命に至っていると判定する。例えば、Ｃd＝１０００Ａｈ、即ち図４からＶd＝１．０５Ｖに決めた場合、Ｃs＝約１４５０Ａｈ＞Ｃd、Ｖs＝１．２Ｖ＞Ｖdであるので、鉛蓄電池４１は未だ寿命に至っていないと判定される。
判定表示部５５は、演算判定部５４による判定結果を表示する。
【００３３】
以上のようにして、寿命判定装置５により鉛蓄電池４１の寿命が判定される。従って、寿命判定装置５は、次の寿命判定方法を実施していることになる。即ち、その寿命判定方法は、鉛蓄電池４１を抵抗値Ｒ1である抵抗部５７を介して大電流で短時間放電し、その際の放電電流値Ｉ1と放電電圧値Ｖ1を測定する第１工程と、第１工程の放電終了後に、第１工程とは異なる抵抗値Ｒ2である抵抗部５７を介して大電流で短時間放電し、その際の放電電流値Ｉ2と放電電圧値Ｖ2を測定する第２工程と、第１及び第２工程の測定値から、比例計算により、特定の放電電流値Ｉsに対応する放電電圧値Ｖsを求める第３工程と、第３工程で求めた放電電圧値Ｖsを、寿命判定の基準値として予め決めておいた放電電圧値Ｖdと比較し、前者が低い場合に寿命に至っていると判定する第４工程とを備えている。
【００３４】
次に、図１において寿命予測装置６を備えた場合について説明する。
図５は寿命予測装置６の構成図である。寿命予測装置６は、放電データ検出部６０と、検出制御部６１と、演算予測部６２と、予測表示部６３とを備えている。
【００３５】
放電データ検出部６０は、鉛蓄電池４１を大電流で短時間放電させる放電回路５０と、放電回路５０における放電電流値及び放電電圧値をそれぞれ測定する電流検出部５１及び電圧検出部５２と、放電制御部５３と、演算検出部６４とを備えている。６０１，６０２は鉛蓄電池４１への接続端子である。
【００３６】
放電回路５０及び放電制御部５３は、寿命判定装置５の場合と同じ構成である。演算検出部６４は、測定された２個の放電電流値及び放電電圧値に基づいて、計算により、特定の放電電流値に対応する放電電圧値を求めるようになっている。演算検出部６４は、放電制御部５３、電流検出部５１、及び電圧検出部５２にそれぞれ接続している。
【００３７】
検出制御部６１は、放電データ検出部６０を作動させて演算検出部６４により放電電圧値を求めることを、所定期間を間に置いて、少なくとも３回行わせるようになっている。検出制御部６１は、放電制御部５３及び演算検出部６４にそれぞれ接続している。
【００３８】
演算予測部６２は、放電データ検出部６０により得られた少なくとも３個の放電電圧値と実使用期間との関係に近似する二次多項式又は二次曲線を求め、該式又は曲線に基づいて、寿命判定の基準値として予め決めておいた放電電圧値に達する実使用期間を求め、これにより、残りの寿命期間を求めるようになっている。演算予測部６２は、検出制御部６１に接続している。予測表示部６３は、演算予測部６２に接続しており、演算予測部６２で求められた残りの寿命期間を表示するようになっている。
【００３９】
次に、寿命予測装置６の作動について説明する。
まず、放電回路５０を寿命判定装置５の場合と同様に作動させて、２回の測定値Ｉ1，Ｖ1；Ｉ2，Ｖ2を求め、この測定値に基づいて、演算検出部６４により、特定の放電電流値Ｉsに対応する放電電圧値Ｖs1を求める。
【００４０】
次に、所定期間経過後、上記と同様に作動させて、特定の放電電流値Ｉsに対応する放電電圧値Ｖs2を求める。更に、同様にして、放電電圧値Ｖs3，Ｖs4を求める。そして、演算予測部６２により、これらの放電電圧値と実使用期間との関係に近似する二次多項式又は二次曲線を求め、該式又は曲線に基づいて、寿命判定の基準値として予め決めておいた放電電圧値Ｖdに達する実使用期間Ｈdを求め、これにより、残りの寿命期間を求める。
【００４１】
ところで、図６は３ＣＡ−５０ミリ秒目放電電圧と鉛蓄電池の実使用期間との関係を示す図であり、縦軸ｙは３ＣＡ−５０ミリ秒目放電電圧、横軸ｘは実使用期間である。図６においては、Ｉs＝３ＣＡの場合における放電電圧値Ｖ11，Ｖ12，Ｖ13，Ｖ14，Ｖ15，Ｖ16，Ｖ17，Ｖ18，Ｖ19がプロットされており、両者の関係に近似した二次曲線及び二次多項式（ｙ＝−１．５６９７ｘ2＋１７．８３３ｘ＋１２６３．９）が求められている。この曲線は、放電電圧値が上昇する前半期間とピークを過ぎて下降する後半期間とに分けることができる。図７は放電電圧値Ｖ11〜Ｖ18までのデータに基づいて二次曲線及び二次多項式（ｙ＝−１．２７２９ｘ2＋１３．４３２ｘ＋１２７２．６）を求めた場合を示す。これによって前方予測を行うと、実際の放電電圧値Ｖ19から外れてしまう。ところが、図８に示すように、後半期間のデータ即ちＶ15〜Ｖ18のみに基づいて二次曲線及び二次多項式（ｙ＝−２．７１９２ｘ2＋５１．８７６ｘ＋１０３８．３）を求め、これによって前方予測を行うと、実際の放電電圧値Ｖ19が正しく予測される。
【００４２】
従って、演算検出部６４により求める放電電圧値Ｖs1〜Ｖs4としては、放電電圧値が下降する後半期間のデータを求めるのが好ましい。そして、Ｖs1〜Ｖs4がＶ15〜Ｖ18である場合において、寿命判定基準値Ｖd＝１０００ｍＶとすると、図８から、寿命は約２０ケ月となる。これは、図８の二次多項式のｙに１０００（ｍＶ）を代入してｘを求めても求まる。従って、Ｖ18を測定した時点即ち約１８ケ月からすれば、残り寿命期間は約２ケ月となる。
【００４３】
なお、演算検出部６４により求める放電電圧値Ｖsは上述のような４個に限らず、３個以上であればよい。
【００４４】
以上のようにして、寿命予測装置６により鉛蓄電池４１の寿命が予測される。従って、寿命予測装置６は、次の寿命予測方法を実施していることになる。即ち、その寿命予測方法は、鉛蓄電池４１を抵抗値Ｒ1である抵抗部５７を介して大電流で短時間放電し、その際の放電電流値Ｉ1と放電電圧値Ｖ1を測定する第１工程と、第１工程の放電終了後に、第１工程とは異なる抵抗値Ｒ2である抵抗部５７を介して大電流で短時間放電し、その際の放電電流値Ｉ2と放電電圧値Ｖ2を測定する第２工程と、第１及び第２工程の測定値から、計算により、特定の放電電流値Ｉsに対応する放電電圧値Ｖs1を求める第３工程と、所定期間経過後に、第１〜第３工程を繰り返して、特定の放電電流値Ｉsに対応する放電電圧値Ｖs2を求める第４工程と、第４工程を少なくとももう１回、ここでは２回行って特定の放電電流値Ｉsに対応する放電電圧値Ｖs3，Ｖs4を求める第５工程と、第３〜第５工程で求めた放電電圧値Ｖs1〜Ｖs4と実使用期間との関係に近似する二次多項式又は二次曲線を求め、該式又は曲線に基づいて、寿命判定の基準値として予め決めておいた放電電圧値Ｖdに達する実使用期間を求め、これにより、残りの寿命期間を求める第６工程とを備えている。
【００４５】
【発明の効果】
請求項１又は４に記載の発明によれば、鉛蓄電池を２回放電させてそれぞれ放電電流値及び放電電圧値を測定し、後は演算を行うだけであるので、鉛蓄電池の寿命の判定を短時間で且つ簡単に行うことができる。特に、従来の定格放電容量試験に比して飛躍的に判定時間を短縮でき、保守管理者の負担を大きく低減できる。しかも、寿命判定装置の構成は簡単であるので、寿命判定を現場においても容易に、更に安価に、行うことができる。また、鉛蓄電池を放電させることにより判定を行うので、シール式及び液式の両鉛蓄電池の寿命の判定を行うことができる。
【００４６】
請求項２又は５に記載の発明によれば、従来為し得なかった鉛蓄電池の寿命予測を行うことができる。従って、蓄電池設備の計画的且つ適正な更新を行うことができ、保守管理者の負担を大きく低減できる。しかも、鉛蓄電池を数回放電させてそれぞれ放電電流値及び放電電圧値を測定し、後は演算を行うだけであるので、鉛蓄電池の寿命の予測を短時間で且つ簡単に行うことができる。更に、寿命予測装置の構成は簡単であるので、寿命予測を現場においても容易に、更に安価に、行うことができる。また、鉛蓄電池を放電させることにより予測を行うので、シール式及び液式の両鉛蓄電池の寿命の予測を行うことができる。
【００４７】
請求項３又は６に記載の発明によれば、特定の放電電流値に対応する放電電圧値と実使用期間との関係により近似した二次多項式又は二次曲線を求めることができるので、鉛蓄電池の寿命の予測をより正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の寿命判定装置又は寿命予測装置を備えた電力供給回路を示す回路図である。
【図２】  寿命判定装置の構成図である。
【図３】  放電電流と５０ミリ秒目放電電圧との関係を示す図である。
【図４】  液式鉛蓄電池における、３ＣＡ−５０ミリ秒目放電電圧と電池容量との相関性を表すデータを示す図である。
【図５】  寿命予測装置の構成図である。
【図６】  ３ＣＡ−５０ミリ秒目放電電圧と鉛蓄電池の実使用期間との関係を示す図である。
【図７】  図６のデータの内の最後のデータを除いた場合の図６と同様の図である。
【図８】  図７のデータの内の前半期間のデータを除いた場合の図６と同様の図である。
【図９】  液式鉛蓄電池における劣化過程中の３ＣＡ−５０ミリ秒目放電電圧の推移の例を示す図である。
【符号の説明】
４１  鉛蓄電池
５  寿命判定装置
５０  放電回路
５１  電流検出部
５２  電圧検出部
５３  放電制御部
５４  演算判定部
５５  判定表示部
５６  スイッチ部
５７  抵抗部
６  寿命予測装置
６０  放電データ検出部
６１  検出制御部
６２  演算予測部
６３  予測表示部
６４  演算検出部
【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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