鉛蓄電池の放電特性の測定

質問

鉛蓄電池の放電特性を測定したいのですが，やり方がよく分かりません。
やり方がわかる方，測定方法が書いてある実験書などありましたら教えてください。

回答No.4

roltuki

ソーラーカーの実験に使う電池とのことですので電圧は低いのでは無いかと思います。定電力で負荷を取り出す簡単な方法ですが、インバーターは如何でしょうか、１２Ｖでしたら安価な車の車内で１００Ｖを取り出す物が有ります。仮に電池側に直流電源を並列接続して電池には電流が流れない様に電圧を調整します。１００Ｖ側に電球やヒーターなどの負荷を取り付け直流側で必要な電力になるように調整します。バッテリーの出力に直流電流計、直流電圧計、を接続しておきストップウォッチを準備し直流電源を外したときから、単位時間事に記録を取れば定電力の放電特性が取れると思います。インバーターの性能で定電力の精度が決まりますが簡単な方法だと思います。直流電源を切り放すときはブレーカー等で完全に切るか、バッテリーからの逆電圧に耐える物を用意して置いて下さい。放電の終止ではインバータが自動停止しますので、測定出来る電圧の下限はそれで決まってしまいますが、最後は急激に電圧が下がりますので、（定電力負荷なので電圧が下がると電流が増えます。電流が増えると電池の電圧が下がり、そのためさらに電流が増える為です）それ以降は実用上は必要が無いと思います。

回答No.3

noname#60878

No2です。
電流一定の条件での電圧特性ですね。
通常は、負荷が固定であれば、電圧の低下とともに電流が減少します。抵抗負荷であれば、時間とともに抵抗値を変える必要があります。実験時間が短く、多少の誤差が許されるならば、人間が監視して調節することも可能ですが。あまり大きな電力でなければ、トランジスタ等の定電流回路を使用します。電力が大きければ、電流を検出(どうせ記録する必要があるので)して、これを元にしてモータ等で物理的にすべり抵抗器のスライダーを動かすような装置があります。

そのソーラーカーの電気系のシステムが判りませんが、取り出し電力を一定にする(電圧が下がればその分電流で補う)ようなインバータのような回路にはなっていませんか。もしそうならば、そのスイッチング回路を流用して、測定用の(疑似的に)定電流の条件が作れそうな気がします。

回答No.2

noname#60878

測定する目的は何？？
測定実験か何かですか？　生産管理とか？　特定の用途に向けての適応の検証とか？？
特定の電池についての試験？　ある製品の評価？　精度とか再現性はどの程度必要ですか？　（電池自体のバラツキが大きいこと、負荷の大きな実験を繰り返すと電池の特性自体が変化することなどに注意。）

通常は、所定の条件で充電した後、一定の電流で放電し、端子部分の電圧の変化を記録します。放電とともに電圧が下がるため、電流を一定にするには、負荷抵抗を加減する必要があります。最低必要な物は、充電用の電源、電圧計、電流計、可変抵抗器、時計。温度との関係も求めるならば、電池の温度を測れるような温度計を。
一定負荷という条件で、電圧と電流の変化を測定する場合もあります。使用目的によっては、こちらの方が実際的かもしれません。
充電のしかたや、充電後の放置時間によって、放電特性にいくらか変化が見られます。測定の目的によっては、考慮する必要があるかも。

負荷変動の大きい用途では（短時間電流を流すと電圧が降下するが、負荷を減らすと電圧が回復する)、想定される用途に近いサイクルで測定する必要があります。短時間で充電放電を繰り返すような用途では、中途半端な充電状態での放電の検証も必要かもしれませんね。また、このような用途では、電池自体がかなり早く傷むと思いますので、そのあたりも考慮した測定を考えておくと良いと思います。

お礼

回答ありがとうございました。

言葉が足らず申し訳ありません。
測定目的は「電流を一定に保った場合の電圧の変化を知りたい」です。
そのバッテリーはソーラーカーに搭載されています。

必要な物，測定方法はよく分かりました。
それで1つだけ質問なんですが，電流を一定に保つ場合は手動で抵抗を変えて調節するしかないのでしょうか？

お礼と一緒に質問してしまって恐縮ですが，回答いただければ幸いです。

回答No.1

angkor_h

「鉛蓄電池」で検索すると、メーカや規定JISなどが分かります。その辺りを調査するとよいでしょう(メーカは専門家集団です)。

一般的に考えるならば、負荷抵抗、電圧計、電流計、記録計(時間経過と共に電圧、電流を記録)、温度計が有ればよいのでは?
特性も、時間に対する電圧変化しかないし。
放電量は、電流を時間で積分すれば出るし。

お礼

回答ありがとうございました。
早速調べてみます。