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バッテリの劣化診断方法について。
バッテリは経年により劣化していくものだと思います。 その為、メーカー推奨交換年月が設定されており、大体一定温度（25℃）で使用 した場合の大雑把な寿命があるのが一般的だと思います。 しかし、現実には、その年月を経過しただけではバッテリは不良であるとは言え ないと思いますので、どの程度劣化したのかを診断できるようになりたいと思っ ています。 その手法についてアドバイスを頂きたく、知恵をお貸し下さい。 まず方法としては、一般的にバッテリテスタを用いて内部抵抗の測定が上げられ ると思います。 その場合に考えられる問題点としては １．初期値を抑えなければならない（８０％劣化した所が一般的なバッテリの ”本当の”寿命の為） ２．内部抵抗測定時のバッテリの表面温度によって測定値に影響が出る為、補 正をかける必要がある ３．複数のバッテリを直列に接続している場合は、各々を切り離して単体にし なければ正確に測定できない（という記述がありました） 初期値については、メーカーも持っていないとのことなので、新品を購入して測 定しなければならないが、製品のばらつきがあることを考えると5つ程度は用意し て測定しなければ 信頼性のあるデータが取得できないと考えられます。 ※なお、８０％劣化というのは、メーカーに確認した結果、そこまで容量低下し たら、そこからは加速度的に劣化が進む可能性が高い（突然死する可能性がある ）為、保障は出来ないというラインらしいです さらに、内部抵抗測定時の表面温度の影響は、通常のバッテリテスタでは温度ま で考慮していないようなものしかないようなので、その分測定誤差が大きくなる のではという懸念があります。 そこで、諸々を調べていったのですが、コンダクタンス法を用いたバッテリテス タの場合は、１の初期値を抑えなければならない点は解決しませんでしたが ２の問題は、自動補正をかけてくれるとのことで、信頼性が高いのではないかと 考えています。 さらに、最もバッテリの容量を正確に診断できる「実放電試験」と最も相関が高 い測定方法であり、相関性が９０％近くとのこと（先に述べたバッテリテスタの 場合は相関性が６０～７０％前後という話です） ここまでは調べました。 しかし、どうにもどういう手法がいいのか判断できません。 記載してあった情報も正しいのか分かりませんでした。 そこで不明点等を以下の通りまとめましたので、ご存じの方にご意見頂きたいと 思います。 １．初期値を抑えないでもバッテリの劣化具合が診断できる方法はないか ２．内部抵抗測定時のバッテリの表面温度の差はどの程度影響するものか（屋外 に常駐させているバッテリなので、環境温度は０℃～３５℃程度変化するのを前 提とする） ３．コンダクタンス法や、バッテリテスタでの各々の測定時の信頼性はどの程度 なのか ４．実放電試験の方法（実際の負荷にフル充電したバッテリから放電をして、設 計段階の放電時間からどの程度低下しているかを試験する方法？） ５．バッテリテスタで内部抵抗のみを測定する場合（温度をはからない場合）、 別の測定器で表面温度を測定して補正をかける為の計算式 以上、ちょっとまとまりがなくて申し訳ありませんが、宜しくお願いします。
- sosoteboko
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- electron11
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私の診断法を紹介しましょう サルフェーション等考える必要ありません 充電後に電解液の比重測定するのです 比重と充電時間で劣化度が解ります 鉛電池は劣化しますと幾ら充電しても比重が上がりません これは決定的で充電効率が悪化します こうなった時が寿命で 小電流電源として利用します 例えばLED用とか これでも直ぐ放電してしまうようでしたら使いようがありません 比重測定時は 栓周りの ゴミ と電解液は希硫酸ですから扱いに注意が必要です 劣化した頃は6個（12V時）のセルの比重にバラツキが現れてきますので濃いセルの液と混ぜて平均化します 比重計はオートバックス等で手に入ります 復活剤が売られております 何割か復活するようですが使った事はありません 誰か試して報告欲しいです 密閉型鉛電池については解りません 弄りようがないので内部抵抗によるしか無いのでは。
- tetsumyi
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余計なことを付け加えますが 私の経験では、サルフェーションが起きるような使い方に問題があると思います。 バッテリーはサルフェーションが起きないように１ヶ月に１～２回稼動させて、テストを兼ねてある程度放電させてやるべきではないでしょうか？ UPSもメンテナンス無しで接続しているだけでは、停電時に動作しないで役に立たなかったなんてことにもなりかねません。 このような放電テストをすることでバッテリーを長持ちさせることにもなりますから、きわめて有効な手段だと考えますがどうでしょうか？ 一般的に鉛蓄電池はふさわしい管理をすれば、厳しい環境で使ったり重い負荷を掛けなければ５年以上あまり劣化しないで使うことができるはずです。
- tetsumyi
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劣化診断は使用条件に従って判断するのがベストです。 バッテリーは実際に使用する最大電流、充電電流、使用環境温度によって寿命が大きく変わります。 使用条件に合わせた最大電流での電圧測定で寿命が近いことを知るしか方法はありません。 バッテリーフォークリフトではバッテリーを１０年以上交換なしで使い続けている所もあります。
補足
アドバイスありがとうございます。 補足します バッテリの劣化原因は、主にサルフェーションです。 停電補償するUPSのバッテリな為、殆どが自己放電によるサルフェーションの発生の為です。 そう考えると、負極の鉛に硫酸鉛が付着することによる電極の導電部分の減少が劣化の主要因であると考えられます。 また、自己放電以外の放電はほぼしていない為、正極の劣化は少ないと考えられます。 その為、内部抵抗を測定しようと考えた次第で、質問させて頂きました。 なお、シール鉛蓄電池なので水の蒸発は殆どないものと考えていいかと思います。 勿論１００％ではないのは承知しておりますが、経験則で申し訳ありませんがシール鉛蓄電池の劣化要因で電解液の枯渇や減少は殆どありませんでした。 また、先に述べた通り、環境温度が常に変化している為、メーカー公称日数を守れば信頼性があるのかと言われれば当然無理ですし 温度が変わればバッテリの放電量も変化する為、そういう観点からも計算で出すのはほぼ無理だと考えています。（誤差が大きすぎる為） 測定条件については、UPSでフロート充電をしている為、フル充電後の経過時間はほぼ一定と考えていいと思われます。 温度は常に変化する為、温度補正をかける必要はありますが、先に述べたコンダクタンス法を用いて測定する測定器であれば自動的に温度補正がかけられます。 放電量は、UPSの性質上常時放電するものではなく、通常は自己放電のみの為、これも影響はないと考えていいかと思います。 充電電圧についても、放電は基本的に行っていませんので、一定に保てると考えられます。ただし、機器の特性による変動は可能性としてありますが、大げさな変化はありません。 これらのことを考えると、コンダクタンス法を用いた測定器を使用するのが最適・・・・でしょうか。
- tac351115
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＞１．初期値を抑えないでもバッテリの劣化具合が診断できる方法はないか 劣化の定義について発想を変えてみましょう。 まさにメーカー自身でも初期値を把握していないのだから、劣化を初期値から定義する必要はないでしょう。つまり、例えば「メーカー仕様である定格容量の80％」を以って劣化を判定すれば解決します。ユーザから見ても、ユーザに分からない初期値によってブラックボックスとなる劣化の定義よりすっきりするので納得性があるでしょう。 ＞２．内部抵抗測定時のバッテリの表面温度の差はどの程度影響するものか これは、誤差の範囲で片付けられないレベル、具体的には数十％のレベルで影響がある可能性が高いです。歴史が古い鉛蓄電池なら、文献が出ているものと思われます。なければ恒温槽で実験するしかないですが。電池の種類にもよりますが、低温では化学反応が起きにくいので、急激に電池容量が低下します。 ＞４．実放電試験の方法 これは、書いておられるとおり、実際に放電して、規定の電圧に低下するまでの容量（アンペアアワー）を積算する方法です。この方法では確かに正しい容量は測定できますが、鉛蓄電池の場合はこの放電によっても劣化が進行してしまうので、実運用での測定方法としては避けるべきです。 ＞５．バッテリテスタで内部抵抗のみを測定する場合 以下はご質問に対する答えではありません、注意点です。 内部抵抗で測定する方法の精度が低いのは、同一の電池でもそのときの状態によって内部抵抗が変動するためです。例えば、充電電圧やフル充電後の経過時間、温度、放電量、などによって内部抵抗は変動します。 最後に蛇足ですが、劣化の種類を一通り調査・把握されれば筋の良い解決策に結びつくと思います。 例えば、電極表面に絶縁物が固定化することによる劣化、溶液が減少することによる劣化等です。 以上。
補足
回答ありがとうございます。 疑問点がありましたので補足をつけさせていただきます。
補足
回答ありがとうございます。 記憶違いでしたら申し訳ありませんが、基本的にサルフェーションが発生するのは放電時ではないのでしょうか？ 放電試験をすると逆効果だと思われますが、違うのでしょうか。 勿論、正常動作を確認するという意味を考えれば単純に逆効果とは言えないと思いますが あくまで、バッテリの劣化についてという意味合いです。 一応、UPSですので、リチウム電池等は使用しておらず、鉛蓄電池です。 リチウムならある程度放電したほうがいいのはわかりますが。 >厳しい環境で使ったり重い負荷を掛けなければ５年以上あまり劣化しないで使うことができるはずです 屋外に設置し、しかもファンのみでクーラーを設置してあるような環境ではないため、メーカー推奨交換年月機能を持つことができません。 すべてを空調の聞いた室内に設置するのは、設備の目的やコスト、バッテリ数の関係から不可能なのです。 そのために、少しでも正確にバッテリの寿命を把握する方法を検討しています。