自動計測への目覚め ～バッテリーの放電特性を採取する～

 おはようございました。

電力計で一番面倒くさい仕事である効率が測れるようになったら、次に面倒くさいと思っている仕事を片付けるのが世の常、人の常であります。

そんな訳で次に困っていることといえば、

『電池の放電特性を測りながら、エネルギーも測定したい』

であります。

一般的な電池というのは、一般的には電流×時間の容量表記(Ah)が一般的です。

ですが実際にはいくらかの電圧低下をしながら放電をしますし、DC/DCコンバータなんかを用いて宜しく電力を取り出す側としては、電流量なんかより電力量で語れよ！と思う訳であります。

クーロン量じゃないと訳分かんねぇだろ！っていう真面な電気化学やってる方々への明確な敵意でございます。

そこで、電力計と実負荷に模擬した電子負荷を組み合わせれば所望の電池で一体どれだけ動かせて、どれだけ余力がありそうなのか？というのが一目瞭然で解る訳です。

これができれば、ネット記事にとっ散らかっている『電池の放電特性測ってみた』系の電流量は解ったよ、じゃあ電力的な側面評価はどうなのよ？という疑問とはオサラバです。

また、電池の早期劣化防止のために、意図的に使用領域＝容量制限をかけている実働条件下の挙動なんかもうまく測って、新品に比べて一体どれだけ余力を持たせているのか？

設計目標と実際の値はどう違うのか？

経年劣化した充電池ならどうよ？

みたいな、細かい面倒くさかった試験が片手間で珈琲を飲みながら測定できるという、なんとも素晴らしい結果を得ることができます。

そんな訳で、試しに宜しく実装してみました。

例として劣化した鉛電池の放電特性を晒します。

この測定結果はサイクロンバッテリーとかいう一時期流行った電池でして、スペック的には10時間率で8Ahだそうです。

ですのでそれに近い放電条件下で測定したところ、こんな感じに容量低下として劣化してるよ？というのがわかるようになりました。

またついでに電力量を測定しているので、今の状態ならどれぐらいのエネルギーを取り出せられるのか？も解ります。

新品の10時間率(この負荷量)なら大体94Whぐらいだろうというのも予測できるわけです。

他にもコールコールプロットやインピーダンスの周波数特性とか色々測ったのですが、見ての通り、使用条件がそれぞれ違い過ぎたせいか、劣化と直接紐づけられるようなデータが取れませんでした…電池って奥が深いよねぇ～。

要するに、普段からデータ採っておいて、その設置条件下での正常値のデータを集めとかないと、異常値と分かるデータはとれませんよ？ということは明確に見えてきました。

ちなみに、電子負荷側についた計器での測定もできるのですが、積算はできないので、移動平均にして測定したところ、電力計に対して1％近い誤差が出てしまいました。

まぁ、せいぜい1％程度の誤差ですし、いつもの電気屋さんなら気にしない値です。

ですので、通信できる電子負荷は持っているが、電力計は持っていなくて、なおかつ

細かいことは気にしない方々、

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っていう割り切りが得意な方は、電子負荷だけでもソコソコやれそうなんでお勧めです。(ただ、電圧側は結構誤差が出るので、放電電圧のずれが結構ひどいかも知れない)

そんな訳で、大体の電池の放電特性と電力量が測れるようになったので、最近会社の仕事で作っていた小道具類も測定して、設計上はそこそこワーストに近い現実的な値で設計していたので設計目標を十分に到達しているよね？という裏付け資料を作成し始めようと思います。

※本当はこういう測定が必須だから測定器買ってほしい！と2年前から進言していたのだが、結局自分で買う羽目になった…この会社はいつもこうだ…いつも個人お財布に集ってきやがる…(´･ω･`)ｼｮﾎﾞｰﾝ

ではでは、今日はココまで。

またの機会に会える事を楽しみにしています。