■■■　シビックハイブリッドFD3　IMAバッテリーのリフレッシュ　■■■

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最近、我が家の自家用車である2005年式シビックハイブリッドFD3型のメーターパネルにて IMA警報灯が常時点灯するようになりました。 症状はアイドリングストップが殆ど作動せずに、モーターアシストも少ない状態です。 HONDA Carsさんで診断してもらうと、IMAバッテリが劣化しているとの事でした。 新品に交換するには、約３０万円もかかります。←現在はパートの時給で生計立てているので無理！ そんな大金は、持っていないので自分でニッケル水素電池をリフレッシュすることにしました。

■電動アシスト(電チャリ)について
　シビックハイブリッドのIMAシステムは、エンジンの振動抑制(圧縮工程の手伝い)を目的として、
IMAモーターによりエンジン振動の逆位相トルクを与える事で経済効果の高いバルブタイミングによる燃焼を
アシストする仕組みであり、HONDA新型フィットや新型アコード、トヨタプリウスに見られる遊星ギヤによる
充電用モーターと走行用モーターを用いた本物のハイブリッドシステムとは根本的に違いがあり、
厳密にはハイブリッド車ではなくモーターアシスト車である。

モーターアシスト車であるが故に上手なニッケル水素電池の充放電の仕方が出来ない為に充電池のリフレッシュが不十分となり、
回生充電「継ぎ足し充電」とエンジン振動抑制アシスト「浅い放電」により、実走行で50,000km〜70,000kmでニッケル水素充電池が寿命を
迎える訳でせっかくの『エコなくるま』自体が負のリサイクル・悪循環になっていると思います。

　以前に初期型のトヨタ・プリウスに乗っていたことがありますが、5年落ちの中古車を6年間所有して
合計11年乗りましたが、冬場の午前中は、ハイブリッドバッテリに対して一切充放電動作は行わず、
午後になってポカポカ暖かくなるとバッテリへ一気に充電開始していたと事を覚えています。
ニッケル水素電池にとって充放電するとまずい時には、一切何にもしない。
ニッケル水素電池の上手な使い方もプログラムされていたようです。
しかも初期型プリウスに関しては、ハイブリッドバッテリーの交換自体は無料だったと思います。
二代目以降は、どうなのかは知りません。
しかしトヨタはトヨタで足回りが貧弱で電動パワーステアリングからガリガリ・ガタガタと異音がするようになり、
ディーラーで見てもらうと電動パワーステアリングユニット一式の交換が必要で20数万円もかかるとの事でした。
お客様相談センターに相談しても無料修理は出来ないとのことでしたので已む終えず廃車しました。

　しかし、現在のシビックハイブリッドは廃車にするわけにはいかないので、リフレッシュするしかありません！

　やはり前回と同様な症状で、下方修正⇒上方修正⇒IMA警告灯表示となります。
しかたなくIMAシステムのリセットを行いました。
リセットをすると確実にアイドルストップする様になります。
やはり電池の寿命かぁ〜！
３回目のIMA警告灯表示まで何日かかるのか？
警告灯点灯までの状態を確認中です。

　残念ながら2014年10月以降〜2015年8月までIMA警告灯の表示が常時表示されたままとなり、炎天下の駐車後にエンジン始動すると警告灯が消えることもありました。
おそらく今年の猛暑により、IMAバッテリーのニッケル水素電池が悪い意味で放電されモジュール間電圧が揃ったためだと思われます。

●去年2014年の10月より、IMA警告灯が再度点灯しており燃費も悪化の一途を辿っていましたので、
　２０１５年８月に再度IMA駆動電池のリフレッシュをすることにしました。

///　序章　///　【IMAバッテリーの仕様について】
■　第一段階　■　⇒　【準備・バッテリー充電器の選択】
■■　第二段階　■■　⇒　【IMAバッテリーの分解】
■■■　第三段階　■■■　⇒　【IMAバッテリー現状確認】
■■■■　第四段階　■■■■　⇒　【IMAバッテリーの内部状態推測2回目】
■■■■■　第五段階　■■■■■　⇒　【IMAバッテリーの放電作業】
■■■■■■　第六段階　■■■■■■　⇒　【IMAバッテリー内部の放電状況の確認】
■■■■■■■　第七段階　■■■■■■■　⇒　【IMAバッテリー内部セルの回復・活性化】
■■■■■■■■　第八段階　■■■■■■■■　⇒　【IMAバッテリー充電状態の確認】
■■■■■■■■■　最終段階　■■■■■■■■■　⇒　【IMAバッテリー再組立て】
■■■■■■■■■■　リフレッシュ後のドライバビリティ　■■■■■■■■■■
///　その他　///　【充電時のトラブルなど】
※※※※※※※　初回、２回目リフレッシュ後のトラブル対処　※※※※※※※

　運転席メーターパネル内、IMAバッテリの残量表示インジケータが６目盛りの表示状態からリフレッシュ作業を開始しています。
アイドリングストップは、作動することが無く、時たまオマケ程度にアイドリングストップが作動するのみ、加速時のアシストもなく
なんだか車が苦しそうな状態です。

■IMAバッテリーの仕様
　IMAバッテリーは、単一乾電池の形をしたニッケル水素電池が132個直列に繋がっています。
1モジュールが1セル×12個の組み合わせで、全部で11モジュール、合計132個のセルとなっています。っています。

■充電器の選択
　リフレッシュするにも、直列に接続された128Vものニッケル水素電池の充電と放電をすることのできる充電器は
簡単に入手出来ないので、1モジュールごとに充電出来ないか？と考えました。
　そこでR/Cラジコン模型の専用急速充放電器であるiMAX B6AC が眼に留まりました。
iMAX B6はニッケル水素電池を15セルまで充電できます。
IMAバッテリーの1モジュールは12セルなので、なんとか充電出来そうです。

●iMAX B6ACはサイクル充放電ができる優れものです。←但し日本製でないため、アタリ・ハズレ　があります。
　しかしコストパフォーマンスは抜群です。
【SPECIFICATION】
　NiCD/NiMH：1〜15cells
　LiIon/LiPo/LiFe：1〜6cells
　Lead acid(Pb)：2〜20V
　Charge Rate：0.1A〜5A(Max50W)
　Discharge：0.1A〜1A

●充電器の設定(実際に放電と充電をしてみて解ったことを反映)
　【IMAバッテリのモジュール電圧について】を参照

【iMAX B6AC充電器の設定】
　�@放電終止電圧(NIMH DICHARGE)は、13.2Vに設定

　�A放電電流(NIMH DICHARGE)は、最大値である1Aに設定

　�B放電時のセーフタイマー(SAFTY TIMER)は、
　　充電時のセーフタイマーと同期している為、２時間(SAFTY TIMER ON 120min)に設定

　�C充電容量(CAPACITY CUT-OFF)は、ちゃんと放電出来ているか解らないので、
　　過充電防止のため電池容量5500mAhの98%の5400mAhに設定
　　（※SAFTY TIMERでも過充電を防止出来るのですが、
　　　充電だけでもなく放電に対しても作用するので注意が必要です。）

　�D充電電流(NIMH CHARGE)は、自動(NIMH CHARGE AT CUR LIMIT 3.6A)に設定
　　（※充電器の供給電力が最大50Wなので、16V出力だと3.1A前後となりますが自動的に調整されます。）

　�Eサイクル(NIMH CYCLE)は、DCHG>CHG　1（放電⇒充電）回数１回に設定。

　�Fデルタピーク検出電圧(NiMH Sensitivity)は、D.Peak 10mVに設定
　　(※デフォルト7mVでは、電池が劣化しているのでデルタピークを誤検出して充電停止するため)　

　リフレッシュするにはバッテリを取り外さなければなりません。
HONDA IMAバッテリの回収マニュアルを参考にバッテリを取り外しました　←※必須マニュアル
サービスマニュアルCIVIC HYBRIDシャシ整備編(IMAシステム章)も同様な取り外し方でした。
HONDAさんのハイブリッド車バッテリリサイクルのホームページ

●次に充電するために、モジュールの端子が見えるところまで分解する必要があります。
　�@ジャックションボードを取り外します。

・小さなコネクターが温度センサーで ・大きなコネクターがモジュール間の電圧検出用です。 ・モジュール１〜６とモジュール７〜１１の間にあるのが 　電流センサーです

　�Aモジュールの端子が見えたら、直列接続の金具を取り外します。

丸い穴の開いたモノ(◎)４個が、ジャンクションボードの端子と 接続する為のスペーサーです。 ボルトでしっかりと固定されています。 左上の丸い端子と右下の２番目の丸い端子が出力端子となります。

　　　　　　　　　　　↓↓↓↓

モジュール間の直列接続端子を固定しているボルトを取り外している最中の写真です。

　　　　　　　　　　　↓↓↓↓　

�Bモジュール端子単体の写真(これがモジュールの陽極端子と陰極端子です) 　　　　　　　　　↓直列接続用の端子を取り外した状態。 ●●DANGER●● ※モジュール単体にて充電する場合には、必須作業。 　　直列接続端子を取り外さずに、放電すると隣接するモジュールにより逆電位で充電されるため 　　電池にダメージを与えます。

　　各モジュールの電池端子より直列接続金具を取り外したら、
　電池端子の直列接続金具取付けボルトの代わりにＭ６×４０ｍｍの長ねじを挿入して
　充電器と接続するために充電ジャックを作ります。
　極性を間違わない様に　＋(ポジティブ)は赤色のペンキを塗っておきます。

電池端子の直列接続金具取付けボルトの 代わりにＭ６×４０ｍｍの長ねじを挿入 充電端子を作ります

サービスマニュアルCIVIC HYBRIDシャシ整備編(IMAシステム章)も入手しましたが、
ＨＤＳ(Honda HDS HIM Diagnostic Tool )を使用した故障診断のことが主に記載されており、
最終的には、IMAバッテリの脱着方法のみが記載されていました。IMAバッテリーは交換を前提としている様です。

■現状のモジュール単体での電圧を測定しました。

●この状態が、IMA警報灯が常時点灯するモジュール毎の端子電圧です。
※インターネットで検索して調べると、複数直列接続されたニッケル水素電池の場合、セル間の均等電圧のバラツキが出始めると、
メモリー効果の出たセルがすぐに充電一杯となり、システムにより過充電防止のため充電停止となるため、その他のセルは足を引っ張られたように充電出来なくなる。

　このことから下記測定電圧から、モジュール３とモジュール４、モジュール７とモジュール９が電圧値が高く、システムが早期に満充電と判断されて、
その他のセルが充電されなくなっていると推測出来ます。

●予備充電の様子

　↓IMAバッテリーの直列接続金具を取り外して１２個のセル単体、各モジュールごとに　i-MAXにて充電した状態です。

※iMAX B6を計測器と見なして、予備充電をしてニッケル水素電池内部の状態を検証。前回と同じ様に予備充電開始
　事前にシビックハイブリッドのバッテリＥＣＵとＩＭＡシステムがバッテリーに、対してちゃんと充電をしている事を前提としています。
充電容量にどれだけバラツキがあり、容量が少ないのか推測します。

※iMAX B6充電器が、デルタピークを検出して自動充電停止した充電容量です。
　　(iMAX B6充電器のCPUは満充電だと思っています）

■予備充電後の各モジュール間の電圧測定結果（iMAX B6充電器のデルターピークによりオートカット）
　モジュール平均1743mAhなので、リフレッシュ前のIMAバッテリーの容量は、5400mAh−1743mAh＝3656mAh？

　今回は、放電処理をニッケル水素電池の放電終止電圧近くまで確実に行うため、iMAX B6充電器の放電機能は使わずに
巻き線可変抵抗器を入手して活用しました。（300W750Ωの巻き線可変抵抗器です↓）

■Ni-MHの放電終止電圧：
　インターネットでいろいろと調べましたが、どの情報が正しいのか解りませんので、とりあえず参考に記述。
●情報１：
　　6セル以下の場合1.0V、7セル以上の場合は(電池個数-1）×1.2
　シビックハイブリッド1モジュールの場合の例：(12-1)×1.2＝13.2V
　１モジュールあたり　13.2V×11本＝合計　145.2V

●情報２：
　　1セル辺り0.9V　12セル×0.9＝10.8V
　１モジュールあたり　10.8V×11本＝合計　118.8V
　どちらが正しいのか良く解らないので、単純に間を取って(145.2V＋118.2V)÷2＝132Vとしました。

　IMAバッテリーのジャンクションボックスの＋端子とT端子間(写真２)に、
放電用の300W対応巻き線抵抗器を直接接続して放電作業を行います。
※IMAバッテリーの＋端子と−端子間はメインスイッチをONにしても通電しません。
　メインコンタクタ（電磁スイッチ）がを介して通電する仕組みです。

写真２　※放電用抵抗を直接接続する箇所です

　予備充電後に＋端子とT端子間の電圧が177Vあった状態から、夜間に放電終了出来る様に抵抗値を決めました。
シビックハイブリッドFD3のIMAバッテリは、Ni-MH 158V5500mAhで3時間放電率1.8Aです。←1.8Aの電力を3時間安定して供給出来る仕様。
6時間以上で放電したいので6時間÷3時間=2、1.8A÷2=0.9A、実際の電圧が177Vあったので、
オームの法則よりR=V/I=177/0.9=197Ω
放電抵抗は、耐電力に余裕をもたせて1.5倍の300Ωとしました。

※↑この写真の状態が可変抵抗値３００Ωの状態。 放電時には電力を熱エネルギーに変換して、かなり発熱する為、 安全のため玄関の陶器タイル上に巻き線可変抵抗を置いて放電作業を行いました。

※消費電力＝V・I=I2・R=0.9×0.9×300=243W・・・放電抵抗値を300Ωの設定でも限界に近い電力です。 (耐電力最大300W、最大抵抗値750Ωの可変巻線抵抗器)

放電終止電圧以下にならぬ様に、132.2Vまで放電して停止しました。

巻き線抵抗器の熱変換時の温度162℃まで上昇します。↓油断すると火事になるで〜〜

電力を熱エネルギーに変換するので、163℃まで上昇します。触るととても熱くやけどします。 耐電手袋で触ると溶けて焼きついてしましました。

●IMAバッテリーの放電終止電圧近辺まで放電状況を計測します。
　６時間放電して177V⇒132.2Vまで放電した状態から、モジュール間接続金具を再度取り外して電圧を計測しています。

※バッテリーの回復・活性化を図るため、予想放電終始電圧付近まで放電した後に９２パーセントの充電容量まで充電します。
※iMAX B6充電器の放電時セーフタイマーの設定は、充電時のセーフタイマーの設定と同じになる仕様です。
　iMAX B6充電器のCPUがデルタピークを検出して自動充電停止するか、キャパシティカットオフ機能、セーフティタイマーにて充電強制中断まで充電します。
　※三重の安全対策です。

●リフレッシュ時の写真↓

■モジュール1の充電↑	■モジュール2の充電↑
■モジュール3の充電↑	■モジュール4の充電↑
■モジュール5の充電↑	■モジュール6の充電↑
■モジュール7の充電↑	■モジュール8の充電↑
■モジュール9の充電↑	■モジュール10の充電↑
■モジュール11の充電↑

●無事にＩＭＡバッテリーのリフレッシュが終わったので、バッテリーモジュールを組立てしました。
　※モジュール間の接続端子には接点復活剤を塗布しモジュール単体電圧検出コネクタにも接点復活剤を塗布して
　組み付けを行います。
　ＩＭＡバッテリーユニット一式を車両に組み込みます。
　※組み立ては■■　第二段階　■■⇒【バッテリーの分解】の逆手順を実施。

　組み込み終了後に、ＩＭＡバッテリユニットのメインスイッチをＯＮ
　車両の12Vバッテリーのマイナス端子を接続し、シビックのエンジンを始動させます。
　結果ＯＫ
　試運転すると走行時に力強くモーターアシストし、停車時には確実にアイドリングストップする様になりました。

　お盆休みに琵琶湖一周（往復200km)のドライブに行ってきました。
確実にアイドリングストップする様になり、往復燃費が18km/リットル
燃費計測はODOメーターにて、通勤片道。
・出勤時(緩やかな下り坂)が16.9ｋｍ/リットル、
・帰宅時(緩やかな上り坂)が14.4ｋｍ/リットル

★IMAバッテリインジケーター表示の状態
　IMAバッテリーインジケーターでの4セグメント表示状態では、確実にアイドルストップします。

3セグメント表示状態では、アイドルストップしなくなります。
　3セグメンの状態からでもアシストして加速力抜群となりました。

　2回目のリフレッシュ時の回生充電時の様子は、通常の平地走行では4セグメントから5セグメント表示まで充電されフルセグメント表示にはならず、
多くて常に6〜7セグメント表示状態をキープする状態となっています。停滞市街地走行時には4セグメントをキープしています。
緩やかな長い下り坂での走行にてフルセグメント表示になりますが、滅多にフルになりません。
　また充電動作は、回生充電ばかりでエンジン駆動による発電・充電はほとんどなしです。
新車時の状態を知らないので、インジケーターの状態が本来はどうなのか知りたいですね。

　リフレッシュ後に３日間ほど車に乗りましたが、とても加速力がありアイドリングストップも確実に作動し
IMAバッテリーインジケータも上方修正・下方修正がないので、しばらく様子見です。
これでNi-MHバッテリーが復活できたら良いのですが、これでアカンかったらシビックハイブリッドはアカンわぁ・・・

�C　再度�@〜�Bの作業を実施して、1セグメント表示からすぐにスルスルっとフルセグメント表示になる事を確認し作業終了。
やはりIMAバッテリーの寿命か〜〜！
また　しばらく様子を見ようと思っています。

■IMAバッテリーリフレッシュから3ヶ月経過
◎やはり、心配していたIMA警告灯の点灯が発生しました。
　しかし前回とは違いIMA警告灯が3日後には消えてしまいます。
　▼状態は下記です▼

　上記状態にて、自宅ガレージにイグニッションOFFで駐車3日間ほど運転せずに放置しておくと、
IMAバッテリーが自然放電されて、次回エンジン始動時にはインジケーターが1セグメント表示となった後、
エンジンによる充電開始となり、約５分後にフルセグメントになって
正常にアシスト・アイドリングストップ・回生充電が可能となる状態です。

　2015年11月中旬に、またIMA警告灯が点灯しましたが、翌日には自然消灯しました。しばらく様子見。

●充放電時の充電器の問題など。

前回の充電作業では、大容量高電圧のニッケル水素電池へ充電するので、 iMAX B6AC(50Wモデル)では電力供給に余裕が無いのが心配でしたが、 やはり現実のものとなりました。 最大電力近辺で駆使したので、DCジャック付近に熱を持ち端子が熱変形してしまい 内蔵ACアダプターからの電路とDCケーブルからの電路切換が出来ずに電源が入らなくなりました。 iMAX B6AC(50Wモデル)は、ACアダプタ本体がすっぽりと 後ろのケースへ格納されているだけなので、 供給電力限界近辺で酷使すると放熱の問題が発生するようです。 　今回は事前に放熱出来るように、ACアダプター本体のケースに放熱用の穴を開けて 空冷できるようにしました。外付けACアダプターにも放熱用の穴を開けて、 DCファンを取り付けして対応しました。

これでも外付けACアダプターの供給電力限界近辺で酷使して使用したこともあり熱を持ってしまいましたが、
　本体はCULLENT LIMIT表示でちゃんと自動充電停止し何の問題もありませんでした。←安全設計ですね！
　ただしACアダプタが発熱していました。・・・やばかった！
　※iMAX B6充電器での大容量高電圧のニッケル水素電池へ充電は、
　　強力な外部電源と80Wモデルか100Wモデルが良さそうです。

■その他(IMAバッテリーシステムの簡易リセット)

●IMAバッテリーシステムの簡易リセットの仕方
　IMAシステムのリセットをしました。
　�@　12V鉛バッテリーのマイナス端子を外して5秒間待ち再度取り付けを行い、
　�A　イグニッションスイッチオン⇒エンジン始動と同時にIMA警告灯の消灯確認と
　　　IMAバッテリーへの充電開始
　�B　IMAバッテリーインジケーター表示がフルセグメント表示になるまで待ちます。

■IMAシステムのリセット後の充電状態です。
★IMAバッテリインジケーター表示の状態