JPH05144481A - 蓄電池状態検出装置 - Google Patents

蓄電池状態検出装置

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JPH05144481A
JPH05144481A JP3329919A JP32991991A JPH05144481A JP H05144481 A JPH05144481 A JP H05144481A JP 3329919 A JP3329919 A JP 3329919A JP 32991991 A JP32991991 A JP 32991991A JP H05144481 A JPH05144481 A JP H05144481A
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JP
Japan
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diode
temperature
detection
storage battery
electrode
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JP3329919A
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English (en)
Inventor
Akifumi Tanaka
昌文 田中
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Japan Storage Battery Co Ltd
Original Assignee
Japan Storage Battery Co Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 1個の装置で蓄電池電解液の液面と温度とが
精度よく検出でき、しかも複雑な配線を必要としない蓄
電池状態検出装置を提供する。 【構成】 温度検出用ダイオード5と温度検出用ダイオ
ード電流調整用抵抗4と限流用抵抗3と検出電極2と
は、温度検出用ダイオード5の正極、温度検出用ダイオ
ード電流調整用抵抗4、限流用抵抗3、検出電極2の順
に直列接続されたものであり、定電圧素子6は、温度検
出用ダイオード5と温度検出用ダイオード電流調整用抵
抗4との直列回路に順方向に並列接続されたものであ
り、第1の出力線7は温度検出用ダイオード5の負極か
ら導出されたア−ス線であり、第2の出力線8は温度検
出用ダイオード5の正極から導出されたものであって、
液面検出・温度検出出力のためのものである、蓄電池状
態検出装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は蓄電池状態検出装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】蓄電池の電解液面位や温度検出のための
装置に関しては数多くの提案がなされている。これらの
大部分は、液面検出装置と温度検出装置とが分離された
ものである。液面検出装置としては、液面検出電極を電
解液中に挿入しこの電極に流れるセンサー電流の有無を
検出することにより液面位を検出するものが主である。
又、温度検出装置としては、サーミスタで温度検出した
りダイオードの順方向ドロップにより温度検出したりす
るのがおもである。特に電解液温度を計測する場合は、
サーミスタよりコンパクトなダイオードを液栓下端部に
内蔵して構成したものが多い。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】蓄電池電解液の液面と
温度とを検出しそれを自動車の運転席で表示する場合、
液面検出装置と温度検出装置とが別々のものであれば、
2個の検出部と蓄電池運転席との間に最低3〜4本のセ
ンサー線の配線が必要となる。配線数が増加するにつれ
検出装置の信頼性が低下するばかりか配線工数も増加す
る。特に自動車等に採用される検出装置は高い信頼性と
安価な装置であることが最優先課題となる。過去、液面
検出装置と温度検出装置とを合体させた蓄電池状態検出
装置がいくつか紹介されてはいるものの、検出精度が悪
く実用に至ってない。
【0004】この発明は上記のような課題を解決するた
めに成されたものであり、その目的とするところは、1
個の装置で蓄電池電解液の液面と温度とが精度よく検出
でき、しかも複雑な配線を必要としない蓄電池状態検出
装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】そこで、検出電極と限流
用抵抗と温度検出用ダイオードと温度検出用ダイオード
電流調整用抵抗と定電圧素子と2本の出力線とを備えて
なり、温度検出用ダイオードと温度検出用ダイオード電
流調整用抵抗と限流用抵抗と検出電極とは、温度検出用
ダイオードの正極、温度検出用ダイオード電流調整用抵
抗、限流用抵抗、検出電極の順に直列接続されたもので
あり、定電圧素子は、温度検出用ダイオードと温度検出
用ダイオード電流調整用抵抗との直列回路に順方向に並
列接続されたものであり、第1の出力線は温度検出用ダ
イオードの負極から導出されたア−ス線であり、第2の
出力線は温度検出用ダイオードの正極から導出されたも
のであって、液面検出・温度検出出力のためのものであ
る蓄電池状態検出装置、とすることにより上記課題を解
決するものである。
【0006】
【実施例】以下、本発明を具体的実施例に従い詳述す
る。図1は、本発明にかかる蓄電池状態検出装置を自動
車用鉛蓄電池に用いた模式図である。図において、1は
栓体であり、蓄電池液口部あるいは蓄電池蓋上に装着さ
れる。2は検出電極であり、その先端部は栓体より露出
させ、負極端子より第2番目セルの電解液と直接接触す
るようにしてある。3は限流用抵抗(抵抗値Rx )、4
は温度検出用ダイオード電流調整用抵抗(抵抗値Ry
)、5は温度検出用ダイオード、6は定電圧素子であ
る。7は温度検出用ダイオード5の負極から導出された
第1の出力線であって、ア−ス線である。本実施例では
蓄電池マイナス端子に接続してあるが、直接車体にアー
スしてもよい。8は温度検出用ダイオード5の正極から
導出された第2の出力線であって、液面検出・温度検出
出力のためのものである。温度検出用ダイオード5と温
度検出用ダイオード電流調整用抵抗4と限流用抵抗3と
検出電極2とは、温度検出用ダイオード5の正極、温度
検出用ダイオード電流調整用抵抗4、限流用抵抗3、検
出電極2の順に直列接続してあり、定電圧素子6は、温
度検出用ダイオード5と温度検出用ダイオード電流調整
用抵抗4との直列回路に順方向に並列接続してある。本
実施例では、検出電極2と限流用抵抗3と温度検出用ダ
イオード5と温度検出用ダイオード電流調整用抵抗4と
定電圧素子6とが、検出電極2の先端部をのぞいて、栓
体1内にモールドしてある。定電圧素子6は検出電極2
の挿入セルの位置によって変わる。図1では検出電極2
が2セル目に挿入してあるが、5セル目に挿入した場合
には、定電圧素子は5Vのツェナーダイオードが適当と
なる。9、10は表示部と検出部とを接続するプラグで
あり、一体となった2Pプラグを用いてもよい。
【0007】蓄電池電解液の電位レベルについてみれ
ば、蓄電池が放置状態であれば、蓄電池の負極端子より
第2番目セルの電解液は約2Vを示す。しかし、この電
位レベルは充放電による蓄電池の端子電圧に比例して変
化する。自動車用蓄電池の場合、最高充電電圧は約15V
であるため、蓄電池電圧変動幅は12〜15Vと考えて良
い。前記第2番目セルの電解液電位変動幅も前記と同一
の比率で変動するため、第2番目セル電位変動幅は2〜
2.5Vとなる。図1において、定電圧素子6が介在し
なかった場合、温度検出用ダイオード5に流れる電流I
sは次式で示される範囲で変化する。 (2.0−約0.6V) /(Rx+Ry) ×Is<(2.5−約0.6V)/(Rx+Ry) 上式の常数0.6Vは温度検出用ダイオード5の順方向ドロ
ップを示す。 1.4 <Is(RX+RY) <1.9 1<Is(RX+RY)/1.4 <1.9/1.4 =約1.36 Rx、Ryは固定抵抗であるため、温度検出用ダイオード5
に流れる電流Isの変化幅は100 〜136 %となる。
【0008】図2は温度変化によってダイオード順方向
ドロップがどのように変化するかを示す図であり、温度
検出用ダイオード5に流れる電流Isが一定であれば、
ダイオード順方向ドロップは温度に完全に反比例する。
又、同図から理解できるように、Isが増加方向に変化
した場合ダイオード順方向ドロップは増加し、Isが減
少した場合ダイオード順方向ドロップは減少する。蓄電
池開路状態で検出電極の電位レべルが2VであってIs
の電流を1mAに設定した場合と、充電状態で2.5V
になった時、前述の通り図2を参考として計算すると、
温度20℃でのダイオードドロップは0.64VでRx+
Ry=1.36Kオームとなるので、充電電圧2.5Vで
は(2.5−0.64)/1.36オームより、Is=1.
36mAとなり、順方向ドロップは約0.01V増加し、温度換
算表示では約6℃の誤差が発生する。本発明では、この
ような誤差発生の原因を除去するため、温度検出用ダイ
オード5に流れるIs電流を一定値に安定させ定電圧素
子6が、ダイオード5と温度検出用ダイオード電流調整
用抵抗4との直列回路に並列に接続してある。検出電極
2を蓄電池の負極端子より第2番目セルに挿入した場
合、電解液電位が2Vであるため、定電圧素子6の電圧
を確立させるにはこの電圧より低い定電圧素子が適当と
なる。図1の定電圧素子6は、ダイオード3個の順方法
ドロップより約1.8 Vの定電圧を構成している(1.8V
のツェナーダイオードを使用すれば1個の素子で処理で
きるものの、1.8Vのツェナーダイオードは電圧にバラツ
キが多いためダイオードを使用している)。この場合I
sを1mAに設定すると、次式より、RY=1200 Ωとな
る。 [1.8V-0.6V(タ゛イオ-ト゛の順方向ト゛ロッフ゜)]/RY=1mA 又、限流用抵抗3は、定電圧素子6の電圧を確立させる
ため、Is電流の2〜3倍の電流を流す必要がある。こ
のため、限流用抵抗3の抵抗値は50〜100 Ω程度とな
る。
【0009】検出電極2を蓄電池の負極端子より第5番
目セルに挿入した場合、電解液電位が8Vになるため、
定電圧素子6は温度変化に安定な5V近辺のツェナーダ
イオードを採用することた望ましい。この場合のRy の
抵抗値は、Is=1mAとした時、(5V-0.6V)/RY=1mAよりRY=
4.4KΩとなる。このように定電圧素子6を温度検出用ダ
イオードに並列に接続することにより、たとえ蓄電池電
圧が変動してもIs電流を一定に維持することができ
る。この結果正確な温度出力特性が得られる。
【0010】第2の出力線8はプラグ10を通し表示部
あるいは制御部にOUTの信号を送る。液面位が正常な
時、Is電流が流れダイオード5に順方向ドロップの電
圧が確立し、OUTの信号は図2に示した特性として得
られる。例えば、OUT信号が0.56V以下となった時点
を検出すれば、蓄電池電池温度が60℃以上になったこと
を示す(図2A点)。又、OUT信号が0Vとなった
時、Is電流が0、つまり検出電極2が電解液より離脱
したことを示し、電解液の減液状態を判定できる。図2
で液面位検出電圧B点を0.3 Vにしているのは、検出用
電極2よりのリーク電流により発生する出力端子OUT
微少電圧によるご動作を防止するためである。
【0011】
【発明の効果】上述のような構成の蓄電池状態検出装置
によれば、一本の出力線で、温度に関してはアナログあ
るいはデジタル信号の出力が可能であり、液面に関して
はデジタル信号で出力が可能である。蓄電池状態検出装
置を開発する場合、コスト、信頼性が最優先すること
は、すでに述べた通りである。本発明にかかる蓄電池状
態検出装置によれば、1個の装置で蓄電池電解液の液面
と温度とが精度よく検出でき、しかも複雑な配線を必要
とせず、その効果は大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる蓄電池状態検出装置を自動車用
鉛蓄電池に用いた模式図である。
【図2】温度変化とダイオード順方向ドロップとの関係
を示す図である。
【符号の説明】
1 栓体 2 液面検出電極 3 限流用抵抗 4 温度検出用ダイオード電流調整用抵抗 5 温度検出用ダイオード 6 定電圧素子 7 第1の出力線 8 第2の出力線

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 検出電極(2)と限流用抵抗(3)と温
    度検出用ダイオード(5)と温度検出用ダイオード電流
    調整用抵抗(4)と定電圧素子(6)と2本の出力線
    (7,8)とを備えてなり、 温度検出用ダイオード(5)と温度検出用ダイオード電
    流調整用抵抗(4)と限流用抵抗(3)と検出電極
    (2)とは、温度検出用ダイオード(5)の正極、温度
    検出用ダイオード電流調整用抵抗(4)、限流用抵抗
    (3)、検出電極(2)の順に直列接続されたものであ
    り、 定電圧素子(6)は、温度検出用ダイオード(5)と温
    度検出用ダイオード電流調整用抵抗(4)との直列回路
    に順方向に並列接続されたものであり、 第1の出力線(7)は温度検出用ダイオード(5)の負
    極から導出されたア−ス線であり、 第2の出力線(8)は温度検出用ダイオード(5)の正
    極から導出されたものであって、液面検出・温度検出出
    力のためのものである、 蓄電池状態検出装置。
JP3329919A 1991-11-18 1991-11-18 蓄電池状態検出装置 Pending JPH05144481A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011169789A (ja) * 2010-02-19 2011-09-01 Toyota Industries Corp 蓄電池状態検出装置
DE102015226296A1 (de) * 2015-12-21 2017-06-22 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Akkumulatorzelle und Verfahren zum Herstellen und Betreiben einer Akkumulatorzelle

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