JPH0629046A - 蓄電池液面検出装置 - Google Patents
蓄電池液面検出装置Info
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- JPH0629046A JPH0629046A JP4207192A JP20719292A JPH0629046A JP H0629046 A JPH0629046 A JP H0629046A JP 4207192 A JP4207192 A JP 4207192A JP 20719292 A JP20719292 A JP 20719292A JP H0629046 A JPH0629046 A JP H0629046A
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- JP
- Japan
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- storage battery
- liquid level
- temperature
- electrolytic solution
- detecting elements
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 蓄電池セルの容量アンバランスをもたらさ
ず、しかも、どのような高電圧蓄電池でも使用すること
ができ、かつ、信頼性の高い蓄電池液面検出装置を提供
する。 【構成】 電解液の規定液面位を挟んだ上下の位置に相
当する電槽外側面部に密着して配設された２つの温度検
出素子Ｄ１、Ｄ２と、２つの温度検出素子を覆う断熱カ
バーＡとを備え、２つの温度検出素子で検出された蓄電
池内部の温度差により電解液面位を検出するよう構成す
る。蓄電池セルの容量アンバランスをもたらさず、しか
も、どのような高電圧蓄電池でも使用することができ
る。
ず、しかも、どのような高電圧蓄電池でも使用すること
ができ、かつ、信頼性の高い蓄電池液面検出装置を提供
する。 【構成】 電解液の規定液面位を挟んだ上下の位置に相
当する電槽外側面部に密着して配設された２つの温度検
出素子Ｄ１、Ｄ２と、２つの温度検出素子を覆う断熱カ
バーＡとを備え、２つの温度検出素子で検出された蓄電
池内部の温度差により電解液面位を検出するよう構成す
る。蓄電池セルの容量アンバランスをもたらさず、しか
も、どのような高電圧蓄電池でも使用することができ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は蓄電池液面検出装置に関
する。
する。
【０００２】
【従来の技術】蓄電池の電解液面位を検出するものとし
ては、液面検出電極を所定セルの電解液中に挿入し電極
に現われる電位の有無で液面位を検出する方法が最も一
般的である。
ては、液面検出電極を所定セルの電解液中に挿入し電極
に現われる電位の有無で液面位を検出する方法が最も一
般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この方法では、液面検
出電極は高抵抗を介してその蓄電池の最低電位の負極端
子に接続されるため、液面検出電極挿入セルより電位の
低いセルは、常時液面検出電極に流れるセンサ−電流に
より、常に微小放電している。このため、長時間がたて
ば、液面検出電極挿入セルより電位の高いセルと電位の
低いセルとの間には容量アンバランスが生ずる。この容
量アンバランスは、低いフロ−ト電圧で充電され長時間
に渡って使用される据置用蓄電池では、年に２０〜３０
％のにも達することが確認されている。
出電極は高抵抗を介してその蓄電池の最低電位の負極端
子に接続されるため、液面検出電極挿入セルより電位の
低いセルは、常時液面検出電極に流れるセンサ−電流に
より、常に微小放電している。このため、長時間がたて
ば、液面検出電極挿入セルより電位の高いセルと電位の
低いセルとの間には容量アンバランスが生ずる。この容
量アンバランスは、低いフロ−ト電圧で充電され長時間
に渡って使用される据置用蓄電池では、年に２０〜３０
％のにも達することが確認されている。
【０００４】また、この方式では、液面検出電極が電解
液に接触している場合にのみセンサー電流が出力されな
ければならないが、液面検出電極は電解液から離脱して
いるにも拘らず、蓄電池蓋裏のリ−ク抵抗により、あた
かも液面検出電極電極が電解液と接触しているかのよう
な誤作動をすることがある。これを防止するため、液面
検出電極外周部の絶縁被覆に工夫をこらし、リ−ク抵抗
値を高くしているが、経年とともに絶縁被覆部のリ−ク
抵抗が低下してしまうという問題もある。
液に接触している場合にのみセンサー電流が出力されな
ければならないが、液面検出電極は電解液から離脱して
いるにも拘らず、蓄電池蓋裏のリ−ク抵抗により、あた
かも液面検出電極電極が電解液と接触しているかのよう
な誤作動をすることがある。これを防止するため、液面
検出電極外周部の絶縁被覆に工夫をこらし、リ−ク抵抗
値を高くしているが、経年とともに絶縁被覆部のリ−ク
抵抗が低下してしまうという問題もある。
【０００５】さらに、この種の液面検出の場合、最低電
位の負極端子に対し液面検出電極の電位が２０Ｖを越え
ると、液面検出電極と電解液とが離脱する際、微小なス
パ−クが発生し、蓄電池内の爆鳴気に引火して爆発を生
ずる可能性がある。これを防ぐため、液面検出電極の電
位が最低電位の負極端子に対し１０Ｖ以下になるような
状態で使用するのが常識となっている。従って、据置用
蓄電池のように５０セル（１００Ｖ）、１００セル（２
００Ｖ）といった高電圧電源システムの場合、電位が高
いセルの液面の検出には利用することができない。
位の負極端子に対し液面検出電極の電位が２０Ｖを越え
ると、液面検出電極と電解液とが離脱する際、微小なス
パ−クが発生し、蓄電池内の爆鳴気に引火して爆発を生
ずる可能性がある。これを防ぐため、液面検出電極の電
位が最低電位の負極端子に対し１０Ｖ以下になるような
状態で使用するのが常識となっている。従って、据置用
蓄電池のように５０セル（１００Ｖ）、１００セル（２
００Ｖ）といった高電圧電源システムの場合、電位が高
いセルの液面の検出には利用することができない。
【０００６】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、蓄
電池セルの容量アンバランスをもたらさず、しかも、ど
のような高電圧蓄電池でも使用することができ、かつ、
信頼性の高い蓄電池液面検出装置を提供することであ
る。
めに成されたものであり、その目的とするところは、蓄
電池セルの容量アンバランスをもたらさず、しかも、ど
のような高電圧蓄電池でも使用することができ、かつ、
信頼性の高い蓄電池液面検出装置を提供することであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、電解
液の規定液面位を挟んだ上下の位置に相当する電槽外側
面部に密着して配設された２つの温度検出素子と、２つ
の温度検出素子を覆う断熱カバーとを備え、２つの温度
検出素子で検出された蓄電池内部の温度差により電解液
面位を検出するものである蓄電池液面検出装置を特徴と
するものであり、このような手段により前記課題を解決
せんとするものである。
液の規定液面位を挟んだ上下の位置に相当する電槽外側
面部に密着して配設された２つの温度検出素子と、２つ
の温度検出素子を覆う断熱カバーとを備え、２つの温度
検出素子で検出された蓄電池内部の温度差により電解液
面位を検出するものである蓄電池液面検出装置を特徴と
するものであり、このような手段により前記課題を解決
せんとするものである。
【０００８】
【作用】蓄電池が多量に保持している電解液の熱容量は
大きい。このため電解液液温と外気の温度は常に相違す
る。この事実をもとに蓄電池電槽表面の温度分布を調査
したところ、電解液面位よりも下の部分に相当する電槽
外表面と電解液面位よりも上の部分に相当する電槽外表
面とでは、通常の状態で約５℃の温度差がある事が分か
った。また、自動車の場合には、エンジン停止放置時と
アイドリング時とでは、ボンネット内温度に５０〜７０
℃差が生ずるが、電槽外表面温度は電槽内壁面に電解液
が接触しているかどうかで１０〜２０℃もの温度差が出
ることも分かった。一般的な蓄電池の使用条件のもとで
は、電解液面の低下速度は約０．１ｍｍ／日と非常に遅
いので、規定液面位より上にあった電解液が、１〜２日
の内に規定液面位より下の位置まで減少してしまうとい
うことはない。しかも、電槽は断熱体ではなく、蓄電池
内部の熱は比較的鋭敏に伝達される。従って、連続して
２つの温度検出素子による温度差を観察せずとも、所定
期間を開けて観察するのみで、電解液面位が規定液面位
よりも低下した場合には、２つの温度検出素子で確実に
温度差が検出され、電解液が規定液面位よりも減少した
ことを知ることができる。
大きい。このため電解液液温と外気の温度は常に相違す
る。この事実をもとに蓄電池電槽表面の温度分布を調査
したところ、電解液面位よりも下の部分に相当する電槽
外表面と電解液面位よりも上の部分に相当する電槽外表
面とでは、通常の状態で約５℃の温度差がある事が分か
った。また、自動車の場合には、エンジン停止放置時と
アイドリング時とでは、ボンネット内温度に５０〜７０
℃差が生ずるが、電槽外表面温度は電槽内壁面に電解液
が接触しているかどうかで１０〜２０℃もの温度差が出
ることも分かった。一般的な蓄電池の使用条件のもとで
は、電解液面の低下速度は約０．１ｍｍ／日と非常に遅
いので、規定液面位より上にあった電解液が、１〜２日
の内に規定液面位より下の位置まで減少してしまうとい
うことはない。しかも、電槽は断熱体ではなく、蓄電池
内部の熱は比較的鋭敏に伝達される。従って、連続して
２つの温度検出素子による温度差を観察せずとも、所定
期間を開けて観察するのみで、電解液面位が規定液面位
よりも低下した場合には、２つの温度検出素子で確実に
温度差が検出され、電解液が規定液面位よりも減少した
ことを知ることができる。
【０００９】
【実施例】本発明を実施例により説明する。図１は、温
度検出素子を蓄電池電槽外面に密着させた状態と、温度
検出素子間の差電圧を検出する回路の１例とを示してい
る。同図において、D1, D2は温度検出用のダイオ−ドで
ありる。本実施例では温度検出素子としてダイオ−ドを
用いているが、サ−ミスタ等を用いてもよい。２つのダ
イオ−ドD1, D2は、最低液面レベルＬを挟んだ上下の位
置に相当する電槽外側面部に密着して配設されている。
Ａはダイオ−ドD1, D2を被覆する断熱カバーである。断
熱ガバ−Ａはダイオ−ドD1, D2が外気温の影受けないよ
うにし、電槽表面Ｃの温度を正確に検出するためのもの
である。断熱カバ−Ａの片面には、ダイオ−ドD1, D2が
収納できるよう、凹部が設けられている。この凹部内に
直列に接続されたダイオ−ドD1, D2が収納され、３本の
引き出し線Ｅ、Ｆ、Ｇが接続されている。Ｅはダイオ−
ドD1の正端子、Ｆはダイオ−ドD1, D2の接続点、Ｇはダ
イオ−ドD2の負端子に接続されている。
度検出素子を蓄電池電槽外面に密着させた状態と、温度
検出素子間の差電圧を検出する回路の１例とを示してい
る。同図において、D1, D2は温度検出用のダイオ−ドで
ありる。本実施例では温度検出素子としてダイオ−ドを
用いているが、サ−ミスタ等を用いてもよい。２つのダ
イオ−ドD1, D2は、最低液面レベルＬを挟んだ上下の位
置に相当する電槽外側面部に密着して配設されている。
Ａはダイオ−ドD1, D2を被覆する断熱カバーである。断
熱ガバ−Ａはダイオ−ドD1, D2が外気温の影受けないよ
うにし、電槽表面Ｃの温度を正確に検出するためのもの
である。断熱カバ−Ａの片面には、ダイオ−ドD1, D2が
収納できるよう、凹部が設けられている。この凹部内に
直列に接続されたダイオ−ドD1, D2が収納され、３本の
引き出し線Ｅ、Ｆ、Ｇが接続されている。Ｅはダイオ−
ドD1の正端子、Ｆはダイオ−ドD1, D2の接続点、Ｇはダ
イオ−ドD2の負端子に接続されている。
【００１０】図３は、電解液と接触していない電槽外部
温度Ｘと電解液と接触している電槽外部の表面温度Ｙと
の推移を、１日（２４時間）を通して記録した１例を示
している。蓄電池の蓋裏空間部は熱容量が小さいため、
若干の時間の遅れはあるものの、外気温に追随する。こ
れに対し，電解液は熱容量が大きいため、温度変化に遅
れを生ずる。日中と夜間とでは温度が逆転している。こ
のような理由により、電解液面位よりも下の部分に相当
する電槽外表面と電解液面位よりも上の部分に相当する
電槽外表面とでは、通常の状態で約５℃の温度差がある
事はすでに述べた通りである。
温度Ｘと電解液と接触している電槽外部の表面温度Ｙと
の推移を、１日（２４時間）を通して記録した１例を示
している。蓄電池の蓋裏空間部は熱容量が小さいため、
若干の時間の遅れはあるものの、外気温に追随する。こ
れに対し，電解液は熱容量が大きいため、温度変化に遅
れを生ずる。日中と夜間とでは温度が逆転している。こ
のような理由により、電解液面位よりも下の部分に相当
する電槽外表面と電解液面位よりも上の部分に相当する
電槽外表面とでは、通常の状態で約５℃の温度差がある
事はすでに述べた通りである。
【００１１】液面位Ｂが図１のＨレベルにある時、ダイ
オ−ドD1, D2が接触する電槽外壁温度に差異はなく、外
気温が変化しても両温度検出点に温度差は発生しない。
電解液面位Ｂが液面検出レベルＬまで低下した場合、ダ
イオ−ドD1の電槽内壁部に電解液はなく、ダイオ−ドD1
の電槽内壁部には電解液が残存した状態となる。従っ
て、ダイオ−ドD1部とダイオ−ドD2との間には約５℃の
温度差が発生する。本発明はこのような温度差を検出
し、電解液面位を検出するものである。
オ−ドD1, D2が接触する電槽外壁温度に差異はなく、外
気温が変化しても両温度検出点に温度差は発生しない。
電解液面位Ｂが液面検出レベルＬまで低下した場合、ダ
イオ−ドD1の電槽内壁部に電解液はなく、ダイオ−ドD1
の電槽内壁部には電解液が残存した状態となる。従っ
て、ダイオ−ドD1部とダイオ−ドD2との間には約５℃の
温度差が発生する。本発明はこのような温度差を検出
し、電解液面位を検出するものである。
【００１２】図２はダイオ−ドの順方向電圧降下特性を
示す図で、ダイオ−ドに１ｍＡの電流を流した場合の特
性である。ダイオ−ドの温度勾配は-0.002V/℃の負特性
で、ダイオ−ドD1, D2間に５℃の温度差が発生した場
合、0.01V の差電圧が発生する。図１の検出回路は、こ
の差電圧を検出する構成である。即、ダイオ−ドD1, D2
と抵抗r1〜r4とは並列に接続され、r1＝r2、r3とr4とは
近似イコールとなっている。ダイオ−ドD1とD2とが同温
度の場合、可変抵抗r4を調整することにより、接続線Ｆ
と抵抗r3,r4 との接続点０とが同電位になるようにす
る。この場合、抵抗r3,r4 の両端の電圧は、前記の差電
圧0.01V の1/2 になるよう抵抗値を選定すればよい。今
仮りにダイオ−ドＺＤの電圧を５Ｖとし抵抗R3＝r4＝１
０Ωとすると、抵抗r1、r2は５０ｋΩとなる。ダイオ−
ドD1, D2の温度差が５℃以下の場合、つまり電解液面位
が規定レベルよりも上にある場合、D1V-D2V の絶対値は
０．０１Ｖより小となるため、接続線Ｆの電位はＪ点と
Ｋ点の電圧内にある。このため、IC1,IC2 の出力は“Ｌ
ＯＷ”となって、表示部のＬＥＤは“ＯＦＦ”を表示す
る。ダイオ−ドD1、D2間の温度差が５℃以上となった場
合、つまり電解液面位が規定レベルよりも低く成った場
合、日中はD1＞D2であるので、下電位はＫ点より低くな
るため、IC2 の出力は“ＨＩＧＨ”、 IC1は“ＬＯＷ”
となって、ＬＥＤは“ＯＮ”状態となる。次に、夜間に
温度が逆転してD1＜D2となった場合、 IC1の出力は“Ｈ
ＩＧＨ”、IC2 の出力は“ＬＯＷ”となって、ＬＥＤは
やはり“ＯＮ”状態となり、ともに減液状態を表示す
る。
示す図で、ダイオ−ドに１ｍＡの電流を流した場合の特
性である。ダイオ−ドの温度勾配は-0.002V/℃の負特性
で、ダイオ−ドD1, D2間に５℃の温度差が発生した場
合、0.01V の差電圧が発生する。図１の検出回路は、こ
の差電圧を検出する構成である。即、ダイオ−ドD1, D2
と抵抗r1〜r4とは並列に接続され、r1＝r2、r3とr4とは
近似イコールとなっている。ダイオ−ドD1とD2とが同温
度の場合、可変抵抗r4を調整することにより、接続線Ｆ
と抵抗r3,r4 との接続点０とが同電位になるようにす
る。この場合、抵抗r3,r4 の両端の電圧は、前記の差電
圧0.01V の1/2 になるよう抵抗値を選定すればよい。今
仮りにダイオ−ドＺＤの電圧を５Ｖとし抵抗R3＝r4＝１
０Ωとすると、抵抗r1、r2は５０ｋΩとなる。ダイオ−
ドD1, D2の温度差が５℃以下の場合、つまり電解液面位
が規定レベルよりも上にある場合、D1V-D2V の絶対値は
０．０１Ｖより小となるため、接続線Ｆの電位はＪ点と
Ｋ点の電圧内にある。このため、IC1,IC2 の出力は“Ｌ
ＯＷ”となって、表示部のＬＥＤは“ＯＦＦ”を表示す
る。ダイオ−ドD1、D2間の温度差が５℃以上となった場
合、つまり電解液面位が規定レベルよりも低く成った場
合、日中はD1＞D2であるので、下電位はＫ点より低くな
るため、IC2 の出力は“ＨＩＧＨ”、 IC1は“ＬＯＷ”
となって、ＬＥＤは“ＯＮ”状態となる。次に、夜間に
温度が逆転してD1＜D2となった場合、 IC1の出力は“Ｈ
ＩＧＨ”、IC2 の出力は“ＬＯＷ”となって、ＬＥＤは
やはり“ＯＮ”状態となり、ともに減液状態を表示す
る。
【００１３】本発明にかかる液面検出装置は、蓄電池セ
ルとの電気的閉回路を構成するものではないので、蓄電
池容量に全く影響を与えず、しかも、どの様な高電圧の
蓄電池にも適用することができる。しかも、リークによ
る誤差の発生もない。
ルとの電気的閉回路を構成するものではないので、蓄電
池容量に全く影響を与えず、しかも、どの様な高電圧の
蓄電池にも適用することができる。しかも、リークによ
る誤差の発生もない。
【００１４】
【発明の効果】以上のべたように、本発明にかかる液面
検出装置は、電解液の規定液面位を挟んだ上下の位置に
相当する電槽外側面部に密着して配設された２つの温度
検出素子と、２つの温度検出素子を覆う断熱カバーとを
備え、２つの温度検出素子で検出された蓄電池内部の温
度差により電解液面位を検出することを特徴とするもの
であるので、蓄電池セルの容量アンバランスをもたらさ
ず、しかも、どのような高電圧蓄電池でも使用すること
ができ、かつ、高い信頼性を有する。この発明の効果は
大きい。
検出装置は、電解液の規定液面位を挟んだ上下の位置に
相当する電槽外側面部に密着して配設された２つの温度
検出素子と、２つの温度検出素子を覆う断熱カバーとを
備え、２つの温度検出素子で検出された蓄電池内部の温
度差により電解液面位を検出することを特徴とするもの
であるので、蓄電池セルの容量アンバランスをもたらさ
ず、しかも、どのような高電圧蓄電池でも使用すること
ができ、かつ、高い信頼性を有する。この発明の効果は
大きい。
【図１】本発明の１実施例を示す図である。
【図２】ダイオ−ドの順方向電圧降下特性を示す図であ
る。
る。
【図３】温度推移を示す図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 電解液の規定液面位を挟んだ上下の位置
に相当する電槽外側面部に密着して配設された２つの温
度検出素子（Ｄ１、Ｄ２）と、２つの温度検出素子を覆
う断熱カバー（Ａ）とを備え、 ２つの温度検出素子で検出された蓄電池内部の温度差に
より電解液面位を検出するものである蓄電池液面検出装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4207192A JPH0629046A (ja) | 1992-07-10 | 1992-07-10 | 蓄電池液面検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4207192A JPH0629046A (ja) | 1992-07-10 | 1992-07-10 | 蓄電池液面検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0629046A true JPH0629046A (ja) | 1994-02-04 |
Family
ID=16535775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4207192A Pending JPH0629046A (ja) | 1992-07-10 | 1992-07-10 | 蓄電池液面検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0629046A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100368285B1 (ko) * | 1998-12-23 | 2003-03-17 | 주식회사 포스코 | 쌍롤형 박판주조기의 롤 냉각능 조절장치 |
| GB2544868A (en) * | 2015-09-21 | 2017-05-31 | David Scott Nigel | A non-intrusive fluid level monitoring system and method |
| US11094975B2 (en) | 2017-11-01 | 2021-08-17 | Vertiv Corporation | Electrolyte level sensing system and method for battery monitoring |
-
1992
- 1992-07-10 JP JP4207192A patent/JPH0629046A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100368285B1 (ko) * | 1998-12-23 | 2003-03-17 | 주식회사 포스코 | 쌍롤형 박판주조기의 롤 냉각능 조절장치 |
| GB2544868A (en) * | 2015-09-21 | 2017-05-31 | David Scott Nigel | A non-intrusive fluid level monitoring system and method |
| US11094975B2 (en) | 2017-11-01 | 2021-08-17 | Vertiv Corporation | Electrolyte level sensing system and method for battery monitoring |
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