JPH065122U - 蓄電池状態検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 蓄電池の充電終期状態を適確に検出する。 【構成】 蓋１１に形成された圧力感応部１であって、
蓄電池の内部圧力に連動して変位するよう構成されたも
のと、圧力感応部１１に一体に形成された検出電極２で
あって、その一端２ａは蓄電池内部のセパータ５に常時
接触し、他の一端２ｂは蓄電池外部に突出しており、圧
力感応部１の変位に連動して変位するよう構成されたも
のと、蓄電池外部に配設された金属接片３であって、充
電制御回路に接続されたものとを備え、蓄電池の内部圧
力の変化により検出電極２と金属接片３とが接離するよ
う構成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、蓄電池状態検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

鉛蓄電池に開放形と密閉形とがあることは周知の通りであり、充放電特性や寿 命特性もおのづと異なる。

【０００３】 開放形の鉛蓄電池については、歴史が古い関係上、蓄電池状態を検出するため の数多くの提案がなされている。例えば、蓄電池の使用に伴って減少する電解液 の液面を検出したり、蓄電池容量と電解液比重とが相関関係を有することに着目 し、充放電により変化する電解液比重を検出したりして、蓄電池の状態を検出し ようとするものである。

【０００４】 一方、密閉形鉛蓄電池の場合には、液口部が開閉できないことや、内部に流動 電解液が存在しないことにより、電解液量や比重測定ができないため、蓄電池状 態を検出することが困難である。現在提案されているものとしては、開路電圧変 化による容量判定によるものぐらいである。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

密閉形鉛蓄電池は開放形鉛蓄電池に比べ充電が難しく、所定値以上の充電電流 で充電すると、内部で発生したガスが陰極板で完全には吸収されなくなり、発生 ガスの一部が外部に排気されて電解液中の水分が減少し除々に内部抵抗が増大し 、最終的にはセパレ−タ部が乾燥状態となり通電不能となって寿命に至る。開放 形であれば液面状態を検出し補水することにより蓄電池容量を再生することがで きるが、密閉形ではこのような処置をとることができない。このため、密閉形の 方が開放形よりも蓄電池状態検出の必要性が高い、とも言える。しかし、前述し たように好適な状態検出装置が現在無いため、開放形に使用するものよりも精度 の高い充電器を使用して充電を行っている。充電末期には充電電流を減小させる 機能を付加している場合もある。

【０００６】 密閉形鉛蓄電池の充電方法としては、定電圧・定電流方式が主に採用されてい る。しかし、この方式の充電器は、開放形のものによく使用される準定電圧方式 の充電器に比較すると、コストが高い。そのため、密閉形鉛蓄電池用の適当な電 池状態検出装置が開発され完全充電状態を検出し充電遮断が可能となれば、充電 器の回路は大幅に簡素化でき、準定電圧充電器、簡易形充電器等の安価なもので も、信頼性の高い充電制御が可能となる。

【０００７】 密閉形鉛蓄電池の状態検出が困難なことは既に述べた通りである。密閉形の充 電電圧は開放形のものより不規則な場合が多く、充電電圧のみにたより充電制御 すると大変な事故を招きうる。というのも、密閉形の場合、使用初期には電解液 量が豊富なため開放形の場合と同様の特性を有し密閉反応効率が低く充電終末電 圧は開放形のように高くなるが、使用末期では余分な水分が完全にガスとなって 排気され陰極板へのガス接触面積が大きくなるため密閉反応効率が上昇し充電終 末電圧が大幅に低下するので、充電終期電圧は経年により除々に低下し、充電電 圧のみで蓄電池状態を判定することは出来ないからである。従って、精度の高い 充電器を用いたとしても、限流機能などを付加しないと過電流により蓄電池が焼 損してしまうこともある。

【０００８】 この考案は、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、とりわけ密閉形鉛蓄電池の状態を適確に検出し、良 好な充電制御を可能にするにはどのような手段を講ずればよいか、と言う点にあ る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

そこで、蓋に形成された圧力感応部であって、蓄電池の内部圧力に連動して変 位するよう構成されたものと、圧力感応部に一体に形成された検出電極であって 、その一端は蓄電池内部のセパータに常時接触し、他の一端は蓄電池外部に突出 しており、圧力感応部の変位に連動して変位するよう構成されたものと、蓄電池 外部に配設された金属接片であって、充電制御回路に接続されたものとを備え、 蓄電池の内部圧力の変化により検出電極と金属接片とが接離するよう構成された 蓄電池状態検出装置、とすることにより前記課題を解決せんとするものである。

【００１０】

【作用】

密閉形蓄電池の特徴の１つは、開放形蓄電池と異なり、内部圧力が変化するこ とである。この内部圧力は、正常な充電のもとでは減圧状態となり、過充電状態 では加圧状態となる。蓋に形成された圧力感応部に一体に形成された検出電極と 、蓄電池外部に配設された金属接片であって充電制御回路に接続されたものとは 、蓄電池の内部圧力の変化により接離するよう構成されていると共に、検出電極 の一端は常に蓄電池内部のセパレータと接触させてある。従って、検出電極と金 属接片とが接触する状態、すなわち充電末期のガスにより蓄電池内部圧力が上昇 した状態に至れば、ここから電気信号として充電制御回路に出力される。これに より、蓄電池の使用経過期間にかかわらず、過充電を避ぎ、良好かつ正確な充電 制御を行うことができる。

【００１１】

【実施例】

本考案を、１実施例の要部を示す図１により説明する。

【００１２】 １は電槽蓋１１に設けた圧力感応部であって、蓋１１の肉厚よりも薄く形成さ れている。これは、蓄電池の内部圧力の変化に応じて、容易に変形し、図面の上 下に変位させるためである。密閉形鉛蓄電池は、前述したように、外気圧に対し 最大０．２気圧程度まで低下する。仮りに圧力感応部１１が直径を３cmに円形と すると、Ｐ＝ 0.8（気圧）×1.5 ² ×3.14＝5.7 Ｋｇの加重が集中するため、こ の部分は１．０〜１．５ｍｍの肉厚とする必要がある。この厚みにしたとき、内 部圧力が０．２気圧に低下した時、圧力感応部１１が下方に湾曲する変位量は２ ｍｍであった。過充電時の内部圧力上昇に対しては、一般的に、排気弁が１．２ 〜１．３気圧で開放するように設定されたている。内部圧力が１．３気圧のとき 、この実施例では図面上方に１ｍｍ変位した。圧力感応部１１の変位量は、必要 に応じて適宜設計することができる。

【００１３】 ２は、圧力感応部１１の中央部にブッシング６を介して一体に形成された検出 電極であって、その一端２ａは蓄電池内部のセパータ５に常時接触し、他の一端 ２ｂは蓄電池外部に突出するよう構成されている。従って、この検出電極２は、 圧力感応部１の変位に連動して図面上下に変位する。検出電極２は、常時セパレ −タ５に接触しているので、セパレ−タ５の電位、つまりこれに接触している極 板（図示せず）の電位、と同電位にある。密閉形鉛蓄電池のセパレ−タは保液性 の高いマットが使用されているため、振動などが発生しても検出電極２とセパレ −タ５とは常に密着状態にあり、電気的遮断状態が発生することはない。尚、ブ ッシング６は圧力感応部１１と検出電極２とのシ−ルを完全にするためのもので ある。この部分は、常に外気と大きな圧力差があり、外気が電池内に侵入するの を防ぐため、高い密封性を必要とする。

【００１４】 ３は蓄電池外部に配設された金属接片であって、充電制御回路に接続されてい る。検出電極２が図面上方に変位した場合、検出電極２の図面上端部２ｂと金属 接片３とが接触し、電気接点Ａが構成される。この実施例では、金属接片３はキ ャップ４にモ−ルドで固定されているとともに、一部は外部に導出されて出力端 子８が形成されている。前記接点部Ａと出力端子８とは、電解液等による接点腐 食を防止するため、キャップをネジ嵌合等させる等により、完全にシールされる 必要がある。

【００１５】 ９はセンサ−線１３の端末コンタクトであって、ハウジング１０内に固定され 、出力端子８に嵌合できるようになっている。

【００１６】 密閉形蓄電池は、放置時あるいは正常充電状態には、蓄電池内部は必ず減圧状 態となっている。従って、上記実施例の構造においては、電気接点Ａは開放とな っており、出力端子８は無電圧となる。この場合、充電器遮断回路を“投入”状 態に回路構成すれば、電気接点Ａが閉じるまで充電が続行される。充電が進行擦 れば、充電終期のガス発生により蓄電池の内部圧力は上昇し、圧力感応部１が図 面上方に変位し、これと共に検出電極２も図面上方に変位して、金属接片３と導 通状態と成る。電気接点Ａが閉じた場合、出力端子８には電源電圧、つまり検出 電極２が挿入されたセルの電位があらわれ、センサ−線１３に充電遮断の信号が 送られ、充電が遮断される。従って、蓄電池の使用経過期間にかかわらず、過充 電を避ぎ、良好かつ正確な充電制御を行うことができる。

【００１７】

【考案の効果】

以上、本考案にかかる蓄電池状態検出装置は、蓄電池の使用経過期間にかかわ らず充電終期には必ずガスが発生することに着目し、蓄電池内部圧力を検出する ことにより蓄電池状態を検出するものであり、とりわけ密閉形蓄電池の状態検出 に好適である。しかも、本蓄電池状態検出装置はセンサ−電源を蓄電池内エレメ ントとしているため電源線が不要であり、出力線を充電器制御回路に接続するの みで、充電器を制御擦ることができる。従って、従来、密閉形蓄電池を充電する 場合、専用の充電器を必要としたが、本状態検出装置を用いることにより、通常 の充電器でも安全に充電ができる。しかも、構成が簡単であり、安価である。従 って、本考案の実用的価値は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の１実施例にかかる要部断面図である。

【符号の説明】

１ 圧力感応部 ２ 検出電極 ３ 金属接片 ５セパレータ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 蓋（１１）に形成された圧力感応部
   （１）であって、蓄電池の内部圧力に連動して変位する
   よう構成されたものと、 圧力感応部（１１）に一体に形成された検出電極（２）
   であって、その一端（２ａ）は蓄電池内部のセパータ
   （５）に常時接触し、他の一端（２ｂ）は蓄電池外部に
   突出しており、圧力感応部（１）の変位に連動して変位
   するよう構成されたものと、 蓄電池外部に配設された金属接片（３）であって、充電
   制御回路に接続されたものとを備え、 蓄電池の内部圧力の変化により検出電極（２）と金属接
   片（３）とが接離するよう構成された蓄電池状態検出装
   置。