JPH065123U - 蓄電池状態検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安価で信頼性の高い蓄電池状態検出装置を提
供する。 【構成】 蓄電池短側面１０の中央部に架設された剛性
を有する梁４であって、その両端が蓄電池短側面１０の
両角部に固定されたものと、梁４と蓄電池短側面１０と
の間に挾持された圧力検出装置１とを備え、蓄電池内部
圧力の変化に伴う蓄電池短側面１０の膨張、収縮の変位
を圧力検出装置１で検出することにより充電制御を行
う。

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ものである。

【０００２】

【従来の技術】

蓄電池には、いわゆる開放形と密閉形とがある。

【０００３】 鉛蓄電池の開放形は、液式鉛蓄電池とも呼ばれ、蓄電池内に流動電解液を有し ている。鉛蓄電池と言えばほとんどこの構造のものを言い、歴史が古い関係上、 蓄電池状態を検出するために種々の提案が成されている。その主なものとしては 、充電により減少する電解液に着目した液面検出法によるものや、蓄電池容量と 密接な相関関係を有する電解液比重値に着目した電解液比重検出法によるものや 、容量と相関関係を有する開路電圧に着目した開路電圧検出法や、その他種々の ものがある。

【０００４】 一方、密閉形は開放形よりも歴史が新しく、又、開放形ほどには簡単に状態検 出ができないことから、必ずしも充分な状態検出がなされている訳ではない。後 者について言えば、密閉形は、開放形のような蓄電池内の流動電解液がなく電解 液はマット状セパレ−タに保持されているため、電解液比重の測定や電解液液面 位の測定が事実上出来ないことによる。このため、現在わずかに採用されている 密閉形の蓄電池状態検出法としては、前述の開路電圧測定による容量判定ぐらい である。しかし、近年、密閉形蓄電池の普及には著しいものがあり、密閉形にお いても適確な状態検出による蓄電池管理の重要性が大きく成ってきている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

密閉形の充電特性は新・旧の別や温度条件の差異等により大幅に変化するため 、開放形よりはるかに制御が難しい。周知のように、密閉形蓄電池は蓄電池内部 でのガス吸収反応を利用している。密閉形鉛蓄電池では、新品時には蓄電池内に 若干の遊離電解液が存在しこれがガスを吸収する陰極板を覆うため、ガス吸収反 応が低下し開放形鉛蓄電池と同様の充電特性を示す。この結果、充電終末電圧は 、正常充電であっても、２．６〜２．７Ｖ／セルの電圧に達する。ところが、経 年により遊離電解液が徐々にガスに分解されて外部に排気されセパレ−タ内電解 液が遊離電解液のないスタ−ブ状態になると、陰極板でのガス吸収効率は上昇し 、充電終末電圧は２．４〜２．５Ｖ／セルまで大幅に降下する。従って、高い充 電電圧に設定すると、使用開始初期は適正な充電ができるものの、使用期間が長 くなるにつれて過充電傾向になる。逆に、低い充電電圧に設定すると、使用初期 には不完全充電となってしまう。このような理由で、従来形の簡易な充電器で密 閉形鉛蓄電池を充電すると、極端な過充電状態となる。そのため、密閉形には専 用の充電器が使用されなければならない。

【０００６】 この専用充電器としては、充電電流をガス吸収範囲まで制限したトリクル充電 式のものがよく利用されが、これには、充電器自体のコストは安いものの、充電 に長時間要するという欠点がある。そこで、急速充電を要する場合は、やむなく 定電圧・定電流充電法の充電器を用いているのが現状である。しかし、これには 、充電時間は短かくなるものの、充電終末電圧が前述の通り変化するため定電圧 設定がむずかしいという問題や、コストが高くつくと言う問題がある。

【０００７】 この考案は上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的 とするところは、安価で、しかも信頼性の高い蓄電池状態検出装置を提供するこ とである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

そこで、蓄電池短側面の中央部に架設された剛性を有する梁であって、その両 端が蓄電池短側面の両角部に固定されたものと、梁と蓄電池短側面との間に挾持 された圧力検出装置とを備え、蓄電池内部圧力の変化に伴う蓄電池短側面の膨張 、収縮の変位を圧力検出装置で検出することにより充電制御を行うよう構成され た蓄電池状態検出装置により、前記課題を解決するものである。

【０００９】

【作用】

蓄電池の充電に際し、蓄電池の新旧、周囲温度、充電電流等の相違にかかわら ず、充電終期には、電圧が急上昇するとともに、電解液の分解による発生ガスに より蓄電池内部圧力が上昇する。また、通常の充電あるいは放置状態では、密閉 形蓄電池の内圧は常に減圧状態にある。このような圧力変化に伴って、蓄電池短 側面は膨脹、収縮する。従って、この変位を検知することにより、蓄電池の状態 を知ることができる。蓄電池の一部を薄内に構成し、その変化量を検出したり、 又排気部に装着したゴム弁の変化量を測定することにより蓄電池状態を検出する こともできるが、これらいずれの方法にも、蓄電池内圧検出のため蓄電池蓋の形 状を変えたり、またゴム弁を装着している排気部の形状を特別な形状に変更する 必要がある。本考案のように、蓄電池短側面の中央部に架設された剛性を有する 梁であって、その両端が蓄電池短側面の両角部に固定されたものと、梁と密閉形 蓄電池短側面との間に挾持された圧力検出装置とを備え、蓄電池短側面の膨張、 収縮による変位を圧力検出装置で検出することにより充電制御を行うよう構成さ れた蓄電池状態検出装置とすれば、蓄電池そのものの設計変更を伴うことなく、 容易に、しかも確実に蓄電池状態が検出でき、充電制御も確実に行うことができ る。

【００１０】

【実施例】

蓄電池を急速に充電しようとする場合、どうしても大電流で充電する必要があ る。この場合、充電終末の電圧上昇も急激で、陰極板のガス吸収許容値を越える と、陰極板に吸収されないガスにより密閉形蓄電池の内圧は急上昇する。このま ま蓄積ガスを電池内に残溜させると電槽破損に至るため、密閉形鉛蓄電池には外 気圧に対し１．２〜１．３気圧になると開弁する弁部が装着されている。これと は別に、通常の充電あるいは放置状態では密閉形蓄電池の内圧は常に減圧状態と なり、０．２気圧程度まで低下することがある。蓄電池の新旧、温度、充電電流 値に関係なく、過充電状態に突入すると内圧が上昇し、９５〜１００％の充電状 態で開弁状態、つまり蓄電池構成薄肉部が最大限にふくらむことが分かっている 。蓄電池短側面が大きく内外に湾曲すると商品性が低下するため、短側面表面に は補強リブが施してあるが、面積が大きいため、減圧時には標準面レベルより３ 〜５ｍｍ内側に湾曲し、加圧時には２〜３ｍｍ外側に湾曲するのが普通である。 このように、密閉形蓄電池では０．２気圧〜１．３気圧までの範囲で内圧が変化 し、これにつれて電槽短側面も内外方向に湾曲する。このことは容易に目視確認 することができる。本考案はこの現象に着眼したものである。

【００１１】 以下、本考案を具体的実施例により詳述する。図１は、本考案の１実施例であ る密閉形鉛蓄電池を短側両面からみた正面図であり、図２はそのＡＡ断面、図３ は同じくＢＢ断面である。これらの図において、１０は蓄電池短側面、４は蓄電 池短側面中央部を横断する梁であり、梁４の両端部は蓄電池短側面両角部の電槽 リブ９に固定フック５で固定されている。梁４は、蓄電池短側面１０の変位を圧 力として検知するための圧力検知器（後述）を固定するためのものであり、蓄電 池短側面１０の変位に連動するような柔軟なものであってはならず、剛性を有す る必要がある。１は、蓄電池短側面１０と梁４との間に、両者に挾持されて配設 された圧力検出装置である。圧力検出装置１としては、どのような原理の圧力検 出装置であっても良いが、蓄電池短側面１０と梁４との隙間が収縮し圧力検出装 置表面にかかる圧力値が一定値に上昇した時点で電気的出力が得られるものであ ればよい。６は梁４の内面に装着された加圧板で、圧力検出装置１に圧力が均一 にかかるようにしてある。７は圧力調整用ネジで、蓄電池機種によっては蓄電池 短側面１０と梁４の内面との間融が相達するため、これを調整するためのもので ある。８は電槽蓋、９は蓄電池四角に設けた電槽リブ、１１は蓄電池長側面であ る。２Ａ、２Ｂは圧力検出装置１内の電気接点の一例を示したもので、本接点は バネ状金属片により構成され、圧力検出装置表面に圧力が印加された場合、両金 属片は接触し、電気接点を構成する構造となってる。３Ａ，３Ｂは前記金属片に 接続された接続線であって、３Ａ側は蓄電池＋端子に接続され、電源端子となる 。３Ｂ側は出力端子であて、充電器制御部と接続される。

【００１２】 蓄電池内圧が減圧時、短側面１０は外気圧と内圧との差圧により内側に湾曲す るため、短側面１０と梁４内面とで構成された間隙は拡大し、金属片２Ａ，２Ｂ は互いに隔離状態となって、出力の端子３Ｂは無電位となる。又、蓄電池内圧が 加圧状態となると、梁４内面の間隙は縮小し、所定値の圧力に達すると金属片２ Ａ、２Ｂは接触し、出力端子３Ｂには電源端子の電圧が印加される。前述したよ うに、蓄電池内圧が加圧状態になるのは充電状態が９５〜１００％に達した時点 と判断されるので、出力端子３Ｂに電源電圧が現われた時点で充電器を庶断でき る開路を構成すれば、どのようなシステムの充電法でも、過充電状態になる直前 で充電を遮断できる。

【００１３】 蓄電池の一部を薄内に構成し、その変化量を検出したり、又排気部に装着した ゴム弁の変化量を測定することにより蓄電池状態を検出することもできるが、こ れらいずれの方法も蓄電池内圧検出のため蓄電池蓋の形状を変えたり、またゴム 弁を装着している排気部の形状を特別な形状に変更する必要がある。また、現在 の密閉形蓄電池を前述した構造にすると量産性がなくなりコストアップの原因と なるため、検出装置の必要性を感じながらも実施されていないのが現状である。 本考案にかかる蓄電池状態検出装置によれば、従来の蓄電池そのものの設計変更 を伴うことなく、安価かつ確実に状態を検出することができる。

【００１４】

【考案の効果】

本考案にかかるは蓄電池状態検出装置は、蓄電池短側面の中央部に架設された 剛性を有する梁であって、その両端が蓄電池短側面の両角部に固定されたものと 、梁と蓄電池短側面との間に挾持された圧力検出装置とを備え、蓄電池短側面の 膨張、収縮による変位を圧力検出装置で検出することにより充電制御を行うよう 構成されたことを特徴とする。従って、どのような蓄電池にも、蓄電池自体の構 造変更することなしに、応用できる。しかも、蓄電池の新旧、周囲温度、充電電 流等の相違にかかわらず、確実に状態検出が可能で、簡単な構造であり、その実 用的効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の１実施例を示す図である。

【図２】本考案の１実施例の断面図である。

【図３】本考案の１実施例の断面図である。

【符号の説明】

１ 圧力検出装置 ４ 梁 １０ 蓄電池短側面

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 蓄電池短側面（１０）の中央部に架設さ
   れた剛性を有する梁（４）であって、その両端が蓄電池
   短側面（１０）の両角部に固定されたものと、 梁（４）と蓄電池短側面（１０）との間に挾持された圧
   力検出装置（１）とを備え、 蓄電池内部圧力の変化に伴う蓄電池短側面（１０）の膨
   張、収縮の変位を圧力検出装置（１）で検出することに
   より充電制御を行うよう構成された蓄電池状態検出装
   置。