JPS61285030A - 電池の過放電並びに過充電防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は二次電池の過放電並びに過充電防止装置に関す
るものである。

従来の技術 従来、電池における過放電防止技術は、第６図に示すよ
うに、電池１０１の電圧を抵抗１０２と１０３とで分割
して検出し、その値を基準電圧１０４と比較器１０５に
て比較し、リレー１０６を駆動して接点１０７を開閉す
るようにしていた。

１０８は電池１０１の負荷になるモーター、１０９はメ
インの開閉スイッチである。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、このような従来の構成では回路構成が複
雑な上、比較器とリレーを駆動するために電池から電力
を供給しなければならず、電力の無駄使いになるもので
あった。また基準電圧を用意しなければならないなどの
問題点があり、そのために大きなスペースが必要となり
、電池応用機器として大型化するとともに、大重量とな
り使いづらいものになっていた。

そこで本発明は、電池の過放電防止機構を簡単で電力消
費のない方法で実現し、小型・軽量で使いやすい電池応
用機益金提供すること？目的とするものである。

問題点を解決するための手段 このような従来の問題点を解消するために、本発明は相
互に接触する電池側端子および負荷側端子の少なくとも
一方を熱応動材で構成したものである。

作　　　用 電池は過放電または過充電の状態になると温度が急激に
上昇する性質を有する。したがって、上記構成では常温
下で接触していた端子が温度上昇によって離反し、それ
以上の電池の放電、充電を防止する。

実施例 以下その実施例全第１図〜第４図をもとに説明する。

図において、１は充電可能な二次式の電池で、機器２内
にスライド式に組込まれている。３は電池１に設けられ
た端子、４は機器２に設けられた端子で、これらは（＋
）、（−）２組設けられているものである。また、６は
端子４を機器２に取付けるためのボスであり、６は端子
４をポス６に固定するための固定板である。そして一方
の端子４は一安定性の形状記憶合金でできており、第２
図ａの形状につくったものケ第２図すのように引きのば
してからセットする。しかるに定常状態において、形状
記憶合金よりなる端子４は何の変化も起こさず１．一般
のバネ材と同じ性質を持ち、電池１の端子３と接触する
。

ここで、第３図〜第４図を用いて、充放電における電池
１の特性変化について説明する。第３図は放電における
特性変化を示した図、第４図は充電における特性変化を
示した図である。

第３図の放電カーブにおいて、時間ｔ＝○でスイッチが
ＯＮされたとすると、電圧はほぼ一定値？しばらく持続
し、電池１の温度はわずかに上昇するが、大きな変化は
見られない。放電が進み電圧が低下してくると、同時に
電流も低下するので温度も低下するが、電池の放電が進
みすぎる（湯放電）と、温度が再び上昇し、通常放電の
時よりもかなり大きな値となる。

この温度上昇のメカニズムを、鉛蓄電池を例にとって説
明すると、鉛蓄電池は放電状態になると（＋）細極板に
硫酸鉛（ＰｂＳＯ４）　が生成される。このＰｂＳＯ４
は電気絶縁物であるが、通常の放電の範囲では結晶の粒
子も細かく、抵抗値もそれほど大きくないので、電流が
流れても温度上昇は大きくならない。ところが過放電状
態になると、この、ＰｂＳＯ２の結晶の粒子が大きくな
り、抵抗値が増大する（１Ｑ〜１０００倍）ため、わず
かな電流が流れるだけでも温度上昇が大きくなるもので
ある。

次に第４図の充電の場合について説明すると、第４図は
定電圧充電の場合を示したものであるが、まず、電圧が
設定値に達するまでは電流の値も大きく、温度も少し上
昇する。電圧が設定値に達すると電流は急に減少し、温
度もそれに伴なって下降し、しばらくはその状態が続く
が、充電をそのまま続行し、過充電状態になってくると
、電流が鉛蓄電池を例に過充電の場合の温度上昇のメカ
ニズムを説明すると、鉛蓄電池は充電されると（→細極
板に過酸化鉛（Ｐｂ０２）を生成するが、過充電される
と、極板の格子部（ｐｂｏ）までＰｂＯ□に変化してし
まう。ＰｂｏがＰｂＯ２に変化すると体積も膨張するの
で、格子と活物質問の密着が悪くなり、電気的に抵抗が
増加する。そのため、過充電されると、通常の充電時よ
りも大きな温度上昇を示すものである。

再び第１図〜第２図にもどって説明する。第２図のよう
な端子４を第１図のようにセストすると、通常使用（充
電・放電）の場合には、温度変化も小さいので、端子４
はごく普通のバネ材として働き、電流を流すことができ
る。ところが、電池１の状態が過放電や過充電の状態に
なると、前述したように電池１の温度が上昇し、それが
同電池１の端子３を通じて端子４へ伝わる。すると、端
子４は形状記憶合金でつくられていて、もともとは第２
図ａのような形状のものであり、それを第２図すのよう
に拡げていたものなので、第２図すの形状からもとの状
態、すなわち、第２図ａの形状に復帰する。すると、電
池１の端子３との接触かはなれ、電池１へ電流が流れな
くなる。つまり、電池１が過充電あるいは過放電状態に
なると、端子３．４の接続を切り、電池１を保護するこ
とができる。

電流が流れなくなった後は温度は下降するが、端子４は
一安定性の形状記憶合金から成るものなので、再び外力
を加えて拡げない限り、電池１との接触は復帰しない。

また、端子４は温度の大きな上昇に反応するものなので
、過充電や過放電以外に、負荷に対して異常な大電流が
流れた場合の温度上昇にも動作し、機器２そのものを確
保することができる。

なお、以上の説明の中では、形状記憶合金から成る端子
の形状を、板バネ状のものとしたが、これは他の形状、
例えばコイル状のもので６つてもかまわず、要は、通常
温度では電池との接続を確保し、異常な温度上昇があっ
た時に形状が変化し、電池との接続を切りはなせる形状
のものであればよい。

さらに形状記憶合金に代え、非復帰形のバイメタルを用
いることも考えら詐る。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明によｎば、電池
との負荷との接続用の端子を熱応動材で構成したことに
より、異常な温度上昇があった時に接続を切りはなすこ
とができ、電池の過放電。

過充電による不良を防ぎ、また、負荷に大電流が流れる
ことによる機器の破壊を防止することが非常に簡単な構
成で、しかも電池の電力を消費することなく実現でき、
その効果は大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す要部拡大側面図、第２図
ａ、ｂは端子の拡大側面図、第３図は放電状態における
電池の特性変化を示すグラフ図、第４図は充電状態にお
ける電池の特性変化を示すグラフ図、第５図は従来例を
示す回路図である。 １・・・・・・電池、３，４・・・・・・端子。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）相互に接触して電気的接続部を形成する電池側端
   子および負荷側端子の少なくとも一方を熱応動材で構成
   し、熱応動々作時対応する端子より離反するように設定
   した電池の過放電並びに過充電防止装置。
2. （２）熱応動材として形状記憶合金を用いた特許請求の
   範囲第１項記載の電池の過放電並びに過充電防止装置。