CN101069320A - 蓄电池单元 - Google Patents

蓄电池单元 Download PDF

Info

Publication number
CN101069320A
CN101069320A CNA2005800410772A CN200580041077A CN101069320A CN 101069320 A CN101069320 A CN 101069320A CN A2005800410772 A CNA2005800410772 A CN A2005800410772A CN 200580041077 A CN200580041077 A CN 200580041077A CN 101069320 A CN101069320 A CN 101069320A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mentioned
storage battery
battery
lead
switch
Prior art date
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.)
Granted
Application number
CNA2005800410772A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100521362C (zh
Inventor
小布施俊
山田惠造
町山美昭
大津公二
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Resonac Corp
Original Assignee
Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd filed Critical Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
Publication of CN101069320A publication Critical patent/CN101069320A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100521362C publication Critical patent/CN100521362C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/482—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/03—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for
    • B60R16/033—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for characterised by the use of electrical cells or batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/04—Arrangement of batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/0031—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits using battery or load disconnect circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0068—Battery or charger load switching, e.g. concurrent charging and load supply
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/364—Battery terminal connectors with integrated measuring arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00306—Overdischarge protection
    • 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

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)

Abstract

蓄电池单元(1)具有蓄电池(2)以及以蓄电池的输出为输入来监视蓄电池状态的监视装置(3)。在蓄电池与监视装置(3)之间设有的起动电路(4)包括：在将负荷连接到蓄电池上之前的状态下保持断开状态，切断从蓄电池(2)以对监视装置供电的主开关；和在探测到超过设定值的负荷连接到蓄电池上产生出的该蓄电池的端子电压降低时，将主开关置于导通状态的开关驱动电路。在蓄电池使用前的状态下防止由监视装置消耗电力，而在蓄电池于使用之中则防止将监视装置置于不起作用的状态之下。

Description

蓄电池单元
技术领域
本发明涉及这样的蓄电池单元，它具有蓄电池和监视此蓄电池状态的监视装置。
背景技术
在由汽车等发动机驱动的输送机械中，装载有用于驱动起动马达等其他电气装置的蓄电池。由于蓄电池会随着其使用而劣化而最终结束其寿命，于是为了防止不能起动发动机的突然事故发生，就需要可靠地掌握蓄电池的状态，以在蓄电池寿命结束之前进行更换。此外，在蓄电池充电不足的状态时，有必要在起动发动机之前对蓄电池进行充电。因此，在用于起动发动机的蓄电池中，用户在检查车辆等时最好能判明蓄电池的状态。于是如特开2000-285968号公报所示，提出了将监视电池的充电状态与劣化状态的监视装置安装于电池槽中。构成将监视装置与蓄电池一体化的蓄电池单元。
监视蓄电池状态的监视装置是由包括微机在内的电子装置构成，因而监视装置处于工作状态时，监视装置会经常性地消耗电力。因此，当把连接监视装置的蓄电池不进行充电而长期间地置于橱窗等之中的展示状态下，这中间就会产生电池放电的问题。当蓄电池一旦完全放电后，放电特性将显著恶化而不能销售，于是过去在不用蓄电池时，或是将连接监视装置与蓄电池之间的导线卸下，或是于监视装置上设置手动的电源开关，通过关断此电源开关而切断对监视装置供电。
但是在卸除监视装置与蓄电池之间的连接引线或是在通过关上监视装置上所设电源开关来切断对监视装置供电的情形中，曾发生过在使用蓄电池时，忘记连接上引线或忘记接通电源开关使监视装置不再工作而不能监视蓄电池状态的问题。
此外，在把监视装置安装到蓄电池的电池槽中以往的蓄电池单元中，由于监视装置是附着到电池槽盖的上表面或是附着于电池槽的侧面等之上，监视装置成为从电池槽的上表面或侧面大大突出的状态，除了使蓄电池大形化之外，还有损害其外观的问题。此外，在通过粘接将监视装置固定到蓄电池的电池槽之上时，为了使粘合剂不从监视装置与电池槽之间挤出，需要对粘合剂量进行严格地管理和严格地进行粘合剂涂布作业，此外由于粘合剂的固化要耗费时间，从而有降低蓄电池单元的制造效率和加大制造费用的问题。
发明内容
本发明的主要目的是在具有蓄电池和监视该蓄电池状态的监视装置的蓄电池单元之中，防止安装到汽车等蓄电池单元在使用之前为监视装置消耗无功电力，而断开监视装置，在安装到汽车等蓄电池单元一旦使用之后，又能使监视装置自动地与蓄电池连接上而让监视装置无障碍地工作。
本发明的另一目的是在具有蓄电池和监视该蓄电池状态的监视装置的蓄电池单元之中，防止蓄电池在使用之前为监视装置消耗无功电力，而在蓄电池使用之后使监视装置能可靠地与蓄电池连接来恰当地监视电池状态，同时可基本上不改变电池的外形与尺寸，能不用与高费用工艺相关联的粘合作业将监视装置安装到蓄电池的电池槽的盖上。
本发明涉及到的蓄电池单元具有：将包含正极板与负极板的发电元件收容于电池槽内，在该电池槽的盖上安装正极侧与负极侧的输出端子的蓄电池；以蓄电池的输出作为输入，监视蓄电池状态的监视装置。本发明中，于蓄电池的输出端子与监视装置的输入端子之间插入起动电路。此起动电路具有：在将超过设定值的负荷连接到蓄电池上之前的状态时保持断开状态，切断从蓄电池对监视装置的供电的主开关；在探测到超过设定值的负荷连接到蓄电池上产生出该蓄电池的端子电压降低时，将主开关置于导通状态的开关驱动电路。
上述负荷的设定值(负荷电流值或消耗电力)设定为，约低于当该负荷与蓄电池连接时所能探测到的蓄电池两端的电压。上述负荷通常可以是用于起动驱动汽车发动机用的起动马达、驱动电动车辆的驱动轮的马达等，但也可以是车头灯等。
如上所述，在蓄电池与监视装置之间设有起动电路且构造成：当超过设定值的负荷连接到蓄电池上时，使起动电路的主开关处于接通状态而给监视装置供电，这样，当蓄电池单元陈列于橱窗等之中而在未使用状态时，可使监视装置与蓄电池分开以防止监视装置消耗无功的电力，从而蓄电池能切断放电，可防止其放电特性恶化。
如上所述的构成，安装到汽车等蓄电池单元一旦使用后，由于自动地将监视装置连接到蓄电池上，所以能防止没有监视装置的监视机能的蓄电池使用。
在本发明的最佳形式中，上述主开关是由给予驱动信号时成为接通状态的开关元件组成，插入到蓄电池一方的输出端子和监视装置一方的输入端子之间。此外，开关驱动电路具有当给予接通指令信号时成为接通状态的驱动用开关，包括有：当该驱动用开关成为接通状态时给主开关以驱动信号的驱动信号供给电路；当探测到驱动负荷时产生的蓄电池的端子电压降低时，给予驱动用开关以接通指令信号的接通指令信号发生电路。在此情形中，监视装置构成为：在通过主开关由蓄电池给予电压的状态下时，将继续给驱动用开关以接通指令信号。
在将蓄电池装载到汽车等之后使汽车等运转时，蓄电池必然要与超过设定值的负荷(起动马达与车辆驱动用马达等)连接，而当采取上述结构时则能将监视装置可靠地连接到蓄电池上。
在本发明的另一最佳实施形式中，使上述驱动用开关具有自保持功能。这样，在使驱动用开关具有自保持功能的情形，当未从监视装置给驱动用开关以接通指令信号时，可让主开关保持在接通状态。
在采取上述结构时，由于不必要从监视装置给驱动用开关以接通指令信号，就可以简化监视装置的结构，还能减少监视装置的电力消耗。
上述主开关可由场效应晶体管或双极晶体管构成。
在本发明的另一个最佳实施形式中，主开关本身由闸流晶体管等具有自保功能的开关元件构成，插入到蓄电池一方的输出端子与监视装置一方的输入端子之间。在此情形下，开关驱动电路构成为：当驱动起动马达时检测出产生的蓄电池的端子电压下降时，即给此主开关以驱动信号。
在取上述结构后，由于是由可探测驱动负荷时产生的蓄电池端子电压下降的电路构成开关驱动电路，故可简化起动电路的结构。另外，由于不需要常时间地给主开关驱动信号，能够减少起动电路的电力消耗。
在本发明的最佳实施形式中，开关驱动电路构成为具有手动操作开关，操作此手动操作开关时能强制地给主开关以驱动信号。
在如上所述构成为通过操作手动开关而强制地给主开关以驱动信号的情形下，由于能通过操作手动操作开关不等待使用蓄电池(蓄电池可连接超过设定值的负荷)而使监视装置与蓄电池连接，故可在将蓄电池装设于汽车等之前根据需要来确认蓄电池的状态。
在本发明的另一最佳实施形式中，监视装置的结构元件与起动电路的结构元件收容到共同的封装内构成电池监视用组件，此电池监视用组件的封装嵌合收容到设于蓄电池的电池槽盖上表面中所设的凹部内。
在上述结构下可不用粘合剂而将监视装置安装到电池槽内，还可不使监视装置从电池槽上表面有显著突出或可安装成完全不突出，故不会损害蓄电池的外观，且可不经过费用高的工序而将监视装置安装到蓄电池的电池槽的盖中。
在本发明的另一实施形式中，上述电池监视用组件的封装构成呈平板状的外观，在通过凹部的开口部露出的该封装的表面中可设置显示蓄电池状态的电池状态显示部。
在上述结构下，由于能将监视装置安装成不从电池槽的上表面显著突出或完全不突出，就可防止由于安装监视装置而损坏蓄电池的外观，或是防止蓄电池的外形与尺寸有大的变化。此外由于在组件的封装的表面上设有电池状态显示部，易于确认蓄电池的状态。
在本发明的另一最佳实施形式中，用来将起动电路连接到蓄电池的正极侧输出端子与负极侧输出端子的正极侧的与负极侧的电池连接用引线板，分别从监视用组件的封装的一端和另一端从相反方向导出。此时，各电池连接用的引线板具有以一端连接起动电路对应的输入端子的带状部和成整体地设于此带状部另一端上的环状部，此环状部按嵌合到蓄电池对应的输出端子上的状态下与蓄电池的对应输出端子连接。此外，通过使各电池连接用引线板的带状部的一部分弯曲，于各电池连接用引线板的带状部上形成缓冲部，借助此缓冲部的变形以允许各引线板带状部的伸缩。
在上述结构下，由于只需将设于各电池连接用引线板上的环状部嵌合到蓄电池对应的输出端子上就能将监视装置连接到蓄电池上，故可使监视装置的安装简化。
通常，上述蓄电池的输出端子形成为上端的外径比下端的外径小的锥状。当蓄电池的输出端子取这样的结构时，正极侧引线板与负极侧引线板各自的环状部则形成为，使其内径比正极侧输出端子与负极侧输出端子的下端外径小，同时比正极侧输出端子与负极侧输出端子的上端外径大。
在上述各引线板的环状部的内周部上最好设置许多沿该环状部径向延伸同时沿该环状部的周向上间隔开的槽(slit)。
当如以上所述于各引线板的环状部的内周部上设有槽后，则在将环状部嵌合到蓄电池的输出端子上时，能借助这些槽使环状部的内周部变形，故易使蓄电池主体的输出端子与引线板的环状部嵌合固定，而能让环状部与蓄电池的输出端子的电连接状态良好。
在本发明的另一最佳实施形式中，将封装的厚度设定成，可使收容到设于电池槽盖中的凹部内的监视用组件的封装上表面位于与电池槽的盖的上表面的同一平面上。
在如以上所述设定了电池监视用组件的封装厚度后，能将监视用组件安装成不会从电池槽盖的上表面中超出，故可以防止损伤外观。此外，当取以上所述结构时，由于不会因安装监视装置而改变蓄电池的外形尺寸，因而在更换蓄电池时不会改变蓄电池的设置状态。于是可以防止因将监视装置安装到电池槽中而丧失蓄电池的互换性。
在本发明的另一最佳实施形式中，为了能使收容于电池槽盖中所设凹部内的监视用组件封装表面与电池槽盖的上表面位于同一平面上，除设定封装的厚度外，还用薄膜覆盖电池槽盖的上表面与监视用组件的封装的表面的边界部。
当如上述用薄膜覆盖电池槽盖的上表面与监视用组件的上表面两者的边界部时，可以提高监视装置的气象防护性与防尘性。
在本发明的另一最佳实施形式中，于电池槽盖的上表面中形成有：以一端与电池槽盖上表面的凹部相连接而以另一端通达到蓄电池正极侧输出端子下端附近的正极侧引线收容沟；以一端子凹部连接而以另一端到达蓄电池负极侧输出端子下端附近的负极侧引线收容沟，而正极侧电池连接用引线板的带状部与负极侧电池连接用引线板的带状部则分别收容于正极侧引线收容沟与负极侧引线收容沟之内。
在上述结构下，正极侧电池连接用引线板与负极侧电池连接用引线板二者的带状部配置成不从电池槽盖表面突出的状态，因而可以防止有损于蓄电池的外观和损害引线板。
如上所述，本发明是把起动电路设在蓄电池与监视装置之间，当在蓄电池连接上超过设定值的负荷时，使起动电路的主开关取接通状态而给监视装置供电，由于采取了这样的结构，在把蓄电池单元陈列于橱窗等之中而并不使用的状态时，可断开监视装置与蓄电池的连接防止耗费无功的电力，切断蓄电池放电完而防止其放电特性退化。
此外，根据本发明，当蓄电池单元装载到汽车等之上而一旦使用之后，由于监视装置是与蓄电池自动连接，故可防止监视装置在不工作状态下使用蓄电池。
本发明中是把监视装置的结构元件与起动电路的结构元件共同收容到封装之内，构成电池监视用组件。在将此电池监用组件的封装以嵌合到设于蓄电池的电池槽盖的上表面中的凹部内的形式进行安装时，可不用粘合剂而将监视装置安装到电池槽之内，从而能够不经过麻烦和高费用的粘合工序来制造蓄电池单元。此外由于能将监视装置安装成从电池槽上面不显著突出或完全不突出，故可防止由于安装监视装置损害蓄电池的外观或是由于变动蓄电池的外形与尺寸而损失蓄电池的互换性。
附图说明
图1是例示本发明的蓄电池单元的电气结构的电路图。
图2是例示本发明的蓄电池单元所用蓄电池外观的斜视图。
图3是例示本发明的蓄电池单元所用电池监视用组件外观的斜视图。
图4是通过将图3所示电池监视用组件安装到图2所示蓄电池上的蓄电池单元的俯视图。
图5是示明图1中所示蓄电池单元所用起动电路装置起动时状态的电路图。
图6是示明图1中所示蓄电池单元所用起动电路起动后状态的电路图。
图7是例示本发明蓄电池单元另一结构的电路图。
图8是例示本发明蓄电池单元又一结构的电路图。
标号说明
1蓄电池单元，2蓄电池，2a正极侧输出端子，2b负极侧输出端子，201电池槽主体，202盖，203电池槽，205凹部，206正极侧引线收容沟；207负极侧引线收容沟，3监视装置，4起动电路，4A主开关，4B开关驱动电路，4B1驱动信号供给电路，4B2导通指令信号发生电路，401驱动用开关，SW1手动操作开关，5电池监视用组件，501封装，504正极侧电池连接用引线板，504a带状部，504b环状部，504e缓冲部，505负极侧电池连接用引线板，505a带状部，505b环状部，505e缓冲部
具体实施方式
以下参考附图详述本发明的蓄电池单元的最佳实施形式。
图1为例示本发明蓄电池单元1的电气结构例的电路图。本发明的蓄电池单元1具有：蓄电池2；以蓄电池2的输出为输入，监视蓄电池2的状态的监视装置(诊断装置)3；插入蓄电池2的输出端子2a、2b与监视装置3的输入端子3a、3b之间的起动电路4。
本实施形式用的蓄电池2是JIS B19规格的汽车用铅蓄电池，如图2所示具有：形成长方形的电池槽主体201以及封闭此电池槽主体上端开口部的盖202组成的电池槽203；包含收容于电解槽203内的正极板与负极板的发电元器件(未图示)，在盖202上安装着正极侧输出端子2a与负极侧输出端子2b。输出端子2a与2b安装在盖202纵向两端附近偏向盖202宽向的一端。在盖202宽向的另一端形成有6个注液口204，它们分别通向电池槽内形成的6个小室，各注液口中安装着未图示的液口栓。蓄电池的输出端子2a与2b各形成为上端外径比下端外径小的锥形。在本实施形式中，电池槽主体201和盖202与一般用的汽车用铅蓄电池相同，是由聚丙烯的注射模塑成形件组成。
为了将后述的电池监视用组件安装到电池槽203的盖202中，在盖202的上表面中形成凹部205。为了使电池监视用组件与安装到电池槽盖中的液口栓或指示器(未图示)不干扰，将凹部205设置于偏离蓄电池输出端子2a、2b的位置。在图示的例子中，凹部205位于输出端子2a与2b之间而靠近输出端子2a。凹部205形成具有矩形的轮廓以与后述的电池监视用组件的形状相配合，为使凹部205的底部背面(面对电池槽的一面)位于较电池槽主体201的上端稍高的位置处，可对凹部205的深度进行设定。这样地设定凹部205的深度是为了将盖202热熔接到电池槽主体201上之时不发生问题。在电池槽盖202的上表面还形成有：以一端连接凹部205而以另一端到达蓄电池的正极输出端子2a下端附近的直线状的正极侧引线收容沟206；以一端连接凹部205而以另一端到达蓄电池的负极侧输出端子2b下端附近的直线状负极侧引线收容沟207。
本发明中，监视装置3的元器件以及起动电路4的元器件如图3所示收容到共同的封装501内，构成电池监视组件5。封装501虽最好由绝缘材料形成，但当存在需将内部电路密封等特别理由时，也可由导电性金属材料形成该封装。在本实施形式中，封装501由与构成电池槽的树脂材料相同的材料(聚丙烯)形成。此外，作为构成封装的树脂材料也可采用成形性良好的其他树脂，例如对苯二甲酸乙二醇聚酯(PET)。
图示的电池监视用组件5的封装501构成为呈平板状的外观。封装501的表面中设有显示蓄电池状态的电池状态显示部502，同时引出操作起动电路中所设手动操作开关的按钮503。电池监视用组件5与蓄电池输出端子之间的连接最好用具有耐振性、不易受周围环境影响和可靠性高的连接用导体进行。为此在本实施形式，用来将起动电路4的正极侧输入端子4a与负极侧输入端子4b分别连接到蓄电池2的正极侧输出端子2a与负极侧输出端子2b两者的正极侧与负极侧的电池连接用引线板504与505，分别从监视用组件5的封装501纵向的一端和另一端沿相反方向引出。
电池连接用引线板504与505分别具有：以一端连接起动电路4对应的输入端子4a与4b的带状部504a与505a；与带状部504a以及504b的另一端成整体设置的环状部504b以及505b。在图示的例子中，带状部504a以及505a的另一端靠近的部分形成按直角弯向上方的上升部504c与505c，同时将这些上升部的上端在与带状部504a以及505a的板面相平行的方向按直角弯折而形成前端部504d与505d，在这些前端部上分别整体地形成环状部504b以及505b。通过上升部504c以及505c，在引线板504与505的带状部504a与505a同环状部504与505b之间形成阶差。
分别设于正极侧引线板504与负极侧引线板505上的环状部504b与505b具有的内径，它比起成锥形的蓄电池的正极侧输出端子2a与负极侧输出端子2b下端的外径小，而比正极侧输出端子2a与负极侧输出端子2b上端的外径大，上述环状部504b与505b则各以紧配合的状态连接蓄电池的输出端子2a与2b的下端。
本实施形式中用的引线板504与505由表面镀锡的0.2mm厚的弹簧用磷青铜形成，环状部504b与505b的内径设定成比蓄电池输出端子2a与2b下端的外径小0.2mm。
在引线板504与505各自的环状部504b与505b的内周部上，于各环状部的周向等间隔分开地设有多个(图示例子中为8个)沿径向延伸的槽(切口)504b1与505b1。这样，当于各引线板的环状部的内周上形成多个槽后，在将各环状部嵌合到蓄电池的对应输出端子上时，由于易使各环状部弹性变形，不会使各环状部在蓄电池的对应输出端子上松弛而能可靠地嵌合，从而能可靠地进行各引线板与蓄电池的输出端子的电连接。
此外，通过将电池连接用引线板504与505各自带状板504a与505a的封装501靠近部分弯成U字形，便在带状部504a与504a的一部分中形成了缓冲部504e与505e。这种缓冲部504e与505e，当引线板504与505由产生热膨胀收缩所致应力或因传递到引线板504与505上的机械振动而在引线板504与505中产生应力时容易变形，但由于允许带状部504a与505a伸缩，就可有效地吸收引线板504与505中产生的应力。
如图4所示，在内部收容有监视装置3与起动电路4两者元器件的电池监视用组件5的封装501，将其表面(设有显示部502的表面)朝向上方。以嵌合状态置于设在电池槽盖中的凹部205内。此外，电池监视用组件5的环状部504b与505b则分别嵌合到蓄电池的输出端子2a与2b之上，同时电池连接用引线板504与505的带状部504a与505a以嵌合状态分别置于电池槽盖中所设正极侧引线收容沟206内与负极侧引线收容沟207内。
正极侧引线收容沟206与负极侧引线收容沟207各具有能适应所嵌合的引线板带状部长度的长度，正极侧引线收容沟206与负极侧引线收容沟207在凹部205附近的部分206a与207a，为了能不妨碍引线板带状部504a与505a中形成的缓冲部504e与505e的变形，将它们形成为能有充裕地接收这些缓冲部的大小。
如上所述，引线板504与505的带状部504a与505a分别嵌合到相应沟部206与207中时，为使环状部504b与505b成为嵌合到蓄电池的输出端子2a与2b下端上的状态，对引线板504与505的前端部504d与505d的方向以及带状部504a与505a同环状部504b与505b间的阶差(上升部504c与505c的高度)进行了设定。
此外，电池监视用组件5的封装501的厚度设定成与电池槽盖202中形成的凹部205的深度相等，以使在将封装501嵌合到凹部205内的状态下封装501的表面与电池槽盖202的上同一平面上。在图示例子中，为了对封装501与凹部205的开口部周缘之间进行密封，至少将电池槽盖的上表面与封装501的上表面的边界部分贴盖以树脂膜(或树脂薄片)。图示的膜6由透明树脂材料组成，按覆盖凹部205开口部的周边与封装501的表面全部设置。
蓄电池的输出端子2a与2b的由环状部504b与505b嵌合的部分之上方的部分中，装设了安装在未图示的输出电缆端部上的端子接头。
当如以上所述在引线板504与505的带状部504a与505a上形成缓冲部504c与505c后，在因发动机产生的热致带状部504a与505a发生热膨胀收缩时，伴随汽车行进时对带状部504a与505a的振动，缓冲部504c与505c即变形而吸收带状部504a与504b中产生的应力，这样就能防止带状部504a与505a断裂、或是在引线板504与505引出部附近于封装501中产生龟裂、或是使环状部504b与505b同蓄电池的输出端子2a与2b的接触状态恶化。
在图示的例子中，通过使引线板504与505各自的带状部504a与505a的一部弯曲成U字形而形成了缓冲部504c与505c，但也可将带状部504a与505a的一部分弯曲成V字形或波纹形来形成缓冲部504c与505c。此外，在图示的例子中，在带状部504a与505a中虽只各设缓冲部504c与505c一个，但也可根据需要于各带状部中设置多个缓冲部。再有，为了减小引线板的残留弯曲应力，最好使构成缓冲部的弯曲部分的曲率半径R不要太小。
作为构成电池连接用引线板504与505的金属材料(包括合金材料)最好采用电阻小的材料，但也可根据流过监视装置3的负荷电流小等的条件而采用电阻较大的材料。
作为构成电池连接用引线板504与505的金属材料最好是采用高强度的，但当金属材料的强度不足时，则可采取增大金属板厚度的措施。
当考虑到蓄电池的使用环境时，引线板504与505最好是由耐侵蚀性高的金属材料形成，但也可通过于金属材料的表面上进行电镀、喷漆、树脂涂层与包覆等而采用耐侵蚀性低的金属材料来形成引线板504与505。
再有，为了使引线板的环状部504b与505b能同蓄电池的输出端子牢靠地连接，应要求构成引线板的金属材料具有适度的弹性率与延伸性，但为了使之不会为很小的应力导致脆性损坏或断裂时，则也可通过适当地设定金属材料板厚，而由弹性率与延伸率稍差的金属材料来制备可适合要求的引线板。
满足上述条件的金属材料例如有铜、青铜、磷青铜、弹簧用磷青铜、黄铜等各种铜合金，此外例如有铁以及各种不锈钢等铁合金、镍以及镍合金等。
如上所述，通过将监视装置3的元器件与起动电路4的元器件一起收容于共同的封装501内构成电池监视用组件5，同时将此组件的封装嵌合到设于电池槽盖中的凹部205内，这样便安装成使之不从电池槽的盖中越出，而能让具有监视装置的蓄电池的外径尺寸与不具有监视装置的蓄电池的外径尺寸相同，从而可以防止丧失蓄电池的互换性，易适用于既有的汽车。
此外，当如以上所述将监视用组件的表面设置于与电池槽盖的上表面在同一平面上，以薄膜6覆盖电池槽盖的上表面与封装501的上表面两者的边界时。由于组件的封装与电池槽盖两者表面之间的边界已密封，可以防止水浸入凹部205之内，从而可以提高耐气候性、防水性与防尘性。此外，当把上述薄膜按覆盖封装501的整个表面设置时，或是可通过将花样印刷到这种薄膜之上表现刻意设计出的图案，或是将监视装置的操作方法印刷于薄膜6上，这就能省略示明监示装置操作方法的铭牌，可谋求降低成本。
本发明的蓄电池单元适用作汽油发动机或柴油发动机驱动的汽车等输送机械(包括船舶)等的发动机起动用电源、电动摩托车等小型电动车辆的马达驱动用电源。在这种输送机械中，由于车辆的搭载重量、车辆盛载空间的关系限制了装载蓄电池的空间与蓄电池容许的重量，作为蓄电池最好采用尽可能小型与轻量的。根据本发明，由于能几乎不改变既有蓄电池的大小与形状而将电池监视用组件安装到蓄电池的电池槽内，就能无问题地将电池状态的监视功能附加到大小与重量受到限制的输送机械用的蓄电池中。
为了尽可能地控制汽车用蓄电池的尺寸与重量的增大同时将监视装置安装到蓄电池中，最好使监视装置取尽可能小型的结构，作为具有诊断蓄电池充电状态与退化状态并显示某状态的功能的监视装置，已知有通过测定蓄电池的端子电压、蓄电池的温度、蓄电池的阻抗或蓄电池使用时间的累计值等，再根据这些数据经过算术求出充电状态与退化状态的方式，或是应用给出这些数据同充电状态或退化状态间的关系的图，相对于测得的数据通过检索这种图来求出充电状态与退化状态的方式等，而在本发明中，监视装置可以采用上述任一种方式。
构成监视装置3与起动电路4的电子元件虽可离散地安装于印刷基板上，但为了小型化，最好尽可能地IC化。为了提高可靠性、降低成本与小型化，最好对微机及其外围电路的结构元件采用LSI化的。通过使监视装置与起动电路的元器件IC化或LSI化，能于JIS B19大小的铅蓄电池的电池槽盖中所设的凹部内，可进行嵌合而不越出该凹部大小的封装501内，无问题地收容监视装置与起动电路的元器件。
下面参看图1举例说明监视装置3与起动电路4的结构。图1所示的监视装置3包括：具有CPU 3A、ROM 3B、RAM 3C以及A/D变换器3D等的微机，以及以蓄电池2的输出电压为输入而输出适宜驱动微机的电源电压的电源电路3E等，而用于判定蓄电池状态所必要的蓄电池的端子电压、温度等条件的探测值则通过A/D变换器3D输入CPU 3A。
监视装置3由CPU 3A执行ROM 3B中存储的规定程序，进行用于判定蓄电池充电状态与退化状态的运算处理，将此判定结果(蓄电池状态)显示于具有以液晶显示板或发光二极管等为显示装置的电池状态显示部502中。
由于监视装置3中用于判定电池状态的条件以及用于判定电池状态的运算处理可以用周知的，故略去其详细说明。
起动电路4具有：主开关4A，它在超过设定值的负荷连接到蓄电池2之前的状态时(蓄电池展示于橱窗等未使用状态时)，保持断开状态，切断从蓄电池2给监视装置3供电；开关驱动电路4B，它当探测到超过设定值的负荷连接到蓄电池2上而产生出该蓄电池的端子电压下降时，使主开关成为导通状态。
主开关4A由在给予驱动信号时成为导通状态的开关元件构成，是插入蓄电池2一方的输出端子与监视装置一方的输入端子之间的开关。在图示例子中，主开关4A由P沟道MOSFET组成，它的源极S连接到起动电路的正极侧输入端子4a，它的漏极连接到监视装置3的正极侧输入端子3a。起动电路的负极侧输入端子4b与监视装置3的负极侧输入端子3b则接地。
图示的开关驱动电路4B包括：驱动信号供给电路4B1，它具有在给予导通指令信号时成为导通状态的驱动用开关401，在该驱动用开关成为导通状态时将驱动信号给予主开关4A的驱动信号供给电路4B1；当探测出起动马达驱动时产生的蓄电池的端子电压降低时将导通指令信号给予驱动用开关401的导通指令信号发生电路4B2。
在图示的例子中，可以将发射极接地的NPN晶体管TR1用作驱动信号供给电路4B1的驱动用开关401。晶体管TR1的集电极与起动电路的正极侧输入端子4a之间串联连接着电阻器R1与R2，在电阻器R1与R2的连接点上连接着构成主开关4A的MOSFET的栅极G。
晶体管TR1的基极经电阻器R3与该晶体管的发射极连接，同时通过电阻器R4与阴极共同连接的二极管D1与D2组成的“或”电路的输出端子(二极管D1与D2的阴极共同连接点)连接。此外，在晶体管TR1的集电极-发射极之间则连接着按钮开关组成的手动操作开关SW1。此手动操作开关的按钮503从电池监视组件5的封装501的表面引出到外部，当揿压此按钮开关时，只会将开关SW1导通。
由上述晶体管TR1、电阻器R1～R4与手动开关SW1构成驱动信号供给电路4B1。在本实施形式中将开关驱动电路4B构成为：当操作手动开关SW1时，可强制地给主开关以驱动信号。
导通指令信号发生电路4B2包括：PNP晶体管TR2；连接在晶体管TR2的基极与起动电路正极侧输入端子4a之间的电阻器R5；有一端连接到晶体管TR2的发射极上的电阻器R6；以阴极通过电阻器R7连接电阻器R6的另一端连接而以阳极连接起动电路正极侧输入端子4a的二极管D3；以及连接在电阻器R6和R7的连接点与起动电路负极侧输入端子4b(接地端子)之间，静电容量充分大的电容器C1。晶体管TR2的集流极当连接二极管D1的阳极使晶体管TR2成为导通状态时，便从蓄电池2通过二极管D3与电阻器R7与R6以及晶体管TR2的发射极-集电极之间，输出导通指令信号Von。
监视装置3还具有在给CPU 3A以电源电压时(在输入端子3a、3b之间施加蓄电池2的端子电压时)，继续输出接通指令信号Von的指令信号输出端子3c，而由此输出端子3c求得的指令信号Von通过二极管D2与电阻器R4输入晶体管TR1(驱动用开关)的基极。亦即此监视装置3构成为在从蓄电池2通过主开关4A施加电压的状态时，将继续给驱动用开关401以导通指令信号。
图1所示的起动电路4按以下所述工作、起动电路4利用蓄电池2两端的电压，通过二极管D3与电阻器R7使电容器C1充电到蓄电池的电源电压。蓄电池2在未使用状态时(蓄电池在一次也没有与超过设定值的负荷连接的状态下时)，蓄电池2的两端的电压与电容器C1两端的电压基本相等，晶体管TR2的发射极的电位与基极的电位则相等，因此基极电流不流到晶体管TR2。于是晶体管TR2处于截止状态，不输出导通指令信号Von。此时的晶体管TR1处于截止状态而没有电流通过电阻器R1与R2，因而没有电压施加到构成主开关4A的MOSFET的栅极-源极之间。于是当蓄电池处于未使用状态时，构成主开关4A的MOSFET处于截止状态。由于MOSFET的暗电流极小，此时从蓄电池2流到监视装置3的电流可视之为零。
如上所述，蓄电池在未使用状态下时，主开关4A处于截止状态，蓄电池2的输出电压不会施加到监视装置3之上，监视装置3也就不会消耗电力。因此，即便蓄电池长期间陈列于橱窗，蓄电池也不会放电完。
当蓄电池2例如装载于由发动机驱动的汽车等之上而进行起动发动机的作业后，由于从蓄电池2有大的负荷电流流过起动马达。因而在蓄电池2的输出端子2a、2b之间的电压下降。汽车用的蓄电池无负荷时的端子电压虽然为12～13V，但起动马达驱动时的蓄电池的端子电压将降低到约10V。
如上所述，当蓄电池2连接上负荷时，它的端子电压会下降，但电容器C1两端的电压不会立即下降而暂时保持较蓄电池3的端子电压为高的状态，从而产生晶体管TR2的发射极电位比基极电位高的状态，于晶体管TR2的基极-发射极之间形成2～3伏的电位差，于电容器C1-晶体管TR2的发射极-基极之间-蓄电池2-电容器C1的路径中，基极电流流向晶体管TR2。于是晶体管TR2成为导通状态，如图5所示，从蓄电池2通过二极管D3、电阻器R7与R6、晶体管TR2的发射极-集电极之间、二极管D1、电阻器R4与晶体管TR1的基极-发射极之间有电流I1流过，而构成驱动用开关401的晶体管TR1成为导通状态。这样，从蓄电池2通过电阻器R1与R2以及晶体管TR1的集电极-发射极之间有电流I2流，而于电阻器R1的两端产生电压降。由于电阻器R1的电压降，构成主开关4A的MOSFET的栅极G相对于源极S成为负电位，该MOSFET便成为导通状态。监视装置3因而通过主开关4A成为与蓄电池2电连接的状态，得以从蓄电池3通过主开关4A给监视装置供电。
在给监视装置3供电后，CPU 3A继续发出导通指令信号Von，此导通指令信号Von通过二极管D2与电阻器R4而给予晶体管TR1的基极，基极电流I4流向晶体管TR1，晶体管TR1保持导通状态。于是当蓄电池2装到汽车等之上且连接上规定的负荷后，电流I2继续流过，主开关4A保持导通状态。
作为构成主开关4A的开关元件(上例中为MOSFET)当选择通态电阻小的时，能使主开关4A产生的电压降减小，因而主开关4A的低压降不会影响监视装置3的工作。
如上例所示，采用暗电流小的MOSFET构成主开关4A后，由于蓄电池在未使用状态时没有蓄电池的放电电流流过，因而即使将蓄电池于长时间不使用的状态下放置，也不会有因蓄电池完全放电致使放电特性降低而不能作为商品出售的事情发生。
但本发明并不限定于将MOSFET用作主开关4A的情形，若是在橱窗展示蓄电池的期间有数月之久时，则也可将漏泄电流少的双极晶体管用作主开关4A以取代MOSFET。
在以上的说明中，当蓄电池连接上起动马达等负荷而探测到产生出蓄电池的端子电压下降时使主开关4A成为导通状态，但即使在蓄电池2一次也未连接负荷的状态下，通过揿压按钮503使开关SW1成为导通状态，也可以使主开关4A成为导通状态。这就是说，当接通开关SW1，如图6所示，有电流I2′从蓄电池通过电阻器R1与R2以及开关SW1流动，由此电流I2′，在电阻器R1的两端产生的电压降便将驱动信号给予构成主开关4A的MOSFET的栅极-源极之间。于是此MOSFET成为导通状态，蓄电池的电压输入监视装置3中。在将电压施加给监视装置3后，从监视装置3产生导通指令信号Von，基极电流I4流向晶体管TR1，此晶体管成为导通状态，这样电流I2流过，将驱动信号给予构成主开关4A的MOSFET。于是，即使开关SW1断开，主开关4A也可保持导通状态。
如上所述，本发明的蓄电池单元在装于汽车等中之后，即使不等到发动机起动，通过接通开关SW1也能将驱动信号给予主开关4A，使监视装置3成为接通蓄电池的状态。一般，在蓄电池装载到汽车上之后，在最初使发动机起动时，在进行发动机的起动操作之前最好要确认蓄电池的充电状态，因而在把蓄电池安装到汽车上之后，最好先将SW1接通使主开关4A强制地成为导通状态下，使监视装置3与蓄电池2连接。
此外，在担心已将蓄电池长时期地于橱窗中展示过时，也可在蓄电池安装到汽车等之前接通手动开关SW1使主开关4A成为导通状态。起动监视装置3来显示蓄电池2的状态。于根据此显示而确认蓄电池的充电状态或是退化状态后，再将蓄电池装载到汽车等之上。
再有，在本发明中，如上所述若是要进行发动机的起动操作，则一定要使主开关4A成为导通状态而将监视装置与蓄电池连接，因此即使是用户忘记了接通开关SW1使主开关4A成为导通状态的操作，也可以毫无问题地起动监视装置。
在上述实施形式中，由于是以晶体管构成驱动用开关401，为了继续将驱动信号给予主开关4A，需要从监视装置3继续将导通指令信号Von给予驱动信号供给电路，但作为驱动用开关401通过应用具有自保功能的开关元件，可不必从监视装置3输出导通指令信号。图7例示将具有自保功能的闸流晶体管Th1用作驱动用开关401，闸流晶体管Th1以其阴极接地，以其阳极通过电阻器R1与R2连接起动电路的正极侧输入端子4a。在闸流晶体管Th1的栅极-阴极之间连接电阻器R10。此外，本例中起动电路的输入端子4a、4b之间的电压通过电阻器R11与手动操作开关SW1施加到闸流晶体管Th1栅极-阴极之间。其他方面则与图1所示例子有相同的结构。
在图7所示的例子中，将超过设定值的负荷(例如起动马达)连接到蓄电池2而蓄电池2的端子电压降低时，通过与前述操作相同的操作使晶体管TR2成为导通状态，从蓄电池2通过二极管D3、电阻器R7与R6、晶体管TR2的发射极-集电极之间以及二极管D1，可给闸流晶体管Th1以接通指令信号。由此闸流晶体管Th1成为导通状态，电流从蓄电池2流过电阻器R1与R2以及闸流晶体管Th1，可将驱动信号给予构成主开关4A的MOSFET。由于闸流晶体管Th1一旦被触发后，只要从蓄电池施加有电压就能保持导通状态，因而即使不从监视装置3产生导通指令信号，也能让主开关4A保持于导通状态。
此外，在图7所示例子中还能通过接通手动操作开关SW1给予闸流晶体管Th1以接通指令信号，而使该闸流晶体管成为导通状态，通过导通此闸流晶体管，能将驱动信号给予构成主开关4A的MOSFET。
再如图8所示，也可由具有自保功能的开关元件构成主开关4A。在图8所示的例子中，主开关4A是由闸流晶体管Th2构成，此闸流晶体管Th2的阳极与阴极分别连接起动电路的输入端子4a与监视装置的输入端子3a。从导通指令信号发生电路4B2通过二极管D1将导通指令信号Von给予闸流晶体管Th2的栅极。此外，可从闸流晶体管Th2的阳极侧通过电阻器R11与手动操作开关SW1，将导通指令信号给予闸流晶体管Th2的栅极。在闸流晶体管Th2的栅极-阴极之间连接着电阻器R12。略去了图1所示的包含晶体管TR1以及电阻器R1与R2的驱动信号供给电路。
在图8所示例子中，于负荷连接到蓄电池之前的状态下，由于电容器C1两端的电压与蓄电池2的端子电压相等，基极电流不流到晶体管TR2中，导通指令信号不会给予闸流晶体管Th2。于是闸流晶体管Th2处于截止状态，监视装置3与蓄电池2脱离。当有负荷与蓄电池2连接时，蓄电池2的端子电压降低，基极电流流向晶体管TR2，晶体管TR2成为导通状态，于是能通过晶体管TR2与二极管D1将导通指令信号给予闸流晶体管T2h，闸流晶体管Th2便成为导通状态。这样，蓄电池的电压输入监视装置3而监视装置3起动。由于闸流晶体管Th2一旦被触发后即使消除导通指令信号也能保持导通状态，从而监视装置3可保持工作状态。此外，也可接通手动操作开关SW1将导通指令信号给予闸流晶体管Th2，使其成为导通状态。
在图8所示例子中是由闸流晶体管Th2构成主开关4A，但也可通过连接使多个MOSFET与晶体管相互驱动，构成具有与闸流晶体管等效的自保功能的开关，而这种开关也可用作主开关4A。
在上述实施形式中，当把电池监视用组件5的封装501嵌合到设于电池槽盖中的凹部205内时，为了不使封装从电池槽盖的表面越出而设定了封装的厚度尺寸，但本发明并不限于以上的结构形式，而是可以根据具体情形允许封装的表面位于比电池槽盖的上表面稍向下方处，或是在不干扰电池安装的范围内允许封装的表面越出盖的上表面。
在上述实施形式中，于电池槽盖的上表面中除凹部205外还设有正极侧引线收容沟206与负极侧引线收容沟207，而在这些沟内分别收容有正极侧电池连接用引线板504的带状部以及负极侧电池连接用引线板505的带状部，但也可省除正极侧引线收容沟与负极侧引线收容沟，而将正极侧电池连接用引线板504的带状部以及负极侧电池连接用引线板505的带状部搭配到电池槽盖的上表面中。
在上述实施形式中，正极侧电池连接用引线板504的带状部上以及负极侧电池连接用引线板505的带状部上可根据需要施加绝缘包层。此外，作为用于将电池监视用组件连接到蓄电池正极侧输出端子以及负极侧输出端子的连接导体，可以用引线来取代正极侧电池连接用引线板504以及负极侧电池连接用引线板505。在把引线用作将电池监视用组件连接到蓄电池的正极侧输出端子以及负极侧输出端子的连接导体时，为了能容易地将各引线连接到蓄电池的输出端子上，最好在连接到蓄电池的输出端子上的各引线的端部处安装上可嵌合到蓄电池的输出端子上的环状形端子接头(与环状部504b、505b相同)。
工业实用性
本发明的蓄电池单元对用途虽无特殊规定，但最好用作例如由发动机驱动的汽车等输送机械的发动机起动用电源或是电动摩托车等小型电动车辆的马达驱动用电源，能够几乎不改变构成这类电源的蓄电池的外形尺寸而使蓄电池本身具有监视电池状态的功能。

Claims (14)

1.一种蓄电池单元，它包括：将包含正极板与负极板的发电元件收容于电池槽内，在该电池槽的盖上安装正极侧与负极侧的输出端子的蓄电池；以及以蓄电池的输出作为输入，监视蓄电池状态的监视装置，
其中，在蓄电池的输出端子与监视装置的输入端子之间插入起动电路，上述起动电路包括：在将超过设定值的负荷连接到蓄电池上之前的状态下保持断开状态，切断从蓄电池向监视装置的供电的主开关；和在探测到上述负荷连接到蓄电池上时产生出的该蓄电池的端子电压降低时，将主开关置于导通状态的开关驱动电路。
2.根据权利要求1所述的蓄电池单元，其中：
上述主开关由在给予驱动信号时成为导通状态的开关元件组成，且插入在上述蓄电池一方的输出端子与上述监视装置一方的输入端子之间；
上述开关驱动电路包括：具有在给予导通指令信号时成为导通状态的驱动用开关，而在该驱动用开关成为导通状态时给予上述主开关以驱动信号的驱动信号供给电路；和在探测出驱动上述负荷之际产生出上述蓄电池的端子电压下降时给予上述驱动用开关以导通指令信号的导通指令信号发生电路；
上述监视装置构成为：在由上述蓄电池通过上述主开关给予电压的状态下会继续给上述驱动用开关以导通指令信号。
3.根据权利要求1所述的蓄电池单元，其中：
上述主开关由在给予驱动信号时成为导通状态的开关元件组成，且插入在上述蓄电池一方的输出端子与上述监视装置一方的输入端子之间；
上述开关驱动电路包括：具有在给予导通指令信号时成为导通状态的驱动用开关，而在该驱动用开关成为导通状态期间给上述主开关的驱动信号的驱动信号供给电路；和在探测出驱动上述负荷之际产生出上述蓄电池的端子电压下降时给予上述驱动用开关以导通指令信号的指令信号发生电路；
上述驱动用开关具有自保功能。
4.根据权利要求1所述的蓄电池单元，其中：
上述主开关由具有自保功能的开关元件组成，且插入在上述蓄电池一方的输出端子与上述监视装置一方的输入端子之间；
上述开关驱动电路构成为：在探测出驱动上述负荷之际产生出上述蓄电池的端子电压下降时给予上述主开关以驱动信号。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的蓄电池单元，其中：上述主开关由场效应晶体管或双极晶体管构成。
6.根据权利要求1、2、3或4所述的蓄电池单元，其中：上述开关驱动电路构成为具有手动操作开关，而当操作该手动操作开关时强制地给予上述主开关以驱动信号。
7.根据权利要求1所述的蓄电池单元，其中：上述监视装置的组成元件与上述起动电路的组成元件一起收容到共同的封装内构成电池监视用组件，上述电池监视用组件的封装则嵌合收容到上述蓄电池的电池槽盖上表面中所设的凹部内。
8.根据权利要求7所述的蓄电池单元，其中：上述电池监视用组件的封装构成呈平板状的外观，而在通过上述凹部的开口部显露出的该封装的表面中设有显示上述蓄电池状态的电池状态显示部。
9.根据权利要求7所述的蓄电池单元，它构造成：
用于将上述起动电路连接到上述蓄电池的正极侧输出端子与负极侧输出端子的正极侧与负极侧的电池连接用引线板，分别从上述监视用组件的封装的一端和另一端按相反方向引出；
各电池连接用引线板具有以一端连接上述起动电路对应的输入端子的带状部和整体地设于该带状部另一端上的环状部，此环状部以嵌合到上述蓄电池对应的输出端子上的状态与上述蓄电池的对应输出端子连接；
将各电池连接用引线板的带状部的一部分弯曲，在各电池连接用引线板的带状部上形成缓冲部；
通过上述缓冲部的变形来允许各引线板带状部的伸缩。
10.根据权利要求9所述的蓄电池单元，其中：
在上述电池槽的上表面中形成有以一端与上述凹部连接而以另一端到达位于上述蓄电池的正极侧输出端子下端附近位置的正极侧引线收容沟，以及以一端连接上述凹部而以另一端到达位于上述蓄电池的负极侧输出端子下端附近位置的负极侧引线收容沟；
上述正极侧电池连接用引线板的带状部与负极侧电池连接用引线板的带状部分别收容于上述正极侧引线收容沟内以及负极侧引线收容沟内。
11.根据权利要求9所述的蓄电池单元，其中：
上述蓄电池的输出端子形成锥体状，使上端的外径比下端的小；
上述正极侧引线板与负极侧引线板各自的环状部具有的内径，比上述正极侧输出端子及负极侧输出端子的下端的外径小而比上述正极侧输出端子及负极侧输出端子的上端的外径大。
12.根据权利要求9所述的蓄电池单元，其中：在上述各引线板的环状部的内周部分上，于该环状部周向分开间隔地设有多个沿该环状部径向延伸的槽。
13.根据权利要求9所述的蓄电池单元，其中：
上述封装的厚度设定为，使收容在设于上述电池槽盖凹部内监视用组件的封装的上表面与此电池槽盖的上表面位于同一平面上。
14.根据权利要求9所述的蓄电池单元，其中：
上述封装的厚度设定为，使收容在设于上述电池槽盖凹部内监视用组件的封装的上表面与此电池槽盖的上表面位于同一平面上；
用薄膜覆盖上述电池槽盖的上表面与上述封装的上表面二者的边界部。
CNB2005800410772A 2004-11-30 2005-11-22 蓄电池单元 Expired - Fee Related CN100521362C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP345407/2004 2004-11-30
JP2004345407 2004-11-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101069320A true CN101069320A (zh) 2007-11-07
CN100521362C CN100521362C (zh) 2009-07-29

Family

ID=36564945

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2005800410772A Expired - Fee Related CN100521362C (zh) 2004-11-30 2005-11-22 蓄电池单元

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7649341B2 (zh)
EP (1) EP1821363B1 (zh)
JP (1) JP5019031B2 (zh)
KR (1) KR101179145B1 (zh)
CN (1) CN100521362C (zh)
WO (1) WO2006059511A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104009502A (zh) * 2013-02-22 2014-08-27 宏碁股份有限公司 电源供应电路

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008078083A (ja) * 2006-09-25 2008-04-03 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 電池状態検知装置
DE102011102211A1 (de) * 2011-05-21 2012-11-22 Otto Diez Elektromaschinenbau Vorrichtung und Verfahren zur Überwachung von Betriebsdaten einer Batterieanlage
WO2013073269A1 (ja) * 2011-11-16 2013-05-23 パナソニック株式会社 蓄電池ユニット
US9551758B2 (en) 2012-12-27 2017-01-24 Duracell U.S. Operations, Inc. Remote sensing of remaining battery capacity using on-battery circuitry
US9478850B2 (en) 2013-05-23 2016-10-25 Duracell U.S. Operations, Inc. Omni-directional antenna for a cylindrical body
US9726763B2 (en) 2013-06-21 2017-08-08 Duracell U.S. Operations, Inc. Systems and methods for remotely determining a battery characteristic
US9692240B2 (en) 2014-04-30 2017-06-27 Johnson Controls Technology Company Battery sleep mode management method and system
US9559536B2 (en) 2014-04-30 2017-01-31 Johnson Controls Technology Company State of charge indicator method and system
US9882250B2 (en) 2014-05-30 2018-01-30 Duracell U.S. Operations, Inc. Indicator circuit decoupled from a ground plane
JP2016002944A (ja) * 2014-06-18 2016-01-12 カルソニックカンセイ株式会社 車両用制御システム
CN105162187B (zh) * 2015-08-27 2017-08-25 苏州市博得立电源科技有限公司 一种电机驱动式电池供电盒
CN105162188B (zh) * 2015-08-27 2017-08-25 苏州市博得立电源科技有限公司 一种智能电池供电盒
CN105140438B (zh) * 2015-08-27 2017-08-04 苏州市博得立电源科技有限公司 一种节能自主式电池供电盒
US10297875B2 (en) 2015-09-01 2019-05-21 Duracell U.S. Operations, Inc. Battery including an on-cell indicator
EP3297087B1 (en) * 2016-09-16 2019-10-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Switch cap suppressing power consumption of secondary battery
JP6567598B2 (ja) * 2017-06-01 2019-08-28 株式会社東芝 コネクタカバー
US11024891B2 (en) 2016-11-01 2021-06-01 Duracell U.S. Operations, Inc. Reusable battery indicator with lock and key mechanism
US10483634B2 (en) 2016-11-01 2019-11-19 Duracell U.S. Operations, Inc. Positive battery terminal antenna ground plane
US10151802B2 (en) 2016-11-01 2018-12-11 Duracell U.S. Operations, Inc. Reusable battery indicator with electrical lock and key
US10608293B2 (en) 2016-11-01 2020-03-31 Duracell U.S. Operations, Inc. Dual sided reusable battery indicator
US10818979B2 (en) 2016-11-01 2020-10-27 Duracell U.S. Operations, Inc. Single sided reusable battery indicator
CN107834118B (zh) * 2017-10-13 2024-04-05 歌尔股份有限公司 电池、电子设备及电池保护方法
JP7230724B2 (ja) * 2019-07-25 2023-03-01 株式会社デンソー 電池ユニット
CN111366866B (zh) * 2020-04-22 2023-09-01 珠海新金珠电力设备有限公司 一种测量蓄电池寿命周期的监控装置及计算方法
US11506692B2 (en) 2020-09-17 2022-11-22 Automatic Timing & Controls, Inc. Ultra-low leakage test verification circuit
US11837754B2 (en) 2020-12-30 2023-12-05 Duracell U.S. Operations, Inc. Magnetic battery cell connection mechanism
CN116830410A (zh) * 2021-01-27 2023-09-29 松下新能源株式会社 电源装置
US20240113542A1 (en) 2021-01-27 2024-04-04 Panasonic Energy Co., Ltd. Power supply device

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01234023A (ja) * 1988-03-11 1989-09-19 Nissan Motor Co Ltd 自動車の電源回路
US5159272A (en) 1988-07-27 1992-10-27 Gnb Incorporated Monitoring device for electric storage battery and configuration therefor
US5381295A (en) * 1991-12-12 1995-01-10 Datamax Electronics, Inc. Resetable battery drain limitation circuit with improved latching relay
US5496658A (en) * 1994-07-25 1996-03-05 Exide Corporation Storage battery state-of-charge indicator
JPH08103029A (ja) * 1994-09-30 1996-04-16 Sony Corp バッテリパック、充電器、および充電用アダプタ
JP3524661B2 (ja) * 1995-12-08 2004-05-10 本田技研工業株式会社 電動車両の電源制御装置
JP3686776B2 (ja) 1999-03-30 2005-08-24 日立バッテリー販売サービス株式会社 蓄電池の過放電防止装置
DE19954306B4 (de) * 1999-11-11 2004-09-02 Ballard Power Systems Ag Vorrichtung zur elektrischen Energieerzeugnung mit einer Brennstoffzelle in einem Fahrzeug und Verfahren zum Betrieb einer derartigen Vorrichtung
JP3463650B2 (ja) * 2000-03-31 2003-11-05 ミノルタ株式会社 携帯機器及びそれに使用されるバッテリーパック
JP2004200142A (ja) * 2002-10-23 2004-07-15 Furukawa Battery Co Ltd:The 状態判定装置付蓄電池およびその製造法
JP2004200412A (ja) 2002-12-18 2004-07-15 Kyocera Corp 半田バンプ付き配線基板およびその製造方法
GB2397656A (en) * 2003-01-21 2004-07-28 Intelligent Battery Technology Battery monitoring system
DE102004033836B3 (de) * 2004-07-13 2005-09-29 Siemens Ag Vorrichtung und Verfahren zur Ermittlung von Betriebsparametern einer Batterie

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104009502A (zh) * 2013-02-22 2014-08-27 宏碁股份有限公司 电源供应电路

Also Published As

Publication number Publication date
WO2006059511A1 (ja) 2006-06-08
KR20070087573A (ko) 2007-08-28
JP5019031B2 (ja) 2012-09-05
US20070273329A1 (en) 2007-11-29
EP1821363A1 (en) 2007-08-22
US7649341B2 (en) 2010-01-19
CN100521362C (zh) 2009-07-29
EP1821363A4 (en) 2009-09-30
KR101179145B1 (ko) 2012-09-07
EP1821363B1 (en) 2013-01-09
JPWO2006059511A1 (ja) 2008-06-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101069320A (zh) 蓄电池单元
CN1144313C (zh) 蓄电池的状态管理系统
CN1264227C (zh) 太阳能电池组件与太阳能电池整体包敷装置
CN1140033C (zh) 蓄电池控制电路
CN1379496A (zh) 电池组件
CN1310077A (zh) 电动剃须刀
CN103262328B (zh) 电池电芯、电池电芯模块、用于制造电池电芯模块的方法和机动车
CN1703814A (zh) 带有保护电路的二次电池
CN1946929A (zh) 燃料系统
CN1722507A (zh) 二次电池
CN1941543A (zh) 充电器
CN1044102C (zh) 电动助力自行车用电池
CN1694279A (zh) 可充电电池
CN1175109A (zh) 用于包括交流发电机的车辆的电压调节系统
CN1574414A (zh) 电池组
CN1291150C (zh) 燃料供给装置及该燃料供给装置的燃料剩余量指示装置
CN107293898A (zh) 一种电池快换连接器及电动汽车
JP2007231668A (ja) 自発光式道路標識柱およびその製造方法
CN111525052A (zh) 一种具有防护功能的锂电池
CN216015523U (zh) 电芯的顶盖组件和电芯
CN212907738U (zh) 一种静电放电晶体管
CN206947630U (zh) 一种电池快换连接器及电动汽车
CN1921272A (zh) 定位部件及有定位部件的车用交流发电机的电压控制装置
CN2695451Y (zh) 一种用于电子防腐的辅助阳极装置
CN1808740A (zh) 电池组及保护罩

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20090729

Termination date: 20131122