JP2002050411A

JP2002050411A - 鉛蓄電池

Info

Publication number: JP2002050411A
Application number: JP2000235108A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Minoura; 敏箕浦; Tetsuo Ogoshi; 哲郎大越
Original assignee: Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 2000-08-03
Filing date: 2000-08-03
Publication date: 2002-02-15

Abstract

(57)【要約】【課題】電池温度を精度よく計測可能な鉛蓄電池を提
供する。【解決手段】鉛蓄電池１０は、正極、負極及びセパレ
ータを有する極板群５を電槽３内に収容し、上蓋４が取
り付けられている。電槽３の電槽隔壁３Ａ及び上蓋４の
上蓋隔壁４Ａには、温度計測用素子を挿入するための温
度計測素子挿入穴１が少なくとも１つ以上形成されてい
る。鉛蓄電池１０の本来の電池温度を計測できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は鉛蓄電池に係り、特
に、正極、負極及びセパレータを有する極板群を電槽内
に配置し、上蓋を取り付けた鉛蓄電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】鉛蓄電池の電池反応は、活物質である二
酸化鉛又は鉛と、電解液である硫酸との化学反応であ
り、当然電池温度によって電池性能は大きく異なる。こ
のため、鉛蓄電池の充放電を考えると、電池温度を加味
した充放電制御が必要となる。

【０００３】従来、自動車に搭載されている鉛蓄電池
は、自動車のエンジンを起動する起動装置に電流を供給
（放電）し、自動車のエンジンが始動した後は、該エン
ジンの回転力によって回転する発電機の発生電流が供給
（充電）される。そのときの充電上限電圧は、車両に取
り付けられたオルタネータによって規制され、車種によ
っては、外気温度により充電上限電圧が変化するように
設定されている。

【０００４】一方、近時、高出力なモータージェネレー
タをエンジンの起動装置として用いる新しい車両システ
ムが考案されている。この新車両システムでは、エンジ
ンを起動する際に、モータージェネレータに電流を供給
（放電）する。また、従来、熱として放出していた自動
車の減速時の回生エネルギーを、モータージェネレータ
により電気エネルギーに変換し、鉛蓄電池に供給（充
電）することが可能となるので、エネルギー効率が向上
し燃費の低下が可能となる。このような新車両システム
で燃費節約を図るためには、鉛蓄電池にどれだけ充電で
きるかに依る。換言すれば、鉛蓄電池の充電可能量がど
れだけあるかに依り、また、エンジン起動の可否も鉛蓄
電池の放電可能量がどれだけあるかに依る。このよう
に、新車両システムでは、従来の充放電制御とは異な
り、自動車走行中には常に鉛蓄電池の充電可能量及び放
電可能量の推測が必要となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、鉛蓄電
池は通常車両のエンジンルーム内に載置されるので、外
気温度を計測する温度計測用素子の計測位置によって
は、また、車両の走行や停止等の走行状態によっては、
鉛蓄電池本来の電池温度を測定しているかどうかは大い
に疑わしい。更に、オルタネータが外気温度により充電
上限電圧が変化するように設定されている場合には、外
気温度が電池温度より高くなると充電電圧が規制される
ので、鉛蓄電池の充電効率の低下を招く場合もある。

【０００６】また、新車両システムでは、燃費の節約を
図るために充電可能量及び放電可能量の推測を精度よく
行う必要があるので、従来のように外気温度の測定だけ
では到底燃費の向上を実現することができない。

【０００７】本発明は上記事案に鑑み、電池温度を精度
よく計測可能な鉛蓄電池を提供することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、正極、負極及びセパレータを有する極板
群を電槽内に配置し、上蓋を取り付けた鉛蓄電池におい
て、前記電槽と前記上蓋とに、温度計測用素子を挿入す
るための挿入穴が少なくとも１つ以上形成されたことを
特徴とする。

【０００９】本発明では、電槽と上蓋とに温度計測用素
子を挿入するための挿入穴が少なくも１つ以上形成され
ているので、挿入穴に温度計測用素子を挿入して鉛蓄電
池の電池温度を直接計測することが可能となる。本発明
によれば、鉛蓄電池の電池温度を直接計測することがで
きるので、精度よく鉛蓄電池の充放電制御を行うことが
できる。

【００１０】この場合において、挿入穴が電槽と上蓋と
で連通するようにすれば、温度計測用素子の挿入作業が
容易となる。また、挿入穴を電槽及び上蓋の隔壁に形成
すれば、隔壁は鉛蓄電池の内側を仕切るように形成され
ているので、鉛蓄電池の内部の温度を温度計測用素子に
より測定することが可能となる。このとき、挿入穴を隔
壁の略中央部に形成するようにすれば、当該隔壁の略中
央部は電池温度を代表するので、電池温度を精度よく計
測することが可能となる。そして、温度計測用素子を挿
入穴の先端部に極板群に対置するように固定すれば、鉛
蓄電池で最も温度が高くなる極板群の温度測定を精度よ
く行うことが可能となると共に、挿入穴内での温度計測
用素子の測定位置のずれをなくすことができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下、図面を参
照して、本発明を通常の１２Ｖ系鉛蓄電池に適用した第
１の実施の形態について説明する。

【００１２】＜構成＞図１及び図２に示すように、本実
施形態の鉛蓄電池１０は鉛蓄電池１０の容器となる角形
の電槽３を備えている。電槽３は成形性、電気的絶縁
性、耐腐食性及び耐久性等の点で優れる、例えば、アク
リルブタジェンスチレン（ＡＢＳ）、ポリプロピレン
（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）等の高分子樹脂が材質
とされている。

【００１３】図１に示すように、電槽３は一体成形によ
り形成されており、外周壁の内部を縦方向に仕切る電槽
隔壁３Ａによって１行６列の合計６個のセル室が画定さ
れた、いわゆるセルモノブロック電槽である。

【００１４】電槽３の上部開口部周縁には図示しない凹
凸部が形成されている。電槽３は、上蓋４に電槽３の凹
凸部と嵌合するように形成された図示しない凹凸部に当
接係合して上蓋４に溶着されている。上蓋４の材質も電
槽３と同様に、ＡＢＳ、ＰＰ、ＰＥ等の高分子樹脂とさ
れている。また、上蓋４には、電槽隔壁３Ａをそのまま
上部方向に延出するように、上蓋４を補強するための上
蓋隔壁４Ａが電槽隔壁３Ａに対応して一体成形されてい
る。

【００１５】図２に示すように、電槽３内に画定された
各セル室には、極板群５がそれぞれ１組ずつ収納されて
おり、電槽３内には合計６組の極板群５が配置されてい
る。各極板群５は、未化成負極板３枚及び未化成正極板
２枚がガラス繊維からなるセパレータを介して積層され
ている。各極板群５の化成（初充電）後の群電圧は２．
０Ｖとされている。

【００１６】図１及び図２に示すように、各電槽隔壁３
Ａの縦方向中央部には、直径１ｍｍ程の穿設穴が極板群
５高さ方向の真ん中の位置まで形成されている。また、
上蓋隔壁４Ａの縦方向中央部にも、直径１ｍｍ程の貫通
穴が上から下まで上蓋隔壁４Ａを貫通するように穿設さ
れている。上蓋隔壁４Ａに形成された貫通穴及び電槽隔
壁３Ａに形成された穿設穴は電槽３の高さ方向で連通し
ており、連通した貫通穴及び穿設穴で挿入穴としての温
度計測素子挿入穴１を形成している。

【００１７】これらの温度計測素子挿入穴１の先端部に
は、例えば、サーミスタ等の図示しない温度計測用素子
がそれぞれ挿入されており、温度計測素子挿入穴１内で
温度計測用素子の位置が移動しないように、接着剤で温
度計測素子挿入穴１内に固定されている。図示しない温
度計測用素子から導出されたリードは、鉛蓄電池１０の
電池温度を検出し充放電の制御を行う図示しない充放電
制御部に接続されている。

【００１８】＜作製手順＞本実施形態の鉛蓄電池１０を
作製するには、極板群５を電槽３内の各セル室に収容
し、図示しないセル間接続体で極板群５を直列に接続し
た後、電槽３上部に上蓋４を溶着して取り付ける。続い
て、電槽３に電解液を各注液口から注液し、未化成電池
を作製する。この未化成電池を化成した後、各注液口を
液口栓で封口し、図示しない温度計測用素子を温度計測
素子挿入穴１に挿入し、接着剤で固定して、鉛蓄電池１
０を完成させる。なお、電解液には比重１．２２５（２
０°Ｃ）の希硫酸が用いられる。

【００１９】（第２実施形態）次に、本発明を新車両シ
ステム用の３６Ｖ系鉛蓄電池に適用した第２の実施の形
態について説明する。なお、本実施形態において第１実
施形態と同一の部材には同一の名称を付し、第１実施形
態とほぼ同様の作製手順についてはその説明を省略す
る。

【００２０】図３に示すように、本実施形態の鉛蓄電池
２０は角形の電槽１３を備えている。電槽１３はＡＢ
Ｓ、ＰＰ、ＰＥ等の高分子樹脂が材質とされている。図
４に示すように、電槽１３は一体成形により形成されて
おり、外周壁の内部を縦横に仕切る電槽隔壁１３Ａによ
って２行９列の合計１８個のセル室が画定されている。
電槽１３の上部開口部は上蓋１４に当接係合して上蓋１
４に溶着されている。上蓋１４の材質も電槽１３と同様
に高分子樹脂とされている。

【００２１】上蓋１４には、鉛蓄電池２０の外部から電
解液を各セル室に注入可能とするためにセル室相当個数
（１８個）の注液口が形成されており、これらの注液口
は液口栓１７により封口されている。また、上蓋１４に
は、ロッド状の正極外部端子１５及び負極外部端子１６
を上蓋１４から突出させるための外部端子穴が対角隅部
に形成されている。正極及び負極外部端子１５、１６は
電槽１３の内部側から立設されており、上蓋１４を貫通
して、上蓋１４上で液口栓１７を跨いで対角位置に離間
されて上蓋１４に固定されている。

【００２２】図４に示すように、電槽１３内に画定され
た１８個の各セル室には、図示しない極板群がそれぞれ
１組ずつ収納されており、電槽１３内には合計１８組の
極板群（図２符号５も参照）が収納されている。各極板
群は、未化成負極板６枚及び未化成正極板５枚がガラス
繊維からなるセパレータを介して積層されており、第１
実施形態と同様に、化成（初充電）後の群電圧は２．０
Ｖとされている。

【００２３】図４及び図５に示すように、上蓋１４に
は、電槽１３を縦横に仕切る電槽隔壁１３Ａを上部方向
に延出するように、上蓋１４を補強するための上蓋隔壁
１４Ａが電槽隔壁１３Ａに対応して一体成形されてい
る。上蓋隔壁１４Ａの縦横交差部中央には、直径１ｍｍ
程の貫通穴が上から下まで上蓋隔壁１４Ａを貫通するよ
うに形成されている。一方、電槽隔壁１３Ａの縦横交差
部中央にも、上蓋隔壁１４Ａに形成された貫通穴の位置
に対応して、電槽隔壁１３Ａの上部側から極板群の高さ
方法の中央まで直径１ｍｍ程の穿設穴が形成されてい
る。上蓋隔壁１４Ａに形成された貫通穴及び電槽隔壁１
３Ａに形成された穿設穴は、電槽１３の高さ方向で連通
されており、この２つの穴で温度計測素子挿入穴１１が
形成されている。

【００２４】これらの温度計測素子挿入穴１１には、第
１実施形態と同様に、温度計測用素子がそれぞれ挿入固
定されている。温度計測用素子から導出されたリード
は、鉛蓄電池２０の電池温度を検出し充放電可能量の推
定演算を行う図示しない充放電制御部に接続されてい
る。

【００２５】＜作用等＞次に、上述した第１及び第２実
施形態の鉛蓄電池１０、２０の作用について説明する。

【００２６】上記実施形態の鉛蓄電池では、温度計測素
子挿入穴１（１１）が上蓋隔壁４Ａ（１４Ａ）及び電槽
隔壁３Ａ（１３Ａ）に連通して形成されているので、温
度計測用素子を上蓋４（１４）側から容易に鉛蓄電池の
内部に挿入することができる。従って、温度計測用素子
の挿入作業性を向上させることができる。

【００２７】また、上記実施形態の鉛蓄電池では、温度
計測用素子を温度計測素子挿入穴１（１１）内で接着剤
により固定したので、鉛蓄電池が車載された場合でも振
動等により温度測定位置が移動したり、温度計測素子挿
入穴１（１１）から脱落することを防止することができ
る。

【００２８】更に、上記実施形態の鉛蓄電池では、温度
計測素子挿入穴１（１１）を、上蓋４（１４）や電槽３
（１３）の外周壁側ではなく、上蓋隔壁４Ａ（１４Ａ）
や電槽隔壁３Ａ（１３Ａ）の中央部に形成したので、温
度計測用素子により鉛蓄電池の電池温度を直接計測する
ことができる。従って、従来の温度計測用素子を電槽外
周壁表面に貼り付けただけの鉛蓄電池に比べ、更に、外
気温度を電池温度とみなして制御される鉛蓄電池に比
べ、充放電制御部により精度よく鉛蓄電池の充放電制御
が可能となる。

【００２９】しかも、上記実施形態の鉛蓄電池では、極
板群に対置するように温度計測素子挿入穴１（１１）を
極板群高さ方向の真ん中の位置まで穿設しその先端部に
温度計測用素子を挿入固定したので、鉛蓄電池の電気化
学反応が行われ最も温度が高くなる極板群の温度、換言
すれば、鉛蓄電池本来の温度を計測することができる。
このため、鉛蓄電池の高精度の充放電制御が可能とな
り、エネルギー効率が向上し燃費の節約を図ることが可
能となる。

【００３０】そして、上記実施形態の鉛蓄電池では、温
度計測用素子は極板群の近傍に配置されるが希硫酸等の
電解液と接触することがないので、温度計測用素子が腐
蝕し経時により温度計測が不能となることもない。

【００３１】なお、上記実施形態では、全ての上蓋隔壁
４Ａ（１４Ａ）及び電槽隔壁３Ａ（１３Ａ）に温度計測
素子挿入穴１（１１）を形成したが、本発明はこの例に
限らず、温度計測素子挿入穴１（１１）は１つ以上形成
されていればよい。例えば、鉛蓄電池の中央部の上蓋隔
壁４Ａ（１４Ａ）及び電槽隔壁３Ａ（１３Ａ）に温度計
測素子挿入穴１（１１）を１つ形成するようにしてもよ
い。このようにすれば、温度計測用素子の数を１つとす
ればよいので、鉛蓄電池のコストを低減させることが可
能となる。

【００３２】また、上記実施形態では温度計測素子挿入
穴１（１１）を上蓋隔壁４Ａ（１４Ａ）や電槽隔壁３Ａ
（１３Ａ）の中央に形成した例を示したが、本発明はこ
れに限らず、上蓋４（１４）外周壁や電槽３（１３）外
周壁を除く上蓋隔壁４Ａ（１４Ａ）や電槽隔壁３Ａ（１
３Ａ）に形成されていればよい。

【００３３】更に、上記実施形態では、走行車両用電源
として使用される鉛蓄電池について例示したが、本発明
はこれに限らず、例えば、無停電電源等のバックアップ
電源として使用される鉛蓄電池や他の用途の鉛蓄電池に
も適用が可能である。

【００３４】（試験）次に、上述した第２実施形態の３
６Ｖ系鉛蓄電池２０を用いて行った温度測定試験につい
て説明する。

【００３５】この温度測定試験では、図６に示すよう
に、温度計測用素子を、それぞれ、鉛蓄電池２０の略中
央部に挿入固定し、鉛蓄電池２０の長手方向外壁中央
部に貼り付けて、周囲温度を２０°Ｃから６０°Ｃま
で上昇させたときの電池温度の経時変化を測定した。す
なわち、は本発明の鉛蓄電池を用いたときの電池温度
を測定するものであり、は従来の鉛蓄電池を用いたと
きの電池温度を測定するものである。

【００３６】試験結果を図７に示す。図７から明らかな
ように、、及び周囲温度では、温度の経時変化が全
く異なり、従来の鉛蓄電池である及び周囲温度では、
鉛蓄電池の内部温度を正確に測定していることにはなら
ず、本来の電池温度の測定がされていないことが分か
る。一方、は鉛蓄電池内部の電池温度であり、鉛蓄電
池本来の電池温度ということができる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電槽と上蓋とに温度計測用素子を挿入するための挿入穴
が少なくも１つ以上形成されているので、挿入穴に温度
計測用素子を挿入して鉛蓄電池の電池温度を直接計測す
ることができ、精度よく鉛蓄電池の充放電制御を行うこ
とができる、という効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される第１実施形態の１２Ｖ系鉛
蓄電池の電槽の平面図である。

【図２】第１実施形態の鉛蓄電池の図１の２−２線断面
に対応する断面図である。

【図３】本発明が適用される第２実施形態の３６Ｖ系鉛
蓄電池の外観斜視図である。

【図４】第２実施形態の鉛蓄電池の電槽の平面図であ
る。

【図５】第２実施形態の鉛蓄電池の図３の５−５線断面
の一部に対応する断面図である。

【図６】温度測定試験を行った鉛蓄電池の電槽の平面図
である。

【図７】温度測定試験の試験結果を示すグラフである。

【符号の説明】

１、１１温度計測素子挿入穴（挿入穴）３、１３電槽３Ａ、１３Ａ電槽隔壁４、１４上蓋４Ａ、１４Ａ上蓋隔壁５極板群１０、２０鉛蓄電池

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】正極、負極及びセパレータを有する極板
群を電槽内に配置し、上蓋を取り付けた鉛蓄電池におい
て、前記電槽と前記上蓋とに、温度計測用素子を挿入す
るための挿入穴が少なくとも１つ以上形成されたことを
特徴とする鉛蓄電池。
【請求項２】前記挿入穴は前記電槽と前記上蓋とで連
通されていることを特徴とする請求項１に記載の鉛蓄電
池。
【請求項３】前記挿入穴は前記電槽及び前記上蓋の隔
壁に形成されたことを特徴とする請求項１又は請求項２
に記載の鉛蓄電池。
【請求項４】前記挿入穴は前記隔壁の略中央部に形成
されたことを特徴とする請求項３に記載の鉛蓄電池。
【請求項５】前記温度計測用素子は、前記挿入穴の先
端部に前記極板群に対置するように固定されたことを特
徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の
鉛蓄電池。