JP2013026128A - Battery pack - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、組電池に関し、特に、複数の鉛蓄電池間を電気的に接続する導電板を覆う電気絶縁カバーを装着した組電池に関する。 The present invention relates to an assembled battery, and more particularly, to an assembled battery equipped with an electrically insulating cover that covers a conductive plate that electrically connects a plurality of lead-acid batteries.
組電池は、複数の電池を直列あるいは並列に電気的接続することにより、高出力・高容量とするものであり、鉛蓄電池、リチウムイオン電池等を用いたものが多く利用されている。中でも、再生可能エネルギーを利用する風力発電、太陽光発電等のシステムには、鉛蓄電池を用いた組電池を利用することが多い。
組電池は、要求される出力電圧、容量等毎に、個々の電池を直列あるいは並列に組合せて、導電板により電気的に接続することにより作製される。鉛蓄電池を用いて組電池を作製する場合、鉛蓄電池間の電気的接続には導電板として銅板を用いることが多く、隣接する鉛蓄電池の端子間に渡した銅板を、ボルト・ナット、かしめ、溶接等の手段を用いて端子に固定し電気的接続を行う。
通常、導電板は安全確保のために絶縁カバーで覆われているが、鉛蓄電池の電圧、電流値等を測定する際には、測定子を当接するために導電板を露出させる必要がある。特許文献1(特開2010−55882)には、測定・点検作業を容易にするために絶縁カバーに測定子挿入用の開口を設けることが記載されている。
また、特許文献2(特開2008−166008)には、絶縁カバー自体をヒンジにより開閉できるようにし、導電板を被覆状態と1/3ないし全体の広い領域の露出状態とに変更可能にした絶縁カバーが記載されている。
The assembled battery has a high output and a high capacity by electrically connecting a plurality of batteries in series or in parallel, and a battery using a lead storage battery, a lithium ion battery, or the like is often used. In particular, an assembled battery using a lead storage battery is often used for a system such as wind power generation or solar power generation using renewable energy.
The assembled battery is manufactured by combining individual batteries in series or in parallel for each required output voltage, capacity, etc., and electrically connecting them with a conductive plate. When producing an assembled battery using a lead storage battery, a copper plate is often used as a conductive plate for electrical connection between the lead storage batteries, and the copper plate passed between the terminals of the adjacent lead storage batteries is bolted, nuts, caulked, It fixes to a terminal using means, such as welding, and electrical connection is performed.
Normally, the conductive plate is covered with an insulating cover for ensuring safety. However, when measuring the voltage, current value, etc. of the lead storage battery, it is necessary to expose the conductive plate in order to abut the measuring element. Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2010-55882) describes that an opening for inserting a probe is provided in an insulating cover in order to facilitate measurement / inspection work.
Further, in Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2008-166008), the insulating cover itself can be opened and closed by a hinge so that the conductive plate can be changed between a covered state and an exposed state of 1/3 to the entire wide area. A cover is described.
しかしながら、特許文献1では、開口が常時開放された状態にあるため、作業者の指や器物が誤って開口に挿入され、導電板に接触することで感電・短絡の心配がある。
また、特許文献2では、導電板を露出状態にしたとき、導電板全面あるいは、導電板の1/3程度が露出状態となり、同様に感電・短絡の心配がある。
本発明は、隣接する鉛蓄電池の端子間に渡した導電板を絶縁カバーで覆った組電池において、測定・点検作業を容易にすると共に不用意に導電板に接触することがないよう安全性を高めることを目的とする。
However, in
Further, in Patent Document 2, when the conductive plate is exposed, the entire surface of the conductive plate or about 1/3 of the conductive plate is exposed, and there is a concern of electric shock and short circuit.
In the assembled battery in which the conductive plate passed between the terminals of adjacent lead storage batteries is covered with an insulating cover, the measurement and inspection work is facilitated and safety is prevented so that the conductive plate is not inadvertently contacted. The purpose is to increase.
本発明は、以下のものに関する。
(1)複数の鉛蓄電池の端子間を電気的に接続する導電板と、前記導電板に装着され少なくとも導電板の表の面と周囲端面を覆う電気絶縁カバーを備え、前記電気絶縁カバーが、導電板の表の面の任意の部位を露出する開口を有し、この開口を開閉する被覆体を備えたことに特徴を有する。
(2)項(1)において、被覆体が弾力性を有し、絶縁カバーの開口に対し着脱自在であることに特徴を有する。
(3)項(1)において、被覆体が、絶縁カバーの開口を開閉する被覆部と、この被覆部を絶縁カバーに連結させる、弾性を有した接続部とを備え、前記被覆部が通常時において開口を閉塞する状態を保持する機能を有することに特徴を有する。
The present invention relates to the following.
(1) A conductive plate that electrically connects terminals of a plurality of lead storage batteries, and an electric insulating cover that is attached to the conductive plate and covers at least a front surface and a peripheral end surface of the conductive plate, the electric insulating cover includes: It has an opening that exposes an arbitrary portion of the front surface of the conductive plate, and is characterized by having a covering that opens and closes the opening.
(2) Item (1) is characterized in that the covering has elasticity and is detachable from the opening of the insulating cover.
(3) In the item (1), the covering includes a covering portion that opens and closes an opening of the insulating cover, and an elastic connecting portion that connects the covering portion to the insulating cover, and the covering portion is in a normal state. It has the characteristic in having the function to hold | maintain the state which obstruct | occludes opening.
本発明によれば、導電板を覆う絶縁カバーは、開口を有し、必要に応じて電池の点検作業を行うことができると共に、前記絶縁カバーが、開口を閉塞する被覆体を備えていることから、点検時を除く通常時において、被覆部を用いて開口を閉塞することにより、開口から誤って導電板に接触して発生する感電・短絡の心配を減らすことができる。
特に前記被覆体が、絶縁カバーに連結される弾性を有した接続部を備え、点検時を除く通常時において、開口を弾発的に閉塞する状態を保持する機能を備える場合、点検後、接続部の弾性により意識することなく開口を閉塞することができ、開口の塞ぎ忘れが起こらないことにより安全性が更に高くなる。
According to the present invention, the insulating cover that covers the conductive plate has an opening, and the battery can be inspected as necessary, and the insulating cover includes a covering that closes the opening. Therefore, in normal times except during inspection, the opening is closed using the covering portion, so that it is possible to reduce the fear of electric shocks and short circuits that occur due to erroneous contact with the conductive plate from the opening.
In particular, when the covering includes a connecting portion having elasticity connected to the insulating cover and has a function of holding the state of elastically closing the opening in a normal time except for the inspection, the connection is made after the inspection. The opening can be closed without being conscious of the elasticity of the portion, and the safety is further enhanced by not forgetting to close the opening.
以下、本発明の実施形態を図1〜3に基づいて説明する。
<鉛蓄電池1>
本発明にて述べる鉛蓄電池1は、極板の主成分を鉛とし、電解液として希硫酸を用いたものであれば、他に制限されるものではない。
より具体的に述べると、鉛蓄電池の極板はクラッド式、ペースト式何れの構成でも良く、液式、制御弁式何れの構造の鉛蓄電池にも実施することができ、正極板、負極板夫々をセパレータを介して交互に積層させた極板群を、電槽の内部で電解液に浸漬するように配置させたものを用いることができる。
端子3は正極板と負極板を夫々鉛組成であるストラップを用いて一つにまとめた極柱に接続された外部入出力部であり、その形状は導電板4をボルト5で固定し易いように上部に平坦部を有し、前記ボルト5が螺合される雌ネジ切りを施したものが好ましい。
<導電板4>
本発明にて述べる導電板4は、鉛蓄電池1の夫々に設けられた端子3と隣接する鉛蓄電池の端子間とを、電気的に接続するものであり、その材質は導電体であれば特に限定されるものではなく、銅、鉄又はアルミニウム等を用いることができる。特に銅を用いることで、電気抵抗を小さくすることができ、発熱量を抑えられ好ましい。
導電板4の形状は、加工が容易なことから矩形で、端子3にボルト5で固定することができる幅、長さと設計電流が流れた場合に発熱量を抑えることができる断面積を持ち、重量、コストを考慮して厚みは3〜7mm程度が望ましい。
導電板4は、耐蝕性を持たせるために、表面にめっき処理を施すことが好ましい。このめっき処理は、はんだめっき、錫めっき等を用いることができる。また、導電板4の表面に、表面積を増大させる溝等を設け、より放熱性を上げることもできる。
<絶縁カバー6>
本発明にて述べる絶縁カバー6は、先に述べた導電板4に装着され、少なくとも導電板4の表の面と周囲端面を覆うものであり、導電板の表の面の任意の部位を露出する開口8を有し、この開口8を開閉する被覆体7を備える。
絶縁カバー6の材質は、絶縁性を有するものであれば特に制限されるものではなく、具体的にはPVC、ABS、ポリカーボネイト、PPあるいはPET等を用いることができ、特に、PVCを用いることが、コスト、耐熱性、耐酸性及び加工の容易な点でより好ましい。
<被覆体7>
被覆体7は、開口8に対して着脱自在になっており、電池の点検時に被覆体7を取り外すことにより開口8を現し、通常時には被覆体7を取付けて開口8を閉塞させる。被覆体7の材質は、作業者が容易に着脱することができ、自然に脱落しない嵌合強度を有するものであれば特に限定されるものではないが、ゴム、合成樹脂エラストマー等の弾力性を有するものが好ましい
また、被覆体7が、絶縁カバー6の開口8を閉塞する被覆部9と、この被覆部9を絶縁カバー6に連結させる接続部10を備えている場合は、前記被覆部9が電池の点検時を除く通常時において、絶縁カバー6の開口8を閉塞する状態を保持でき、点検時は容易に開口8を露出させることができるように、前記接続部10が弾性を有する材質であることが好ましい。このようにすることで、測定終了後、特に意識せずに接続部の弾性により被覆部9が絶縁カバー6の開口8を弾発的に閉塞することができ、開口8を塞ぎ忘れることがなくより安全性が向上する。
尚、通常時に被覆部9により開口8を弾発的に閉塞する機能は、例えばゴム弾性を有する合成樹脂又はゴム等を加工して、接続部10にU字状等のばね構造を持たせることにより実現することができる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
<
The
More specifically, the electrode plate of the lead storage battery may be either a clad type or a paste type structure, and can be applied to either a liquid type or a control valve type lead storage battery. It is possible to use a plate group in which electrode plates are alternately laminated via separators so as to be immersed in an electrolytic solution inside the battery case.
The
<Conductive plate 4>
The conductive plate 4 described in the present invention electrically connects the
The shape of the conductive plate 4 is rectangular because it is easy to process, and has a width and length that can be fixed to the
The conductive plate 4 is preferably plated on the surface in order to provide corrosion resistance. For this plating treatment, solder plating, tin plating, or the like can be used. Further, a groove or the like for increasing the surface area can be provided on the surface of the conductive plate 4 to further improve heat dissipation.
<
The
The material of the
<Coating body 7>
The cover 7 is detachable with respect to the opening 8. The cover 7 is removed when the battery is inspected to reveal the opening 8. Normally, the cover 7 is attached to close the
The function of elastically closing the
以下、本発明の実施例について、図1〜4を用いて詳細に述べる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
<導電板4の作製>
表面は、溝などを設けていない平滑な導電板を作製した。
表1に示す導電板(A)〜(C)を、厚みを一定とし、材質を変えて作製した。
導電板は、全て縦:214mm、横:60mmの矩形とし、長辺の両端から8mmの位置に、夫々縦:24mm、横:14mmのボルト固定用の孔を設けた。
<Preparation of conductive plate 4>
A smooth conductive plate having no grooves or the like was produced on the surface.
Conductive plates (A) to (C) shown in Table 1 were produced with constant thickness and different materials.
All of the conductive plates were rectangular with a length of 214 mm and a width of 60 mm, and bolt fixing holes with a length of 24 mm and a width of 14 mm were provided at positions of 8 mm from both ends of the long side.
導電板(A)は、銅を用い、その厚みを4mmとして作製した。 The conductive plate (A) was made of copper with a thickness of 4 mm.
導電板(B)は、鉄を用い、その厚みを4mmとして作製した。 The conductive plate (B) was made of iron with a thickness of 4 mm.
導電板(C)は、アルミニウムを用い、その厚みを4mmとして作製した。 The conductive plate (C) was made of aluminum with a thickness of 4 mm.
<組電池の作製>
前述した導電板(A)〜(C)を用いて実施例1〜3の組電池を作製した。
実施例1〜3に用いた鉛蓄電池は、全て共通のもの(新神戸電機株式会社製、「LL1500−W:商品名」)を4個用いて金枠2に入れ、図1のように組電池を構成した。
より詳細に述べると、組電池は、図1に示すように、鉛蓄電池1を、上方から見て長辺となる部分同士を隣接させて、金枠2へ配列し、隣接する鉛蓄電池1の端子3同士を、先に述べた各種導電板4を用いて電気的に導通させている。
導電板4は、ボルト5を用いて端子3に接続され、導電板4の上面及び側面に隙間を設けて、固定つめ11により導電板4に固定した絶縁カバー6により覆われている。
<Production of assembled battery>
The assembled batteries of Examples 1 to 3 were produced using the conductive plates (A) to (C) described above.
The lead acid batteries used in Examples 1 to 3 were all put in the metal frame 2 using four common batteries (manufactured by Shin-Kobe Electric Co., Ltd., “LL1500-W: trade name”), and assembled batteries as shown in FIG. Configured.
More specifically, as shown in FIG. 1, the assembled battery is composed of
The conductive plate 4 is connected to the
<絶縁カバー6>
絶縁カバー6は材質を透明PVCとし、射出成形により作製し、図2に示すように、その大きさが、縦:259mm、横:65mm、高さ:38mmであり、導電板の表の面と周囲端面を覆う形状とし、表の面に直径が23mmの円形開口8を有している。更に、前記円形開口8には、この開口8を開閉する上面直径が25mmの被覆体7を配置している。
また、図3に示すように、被覆体7は、この被覆部9を絶縁カバー6に接続する厚さ:2mm、幅:5mm、長さ:15mmの接続部10を有している。尚、接続部10は、ゴム弾性を有するゴム成形品にて作製した。
<
The insulating
As shown in FIG. 3, the covering 7 has a connecting
<導電板の強度>
導電板の強度は、導電板(A)〜(C)を、M12ボルトを用いて、22.3N・mのトルクで締め付けたときの、導電板の変形を目視により確認し、変形のないものを「○」、僅かに変形したものを「△」、明らかに変形したものを「×」として評価した。実施例1〜3では、明らかに変形した「×」の評価結果は出なかった。
<Strength of conductive plate>
The strength of the conductive plate is determined by visually checking the deformation of the conductive plate when the conductive plates (A) to (C) are tightened with a torque of 22.3 N · m using M12 bolts. Was evaluated as “◯”, slightly deformed as “Δ”, and clearly deformed as “×”. In Examples 1 to 3, the evaluation result of “x” that was clearly deformed did not appear.
<導電板の発熱量>
導電板の発熱量は、導電板(A)〜(C)の表面温度を、熱電対を用いて測定し、蓄電池の蓋体と端子との間にある隙間を封口するエポキシ樹脂に影響を与えない温度である50℃以下であったものを「○」、やや影響を与える温度である50〜60℃になったものを「△」、明らかに影響を与える温度である60℃以上になったものを「×」として評価した。実施例1〜3では、「×」の評価結果は出なかった
実施例1〜3の組電池について、前述した導電板の強度及び発熱量の評価結果を表2に示す。
<Heat generation amount of conductive plate>
The calorific value of the conductive plate affects the epoxy resin that measures the surface temperature of the conductive plates (A) to (C) using a thermocouple and seals the gap between the lid of the storage battery and the terminal. The temperature was less than 50 ° C., which was less than 50 ° C., “A” was slightly affected, and “Δ” was 50-60 ° C., which was clearly affected, and was over 60 ° C. Things were evaluated as “x”. In Examples 1 to 3, the evaluation result of “x” did not appear. Table 2 shows the evaluation results of the strength of the conductive plate and the calorific value of the assembled batteries of Examples 1 to 3.
以上の結果より、導電板の材料としては、銅、鉄及びアルミニウムの何れも使用可能であるが、強度を保ち、発熱量の少ない銅を用いることが好ましい。
From the above results, any of copper, iron, and aluminum can be used as the material for the conductive plate, but it is preferable to use copper that maintains strength and generates less heat.
<比較例1>
絶縁カバーとして、図4に示すように、円形開口のないものを用いた。
<Comparative Example 1>
As the insulating cover, one having no circular opening was used as shown in FIG.
<電池点検の所要時間>
実施例1に示す組電池と、比較例1に示す組電池とで、電池状態の測定所用時間の比較を行った。
その結果、実施例1では、図3に示すように、被覆部を取り外すのみで導電板の限定された小領域を露出させ点検を実施できるので、極めて短い時間で点検可能であり、点検時以外に導電板に接触する危険性は少ない。
比較例1では、点検時に絶縁カバー自体を取り外す必要があることから、取り外し作業に多くの時間を要すると共に、導電板が全て露出することから、導電板に不用意に接触しないよう慎重な作業が必要であった。
<Time required for battery check>
The battery conditions in the battery state were compared between the assembled battery shown in Example 1 and the assembled battery shown in Comparative Example 1.
As a result, in Example 1, as shown in FIG. 3, it is possible to perform inspection by exposing a limited small area of the conductive plate only by removing the covering portion. There is little risk of contact with the conductive plate.
In Comparative Example 1, since it is necessary to remove the insulating cover itself at the time of inspection, it takes a lot of time for the removal work and all the conductive plate is exposed. It was necessary.
1…鉛蓄電池
2…金枠
3…端子
4…導電板
5…ボルト
6…絶縁カバー
7…被覆体
8…開口
9…被覆部
10…接続部
11固定つめ
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