JP2986916B2 - 蓄電池分極制御装置 - Google Patents
蓄電池分極制御装置Info
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Classifications
-
- 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
- H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
- H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries
- H02J7/0018—Circuits for equalisation of charge between batteries using separate charge circuits
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 発明の背景 １次電源の障害期間中に動作の連続性を維持するた
め、多くの電気システムたとえば公衆電話回線網では、
動作電力の一時的供給源として電解質電池（electrolyt
ic battery）を使用している。必要とされる支持電圧に
より、多数の蓄電池セルが直列接続した列に配置され、
この列が１次整流電源と並列にシステム回路内に配置さ
れる。システムの通常動作中は、整流電源がシステムに
動作電力を供給し、連続的な「フロート（float）」電
圧をセルに提供して、１次電源障害時にシステムを支持
するために必要な充電を維持する。
め、多くの電気システムたとえば公衆電話回線網では、
動作電力の一時的供給源として電解質電池（electrolyt
ic battery）を使用している。必要とされる支持電圧に
より、多数の蓄電池セルが直列接続した列に配置され、
この列が１次整流電源と並列にシステム回路内に配置さ
れる。システムの通常動作中は、整流電源がシステムに
動作電力を供給し、連続的な「フロート（float）」電
圧をセルに提供して、１次電源障害時にシステムを支持
するために必要な充電を維持する。
支持電力供給に広く使用されている一般の鉛電池セル
（PbO2/Pb/H2SO4）は多年にわたる有効寿命を有してい
るが、この期間は、特に陽極セル電極に発生し、セルへ
の充電電流の反復印加によって起こる酸化状態による腐
食の発生で制限されている。この影響は相当な持続使用
後の再充電期間中に拡大するが、低レベルのフロート電
圧（float voltage）でも陽極電極の金属鉛格子の顕著
な酸化を引き起こし、最終的にセルに物理的障害を起こ
すような酸化物が蓄積する結果となる。
（PbO2/Pb/H2SO4）は多年にわたる有効寿命を有してい
るが、この期間は、特に陽極セル電極に発生し、セルへ
の充電電流の反復印加によって起こる酸化状態による腐
食の発生で制限されている。この影響は相当な持続使用
後の再充電期間中に拡大するが、低レベルのフロート電
圧（float voltage）でも陽極電極の金属鉛格子の顕著
な酸化を引き起こし、最終的にセルに物理的障害を起こ
すような酸化物が蓄積する結果となる。
これまでも、蓄電池セルへの充電電流の有害作用を低
減するような試みがなされてきたが、有害酸化物生成の
問題を解決したものは幾つもない。たとえば、米国特許
第4,614,905号では、シャント回路を用いて直列の列の
フル充電以上のセルから充電電流を迂回させ、過充電に
よる直接的な損傷を防止しているが、この包括な制御で
も、公称フル充電を示すセルへのフロートまたは微弱充
電には影響しないので、陽極電極の酸化は発生する。機
械的なアプローチ、たとえば米国特許第4,358,892号へ
示唆されているもの等も提案されたが、大幅なコスト増
加につながる上、再充電電流印加、および、持続的なフ
ロート電圧による連続的な酸化状態で発生する、陽極電
極の深部の酸化を一時的に遅延するだけである。
減するような試みがなされてきたが、有害酸化物生成の
問題を解決したものは幾つもない。たとえば、米国特許
第4,614,905号では、シャント回路を用いて直列の列の
フル充電以上のセルから充電電流を迂回させ、過充電に
よる直接的な損傷を防止しているが、この包括な制御で
も、公称フル充電を示すセルへのフロートまたは微弱充
電には影響しないので、陽極電極の酸化は発生する。機
械的なアプローチ、たとえば米国特許第4,358,892号へ
示唆されているもの等も提案されたが、大幅なコスト増
加につながる上、再充電電流印加、および、持続的なフ
ロート電圧による連続的な酸化状態で発生する、陽極電
極の深部の酸化を一時的に遅延するだけである。
本発明の出願人のひとりによる、米国特許第4,935,68
8号に開示された先行の発明においては、この記述は本
明細書に参照により含めているが、電解質電池セルのプ
レート特に鉛蓄電池セルの陽極電極プレートの酸化およ
び腐食は、セル電解液中のこれらのプレートの分極電位
が所定のレベルに向かってバイアスされるように、陽極
セル電極へ微弱な追加電流を印加することにより、フロ
ート充電中において効果的に低減された。該発明は、所
望の分極レベルを得るため、分極電位を監視および陽極
電極への適切な電流入力を測定するための手段も提供し
た。
8号に開示された先行の発明においては、この記述は本
明細書に参照により含めているが、電解質電池セルのプ
レート特に鉛蓄電池セルの陽極電極プレートの酸化およ
び腐食は、セル電解液中のこれらのプレートの分極電位
が所定のレベルに向かってバイアスされるように、陽極
セル電極へ微弱な追加電流を印加することにより、フロ
ート充電中において効果的に低減された。該発明は、所
望の分極レベルを得るため、分極電位を監視および陽極
電極への適切な電流入力を測定するための手段も提供し
た。
後者の特許の明細書によれば、約2.2ボルトの通常の
フロート充電電圧のもとでの鉛蓄電池（PbO2/Pb/H2S
O4）セルの最適陽極電位は、60±20ミリボルトの範囲内
であるとされ、これは電解液の比重と電極材料の純度に
依存する。陽極電位は、陽極電極と同様の組成すなわち
PbO2/PbSO4を有する、セル電解液中に浸漬された基準電
極に対して監視される。この監視は低電力で制限された
電流のポテンシオスタット型システムを用いて行ない、
このシステムは、分極の所望の最適量以下の範囲に依存
するセル定格のkA−ｈあたり約50mAまでの電流を、陽極
電極で測定することにより、分極レベルに応答してい
る。この調整電流入力の影響下で、セル電極プレートの
分極は、数か月の期間にわたり所望の40〜80ミリボルト
の範囲内に安定し、わずかな格子金属酸化でこの安定状
態を維持している。
フロート充電電圧のもとでの鉛蓄電池（PbO2/Pb/H2S
O4）セルの最適陽極電位は、60±20ミリボルトの範囲内
であるとされ、これは電解液の比重と電極材料の純度に
依存する。陽極電位は、陽極電極と同様の組成すなわち
PbO2/PbSO4を有する、セル電解液中に浸漬された基準電
極に対して監視される。この監視は低電力で制限された
電流のポテンシオスタット型システムを用いて行ない、
このシステムは、分極の所望の最適量以下の範囲に依存
するセル定格のkA−ｈあたり約50mAまでの電流を、陽極
電極で測定することにより、分極レベルに応答してい
る。この調整電流入力の影響下で、セル電極プレートの
分極は、数か月の期間にわたり所望の40〜80ミリボルト
の範囲内に安定し、わずかな格子金属酸化でこの安定状
態を維持している。
発明の要約 先行の分極制御装置システムの動作を研究した結果、
製造メーカー間で蓄電池セル組成に生じる変化による、
直列接続した列の幾つかのセルが初期の高いプレート分
極を起こしたり、または、電流入力の調節に過大に反応
し、これによって時間がたつにつれ計画した最適量を越
えるレベルまで分極電位が増大することがわかった。実
際に、このようなセルは、セル電解液に対して有害な影
響を有し、かつ最終的にセルの寿命損失につながる電極
プレート分極レベルに達してしまう。
製造メーカー間で蓄電池セル組成に生じる変化による、
直列接続した列の幾つかのセルが初期の高いプレート分
極を起こしたり、または、電流入力の調節に過大に反応
し、これによって時間がたつにつれ計画した最適量を越
えるレベルまで分極電位が増大することがわかった。実
際に、このようなセルは、セル電解液に対して有害な影
響を有し、かつ最終的にセルの寿命損失につながる電極
プレート分極レベルに達してしまう。
本発明は、セルの過剰分極を検出し、過剰の範囲に依
存するセル定格のkA−ｈあたり50mAまでの電流を、陽極
セル電極から放電することにより応答する分極電位監視
および制御システムを提供することによってこの問題を
軽減した。このようにして、システムは、通常の約2.2
ボルトのフロート充電電圧のもとで、鉛電池セルの分極
電位を最適な60±20ミリボルトの範囲内に維持する。
存するセル定格のkA−ｈあたり50mAまでの電流を、陽極
セル電極から放電することにより応答する分極電位監視
および制御システムを提供することによってこの問題を
軽減した。このようにして、システムは、通常の約2.2
ボルトのフロート充電電圧のもとで、鉛電池セルの分極
電位を最適な60±20ミリボルトの範囲内に維持する。
広範な応用において、本発明の能力は、先行のシステ
ムの能力と組み合せることにより、最適範囲に電圧レベ
ルを維持するのに必要な方向と範囲で分極電位をバイア
スするような汎用セル電極プレート分極制御を提供する
ことができる。
ムの能力と組み合せることにより、最適範囲に電圧レベ
ルを維持するのに必要な方向と範囲で分極電位をバイア
スするような汎用セル電極プレート分極制御を提供する
ことができる。
図面の簡単な説明 本発明は添付の図面を参照して説明する。図面におい
て、 図１は本発明による分極制御システムに組み込む典型
的な蓄電池セル列回路のブロック図である。
て、 図１は本発明による分極制御システムに組み込む典型
的な蓄電池セル列回路のブロック図である。
図２は本発明の分極制御装置の好適実施例のブロック
図である。
図である。
発明の詳細な説明 電話システム等の負荷15に、連続的に直流電力を提供
するための共通の配置が図１に概略的に図示してある。
交流供給源11は整流回路13への入力を提供し、ここから
直流が、導体12,12′,14′および14を含む回路を用いて
負荷15へ供給される。導体間で負荷15と並列に接続して
あるのは、直列の多数の蓄電池セルの列17で、整流電力
系の障害時に、導体12′,14′を経由して負荷への動作
電力の連続性を確保している。
するための共通の配置が図１に概略的に図示してある。
交流供給源11は整流回路13への入力を提供し、ここから
直流が、導体12,12′,14′および14を含む回路を用いて
負荷15へ供給される。導体間で負荷15と並列に接続して
あるのは、直列の多数の蓄電池セルの列17で、整流電力
系の障害時に、導体12′,14′を経由して負荷への動作
電力の連続性を確保している。
典型的な電話システムでは、蓄電池列17は公称電圧２
ボルト（2.06ボルトDC）鉛電池24個からなり、約47ボル
トの予備電源を成している。セル列17へ所望の充電を維
持するため、整流器13は「フロート」または微弱充電を
表わす約52ボルトの最適値を提供し、セルあたりの電圧
は約2.2ボルトである。フロート電圧は、電流の硫酸塩
化（Sulfating）を防止し、陽極電極表面の酸化を促進
することにより、セルの充電を支持する。しかし時間が
たつと、この酸化は、陽極電極表面の所望のPbO2組成を
維持するばかりではなく、陽極電極格子の金属鉛Pbにお
ける破壊的な深部の酸化の形成につながる。
ボルト（2.06ボルトDC）鉛電池24個からなり、約47ボル
トの予備電源を成している。セル列17へ所望の充電を維
持するため、整流器13は「フロート」または微弱充電を
表わす約52ボルトの最適値を提供し、セルあたりの電圧
は約2.2ボルトである。フロート電圧は、電流の硫酸塩
化（Sulfating）を防止し、陽極電極表面の酸化を促進
することにより、セルの充電を支持する。しかし時間が
たつと、この酸化は、陽極電極表面の所望のPbO2組成を
維持するばかりではなく、陽極電極格子の金属鉛Pbにお
ける破壊的な深部の酸化の形成につながる。
前述の米国特許第4,935,688号に記載されているよう
に、陽極セル電極の望ましくない深部酸化は、電極表面
の分極電位が範囲の下限に達する程、優勢となる。この
分極電位自体は、表面組成の状態、電解液の状態、温
度、その他の要因により明白に影響を受ける。高い分極
レベルでの酸化物形成は、粒子寸法が小さく密接に関連
しており、陽極電極格子の構造を形成している金属鉛Pb
への酸素の侵入に対する実効的な障害を形成することが
さらに分かった。しかし、発明者は、過剰な分極レベル
がさらに大量の酸素を生成することがあり、そのため、
陽極セル電極における好ましい分極範囲は、陽極電極の
組成と類似の化学組成を有する基準電極に対して、約60
±20ミリボルトとなるように選択されることを確認し
た。
に、陽極セル電極の望ましくない深部酸化は、電極表面
の分極電位が範囲の下限に達する程、優勢となる。この
分極電位自体は、表面組成の状態、電解液の状態、温
度、その他の要因により明白に影響を受ける。高い分極
レベルでの酸化物形成は、粒子寸法が小さく密接に関連
しており、陽極電極格子の構造を形成している金属鉛Pb
への酸素の侵入に対する実効的な障害を形成することが
さらに分かった。しかし、発明者は、過剰な分極レベル
がさらに大量の酸素を生成することがあり、そのため、
陽極セル電極における好ましい分極範囲は、陽極電極の
組成と類似の化学組成を有する基準電極に対して、約60
±20ミリボルトとなるように選択されることを確認し
た。
この分極電位のレベルは、陽極電極へ約50mA/kA−hr
までの追加で増加する電流を印加する前述の制御回路を
用いて実現され、維持された。分極が増大すると、制御
装置により、最適な分極レベルが実現されて、これ以上
必要とされない点まで、この調整電流が時間の経過につ
れて段階的に減少する。この後、望ましくない低レベル
に向かう分極電位の通常のドリフトは、制御回路による
調整電流の断続的印加により是正される。
までの追加で増加する電流を印加する前述の制御回路を
用いて実現され、維持された。分極が増大すると、制御
装置により、最適な分極レベルが実現されて、これ以上
必要とされない点まで、この調整電流が時間の経過につ
れて段階的に減少する。この後、望ましくない低レベル
に向かう分極電位の通常のドリフトは、制御回路による
調整電流の断続的印加により是正される。
蓄電池セルメーカーは、より高いセル電極分極電位の
利点を明確に認識しており、製品の初期反復寿命を延長
する手段として、このような高い分極が起こるようにセ
ルを意図的に構成することがある。この機械的多様性の
結果、混合セル型の蓄電池設備がますます多くなり、し
ばしば過剰なレベルを含む蓄電池列間の大きな分極範囲
が観察されるようになる。前述の充分な電流を追加する
分極制御システムの動作は、偶発的かつ予測不可能な相
当に過剰なプレート分極、および望ましくない酸素の発
生および電解液の劣化を引き起こした。
利点を明確に認識しており、製品の初期反復寿命を延長
する手段として、このような高い分極が起こるようにセ
ルを意図的に構成することがある。この機械的多様性の
結果、混合セル型の蓄電池設備がますます多くなり、し
ばしば過剰なレベルを含む蓄電池列間の大きな分極範囲
が観察されるようになる。前述の充分な電流を追加する
分極制御システムの動作は、偶発的かつ予測不可能な相
当に過剰なプレート分極、および望ましくない酸素の発
生および電解液の劣化を引き起こした。
この問題を回避し、非常に多様な蓄電池セルで、陽極
電極における最適分極電位を維持するため、米国特許第
4,935,688号に開示された先行の分極監視制御システム
に改良を加えた。図１に図示してある新規なシステム
は、先行システムと用途において概略同様に、基準電極
26と制御装置20を含むが、過剰な分極電位を減少させて
最適範囲を維持するためのさらなる機能を提供する。簡
略化のため、このような構成の１つだけが図１に図示し
てあるが、分極制御システムのふつうの実施において
は、蓄電池セル列17のそれぞれに基準電極26と分極制御
装置を付属させている。それぞれの場合制御装置20は、
陽極セル電極22および、電極22および陰極セル電極24と
共にセル電解液中に浸漬される基準電極26と回路で接続
する。基準電極26は、陽極電極22と一般に同じPbO2化学
組成を有し、なんらかの都合のよい形状寸法とすること
ができる。通常の蓄電池換気口を通して容易に取り付け
られるため、典型的な円筒状蓄電池電極の棒状素子が特
に有用であると分かった。
電極における最適分極電位を維持するため、米国特許第
4,935,688号に開示された先行の分極監視制御システム
に改良を加えた。図１に図示してある新規なシステム
は、先行システムと用途において概略同様に、基準電極
26と制御装置20を含むが、過剰な分極電位を減少させて
最適範囲を維持するためのさらなる機能を提供する。簡
略化のため、このような構成の１つだけが図１に図示し
てあるが、分極制御システムのふつうの実施において
は、蓄電池セル列17のそれぞれに基準電極26と分極制御
装置を付属させている。それぞれの場合制御装置20は、
陽極セル電極22および、電極22および陰極セル電極24と
共にセル電解液中に浸漬される基準電極26と回路で接続
する。基準電極26は、陽極電極22と一般に同じPbO2化学
組成を有し、なんらかの都合のよい形状寸法とすること
ができる。通常の蓄電池換気口を通して容易に取り付け
られるため、典型的な円筒状蓄電池電極の棒状素子が特
に有用であると分かった。
制御回路の改良は、図２にさらに詳しく好適実施例を
図示してあるが、基準電極26と蓄電池陽極電極22の間の
分極電位差を連続的に監視し、この電位が最適範囲以上
になったときに陽極蓄電池セル端子から適当な量の電流
を排出して、約60ミリボルトの好適範囲内の所望のレベ
ルへ分極をバイアスさせる。図２に図示したように、制
御装置20の回路は過剰なプレート分極を抑圧する能力を
提供するセクション21を含み、さらに前述の制御システ
ムの形態で、所望ではない低い分極電位を増加させるた
めに用いるセクション23を含むこともできる。
図示してあるが、基準電極26と蓄電池陽極電極22の間の
分極電位差を連続的に監視し、この電位が最適範囲以上
になったときに陽極蓄電池セル端子から適当な量の電流
を排出して、約60ミリボルトの好適範囲内の所望のレベ
ルへ分極をバイアスさせる。図２に図示したように、制
御装置20の回路は過剰なプレート分極を抑圧する能力を
提供するセクション21を含み、さらに前述の制御システ
ムの形態で、所望ではない低い分極電位を増加させるた
めに用いるセクション23を含むこともできる。
図２に模式的に詳しく図示してある本発明の実施例
は、表１に図示した機能値を示すように選択した共通の
抵抗回路素子を用い、典型的な付属の容量素子（図示し
ていない）を通常含むことができる。回路はまた増幅器
A1〜A7も含み、そのそれぞれは低電力４つ入り（quad）
演算増幅器の１つの素子とすることができ、これにはた
とえばNational Semiconductor Corporation（ナショナ
ルセミコンダクタ社）から入手可能なLM324装置を含
む。好適実施例において、高入力インピーダンス差動増
幅器対A1,A2は約100の利得を提供し、対A5,A6はもっと
低い約60の利得を提供して非飽和出力を得る。回路はさ
らに汎用整流ダイオードD1、たとえばMotorola Inc.
（モトローラ社）が販売している1N4004装置ならびに汎
用トランジスタQ1,Q2、たとえばこれもモトローラ社の2
N2222A製品を含む。任意で色が異なる発光ダイオード
（LED）D2,D3を用いて制御装置の動作を視覚的に監視す
ることができる。
は、表１に図示した機能値を示すように選択した共通の
抵抗回路素子を用い、典型的な付属の容量素子（図示し
ていない）を通常含むことができる。回路はまた増幅器
A1〜A7も含み、そのそれぞれは低電力４つ入り（quad）
演算増幅器の１つの素子とすることができ、これにはた
とえばNational Semiconductor Corporation（ナショナ
ルセミコンダクタ社）から入手可能なLM324装置を含
む。好適実施例において、高入力インピーダンス差動増
幅器対A1,A2は約100の利得を提供し、対A5,A6はもっと
低い約60の利得を提供して非飽和出力を得る。回路はさ
らに汎用整流ダイオードD1、たとえばMotorola Inc.
（モトローラ社）が販売している1N4004装置ならびに汎
用トランジスタQ1,Q2、たとえばこれもモトローラ社の2
N2222A製品を含む。任意で色が異なる発光ダイオード
（LED）D2,D3を用いて制御装置の動作を視覚的に監視す
ることができる。
本発明による使用において、制御装置20のセクション
21は、OPアンプA5,A6を用いて、陽極セル電極22と基準
電極26の分極における差を監視する。分極電位が、3.3
ボルトツェナーダイオードZ1で設定した閾値である60ミ
リボルトを越える場合、比例する電圧がR25の両端に発
生し、R26により定まるバイアス電流がトランジスタQ2
を制御して、陽極蓄電池端子22から電流を排出し、これ
によってセルの脱分極を行なう。脱分極電流の流れる範
囲はR25の両端に発生した電圧に比例する。ダイオードZ
1で設定した電圧閾値、即ち分極電位60ミリボルトに相
当する電圧は、交点27で測定した約4.6Voutである。典
型的な本実施例におけるこの制御電圧とセルの分極電位
との関連性を表２に示し、ここでは脱分極（−）電流の
流れるレベルも示してある。本実施例でプログラムして
ある約50ミリアンペアの最大排出範囲は、約１キロアン
ペア−時間（kA−ｈ）までの範囲の蓄電池セルで良好に
機能する。
21は、OPアンプA5,A6を用いて、陽極セル電極22と基準
電極26の分極における差を監視する。分極電位が、3.3
ボルトツェナーダイオードZ1で設定した閾値である60ミ
リボルトを越える場合、比例する電圧がR25の両端に発
生し、R26により定まるバイアス電流がトランジスタQ2
を制御して、陽極蓄電池端子22から電流を排出し、これ
によってセルの脱分極を行なう。脱分極電流の流れる範
囲はR25の両端に発生した電圧に比例する。ダイオードZ
1で設定した電圧閾値、即ち分極電位60ミリボルトに相
当する電圧は、交点27で測定した約4.6Voutである。典
型的な本実施例におけるこの制御電圧とセルの分極電位
との関連性を表２に示し、ここでは脱分極（−）電流の
流れるレベルも示してある。本実施例でプログラムして
ある約50ミリアンペアの最大排出範囲は、約１キロアン
ペア−時間（kA−ｈ）までの範囲の蓄電池セルで良好に
機能する。
米国特許第4,935,688号で説明した方法のセル分極電
位を増加させる機能を単一の制御回路装置20の付属セク
ション23に設けることができる。図２に図示してあるよ
うに、増幅器A4からの（交点29における）出力電圧がト
ランジスタQ1を制御し、トランジスタQ1が表２に示した
率でDC＋10ボルトからの蓄電池陽極端子22への分極
（＋）電流を比例的に測定する。可変抵抗R7をシステム
較正手段として用いており、本実施例においては約3.5K
Ωに設定してある。
位を増加させる機能を単一の制御回路装置20の付属セク
ション23に設けることができる。図２に図示してあるよ
うに、増幅器A4からの（交点29における）出力電圧がト
ランジスタQ1を制御し、トランジスタQ1が表２に示した
率でDC＋10ボルトからの蓄電池陽極端子22への分極
（＋）電流を比例的に測定する。可変抵抗R7をシステム
較正手段として用いており、本実施例においては約3.5K
Ωに設定してある。
蓄電池列のいろいろな陽極電極の分極状態を、処理中
の分極または脱分極レベルによって変化する強度でそれ
ぞれ点灯される、前述の任意のLED D2,D3を用いて監視
することができる。特定のセルにおける連続的なLEDの
点灯は、セルのなんらかの故障が最適な充電を妨げてい
るという有用な診断指標を提供する。
の分極または脱分極レベルによって変化する強度でそれ
ぞれ点灯される、前述の任意のLED D2,D3を用いて監視
することができる。特定のセルにおける連続的なLEDの
点灯は、セルのなんらかの故障が最適な充電を妨げてい
るという有用な診断指標を提供する。
通常の動作において、分極制御システムそれ自体の基
準電極は、温度、化学的純度および放電量に依存する様
々な間隔で再充電する必要がある。最小間隔は約４〜６
か月であるが、電極自体のPbO2表面の最適条件を維持す
るために、数年にわたる間隔が実現できるはずである。
このような再調整は、この基準電極を陽極セル電極と単
に短絡させるか、またはそれ以外では、電流制限抵抗を
介して電極を充電し、制御サイクルを再開する前に10〜
15時間開回路（open circuit）のままにしておくことで
簡単に行なうことができる。この定期的な基準電極の充
電は、手動で実現するか、または、本明細書では図示し
ていない簡単な追加回路を制御装置の構造に含めること
により、このようなサイクルを自動的に行なわせること
ができる。
準電極は、温度、化学的純度および放電量に依存する様
々な間隔で再充電する必要がある。最小間隔は約４〜６
か月であるが、電極自体のPbO2表面の最適条件を維持す
るために、数年にわたる間隔が実現できるはずである。
このような再調整は、この基準電極を陽極セル電極と単
に短絡させるか、またはそれ以外では、電流制限抵抗を
介して電極を充電し、制御サイクルを再開する前に10〜
15時間開回路（open circuit）のままにしておくことで
簡単に行なうことができる。この定期的な基準電極の充
電は、手動で実現するか、または、本明細書では図示し
ていない簡単な追加回路を制御装置の構造に含めること
により、このようなサイクルを自動的に行なわせること
ができる。
フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭63−149068（ＪＰ，Ｕ) 特表 平４−507338（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H02J 7/00 - 7/10 H02J 7/34 - 7/35 H01M 10/48
Claims (10)
- 【請求項１】蓄電セルの有効寿命を延長させる方法であ
って、陽極セル電極の分極電位を、前記セルの電解液と
接触しており、かつ前記陽極電極と同様の化学組成を有
する基準電極と比較したとき、約40〜80ミリボルトの範
囲に向かってバイアスすることを備え、 前記分極電位のバイアスは、前記陽極電極から、約60ミ
リボルト以上の分極電位に概略正比例して、蓄電池定格
のキロアンペア−時間あたり約50ミリアンペアまでの量
の電流を排出することにより行なうことを特徴とする方
法。 - 【請求項２】前記セルは、フロート充電電圧源を有する
回路内の鉛電池セルである請求項に記載の方法。 - 【請求項３】ａ）前記セルの前記電解液と接触してお
り、かつ前記陽極電極の組成と類似の化学的組成を有す
る基準電極に対して、前記セルの前記陽極電極の分極を
測定するステップと、 ｂ）前記陽極電極から、約60ミリボルト以上の分極に概
略正比例する蓄電池定格のキロアンペア−時間あたり約
50ミリアンペアまでの量の電流を排出するステップと を備える請求項２に記載の方法。 - 【請求項４】前記フロート充電電圧は、約2.2ボルトDC
であり、かつ、前記陽極電極からの電流の前記排出は実
質的に以下の表にしたがう請求項３に記載の方法。 - 【請求項５】フロート充電電圧源を有する回路内で、蓄
電池セルの有効寿命を延長するための装置であって、前
記セルの電解液と接触しており、かつ前記セルの陽極電
極の組成と類似の化学組成を有する基準電極と、前記基
準電極に対して約40〜80ミリボルトの範囲に向かって前
記陽極電極の分極をバイアスするための制御装置手段と
を含み、 前記制御装置手段は ａ）前記陽極電極の分極電位と前記基準電極の分極電位
とを比較するための手段と、 ｂ）前記電位の大きさに応じて前記陽極電極から約60ミ
リボルト以上の分極電位に概略正比例する蓄電池定格の
キロアンペア−時間あたり約50ミリアンペアまでの量の
電流を排出するための手段と を備えることを特徴とする装置。 - 【請求項６】前記電流を排出するための前記手段は ａ）前記陽極電極からの電流を測定するためのゲート手
段と、 ｂ）前記分極電位に応答して前記ゲート手段を制御する
ための手段と を含む請求項５に記載の装置。 - 【請求項７】前記セルは鉛電池セルであり、前記フロー
ト充電電圧は約2.2ボルトDCであって、 前記ゲート制御手段は次の表にしたがって、前記陽極電
極からの電流の前記排出を行なうように構成することを
特徴とする請求項６に記載の装置。 - 【請求項８】前記制御装置手段は、前記電位の大きさに
応じて、前記陽極電極に約60ミリボルト以下の分極に概
略逆比例する蓄電池定格のキロアンペア−時間あたり約
50ミリアンペアまでの量の電流を印加するための手段 をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の装置。 - 【請求項９】前記電流を印加するための前記手段は ａ）前記陽極電極への電流を測定するための第２のゲー
ト手段と ｂ）前記分極電位に応答して前記第２のゲート手段を制
御するための第２の手段と を含む請求項８に記載の装置。 - 【請求項１０】前記セルは鉛電池セルであり、前記フロ
ート充電電圧は約2.2ボルトDCであって、 前記ゲート制御手段は、実質的に次の表にしたがって、
前記陽極電極に前記電流をそれぞれ得るように配置する
ことを特徴とする請求項９に記載の装置。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US149,251 | 1993-11-09 | ||
| US08/149,251 | 1993-11-09 | ||
| US08/149,251 US5543701A (en) | 1993-11-09 | 1993-11-09 | Electrical storage cell polarization controller |
| PCT/US1994/012569 WO1995013644A1 (en) | 1993-11-09 | 1994-11-03 | Electrical storage cell polarization controller |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08511414A JPH08511414A (ja) | 1996-11-26 |
| JP2986916B2 true JP2986916B2 (ja) | 1999-12-06 |
Family
ID=22529422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7513870A Expired - Lifetime JP2986916B2 (ja) | 1993-11-09 | 1994-11-03 | 蓄電池分極制御装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5543701A (ja) |
| EP (1) | EP0746894A1 (ja) |
| JP (1) | JP2986916B2 (ja) |
| CA (1) | CA2174845C (ja) |
| WO (1) | WO1995013644A1 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5731684A (en) * | 1993-03-17 | 1998-03-24 | Uli Rotermund | Method and apparatus for regenerating primary cells |
| US5708347A (en) * | 1995-08-01 | 1998-01-13 | Alliedsignal Inc. | Method for accelerating the depolarization of a polarized battery to facilitate battery testing |
| US5694023A (en) * | 1996-07-10 | 1997-12-02 | Advanced Charger Technology, Inc. | Control and termination of a battery charging process |
| US5677612A (en) * | 1996-08-02 | 1997-10-14 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Lead-acid battery desulfator/rejuvenator |
| US6116962A (en) | 1997-11-17 | 2000-09-12 | Xircom Inc | Type III PCMCIA card with integrated receptacles for receiving standard communications plugs |
| EP1649538B1 (en) * | 2003-07-02 | 2012-08-15 | Eaton Power Quality Limited | Battery float management |
| US9893369B2 (en) | 2013-07-30 | 2018-02-13 | Elwha Llc | Managed access electrochemical energy generation system |
| US9484601B2 (en) | 2013-07-30 | 2016-11-01 | Elwha Llc | Load-managed electrochemical energy generation system |
| US9343783B2 (en) | 2013-07-30 | 2016-05-17 | Elwha Llc | Electrochemical energy generation system having individually controllable cells |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2670395A (en) * | 1949-05-07 | 1954-02-23 | Audubert Rene | Method for the preparation of depolarizers for electric cells |
| US4358892A (en) * | 1977-11-10 | 1982-11-16 | The International Nickel Company, Inc. | Method of producing battery and electrolytic cell electrodes |
| US4284951A (en) * | 1979-08-15 | 1981-08-18 | Dahl Ernest A | Battery electrolyte level sensor |
| US4415638A (en) * | 1980-12-09 | 1983-11-15 | Allied Corporation | Lead-acid storage battery |
| US4349614A (en) * | 1981-03-06 | 1982-09-14 | Exide Corporation | Platinum third electrode to improve float polarization of standby batteries |
| SE451924B (sv) * | 1982-10-12 | 1987-11-02 | Ericsson Telefon Ab L M | Regulator for reglering av en laddningsstrom till en enskild cell i ett batteri av celler |
| US4931367A (en) * | 1988-10-28 | 1990-06-05 | C & D Charter Power Systems, Inc. | Low float technology battery |
| US4935688A (en) * | 1989-03-13 | 1990-06-19 | Bell Communications Research, Inc. | Electrical storage cell life extender |
| US5214385A (en) * | 1991-05-22 | 1993-05-25 | Commonwealth Edison Company | Apparatus and method for utilizing polarization voltage to determine charge state of a battery |
-
1993
- 1993-11-09 US US08/149,251 patent/US5543701A/en not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-11-03 CA CA002174845A patent/CA2174845C/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-11-03 WO PCT/US1994/012569 patent/WO1995013644A1/en not_active Application Discontinuation
- 1994-11-03 EP EP95901105A patent/EP0746894A1/en not_active Withdrawn
- 1994-11-03 JP JP7513870A patent/JP2986916B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0746894A4 (en) | 1996-07-26 |
| CA2174845A1 (en) | 1995-05-18 |
| JPH08511414A (ja) | 1996-11-26 |
| EP0746894A1 (en) | 1996-12-11 |
| US5543701A (en) | 1996-08-06 |
| WO1995013644A1 (en) | 1995-05-18 |
| CA2174845C (en) | 1999-09-14 |
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