JP3033209B2 - シール形鉛蓄電池およびその残存容量検知方法 - Google Patents
シール形鉛蓄電池およびその残存容量検知方法Info
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- JP3033209B2 JP3033209B2 JP3026067A JP2606791A JP3033209B2 JP 3033209 B2 JP3033209 B2 JP 3033209B2 JP 3026067 A JP3026067 A JP 3026067A JP 2606791 A JP2606791 A JP 2606791A JP 3033209 B2 JP3033209 B2 JP 3033209B2
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- battery
- sulfuric acid
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- voltage
- acid
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- 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
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- Secondary Cells (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、負極吸収式シール形鉛
蓄電池に関するものであり、特にこれらの電池に残存容
量に関する情報を概略外部から検知するための残存状態
表示装置を備える事を目的とする。
蓄電池に関するものであり、特にこれらの電池に残存容
量に関する情報を概略外部から検知するための残存状態
表示装置を備える事を目的とする。
【０００２】
【従来の技術】近年、鉛蓄電池には従来の電解液を極板
の上部まで十分満たされたいわゆる液入り電池に代わっ
て、電解液をマット状セパレ−タにほとんど吸収させ、
過充電時に発生するガスを負極で吸収し水に戻すことに
よって水の減少を防ぎ、シールを可能にするいわゆる負
極吸収式シール形鉛蓄電池が小型機器用電源だけでなく
自動車始動用にまで広く実用されてきた。
の上部まで十分満たされたいわゆる液入り電池に代わっ
て、電解液をマット状セパレ−タにほとんど吸収させ、
過充電時に発生するガスを負極で吸収し水に戻すことに
よって水の減少を防ぎ、シールを可能にするいわゆる負
極吸収式シール形鉛蓄電池が小型機器用電源だけでなく
自動車始動用にまで広く実用されてきた。
【０００３】電池の使用状態を管理するうえで、電池の
残存容量状態をたとえ概略であったにせよ知る事はきわ
めて重要である。上記シール形鉛蓄電池も例外ではな
い。ところが電池は一般にその放電途中の残存容量が外
部から見えないのが難点である。そこで従来の液入り電
池では任意の時点で未知の放電状態の電池の残存容量を
概略でも知るために数々の工夫がなされてきた。
残存容量状態をたとえ概略であったにせよ知る事はきわ
めて重要である。上記シール形鉛蓄電池も例外ではな
い。ところが電池は一般にその放電途中の残存容量が外
部から見えないのが難点である。そこで従来の液入り電
池では任意の時点で未知の放電状態の電池の残存容量を
概略でも知るために数々の工夫がなされてきた。
【０００４】そのもっとも一般的な方法としては、蓄電
池では充放電に伴って電解液である希硫酸の濃度が変化
し、これにともなって比重が変化することから、古くか
ら液口栓を取り除きその口からスポイトで電解液を吸い
出して比重を測定し、残存容量を推定する方法が取られ
てきた。
池では充放電に伴って電解液である希硫酸の濃度が変化
し、これにともなって比重が変化することから、古くか
ら液口栓を取り除きその口からスポイトで電解液を吸い
出して比重を測定し、残存容量を推定する方法が取られ
てきた。
【０００５】また上記の如く手間を掛けずに概略任意の
時点の状態、すなわち充電が必要な時点に至ったかどう
かを外部から認識できるように、浮きと比重との関係を
利用して残存状態と液減少状態と合わせて表示する、い
わゆるインジケ−タが各種開発されてきた。
時点の状態、すなわち充電が必要な時点に至ったかどう
かを外部から認識できるように、浮きと比重との関係を
利用して残存状態と液減少状態と合わせて表示する、い
わゆるインジケ−タが各種開発されてきた。
【０００６】ところがシール式鉛蓄電池では液口栓も液
を抜き取る口もない。また先に述べたように浮きを浮か
せるフリ−の液は極板上にはない。したがって従来の液
入りの電池の時のように、比重検知方式も使用できず、
浮き式のインジケ−タは使用できない。
を抜き取る口もない。また先に述べたように浮きを浮か
せるフリ−の液は極板上にはない。したがって従来の液
入りの電池の時のように、比重検知方式も使用できず、
浮き式のインジケ−タは使用できない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】一方このような容量検
知に関連した知見としては、電解液の濃度に関連して変
わる情報源として極板の電位や電圧があることがわかっ
ていたが、一般に従来の鉛蓄電池では容量が変化しても
大きく電圧が変化しないことや、放電中に電位や電圧が
変化するなど他の情報を変化させる要素があるためにこ
れらの情報を取り込んだ方法は、実現性が乏しかった。
知に関連した知見としては、電解液の濃度に関連して変
わる情報源として極板の電位や電圧があることがわかっ
ていたが、一般に従来の鉛蓄電池では容量が変化しても
大きく電圧が変化しないことや、放電中に電位や電圧が
変化するなど他の情報を変化させる要素があるためにこ
れらの情報を取り込んだ方法は、実現性が乏しかった。
【０００８】このような状況下でシール形蓄電池をさら
に普及させていくには、上記の比重方式に変わる適切な
残存容量検知手段の開発が不可欠であり、できることな
らば概略でも良いから電池そのものにその状態を指示す
る手段を備える事がこの種の電池普及の鍵となってい
た。
に普及させていくには、上記の比重方式に変わる適切な
残存容量検知手段の開発が不可欠であり、できることな
らば概略でも良いから電池そのものにその状態を指示す
る手段を備える事がこの種の電池普及の鍵となってい
た。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明においては電池内
の完全充電状態での電解液の希硫酸濃度を比重換算で
１．３０以上とし少なくとも正負いずれかの容量が少な
い方の極板の充填活物質の理論容量に対して当量比で電
池内の希硫酸中の硫酸量が１．２以下に構成し、電圧を
情報量として残存状態の程度を表示する残存容量状態表
示装置を電池自体に備えることによって上記の課題を解
決しようとするものである。
の完全充電状態での電解液の希硫酸濃度を比重換算で
１．３０以上とし少なくとも正負いずれかの容量が少な
い方の極板の充填活物質の理論容量に対して当量比で電
池内の希硫酸中の硫酸量が１．２以下に構成し、電圧を
情報量として残存状態の程度を表示する残存容量状態表
示装置を電池自体に備えることによって上記の課題を解
決しようとするものである。
【００１０】その表示の方法は残存容量によって％で表
すアナログ方法、デジタルでどのレベルにあるかをあら
かじめ定めた電圧比較部品との比較において表示部品が
点灯する回路の表示方法等各種表示方法を設けることが
できる。
すアナログ方法、デジタルでどのレベルにあるかをあら
かじめ定めた電圧比較部品との比較において表示部品が
点灯する回路の表示方法等各種表示方法を設けることが
できる。
【００１１】
【作用】本発明は、上記の如く完全充電状態において極
端に電解液の濃度、すなわち比重を高め、一方では活物
質に対する硫酸の絶対量を限定して完全充電時と完全放
電時の硫酸の濃度差を大きく、電圧差も大きくして電池
の残存容量の情報を電圧の形で検知しやすくし、これを
利用して電池の必要な表示に置き換えることができる。
端に電解液の濃度、すなわち比重を高め、一方では活物
質に対する硫酸の絶対量を限定して完全充電時と完全放
電時の硫酸の濃度差を大きく、電圧差も大きくして電池
の残存容量の情報を電圧の形で検知しやすくし、これを
利用して電池の必要な表示に置き換えることができる。
【００１２】たとえばまず開路電圧（ＯＣＶ）は６セル
電池では近似的に次の（１）式のように示されることが
知られているが、本発明は５時間率容量でほぼ１３Ｖ〜
１１Ｖの変化として１００％〜０％の残存容量をおよそ
読み取り表示することができる。ＯＣＶ＝（比重値＋
０．８４（Ｖ／セル））×６ （１） また電池は自動車等の機器に取り付けた場合は、メイン
のスイッチをオフにしても機器の回路のコンピュータ回
路を保護するために微小のリーク電流がながれる事があ
る。この電流は微小であってほとんどの場合ＯＣＶによ
る残存容量状態の判断を狂わすほどではない。
電池では近似的に次の（１）式のように示されることが
知られているが、本発明は５時間率容量でほぼ１３Ｖ〜
１１Ｖの変化として１００％〜０％の残存容量をおよそ
読み取り表示することができる。ＯＣＶ＝（比重値＋
０．８４（Ｖ／セル））×６ （１） また電池は自動車等の機器に取り付けた場合は、メイン
のスイッチをオフにしても機器の回路のコンピュータ回
路を保護するために微小のリーク電流がながれる事があ
る。この電流は微小であってほとんどの場合ＯＣＶによ
る残存容量状態の判断を狂わすほどではない。
【００１３】
【実施例】以下、実施例によって本発明の特徴と効果を
述べる。
述べる。
【００１４】図１は本発明を適用したシール形鉛蓄電池
の斜視図である。ここで、１はシール形鉛蓄電池であ
り、２は電池端子、３は残存容量状態表示装置である。
この例では電池の比重変化によって与えられる６セルの
端子電圧に基づき残存容量状態が比較回路によって演算
され、その結果に基づいて現在のレベルをＬＥＤ４によ
って表示している。その時のツェナーダイオード５と電
池電圧との比較回路の一例を図２に示す。図３はそのブ
ロック図である。この回路では設定電圧より端子電圧が
低下したとき、ＬＥＤ６が点灯するようになっている。
電池の完全充電状態での比重は１．３に設定してある。
このときの常温での開路電圧は（１）式に従い６セルで
約１３Ｖである。また５時間率の１００％放電したとき
の電圧は６セルで約１１Ｖを示しその差は約２Ｖもある
ので、内部の放電状態を予測するのに十分の電圧差であ
った。
の斜視図である。ここで、１はシール形鉛蓄電池であ
り、２は電池端子、３は残存容量状態表示装置である。
この例では電池の比重変化によって与えられる６セルの
端子電圧に基づき残存容量状態が比較回路によって演算
され、その結果に基づいて現在のレベルをＬＥＤ４によ
って表示している。その時のツェナーダイオード５と電
池電圧との比較回路の一例を図２に示す。図３はそのブ
ロック図である。この回路では設定電圧より端子電圧が
低下したとき、ＬＥＤ６が点灯するようになっている。
電池の完全充電状態での比重は１．３に設定してある。
このときの常温での開路電圧は（１）式に従い６セルで
約１３Ｖである。また５時間率の１００％放電したとき
の電圧は６セルで約１１Ｖを示しその差は約２Ｖもある
ので、内部の放電状態を予測するのに十分の電圧差であ
った。
【００１５】その時の本実施例Ａの５時間率残存容量と
電圧の関係を従来の液入り電池Ｂの場合と比較して図４
に示した。なおこの図からわかるように液入り電池では
電圧の変化の度合が小さいので検知情報として使いづら
い。一方硫酸の絶対投入量比率を高くすると、放電末期
の電圧が高くなり、検出幅が少なくなるので極板の理論
充填量より化学当量比で１．２を超えないように設計上
の配慮が必要である。
電圧の関係を従来の液入り電池Ｂの場合と比較して図４
に示した。なおこの図からわかるように液入り電池では
電圧の変化の度合が小さいので検知情報として使いづら
い。一方硫酸の絶対投入量比率を高くすると、放電末期
の電圧が高くなり、検出幅が少なくなるので極板の理論
充填量より化学当量比で１．２を超えないように設計上
の配慮が必要である。
【００１６】また機器の回路とつなぐ場合は機器のメイ
ンスイッチをオフにしたときに残存容量状態表示装置を
オンにする回路構成にすると、不確かな機器の放電の条
件に惑わせられず、表示判断ができる。また必要な時の
み表示回路を働かせるスイッチを設けてもよい。
ンスイッチをオフにしたときに残存容量状態表示装置を
オンにする回路構成にすると、不確かな機器の放電の条
件に惑わせられず、表示判断ができる。また必要な時の
み表示回路を働かせるスイッチを設けてもよい。
【００１７】また充電の必要性を警告する目的には、一
定の電圧以下に下がったとき表示が点灯する方式がよ
い。
定の電圧以下に下がったとき表示が点灯する方式がよ
い。
【００１８】
【発明の効果】以上の如く、本発明は液口栓もなく外部
から直接比重も計れないシール形鉛蓄電池の残存容量を
推定することを可能にし、さらにはその表示および管理
を可能とするもので、今後のシール形鉛蓄電池の用途拡
大に大きく寄与するものである。
から直接比重も計れないシール形鉛蓄電池の残存容量を
推定することを可能にし、さらにはその表示および管理
を可能とするもので、今後のシール形鉛蓄電池の用途拡
大に大きく寄与するものである。
【図１】本発明のを適用したシール形鉛蓄電池の斜視図
【図２】残存容量状態表示の比較回路の一例を示す図
【図３】比較回路のブロック図
【図４】５時間率での残存容量と検知電圧との関係を示
す図
す図
１ シール形鉛蓄電池 ２ 電池端子 ３ 残存容量状態表示装置 ４ ＬＥＤ ５ ツエナ−ダイオ−ド ６ ＬＥＤ Ａ 本発明 Ｂ 液入り従来例
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−72130（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−206868（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−154579（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−30270（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−81865（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 10/42 - 10/48 H01M 10/00 - 10/34
Claims (4)
- 【請求項１】 電池内の完全充電状態での電解液の希硫
酸濃度を比重換算で１．３０以上とし、少なくとも正負
いずれかの容量が少ない方の極板の活物質充填量の化学
当量に対して電池内の希硫酸中の硫酸量の化学当量の比
率を１．２以下に構成し、かつ電池電圧に基いて残存容
量を表示する残存容量表示装置を備えたことを特徴とす
るシール形鉛蓄電池。 - 【請求項２】 電池を用いる機器のメインスイッチをオ
フしたとき残存容量表示装置がオンとなるスイッチング
機構を備えたことを特徴とする請求項１に記載のシール
形鉛蓄電池。 - 【請求項３】 所定のツェナーダイオードのツェナー電
圧と電池電圧との比較により、電池が充電を必要とする
状態に到達したことを点灯表示する残存容量表示装置を
備えた請求項１または２のいずれかに記載のシール形鉛
蓄電池。 - 【請求項４】 電池内の完全充電状態での電解液の希硫
酸濃度を比重換算で１．３０以上とし、少なくとも正負
いずれかの容量が少ない方の極板の活物質充填量の化学
当量に対して化学当量比で電池内の希硫酸中の硫酸量の
比率を１．２以下に構成し、かつ電池電圧に基いて残存
容量を検出するシール形鉛蓄電池の残存容量検知方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3026067A JP3033209B2 (ja) | 1991-02-20 | 1991-02-20 | シール形鉛蓄電池およびその残存容量検知方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3026067A JP3033209B2 (ja) | 1991-02-20 | 1991-02-20 | シール形鉛蓄電池およびその残存容量検知方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04264371A JPH04264371A (ja) | 1992-09-21 |
| JP3033209B2 true JP3033209B2 (ja) | 2000-04-17 |
Family
ID=12183340
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3026067A Expired - Fee Related JP3033209B2 (ja) | 1991-02-20 | 1991-02-20 | シール形鉛蓄電池およびその残存容量検知方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3033209B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2530113B2 (ja) * | 1994-06-29 | 1996-09-04 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション | デ―タ転送制御用インタ―フェ―ス回路及び磁気ディスク装置 |
| JP5061574B2 (ja) * | 2006-10-19 | 2012-10-31 | 新神戸電機株式会社 | 充電状態判定装置および自動車用鉛電池 |
-
1991
- 1991-02-20 JP JP3026067A patent/JP3033209B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04264371A (ja) | 1992-09-21 |
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