JP3944892B2

JP3944892B2 - 制御弁式多セル型鉛電池

Info

Publication number: JP3944892B2
Application number: JP2000194076A
Authority: JP
Inventors: 毅亀田; 能弘江口
Original assignee: GS Yuasa Corp
Current assignee: GS Yuasa Corp
Priority date: 2000-06-28
Filing date: 2000-06-28
Publication date: 2007-07-18
Anticipated expiration: 2020-06-28
Also published as: JP2002015779A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、制御弁式多セル型鉛電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車には１２Ｖ系の電池が搭載され、エンジンの始動用と種々の電装品に対する電力供給用に用いられてきたが、近年は、このような電装品に、燃費向上、排ガス浄化、安全性向上、快適性向上を目的としたものが加わり、そのための電力消費が急速に増大してきている。
【０００３】
このような電装品に対する電力消費の増大に対処するため、エンジン始動用の１２Ｖ系の電池とは別に電装品に電力を供給するための電源を設け、これを高電圧化、具体的には、３６Ｖ以上にしたシステムの検討が自動車メーカーを中心に進められ、蓄電池メーカーも３６Ｖ以上の高電圧電池の開発を進めている。
【０００４】
このような高電圧電池には、高出力での繰り返し使用に耐え、しかも保守管理が不要であることが求められているため、電解液が制限された、リテーナ式鉛電池を採用することが有力視されている。
【０００５】
上記したリテーナ式鉛電池は、電解液流動性の電池より電解液の量が少なく、電圧精度の高い充電器を用いて充電しなければ、過充電状態による減液や充電不足状態の継続によるサルフェーションによって早期に寿命に至ってしまう。従って、自動車のエンジンによって駆動される発電機を充電用電源とした場合には、その出力電圧や電流を高い精度で制御する必要がある。
【０００６】
これに対し、エンジン始動用の１２Ｖ系の電池には電解液流動性のものが使用されている。その理由の一つは、大電流での放電に耐えられることにある。また、電解液量が多いので、使用温度の上昇や過充電により減液が生じても、定期的に補水を行うので、保液性を維持することができ、充電用電源としての、自動車のエンジンによって駆動される発電機の出力電圧や電流を高い精度で制御しなくてもよいこともその理由の一つである。
【０００７】
そして、実際には、上記した１２Ｖ系の電池の充電制御は、正、負極の端子間電圧の監視のみによって行われている。
【０００８】
上記した如く、エンジン始動用の１２Ｖ系の電池とは別に電装品に電力を供給するための３６Ｖ以上の高電圧電池を設け、かつこれをメンテナンスフリー型のものにするためには、充電用電源としての、自動車のエンジンによって駆動される発電機の出力電圧や電流を高い精度で制御する必要があるが、電池が早期に寿命に至らないようにするためには、単に発電機の出力電圧や電流を高い精度で制御するだけではなく、各セルの電圧を適正値に制御する必要がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、電池を構成する各セルに特性のばらつきがあり、上記のように、各セルの電圧を適正値に制御することは、１２Ｖ系の電池のようにセル数が６セルのものであれば、両端の電圧を適正値に制御することによって比較的正確に充電制御が行えたが、これを３６Ｖ系以上の高電圧電池に適用すると、そのセル数が１８セル以上となるため、各セルの特性のばらつきが大きくなって充電制御の正確さが低下するという問題があった。
【００１０】
上記問題を解決するため、電池セル室内に参照極を設置したり、あるいは図４に示すように接続導体８と導電接続した電圧のセンサー端子５を蓋６に設け、各セルの電圧を測定可能にした鉛蓄電池構造が考えられている。
【００１１】
しかしながら前者の構造は、参照極が鉛等の金属からなり、電位を出すために電解液に接触させる必要がある。そのため前記金属の腐食反応が進行し、長期間使用できないという欠点があった。また、後者の構造は、蓋６と電槽隔壁２の接着部１０を介して接続導体８とセンサー端子５を導通、配置させる必要があるため、接続導体８とセンサー端子５の溶接作業が新たに追加されたり、蓋６と電槽１の接着作業を複雑にするという欠点があった。なお、図４において、７、７’は中間極柱、９、９’はストラップである。
【００１２】
さらに、前者は参照極の腐食により、後者では蓋６と電槽１の接着不良により長期にわたる液密および気密性を補償するには限界があった。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上の課題を解決する為、電槽１と極群とからなる制御弁式多セル型鉛電池において、
前記電槽１は、内部が隔壁２により複数のセル室３，３に区画形成され、該隔壁２にセンサー端子５が内蔵されているものであり、
前記極群は、前記セル室３，３に収納され、上部に正極と負極の中間極柱７，７’を有するものであり、
前記センサー端子５は、前記隔壁２の貫通孔４内で相隣るセル室３，３の反対極性の中間極柱７，７’同士を接続する接続導体８と導電接続され、一端５bが電槽側面から電池外に突出していることを特徴とする。
【００１４】
【作用】
本発明に係る鉛電池は、センサー端子５が隔壁２に内蔵されているので、腐食されることがなく電池寿命まで使用することができる。
【００１５】
また、前記センサー端子５は、従来のセル間接続工程の際に前記隔壁２の貫通孔４内で隣接するセル室３，３の反対極性の中間極柱７，７’同士を接続する接続導体８の周囲と同時に溶融接続できるので、これらを接続する工程を新たに追加する必要がない。
【００１６】
さらに、センサー端子５の一端５bが電槽１側面から電池外に突出しているので、蓋６と電槽１の接着作業を複雑にしたり、蓋６と電槽１の接着不良を引き起こし、液密および気密性を損なうこともない。
従って、高電圧型の制御弁式多セル型鉛電池のような各セルの特性のばらつきが大きくなる電池についても複雑な工程を必要とせず、液密および気密性を補償し、長期にわたり各セルの電圧を適正に検知できる構造を有する制御弁式多セル型鉛電池を提供することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１は、本発明に係る鉛蓄電池を示す一部切り欠き斜視図であって、蓋と電槽内に収納されている極群を省略している。また、図２は、本発明に係る鉛蓄電池の電圧のセンサーを示す斜視図、図３は図１の断面図であり、(a)は、図１の線Ａ−Ａに沿う断面図、(b)は、図１の線Ｂ−Ｂに沿う断面図である。
【００１９】
図１において、電池は、制御弁式鉛蓄電池の一例であり、電槽１はポリプロピレン樹脂材からなり、内部が電槽１と同材質の隔壁２により複数のセル室３に区画形成されている。また、相隣るセル室３、３には、正極板と負極板とをセパレータを介して積層し、同極性の極板同士をストラップ９または９’により連結された極群（ストラップと中間極柱以外は図示せず）が収納されている。なお、該ストラップ９，９’から中間極柱７，７’が立ち上がっている。
【００２０】
図１に示すように前記隔壁２は、上部近傍において、隣接するセル室３、３に通じる貫通孔４（図３（b）参照）を有し、金属製のセンサー端子５が内蔵されている。
【００２１】
センサー端子５は、電槽と同時に一体成型するか、あるいは電槽成型時に溝を形成しておき、該溝に挿入後、隙間を硬化樹脂等で充填することで装着できる。
【００２２】
また、隣接するセル室３、３にそれぞれ配置された極板群の中間極柱７、７’は、それぞれ隔壁２の表面に当接しており、隔壁２の貫通孔４を通じて相互に抵抗溶接されて接続導体８を形成している。
【００２３】
さらに、図１および３に示すようにセンサー端子５は、一端５bが電槽側面から電池外に突出し、他端に貫通孔４の内周で接続導体８を包囲するリング部５ａを有する。
【００２４】
前記リング部５ａは、中間極柱７、７’の抵抗溶接時に、前記接続導体８と貫通孔４内部で一体に接合される。これにより、前記接続導体８とリング部５ａを溶接する工程を新たに追加することなくセンサー端子５と接続導体８を導電接続することができる。
【００２５】
以上のように、本発明は、貫通孔４内で接続導体８とセンサー端子５とが接続された構造なので、接続作業が簡単になり、確実な接合部が得られる。
【００２６】
また、センサー端子５は、一端５bを除いて隔壁２の内部に内蔵されているので、セル室３，３の電解液と完全に遮断され、センサー端子５の腐食によるセル電圧の検知不良を防止することが出来る。
【００２７】
さらに、電槽１の側面から電池外にのセンサー端子の一端５ｂが突出しているので、従来のように蓋６と電槽１の接着部１０を介して接続導体８とセンサー端子５を導通、配置させる必要がなくなり、電池上部の蓋６にセンサー端子５を突出させる場合に比較して、蓋６と電槽１の接着作業を複雑にしたり、蓋６と電槽１の接着不良を引き起こし、液密および気密性を損なうこともない。
【００２８】
ここで、センサー端子５は、導電性のものであればよく、部材の種類は特に限定されない。例えば、銅、鉄、鉛は安価で、また導電性もよいので、本発明を実施する上で最も好ましい。また、チタン、金、銀、白金またはこれらの合金等を用いた場合も本発明を実施することができる。また、センサー端子５の形状は、接続導体８と導通し、セル室の電解液と遮断できればよく、本実施形態に限定されない。
【００２９】
本発明の電池における各セル電圧の測定は、隣接するセンサー端子の一端５ｂ間を電圧計でつなぐか、または該一端５ｂと隣接する正極端子または負極端子とを電圧計でつなぐことで検知することができる。
【００３０】
以上実施形態に述べた効果は、制御弁式多セル型鉛電池以外に、ゲル式またはその他の電解液保持方式、液式等の鉛蓄電池及びその他の電池等、形式の如何にかかわらず多セル型電池であれば同様に得られる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は、以上説明した通り、高電圧型の制御弁式多セル型鉛電池のような各セルの特性のばらつきが大きくなる電池についても複雑な工程を必要とせず、液密および気密性を補償し、長期にわたり各セルの電圧を適正に検知できる構造を有する制御弁式多セル型鉛電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る鉛蓄電池を示す一部切り欠き斜視図である。
【図２】本発明に係る鉛蓄電池のセンサー端子を示す斜視図である。
【図３】図１の断面図であり、(a)は、線Ａ−Ａに沿う断面図、(b)は、線Ｂ−Ｂに沿う断面図である。
【図４】従来のセンサー端子の取り付け構造を示す鉛蓄電池の要部断面図である。
【符号の説明】
１電槽
２隔壁
３セル室
４貫通孔
５センサー端子
５b センサー端子の一端
７、７’ 中間極柱
８接続導体

Claims

電槽と極群とからなる制御弁式多セル型鉛電池であって、
前記電槽は、内部が隔壁により複数のセル室に区画形成され、該隔壁にセンサー端子が内蔵されているものであり、
前記極群は、前記セル室に収納され、上部に正極と負極の中間極柱を有するものであり、
前記センサー端子は、前記隔壁の貫通孔内で相隣るセル室の反対極性の前記中間極柱同士を接続する接続導体と導電接続され、一端が電槽側面から電池外に突出していることを特徴とする、
制御弁式多セル型鉛電池。