JP3944892B2 - 制御弁式多セル型鉛電池 - Google Patents
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Description
【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 (1)
- 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。
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