JP5574183B2

JP5574183B2 - 組電池の計測端子対応接続板

Info

Publication number: JP5574183B2
Application number: JP2010288171A
Authority: JP
Inventors: 基司桐林
Original assignee: GS Yuasa International Ltd
Current assignee: GS Yuasa International Ltd
Priority date: 2010-12-24
Filing date: 2010-12-24
Publication date: 2014-08-20
Anticipated expiration: 2030-12-24
Also published as: JP2012138190A

Description

本発明は、据置用ＶＲＬＡ電池などのナットインサート形状の端子を持つ単電池からなる組電池の劣化診断を、内部抵抗測定や放電電圧測定などの電気的計測によって行う場合に、簡潔に、迅速に、且つ高精度に診断するための組電池を構成する接続板に関するもので、組電池を構成する単電池と容易に電気的接続が図れるものである。

据置用ＶＲＬＡ電池などの組電池において、構成する各単電池には、図４に示すようなナットインサート形状の端子が使用されている（特許文献１〜４など参照）。同図は、単電池上部の電極端子部を示す図で、（ａ）は部分外観斜視図、（ｂ）は平面図である。５０は電池、５１ａは正極端子（＋）、５１ｂは負極端子（−）、５２はボルト孔である。
各単電池を用いて組電池を構成する場合には、図５に示す従来の接続板１００を用いて、ボルト挿通孔１０２と単電池５０（図４）のボルト孔５２（図４）を整合させて、図６（ａ）に示したボルト１５をボルト孔５２に締め込み固定することで隣接する電池間を電気的に接続し、組電池を構成するものである。

その組電池の状態を図６に示す。（ａ）は組電池の上部：電極端子部の外観斜視図で、直列に複数個の単電池５０を図５の接続板１００とボルト１５で電気的に接続している様子を示している。
図６（ｂ）は、図６（ａ）の平面図である。
図７は、組電池における他の接続方法を示す平面図で、図６とは異なるレイアウトで配した組電池２０ｂを構成するものである。

図６や図７に示される据置用ＶＲＬＡ電池などの組電池は、その劣化診断を行う際に、構成する各単電池の内部抵抗や短時間放電時の放電電圧などから診断している。
図６や図７で示すようなナットインサート形状の電極端子をもつ電池からなる組電池２０ａ、２０ｂの劣化診断を、各単電池の内部抵抗や短時間放電時の放電電圧などの電気計測で行う場合、抵抗計やテスタのプローブを、直接端子５１ａ、５１ｂに当接させることは、端子の真上に配される接続板１００が邪魔となり、非常に困難、若しくは不可能であった。また、接続板１００にプローブを当てると、ミリオーム以下の抵抗値を持つ単電池では、接続板の分の電気抵抗の増加と、端子と接続板、接続板とプローブの接触抵抗により、測定誤差が非常に大きくなる、という問題があった。

特開２００３−８６１６７号公報特開平１１−２３８５０１号公報特開２０００−１００４２０号公報特開２０００−１００４１８号公報

本発明はこのような状況を鑑み成されたもので、複数の単電池から構成される組電池の劣化診断を、簡潔、迅速、且つ測定誤差を少なく正確に測定することができる組電池を構成するための接続板の提供を目的とするものである。

本発明の第１の発明は、ナットインサート型端子を備える電池間を前記ナットインサート型端子に接続具を使用して組電池を構成する接続板において、ナットインサート型端子に整合する少なくとも２か所のボルト挿通孔を有し、そのボルト挿通孔の周囲に１か所以上のプローブ挿入部を配したことを特徴とする組電池の計測端子対応接続板である。

本発明の第２の発明は、第１の発明におけるプローブ挿入部の形状が、円孔、楕円孔、多角形の孔、溝形状、および切欠き形状の中の１種以上からなる組電池の計測端子対応接続板である。

本発明の第３の発明は、第１及び第２の発明におけるプローブ挿入部の位置が、少なくとも接続具により塞がれない位置にある組電池の計測端子対応接続板である。

本発明の第４の発明は、第１から第３の発明において用いる接続具が、ボルト、若しくはボルトとワッシャからなる組電池の計測端子対応接続板である。

本発明に係る計測端子対応接続板を用いた組電池は、従来の接続板を使用したときよりも、各構成単電池の内部抵抗測定がより簡潔、迅速に行うことができ、且つ、その測定値も正確に収集できることから組電池の状態を容易に把握し、電池の劣化による使用機器の不具合、故障などを事前に知ることを可能とするもので、安全性において大きな効果を与えるもので、工業上顕著な効果を奏するものである。

本発明に係る接続板の実施例を示す平面図で、（ａ）は第一の実施形態、（ｂ）は第二の実施形態、（ｃ）は第三の実施形態、（ｄ）は第四の実施形態を示す平面図である。図１の各接続板を用いた組電池を示す平面図で、（ａ）は第一の実施形態の接続板１０ａを用いた場合、（ｂ）は第二の実施形態の接続板１０ｂを用いた場合、（ｃ）は第三の実施形態の接続板１０ｃを用いた場合、（ｄ）は第四の実施形態の接続板１０ｄを用いた場合の平面図である。実施例における２４個のセルからなる組電池の個々の電池の内部抵抗を表すグラフで、単電池の測定値および従来接続板（図５、符号１００）の測定値と実施例を比較したもので、第一の実施形態の接続板１０ａを用いた場合の測定値との比較を示すものである。実施例における２４個のセルからなる組電池の個々の電池の内部抵抗を表すグラフで、単電池の測定値および従来接続板（図５、符号１００）の測定値と実施例を比較したもので、第二の実施形態の接続板１０ｂを用いた場合の測定値との比較を示すものである。実施例における２４個のセルからなる組電池の個々の電池の内部抵抗を表すグラフで、単電池の測定値および従来接続板（図５、符号１００）の測定値と実施例を比較したもので、第三の実施形態の接続板１０ｃを用いた場合の測定値との比較を示すものである。実施例における２４個のセルからなる組電池の個々の電池の内部抵抗を表すグラフで、単電池の測定値および従来接続板（図５、符号１００）の測定値と実施例を比較したもので、第四の実施形態の接続板１０ｄを用いた場合の測定値との比較を示すものである。ナットインサート形状の端子を持つ電池の電池上部の端子部を示す図で、（ａ）は部分外観斜視図、（ｂ）は平面図である。従来の接続板の平面図である。従来の接続板を用いた組電池の状態を示す図で、（ａ）は組電池の上部：端子部の外観斜視図で、（ｂ）は、図６（ａ）の平面図である。組電池における他の接続方法を示す平面図である。

以下、本発明による組電池の接続板の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係る接続板の実施例を示す平面図である。図１（ａ）は第一の実施形態の平面図、（ｂ）は第二の実施形態の平面図、（ｃ）は第三の実施形態の平面図、（ｄ）は第四の実施形態の平面図で、１０ａは第一の実施形態の接続板、１０ｂは第二の実施形態の接続板、１０ｃは第三の実施形態の接続板、１０ｄは第四の実施形態の接続板、１２はボルト挿通孔、１３ａ〜１３ｄは、たとえば、内部抵抗を測定するためのプローブを挿入するプローブ挿入部である。図１（ａ）中の「破線」は、隣接するボルト挿通孔を結ぶ直線方向を示すものである。

図２は、図１の各接続板を用いた組電池を示す平面図で、（ａ）は第一の実施形態の接続板１０ａを用いた場合、（ｂ）は第二の実施形態の接続板１０ｂを用いた場合、（ｃ）は第三の実施形態の接続板１０ｃを用いた場合、（ｄ）は第四の実施形態の接続板１０ｄを用いた場合の平面図である。
１ａ〜１ｄは、本発明の接続板を用いた組電池、５は単電池、１０ａ〜１０ｄは、本発明の接続板、１３ａ〜１３ｄはプローブ挿入部、１５はボルト、若しくはワッシャ付ボルトである。

［第一の実施形態］
図１（ａ）の接続板１０ａは、ボルト挿通孔１２の近傍で、ボルト（ワッシャ付ボルトを含む：図示せず）をボルト挿通孔１２に備え付けた時に、ボルトによって隠れない位置で、且つ端子（図示せず）に接触できる位置に、独立したプローブ挿入部１３ａを備えるものである。このプローブ挿入部１３ａは、図１（ａ）に示されるように、１か所のボルト挿通孔１２に対して、少なくても２か所、図１（ａ）で見られるような接続板１０ａの幅方向（すなわち、隣接するボルト挿通孔１２を結ぶ直線方向に垂直な方向）に、ボルト挿通孔１２の両側に設けるのが良い。また、プローブ挿入部１３ａは、プローブや計測子が接触せずに容易に挿入される大きさの形状を有する円孔であるが、楕円孔、多角形孔でも良い。

この接続板１０ａを用いて接続された組電池１ａを図２（ａ）に示す。
図２（ａ）に見られるように、プローブ挿入部１３ａは、ボルト１５に隠れない位置に設けられていることがわかる。

［第二の実施形態］
図１（ｂ）の接続板１０ｂは、ボルト（図示せず）をボルト挿通孔１２に備え付けた時に、ボルトによって隠されない位置で、且つ端子（図示せず）に接触できる位置に、ボルト挿通孔１２と連通したプローブ挿入部１３ｂを備えるものである。このプローブ挿入部１３ｂは、図１（ｂ）に示されるように、ボルト挿通孔１２の長手、外向きの頂点で連通した孔、即ち溝形状のものである。なお、図１（ｂ）では、外向きに備えられた例を示しているが、内向き、内外向きの両者に備えていても良い。

この接続板１０ｂを用いて接続された組電池１ｂを図２（ｂ）に示す。
図２（ｂ）に見られるように、プローブ挿入部１３ｂは、ボルト１５に隠れない位置に設けられていることがわかる。

［第三の実施形態］
図１（ｃ）の接続板１０ｃは、ボルト（図示せず）をボルト挿通孔１２に備え付けた時に、ボルトによって隠れない位置で、且つ端子（図示せず）に接触できる位置で、接続板１０ｃの外縁部に切欠き形状に設けられたプローブ挿入部１３ｃを備えるものである。このプローブ挿入部１３ｃは、図１（ｃ）に示されるように、接続板１０ｃのボルト挿通孔１２の幅方向の外縁部に設けられた切欠き形状のものである。なお、図１（ｃ）では、片側のみに設けられている例を示しているが、両側に設けられていても良く、また異なるサイドにあっても良い。

この接続板１０ｃを用いて接続された組電池１ｃを図２（ｃ）に示す。
図２（ｃ）に見られるように、プローブ挿入部１３ｃは、ボルト１５に隠れない位置に設けられていることがわかる。

［第四の実施形態］
図１（ｄ）の接続板１０ｄは、ボルト（図示せず）をボルト挿通孔１２に備え付けた時に、ボルトによって隠されない位置で、且つ端子（図示せず）に接触できる位置に、ボルト挿通孔１２と連通したプローブ挿入部１３ｄを備えるものである。このプローブ挿入部１３ｄは、図１（ｄ）に示されるように、ボルト挿通孔１２の長手、外向きの頂点から接続板の外縁部に伸びる溝状のプローブ挿入部である。なお、ボルト挿通孔１２から幅方向に外縁部に伸びる溝形状であっても良い。

この接続板１０ｄを用いて接続された組電池１ｄを図２（ｄ）に示す。
図２（ｄ）に見られるように、プローブ挿入部１３ｄは、ボルト１５に隠れない位置に設けられていることがわかる。

以下、実施例を用いて本発明をさらに説明する。
ＭＳＥ５００型電池を２４個からなる組電池を構成して、その内部抵抗を次の手順で測定した。
先ず、組電池の接続前に、端子上部で単セル（単電池）の内部抵抗［ｍΩ］を全数測定した。次に、接続板を取り付け、２４個の単セルからなる組電池を構成した。
使用した接続板は、従来形状（図５の符号１００に示す）のもの、図１（ａ）〜（ｄ）に示す本発明に係る実施形態の接続板である接続板１０ａ、接続板１０ｂ、接続板１０ｃ、接続板１０ｄを使用した。

表１に、その測定結果の一覧を示し、表２は、２４個の単電池を測定するのにかかった時間を示す。
また図３−ａ〜図３−ｄは、表１をグラフ化したものである。

表１、表２、及び図３−ａ〜図３−ｄにより、本実施例品は、従来の接続板を使用したときよりも、内部抵抗の測定がより速く済み、且つ、その測定値も単電池の測定値とほぼ同じ測定値を示し、正確に収集できることがわかった。

１ａ〜１ｄ本発明の接続板を使用した組電池
５単電池
１０ａ〜１０ｄ実施形態で示される接続板
１２ボルト挿通孔
１３ａ〜１３ｄプローブ挿入部
１５ボルト又はワッシャ付ボルト
２０ａ、２０ｂ従来の接続板を用いた組電池
５０単電池
５１ａ正極端子（＋）
５１ｂ負極端子（−）
５２ボルト孔
１００従来接続板
１０２従来接続板のボルト挿通孔

Claims

ナットインサート型端子を備える電池間を前記ナットインサート型端子に接続具を使用して組電池を構成する接続板において、
前記ナットインサート型端子に整合する少なくとも２か所のボルト挿通孔を有し、
前記ボルト挿通孔の周囲に１か所以上のプローブ挿入部を配したことを特徴とする組電池の計測端子対応接続板。
前記プローブ挿入部の形状が、円孔、楕円孔、多角形の孔、溝形状、および切欠き形状の中の１種以上からなる請求項１記載の組電池の計測端子対応接続板。
前記プローブ挿入部の位置が、少なくとも前記接続具により塞がれない位置にある請求項１又は２に記載の組電池の計測端子対応接続板。
前記接続具が、ボルト、若しくはボルトとワッシャからなる請求項１から３のいずれか１項に記載の組電池の計測端子対応接続板。