JPH05290897A - 蓄電池状態検出装置 - Google Patents
蓄電池状態検出装置Info
- Publication number
- JPH05290897A JPH05290897A JP4118109A JP11810992A JPH05290897A JP H05290897 A JPH05290897 A JP H05290897A JP 4118109 A JP4118109 A JP 4118109A JP 11810992 A JP11810992 A JP 11810992A JP H05290897 A JPH05290897 A JP H05290897A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- storage battery
- rubber valve
- valve
- battery
- metal contact
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 新旧電池、温度、充電電流等による調整不要
で、安価且つ信頼性の高い蓄電池状態検出装置を提供す
る。 【構成】 液栓に設けられた弁座１と、弁座１に嵌合さ
れたゴム弁２であって蓄電池内圧上昇により開弁するも
のと、金属接触片３であってゴム弁２の膨脹・復元にと
もなって移動するものと、栓体キャップ１０に固定され
た２つの電極接点４ａ，４ｂであって金属接触片３によ
り短絡・開放されるとともに充電制御装置に接続される
ためのものとを備えてなり、蓄電池内圧上昇にともなう
ゴム弁２の膨脹・復元を利用して蓄電池充電状態を検出
させる。
で、安価且つ信頼性の高い蓄電池状態検出装置を提供す
る。 【構成】 液栓に設けられた弁座１と、弁座１に嵌合さ
れたゴム弁２であって蓄電池内圧上昇により開弁するも
のと、金属接触片３であってゴム弁２の膨脹・復元にと
もなって移動するものと、栓体キャップ１０に固定され
た２つの電極接点４ａ，４ｂであって金属接触片３によ
り短絡・開放されるとともに充電制御装置に接続される
ためのものとを備えてなり、蓄電池内圧上昇にともなう
ゴム弁２の膨脹・復元を利用して蓄電池充電状態を検出
させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は蓄電池状態検出装置に
関する。
関する。
【０００２】
【従来の技術】過充電量が増加すると、電解液減少等に
より、蓄電池に悪影響が生ずることは周知の通りであ
る。減液は蓄電池寿命を極端に短くし、液切れ状態が続
くと蓄電池事故の原因になりかねない。
より、蓄電池に悪影響が生ずることは周知の通りであ
る。減液は蓄電池寿命を極端に短くし、液切れ状態が続
くと蓄電池事故の原因になりかねない。
【０００３】そのため、最適充電を行うことができるよ
う様々な充電制御法が提案されている。その主なものと
しては次のようなものがある。 （１）ガス発生電圧到達後、タイマー等により所定時間
充電を行うもの。 （２）ガス発生電圧到達後に容量の１０％程度過充電を
行うと充電電圧が平坦になるという特性を利用し、これ
を検出して充電を制御するもの。 （３）小容量蓄電池では充電時の発熱の影響により充電
終期電圧が下がるという特性を利用した、いわゆる−△
Ｖ電圧検知式のもの。 （４）充電放電回路に電量計を入れて充電制御するも
の。 （５）ガス発生電圧に到達した時点で充電電流を減少さ
せる２段充電式のもの。 （６）マイコンを応用し、放電量を記憶させ、それに適
した充電を行うもの。
う様々な充電制御法が提案されている。その主なものと
しては次のようなものがある。 （１）ガス発生電圧到達後、タイマー等により所定時間
充電を行うもの。 （２）ガス発生電圧到達後に容量の１０％程度過充電を
行うと充電電圧が平坦になるという特性を利用し、これ
を検出して充電を制御するもの。 （３）小容量蓄電池では充電時の発熱の影響により充電
終期電圧が下がるという特性を利用した、いわゆる−△
Ｖ電圧検知式のもの。 （４）充電放電回路に電量計を入れて充電制御するも
の。 （５）ガス発生電圧に到達した時点で充電電流を減少さ
せる２段充電式のもの。 （６）マイコンを応用し、放電量を記憶させ、それに適
した充電を行うもの。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この中で特に広く利用
されているのは（１）のものである。この方式が広く利
用される理由は、ガス発生電圧検出後タイマー操作によ
り３〜４時間追加充電するという簡単な方法であり、コ
スト面でも一番安価に構成できるためである。
されているのは（１）のものである。この方式が広く利
用される理由は、ガス発生電圧検出後タイマー操作によ
り３〜４時間追加充電するという簡単な方法であり、コ
スト面でも一番安価に構成できるためである。
【０００４】ガス発生電圧が蓄電池温度により変化する
ことが問題となるが、（１）の方式を採用した充電制御
では温度による補正が必ず考慮されている。
ことが問題となるが、（１）の方式を採用した充電制御
では温度による補正が必ず考慮されている。
【０００５】過充電の原因はいろいろあるが、アンチモ
ン合金格子を採用した鉛蓄電池におけるアンチモン溶出
もその１つである。アンチモン合金格子を採用した蓄電
池では、経年とともにアンチモンが溶出し負極板に電着
し、これが水素過電圧を低下させるので、充電時のガス
発生電圧が低下するのである。この値は、蓄電池使用開
始初期においては約２．４０Ｖ／セルであるが、寿命末
期では２．２５〜２．３０Ｖ／セルにまで低下する。従
って、ガス発生電圧の低下した蓄電池に使用開始初期と
同じ２．４０Ｖ／セルの充電電圧を印加すると、著しい
過充電になり急激な減液原因となる。
ン合金格子を採用した鉛蓄電池におけるアンチモン溶出
もその１つである。アンチモン合金格子を採用した蓄電
池では、経年とともにアンチモンが溶出し負極板に電着
し、これが水素過電圧を低下させるので、充電時のガス
発生電圧が低下するのである。この値は、蓄電池使用開
始初期においては約２．４０Ｖ／セルであるが、寿命末
期では２．２５〜２．３０Ｖ／セルにまで低下する。従
って、ガス発生電圧の低下した蓄電池に使用開始初期と
同じ２．４０Ｖ／セルの充電電圧を印加すると、著しい
過充電になり急激な減液原因となる。
【０００６】ところが、前述したようないずれの充電制
御法にも、経年による蓄電池の特性変化を検出して充電
を制御できるようにしたものはない。
御法にも、経年による蓄電池の特性変化を検出して充電
を制御できるようにしたものはない。
【０００７】本発明はこのような課題を解決するために
なされたものであり、その目的とするところは、蓄電池
新・旧の別、温度、充電電流の大小等に関係なく充電状
態が検出できる検出装置を提供することである。
なされたものであり、その目的とするところは、蓄電池
新・旧の別、温度、充電電流の大小等に関係なく充電状
態が検出できる検出装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】そこで、液栓に設けられ
た弁座と、弁座に嵌合されたゴム弁であって、蓄電池内
圧上昇により開弁するものと、金属接触片であって、ゴ
ム弁の膨脹・復元にともなって移動するものと、栓体キ
ャップに固定された２つの電極接点であって、金属接触
片により短絡・開放されるとともに、充電制御装置に接
続されるためのものとを備えてなり、蓄電池内圧上昇に
ともなうゴム弁の膨脹・復元を利用して蓄電池充電状態
を検出する蓄電池状態検出装置とすることにり、前記課
題を解決するものである。
た弁座と、弁座に嵌合されたゴム弁であって、蓄電池内
圧上昇により開弁するものと、金属接触片であって、ゴ
ム弁の膨脹・復元にともなって移動するものと、栓体キ
ャップに固定された２つの電極接点であって、金属接触
片により短絡・開放されるとともに、充電制御装置に接
続されるためのものとを備えてなり、蓄電池内圧上昇に
ともなうゴム弁の膨脹・復元を利用して蓄電池充電状態
を検出する蓄電池状態検出装置とすることにり、前記課
題を解決するものである。
【０００９】
【実施例】以下、本発明を具体的実施例により詳述す
る。図１は本発明の１実施例にかか蓄電池状態検出装置
の断面図である。同図において、１は液栓中空部上部の
ガス通気部先端を円筒状にして形成された弁座である。
２はキャッ状のゴム弁であり、弁座１に密着嵌合されて
いる。蓄電池の内圧が上昇したとき、ゴム弁２は図面上
部方向に膨張し、内圧が所定値を超えるとゴム弁２と弁
座１との嵌合部からガスが排気される。３は薄い金属接
触片であり、ゴム弁２の膨張・復元にともなって移動す
るよう構成されている。４ａ、４ｂは充電制御回路に接
続された２本の電極（２接点）であり、金属接触片３に
より短絡・開放される。５は液栓の垂下筒であり、下端
部にはガス通気孔が設けられている。６は垂下筒内に設
けられた防マツ板であり、弁部への電解液飛散を防止し
ている。７は液栓固定用ネジ部、８はパッキン座、１０
は栓体キャップであり栓体上部に接着あるいは強挿固定
される。９は液栓と液栓キャップ１０との接合部に設ら
れた排気口である。１１は液栓キャップの上部内壁から
の垂下させた筒であり、ゴム弁２を押えて蓄電池内圧上
昇時にゴム弁が移動するのを防止している。電極４ａ、
４ｂは栓体キャップ１０に固定されている。１２は電極
被服カバー、１３はパッキン、１４は蓄電蓋である。
る。図１は本発明の１実施例にかか蓄電池状態検出装置
の断面図である。同図において、１は液栓中空部上部の
ガス通気部先端を円筒状にして形成された弁座である。
２はキャッ状のゴム弁であり、弁座１に密着嵌合されて
いる。蓄電池の内圧が上昇したとき、ゴム弁２は図面上
部方向に膨張し、内圧が所定値を超えるとゴム弁２と弁
座１との嵌合部からガスが排気される。３は薄い金属接
触片であり、ゴム弁２の膨張・復元にともなって移動す
るよう構成されている。４ａ、４ｂは充電制御回路に接
続された２本の電極（２接点）であり、金属接触片３に
より短絡・開放される。５は液栓の垂下筒であり、下端
部にはガス通気孔が設けられている。６は垂下筒内に設
けられた防マツ板であり、弁部への電解液飛散を防止し
ている。７は液栓固定用ネジ部、８はパッキン座、１０
は栓体キャップであり栓体上部に接着あるいは強挿固定
される。９は液栓と液栓キャップ１０との接合部に設ら
れた排気口である。１１は液栓キャップの上部内壁から
の垂下させた筒であり、ゴム弁２を押えて蓄電池内圧上
昇時にゴム弁が移動するのを防止している。電極４ａ、
４ｂは栓体キャップ１０に固定されている。１２は電極
被服カバー、１３はパッキン、１４は蓄電蓋である。
【００１０】かかる構造の蓄電池状態検出装置におい
て、蓄電池内部でガスが発生した場合、液栓上部の中空
部Ｂはゴム弁２により閉塞空間状態になっているため、
ゴム弁２が開弁するまで蓄電池内圧が上昇する。圧力上
昇に伴ってゴム弁２の中央部は図面上方に膨脹し、これ
につれて金属接触片３も図面上方に変位する。その結
果、２つの電極４ａ、４ｂは金属接触片３により短絡さ
れ、電気的閉回路を構成する。金属接触片３はこの状態
で保持される。さらに蓄電池内圧が上昇すると、ゴム弁
２が開弁し蓄電池内圧は低下する。これにともなって、
膨脹したゴム弁２は収縮して復元し、電極４ａ，４ｂと
接触していた接金属片３がもとの位置に戻り、電極４
ａ，４ｂ間の電気的閉回路は開回路となる。尚、ゴム弁
２の開弁圧力値は、蓄電池の種類や用途により適宜選択
される。
て、蓄電池内部でガスが発生した場合、液栓上部の中空
部Ｂはゴム弁２により閉塞空間状態になっているため、
ゴム弁２が開弁するまで蓄電池内圧が上昇する。圧力上
昇に伴ってゴム弁２の中央部は図面上方に膨脹し、これ
につれて金属接触片３も図面上方に変位する。その結
果、２つの電極４ａ、４ｂは金属接触片３により短絡さ
れ、電気的閉回路を構成する。金属接触片３はこの状態
で保持される。さらに蓄電池内圧が上昇すると、ゴム弁
２が開弁し蓄電池内圧は低下する。これにともなって、
膨脹したゴム弁２は収縮して復元し、電極４ａ，４ｂと
接触していた接金属片３がもとの位置に戻り、電極４
ａ，４ｂ間の電気的閉回路は開回路となる。尚、ゴム弁
２の開弁圧力値は、蓄電池の種類や用途により適宜選択
される。
【００１１】蓄電池では、充電時以外にも自己放電によ
ってガスが発生する。充電制御を適切におこなわせるた
めには、蓄電池の内圧がどのような状態で発生したガス
によって上昇したかを識別させなければならない。通
常、充電時のガス発生量は、自己放電によるガス発生量
に比較して１００倍以上である。このため開弁時（接点
動作時）から次回開弁時までの時間を計測すれば、容易
にガス発生の原因を識別することができる。つまり、充
電時であれば開弁から開弁までの期間は１０分以下とな
るが、自己放電の場合は発生ガス量が少なく１日に１〜
２回程度しか開弁しない。このように開弁回数を電気的
に積分すれば、充電状態がどの程度まで進行しているか
判断できる。
ってガスが発生する。充電制御を適切におこなわせるた
めには、蓄電池の内圧がどのような状態で発生したガス
によって上昇したかを識別させなければならない。通
常、充電時のガス発生量は、自己放電によるガス発生量
に比較して１００倍以上である。このため開弁時（接点
動作時）から次回開弁時までの時間を計測すれば、容易
にガス発生の原因を識別することができる。つまり、充
電時であれば開弁から開弁までの期間は１０分以下とな
るが、自己放電の場合は発生ガス量が少なく１日に１〜
２回程度しか開弁しない。このように開弁回数を電気的
に積分すれば、充電状態がどの程度まで進行しているか
判断できる。
【００１２】図２は開弁回数検出による充電制御した回
路の１例である。図２の接点ＳＷは図１に示す電極４
ａ，４ｂと金属接触片３である。図１のＸ、Ｙ端子は抵
抗Ｒ1に並列に接線されている。Ｒ1 を高抵抗、Ｒ2 を
低抵抗とすると、接点のＯＮ、ＯＦＦにより、図２のＹ
点電圧はＯＮ時にＨＩＧＨ、ＯＦＦ時にＬＯＷとなる。
接点ＯＮ時（蓄電池内圧上昇時）は過渡電流がコンデン
サＣ1 に流れ、コンデンサＣ1 の容量分でＣ2 が充電さ
れる、コンデンサＣ1 の容量をコンデンサＣ2 の容量よ
りも小さく設定すると、過渡電流が流れるたびにＣ2 の
電圧が段階的に上昇する。これを図示したのが図３であ
り、１回の接点動作でＣ2 の電圧はａの電圧まで上昇す
ることを示す。接点動作２回目ではｂの電圧，３回目で
はＣの電圧となり、４回目でＣ2 の電圧は基準電圧を越
えた特性となっている。接点動作時間が長時間になれば
Ｃ2 電圧が洩電圧のため減衰し、図３の点線に示すよう
に、０Ｖまで低下する。この時点で再度接点動作があっ
ても、Ｃ2 の電圧レベルはａ点まで上昇するのみで、こ
れ以上の電圧上昇はない。しかし、接点動作の期間が充
電による発生ガスで期間が短かくなると、Ｃ2 の電圧レ
ベルは図３のｂ点、ｃ点・…と上昇し、接点動作期間
も、図示されているように、充電の進行に従って徐々に
短くなる。このようにＣ2 のコンデンサの減衰常数を３
０分〜５時間程度のものを選定すると、自己放電と充電
時のガス発生を容易に識別することができる。
路の１例である。図２の接点ＳＷは図１に示す電極４
ａ，４ｂと金属接触片３である。図１のＸ、Ｙ端子は抵
抗Ｒ1に並列に接線されている。Ｒ1 を高抵抗、Ｒ2 を
低抵抗とすると、接点のＯＮ、ＯＦＦにより、図２のＹ
点電圧はＯＮ時にＨＩＧＨ、ＯＦＦ時にＬＯＷとなる。
接点ＯＮ時（蓄電池内圧上昇時）は過渡電流がコンデン
サＣ1 に流れ、コンデンサＣ1 の容量分でＣ2 が充電さ
れる、コンデンサＣ1 の容量をコンデンサＣ2 の容量よ
りも小さく設定すると、過渡電流が流れるたびにＣ2 の
電圧が段階的に上昇する。これを図示したのが図３であ
り、１回の接点動作でＣ2 の電圧はａの電圧まで上昇す
ることを示す。接点動作２回目ではｂの電圧，３回目で
はＣの電圧となり、４回目でＣ2 の電圧は基準電圧を越
えた特性となっている。接点動作時間が長時間になれば
Ｃ2 電圧が洩電圧のため減衰し、図３の点線に示すよう
に、０Ｖまで低下する。この時点で再度接点動作があっ
ても、Ｃ2 の電圧レベルはａ点まで上昇するのみで、こ
れ以上の電圧上昇はない。しかし、接点動作の期間が充
電による発生ガスで期間が短かくなると、Ｃ2 の電圧レ
ベルは図３のｂ点、ｃ点・…と上昇し、接点動作期間
も、図示されているように、充電の進行に従って徐々に
短くなる。このようにＣ2 のコンデンサの減衰常数を３
０分〜５時間程度のものを選定すると、自己放電と充電
時のガス発生を容易に識別することができる。
【００１３】
【発明の効果】以上述べたように、本発明は、液栓に設
けたられた弁座と、弁座に嵌合されたゴム弁であって蓄
電池内圧上昇により開弁するものと、金属接触片であっ
てゴム弁の膨脹・復元にともなって移動するものと、栓
体キャップに固定された２つの電極接点であって金属接
触片により短絡・開放されるとともに充電制御装置に接
続されるためのものとを備えてなり、蓄電池内圧上昇に
ともなうゴム弁の膨脹・復元を利用して蓄電池充電状態
を検出することを特徴とする蓄電池状態検出装置であ
る。蓄電池の新旧、蓄電池温度、充電電流の大小に関係
なく蓄電池が容量の９５％まで充電されると発生ガスは
急激に増加するので、所定回数の開弁で１００％充電に
達するように回路定数を設定することにより、ガス量は
充電ＡＨに比例するため、正確な１００％充電状態を検
出できる。従って、従来の充電制御で問題となっていた
新旧電池、電池種類、温度、充電電流等による調整が一
切不要となり、低コストで正確な充電制御が行える。
けたられた弁座と、弁座に嵌合されたゴム弁であって蓄
電池内圧上昇により開弁するものと、金属接触片であっ
てゴム弁の膨脹・復元にともなって移動するものと、栓
体キャップに固定された２つの電極接点であって金属接
触片により短絡・開放されるとともに充電制御装置に接
続されるためのものとを備えてなり、蓄電池内圧上昇に
ともなうゴム弁の膨脹・復元を利用して蓄電池充電状態
を検出することを特徴とする蓄電池状態検出装置であ
る。蓄電池の新旧、蓄電池温度、充電電流の大小に関係
なく蓄電池が容量の９５％まで充電されると発生ガスは
急激に増加するので、所定回数の開弁で１００％充電に
達するように回路定数を設定することにより、ガス量は
充電ＡＨに比例するため、正確な１００％充電状態を検
出できる。従って、従来の充電制御で問題となっていた
新旧電池、電池種類、温度、充電電流等による調整が一
切不要となり、低コストで正確な充電制御が行える。
【図１】本発明にかかる蓄電池状態検出装置の１例を示
す図である。
す図である。
【図２】本発明にかかる蓄電池状態検出装置を用いてガ
ス発生量を検出し充電制御する回路の１例を示す図であ
る。
ス発生量を検出し充電制御する回路の１例を示す図であ
る。
【図３】図２で示した充電制御回路のコンデンサ電圧Ｃ
2 の電圧特性と充電量との関係を示す図である。
2 の電圧特性と充電量との関係を示す図である。
１ 弁座 ２ ゴム弁 ３ 金属接触弁 ４ 電極 ５ 液栓垂下筒 １０ 液栓キャップ
Claims (1)
- 【請求項１】 液栓に設けられた弁座（１）と、 弁座（１）に嵌合されたゴム弁（２）であって、蓄電池
内圧上昇により開弁するものと、 金属接触片（３）であって、ゴム弁（２）の膨脹・復元
にともなって移動するものと、 栓体キャップ（１０）に固定された２つの電極接点（４
ａ，４ｂ）であって、金属接触片（３）により短絡・開
放されるとともに、充電制御装置に接続されるためのも
のとを備えてなり、 蓄電池内圧上昇にともなうゴム弁（２）の膨脹・復元を
利用して蓄電池充電状態を検出する蓄電池状態検出装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4118109A JPH05290897A (ja) | 1992-04-10 | 1992-04-10 | 蓄電池状態検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4118109A JPH05290897A (ja) | 1992-04-10 | 1992-04-10 | 蓄電池状態検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05290897A true JPH05290897A (ja) | 1993-11-05 |
Family
ID=14728247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4118109A Pending JPH05290897A (ja) | 1992-04-10 | 1992-04-10 | 蓄電池状態検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05290897A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2718290A1 (fr) * | 1994-03-31 | 1995-10-06 | Varta Batterie | Batterie d'accumulateur à plusieurs éléments, étanche aux gaz, comportant un dispositif de protection contre la pression. |
| US6610438B2 (en) * | 2000-03-30 | 2003-08-26 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Seal type storage battery |
| DE102019100085A1 (de) * | 2019-01-04 | 2020-07-09 | Mann+Hummel Gmbh | Entgasungseinheit, Elektronikgehäuse, insbesondere Batteriegehäuse, und Kraftfahrzeug |
-
1992
- 1992-04-10 JP JP4118109A patent/JPH05290897A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2718290A1 (fr) * | 1994-03-31 | 1995-10-06 | Varta Batterie | Batterie d'accumulateur à plusieurs éléments, étanche aux gaz, comportant un dispositif de protection contre la pression. |
| US6610438B2 (en) * | 2000-03-30 | 2003-08-26 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Seal type storage battery |
| DE102019100085A1 (de) * | 2019-01-04 | 2020-07-09 | Mann+Hummel Gmbh | Entgasungseinheit, Elektronikgehäuse, insbesondere Batteriegehäuse, und Kraftfahrzeug |
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