JPH08321328A - 蓄電池状態検出装置 - Google Patents

蓄電池状態検出装置

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JPH08321328A
JPH08321328A JP7149473A JP14947395A JPH08321328A JP H08321328 A JPH08321328 A JP H08321328A JP 7149473 A JP7149473 A JP 7149473A JP 14947395 A JP14947395 A JP 14947395A JP H08321328 A JPH08321328 A JP H08321328A
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JP
Japan
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electrode
battery
electrode body
potential
terminal
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Pending
Application number
JP7149473A
Other languages
English (en)
Inventor
Akifumi Tanaka
昌文 田中
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Japan Storage Battery Co Ltd
Original Assignee
Japan Storage Battery Co Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回路が簡単で、遠隔表示もでき、事前にドラ
イアップの兆候を検出できる蓄電池状態検出装置を提供
する。 【構成】 絶縁被覆された金属棒の先端露出部を電極、
他端部を端子部として構成し、絶縁被覆先端外周端より
絶縁被覆と連なる筒状体を電極を覆う位置まで垂下さ
せ、この筒状体側部にスリットを設けた電極体を用い、
この電極体を密閉式鉛蓄電池の極板群下端部まで挿入
し、電極体挿入セルより電位の低い端子と電極体端子部
との間に検出回路を設け、電極体端子部の電位が所定の
電位より低下あるいは無電位となった場合異常として警
報し、所定の電位より高い場合正常として表示するよう
にした蓄電池状態検出装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電気自動車など多数の密
閉式鉛蓄電池(以後電池という)を直列接続して使用す
る用途での電池の異常を早期に検出する方法の改良に関
するものである。
【0002】
【従来の技術とその課題】電気自動車のように多数の電
池を直列に接続し群電池として使用する用途では、群電
池内に1セルでも容量の少ない電池、あるいは故障した
電池が発生すると、この電池が要因になって群電池の放
電あるいは充電をも遮断する場合がある。
【0003】このような事故を未然に防止するため、電
気自動車では電池の内部抵抗の推移を監視する装置を装
備し、内部抵抗が規定値以上、つまり放電時あるいは充
電時の電圧が規定値の範囲を越えると警報を出し、電池
故障を未然に防止するようにしている。
【0004】しかし電池の内部抵抗は、上昇傾向になる
と急激に上昇する性質があり、検出装置で異常を検出し
た時点では電池の容量回復が困難であったり、また、電
気自動車などでは警報確認とほぼ同時に路上走行ができ
なくなる故障が多発している。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の従来の
問題点を解決するため密閉式鉛蓄電池内の遊離電解液に
着眼した。電池内のセパレータは隔離板であると同時に
電解液保持板としての機能をも有している。放置、放電
状態では遊離した電解液はほとんど存在しないものの、
充電時には活物質間に発生したガスにより、活物質間に
含まれる電解液を極板群エレメント外に吐き出し、エレ
メントと電槽内壁との間隙部を上昇する。
【0006】この電解液の上昇は溢液を防止するため、
過充電中であっても遊離した電解液がエレメント上端以
上にならないように注液量を調整している。
【0007】しかし、この遊離した電解液が多量に存在
する場合、極板間は液式電池と同じ性質となるため、充
電時の発生ガスは液層により陰極板に接近するのを遮断
され、陰極板でのガス吸収ができなくなり、発生ガスは
ガスの状態で外部に排気される。この結果、経年ととも
に遊離電解液は減少し、前記間隙部に現れる遊離液は徐
々に減少する。また、これにつれガス吸収効率が上昇す
るため、過充電時以外遊離液は確認できなくなる。
【0008】本発明は、充電中であっても極板間から遊
離した電解液が流出しなくなると、電池の内部抵抗も上
昇し熱容量も小さくなること、およびこの時点を経過す
ると過充電に耐えられなくなる前兆であることを見出だ
したこと、また、この状態を検出し均等充電を実施すれ
ば容量回復も可能であって、この時点を検出すれば急激
な過充電によるドライアップで即座に放電回路が遮断さ
れるような事故も発生しないことを見出だしたことに基
づくものである。
【0009】すなわち、本発明蓄電池状態検出装置は、
金属棒先端および他端部以外を絶縁被覆し、先端部を電
極、他端部を端子部として構成し、絶縁被覆先端外周端
より絶縁被覆と連なる筒状体を電極を覆う位置まで垂下
させ、この筒状体側部にスリットを設けた電極体を用
い、この電極体を密閉式鉛蓄電池の極板群下端部まで挿
入し、電極体挿入セルより電位の低い端子と電極体端子
部との間に検出回路を設け、電極体端子部の電位が所定
の電位より低下あるいは無電位となった場合異常として
警報し、所定の電位より高い場合正常として表示するよ
うにしたことを特徴とする。
【0010】
【作用】密閉式鉛蓄電池のドライアップの前兆を検出で
き、電気自動車など走行中急激に発生するドライアップ
による電池回路の遮断を未然に防止できるようになる。
【0011】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
図1は本発明蓄電池状態検出装置に用いる電極体を示す
図であって、電池内の遊離電解液の有無を検出する。図
において(イ)は電極体の正面図、(ロ)はその断面
図、(ハ)は電極体下部に蓋を設けた図である。図1に
おいて、1は金属棒であって、常時負の電位が印加され
るため、任意材質の金属であっても腐食されることはな
いが、使用前に電極体電位が無電位になる場合腐食の可
能性があるため、金属棒の材質としては鉛か銅が適当で
ある。また、銅を使用する場合、撚線を使用すると電解
液が毛管現象でその隙間を上昇して端子部を腐食させる
ため単芯線などの隙間のないものを用いる。
【0012】2は金属棒1の先端露出部であって、これ
を電極としている。3は金属棒1の電極2の他端金属露
出部に接続した接続線であって、その先端は端子部に接
続する。金属棒1に単芯銅線を使用した場合、単芯銅線
の下端を電極、他端を端子部とすれば接続線3が省略で
き、接続線3と金属棒1との溶接部がなくなり、腐食に
よる断線がなくなり信頼性の高い電極体となる。
【0013】5は金属棒1の電極2と端子部を除いた部
分を絶縁被覆する樹脂製絶縁被膜であって、その絶縁被
膜5の下端外周部より絶縁被膜と一体となった筒状体6
を垂下させ、その下端は電極2の下端より下方の位置に
あるようにする。
【0014】7は筒状体6の下端側部に設けたスリット
で、スリット7を通し筒状体6内の電極2と電解液が接
触できるようにしている。8は電極体固定用密封栓であ
る。
【0015】図2は6セル構成モノブロック電池の負極
端子より第5番目セルに電極体を挿入した本発明蓄電池
状態検出装置の一例を示すものである。
【0016】同図において10は電極体端子部4と負極
端子9との間に設けた検出回路であって、発光ダイオー
ド10Aと減流抵抗10Bとで構成されているが、電極
2周辺の遊離電解液との接触により電位の有無が表示で
きる検出回路であればよい。また、同図では電極体の挿
入セルは負極端子9より第5番目となっているが第2番
目より第6番目の任意のセルに挿入しても同様の回路構
成が可能となる。図2において11は極板群、12は電
槽、13は電池蓋、14は弁部、15は接続杆である。
【0017】密閉式鉛蓄電池は前述したように充電時に
は遊離した電解液が電槽12の内壁面と極板群11との
間隙を上昇する。電池の構成により電解液の上昇位置は
相違するが、使用初期では同図に示すL1 〜L3 のレベ
ルまで上昇するのが普通である。L1 〜L2 まで遊離電
解液が上昇する電池では、充電時極板間の電解液で密閉
反応を遮断するため、電解液の一部はガスとなって排気
され、電解液量は徐々に減少する。遊離電解液の上昇が
L3 のレベル近くまで減少すると密閉反応効率も100
%近くなり、寿命末期の電池であっても遊離した電解液
はほとんど減少することはなく充電毎に遊離した電解液
が現れる。
【0018】しかし、電池を直列に接続した電池群では
電池間の容量バラツキでたとえ充電器が正常に動作して
いても、容量の少ない電池に過電圧が印加され、充電器
の最大容量の垂下電流で過充電を受ける。この場合、発
生ガス量は陰極のガス吸収能力をはるかに越え、この結
果短期間で電解液を分解、外部に排気する。この場合の
充電電流は通常0.1C〜0.2C程度であるが、電気
自動車のように走行、加速時などでは2〜5Cの放電電
流が流れ、前述のように容量の少ない電池が存在すると
逆充電を受け発熱により極板間の電解液が沸騰し電気分
解で発生する水素・酸素ガスでなく、水蒸気の状態で電
池外に排気される。
【0019】水蒸気の状態で排気消耗される熱量(電気
量)は電気分解で分解され排気消耗される熱量とでは水
1g当り0.539kカロリーと11kカロリーで約2
0倍もの相違がある。この結果図2のL4 程度の遊離電
解液が充電中に存在しないと、加速時、逆充電状態にな
れば極板間の水分では数分間で電池は沸騰し、電池内水
分を水蒸気の状態で排気するため、容易にドライアップ
の状態になることが確認されている。
【0020】このような状態を未然に防止するには図2
に示すように遊離した電解液がL4程度存在する時期に
警報を出さないと手遅れになる。
【0021】図2の電極体は極板群11と電槽12内壁
面との狭隙部に挿入した場合、電極2が極板群11と接
触し、誤動作の原因になるため絶縁被覆5の下端外周部
より筒状態6は垂下させている。また、遊離電解液が電
極2より下方となり、極板群11と電極2とが筒状体6
の内壁面を通しリーク回路が構成された場合、筒状体6
の内壁面の水分はリーク電流により分解され、1〜2分
後には乾燥状態となって電極2と極板群11とは完全に
絶縁状態となる。よって遊離電解液が直接電極2に接触
しない限り検出電流は流れることはない。筒状体6側部
のスリット7は遊離電解液が電極2より上方にある場
合、スリット7を通し電解液と接触できるようにしたも
のであって、また、スリット7の切開部上端は絶縁被覆
5の下端より数mmの間隔がないと電解液の滴が筒状体
6の内壁面上端部に付着する可能性があって、これが誤
動作の原因となる。
【0022】図1の(ハ)の電極体下端部の蓋7Aは、
電極体を電池内に挿入する際、セパレータの繊維が筒状
体6内に侵入して誤動作の原因になるのを防止してい
る。
【0023】
【発明の効果】従来の内部抵抗を測定した検出法ではド
ライアップ手前の状態が検出できず、測定器が警報を出
したと同時に電池はドライアップになり電池回路を遮断
し、電気自動車の場合走行不能となった。しかし本発明
蓄電池状態検出装置によれば、約1ケ月前にドライアッ
プの兆候を検出でき、均等充電などの処置により電池寿
命を大幅に伸ばすことができるようになった。また、検
出回路が簡単で、遠隔表示も簡単となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明蓄電池状態検出装置の電極体を示した図
【図2】本発明蓄電池状態検出装置の一例を示した図
【符号の説明】
1 金属棒 2 電極 3 リード線 4 端子 5 絶縁被覆 6 筒状体 7 スリット 8 電極体固定用密封栓 9 負極端子 10 検出回路 10A 発光ダイオード 10B 減流抵抗 11 極板群 12 電槽

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁被覆された金属棒の先端露出部を電
    極、他端部を端子部として構成し、絶縁被覆先端外周端
    より絶縁被覆と連なる筒状体を電極を覆う位置まで垂下
    させ、前記筒状体側部にスリットを設けた電極体であっ
    て、前記電極体を密閉式鉛蓄電池の極板群下端部まで挿
    入し、電極体挿入セルより電位の低い端子と電極体端子
    部との間に検出回路を設け、電極体端子部の電位が所定
    の電位より低下あるいは無電位となった場合異常として
    警報し、所定の電位より高い場合正常として表示するよ
    うにしたことを特徴とする蓄電池状態検出装置。
JP7149473A 1995-05-23 1995-05-23 蓄電池状態検出装置 Pending JPH08321328A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7879490B2 (en) * 2004-03-26 2011-02-01 Panasonic Corporation Lead battery and lead battery storage method
CN103777149A (zh) * 2014-01-25 2014-05-07 苏州菱欧自动化设备有限公司 一种电池导通检查机

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