(57)【要約】【課題】  活物質使用量の少ない鉛電池を用いた大型車両用エンジンの始動方法およびそれに用いる鉛電池を提供する。【解決手段】  エキスパンド式グリッドを電極に用いた小型鉛電池を複数個直並列に接続した電源を用いて、大型車両のエンジンを始動するエンジン始動方法であり、好ましくは該小型鉛電池の電解液にポリビニルアルコール、ポリアクリル酸塩の少なくとも一つが含まれるエンジン始動方法、およびそれに用いる鉛電池。【選択図】図１
2010040498.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エキスパンド式グリッドを電極に用いた小型鉛電池を複数個直並列に接続した電源を用いて、大型車両のエンジンを始動することを特徴とするエンジン始動方法。
【請求項２】
請求項１において、該大型車両が大型トラックおよび大型バスであるエンジン始動方法。
【請求項３】
請求項１および請求項２において、該小型鉛電池の電解液にポリビニルアルコール、ポリアクリル酸塩の少なくとも一つが含まれるエンジン始動方法。
【請求項４】
エキスパンド式グリッドを電極に用いた小型鉛電池を複数個直並列に接続した状態で、一体に固定したことを特徴とする大型車両エンジン始動用電源。
【請求項５】
請求項４において、該大型車両が大型トラックおよび大型バスであるエンジン始動用電源。
【請求項６】
請求項４および請求項５において、該小型鉛電池の電解液にポリビニルアルコール、ポリアクリル酸塩の少なくとも一つが含まれる大型車両エンジン始動用電源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、活物質使用量の少ない鉛電池を用いた大型車両用エンジンの始動方法およびそれに用いる鉛電池に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、大型車両、例えば排気量８リットル以上のエンジンを備えた大型トラック、大型バスのエンジン始動には、大電流放電が可能な容量１００ないし２００Ａｈクラスの大型鉛電池を２個直列に接続して２４ボルトの電源として用いられてきた。従来の鉛蓄電池では、長期間使用すると、負極に導電性の低い硫酸鉛の結晶粒が生成し、いわゆるサルフェーションを起こし、電池の内部抵抗が増大するので、ある程度内部抵抗が増大しても所定の内部抵抗に留まるように、電極面積や活物質の量に余裕を持った大型の鉛蓄電池が使用されてきた。この様な大型の電池では、電極も大型になる為、その機械的強度を確保するため、電極活物質を保持するためのグリッドには鋳造グリッドが用いられてきた。鋳造グリッドは機械的強度には優れるが、重量が大きく、電極構造も薄い電極には不向きであり、単位電池重量あたりの短時間大電流放電能力も大きくできない欠点があった。一方、自動車の燃費の向上には各部品の軽量化が必要であり、また資源の有効活用の観点からも鉛使用量の削減が望まれる。【０００３】  本発明者等は、先に出願した特願２００８−４０６６９号（特許文献１）において、鉛蓄電池の電解液中にポリビニルアルコール、ポリアクリル酸塩の少なくとも一つを添加してエンジン始動時の大電流放電を繰返すと、負極のサルフェーションの生成が防止され、長期間にわたってエンジンを始動できることを見出した。その上、この大電流放電によるサルフェーション防止効果は従来の鉛蓄電池で行なわれてきたエンジン始動時の放電電流密度よりも大きな放電電流密度領域において顕著であることを見出した。
【特許文献１】  特願２００８−４０６６９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  本発明は、エキスパンド式グリッドを用いた小型鉛電池が高い短時間大電流放電能力を有することに着目し、この小型鉛電池を複数個直並列に接続し、これを大型車両のエンジン始動用電源として用いることにより、大幅な電池重量の低減を可能とし、且つ、電解液中に負極のサルフェーションを防止する機能を有する有機ポリマーを添加することにより、サルフェーションの発生を阻止し、該鉛電池の内部抵抗の上昇を防止することにより、少量の電極活物質で充分な機能を有する大型車両エンジン始動用鉛電池、及びこれを用いた大型車両のエンジン始動方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  本発明は、エキスパンド式グリッドを電極に用いた小型鉛電池を複数個直並列に接続した電源を用いて、大型車両のエンジンを始動することを特徴とするエンジン始動方法であり、好ましくは該大型車両が大型トラックおよび大型バスであるエンジン始動方法であり、更に好ましくは、該小型鉛電池の電解液にポリビニルアルコール、ポリアクリル酸塩の少なくとも一つが含まれるエンジン始動方法である。また本発明は、エキスパンド式グリッドを電極に用いた小型鉛電池を複数個直並列に接続した状態で、一体に固定したことを特徴とする大型車両エンジン始動用電源であり、好ましくは、該大型車両が大型トラックおよび大型バスであるエンジン始動用電源であり、更に好ましくは、該小型鉛電池の電解液にポリビニルアルコール、ポリアクリル酸塩の少なくとも一つが含まれる大型車両エンジン始動用電源である。
【発明の効果】
【０００６】  大型のトラックやバスのエンジン始動用に用いられる鉛電池は、要求される大電流と電気容量に対応するため、電極のグリッドが機械的強度の大きい鋳造方式で作られている。このため、電極の構造が厚く、電極の見掛け単位面積当たりの放電電流を大きくすることが困難である。これに対し、一般の小型自動車のエンジン始動用に用いられている２０時間率の電気容量が３０Ａｈないし５０Ａｈ程度の鉛電池では、電極の活物質の重量が少ないので、これを保持するグリッドとして、一般に鉛シートに切り込みをいれて引き伸ばすエキスパンド式グリッドが用いられている。このエキスパンド式グリッドは網目が細かく、電極の見掛単位面積当たりの放電電流を大きくすることが容易である。また、電極の厚みが薄く、電解液の拡散が早く、セパレータも薄い袋状のものを使用できるので、単位面積当たりの電解液の電気抵抗も小さくできる。現在市販されている自動車用鉛電池の単位重量当りの特性は、鉛電池全体の単位重量当たりの電気容量は図２に示すように鋳造グリッド（三角印）とエキスパンド式グリッド（四角印）で大差は認められないにもかかわらず、単位重量当たりのＣＣＡ（Ｃｏｌｄ  Ｃｌａｎｋｉｎｇ  Ａｍｐｅｒｅ＝自動車エンジンを始動する性能の指標）は図１に示すように、エキスパンド式グリッドを用いた小型鉛電池（四角印）では、鋳造グリッドを用いた大型鉛電池（三角印）のそれに比べて著しく大きい。実際のエンジン始動時に必要な大電流放電の時間は、数秒程度であるので、エキスパンド式グリッドを用いた鉛電池のエンジン始動能力は更に大きくなる。【０００７】  従って、エンジン始動に際して所定の放電電流を得るには、エキスパンド式グリッドを用いた小型鉛電池を複数個並列に接続して用いれば、従来の鋳造グリッドを用いた大型鉛電池を用いた場合に比べて２分の１ないし３分の２の重量の電池を用いれば済むことになる。鉛電池の重量中の鉛の割合は電池の大きさに関わらずほぼ一定であるから、鉛の使用量も２分の１ないし３分の２で済むことになり、鉛材料コストの面のみでも大幅な利点がある。更に、小型車両用に大量に自動生産設備で製造されている小型鉛電池をそのまま流用するので、実際の購入価格を著しく低下することが可能であり、また大型車両の車両重量の低減にも役立つ。【０００８】  更に、エキスパンド式グリッドを用いた小型鉛電池を複数個並列に接続して大型車両のエンジン始動に用いると、数秒間に数百アンペアの大電流が流れ、従来の小型鉛電池で行なわれてきた小型車両用エンジンの始動時の放電電流密度よりも大きな電流密度で放電が繰り返されるので、電解液中にポリビニルアルコール、ポリアクリル酸塩の少なくとも一つを添加することにより、サルフェーションの発生を阻止する効果が一層促進され、電池の内部抵抗を長期間低く保つことができることを見出した。【０００９】  本発明において使用するポリビニルアルコール、ポリアクリル酸塩の電解液中の濃度は、０．０１重量％ないし０．５重量％が好ましく、より好ましくは０．０４重量％ないし０．２重量％である。なお、本発明では、電解液中のポリビニルアルコール、ポリアクリル酸塩等は充電中に正極でその一部が電解酸化を受けて分解し、その濃度が徐々に低下するので、その減少分を１ないし数年毎に定期的に補充することが望ましい。【００１０】  本発明において、大型車両とは、エンジンの排気量が約８リットル以上、最大出力が約２００ｋＷ以上である車両であり、例えば大型トラック、ダンプカー、大型バス等がこれに該当する。これらの大型車両には、通常、定格電圧１２Ｖで容量が１００Ａｈ以上の大型の鉛電池を２個直列に接続して２４Ｖの電源として用いられている。これらの大型鉛電池では極板が大型になるので、その機械的強度を確保するために鋳造グリッドが一般に用いられている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】  以下、本発明を実施するための最良の形態を実施例１および実施例２に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１２】  最大積載量２０トンのトラックに使用されている２０時間率容量１５０Ａｈの鉛電池（Ｇ５１）２個を、エキスパンド式グリッドを用いた２０時間率容量３５Ａｈの市販の小型鉛電池（４０Ｂ１９）４個と交換し、この４個の電池を図４のとおりに接続してエンジン始動用電源として用いた。この結果、エンジンは従来通り正常に始動することができた。電池の重量は、Ｇ５１を２個使用した場合は８２ｋｇであるのに対し、本発明の４０Ｂ１９を４個使用した場合は約３９ｋｇと５０％以下になり、４０ｋｇ以上の重量を削減することが可能であった。
【実施例２】
【００１３】  最大積載量２０トンのトラックに使用されている２０時間率容量１５０Ａｈの鉛電池（Ｇ５１）２個を、エキスパンド式グリッドを用いた２０時間率容量３５Ａｈの市販の小型鉛電池（４０Ｂ１９）４個と交換し、この４個の電池を図４のとおりに接続してエンジン始動用電源として用いた。この４０Ｂ１９の電池の各セルの電解液にポリビニルアルコール０．２５ｇを加えて溶解し、２年間トラックのエンジン始動用として使用した結果、電池の容量は８０％以上保たれており、エンジンの始動にも全く支障は無かった。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】は各種容量の鉛電池の単位重量当りのＣＣＡ値のグラフ。
【図２】は各種容量の鉛電池の単位重量当りの電気容量のグラフ。
【図３】は本発明の電源内の一接続方法の模式図。
【図４】は本発明の電源内の一接続方法の模式図。
【符号の説明】
【００１５】１：正極端子
２：負極端子
３：接続導体
４：電槽
【図１】
2010040498.tif 000003
【図２】
2010040498.tif 000004
【図３】
2010040498.tif 000005
【図４】
2010040498.tif 000006