(57)【要約】【課題】補助バッテリを鉛バッテリと一体構造として、全体をコンパクトにする。従来の鉛バッテリを配置している位置に置き換えて同様に使用する。【解決手段】補助バッテリを備えるバッテリは、上面の片側に偏在して、長手方向の両端部に正負の出力端子３を設けた鉛バッテリ１と、鉛バッテリ１の一端に隣接して配置された補助バッテリ２と、補助バッテリ２にリード線３３を介して接続されて鉛バッテリ１の上に配置された回路基板４と、回路基板４をカバーする絶縁カバー５と、補助バッテリ２の出力側を補助バッテリ２と反対側にある第１の出力端子３Ａに接続してなるバスバー３２とを備える。バスバー３２は第２の出力端子３Ｂよりも内側に、リード線３３は第２の出力端子３Ｂより外側に配置されており、絶縁カバー５のリード線カバー部５Ｚを第２の出力端子３Ｂの上端よりも低くして、リード線カバー部５Ｚの上方に出力リード６の配線スペース７を設けている。【選択図】図５
2015011847.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛バッテリの上面であって片側に偏在して位置し、かつ長手方向の両端部に正負の出力端子を突出して設けてなる鉛バッテリと、
この鉛バッテリの長手方向の一端に隣接して配置してなる補助バッテリと、
この補助バッテリにリード線を介して接続されて前記鉛バッテリの上に配置してなる補助バッテリの保護回路を実装してなる回路基板と、
この回路基板をカバーしてなる絶縁カバーと、
前記補助バッテリの出力側を、前記回路基板を介して、あるいは前記回路基板を介することなく、前記鉛バッテリの補助バッテリ側と反対側にある第１の出力端子に接続してなるバスバーとを備えるハイブリット鉛バッテリであって、
前記リード線と前記バスバーが、前記鉛バッテリの補助バッテリ側に配置してなる第２の出力端子の両側に分離して配置され、
かつ、前記バスバーは前記鉛バッテリの上面に偏在して配置してなる前記第２の出力端子よりも内側に、前記リード線は前記鉛バッテリの上面であって前記第２の出力端子より外側に配置され、
なおかつ、前記リード線の上に前記絶縁カバーが配置されると共に、前記絶縁カバーのリード線カバー部を前記第２の出力端子の上端よりも低くして、前記リード線カバー部の上方に、前記第２の出力端子に接続される出力リードの配線スペースを設けてなる補助バッテリを備えるバッテリ。
【請求項２】
前記バッテリの外装ケースである鉛電池ケースの内部を電池区画壁で区画して、鉛電池ケースの内部に補助バッテリ収納室を設けて、この補助バッテリ収納室に補助バッテリを収納しており、
さらに、前記鉛電池ケースの上方開口部が鉛電池蓋で閉塞され、
前記出力端子が前記鉛電池蓋に固定され、
さらにまた、前記鉛電池蓋は、前記リード線を挿通する貫通孔を有し、この貫通孔に挿通してなる前記リード線が前記補助バッテリ収納室から鉛電池蓋の上方に案内されて鉛電池蓋の上面に配線されてなる請求項１に記載される補助バッテリを備えるバッテリ。
【請求項３】
前記第２の出力端子を前記補助バッテリの出力側に接続してなる第２のバスバーを備え、前記第２のバスバーは、前記バスバーと前記リード線の間であって、前記鉛電池蓋の上に配置されて、端部を前記第２の出力端子に接続してなる請求項２に記載される補助バッテリを備えるバッテリ。
【請求項４】
前記鉛電池ケースの上方開口部を鉛電池蓋で閉塞してなるバッテリの外装ケースの外形が鉛バッテリの規格寸法である請求項２または３に記載される補助バッテリを備えるバッテリ。
【請求項５】
前記出力端子が円柱状である請求項１ないし４のいずれかに記載される補助バッテリを備えるバッテリ。
【請求項６】
前記鉛バッテリの第１の出力端子と第２の出力端子とが同じ高さである請求項１ないし５のいずれかに記載される補助バッテリを備えるバッテリ。
【請求項７】
前記第１の出力端子が鉛バッテリのプラス側の出力端子で、前記第２の出力端子が鉛バッテリのマイナス側の出力端子である請求項１ないし６のいずれかに記載されるに補助バッテリを備えるバッテリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として車両に電装用バッテリとして搭載される補助バッテリを備えるバッテリに関し、とくにニッケル水素電池やリチウムイオン二次電池などの補助バッテリを鉛バッテリに接続してなる補助バッテリを備えるバッテリに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載される鉛バッテリは、車両を走行させる状態で充放電が繰り返されることから寿命が数年と相当に短く、短期間で新しく交換する必要がある。とくに、アイドリングストップの車両に搭載される鉛バッテリは、さらに寿命が短くなる。それは、アイドリングストップする車両は、車両を減速するときに発電機を駆動して回生制動するが、このときの発電電力で鉛バッテリを大電流で充電し、また、信号待ちなどで停止したエンジンをスターターモータで始動するときに大電流で放電するからである。すなわち、アイドリングストップする毎に、鉛バッテリを大電流で充電し、また放電することが鉛バッテリの寿命を著しく短くする。さらに、鉛バッテリは、回生制動するときの発電電力を効率よく充電できない欠点もある。このような弊害を解消するために、鉛バッテリと並列に、リチウムイオン二次電池やニッケル水素電池等の補助バッテリを接続する補助バッテリを備えるバッテリが開発されている。（特許文献１及び２参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１９０６２６号公報
【特許文献２】特開２００９−１６６７６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
鉛バッテリと並列に、リチウムイオン二次電池やニッケル水素電池等の補助バッテリを接続している補助バッテリを備えるバッテリは、鉛バッテリとは別に補助バッテリを配置して、これを並列に接続することから、車両などの種々の用途において、設置に手間がかかり、また収納スペースも大きくなる欠点がある。
【０００５】
本発明は、以上の欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の第１の目的は、補助バッテリを鉛バッテリと一体構造として、種々の用途において簡単かつ容易にしかも便利に設置でき、しかも全体をコンパクトにできる補助バッテリを備えるバッテリを提供することにある。
【０００６】
さらに、鉛バッテリに、ニッケル水素電池やリチウムイオン二次電池などの補助バッテリを接続して、鉛バッテリの欠点を解消する補助バッテリを備えるバッテリは、鉛電池ケースに連接して補助バッテリを配置して、全体をコンパクトにできる。ただ、この構造の補助バッテリを備えるバッテリは、補助バッテリを接続していない従来の鉛バッテリと同じように使用できることが大切である。それは、従来の鉛バッテリを設置している場所に、従来の鉛バッテリと交換して、便利に使用できるからである。
【０００７】
本発明は、さらに以上の欠点を解消することを目的として開発されたもので、本発明の第２の目的は、従来の鉛バッテリを配置している位置に鉛バッテリに置き換えて同様に使用できる補助バッテリを備えるバッテリを提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００８】
本発明の補助バッテリを備えるバッテリは、鉛バッテリ１の上面であって片側に偏在して位置し、かつ長手方向の両端部に正負の出力端子３を突出して設けてなる鉛バッテリ１と、この鉛バッテリ１の長手方向の一端に隣接して配置してなる補助バッテリ２と、この補助バッテリ２にリード線３３を介して接続されて鉛バッテリ１の上に配置してなる補助バッテリ２の保護回路９を実装してなる回路基板４と、この回路基板４をカバーしてなる絶縁カバー５と、補助バッテリ２の出力側を、回路基板４を介して、あるいは回路基板４を介することなく、鉛バッテリ１の補助バッテリ２側と反対側にある第１の出力端子３Ａに接続してなるバスバー３２とを備えている。リード線３３とバスバー３２は、鉛バッテリ１の補助バッテリ２側に配置してなる第２の出力端子３Ｂの両側に分離して配置されており、バスバー３２は鉛バッテリ１の上面に偏在して配置してなる第２の出力端子３Ｂよりも内側に、リード線３３は鉛バッテリ１の上面であって第２の出力端子３Ｂより外側に配置されている。さらに、バッテリは、リード線３３の上に絶縁カバー５が配置されると共に、絶縁カバー５のリード線カバー部５Ｚを第２の出力端子３Ｂの上端よりも低くして、リード線カバー部５Ｚの上方に、第２の出力端子３Ｂに接続される出力リード６の配線スペース７を設けている。
【０００９】
以上の補助バッテリを備えるバッテリは、種々の用途において簡単かつ容易に、しかも便利に設置でき、しかも全体をコンパクトにできる特徴がある。それは、以上の補助バッテリを備えるバッテリが、鉛バッテリに隣接して補助バッテリを配置しているからである。さらに、以上の鉛バッテリは、従来の鉛バッテリを設置した場所に、鉛バッテリに置き換えて同じように使用できる特徴がある。とくに、以上の補助バッテリを備えるバッテリは、補助バッテリを鉛バッテリに接続して鉛バッテリの電気特性を改善し、さらに、鉛バッテリの上面に補助バッテリに接続している回路基板を配置して回路基板に実装される保護回路で補助バッテリを保護しながら、従来の鉛バッテリと同じように使用できる特徴がある。それは、以上の鉛バッテリが、補助バッテリを鉛バッテリに電気接続するバスバーを、鉛バッテリの補助バッテリ側に配置している第２の出力端子よりも内側に配置して、補助バッテリを回路基板に接続しているリード線を第２の出力端子より外側に配置して、このリード線の上をカバーする絶縁カバーのリード線カバー部を、第２の出力端子の上端よりも低くして、リード線カバー部の上に、第２の出力端子に接続される出力リードの配線スペースを設けているからである。この鉛バッテリは、図１に示すように、第２の出力端子に接続される出力リードを水平面内で９０度回転して第２の出力端子に連結できる。このため、出力リードを引き出す方向が特定されず、９０度の範囲で自由な方向に配線できる。車両用に限らず、出力端子に接続される出力リードは、電気抵抗を小さくして抵抗ロスを少なくするために、できる限り短いリード線が使用される。リード線は、出力端子に連結される状態で引き出し方向を特定して短くできるが、以上の鉛バッテリは、リード線を出力端子の外側に配線し、さらに、これをカバーするリード線カバー部を低くして、絶縁ケースの上に出力リードを配線するスペースを設けているので、出力リードを水平面内で最適な方向に引き出しできる。このため、出力リードを短く、すなわち抵抗ロスを少なくして、車両の電装機器やセルモータなどの外部接続機器に電気接続できる特徴がある。
【００１０】
本発明の補助バッテリを備えるバッテリは、バッテリの外装ケース４０である鉛電池ケース１０の内部を電池区画壁１４で区画して、鉛電池ケース１０の内部に補助バッテリ収納室１６を設けて、この補助バッテリ収納室１６に補助バッテリ２を収納し、さらに、鉛電池ケース１０の上方開口部を鉛電池蓋１７で閉塞し、出力端子３を鉛電池蓋１７に固定し、さらにまた、鉛電池蓋１７にリード線３３を挿通する貫通孔３６を設けて、この貫通孔３６に挿通してなるリード線３３を補助バッテリ収納室１６から鉛電池蓋１７の上方に案内して鉛電池蓋１７の上面に配線することができる。
以上の補助バッテリを備えるバッテリは、鉛電池ケースに補助バッテリ収納室を設けて、ここに補助バッテリを収納するので、全体をよりコンパクトにでき、しかも従来の鉛バッテリに代わって設置して極めて便利に使用できる。また、リード線を鉛電池蓋に貫通させて回路基板に接続することで、補助バッテリに接続しているリード線を鉛電池蓋の上面に配線できる。
【００１１】
本発明の補助バッテリを備えるバッテリは、第２の出力端子３Ｂを補助バッテリ２の出力側に接続してなる第２のバスバー３４を備え、この第２のバスバー３４は、バスバー３２とリード線３３の間であって、鉛電池蓋１７の上に配置されて、端部を第２の出力端子３Ｂに接続することができる。
以上の補助バッテリを備えるバッテリは、バスバーと第２のバスバーとで、補助バッテリの正負の出力側を鉛バッテリの正負の出力端子に接続しながら、バスバーと第２のバスバーを理想的な位置に配線できる特徴がある。
【００１２】
本発明の補助バッテリを備えるバッテリは、鉛電池ケース１０の上方開口部を鉛電池蓋１７で閉塞してなるバッテリの外装ケース４０の外形を、鉛バッテリの規格寸法とすることができる。
以上の補助バッテリを備えるバッテリは、従来の鉛バッテリを設置している場所に、鉛バッテリに代わって設置してより便利に使用できる。
【００１３】
本発明の補助バッテリを備えるバッテリは、出力端子３を円柱状とすることができる。
この補助バッテリを備えるバッテリは、出力リードを簡単に最適方向に引き出しながら連結できる特徴がある。とくに、第２の出力端子を円柱状とするので、ここに接続される出力リードの引き出し方向をより精密な方向に調整して第２の出力端子に連結できる。
【００１４】
本発明の補助バッテリを備えるバッテリは、鉛バッテリ１の第１の出力端子３Ａと第２の出力端子３Ｂとを同じ高さとすることができる。
【００１５】
本発明の補助バッテリを備えるバッテリは、第１の出力端子３Ａを鉛バッテリ１のプラス側の出力端子３とし、第２の出力端子３Ｂを鉛バッテリ１のマイナス側の出力端子３とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施の形態にかかる補助バッテリを備えるバッテリのブロック図である。
【図２】本発明の一実施の形態にかかる補助バッテリを備えるバッテリの斜視図である。
【図３】図２に示す補助バッテリを備えるバッテリのＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図２に示す補助バッテリを備えるバッテリを反対側から見た一部拡大分解斜視図である。
【図５】図２に示す補助バッテリを備えるバッテリの分解斜視図である。
【図６】図２に示す補助バッテリを備えるバッテリの絶縁カバーを外した平面図で
【図７】図３に示す補助バッテリを備えるバッテリの要部拡大分解断面図である。
【図８】鉛電池ケースの他の一例を示す要部拡大断面図である。
【図９】図４に示す電池組立の分解斜視図である。
【図１０】鉛電池ケースに電池組立を挿入した状態を示す一部拡大水平断面図であって、図２のＸ−Ｘ線断面に相当する図である。
【図１１】鉛電池ケースの他の一例を示す水平断面図である。
【図１２】ガイド溝に設ける圧接凸部の一例を示す断面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための補助バッテリを備えるバッテリを例示するものであって、本発明は補助バッテリを備えるバッテリを以下のものに特定しない。さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００１８】
図１のブロック部に示す補助バッテリを備えるバッテリ１００は、鉛バッテリ１に補助バッテリ２を並列に接続している。補助バッテリ２は、鉛バッテリ１と異なる密閉型のバッテリであって、鉛バッテリ１と並列に接続されて、鉛バッテリ１の充放電特性や寿命等の特性を改善する。補助バッテリ２である密閉型のバッテリは、金属ケースに電極と電解液を充填しているニッケル水素電池やリチウムイオン二次電池、あるいは電極の両面を密閉構造の外装フィルムで被覆しているリチウムポリマー電池などのラミネート電池である。
【００１９】
車両用のバッテリは、一般的には、定格電圧を１２Ｖ、又は２４Ｖとする鉛バッテリ１が使用される。定格電圧を１２Ｖとする鉛バッテリ１は、１０個のニッケル水素電池を直列に接続して定格電圧を１２Ｖとする補助バッテリ２を並列に接続し、定格電圧を２４Ｖとする鉛バッテリは、２０個のニッケル水素電池を直列に接続している補助バッテリを並列に接続する。これらのバッテリ１００は、鉛バッテリ１と補助バッテリ２の定格電圧を同じ電圧にできる。バッテリ１００は、鉛バッテリ１と補助バッテリ２の定格電圧を等しくして、ＤＣ／ＤＣコンバータなどの電圧を調整する回路を介することなく、直接に並列接続できる。ただ、本発明のバッテリは、補助バッテリの定格電圧を必ずしも鉛バッテリの定格電圧に等しくする必要はない。定格電圧が鉛バッテリと異なる補助バッテリは、ＤＣ／ＤＣコンバータ（図示せず）を介して鉛バッテリと並列に接続できるからである。
【００２０】
鉛バッテリ１と並列に補助バッテリ２としてニッケル水素電池やリチウムイオン二次電池を接続するバッテリ１００は、全体の容積と重量に対する充放電容量を大きくできる。また、補助バッテリ２によって、回生発電電力を鉛バッテリ単体よりも改善して効率よく蓄電して燃費を改善できる。さらにまた、並列に接続しているニッケル水素電池やリチウムイオン二次電池などの補助バッテリ２でもって鉛バッテリ１の劣化を防止して鉛バッテリ１の寿命を長くできる。
【００２１】
本発明の補助バッテリを備えるバッテリは、その用途を車両用のバッテリに特定するものでなく、車両以外の用途にも使用できる。また、鉛バッテリに接続される補助バッテリは、ニッケル水素電池やリチウムイオン二次電池に特定するものでなく、現在開発され、あるいはこれから開発される二次電池であって、鉛バッテリに接続して電気特性を改善できる全ての二次電池を使用できる。
【００２２】
図１の補助バッテリを備えるバッテリ１００は、鉛バッテリ１と補助バッテリ２をスイッチング素子８を介して並列に接続している。スイッチング素子８は回路基板４（図５参照）に実装される保護回路９でオンオフに制御される。スイッチング素子８のオン状態で補助バッテリ２は鉛バッテリ１と並列に接続され、スイッチング素子８のオフ状態で補助バッテリ２は鉛バッテリ１に接続されない。保護回路９は、補助バッテリ２の残容量や電流値でスイッチング素子８をオンオフに切り換えて、補助バッテリ２の劣化を防止し、またバッテリ１００のトータルの電気特性を改善する。
【００２３】
たとえば、車両に電装用バッテリとして搭載されるバッテリ１００は、スターターモータに電力を供給する状態では保護回路９でスイッチング素子８をオフ状態に切り換える。この状態において、補助バッテリ２はスターターモータに電力を供給せず、鉛バッテリ１がスターターモータに電力を供給する。この補助バッテリを備えるバッテリ１００は、補助バッテリ２の大電流放電による劣化を防止できる。車両の回生制動においては、保護回路９はスイッチング素子８をオン状態として、回生発電電力で補助バッテリ２と鉛バッテリ１の両方を充電する。このバッテリ１００は、回生発電電力で鉛バッテリ１と補助バッテリ２の両方を充電するので、回生発電電力をより効率よく蓄電できる。
【００２４】
さらに、保護回路９は、車両に搭載されるバッテリのみでなく、他の用途に使用される状態においても、補助バッテリ２の過充電や過放電を防止するために、補助バッテリ２や鉛バッテリ１の電圧を検出し、あるいは補助バッテリ２の残容量を検出して、過充電と過放電を防止するようにスイッチング素子８を制御する。すなわち、バッテリの充電状態で、補助バッテリ２が過充電され、あるいは過充電に近い状態になるとスイッチング素子８をオフに切り換えて過充電を防止し、またバッテリの放電状態で、補助バッテリ２が過放電され、あるいは過放電に近い状態になるとスイッチング素子８をオフに切り換えて過放電を防止する。
【００２５】
図２ないし図６に示す補助バッテリを備えるバッテリ１００は、鉛電池ケース１０の上方開口部を鉛電池蓋１７で閉塞して閉鎖構造の外装ケース４０としている。外装ケース４０の鉛電池ケース１０は、内部を電池区画壁１４で区画して、鉛電池ケース１０の内部に補助バッテリ収納室１６を設けて、この補助バッテリ収納室１６に補助バッテリ２を収納している。補助バッテリ２は、リード線３３を介して、鉛バッテリ１である鉛電池ケース１０の上に配置している回路基板４に接続され、この回路基板４を絶縁カバー５でカバーしている。
【００２６】
図２ないし図５の鉛電池ケース１０は、熱可塑性樹脂を長方形の箱形に成形して、長方形である外周壁１２の内部に、複数の区画壁１３と電池区画壁１４を設けている。複数の区画壁１３は、鉛バッテリ１の内部を複数のセル室１５に区画し、さらに電池区画壁１４は鉛電池ケース１０の内部に補助バッテリ収納室１６を鉛バッテリ１のセル室１５から区画して設けている。
【００２７】
区画壁１３は垂直姿勢で互いに平行に配置されて、鉛電池ケース１０の内部を区画して複数のセル室１５を長方形の長手方向に並べて配置している。各々のセル室１５には、正負の電極板４１が配置され、さらに電解液４２を充電している。鉛バッテリ１の１セルの電圧は２Ｖである。したがって、定格電圧を１２Ｖとする鉛バッテリ１は６セルを直列に接続している。鉛電池ケース１０は、外周壁１２と区画壁１３と底板１１を熱可塑性樹脂で一体的に成形している。外周壁１２は、図４の一部拡大図に示すように、区画壁１３よりも厚く成形される。また、外周壁は、その上端縁を区画壁の上端縁よりも高く成形することができる。この鉛電池ケース１０は、外周壁１２を区画壁１３よりも強固に、しかも確実に鉛電池蓋１７に熱溶着できる。
【００２８】
鉛電池蓋１７は熱可塑性樹脂で成形されて、鉛電池ケース１０の外周壁１２と区画壁１３及び電池区画壁１４の上縁に熱溶着されて、各セル室１５と補助バッテリ収納室１６の上方開口部を閉塞している。図２と図４に示す鉛バッテリ１００は、各セル室１５に補充液の蒸留水を充填する点検開口１９を鉛電池蓋１７に設けて、点検開口１９を気密に密閉しない開閉蓋（図示せず）で閉塞している。また、密閉構造の鉛バッテリは、鉛電池蓋でもって、各セル室の上方開口部を密閉構造に、すなわち気密又は水密に密閉している。
【００２９】
図３ないし図５の鉛電池蓋１７は、外周縁に沿って下方に突出する周壁１８を設けている。周壁１８は、その内側に鉛電池ケース１０の外周壁１２を挿入できるように、内形を外周壁１２の外形にほぼ等しく、正確には外周壁１２を隙間なくスムーズに挿入できるように、外周壁１２の外形よりもわずかに小さく成形している。この鉛電池蓋１７は、周壁１８の内側に外周壁１２を挿入して熱溶着するので、鉛電池蓋１７の周壁１８で鉛電池ケース１０の外周壁１２の上縁部を補強して確実に液漏れしないように熱溶着できる。
【００３０】
さらに、図３の鉛電池ケース１０は、箱形の外周壁１２の内部に電池区画壁１４を設けて、補助バッテリ２を収納する補助バッテリ収納室１６を設けている。電池区画壁１４は、長方形である外周壁１２の内側で長手方向の一端部に設けられて、電池区画壁１４と外周壁１２との間に補助バッテリ収納室１６を設けている。この鉛電池ケース１０は、長方形の外装ケース４０の長手方向に、複数のセル室１５と補助バッテリ収納室１６とを並べて配置する。図３の鉛電池ケース１０は、セル室１５と補助バッテリ収納室１６の内幅を同じ幅としている。ただし、補助バッテリ収納室は、必ずしもセル室と同じ内幅とする必要はなく、補助バッテリを収納できる内幅に成形される。
【００３１】
鉛電池ケース１０のセル室１５は、鉛バッテリ１の電解液４２である希硫酸を充填して、正負の電極板４１を配置している。電解液４２の希硫酸が補助バッテリ収納室１６に液漏れすると、補助バッテリ２に悪影響を与える。電池区画壁１４は、鉛電池ケース１０と一体的に成形できるので、両側縁は外周壁１２に、底縁は底板１１に液漏れしない状態で連結される。電池区画壁１４の上縁は鉛電池蓋１７と一体的に成形されない。補助バッテリ収納室１６に上方開口部から補助バッテリ２を備える電池組立２０を収納するからである。したがって、電池区画壁１４の上縁は、補助バッテリ２の電池組立２０を収納した後、鉛電池蓋１７を熱溶着して閉塞される。
【００３２】
電池区画壁１４は、図４の一部拡大図と図７の拡大分解断面図に示すように、上縁を区画壁１３の上縁よりも高く突出する形状に成形し、あるいは、図８の拡大断面図に示すように、鉛電池蓋１７の内面に熱溶着される上縁の厚さを区画壁１３の上縁よりも厚く成形して、鉛電池蓋１７の内面に熱溶着している。
【００３３】
図３と図４の鉛電池蓋１７は、鉛電池ケース１０の上方開口部、すなわちセル室１５と補助バッテリ収納室１６の上方開口部を閉塞する。ただ、バッテリは、補助バッテリ収納室に収納する補助バッテリを密閉ケースに入れる構造とし、あるいは補助バッテリ収納室の上方開口部を別の蓋で閉塞することで、鉛電池蓋がセル室のみの上方開口部を閉塞する形状とすることもできる。
【００３４】
補助バッテリ収納室１６は、補助バッテリ２が配置されている。補助バッテリ２は、プラスチック製のインナーケース２１を介して補助バッテリ収納室１６の定位置に配置される。このバッテリ１００は、補助バッテリ２のニッケル水素電池などをインナーケース２１の定位置に配置して電池組立２０とし、この電池組立２０を補助バッテリ収納室１６に配置して、補助バッテリ２を補助バッテリ収納室１６に配置する。インナーケース２１は、プラスチック製で、電池組立２０を補助バッテリ収納室１６に収納する状態で、補助バッテリ収納室１６の定位置に配置されて、補助バッテリ２を補助バッテリ収納室１６の定位置に配置する。
【００３５】
図９の分解斜視図に示す電池組立２０のインナーケース２１は、一対の対向プレート２２を連結して、対向プレート２２の間に補助バッテリ２を配置している。一対の対向プレート２２は、プレート部２２Ａの周囲に周壁２２Ｂを設けて、周壁２２Ｂを熱溶着、ネジ止め、接着などの方法で互いに連結して、内部に補助バッテリ２を配置している。プレート部２２Ａは、円筒形電池２Ａを定位置に配置する山形の凸条２２Ｃを一体的に成形して設けている。この対向プレート２２は、凸条２２Ｃを円筒形電池２Ａの間に配置して、補助バッテリ２の円筒形電池２Ａを定位置に配置する。円筒形電池２Ａは２個を直列に接続して電池モジュールとし、この電池モジュールを水平姿勢で上下に多段に配置している。電池組立２０は、電池モジュールを直列に接続する個数で定格電圧を調整できる。補助バッテリ２をニッケル水素電池とする電池組立２０は、２個の円筒形電池２Ａを直列に接続する電池モジュールを５段に配置し、電池モジュールを直列に接続して定格電圧を１２Ｖにできる。
【００３６】
図の電池組立２０は、補助バッテリ２をニッケル水素電池とするので、１０個の電池を直列に接続して、定格電圧を１２Ｖとする。ただし、本発明の補助バッテリを備えるバッテリは、補助バッテリをニッケル水素電池には特定しない。補助バッテリをリチウムイオン二次電池とする電池組立は、３個又は４個の電池を直列に接続して、定格電圧を１１Ｖ〜１５Ｖとして、定格電圧を１２Ｖとする鉛バッテリ１に接続することができる。
【００３７】
図４と図９の電池組立２０は、対向プレート２２から外側に突出するように固定リブ２３を設けて、インナーケース２１の側縁から固定リブ２３を突出させている。さらに、図４と図１０の電池組立２０は、インナーケース２１の両側縁の底部に、各々２列の固定リブ２３を設けている。２列の固定リブ２３は、各対向プレート２２のプレート部２２Ａから外側に突出して設けている。この図の電池組立２０は、インナーケース２１の両側の底部の４カ所に固定リブ２３を設けているので、補助バッテリ収納室１６に挿入される電池組立２０を理想的な状態で、位置ずれせず、かつ振動しない状態で定位置に配置できる。さらに、図４と図１０の電池組立２０は、両側縁の底部に加えて、両側の上部にも各々１列の固定リブ２３を設けている。インナーケース２１の上部の固定リブ２３は、対向プレート２２のプレート部２２Ａから外側に突出して設けられ、または周壁２２Ｂから外側に突出して設けられている。図に示すインナーケース２１は、鉛電池ケース１０の端面と対向する側の対向プレート２２の両側の上部に、両側に突出する固定リブ２３を設けている。この図の電池組立２０は、インナーケース２１の底部の両側の２カ所と上部の両側の１カ所にそれぞれ固定リブ２３を設けているので、補助バッテリ収納室１６に挿入される電池組立２０は、底部の四隅部と上部の両側を固定リブ２３で外周壁１２の内面に圧接して、より理想的な状態で、位置ずれせず、かつ振動しない状態で定位置に配置できる。
【００３８】
以上の電池組立２０は、インナーケース２１の底部の両側にそれぞれ２列の固定リブ２３を設けて、上部の両側にそれぞれ１列の固定リブ２３を設けているが、固定リブは、インナーケースの片側にのみ設けることもできる。また、インナーケースは、底部と上部の両側に２列ずつの固定リブを設け、あるいはまた底部と上部の両側に１列ずつの固定リブを設けて、これらの固定リブを外周壁に圧接して、電池組立を定位置に配置することもできる。
【００３９】
さらに、バッテリ１００は、図１０に示すように、補助バッテリ収納室１６の外周壁１２の内面に、固定リブ２３を案内するガイド溝２４を設けている。この構造は、電池組立２０を補助バッテリ収納室１６に挿入する状態で、固定リブ２３をガイド溝２４に案内して、電池組立２０を補助バッテリ収納室１６の定位置に配置する。ガイド溝２４に案内された固定リブ２３は、ガイド溝２４の横方向の位置ずれ、すなわち、固定リブ２３の厚さ方向の位置ずれが阻止される。ガイド溝２４は、固定リブ２３を挿入できるように、上下方向に延びる形状で外周壁１２の内面に設けられる。また、電池組立２０を補助バッテリ収納室１６に挿入する状態で、固定リブ２３が挿入できるように、インナーケース２１のプレート部２２Ａから突出する形状の固定リブ２３、すなわち、プレート部２２Ａと同一平面に配置している固定リブ２３を案内できる形状に成形される。ガイド溝２４を設けるために、プラスチック製の鉛電池ケース１０は、端部の外周壁１２と平行にガイド凸条２５を一体的に成形して設けて、ガイド凸条２５と端部の外周壁１２との間にガイド溝２４を設けている。
【００４０】
さらに、図４と図１０に示す鉛電池ケース１０は、一方（図４においては右後方）の外周壁１２の内面に、２列のガイド凸条２５を一体的に成形して設けて、これ等のガイド凸条２５の間にもガイド溝２４を設けている。このガイド溝２４は、インナーケース２１の片側（図４においては右後方）の上部に設けた固定リブ２３であって、インナーケース２１の周壁２２Ｂから突出する固定リブ２３を案内する。
【００４１】
さらに、図１１の断面図に示す鉛電池ケース１０は、インナーケース２１の２列の固定リブ２３を案内するために、電池区画壁１４側の内側に、電池区画壁１４と平行にガイド凸条２５を一体的に成形して設けて、ガイド凸条２５と電池区画壁１４との間にもガイド溝２４を設けている。この構造は、インナーケース２１から突出する２列の固定リブ２３をそれぞれガイド溝２４に案内するので、電池組立２０の位置ずれや振動をより確実に阻止できる。
【００４２】
さらに、ガイド溝２４は、図１２の拡大断面斜視図に示すように、溝壁２４Ａの内面に、補助バッテリ収納室１６に挿入された電池組立２０の固定リブ２３を圧接する圧接凸部２６を設けて、ここに挿入される固定リブ２３を圧接凸部２６に圧接することができる。この構造のバッテリは、電池組立２０の固定リブ２３を圧接凸部２６に圧接することで、ガイド溝２４の溝壁２４Ａを介して補助バッテリ収納室１６の外周壁１２に圧接できる。この構造は、固定リブ２３をガイド溝２４に挿入する状態で、固定リブ２３を圧接凸部２６に圧接させて、固定リブ２３の横方向の位置ずれを阻止できる。このため、固定リブ２３をガイド溝２４に挿入することで、電池組立２０の位置ずれや振動をより確実に阻止できる。図１２に示す鉛電池ケース１０は、ガイド溝２４の下端において、固定リブ２３の挿入方向に延びる凸条を設けて圧接凸部２６としている。図に示す鉛電池ケース１０は、ガイド凸条２５の内面側の溝壁２４Ａに圧接凸部２６を設けているが、圧接凸部は、外周壁の内面側の溝壁に設けることもできる。
【００４３】
さらに、図５と図６のバッテリ１００は、補助バッテリ２を鉛バッテリ１に並列に接続するために、補助バッテリ２の出力側をバスバー３２と第２のバスバー３４を介して鉛バッテリ１の出力端子３に接続している。図５のバッテリ１００は、外装ケース４０である鉛電池ケース１０の内部を電池区画壁１４で区画して、鉛電池ケース１０の内部に補助バッテリ収納室１６を設けて、この補助バッテリ収納室１６に補助バッテリ２を収納して、補助バッテリ収納室１６を鉛バッテリ１の外装ケース４０内に設けている。このバッテリ１００は、補助バッテリ収納室１６を鉛バッテリ１に一体構造として、複数のセル室１５で鉛バッテリ１を構成する。外装ケース４０は、鉛電池蓋１７の上面に垂直姿勢に突出する鉛バッテリ１の出力端子３を設けている。鉛バッテリ１の正負の出力端子３は、鉛バッテリ１の上面、図において鉛電池蓋１７の上面であって、その片側に偏在し、かつ長手方向の両端部に離して配置される。
【００４４】
図５のバッテリ１００は、補助バッテリ収納室１６側に第２の出力端子３Ｂを設けて、その反対側の端部に第１の出力端子３Ａを設けている。第２の出力端子３Ｂは、補助バッテリ収納室１６に隣接するセル室１５の上方に配置され、第１の出力端子３Ａは、その反対側のセル室１５の上方に配置される。第２の出力端子３Ｂはマイナス側の出力端子３で、第２のバスバー３４を介して補助バッテリ２の出力側に接続されている。第１の出力端子３Ａはプラス側の出力端子３で、回路基板４とバスバー３２を介して補助バッテリ２の出力側に接続される。バスバー３２及び第２のバスバー３４は、大電流を流して抵抗ロスを少なくするために、低抵抗な金属板である。
【００４５】
バスバー３２は、一端を補助バッテリ２の出力側に接続して、他端を鉛バッテリ１の出力端子３に直接に、あるいは間接に接続されて、補助バッテリ２を鉛バッテリ１と並列に接続する。図５と図６のバッテリ１００は、一方のバスバー３２を回路基板４と接続リード３７を介して鉛バッテリ１の第１の出力端子３Ａに接続して、他方のバスバーである第２のバスバー３４を直接に、鉛バッテリ１の第２の出力端子３Ｂに接続している。補助バッテリ２と鉛バッテリ１との間にスイッチング素子８（図１参照）を接続するバッテリ１００は、回路基板４に接続しているバスバー３２に、回路基板４を介してスイッチング素子８を接続し、回路基板４とスイッチング素子８を介して補助バッテリ２の出力側を鉛バッテリ１の第１の出力端子３Ａに接続する。このバッテリ１００は、スイッチング素子８にリレー等の半導体スイッチング素子を使用するが、これ等のスイッチング素子は、回路基板４に実装され、あるいは回路基板以外の部分に配置される。
【００４６】
図５と図６のバッテリ１００は、補助バッテリ２のプラス側の出力をバスバー３２を介して回路基板４に接続して、補助バッテリ２のマイナス側の出力を第２のバスバー３４を介して鉛バッテリ１のマイナス側の出力端子３である第２の出力端子３Ｂに接続している。回路基板４に接続されるバスバー３２は、回路基板４を介して、あるいは回路基板４とスイッチング素子８とを介して鉛バッテリ１のプラス側の出力端子３である第１の出力端子３Ａに接続される。回路基板４は、接続リード３７を介して第１の出力端子３Ａに接続される。接続リード３７は、一端がネジ止めして回路基板４に接続され、他端がカシメ構造等で第１の出力端子３Ａに接続される。
【００４７】
鉛電池蓋１７の上面に配置されるバスバー３２及び第２のバスバー３４は、鉛電池蓋１７の電極窓３５に露出する補助バッテリ２の出力側である接続端子３１に連結される。図５と図６のバッテリ１００は、バスバー３２及び第２のバスバー３４をネジ止めして補助バッテリ２の出力側である接続端子３１に固定して接続している。バスバー３２はネジ止めして回路基板４に接続され、第２のバスバー３４は鉛バッテリ１の第２の出力端子３Ｂにカシメ構造等で接続される。
【００４８】
補助バッテリ２は、リード線３３を介して回路基板４に接続される。回路基板４は、鉛電池蓋１７の上面に固定される。回路基板４は鉛電池蓋１７の上面に突出するように設けている固定ボス３８にネジ止めして固定される。さらに、回路基板４は、補助バッテリ２の保護回路９（図１参照）を実現する電子部品２９を実装している。保護回路９は、補助バッテリ２の過充電や過放電を防止し、あるいは補助バッテリ２の大電流放電などを防止して、補助バッテリ２の劣化を防止する。保護回路９は、補助バッテリ２の電圧や残容量を検出して、補助バッテリ２の充放電電流をコントロールする。この保護回路９は、補助バッテリ２と直列に接続しているスイッチング素子８をオンオフに制御する回路を備え、補助バッテリ２の電圧や残容量を検出して補助バッテリ２の過充電や過放電を防止し、また大電流放電を防止するように、スイッチング素子８を制御する。保護回路９は、補助バッテリ２の電圧を検出し、あるいは補助バッテリ２の電流を検出するために、リード線３３を介して補助バッテリ２に接続される。保護回路９は、補助バッテリ２を構成する各々の電池の電圧を検出し、あるいは複数の電池を直列に接続しいてる電池モジュールの電圧を検出するために、複数のリード線３３を介して補助バッテリ２に接続される。補助バッテリ２を構成する電池の電圧を検出するリード線３３は、電池の正負の電極端子に接続され、また、補助バッテリ２の電流を検出する回路は、補助バッテリ２と直列に接続している電流検出抵抗２８（図９参照）の両端に接続される。
【００４９】
補助バッテリ２に接続されたリード線３３を鉛電池蓋１７の上面側に引き出すために、鉛電池蓋１７には、図６に示すように、リード線３３を挿通する貫通孔３６を開口して設けている。この貫通孔３６は、補助バッテリ収納室１６の上方開口を閉塞する部分であって、第２の出力端子３Ｂよりも外側に位置する側縁部に開口されている。リード線３３は、補助バッテリ収納室１６から鉛電池蓋１７の貫通孔３６を通過して上方に引き出されて、鉛電池蓋１７の上面に配線される。
【００５０】
図６のバッテリは、鉛電池蓋１７の上面に配置しているリード線３３とバスバー３２を鉛バッテリ１の一方の出力端子３である第２の出力端子３Ｂの両側に互いに離して配置している。バスバー３２は第２の出力端子３Ｂよりも内側に、リード線３３は第２の出力端子３Ｂより外側に配置される。リード線３３は第２の出力端子３Ｂよりも外側に配置されるので、鉛電池蓋１７の側縁部に沿って配置される。さらに、バスバー３２とリード線３３との間に、鉛バッテリ１の第２の出力端子３Ｂに接続している第２のバスバー３４を配置している。
【００５１】
回路基板４とバスバー３２とリード線３３は、その上面を絶縁カバー５でカバーしている。絶縁カバー５は、回路基板４とバスバー３２とリード線３３の上方に配置される上面プレート５Ａの周囲に周壁５Ｂを設けており、この周壁５Ｂの下端を鉛電池蓋１７の上面に接触させて、内部を閉鎖構造としている。図に示す鉛電池蓋１７は、絶縁カバー５の周壁５Ｂに沿う形状の連結壁３９を一体成形して設けており、この連結壁３９の内側に回路基板４とバスバー３２とリード線３３とを収納すると共に、連結壁３９の外周に沿って絶縁カバー５の周壁５Ｂを嵌合させて、絶縁カバー５を鉛電池蓋の上面の定位置に配置している。この絶縁カバー５は、絶縁材であるプラスチックの成形品で、回路基板４をカバーする回路基板カバー部５Ｘと、バスバー３２をカバーするバスバーカバー部５Ｙと、リード線３３をカバーするリード線カバー部５Ｚとからなる。回路基板４は回路基板カバー部５Ｘの内部に、バスバー３２はバスバーカバー部５Ｙの内部に、リード線３３はリード線カバー部５Ｚの内部に配置される。
【００５２】
バスバーカバー部５Ｙとリード線カバー部５Ｚは、第２の出力端子３Ｂの両側に配置されて、回路基板カバー部５Ｘの端部から外側に向かって平行な姿勢で突出している。すなわち、バスバーカバー部５Ｙとリード線カバー部５Ｚの間に第２の出力端子３Ｂを配置する形状に成形している。リード線カバー部５Ｚは、鉛電池蓋１７の側縁に沿って延長される形状で、内部にリード線３３を配置している。バスバーカバー部５Ｙと回路基板カバー部５Ｘの上面プレート５Ａは同一平面にあって、回路基板カバー部５Ｘは内部に回路基板４を配置し、バスバーカバー部５Ｙは内部にバスバー３２を配置している。リード線カバー部５Ｚの上面プレート５Ａは、第２の出力端子３Ｂの上端よりも低くして、リード線カバー部５Ｚの上に、第２の出力端子３Ｂに接続される出力リード６の配線スペース７を設けている。出力リード６は、第２の出力端子３Ｂの水平面内で回転できる端子である円筒状端子６Ａに太いリード線６Ｂを連結している。第２の出力端子３Ｂをマイナス側とするバッテリ１００は、出力リード６をアースラインに接続する。車両に搭載されるバッテリは、アースラインをシャーシーアースとするので、出力リード６を車両のシャーシーに接続する。出力リード６の太いリード線６Ｂは、多数の細線を束ねている可撓性のリード線が使用される。円筒状端子６Ａは、第２の出力端子３Ｂに水平面内で回転させて出力リード６のリード線３３を最適な方向に固定する。バッテリ１００は、設置される位置や車両によって、出力リード６の最適な引き出し方向がある。とくに、出力リード６は電気抵抗を小さくするために短いリード線６Ｂが使用されるので、引き出し方向によっては、円筒状端子６Ａなどの端子を接続できなくなることがある。以上の構造のバッテリ１００は、リード線カバー部５Ｚを低くして、この上に出力リード６の配線スペース７を設けているので、出力リード６を鉛電池蓋１７の上で９０度回転して、最適な引き出し方向に配線できる。
【００５３】
図２の出力リード６は、リード線６Ｂの引き出し方向を最適な方向として第２の出力端子３Ｂを円筒状端子６Ａに挿通し、円筒状端子６Ａの両端部をネジ止めして締め付けて、鉛バッテリ１の第２の出力端子３Ｂに連結される。
【符号の説明】
【００５４】
１００…バッテリ
１…鉛バッテリ
２…補助バッテリ
２Ａ…円筒形電池
３…出力端子
３Ａ…第１の出力端子
３Ｂ…第２の出力端子
４…回路基板
５…絶縁カバー
５Ｘ…回路基板カバー部
５Ｙ…バスバーカバー部
５Ｚ…リード線カバー部
５Ａ…上面プレート
５Ｂ…周壁
６…出力リード
６Ａ…円筒状端子
６Ｂ…リード線
７…配線スペース
８…スイッチング素子
９…保護回路
１０…鉛電池ケース
１１…底板
１２…外周壁
１３…区画壁
１４…電池区画壁
１５…セル室
１６…補助バッテリ収納室
１７…鉛電池蓋
１８…周壁
１９…点検開口
２０…電池組立
２１…インナーケース
２２…対向プレート
２２Ａ…プレート部
２２Ｂ…周壁
２２Ｃ…凸条
２３…固定リブ
２４…ガイド溝
２４Ａ…溝壁
２５…ガイド凸条
２６…圧接凸部
２８…電流検出抵抗
２９…電子部品
３１…接続端子
３２…バスバー
３３…リード線
３４…第２のバスバー
３５…電極窓
３６…貫通孔
３７…接続リード
３８…固定ボス
３９…連結壁
４０…外装ケース
４１…電極板
４２…電解液
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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