(57)【要約】【課題】隣接する鉛蓄電池の端子間に渡した導電板を絶縁カバーで覆った組電池において、蓄電池の端子、絶縁カバーの温度上昇を抑えて、蓄電池寿命の低下、絶縁カバーの変形等を防止し、蓄電池点検作業を容易にし、不用意に導電板に接触しないよう安全性を高める。【解決手段】組電池を構成する鉛蓄電池１の端子３と、隣接する鉛蓄電池の端子間を電気的に導通させる導電板４を配置し、導電板の表の面と周囲端面を覆う絶縁カバー６を備え、絶縁カバー６が導電板４から２５ｍｍ以上開けて配置され、導電板４の放熱性を高めて蓄電池及び絶縁カバーの温度上昇を抑制し、蓄電池の劣化、絶縁カバーの損傷を防止する。この絶縁カバー６には、導電板４の表の面の中央位置を露出する直径２０ｍｍ以上の開口８と、この開口８を開閉する被覆体７を設け、点検時は被覆体７を取り外し、通常時は開口８を覆い、導電板４への接触を防止する。【選択図】  図１
2013211113.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の鉛蓄電池と、この鉛蓄電池に夫々設けられた端子と、隣接する鉛蓄電池の端子間を電気的に接続する導電板と、この導電板に装着され、少なくとも導電板の表の面と周囲端面を覆う電気絶縁性を有する絶縁カバーを備え、前記絶縁カバーが導電板の表の面から２５ｍｍ以上の隙間を開けて配置され、前記絶縁カバーが導電板の表の面の任意の部位を露出させる開口を有し、この開口を開閉する被覆体を備えた組電池。
【請求項２】
請求項１において、絶縁カバーを表の面からみたとき、開口の形状が円形を成し、その直径を２０ｍｍ以上とすることを特徴とする、組電池。
【請求項３】
請求項１又は２において、絶縁カバーの開口が、導電板の表の面の中央部分に相当する絶縁カバーの位置に配置される、組電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組電池に関し、特に、複数の鉛蓄電池間を電気的に接続する導電板を覆う電気絶縁カバーを装着した組電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
組電池は、複数の電池を直列あるいは並列に電気的接続することにより、高出力・高容量とするものであり、鉛蓄電池、リチウムイオン電池等を用いたものが多く利用されている。中でも、再生可能エネルギーを利用する風力発電、太陽光発電等のシステムには、価格、安全性の面から鉛蓄電池を用いた組電池を利用することが多い。
組電池は、要求される出力電圧、容量等毎に、個々の電池を直列あるいは並列に組合せて、導電板により電気的に接続することにより作製される。鉛蓄電池を用いて組電池を作製する場合、鉛蓄電池間の電気的接続には導電板として銅板を用いることが多く、隣接する鉛蓄電池の端子間に渡した銅板を、ボルト・ナット、かしめ、溶接等の手段を用いて端子に固定し電気的接続を行う。
通常、導電板は安全確保のために絶縁カバーで覆われているが、鉛蓄電池の電圧、電流値等を測定する際には、測定子を当接するために導電板を露出させる必要がある。特許文献１（特開２０１０−５５８８２）には、測定・点検作業を容易にするために絶縁カバーに測定子挿入用の開口を設けることが記載されている。
また、特許文献２（特開２００８−１６６００８）には、絶縁カバー自体をヒンジにより開閉できるようにし、導電板を被覆状態と１／３ないし全体の広い領域の露出状態とに変更可能にした絶縁カバーが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−５５８８２号公報
【特許文献２】特開２００８−１６６００８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１では、開口が常時開放された状態にあるため、作業者の指や器物が誤って開口に挿入され、導電板に接触することで感電・短絡の心配がある。
また、特許文献２では、導電板を露出状態にしたとき、導電板全面あるいは、導電板の１／３程度が露出状態となり、同様に感電・短絡の心配がある。
また、絶縁カバーと導電板との距離が接近していると、充放電時に電流が流れることにより発生する導電板の熱を充分に発散させることが困難になり、導電板、蓄電池の端子、絶縁カバー等の温度が上昇し、蓄電池温度が上昇することによる蓄電池寿命の低下、絶縁カバーの変形、脱落等の不具合が起こる恐れがある。
本発明は、隣接する鉛蓄電池の端子間に渡した導電板を絶縁カバーで覆った組電池において、測定・点検作業を容易にすると共に不用意に導電板に接触することがないよう安全性を高め、導電板に接続する蓄電池の端子、あるいは近接する絶縁カバーの温度上昇を抑えて、蓄電池寿命の低下、絶縁カバーの変形、脱落等の損傷を防止することを目的とする。
また、蓄電池の劣化状態を点検するために、各電池の電圧、電流、抵抗値等の測定作業を定期的に行うことが必要となるが、蓄電池を多数個使用した大容量の組電池においては、多大な作業工数が掛かる。本発明では、この測定時間を短縮して作業工数を軽減することを第二の目的とする。
更に、蓄電池の点検作業時に行う測定作業において、測定位置が一定していない場合、測定値にばらつきが生じ、測定のやり直し等が必要となる。本発明では、測定位置を一定にし、測定位置に起因する測定値のばらつきを抑えることも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、以下のものに関する。
（１）複数の鉛蓄電池と、この鉛蓄電池に夫々設けられた端子と、隣接する鉛蓄電池の端子間を電気的に接続する導電板と、この導電板に装着され、少なくとも導電板の表の面と周囲端面を覆う電気絶縁性を有する絶縁カバーを備え、前記絶縁カバーが導電板の表の面から２５ｍｍ以上の隙間を開けて配置され、前記絶縁カバーが、導電板の表の面の任意の部位を露出させる開口を有し、この開口を開閉する被覆体を備えることを特徴とする組電池。
（２）項（１）において、絶縁カバーを表の面からみたとき、開口の形状が円形を成し、その直径を２０ｍｍ以上とすることを特徴とする、組電池。
（３）項（１）または（２）において、絶縁カバーの開口が、導電板の表の面の中央部分に相当する絶縁カバーの位置に配置されることを特徴とする、組電池。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、導電板を覆う絶縁カバーが、通電板の表の面から２５ｍｍ以上の隙間を開けて配置されることから、充放電時に発生する導電板の熱が発散し易くなり、導電板に接続する蓄電池の端子と、導電板に接触または、近接する絶縁カバー等の温度上昇を抑えることができ、蓄電池の蓋体と端子を封止する封口樹脂の熱劣化によって生じる液漏れ、蓄電池温度が上昇することによって起こる蓄電池寿命の低下、絶縁カバーの変形、脱落等の不具合が発生を防止することができる。
また、絶縁カバーの開口の形状が円形を成し、その直径を２０ｍｍ以上とするときは、各蓄電池の点検を行うときに、測定子を容易に開口に差し込んで測定作業を行うことができるので、測定作業が容易になり、測定時間を短縮することができる。
特に前記被覆体が、絶縁カバーに連結される弾性を有した接続部を備え、点検時を除く通常時において、開口を弾発的に閉塞する状態を保持する機能を備える場合、点検後、接続部の弾性により意識することなく開口を閉塞することができ、開口の塞ぎ忘れが起こらないことにより安全性が更に高くなる。
更に、絶縁カバーの開口が、導電板の表の面の中央部分に相当する絶縁カバーの位置に配置されることから、各蓄電池の点検を行うときに、電圧、電流等を測定する測定子を、絶縁カバーの開口に差し込んで導電板に接触させるので、測定子は蓄電池間を接続する各導電板のほぼ中央部分に接触することになり、測定位置をほぼ一定とすることができ、導電板の電気抵抗に起因する測定誤差を無視できる程度に小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施例である、絶縁カバーが透明材料である組電池の平面図を示す。
【図２】図１に示す絶縁カバーの拡大平面図である。
【図３】図１に示すカバーの被覆体を外した状態での斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態を図１〜３に基づいて説明する。
＜鉛蓄電池１＞
本発明にて述べる鉛蓄電池１は、極板の主成分を鉛とし、電解液として希硫酸を用いたものであれば、他に制限されるものではない。
より具体的に述べると、鉛蓄電池の極板はクラッド式、ペースト式何れの構成でも良く、液式、制御弁式何れの構造の鉛蓄電池にも実施することができ、正極板、負極板夫々をセパレータを介して交互に積層させた極板群を、電槽の内部で電解液に浸漬するように配置させたものを用いることができる。
端子３は正極板と負極板を夫々鉛組成であるストラップを用いて一つにまとめた極柱に接続された外部入出力部であり、その形状は導電板４をボルト５で固定し易いように上部に平坦部を有し、前記ボルト５が螺合される雌ネジ切りを施したものが好ましい。
【０００９】
＜導電板４＞
本発明にて述べる導電板４は、鉛蓄電池１の夫々に設けられた端子３と隣接する鉛蓄電池の端子間とを、電気的に接続するものであり、その材質は導電体であれば特に限定されるものではなく、銅、鉄又はアルミニウム等を用いることができる。特に銅を用いることで、電気抵抗を小さくすることができ、発熱量を抑えられ好ましい。
導電板４の形状は、加工が容易なことから矩形で、端子３にボルト５で固定することができる幅、長さと設計電流が流れた場合に発熱量を抑えることができる断面積を持ち、重量、コストを考慮して厚みは３〜７ｍｍ程度が望ましい。
導電板４は、耐蝕性を持たせるために、表面にめっき処理を施すことが好ましい。このめっき処理は、はんだめっき、錫めっき等を用いることができる。また、導電板４の表面に、表面積を増大させる溝等を設け、より放熱性を上げることもできる。
【００１０】
＜絶縁カバー６＞
本発明にて述べる絶縁カバー６は、先に述べた導電板４に装着され、少なくとも導電板４の表の面と周囲端面を覆うものであり、導電板の表の面の任意の部位を露出する開口８を有し、この開口８を開閉する被覆体７を備える。絶縁カバーに設ける開口８の形状は、円形、方形等測定子が挿入できれば特に制限されるものではないが、加工性の面から円形が好ましく、導電板の中央部分に相当する絶縁カバーの表の面に配置し、その直径を２０ｍｍ以上とし、開口に指等が誤って入らないように３５ｍｍ以下とするのがより好ましい。
絶縁カバー６の材質は、絶縁性を有するものであれば特に制限されるものではなく、具体的にはＰＶＣ、ＡＢＳ、ポリカーボネイト、ＰＰあるいはＰＥＴ等を用いることができ、特に、ＰＶＣを用いることが、コスト、耐熱性、耐酸性及び加工の容易な点でより好ましい。
【００１１】
＜被覆体７＞
被覆体７は、開口８に対して着脱自在になっており、電池の点検時に被覆体７を取り外すことにより開口８を現し、通常時には被覆体７を取付けて開口８を閉塞させる。被覆体７の材質は、作業者が容易に着脱することができ、自然に脱落しない嵌合強度を有するものであれば特に限定されるものではないが、ゴム、合成樹脂エラストマー等の弾力性を有するものが好ましい
また、被覆体７が、絶縁カバー６の開口８を閉塞する被覆部９と、この被覆部９を絶縁カバー６に連結させる接続部１０を備えている場合は、前記被覆部９が電池の点検時を除く通常時において、絶縁カバー６の開口８を閉塞する状態を保持でき、点検時は容易に開口８を露出させることができるように、前記接続部１０が弾性を有する材質であることが好ましい。このようにすることで、測定終了後、特に意識せずに接続部の弾性により被覆部９が絶縁カバー６の開口８を弾発的に閉塞することができ、開口８を塞ぎ忘れることがなくより安全性が向上する。
尚、通常時に被覆部９により開口８を弾発的に閉塞する機能は、例えばゴム弾性を有する合成樹脂又はゴム等を加工して、接続部１０にＵ字状等のばね構造を持たせることにより実現することができる。
【実施例】
【００１２】
以下、本発明の実施例について、図１〜３を用いて詳細に述べる。
＜導電板４の作製＞
表面は、材質を銅とし、溝などを設けていない平滑な導電板を作製した。
通電板は、縦：２１４ｍｍ、横：６０ｍｍ、厚み：４ｍｍの矩形とし、長辺の両端から８ｍｍの位置に、夫々縦：２４ｍｍ、横：１４ｍｍのボルト固定用の孔を設けた。
【００１３】
＜絶縁カバー６の作製＞
絶縁カバー６は、材質をＰＶＣとし、射出成形により作製した。
作製したカバーは、図２に示すように、その寸法を、縦：２５９ｍｍ、横：６５ｍｍ、厚み：２ｍｍとし、少なくとも導電板の表の面と周囲端面を覆う形状とし、表の面に円形開口８を設け、その開口を開閉する被覆体７を配置した。
また、図３に示すように、被覆体７は、被覆部９を絶縁カバー６に接続する厚み：２ｍｍ、幅：５ｍｍ、長さ：１５ｍｍの接続部１０を有している。尚、接続部１０は、ゴム弾性を有するゴム成形品を用いた。
後述する（Ａ）〜（Ｃ）の絶縁カバーは、（Ａ）を基準として夫々導電板からの距離を変えて作製し、（Ｄ）〜（Ｅ）は開口径を変え、（Ｆ）は開口の位置を変えて作製した。
＜絶縁カバー（Ａ）＞
絶縁カバー（Ａ）は、導電板の表の面と絶縁カバーの裏の面との距離を２５ｍｍとし、導電板の中央位置に相当する絶縁カバーの位置に、直径が２０ｍｍの開口及びこの開口を閉塞する、直径２２ｍｍの被覆体を設けて作製した。
＜絶縁カバー（Ｂ）＞
絶縁カバー（Ｂ）は、導電板の表の面と絶縁カバーの裏の面の距離を５ｍｍとし、導電板の中央位置に相当する絶縁カバーの位置に、直径２０ｍｍの開口及びこの開口を閉塞する、直径２２ｍｍの被覆体を設けて作製した。
＜絶縁カバー（Ｃ）＞
絶縁カバー（Ｃ）は、導電板の表の面と絶縁カバーの裏の面の距離を１５ｍｍとし、導電板の中央位置に相当する絶縁カバーの位置に、直径２０ｍｍの開口及びこの開口を閉塞する、直径２２ｍｍの被覆体を設けて作製した。
＜絶縁カバー（Ｄ）＞
絶縁カバー（Ｄ）は、導電板の表の面と絶縁カバーの裏の面の距離を２５ｍｍとし、導電板の中央位置に相当する絶縁カバーの位置に、直径１５ｍｍの開口及びこの開口を閉塞する、直径１７ｍｍの被覆体を設けて作製した。
＜絶縁カバー（Ｅ）＞
絶縁カバー（Ｅ）は、導電板の表の面と絶縁カバーの裏の面の距離を２５ｍｍとし、導電板の中央位置に相当する絶縁カバーの位置に、直径２５ｍｍの開口及びこの開口を閉塞する、直径２７ｍｍの被覆体を設けて作製した。
＜絶縁カバー（Ｆ）＞
絶縁カバー（Ｆ）は、導電板の表の面と絶縁カバーの裏の面の距離を２５ｍｍとし、導電板の中央位置に相当する絶縁カバーの位置から長辺に平行な方向へ５０ｍｍずらした位置に、直径２０ｍｍの開口及びこの開口を閉塞する、直径２２ｍｍの被覆体を設けて作製した。
【００１４】
＜組電池の作製＞
前述した導電板と絶縁カバー（Ａ）〜（Ｆ）を用いて実施例１〜３、比較例１〜３の組電池を作製した。
実施例１〜３、比較例１〜３に用いた鉛蓄電池は、全て共通のもの（新神戸電機株式会社製、「ＬＬ１５００−Ｗ：商品名」）を４個用いて金枠２に入れ、図１のように組電池を構成した。
より詳細に述べると、組電池は、図１に示すように、鉛蓄電池１を、上方から見て長辺となる部分同士を隣接させて、金枠２へ配列し、隣接する鉛蓄電池１の端子３同士を、先に述べた導電板４を用いて電気的に導通させている。
導電板４は、ボルト５を用いて端子３に接続され、導電板４の上面及び側面に隙間を設けて、固定つめ１１により導電板４に固定した絶縁カバー６により覆われている。
実施例１〜３、比較例１〜３の絶縁カバーと、通電板からカバー迄の距離、及び円形開口径を、以下の表１に示す。
【００１５】
【表１】
2013211113.tif 000003
【００１６】
＜導電板、端子、絶縁カバーの温度上昇評価＞
実施例１及び比較例１、２（絶縁カバー（Ａ）〜（Ｃ））の組電池を用いて、６００アンペア、１ｈｒの放電を行った後の導電板、端子夫々の表面温度を、先端が被覆されたＫタイプの熱電対を用いて測定した結果を表２に示す。
蓄電池の熱劣化、蓄電池の蓋体と端子を封止する封口樹脂、絶縁カバーの熱劣化を引き起こす心配のない温度である５０℃以下のときを「○」、長時間の熱履歴により熱劣化が心配される温度である５０〜６０℃のときを「△」、熱劣化が進行する恐れのある温度６０℃以上のときを「×」として評価した。
【００１７】
【表２】
2013211113.tif 000004
【００１８】
表２より、実施例１、４は全て「○」、比較例１は導電板温度と端子温度が「×」、絶縁カバー温度が「△」、比較例２については導電板温度と端子温度が「△」、絶縁カバー温度が「○」となり、導電板と絶縁カバーとの隙間を２５ｍｍ以上設けると導電板の発熱を発散させることができる。
【００１９】
＜電池の点検作業時間＞
各電池の点検作業時間は、実施例１〜３の、組電池の各電池間の電圧、インピーダンス測定をバッテリハイテスタ（日置電機株式会社製、「バッテリハイテスタ  ３５５４：商品名」）を用いて行った際の、電池１個あたりの所要時間を計測した結果を表３に示す。測定時間が５秒以内であったものを「○」、５〜１０秒であったものを「△」、１０秒以上であったものを「×」として評価した。
【００２０】
【表３】
2013211113.tif 000005
【００２１】
表３より、実施例１、３、４については「○」、実施例２において「△」となり、開口径を２０ｍｍ以上に設定することにより、短時間で測定を行うことができる。
【００２２】
＜蓄電池のインピーダンス＞
実施例１と比較例３の蓄電池のインピーダンスを１０点測定し、平均値と標準偏差を比較した結果を表４に示す。
実施例１は、蓄電池の一方の極に接続した導電板に装着した絶縁カバーの中央の開口に片方の測定子を挿入し、もう一方の極に接続した導電板に装着した絶縁カバーの中央の開口にもう片方の測定子を挿入して、導電板のほぼ中央間のインピーダンスを測定した。
比較例３は、蓄電池の一方の極に接続した導電板に装着した絶縁カバーの中央の開口に片方の測定子を挿入し、もう一方の極に接続した導電板に装着した絶縁カバーの、長辺に平行な方向にずれた開口にもう片方の測定子を挿入して、導電板のほぼ中央部と導電板の中央からほぼ５０ｍｍずれた位置の間のインピーダンスを測定した。
【００２３】
【表４】
2013211113.tif 000006
【００２４】
表４より、測定位置がほぼ一定していると、測定値にばらつきが少なく安定した測定結果が得られることが判る。しかしながら、実施例４のように、絶縁カバーの開口が中央部からずれた位置に設けている場合、インピーダンスの測定値がばらつかないように、絶縁カバーを装着するときに装着方向を一定にするため、開口位置を視認して装着する必要があり、手間が掛かる。絶縁カバーの中央部に開口がある実施例１の場合、絶縁カバー装着時に、装着方向に特に注意を払うことなく装着することができるので、装着作業が煩雑にならず、装着方向の間違いも防止することができ好ましい。
【符号の説明】
【００２５】
１…鉛蓄電池
２…金枠
３…端子
４…導電板
５…ボルト
６…絶縁カバー
７…被覆体
８…開口
９…被覆部
１０…接続部
１１固定つめ
【図１】
2013211113.tif 000007
【図２】
2013211113.tif 000008
【図３】
2013211113.tif 000009