Technical Report報文新しい端子構造の DIN 規格適合電気車用
鉛蓄電池の開発
Development of Lead-Acid Traction Battery
with New Terminal for DIN Standard
榎

本

朋

之*

足

Tomoyuki Enomoto

立

淳

一*

Junichi Adachi

田

中

秀

基*

Hideki Tanaka

Abstract
A lead-acid traction battery called "wide cell" for DIN Standard has been newly developed with the reliable
technology of so called " narrow cell" for JIS. The newly designed structure for both the battery terminal
equipping O-rings in the bushing and the connecting wire with sealing lips was found to improve the corrosion
resistance by the surpression of leakage and penetration of electrolyte through sealing part. The new battery
showed the comparative discharge and cycle performances with those of conventional one.

１を製造して市場で高い評価を得てきたが，世界市場でまえがき

広く電気車用鉛蓄電池を供給するためには DIN 規格

現在，電気車用鉛蓄電池の主用途の１つは，バッに適合したワイド・セルを開発する必要がある．

テ リ ー 式 フ ォークリフトである．その電源 に 使 用

このセルの特徴の一つは，端子がボルトオンタイ

される電池の幅寸法は，JIS および BS 規格 (British

プであることである．この端子は電池間の接続作業がStandards Institution) に適合する 160 mm の系列（以容易であるため広く採用されているが，その周辺から下， ナ ロ ー・ セ ル と い う ） と DIN 規 格 (Deutschesの電解液の漏れによって腐食されやすいという欠点がInstitute fur Normung) の 198 mm の系列（以下，ワあった．今回，シール性能の高い新たな端子を開発す

イド・セルという）とが主流である．これらには互換るとともに，ナロー・セルの電池技術を用いて DIN

性がないので，世界市場はほぼ二分されている．また，規格に適合したワイド・セルを開発したのでここに報

アジアにおけるフォークリフトの市場は，前者を搭載

告する．

した日本メーカを中心とするものと後者を搭載した欧州メーカを中心とするものとがほぼ半数ずつを占めている状況である．当社は，これまでナロー・セルのみ* 株式会社ジーエス・ユアサ マニュファクチュアリン

電池の構成

2.1

単電池要項

開発したワイド・セルの要項を Table 1 に，外観写グ 産業電池技術部© 2004 GS Yuasa Corporation, All rights reserved.

２

真を Fig. 1 に示す．単電池の容量は，市場で普及して

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Table 1

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第 1巻

第1号

Speciﬁcations of lead-acid traction battery for DIN standard.

Model

Unit

3DCJ345

4DCJ460

5DCJ575

4DCP560

Nominal voltage

/V

2

2

2

2

5DCP700
2

Rate capacity*

/ Ah

345

460

575

560

700

Dimensions/ mm

Length

65

83

101

83

101

Width

198

198

198

198

198

Height

545

545

545

685

685

Total height

575

575

575

715

715

19

26

32

33

41

M10 nut

M10 nut

M10 nut

M10 nut

M10 nut

Mass/ kg (approx.)

Terminal type
* 5 hour rate(at 30℃ )いる 345 Ah から 700 Ah の範囲の 5 種類であり，高セパレータにはポリエチレン製のジグザグ式セパレー

さ寸法は 545 mm と 685 mm の２種類である．

タを用いた．この電池は高さ寸法が大きく，かつ深い

2.2

充放電が繰り返されるので，電解液の上下方向におけエレメント構成

正極板には，ナロー・セルで実績のある編組式ガラる比重差，いわゆる成層化を生じやすい．このセパレー

スチューブを用いたクラッド式極板を採用して，長寿

タはリーフ式のものと比べて，充電中に電池内で発生

命化をはかった．ガラスチューブは，ワイド・セルのするガスによる電解液の攪拌効果にすぐれており，成多くで用いられている合成樹脂のものと比べて，高温層化防止に有効である 1)．その単電池の構造図を Fig.

での寸法変化が小さいので，活物質を緊密な状態に維

2 に示す．

持するのに好適である．
負極板にはペースト式極板を，2.3

電池端子と接続

Cell lid

Vent plug
Terminal

Container

Element

Mad ribs

Zigzag type separator

Fig. 2 Internal structure of lead-acid traction
battery for DIN standard.

Fig. 1 Outside view of lead-acid traction battery
4DCJ460 for DIN standard.

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第 1巻

第1号

市場で普及しているナロー・セルとワイド・セルに子とふたとを固定することなく高い液密性を確保できは電池端子および電池間の接続方法に特徴的な違いがた．振動などで電池端子が上下移動しても，電解液のある．前者のものは鉛端子であり，電池間は鉛合金製

漏れを効果的に抑えられるので，腐食を抑制することの接続かんを溶接して接続される．この方法は古くかができた．

ら実用化されており，信頼性および経済性にすぐれて（２）電池端子と接続線端子の封口構造いるが，溶接設備およびその技術を持った作業者を必

接続線の構造を Fig. 4 に示す．接続線端子には銅管要とする短所があった．一方，後者のものはボルトオ

をプレス加工したものを使用し，シールリップを設けンタイプの端子であり，電池間は接続線をボルトによた．接続線を取り付けた際に，これと電池端子のブッり固定する．この方法は，特別な設備や技術は必要でシングとが接する部分が封口部となり，電解液等の浸ない．今回採用した方法は後者のものであるが，この入を防ぐ構造とした．端子と導体部とは，合成ゴムで方式の電池端子および接続線端子には信頼性に問題がモールド成形した．これらの電池端子，ふたおよび接残るので，新たに専用のものを開発した．

続線端子を組み合わせた接続構造を Fig. 5 に，その外

2.3.1

観写真を Fig. 6 に示す．

電池端子および接続線端子の設計留意事項（１）電池端子とふたの関係

従来の電池端子の中には，それが上下に移動すると電池端子をふたに装着する場合は，高い液密性が必

封口機能が損なわれる構造のものや，シールリップ

要である．
電池端子は，
極板の腐食による伸びやフォーが接する面の平滑度が低い鉛鋳造品を用いたものがあ

クリフトの走行中の振動で上下に変動することがある．このようなものを用いた電池は，市場において端る．ふたに固定すると破損するおそれがあるので，固定しないほうが好ましい．
（２）電池端子と接続線端子の関係

Terminal cover

Terminal

Conductor

電池端子と接続線端子との接合部は，導電性を維持するために腐食を避けなければならない．とくに腐食性の高い電解液が接合部に浸入することは防止しなけ
ればならない．
2.3.2

Sealing lip

構造（１）電池端子とふたの封口構造

Fig. 4電池端子の構造を Fig. 3 に示す．端子にはインサー

Insulate rubber

Structure of connecting wire.

ト成形した合成樹脂製のブッシングを鉛極柱の周囲に設け，2 個所に配置したＯリングで封口部とした．高Terminal cap

Terminal cover

い液密性を得るために，それが接する面は寸法精度

M10-bolt

Connecting wireが高く，かつ平滑である．この構造によって，電池端

Cell lid
Terminal(Brass-lead coated)
Cell lid(Plastic molded)

Terminal

Bushing(Plastic molded)

O-ring(Rubber)Pole(Lead alloy)

Fig. 3Fig. 5 Structure of battery terminal with connecting
wire.

Structure of battery terminal.

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3.2

第 1巻

第1号

サイクル寿命性能

40 ℃ に お い て， 放 電 深 さ（Depth of discharge：
DOD）75％の条件でサイクル寿命試験をおこなった
ときの放電容量の推移を Fig. 8 に示す．ここでは，１サイクル目の容量に対する割合で示した．図から，放電容量は，1500 サイクルを超えて 80％を維持しており，良好な性能を示すことがわかる．
このように今回開発した電池の性能は，市場で高い評価を得ている JIS 規格タイプのものと同等であると言える 1)．

Outside view of battery in wiring.

120

Discharge capacity / %Fig. 6子部の腐食が多く見られた．今回開発した電池端子部
は，電池端子とふたおよび接続線端子とはそれぞれ独立した封口構造を持ち，Ｏリングおよびシールリップ

100
80
Cycling condition
Discharge:0.25 CA-DOD75%
Charge:125% for discharge capacity.
Temperature:40 OC

60
40
20
0
0

が接する面は平滑度の高い合成樹脂製であるため液密

200

400

600

800

1000

Number of cycles

1200

1400

1600

性は高い．電解液の漏れおよび浸入がおこりにくいの
Fig. 8 Representative cycle life performance oflead-acid traction battery for DIN standard.
Cycling condition
Discharge : 0.25 CA to DOD 75%
Charge: 0.18 CA to 125% of discharge capacity
Temperature : 40 ℃

で，フォークリフト用途の電池としてすぐれた信頼性を持つ端子構造を開発することができた．

３

基本性能

3.1

放電性能

30 ℃における電気車用鉛電池の代表的な各率放電

４性能を Fig. 7 に示す．放電率が 0.2 CA から 1 CA の範囲で，良好な性能を示すことがわかる．

まとめ

当社は，長年にわたりバッテリ式フォークリフト用の電気車用鉛蓄電池として JIS 規格タイプのナロー・セルを生産し，国内外の市場で高い評価を得て，大きなシェアを獲得してきた．しかしながら，海外からのTerminal voltage / V

ワイド・セルの開発要求に応えるために，今回，全く2.1

新しい構造のボルトオンタイプの端子を使用した電池2.0を開発した．この電池は，フィールド試験においても

1.9

良好な結果を得ており，フォークリフトに搭載する場

1.8合の振動や衝撃に対してもすぐれたシール性能を持つ

1.7
1.6
0.28 CA

1.5
1 CA

1.4

ことを確認している．今後は，顧客の要請に応えなが0.2 CA

ら機種の充実をはかっていく予定である．

0.6 CA

1.3
0

1

2

3

Discharge time / h

4

5

6

文献
1) 榎本朋之，西田一美，田中昌文，GS News TechnicalFig. 7 Representative discharge characteristics oflead-acid taraction battery for DIN standard.

Report , 49 (2), 26 (1990).

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