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DISPOSITIF PERFECTIONNE DE CHARGE DE BATTERIES ELECTRIQUES.
Dans les stations de charge pour petites batteries électriques on a fait usage récemment de redresseurs de courant à tension constante, là où les batteries sont chargées en série. Cette opération de charge repré- sente un gaspillage de temps et d'énergie et fait-mauvais usage de la sour- ce de charge, étant donné que les batteries, comme c'est la règle, sont inégalement déchargées lorsqu'on les met en circuit pour la charge, qu'el- les sont insérées en circuit pour des périodes de charge différentes, qu'el- les sont différentes en grandeur, et en nombre variable durant des périodes de charge différentes.
Selon la présente invention, les batteries -sont 'chargées en para'1- 1èle sur un redresseur,dont la tension estréglée, de façon automatique, très exactement, à une valeur constante, par quoi, le courant de charge pour les batteries individuelles, et si on le désire, également le courant four- ni par le redresseur sont limités.
La limitation du courant est réalisée au moyen de résistances qui sont établies de telle sorte que les batteries individuelles, au commence- ment de leur charge, lorsque leur force électromotrice est basse, ne soient pas surchargées et n'absorbent pas le courant total fourni par le redresseur mais en laissent une partie pour les autres:batteries, qui présentent d'au- tres conditions de charge. De .façon convenable, l'agencement de charge est établi de telle .façon que la tension, dans les éléments acides au plomb, soit au commencement de la charge de 2,1 V par élément et en pleine char- ge de 2,35 V, tandis que dans les batteries alcalines, elle est respective- ment de 1,45 V et de 1,57 V par élément, de telle façon que la-variation ne soit que d'environ 10 pour cent.
La tension.'aux bornes du redresseur est réglable exactement et est contrôlée dans la gamme de voltage comprise entre 2,15 et 2,6 V par élément, pour la charge de batteries acides au plomb, et entre 1,45 et 1,7 V par élément, pour la charge de batteries alcalines.
Au début, la batterie -reçoit un courantintense, de telle sorte qu'elle atteigne rapidement la pleine charge. Après un certain temps, lors-
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que la charge est presque terminée, le courant devient très faible. En réglant la tension, aux bornes du redresseur, à différentes valeurs, la charge peut être réalisée à des vitesses différentes. En établissant le voltage des batteries acides au plomb, par exemple, à 2,1 à 2,35 V par élément, la durée d'insertion des batteries dans le circuit ne présente pratiquement aucune importance, puisque la charge, à la fin de la période de charge, dépasse la charge d'entretien. Ceci peut 'être de grande im- portance par le fait que toute surveillance et que tout entretien sont superflus.
Dans l'agencement selon la présente invention, les résistances de limitation du courant peuvent être faites très petites et leur consomma- tion d'énergie est inférieure à 5 pour cent, pour une opération de charge, ce qui ne vaut pas d'être mentionné en regard à la puissance perdue dans les systèmes connus dans la technique. Ces pertes peuvent être réduites en donnant aux résistances un coefficient de température positif. Dans une lampe à incandescence ordinaire, par exemple, la résistance varie dans une gamme allant de 1 à 10, en partant de l'état froid vers l'état chaud.
Ainsi'des lampes convenables à la mise en série avec des batteries peuvent être fabriquées. Le redresseur peut également être limité en courant , soit par l'influence d'un dispositif de contrôle du redresseur, soit par une telle résistance dépendante du courant. Le redresseur est équipé d'un voltmètre pour la mesure de la tension. Comme la tension aux bornes du redresseur est maintenue exactement constante et que, par conséquent, elle peut être utilisée comme moyen de mesure, la chute de tension dans les ré- sistances constituera une mesure positive ou une vérification de l'état de charge des batteries individuelles. Le voltmètre est par conséquent muni de deux échelles de mesure, de telle façon qu'il puisse également être employé pour la mesure de la charge.
Il est évident que dans ce système de chargé, également le voltage, pris directement aux bornes de la batterie, constitue une mesure de ses conditions de charge, qui peut être déterminée.
Puisque les contacts d'une batterie sont souvent oxydés, il est désirable de pouvoir établir si la batterie absorbe du courant. Toutefois, un ampèremètre qui soit reliable aux batteries individuelles est coûteux et compliqué. Selon la présente invention, une simplification appréciable peut être obtenue en utilisant les lampes destinées à limiter le courant comme moyen d'indication pour le courant passant dans les batteries. Ainsi, les lampes sont choisies de telle façon qu'elles s'éclairent lors de l'in- sertion des batteries dans le circuit, tandis que la force électromotrice de celles-ci est faible et que la charge est avantageusement indépendante des conditions de charge.
Si le redresseur'du dispositif de charge selon'la présente invention peut être quelque peu plus coûteux, ceci est largement compensé par la meilleure utilisation du redresseur. bne forme de réalisation de l'invention est illustrée à titre d'exemple, au dessin annexé, où, 1 désigne la source de courant, 2 le redresseur, 3 les barres collectrices, 4 les batteries, 5 un dispositif trans- ducteur, 6 un dispositif pour le maintien d'une tension constante, 7 un rhéostat de contrôle de la tension, et 8 des résistances pour la limita- tion du courant de liaison en série avec les batteries individuelles.
Une résistance 9, agencée pour limiter le courant de l'agencement de charge en- tier, est symbolisée par des lignes en pointillés. Comme mentionné précé- demment,lesdites résistances sont constituées par des lampes à incandes- cence. Au moyen d'un dispositif commutateur 10, la tension aux bornes des barres collectrices et la chute de tension aux bornes des lampes 8 peuvent être mesurées par un voltmètre 11.
Le dispositif transducteur 5 comprend un enroulement 51, à cou- rant alternatif, un enroulement de comparaison 52, à courant continu, et un enroulement de perception 53, à courant continu. -Le transducteur est à auto-excitation (indiqué par une flèche). L'enroulement de comparaison 52 est relié à un dispositif pour le maintien d'une tension constante 6, de tout type connu, tandis que l'enroulement de perception 53 est couplé en parallèle sur les barres collectrices. La composante de tension fournie par
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celles-ci au transducteur peut être contrôlée par un rhéostat de contrôle 7.
Au lieu d'être réalisée par la résistance 9 de limitation du courant cette limitation du courant peut être accomplie par un transformateur 12, branché aux bornes d'un redresseur sec 13, comme représenté en traits pointillés.
Cet agencement de charge nouveau est particulièrement utile, par exemple, pour des batteries entraînant des véhicules de toutes espèces, pour des batteries de lampes, dans les mines, pour des batteries, de démarreur dans les ateliers de réparation de voitures et pour des batteries de wa- gon.
REVENDICATIONS.
1. Dispositif de charge pour batteries électriques, au moyen de redresseurs contrôlés par un transducteur, caractérisé en ce que les batteries sont reliées en parallèle avec un redresseur de charge maintenu exactement à une tension constante durant la totalité de la période de charge et en ce que des moyens de limitation automatique du courant sont branchés en série avec chacune des batteries.
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PERFECTED DEVICE FOR CHARGING ELECTRIC BATTERIES.
In charging stations for small electric batteries, constant voltage current rectifiers have recently been used, where the batteries are charged in series. This charging operation is a waste of time and energy and makes poor use of the charging source, since the batteries, as is the rule, are unevenly discharged when put into operation. circuit for the load, that they are inserted in circuit for different load periods, that they are different in size, and in variable number during different load periods.
According to the present invention, the batteries are 'charged in parallel on a rectifier, the voltage of which is automatically adjusted, very exactly, to a constant value, whereby the charging current for the individual batteries, and if desired, also the current supplied by the rectifier is limited.
The current limitation is carried out by means of resistors which are established in such a way that the individual batteries, at the start of their charge, when their electromotive force is low, are not overcharged and do not absorb the total current supplied by them. rectifier but leave part of it for the others: batteries, which have other charging conditions. Conveniently, the charge arrangement is established such that the voltage, in lead acid cells, is at the onset of charge of 2.1 V per cell and at full charge of 2.35. V, whereas in alkaline batteries it is 1.45 V and 1.57 V per cell, respectively, so that the variation is only about 10 percent.
The voltage at the rectifier terminals is precisely adjustable and is controlled in the voltage range between 2.15 and 2.6 V per cell, for charging lead acid batteries, and between 1.45 and 1.7 V per cell, for charging alkaline batteries.
At the start, the battery receives a strong current, so that it quickly reaches full charge. After a while, when
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as the charge is almost complete, the current becomes very low. By adjusting the voltage across the rectifier to different values, charging can be performed at different speeds. By setting the voltage of lead acid batteries, for example, to 2.1 to 2.35 V per cell, the duration of insertion of the batteries in the circuit is practically irrelevant, since the charge, at the end of the charging period, exceeds the trickle charge. This can be of great importance in that all supervision and maintenance is superfluous.
In the arrangement according to the present invention, the current limiting resistors can be made very small and their power consumption is less than 5 percent, for a charging operation, which need not be mentioned. with regard to the power lost in the systems known in the art. These losses can be reduced by giving the resistors a positive temperature coefficient. In an ordinary incandescent lamp, for example, the resistance varies within a range of 1 to 10, from the cold state to the hot state.
Thus, lamps suitable for series connection with batteries can be manufactured. The rectifier can also be limited in current, either by the influence of a control device of the rectifier, or by such a current dependent resistance. The rectifier is equipped with a voltmeter for voltage measurement. As the voltage across the rectifier is kept exactly constant and therefore can be used as a measuring device, the voltage drop across the resistors will be a positive measurement or a check of the state of charge of the batteries. individual. The voltmeter is therefore provided with two measuring scales, so that it can also be used for measuring the charge.
It is evident that in this charging system, also the voltage, taken directly at the terminals of the battery, constitutes a measure of its charging conditions, which can be determined.
Since the contacts of a battery are often oxidized, it is desirable to be able to determine whether the battery is drawing current. However, an ammeter that is traceable to individual batteries is expensive and complicated. According to the present invention, an appreciable simplification can be obtained by using lamps for limiting the current as an indication means for the current flowing in the batteries. Thus, the lamps are chosen in such a way that they light up when the batteries are inserted into the circuit, while the electromotive force of the latter is weak and the charge is advantageously independent of the charge conditions. .
While the rectifier of the charging device according to the present invention can be somewhat more expensive, this is more than compensated by the better use of the rectifier. bne embodiment of the invention is illustrated by way of example, in the accompanying drawing, where, 1 designates the current source, 2 the rectifier, 3 the bus bars, 4 the batteries, 5 a transducer device, 6 a device for maintaining a constant voltage, 7 a voltage control rheostat, and 8 resistors for limiting the current in series with the individual batteries.
A resistor 9, arranged to limit the current of the entire load arrangement, is symbolized by dotted lines. As mentioned above, said resistors are formed by incandescent lamps. By means of a switching device 10, the voltage across the bus bars and the voltage drop across the terminals of the lamps 8 can be measured by a voltmeter 11.
The transducer device 5 comprises an alternating current winding 51, a comparison winding 52, direct current, and a sensing winding 53, direct current. -The transducer is self-excited (indicated by an arrow). The comparison winding 52 is connected to a device for maintaining a constant voltage 6, of any known type, while the perception winding 53 is coupled in parallel on the bus bars. The voltage component supplied by
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these to the transducer can be controlled by a control rheostat 7.
Instead of being achieved by the current limiting resistor 9, this current limitation can be accomplished by a transformer 12, connected to the terminals of a dry rectifier 13, as shown in dotted lines.
This new charging arrangement is particularly useful, for example, for batteries driving vehicles of all kinds, for lamp batteries, in mines, for batteries, for starter motors in car repair shops and for batteries of lamps. wagon.
CLAIMS.
1. Charging device for electric batteries, by means of rectifiers controlled by a transducer, characterized in that the batteries are connected in parallel with a charging rectifier maintained exactly at a constant voltage during the entire charging period and in this that automatic current limiting means are connected in series with each of the batteries.