CZ59595A3 - Battery charger - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká nabíječe baterií, zejména zapojení pro nabíjení znovunabíjecích baterií a článků. Znovunabijecí baterie a články zapojení znovunabíjení a způsoby podle tohoto vynálezu se mohou pohybovat v Rozsahu od velmi nízkých hodnot napětí - menší než 1 nebo 1,5 voltů, od velmi nízké kapacity až po několik set mAh - až po baterie s rozsahem od 12 nebo 24 voltů do několika set voltů s kapacitou v rozsahu stovek až několika tisíců amperhodin. Uvedený vynález se rovněž týká zapojení a způsobů popsaným výše a zapojení, kde rychlost nabíjení potřebným proudem k znovunabití nabíjené baterie nebo článku může být v rozsahu od 10C do 15C nebo i více a může být regulovaně snížena až na mizivou hranici.

Dosavadní stav techniky

Přihlašovatel tohoto vynálezu je přihlašovatelem podané přihlášky vynálezu Spojených států severoamerických číslo 07/253,703 podané 6. října 1988, odpovídající přihlášce EPO číslo 0 311 460, zveřejněné 12. dubna 1989. Uvedené přihlášky popisují nabíječ baterií, jehož podstatou je to, že nabíječ baterií dodává potřebný proud do znovunabijecí baterie nebo článku ihned s poměrem proudu vyšším než je kapacita baterie v amperhodinách, jinými slovy, s poměrem vyšším než 1C. Takto mohou být znovunabijecí baterie nabo články nabíjeny rychleji.

Další vlastností uvedených vynálezů jsou jednotlivé prvky·zhotovené pro detekci vnitřního resistenčního napětí proudově nezatížené znovunabijecí baterie nabo článku, stanovující předem dané referenční napětí, které je nezávislé na nabíjené baterii. Jinými slovy, pro různé druhy a třídy nabíjených znovunabíjecích baterií nebo článků je referenční napětí předem dáno a je dodáváno z obvodů nabíječky. (Je možné, že referenční napětí může být předem stanoveno pomocí přepínače, a podobně, pomocí znalosti předchozích podmínek, třídy a typu nabíjené znovunabíjecí baterie nabo článku). Resistenční napětí proudově nezatíženého článku je určeno k vnitřnímu stanovení referenčního napětí v určitém čase kdy je nabíjecí proud potřebný k znovunabítí baterie nebo článku přerušován.

Uvedené vynálezy vycházejí z toho, že vnitřní resistenční napětí proudově nezatížené znovunabíječí baterie nabo článku překračuje předem stanovené referenční napětí. Zařízení je provedeno pro redukci elektrického nabíjecího proudu a tím pro redukci rychlosti nabíjení znovunabíječí baterie nebo článku a dále udržují vnitřní resistenční napětí proudově nezatíženého článku na hodnotě ekvivalentní předem stanovenému referenčnímu napětí. Jinými slovy, pokud je zjištěno, že vnitřní resistenční napětí proudově nezatíženéh znovunabíječí baterie nebo článku začíná na okraji překračovat referenční napětí tak, že je indikováno jako rychlost nabíjení proudem potřebným pro znovunabíjecí baterii nebo článek je příliš vysoká a potřebná rychlost nabíjecího výkonu, tb jest nabíjecí proud, je redukován.

Předkládaný vynález se týká zapojení, které je v některých bodech obdobné s výše popsanými zveřejněnými přihláškami US a EPO s tím rozdílem, že mohou existovat podmínky kdy je žádoucí mít lepší kontrolu během nabíjecího procesu, nebo mohou nastat podmínky, kde je důležité kontrolovat referenční napětí vzhledem k nezávislému resistenčnímu svorkovému vypočtenému napětí tak, že je zabráněno nežádoucímu přebijecímu charakteru některých typů. Přebití může nastat za určitých okolností, například tehdy, pokud je nebo začíná být vnitřní teplota znovunabíječí baterie nebo článku vysoká, nebo pokud je nebo začíná být okolní teplota při které dochází k nabíjení vysoká. Dále je někdy důležité sledovat ne pouze resistenční nezávislé svorkové napětí nabíjené znovunabíječí baterie nabo článku, ale rovněž rychlost nabíjení, protože podmínky počátku jistého nabíjecího proudu mohou svědčit o nebezpečnosti podmínek přebití. - — -Přebití může nastat u velkého množství různých typů znovunabíjecích baterii nebo článků. Obecně podmínky a druh, samozřejmě částečně, obsahuji nikl-kadmiové, které mohou být užity v hračkách a zařízeních pro domácnost, zejméha u takových znovunabíjecích baterií a článků - zvláště nikl-kadmiových, které jsou používány ve velkém množství ve výrobcích jako jsou znovunabíječí ruční nástroje a video rekordéry. Další znovunabíječí baterie (nebo články še stejnými vlastnostmi) moho být systémy s olověnými bateriemi, tyto mohou mít velmi malé rozměry pro přenosná radia, magnetofony a jiná obdobná zařízení. Rovněž v mnohém větším provedení se mohou uplatnit u vysokozdvižných vozíků, vozítek na golf a podobně a u elektromobilů. Napětí a kapacita takovýchto olověných baterií může být od 2 voltů (pro jeden článek) až do stovek voltů a více s rozsahem kapacity od zlomků amperhodin do tisíců amperhodin. Obvyklé, v závislosti na velikosti instalované baterie je žádoucí provést nabíjecí proud v souladu s uvedeným způsobem velkou rychlostí a pokud může být rychlost nabíjení v rozmezí od 5C do 10C nebo 15C může být nabíjecí proud v rozsahu Od několika set do tisíců ampér.

Je potřeba zdůraznit, že dobíjení baterie je možné pokud znovunabíjecí baterie nebo článek jsou schopny přijmout nabíjecí proud. Jinými slovy nabíjení baterii nastává jako funkce nabijecíhp proudu a závisí na stavu nabití nabíjené baterie nebo článku. Dále je podstatný tok do nnabíjené znovunabíjecí konečné napětí pro nabíjecí vyšší než stávající napětí proudu z nabíjecích obvodů baterie nebo článku, kde je obvod zhotoveno tak, že je nabíjené baterie nebo článku. Důvodem tohoto rozdílu mezi těmito dvěma napětími je řídicí napětí, často nazývané jako přebíjející nebo polarizační, toto napětí se může řídit. Ale rovněž je důležité znát, že napětí baterie nebo napětí článku, jinak řečeno, je resistenčni nezávislé volné svorkové napětín a že je svorkové napětí znovunabíječí baterie nebo článku nabíjeného v čase během nabíjecí seqvence kdy byl tok nabíjecího proudu do baterie nebo článku přerušen. Toto eliminuje veškeré ztráty napětí během každé resistence v nabíjecím obvodu nebo uvnitř nabíjené baterie nebo článku a je takto pravdivá indikace elektrochemického napětí baterie nebo článku. Je rovněž důležité, že určení resistenčního nezávislého svorkového napětí je dáno mnohem dříve po přerušení toku nabíjecího proudu, tak je vyloučena vnitřní změna nastávající v baterii během časově závislého elektrochemického procesu. Takto je pevně stanoveno resistenčni nezávislé svorkové napětí, které je důležité detekovat. Takovýto napěťový rozdíl je samozřejmě různý pro různé typy baterií nebo článků, jako jsou například nikl-kadmiové (kde resistenčni nezávislé svorkové napětí nově nabíjeného článku může být okolo 1,38 voltů au v podstatě vybitého článku 1,19 voltů, napětí u většiny zůstává okolo 1,2 voltů), nebo olověné (resistenčni nezávislé svorkové napětí může kolísat od přibližně 1,90 voltů do přibližně 2,45 voltů).

Jedním ze smyslů tohoto vynálezu, jak je detailněji uvedeno dále, je zajištění, že všechny teplotní vzestupy uvnitř baterie nebo článku přicházející s nabíjením jako důsledek pouze termodynamické nabíjecí reakce a vnitřní resistence baterie nebo článku, nikoli jako důsledek přebití elektrochemického procesu probíhajícího v článku. Jako důsledek je tu následek tohoto úmyslu, že nabíjení baterie podle tohoto vynálezu je prováděno s vyšší účinností při porovnáni s běžnými nabíječi baterií.

Dalším smyslem nabíjecích obvodů musí být schopnošt určení bodů během nabíjecího cyklu, kdy je přebíjení baterie nebo článku okolo výstupu. Jinými slovy, nabíječ baterií musí být chopen určit danou kapacitu baterie nebo článku k stanovení nabíjecího proudu a k upravení poměru dodávání odpovídajícího nabíjecího proudu. Tohoto je docíleno tak, že je schopen demonstrovat jejich charakteristiky. Nabíječ baterií podle tohoto vynálezu má schopnost odstranit nebo eliminovat paměťovou charakteristiku, která je tak běžná u nikl-kadmiových baterií a článků - zvláště když je nikl-kadmiová baterie nebo článek nabíjena nízkou rychlosti pokud ještě není plně nabita. Toto je praktické, zejména pro lidi užívající nástroje nebo přenosné videokamery a podobně u kterých je nutná stálá činnost chodu zařízení během takového času, kterým je schopnost obou v podstatě kompletní dobití baterie, nebo někdy tak jeko na konec dne pro pohyb baterie od zařízení a schopné přebití je takové, dokud nedojde k úplnému nabití před přebitím .

Dále, pokud jsou baterie a články, jako jsóu nikl-kadmiové, nabíjeny relativně malou rychlostí, může dojít uvnitř baterie ke zkratu, což je daleko méně pravděpodobné pokud je baterie nabíjena vysokou nabíjecí rychlostí. Samozřejmě, skoro v. každém případě, baterie nabíjené způsobem podle tohoto vynálezu, jsou na začátku nabíjeny vysokým nabíjecím proudem pokud je nabíjená baterie nebo článek schopná akceptovat takovýto proud. Jako důsledek bylo shledáno, že životnost článku - to jest počet nabíjecích cyklů, které jsou baterie nebo článek schopny absolvovat - může být zvýšena tímto faktorem dvakrát nebo třikrát v případě nikl-kadmiových baterií nebo článků, pokud je k jejich nabíjení využívána soustavně nabíječe baterií podle tohoto vynálezu.

Nabíječ baterií podle tohoto vynálezu je schopen pracovat s právě tak malým množstvím nabíjecí energie, které je schopné částečně nabít baterie nebo články bez jejich poškození. Toto umožňuje konstruktérům využívajících takovéto baterie přizpůsobit bateriím majícím nižší kapacitu než stávající. Výsledkem této aplikace je nižší výrobní cena a větší využitelnost Vrcholné provedení takto umožňuje zařízeni konstrukci těchto zařízeni u olověných baterií nebo článků vyhnout se přebití a tím opačnému efektu přebití na životnost baterie. Ještě více, protože uvedený vynález se týká provedení nabíječe baterií, který je schopen znovunabíjet baterie ve velmi krátkém časovém intervalu, zcela nebo alespoň z části odpadá nutnost náhradních nebo rezervních baterií nebo nutnost dávání baterií na nabití do servisů na určitou dobu vzhledem k nutnosti nabití baterie.

Typickým příkladem vozítko. Golfová vozítka výše uvedeného může být golfové mají obvykle šest šestivoltových baterií z nichž každá má kapacitu okolo 134 amperhodin.

Cena těchto akumulátorů je v rozmezí kolem 400 dolarů a jejich celková váha je v rozmezí okolo 200 kg. Jestliže bylo akceptováno, že další hráč nebude moci používat golfový vozík po jeho předchozím provozu po dobu asi 15 až 20 min, je možné osadit golfový vozík třemi 12 V akumulátory, z nichž každý má kapacitu kolem 70 Ah. Takové akumulátorové osazení je možné nabít akumulátorovou nabíječkou podle uváděného vynálezu za dobu asi 15 až 20 min a může být zajištěno za cenu přibližně 200 dolarů při celkové váze kolem 100 kg. Dále může být navržen lehčí akumulátorový

Ί vozík, čímž může být prodloužena doba provozu nebo v jiném případě použit váhově lehčí akumulátor, čímž jsou snižovány investiční náklady.

Dalším typickým příkladem jsou akumulátorem napájené ruční spotřebiče a přístroje. Mělo by být poznamenáno, že výrobci takových spotřebičů a přístrojů neustále zvětšují velikost akumulátorových kontejnerů v souvislostí. - se zajištěním dalších pracovních činností, čímž se takové spotřebiče a přístroje, opatřené těžšími a většími akumulátory, stávají objemnějšími a těžšími. Produkce těžších a objemnějších akumulátorů je v protikladu k původnímu záměru pro který byly tyto spotřebiče vyvinuty. Cílem se proto stalo zajištění akumulátoru, který by býl malý a snadno ovladatelný a manipulovatelný. Na druhou stranu mohou návrháři a výrobci ručních, akumulátorem poháněný ručních spotřebičů a přístrojů uvést na trh spotřebič s · mnohem menším akumulátorem a zároveň mnohém snadněji ovladatelný v souladu s nabíječkou akumulátoru zhotovenou podle uváděného vynálezu. Takový akumulátor může být opětně velmi rychle nabíjen, například doplňován během provozu, při čemž přínosem, zejména podle obchodních specialistů a podobně, je snížení investičnch nákladů a zvýhodnění jejich užitné hodnoty.

Jako další příklad mohou být uvedeny například akumulátory pro ruční přenosné telefonní přístroje nebo přenosné diktovací přístroje, například takový, na kterém byla koncipována uváděná přihláška vynálezu. Tyto přístroje a přenosné audio přístroje všeobecně, zejména takové, které mají schopnosti zaznamenáváni -- mohou mít různé požadavky, týkající se elektrického proudu, kladené na akumulátory, které je pohánějí, závisející na způsobu záznamu nebo reprodukce nebo na skutečnosti, zda přístroj obsahuje rychlé převíjení magnetofonového pásku z jedné

cívky na druhou.

Přihlašovatel uvádí v konkrétních případech zvlášf zajímavý a významný stav techniky. Stav techniky zahrnuje množství patentů a jednu studii, zaměřené na rozličné způsoby nabíjení akumulátorů. Nabíjení akumulátorů podle stavu techniky není však zpravidla řízeno prováděním regulace nebo není funkcí na odporu nezávislém svorkovém napětí nabíjeného dobíjeciho akumulátoru nebo článku.

Prvním odkazem na stav techniky je studie, autor Dr. Karl Kordesch a kol., o názvu: Sinusová vlna ovládaného proudu testovaných akumulátorů a publikovaná v revui Journal of the Elektrochemical Society, vydaném v červnu 1960, str. 480 až 483. Studie je jednou z prvních zmínek o měření na odporu nezávislém svorkovém napětí a určitým způsobem používá těchto údajů pro determinaci stavu nabíjení a pro účely regulace nabíjení.

Jedním z prvních patentů, který se zmiňuje o na odporu nezávislém nabíjení akumulátoru je US patent č. 3 576 487, přihlášený 27. dubna 1971, původce Chase. Patent popisuje použití multivibrátoru se zapínáním a vypínáním proudu, čímž je umožněno do akumulátoru napájet impulsový nabíjecí proud. Během přerušení proudu je snímáno napětí akumulátoru, které je porovnáváno s referenčním napětím. Jestliže snímané napětí akumulátoru překročí předem stanovenou hodnotu, nabíjecí operace se zastaví. Takto je ovládána bohužel pouze hlavni dokončovací napájecí operace, zatímco zbytkový náboj je plynule dodáván do akumulátoru.

Jiným dřívějším patentem je US patent č. 3 531 706, přihlášený 29. září 1970, původce Mullersman, popisující akumulátorovou nabíječku, která dodává impulsový stejnosměrný nabíjecí proud a která snímá teplotu vyrovnávaného, na odporu nezávislého svorkového napětí nabíjeného izolovaného článku. Účelemm toho je, že tok nabíjecího proudu o vysoké intenzitě do izolovaného článku může být ukončen, jakmile článek dosáhne téměř plného napětí, přičemž je důležité použití vhodného tepelného integračního obvodu uvnitř izolovaného článku. Zároveň je využit na napětí citlivý ovládací spínač, jehož účelem je ukončit nabíjecí činnost, jestliže je na svorkách izolovaného článku dosažena předem stanovená hodnota.

US patent č. 4 061 956, přihlášený 6. prosince 1977, původce Brovn a kol., popisuje stejnoměrnou akumulátorovou nabíječku , která má množství sekundárních funkcí, pomocí kterých je stav nabíjeného akumulátoru determinován signály vyjadřujícími akumulátorové svorkové napětí a teplotu akumulátoru. Patent se zabývá zejména zajištěním zesílení signálu do nabíjeného akumulátoru v souladu s předvoleným nabíjecím programem souvisejícím akumulátoru determinovaným podle a teploty. Patent rovněž předpokládá rozličné nabíjecí programy, které jsou závislé na druhu akumulátoru a způsobu jeho instalace. Zejména se zabývá možností krátkého spojení článků a ukončeni nebo zabránění nabíjecí operace v tomto případě.

nabití napětí se stavem měření jeho

Následující patenty, US patent č. 3 886 428, přihlášený 27. května 1975, a US patent č. 3 987 353, přihlášený 19. října 1976, původce Macharg, popisují regulační systém akumulátorové nabíječky. Každá taková akumulátorová nabíječka je vhodná pro různé druhy akumulátorů, ale zejména je určena pro použití s olověnými akumulátory. Podle obou z těchto patentů je ovládací signál odvozen z vnitřního odporu poklesu napětí při vypnuti nabíjecího proudu a diferenciaci intenzity oslabení svorkového napětí přerušeného obvodu. Napětí je pak odvozeno

z rozdílu měření velikosti nabíjecího proudu v souvislosti s jeho postupným snižováním. Zvláště se patenty zabývají jevem vytváření plynu a poznamenávají, že vytváření plynu bylo zjištěno jako důsledek výskytu podstatného rozdílu intenzity oslabení svorkového napětí přerušeného obvodu.

V následujících patentech, US patent č. 4 388 582, přihlášený 14. června 1983 á US patent č. 4 392 101, přihlášený 5. července 1983, původce Saar a kol., jsou popsány rychlonabíječí obvody pro nikl-kadmiové nabo jiné akumulátory, zejména pro typy používané pro ruční přenosné spotřebiče a přístroje. Tyto patenty se však zabývají zejména analýzou nabíjecí charakteristiky nebo výkonnostní křivky akumulátoru a nastavením nabíjecí charakteristiky na bázi předvolených kritérii a určení jedné nebo několika přesných řad hodnot. Tato základní opatření mohou být použita v případě selhání nabíjeného akumulátoru, což lze podle stanovené nabíjecí charakteristiky očekávat.

Podstata vynálezu

Uváděný vynález popisuje obvody a způsoby pro nabíjení dobíječích akumulátorů a článků. Tyto obvody mají rozličné specifické konstrukční znaky tak, aby mohla být prostřednictvím uváděného vynálezu zajištěna teplotní kompenzace a produkce proměnných referenčních napětí, která jsou závislá na řadě faktorů, zahrnujících teplotu akumulátoru nebo skutečný stav nabíjecí schopnosti akumulátoru. Rovněž jsou stanoveny různé a dostatečně komplexní charakteristiky časového nastavení. Dalším charakteristickým rysem uváděného vynálezu, za určitých konstrukčních předpokladů nabíjeného akumulátoru, je možnost samočinného stanovení přesné charakteristiky nabíjeného akumulátoru a rovněž i množství článků a nabíjecí napětí dodávané do akumulátoru. Dalším charakteristickým rysem

přesných a detailních umožňuje zabránit nebo takové jako tepelný při použití obvyklých uváděného vynálezu je stanovení zdokonaleni nabíjecího cyklu, což vyloučit nežádoucí vedlejší účinky průraz -- nezjistitelný naproti tomu snímacích operací.

Uváděný vynález popisuje obvod pro nabíjení dobíječích akumulátorů nebo článků, zajišťující zdroj elektrické nabíjecí energie, která je dodávána přes výstup, na který může být dobíječi akumulátor nebo článek připojen. Mezi zdrojem elektrické nabíjecí energie a nabíjeným znovunabíječím akumulátorem nebo článkem je ovládací obvod, například typu spínacího invertoru, který je uspořádán tak, že intenzita množství dodávané nabíjecí energie nabíjecího proudu -- může být regulována pomocí alesppň jednoho snímacího obvodu a alespoň jednoho regulačního obvodu. Snímací obvod zahrnuje prostředky pro snímání svorkového napětí znovunabíječího akumulátoru nebo článku a porovnávací prostředky porovnávaj ící snímané svorkové napětí s referenčním napětím pro stanovení výstupního signálu z komparátoru jestliže mezi těmito porovnávanými napětími existuje diference. Rovněž je stanoven impulsoýý časovači signál, který ovládá krátkodobá přerušení nabíjecího proudu a zároveň ovládá činnost blokovacích prostředků tak, že do regulačního obvodu, který řídi úroveň dodávané energie spínacím invertorem při impulsových podmínkách stanovených impulsovým časovacím signálem, je dodáván blokovaný výstup komparátoru. Činnost ovládacího obvodu určuje předem stanovený poměr zjištěného svorkového napětí a referenčního napětí stanoveného v okamžiku, kdy byl přerušen nabíjecí proud -- jinými slovy předem stanovený poměr na odporu nezávislého svorkového napětí nabíjeného znovunabíjecího akumulátoru nebo článku s ohledem na referenční napětí. Výkonový provozní poměr sekvence spínání spínacího invertoru je určen vyhlazeným výstupem blokovacích

prostředků, čímž je regulována intenzita nabíjecí energie -nabíjecího proud. Ve shodě s významným charakteristickým znakem uváděného vynálezu může být referenční napětí, proti kterému je porovnáváno na odporu nezávislého svorkové napětí, přizpůsobeno důsledkem stavu nabíjení znovunabíjecího akumulátoru nebo článku v jakémkoli časovém okamžiku.

Jako výkonové regulační prostředky, které jsou připojeny v sérii se zdrojem, určené obecněji než v předchozím popisu, může být , považován spínací ivertor. Výkonové regulační prostředky uspořádané tak, že intenzita množství energie -- nabíjecího proudu -- dodávaného do znovunabíjecího akumulátoru nebo článku, který je připojen na výstup nabíjecích obvodů, může být regulována podle shora uvedeného alespoň jedním snímacím obvodem a alespoň jedním regulačním obvodem. Stručně řečeno, typickými výkonovými regulátory, podrobněji popsanými dále, nehledě na výkonové tranzistory či tranzistory MOSFET, mohou být rovněž využity takové jako jsou křemíkové usměrňovače, lineární regulátory, spínací regulátory a spínací magnetické zesilovače.

Stav nabíjeného znovunabíjecího akumulátoru nebo článku -- s ohledem na možnou změnu referenčního napětí -zahrnuje teplotu akumulátoru nebo teplotu okolí, ve kterém akumulátorové nabíjecí obvody pracují. Pro zjišťování teplot jsou určena teplotu snímací zařízení, přičemž tento teplotní snímač může být uspořádán tak, že je ovlivňován vnitřní teplotou akumulátoru nebo článku nebo teplotou okolí. V obou případech může být referenční napětí, se kterým je porovnáváno na odporu nezávislé svorkové napětí, algebraicky ovlivňováno teplotou teplotního snímače.

Uváděný vynález zajistí v případě, kdy z jakékoliv příčiny je teplotní snímač mimo provoz, takové uspořádání

obvodu, že důsledkem jeho bezpečnostní činnosti dojde k vypnutí nabíjecího obvodu.

Dále popisuje uváděný vynález prostředky, pomočí kterých hodnota nabíjecího proudu dodávaná dto znovunabíjecího akumulátoru nebo článku může ovlivňovat hodnotu referenčního napětí. Takto může stav schopnosti přijímat náboj znovunabíjeným akumulátorem nebo článkem sám o sobě dále ovlivňovat způsob nabíjeni znovunabíjecího akumulátoru nebo článku.

Kromě toho uváděný vynález popisuje prostředky pro snímání vnitřního tlaku nabíjeného znovunabíjecího akumulátoru nebo článku. Prostředky snímající tlak mohou být uspořádány tak, že ovlivňuji referenční napětí (nebo, jak bude popsáno dále, snímané svorkové napětí) a tak za určitých podmínek stavu tlaku nabíjeného znovunabíjecího akumulátoru nebo článku regulují činnost nabíječky při buď modifikované nebo konečné nabíjecí operaci.

Alternativně mohou být obvody podle uváděného vynálezu také uspořádány tak, že vstup do komparačních prostředků s referenčním jestliže meži porovnávaj ících zj ištěné svorkové napětí napětím a vytvářejících výstupní signál, těmito napětími existuje diference, přičemž výstupní signál z komparátoru prochází přes blokovací prostředky regulačního obvodu tak, aby ovládal spínání spínacího invertoru nebo činnost výkonového regulátoru, může být připojen s nepatrnými rozdíly. Takto uváděný vynález rovněž předpokládá možnost změny snímaného svorkového napětí jako důsledku stavu nabíjeného znovunabíjecího akumulátoru nebo článku spíše než změnu referenčního napětí následkem tohoto stavu. Obecně vzato, algebraický účinek signálu, který je důsledkem stavu nabíjeného znovunabíjecího akumulátoru nebo článku bude aplikován na snímaný signál svorkového napětí

v protikladném smyslu ke způsobu, který bude aplikován na obvyklejší průběh referenčního napětí.

Není třeba dodávat, že uváděný vynález popisuje rovněž přiměřené vizuální a jiné signální prostředky pro indikaci nepřerušované činnosti nabíječky, jejího stavu nebo skutečnosti, že nabíjecí činnost byla ukončena.

Uváděný vynález stanovuje způsob nabíjení znovunabíjecích akumulátorů a článků, který obecně zahrnuje následující kroky:

(a) stanovení elektrického nabíjecího proudu dodávaného ze zdroje na výstup, přes který může být znovunabíječí akumulátor nebo článek připojen;

(b) periodické přerušování toku elektrického nabíjecího proudu pro stanovení na odporu nezávislého nabíjeného znovunabíječího akumulátoru porovnání snímaného napětí proudově se srovnávacím napětím, které je na svorkového napětí nebo článku a nezatíženého článku nabíjeném dobijecím akumulátoru nebo článku nezávislé;

(c) dodávání elektrického nabíjecího proudu na výstup nabíječky při pevné a předem stanovené časové periodě při nižší předem stanovené maximální hodnotě proudu nebo schopnosti dobijeciho akumulátoru či článku přijmout nabíjecí proud. V případě kdy schopnost dobijeciho akumulátoru nebo článku přijmout nabíjecí proud je větší než předem stanovená maximální hodnota proudu, pak elektrický nabíjecí proud je dodáván při této maximální hodnotě proudu; a po první pevné časové periodě pokračuje dodáváni elektrického nabíjecího proudu při maximální hodnotě, která byla dodávána při ukončení první pevné časové periody, pokud snímané na odporu nezávislé svorkové napětí znovunabíjeciho :-Wi

akumulátoru nebo článku je menší než nezávislé referenční napětí. Druhá proměnná časová perioda je stanovena při prvním případě, kdy snímané napětí proudově nezatíženého článku dosáhne stejné hodnoty jako nezávislé referenční napětí. V tomto okamžiku je umožněno snížit elektrický nabíjecí proud přiváděný do dobijecího akumulátoru nebo článku, přičemž snížení elektrického nabíjecího proudu je provedeno takovým způsobem, že snímané napětí proudově nezatíženého článku a nezávislé referenční napětí zůstává na téže hodnotě. Jinými slovy, sníženi elektrického nabíjecího proudu sleduje křivku přejímání náboje nabíjeného dobijecíno akumulátoru nebo článku;

(d) činnost časového spínače od počátku nabíjecího cyklu, takže následuje třetí předem stanovená časová perioda měřená od počátku nabíjecího cyklu, při které je elektrický nabíjecí proud snížen na předem stanovenou hodnotu od nuly na předem stanovený nízký nabíjecí proud v případě, že nabíjecí proud je stále na řečené maximální hodnotě;

(e) také činnost časového spínače pří konc čtvrté předem stanovené časové periody, která následuj v případě, kdy elektrický nabíjecí proud se začíná snížov a je účinně změněn na předem stanovenou hodnotu od nuly hodnotu dobijecího proudu.

i e

at na

Ve shodě s dalším charakteristickým znakem uváděného vynálezu je nabíjený znovunabíječí akumulátor nebo článek nepřetržitě monitorován pro stanoveni jakéhokoliv jednotlivého vadného článku v akumulátoru. V případě, že je takový vadný článek objeven, nastává okamžité ukončení nabíjecí operace a je obdržen výstražný signál.

Další variací dříve uvedené nepřetržité monitorovací činnosti pro vyhledávání vadného článku je potlačení monitorovací činnosti pro první předem stanovenou časovou periodu, která je kratší než první pevná časová perioda popsaná dříve, takže nabíjecí proud může být dodáván do výstupu v jeho maximální hodnotě. To dovoluje krátkou časovou periodu, kdy jinak nezatížený nebo silně vybitý článek je poprvé připojen na nabíječku pro alespoň počáteční nastavení elektrochemické reakce uvnitř článků akumulátoru před tím, než je provedeno přesné monitorování vadného článku uvnitř akumulátoru. Obecně vzato, první časová perioda, po kterou je potlačeno testování vadného článku, trvá takovou časovou periodu, která je nezávislá na typu a kapacitě akumulátoru a na použitém nabíjecím proudu a obvykle bývá v rozmezí 15 sekund až 3 minuty

Další variací způsobu nabíjení článků ve shodě s uváděným vynálezem je, že po ukončení kroku (c), popsaném dříve, je zahájen odlišný krok (e) , při němž je hodnota elektrického nabíjecího proudu stále vzorkována na periodické bázi a porovnávána s hodnotou elektrického nabíjecího proudu zjištěnou při předchozím odebrání vzorku. Jestliže je snímáno zvýšení elektrického nabíjecího proudu nebo je snímána při předem stanovené časové periodě doporučeným způsobem akumulace periodické hodnoty snímaného proud, pak další regulační činnost je taková, že elektrický nabíjecí proud je donucen plynule se snižovat. Tato procedura účinně vyloučí možnost tepelného průrazu akumulátoru.

Dále může být elektrický nabíjecí proud nucen snižovat se kontrolovaným způsobem buď na dobíječi proud nebo dokonce na nulu.

Další variací je skutečnost, kdy je snímán pokles nabíjecí proudu o alespoň předem stanovené množství za

konstantním dokončovacího předem stanovené časové periody a v důsledku které činnost regulačních prostředků nutí elektrický nabíjecí proud přijmou různou změnu hodnoty pro další předem stanovoenou časovou periodu. Takto může být regulována strmost charakteristiky nabíjecí proudu v závislosti na času.

Ještě další variací shora zkoumané je, ža v určitých případech může být žádoucí, aby dokončovací náboj, který je větší než dobíječi náboj, přivedl stav náboje pojmutého v znovunabíječím akumulátoru nebo článku na plných 100%. V tomto případě, jakmile snižující se nabíjecí proud může dosáhnout určené úrovně pro předem stanovený dokončovací nabíjecí proud, jehož hodnota může být v rozsahu 0,5C až 3C. V témž čase je započata další nebijecí perioda proudem při předem stanovené hodnojtě nabíjecího proudu a nepřetržitém určování napětí proudově nezatíženého článku nabíjeného akumulátoru

Pro ukončení dokončovacího nabíjení se předpokládá několi způsobů. Podle jednoho z nich je dokončovací nabíjecí proud ukončen na počátku prvního případu, kde předem stanovená časová perioda měřená od počátku nabíjecího cyklu uplyne nabo přednostně v případě, kdy v čase snímané napětí zvýšilo nad hodnotu o předem stanovenou je snímáno zvýšení proudově nezatíženého článku se nezávislého srovnávacího napětí velikost. Kromě toho, jestliže elektrického nabíjecího proudu a jestliže okamžitá hodnota elektrického nabíjecího proudu je vyšší než buď určená hodnota dokončovacího náboje nebo dokonce určená hodnota zbytkového náboje může být nabíjecí proud snížen buď hodnotu náboj e.

na dokončovacího náboje nebo na hodnotu zbytkového

Další provedení podle vynálezu zahrnuje ampérhodinQvý čítač. Takové zařízení může být použito ve spolupráci ””«0B s mikroprocesorem a zaznamenává celkový náboj dodaný do akumulátoru nebo článku během vybrané časové periody. Ampérhodinový čítač může spolupracovat přes mikroprocesor s časovacími prostředky pro stanovení dokončovacího náboje při určitých předvolených hodnotách celkového náboje dodávaného během určitých časových period.

Další provedení zahrnuje prostředky, obvykle mikroprocesor, pro detekci změn měřeného napětí proudově nezatíženého článku v závislosti na čase. Zjištění určitých charakteristických kritických bodů může být použito jako signál pro vymezení dokončovacího náboje podle předvolené hodnoty dodávaného celkového proudu od zjištění určitého charakteristického kritického bodu.

Podle dalšího provedení podle vynálezu je určena doba dokončovacího náboje ve vztahu k časovému rozdílu mezi koncem druhé proměnné časové periody a začátkem čtvrté předem stanovené časové periody.

Další podstatou způsobu podle tohoto vynálezu je možnost sledování vnitřního tlaku v nabíjených znovunabíjecích bateriích nebo článcích. Snímání může mít vliv na referenční napětí zrovna tak jako má na referenční napětí vliv teplota. Nabíjecí proces může být měněn nebo časově posunut snímáním podle předem stanovené změny vnitřního tlaku znavunabíjeci baterie nebo článku, nebo pokud je předem známý absolutní vnitřní tlak znovunabíječí baterie nebo článku zvýšen.

V dalším provedení podle tohoto vynálezu se využívá zdokonalení způsobu měřením výstupního proudu nezávislého resistenčního napětí Vrf· Bylo zjištěno, že při užití relativně dlouhé výstupní periody , to jest 50 až 1000 msec, a při měření V^p v blízkosti konce periody, byl vliv jednotlivých druhů článků na průběh nabíjení minimalizován.

Přehled obrázků na výkresech

Výše uvedená provedení a další řešení a varianty jsou detailně popsány dále. Rovněž je popsáno jedno základní provedeni nabíječe baterií s teoretickými i ovládacími aspekty a typická nabíjecí charakteristika a obvody umožňující dosáhnout tyto charakteristiky. Následující pop je proveden pomocí přiložených výkresů, kde ís na Obr. 1 je znázorněna charakteristická obecně přijatá nabíjecí křivka pro baterie, znázorněná v porovnání s nabíjecí křivkou a zónami nedobití a přebití a se stavem nabití nabíjené baterie nebo článku jako stavem nabiti v závislosti na čase, na Obr. 2 je znázorněn tepelný účinek vybíjení, nabíjení a přebíjení typického malého nikl-kadmiového článku při relativně malé nabíjecí rychlosti 1C, na Obr. 3 je znázorněna teplota článku a akumulovaná nikl-kadmiového článku nabíjeného v souladu s daným vynálezem, charakteristická křivka, nabíjecí charakteristika za rychlostních podmínek na Obr. 4 je znázorněna další skupina křivek pro různé větší články nabíjené v delším časovém období, znázorněn účinek vnitřního tlaku článku, rovněž je na Obr. 5 jsou znázorněny charakteristické proudové a teplotní podmínky nabíjeného a přebíjeného článku za ztížených podmínek, při využiti nabíječe podle vynálezu, na Obr. 6 je znázorněna skupina křivek shodných β®

na Obr. 7 pro nabíjení, vysokokapacitní časovém období, na Obr. 8 nabíjecí snižován ve stavu na s křivkami z Obr. 4, ale článek je ochlazován a nabíjen při nízké okolní teplotě, je znázorněna další skupina křivek typická teplotu a proud charakteristické pro baterie, nabíjené v relativně krátkém je znázorněno schematicky zapojení obvodu charakteristického nabíječe podle tohoto vynálezu, na Obr. 9 (a), 9(b) a 9(c) jsou znázorněny charakteristické křivky popisující .účinek různých referenčních napětí měněných v čase a jejich různé účinky na proud, kde není nabíjecí proud v žádném případě pod maximální nabíjecí proud potřebný pro udrženi nabíjení schopném nabíjet baterii nebo článek,

Obr. 10 je znázorněna skupina typických charakteristických křivek pro skupinu baterií majících různou kapacitu, všechny jsou nabíjeny shodným maximálném proudem, na Obr. 11 je znázorněna křivka nabíjecího proudu vzhledem k času, kde jsou určité předem stanovené časové intervaly od začátku nabíjecího cyklu označeny, na Obr. 12 je znázorněn diagram stavu změn a podmínek odpovídající různým stavům nabíjení při kterých se mohou vyskytnout změny podmínek, které mohou nastat během nabíjení baterie, v souladu s časovým intervalem znázorněným na Obr. 11, na Obr. 13 je znázorněna skupina nabíjecích křivek v závislosti na průběhu času, kde mohou nastat účinky

tepelného úniku, na Obr. 14 je znázorněno umístění působení nabíjecího proudu řídícího nabíjecí proud, odpovídajícího charakteristickým časovým intervalům uvedeným na Obr. 11, na Obr. 15 je znázorněn další křivka nabíjecího proudu v závislosti na čase s ohledem na předem dané časové intervaly s různými ovládacími kritérii odpovídajícími Obr. 14, na Obr. 16 je znázorněna ještě jedna křivka nabíjecího proudu vzhledem k času, při jiných kritériích pomocí prvků, které mohou vyloučit tepelný únik a na Obr. 17 je znázorněn graf shodný s Obr. 11, ale jsou zde znázorněny podmínky konce dobíjení a ukazuje skupinu časových křivek, znázorňujících korelaci mezi termálním napětím a resisitenčnim volným napětím při nabíjení znovunabíječí baterie nebo článku.

Na Obr. 18A je znázorněna v třírozměrném diagramu skupina křivek poklesu napětí po 10 sekundách (a při přerušení každé 2 minuty) během 500 msec přerušeních 5A (8C) nabíjecího proudu procházejícího přes běžné X typy AA NiCd článků.

Na Obr. 18B je znázorněn dvourozměrný diagram z Obir. 18A, znázorňující závislost napětí na proběhnutém nabiječím čase jako funkci času výstupního proudu na 15 a 495 msec.

Obr. 19A je shodný s Obr. 18A s výjimkou toho, že byl použit článek typu Y.

Na Obr. 19B je znázorněn dvourozměrný diagram shodný

s Obr. 19A, znázorňující závislost napětí na proběhnutém nabíjecím čase jako funkci času výstupního proudu na 15 a 495 mseC.

Příklady provedení

S pomocí Obr. 1 bude dále popsán základní princip uvedeného vynálezu, nabíjecí charakteristiky a přijaté vzorové nabíjecí charakteristiky znovunabíječí baterie nebo článku. Z Obr. 1 je zřejmá charakteristická závislost nabíjecího proudu vzhledem ke stavu nabití baterie nebo článku. Toto vyplýváz toho, že stav nabíjení se mění podle toho zda je náboj dodáván do baterie nebo je z ní odebírán. Znázorněná charakteristická křivka 10 popisuje maximální nabíjecí proud, který je batterie schopna přijmout. Tento proměnný nabíjecí proud závisí na uskladnění chemické energii jako funkci stavu nabití. Tato křivka rozděluje zásadně obraz na dvě zóny, zóna 12, která je pod křivkou 10. je poddobíjecí zónou pro baterii nebo článek a zóna 14. která je nad křivkou 10 je přebijecí zónou pro nabíjenou baterii nebo článek. Rovněž je znázorněna linie 16, která se protíná s linií 18 a křivka, která zahrnuje linii 16 a linii 18 může být považována za křivku odpovídající stávajícímu stavu nabíječů, určených pro nabíjení baterií nebo článků s konstantním proudem po dobu dokud není dosaženo částečného vymezeného napětí. Toto napětí je určeno pro 100% stav nabiti baterie nebo článku. Po tuto dobu je konstantní proud omezován a redukován až na nulu nebo až na mizivé nabíjení. Na Obr. 1 je znázorněno mizivé nabíjení 20 u prodloužení křivky 10 mimo linii 18 (to jest mimo podmínek vymezených linií 18.) .

100% stav nabití znamená, že byla dosažena 100% kapacita vázané energie nabíjeného akumulátoru nebo článku, měřená v ampérhodinách (Ah). Bohužel stav nabití per se není

charakteristický, takže může být vlastně měřen, s výjimkou stavu úplného vybíjeni článku nebo akumulátoru, stav nabiti v okamžiku, ve kterém začala vybíjecí operace. Na druhou stranu je schopnost akumulátoru nebo článku přijímat náboj funkcí stavu jeho nabití a jestliže je do akumulátoru nebo článku přiváděn vyšší proud než který je článek schopen přijímat, narůstá stav nabití a důsledkem tohoto stavu je vznik teplo a plynů uvnitř akumulátoru nebo článku.. Oblast 22. která je nad křivkou 10., ale zároveň pod liniemi 16., 18 reprezentuje oblast stavu nebo podmínek, při kterých se může vyskytovat přehřívání akumulátoru za stavu nabíjení navrženého liniemi 16 a 18.

Akumulátorové nabíječky podle uváděného vynálezu budou sledovat linii 16., která může být na hodnotě 10C -- to jest úroveň nabíjecího proudu zobrazená na Obr. 1, ale rovněž může být i odlišné hodnoty jako například 3C nebo 4C nebo dokonce až do 20C -- až do okamžiku dosažení stavu nabiti, při kterém linie 16 protíná křivku 10.. V tomto okamžiku, jak bude popsáno dále, je provedeno nastavení nabíjecího proudu. Takto pak křivka 10 reprezentuje křivku přejímání náboje.

Jestliže je do akumulátoru nebo článku přiváděn nabíjecí proud a jakmile vzrůstá stav nabití, jsou uvnitř akumulátoru nebo článku konvertovány jeden po druhém elektrochemické přenosy z vybitého stavu do nabitého stavu. Postupem nabíjecího procesu se snižuje počet elektrochemických přenosů použitelných pro konverzi a v důsledku toho schopnost akumulátoru přijímat náboj klesá. Jestliže tedy snížení hustoty přenosů znamená nezpůsobilost akumulátoru nebo článku přejímat nabíjecí proud nad určitou hranicí, není výsledkem přetížení nabíjecím proudem nad tuto hranici rychlejší nabíjení, ale zvyšování elektrodových potenciálů až na úroveň elektrolýzy -- jejíž důsledkem je vyvíjení plynů a madměrný ohřev. Tehdy

-'i.

se může vyskytnou přebiti akumulátoru nebo článku a uvnitř akumulátoru nebo článku může dojít k poškození. Takové poměry nabíjecí obvody podle uváděného vynálezu vyhledají a odstraní tak, že zjišťují kdy přenosy náboje nejsou dále schopné snášet dodávaný nabíjecí proud a následným snížením přicházejícího proudu vyrovnávají snižování schopnosti přenosů snášet tento dodávaný nabíjecí proud. Popsané charakteristické znaky jsou popsány dále.

Následující popis je zaměřen zejména na nikl-kadmiové články nebo akumulátory sestavené z množství takových článků používané pro ruční elektrické spotřebiče nebo přístroje, videokamery a podobně. Za účelem vyvážení jejich článkového napětí na přibližně 1,2 V mají nikl-kadmiové články negativní teplotní koeficient - 4mV/°C. Jak již bylo zmíněno shora, články jsou nabíjeny vyšším nabíjecím svorkovým napětím, tak, že napájecí napětí je rozdílem mezi nabíjecím svorkovým napětím a zbytkovým napětím článku. Kromě toho je charakteristické, že výrobci nikl-kadmiových článků zejména článků se slinutými elektrodami -- zkoumají schopnost vybíjení těchto článků velmi vysokými rychlostmi až do hodnot 10C, zatímco doporučená nabíjecí intenzita je obvykle pouze asi O,1C.

Nabíjecí reakce uvnitř nikl-kadmiového článku jsou následuj icí:

2Ni(0H)₅ + 20H- --> 2NiOOH*H₂O + 2e .........(1)

Cd (OH) ₂ + 2e --> Cd 1 + 20H- ...........(2)

Mělo by být poznamenáno, že omezení spodní hranice doporučené intenzity nabíjení na asi 0, ÍC se nedotýká nabíjecích reakcí uvedených shora, ale spíš přebijecí reakce (3) -- viz dále -- která se může vyskytnout na kladné elektrodě nikl-kadmiového článku a přebíjecích reakcí a (5) -- viz dále -- vyskytující se na záporné elektrodě izolovaného nikl-kadmiového článku nebo přebijecí reakce (6) -- viz dále -- vyskytující se na záporné elektrodě odvzdušněného nikl-kadmiového reakce jsou následující:

článku. Uvedené přebijec

40H-		- ->	2H20 + 02 + 4e ........	(3) ~
°2 +	2Cd + 2H20	-->	2Cd(OH)2 ..............	(4)
°2 +	2H20 + 4e	- ->	40H- ..................	(5)
2H20	+ 2e	- ->	H2 + 20H- .............	(6)
Při	nabíjení	izolovaných článků vyvíjení	kyslíků,

které je důsledkem přebíjecí reakce (3), vytváří tlak uvnitř článku a ten je důsledekm zrychlení reakce spotřebovávání vyvinutého kyslíku, což ukazují přebíjecí reakce (4) a (5). Mělo by být však poznamenáno, že při nízké nabíjecí intenzitě, například asi 0,1 C, tlak uvnitř izolovaného článku zůstává na hodnotě kolem 1 atmosféry, zatímco při nabíjecí intenzitě pouze 1,0 C by tlak uvnitř izolovaného článku mohl vystoupit až na hodnotu 10 atmosfér pro běžné články a až na hodnotu 5 atmosfér pro speciálrjí rychlonabíječí články, které mají zvláštní uspořádání píp rekombinaci kyslíku. Tak je rychlejší nabíjení možné pouze v případě, jestliže je nabíjecí proud regulován nebo přerušen před výskytem závážných podmínek pro přebiti článku. Kromě toho rěkombinační reakce jsou pomalejší při nízkých teplotách čili jestliže je teplota článku snížena na asi 40°C, bude provozní tlak uvnitř článku obvykle dvojnásobný. Z toho důvodu je pro studené akumulátory příznačné riziko otevřeni pojistného ventilu, jehož důsledkem by byla ztráta elektrolytu z článku a to zejména jestliže je studený článek nabíjen rychle jinak než pomocí obvodů a způsobů popsaných v uváděném vynálezu.

Ještě dále mohou být přebíjecí reakce (3), (4) a (5) izolovaných článků také důsledkem ohřevu uvnitř článku. Naproti tomu nabíjecí reakce (1) a (2) budou mít zpravidla za následek nepatrné ochlazení způsobující záporné reakční teplo kolem 0,06 kcal/Ah. Toto záporné teplo může nebo také nemusí být překryto uvolňováním tepla uvnitř článku způsobeného vnitřním odporem článku. Rovněž přebíjecí reakce článku bude přirozeně vykazovat opačný teplotní účinek na záporné reakční teplo nabíjecích reakcí (1) a (2) . Bylo zjištěno, že jestliže byl článek tepelně izolován, nabíjecí reakce při velmi nízké nabíjecí intenzitě by mohla ochladit článek na asi 10°C, ale následná přebíjecí perioda by mohla zvýšit teplotu článku o alespoň 20°C na každých 10 % kapacity přes plně nabitý stav článku. Tato skutečnost je zobrazena na Obr. 2, kde předpokládaná intenzita nabíjení, vybíjeni a přebíjení článku je 1 C. Křivka 24 ukazuje vzestup teploty z méně než 10°C až nad 30°C po dobu nepatrně větší než 1 hod. při vybíjení, snížení teploty na asi 25°C po další hodinu při nabíjení s následným podstatným nárůstem teploty přes další půlhodinu při přebíjení článku.

Zde uváděný vynález plně respektuje skutečnost, že fáze přebíjení, která je zobrazena na Obr. 1 a Obr. 2, se může vyskytnou před ukončením nabíjení článku. Bohužel, při vysokých nabíjecích intenzitách může schopnost článku přejímat náboj poklesnout pod intenzitu nabíjení i když stav nabíjení je pouze části jeho plné kapacity, čili přebíjecí reakce s odpovídajícími důsledky tlaku a ohřevu může ve skutečnosti nastat ještě před tím než je článek plně nabit.

Většina znmámeho stavu techniky popišuje nabíjecí metody, kde je nabíjecí proud dodáván v krátkých vysoce výkonných impulsech, které jsou odděleny od intervalů nulového proudu, během kterých jsou zjišťovány informace o stavu nabiti. Jak je popsáno shora, touto informací může být přímo na odporu nezávislé svorkové napětí nebo jak uvádí US patenty podle Macharga či Mullersmana tato informace může být závislá na stanovení intenzity zbytkového napětí běhém intervalu nulového proudu. Určitá část tepla způsobeného přebijecími reakcemi může být eliminována, přesto se dodáváním krátkých impulsů vysokého proudu bude vyskytovat nevratný ohřev, způsobený vnitřním odporem článku a závisející na vysokém poklesu napětí článku.

Ideálním stavem je regulace nabíjecího proudu tak, aby byl právě pod úrovní, na které se začínají vyskytovat podmínky pro přebíjení, a tak i vylučení podmínek pro vznik přetlaku a přehřátí, což je znázorněno na Obr. 1 ar. 2. Obvody podle uváděného vynálezu, kde je využito přerušováni proudu pouze na několik milisekund,jsou schopné počátky přebijecich reakcí uvnitř článku zjistit a tím následně snížit nabíjecí proud na bezpečnou úroveň tak, aby nabíjení článku při nejvyšším možném proudu probíhalo bez přebíjení. Jinak řečeno, obvody podle vynálezu budou sledovat křivku přejímání náboje článkem nebo akumulátorem až do okamžiku, kdy křivka plynule dodávaného proudu linie 16 protne křivku 10 nabíjecí schopnosti, což je znázorněno na Obr. 1.

Na Obr. 3 jsou například znázorněny nabíjecí, teplotní a proudové charakteristiky HALF-HEIGH SUB-C článků s kapacitou asi 650 mAh. Mělo by být poznamenáno, že počáteční proud znázorněný na křivce 26 je dodáván při téměř 18 C po dobu asi 3 min, což znamená, že je téměř 90 % náboje článku dodáno v prvních 5 min jak znázorňuje křivka 28. Ve stejném okamžiku znázorňuje křivka 30, že vnitřní teplota článku’vzroste o pouze asi 10°C, přičemž počáteční teplota článku bylo kolem obvyklé pokojové teploty.

článku. Nabíjení intenzitě kolem

Na Obr. 4 jsou znázorněny další charakteristiky sub-C článků s kapacitou kolem 1200 mAh. Nabíjecí křivka 32. křivka teploty článku 34 a křivka nabíjecího proudu 36 jsou však sjednoceny křivkou 38, znázorňující vnitřní přetlak je nominální po dobu 15 min při proudové 4 C, přičemž kolem 12 nebo 13 minuty nabíjecí operace se proud začíná snižovat a kapacita náboje dosáhne kolem 90 % stanovené hodnoty. Bude charakteristické, že se uvnitř článku vyskytne zanedbatelný nárůst tlaku, přičemž tento nárůst tlaku bude stabilizován při snížení nabíjecího proudu na nulu při asi 18 minutě nabíjecí operace. Teplota uvnitř článku se přes celý nabíjecí cyklus snižuje velmi nepatrně.

Účelem Obr. 5 je ukázat charakteristické proudové a teplotní poměry na křivce 40 a další křivce 42, pro obvyklé typy článků, jejichž nabíjecí charakteristiky ukazuje Obr. 4. V tomto případě se však nabíjecí proud nepatrně zvyšuje na asi 5 C. Během vybíjecího intervalu 44 bude charakteristické, že vnitřní teplota článku vzrůstá, zatímco v následujícím nabíjecím intervalu 46 se vnitřní teplota článku snižuje. Stejný nárůst teploty během vybíjení a pokles teploty během nabíjení se bude opakovat i při intervalech 48 a 50.. Teplo vytvořené během každé vybíjecí periody je odstraňovábo při následném nabíjení článku elektrochemickým ochlazovacim účinkem kombinovaným s tepelnými ztrátami.

Na Obr. 6 je předloženo další uspořádání charakteristických křivek, které je podobné uspořádáni na Obr. 4. V tomto případě je však teplota článku velmi nízká a to v rozsahu od -15°C do -10°C. Bude charakteristické, že křivka nabíjecího proudu 52, který je limitován spínacím výkonovým . zdrojem uvnitř nabíjecího obvodu, nedosáhne maximální hodnoty kolem 5 A, neboť nízkou teplotou byla nmaBGmwnnnm9BM<

MBS patřičně snížena schopnost článku přijímat náboj. Z tohoto bylo, za určitých tendencí, zjištěno, že při zahřívání článku je článek schopen přijímat vyšší proud, nikoli přebijecí proud. Teplota na křivce 54 a náboj na křivce 56 se zvyšuje. Nabíječka byla v provozu časovou periodu 20 min, přičemž, v bodě 60. je vypnuta. Při okamžitén restartování bude charakteristické, že nabíjecí proud se, což bylo očekáváno, plynule snižuje podle křivky 52. Tlak uvnitř článku vzrůstá po celou časovou periodu nabíjecí činnostg, ale k žádnému nadměrnému nebo nebezpečnému nahromadění tlaku uvnitř článku při nízkých teplotách nedošlo.

Nakonec, Obr. 7 znázorňuje charakteristické nabíjecí křivky pro různé druhy článků nebo akumulátorů zjištěňé měřením: křivku nabíjecího proudu 62, nabíjecí křivku 64 a teplotní křivku 66 ukazující nabíjecí charakteristiky nabíjené nikl-kadmiového leteckého akumulátoru s určenou počáteční intenzitou nabíjení 220 A. Kapacita velkého odvzdušněného nikl-kadmiového akumulátoru se slinutými deskami je 40 Ah. Křivka 64 ukazuje, že během 10 min je do akumulátoru dodáno přibližně 85 % náboje. Kromě toho vnitřní teplota akumulátoru -- nabíjeného při teplotě okolí -vzroste o méně než 10°C. Akumulátor byl plně nabit za dobu měněn než 30 min.

Charakteristický nabíjecí obvod podle uváděného vynálezu:

Na Obr. 8 je znázorněn charakteristický nabíjecí obvod navržený podle výše uvedeného. Obvody jsou zjednodušeny uvedením nezbytně nutných prvků vlastní nabíječky, aniž by bylo třeba uvádět všechny prvky. Kromě toho je uvedeno několik obvodových připojení, která ovlivňují proměnné srovnávací napětí v souladu s uváděným vynálezem a j sou závislá na takových faktorech jako je teplota a nabijepí proud. Tato připojení se nemusí v každém provedení nabíječky vyskytovat.

Ve stručnosti je obvod podle Obr. 8 následující:

Stanovený zdroj elektrické energie 70 může být buď 115 V střídavý proud, 12 V stejnosměrný proud nebo jiný. 115 V střídavý proud je napětím běžným v domácnostech Severní Ameriky a 12 V stejnosměrný proud je standartní automobilové napětí. Proto jsou obvody podle uváděného vynálezu navrženy tak, že mohou být uspořádány pro činnost při napětí běžném v domácnosti nebo mohou pohánět například cigaretový zapalovač v automobilu. Přes stanovený výstup 72. který dodává elektrickou nabíjecí energii, je připojen dobíječi akumulátor nebo článek označený obecně jako 74. Spínací invertorový obvod 76 je navržen v sérii se zdrojem 70. přičemž typickým spínacím invertorovým obvodem je transistor MOSFET 01. Je pochopitelné, že intenzita množství energie dodávané na výstup 72 a do dobijecího akumulátoru nebo článku 74 a tudíž i nabíjecího proudu může být regulována spínáním spínacího invertoru 76 mezi jeho otevřenými a uzavřenými stavy. Samotná spínací regulace je pod kontrolou ovládacího obvodu 78. kterým může být šířkou impulsů modulovaný ovladač. Ovládací obvod 78 je proporcionálně ovládán ovládacím vstupem 84, který je přiváděn ze snímacích obvodů popsaných dále. Na ovládací spínač 78 je připojen výstup zesilovače 86. Další, časovači impulsy přicházejí z časového spínače 82 do aktivačního vstupu 80 ovládacího obvodu 78, který ovládá krátkodobá přerušení nabíjecího proudu.

Ve zvoleném provedení část obvodu na Obr. 8, podle kterého je energie -- tedy nabíjecí proud -- dodávána na vstup, je možné použít i jiné další energii dodávající systémy, které jsou regulovatelné. Například zobrazené spínací invertorové zařízení 76 je tranzistor MOSFET, ale

stejně dobře by mohlo být nahrazeno jinými výkon ovládacími zařízeními, známými ze stavu techniky. V nej širším smyslu slova je výkon ovládací zařízení vloženo do serie mezi zdroj 70 a výstup 72. Typickými příklady těchto ovládacích zařízení, zahrnutých v obvodech rozličných druhů a topologií, jsou bipolární tranzistory, křemíkové regulační usměrňovače, hrdlové vypínací tyristory, lineární regulátory nebo spínací magnetické zesilovače.

Stanovené snímací prostředky zjišťuji svorkové napětí dobíjecího akumulátoru 74. Zahrnují snímací vedení 88. připojené na rezistor RS tak, že signál záporného vstupu komparátoru 90, připojeného také na rezistor R25. který je děličem napětí a uzemněnín, je funkcí a v přímém vztahu se snímaným svorkovým napětím akumulátoru nebo článku 74. Další vstup do komparátoru 90 je referenční napětí generované uvnitř nabíjecího obvodu a je nezaávislé na svorkovém napětí akumulátoru nebo článku. Referenční napětí je na vedení 92 a je nastaveno během kalibrace obvodů vypnutím dělícího obvodu R31 a Pl. Jak bude zmíněno dále, hodnota referenčního napětí na vedeni 92 je, bohužel, algebraicky ovlivňována kompenzací, určenou pro teplotu akumulátoru nebo článku 74 nebo okolí, závisející na uspořádání teplotního snímače 94. Hodnota referenčního napětí na vedení 92 může být také algebraicky ovlivňována hodnotou nabíjecího proudu. Teplotní kompenzační obvod, obecně označený jako 96., a kompenzační obvod nabíjecího proudu, obecně označený jako 98., jsou připojeny přes spojky JI a J2 tak, že jejich výstupní hodnoty jsou algebraicky sčítány na spoji 100.

Kdykoli když se vyskytnou rozdíly mezi referenčním napětím na vedeni 92 a zjišťovaným svorkovým napětím na spoji 102 -- vstup do komparátoru 90 -- je výstupní signál z komparátoru 90 dodáván na vedení 104 do ovládacího vstupu blokovacích prostředků 106. kterými může například být zobrazený rotační klopný obvod. Ovládací výstup z blokovacích prostředků 106 je dodáván na vedení 108 přes přenosový článek R34. C14. který je schopen dávat pomalou časovou konstantu, na jednu ze vstupních svorek zesilovače 86. Přenosový článek Cl5. R40 se zpětnou vazbou na výstupu zesilovače 86 má rychlou časovou konstantu. Obecně je rychlost ovládacího spínače 78 taková, aby spínací invertorový obvod 76 byl činný při frekvencích od 20 Khz do 30 Khz (a v některých případech dokonce až do 100 Khz. Spínací invertorový obvod 76 konfigurace snižování napětí sestává z tranzistorového spínače MOSFET Ql. diody D2 a indukční cívky LI. Spínací invertorový obvod 76 je kompletně uzavřen za periody od 0,5 msec až do asi 20 msec a obvykle v rozmezí od asi 1 do 3 nebo 5 msec za ovládání aktivačním vstupem 80. Filtrační kondenzátor C6 filtruje spínací frekvenci spínacího invertorového obvodu 76 tak, aby byl vyloučen jakýkoli nechtěný účinek vysoké frekvence na výstup 72.

Je samozřejmé, že pracovní cyklus spínacího invertorového zařízení 76 je ovládán logický aktivačním signálem 80 a proporcionálním ovládacím signálem 84 ovládacího spínače 78.

Vstup ovládacího signálu 84 je, jak již bylo popsáno, ovlivňován výstupem zesilovače 86, jehož výstup je ovlivňován hodnotou nabíjecího proudu, jestliže je snímací obvod nabíjecího proudu 98 je schopný provozu, což bude popsáno dále. V každém případě může být ovládací spínač 78 tudíž regulován v jakémkoli okamžiku toku nabíjecího proudu, ale v souladu s podmínkami činnosti nabíjecího obvodu a stavem nabíjecího proudu a snímaného svorkového napětí dobíječiho akumulátoru nebo článku 74, a to vše regulováno přes výstup 108 blokovacího zařízení 106 je střídavě fpnkcí výstupu komparátoru ’?5S58!

Tento výstup 108 90 na vedení 104

determinovaného porovnáváním hodnot snímaného svorkového napětí na spoji' 102 a srovnávacího napětí na vedení 92.

Činnost popsaného zpětnovazebného obvodu je taková, že v případě nabíjecího proudu většího než nula ale menšího než maximální proud bude ovládána hodnotou nabíjecího proudu tak, že akumulátorové napětí snímané na spoji 102 v okamžiku, kdy výstup z komparátoru 90 na vedení 104 je blokován blokovacími prostředky 106. je vyrovnáno na hodnotu srovnávacího napětí na vedení 92. Jak bylo popsáno, srovnávací napětí na vedení 92 je nebo může ovlivňováno hodnotou nabíjecího teplotního snímače 94, jestliže v činnosti.

být dále výstupem proudu a/nebo je obvod 96 a/nebo 98

Je tudíž vhodné, že zajištěni impulsového časovacího signálu na vedení 110 do aktivačního vstupu 80 ovládacího spínače 78 a do časového vstupu blokovacího prostředků 106. umožní ovládání ON-OFF spínacího invertoru 76 pomocí regulace časovačim spínačem 82. Není třeba říkat, že časový impuls může být také zajištěn na vedení 112 jako nahrazení vedení 110 jako důsledek regulace při dodávání ze zdroje alernativního proudu na vstup 70.

V některých případech může být uvnitř nabíjeného znovunabíječího akumulátoru nebo článku instalován tlakový snímač, takový jako přesně ustavený tenzométr nebo podobný s proměnlivým odporem závislým na tlaku. Je označen jako 95 a může být připojen na spojku J 3. Činnost teplotního snímače 95 ovlivňuje napětí na spoji 100 v podstatě stejným způsoběm jako činnost termistoru 94 ovlivňuje na spoji 100 napětí.

V alternativním provedení mohou být výstupy obvodů 96 a 98., což je teplotní kompenzační obvod a kompenzační obvod nabíjecího proudu (nebo tlakové snímací zařízeni

v tomto pořadí, připojeny na spoj 102. Takové připojení je zobrazeno přerušovaným vedením 114. V tomto případě zůstává hodnota referenčního napětí na vedení 92 v podstatě konstantní, ale další vstup do komparátoru 90 ze spoje 100 je algebraicky ovlivňován činností obvodů 96 a/nebo 98. Obecně může být také vřazen na vedení 114 další invertorový zesilovač tak, že účinek výstupu obvodu 96 a/nebo 98 je algebraicky sčítán na spoji 102 tak, v ptotikladném smyslu než na spoji 100. aby ovlivňoval hodnotu referenčního napětí na vedení 92.

Účinek teplotní kompenzace jako důsledku činnosti teplotního snímače 94 a teplotního kompenzačního obvodu 96 je popsán dále. Je samozřejmé, že základním účelem teplotní kompenzace je snaha vyloučit teplotní průraz. Kromě toho nabíjecí obvod uváděného vynálezu musí být schopen činnosti přes široké teplotní rozsahy, ve kterých se nabíječky nebo akumulátory mohou zpravidla nacházet při teplotách v rozmezí od -20°C do 50°C.

Stanoveným teplotním snímačem 94 může být termistor, na teplotu citlivý odpor jiný než termistor, činné na teplotu citlivé zařízení se dvěma svorkami nebo několikasvorkové činné na teplotu citlivé zařízení. Pro každý z těchto případů je výstup teplotního snímače funkcí teploty zařízení, takže výstup se mění podle teploty zařízení. Teplota zařízeni je závislá na způsobu jeho uspořádáni: teplotní snímač může být instalován tak, že jeho teplota je ovlivňována okolím, ve kterém je umístěn nabíjecí okruh nebo dobíječi akumulátor nebo článek nebo může být teplotní snímač instalován tak, že jeho teplota je ovlivňována vnitřní teplotou dobíječi akumulátoru nebo článku. Podle těchto podmínek může být teplotní snímač jednoduše instalován v poloze blízko vnější strany skříně nabíječky nebo blízko upevňovacího uspořádáni pro umístění

dobijeciho akumulátoru nebo článku. Ve druhém z obou případů může být teplotní snímač instalován tak, že je v uzavřeném a těsném fyzickém kantaktu se skříní dobíjeného dobijeciho akumulátoru nebo pláštěm dobíjeného dobijeciho článku tak, že změny vnitřní teploty uvnitř akumulátoru nebo článku ovlivňují teplotu jeho skříně nebo pláště a tyto změny jsou pak zaznamenávány teplotním snímačem.

Teplotní snímač 94 je uspořádán tak, že jeho tělesrté vytvoření je charakterizováno jacky /svírkami/ 116 a 118. Kromě toho, u obvodu na Obr. 8, je jack /svírka 118 uspořádána tak, že spínač 120 je otevřen při spojení s teplotním snímačem a uzavřen, když s ním spojen není. V každém případě je hodnota R20 taková, aby na výstupu spoje R19 a R20 bylo přibližně lineární napětí při rozpětí teplot přibližně -10°C až +60°C. Změna hodnoty R19 umožňuje nastavit velikost teplotní kompenzace, takže například při provozu akumulátorové nabíječky pouze se zvláštními typy akumulátorů, jako je například nikl-kadmiový akumulátor, nikl-hybridní akumulátor nebo olověný akumulátor, mohou být zvoleny různé hodnoty R19. Jestliže je odstraněn teplotní snímač 94 a spínač 120 je uzavřen jackem /svírkou/ 118. je do obvodu připojen pevný odpor R21.

Dále bude charakteristické, že do obvodu je v sérii s odporem R19 a spojkou J1 zahrnuta součástka identifikovaná jako N19. Součástkou N19 může být přenosový článek nebo zařízení, které má komplexní nelineární výstup. Pomocí součástky N19 může být provoz obvodu ovlivňován činností teplotního snímače 94 citlivější v určitých snímaných rozmezích teploty oproti jiným.

Kromě toho je využit zesilovač 122. který má vstup ze spoje odporů R19. R20 a R21. V případě, že obvod zahrnující teplotní snímač 94 je náhodně otevřen, bude zesilovač 122 vytvářet na vedení 124 RTO signál. Toto vedení jde na vstup součtového členu QR109. který je uspořádán tak, že jakýkoliv signál na každém z jeho výstupů bude příčinou osvětlení světelné emisní elektrody LED 126 --jedná se o červenou LED diodu. Zároveň je signál z výstupu součtového členu OR1Q9 přiveden na vstup R blokovacího zařízení 106. což je příčinou uzavření blokovacího zařízeni 106 a tím je zabráněno dodávání dalšího nabíjecího proudu na výstup 72.

Rovněž bude - charakteristické využití druhého komparátoru 91 stejně jao druhého blokovacího zařízení nebo klopného obvodu 107. Vstupy do komparátoru 91 jsou z vedení snímaného napětí 88 a přes dělič napětí R30/R29 z vedení referenčního napětí 92. Účelem komparátoru 91 je snímání chybného článku v akumulátoru nebo článku 74. Vadný článek (nebo článek akumulátoru) je příčinou snižování snímaného ohmického svorkového napětí znovunabíjecího akumulátoru nebo článku 74 a na komparátoru 91 je pak zaznamenáván rozdíl mezi snímanou hodnotou ohmického svorkového napětí a srovnávacího napětí, který není možno tolerovat. V tomto případě je pak výstup z komparátoru 91 veden do blokovacího zařízeni nebo klopného obvodu 107 s výstupem na vedení 111. kde se vyskytuje nízké napětí. Nízké výstupní napětí na vedení 111 je přiváděno na vstup součtového členu OR1Q9. který je jiný než vstup, na který je přiváděn signál RTO z vedení 124. Jak bylo zmíněno dříve, signál každého vstupu součtového členu QR109 je příčinou osvětlení světelné emisní diody LED 136 a zároveň představuje dodávaný uzavírací signál na vstup R blokovacího zařízení 106.

Ačkoli přičleněné soustavy obvodů nejsou detailně zobrazeny, je zřejmé, že činnost snímače tlaku 95 může být v podstatě podobná činosti teplotního snímače 94. Snímač tlaku 95 je připojen na spojku J3. ale zároveň může být připojen také přes podobný obvod jako teplotní snímač 94.

nebo

V každém ' případě činnost a výstup snímače tlaku ovlivňované vnitřním tlakem dobijecího akumulátoru článku 74 mohou ovlivňovat napětí na spoji 100 (nebo spoji 102 zmíněném shora).

na

Rovněž by mělo být poznamenáno, že referenční napětí na vedení 92 (nebo signál představující snímané svorkové napětí na spoji 102) může být algebraicky ovlivněno hodnotou nabíjecího proudu dodávaného do dobijecího akumulátoru nebo článku 74, což je funkcí obvodu 98.

Vedení snímaného proudu 128 vede (v tomto případě) ze záporného pólu výstupu 72. který je zároveň spojen přes snímací bočník R5 s kladným pólem, přes vyhlazovací filtr R15. Cl8 na vstup zesilovače 130. Zesíleni zesilovače 130 je determinováno pomocí hodnoty R16/R17. Výstup zesilovače 130 je připojen přes odpor R18 a spojku J2 do spoje 100 -- nebo jak je naznačeno shora, v určitých případech do spoje 102. V každém případě je uspořádání takové, že v jeho nejjednodušším provedení bude výstup zesilovače 130 probíhat z nejvyšší hodnoty do nejnižší hodnoty, když je dodáván nabíjecí proud do dobijecího akumulátoru nebo článku 74 a je uvnitř předem stanoveného rozmezí podle hodnot snímaných ha vedení 128. Například u zesilovače 130 s výstupem 10A může nabíječka dosáhnout nejvyšší hodnoty při nabíjecím proudu nad 3A a nej nižší hodnoty při nabíjecím proudu pod nulou. Kromě toho může výstup dodávat v podstatě lineární hodnoty proudu přes předem stanovené rozpětí.

Zároveň by mělo být charakteristické, že přítomnost diody D14. jestliže je zahrnuta, ovlivňuje vymezení rozsahu činnosti obvodu 98 pouze těch výstupních napětí zesilovače 130. která jsou větší než napětí na spoji 100 (nebo na spoji 102 zmíněném shora). V tomto případě, viz. obvod na Obr. 8, bude zesilovač 130 využívat lineární regulaci srovnávacího napětí na vedení 92 pouze tehdy, kdy nabíjecí proud je v rozmezí 3A až 1A. Tak je umožněna kompenzace příslušného nabíjecího proudu pro široký sortiment dobíječích článků a akumulátorů, při čemž typ nabíjeného dobijecího akumulátoru nebo článku je specifikován pro konkrétní nabíjecí proud. Takto mohou být specifické hodnoty součástek jako jejich odpor, prahové napětí, a podobně, změněny.

Dále je charakteristické, že čítač 132 může sloužit jako časový spínač. Jeho funkce je zajišťována signálem ze spoje 100 na konci předem stanovené periody, čímž může být snižována hodnota srovnávacího napětí na vedení 92. To je | zejména výhodné při nabíjení olověných akumulátorů, kde může být nepatrně vyšší počáteční napětí během rychlého nabíjení na počátku činnost nabíjecího obvodu následováno sníženým nabíjecím napětím.

Mimoto je charakteristické, že blokovací obvod 106 má výstup na vedení 134. jdoucího do světelné emisní diody LED 136. Dioda LED 136 je zelená LED dioda a její funkcí je zajistit vizuální signál, potvrzující činnost nabíjecích obvodů a přívod nabíjecího proudu na výstupní obvod 92.

Signál na vedení 134 je doplněn signálem, který na vedení 108. Jestliže je například na vedení 108 konstantní signál, neboť stav a podmínky dobijecího akumulátoru nebo článku jsou takové, že je do nich dodáván nepřetržitý nabíjecí proud, pak signál na vedeni 108 je nepřetržitě vysoký a výstup na vedení 134 je nepřetržitě nízký, čímž je zajištěno nepřetržité osvětlení světelné emisní diody LED 136. Na druhou stranu, jakmile se začíná výstup regulovat tak, že nabíjecí proud se začíná snižovat přímo na modulaci výkonového modulátoru nebo spínacího invertoru, pak osvětlení diody LED 136 se začíná přerušovat. Při přiměřených hodnotách dalších součástek obvodů pro nastavení ' časových konstant a podobně začne dioda LED 136 signalizovat

viditelnou intenzitou.

Dále je třeba objasnit některé další znaky typického nabíjecího obvodu demonstrované na Obr. 8. Charakteristické například je, že vedení snímaného proudu 128 nevede pouze do zesilovače 130.' ale také do zesilovače 86 Nicméně, skutečnost, že časová konsájjnta obvodu Cl 5. R40 je rychlá časová konstanta, zatímco časová konstanta obvodu R34. C14 je pomalá časová konstanta, bylo již poznamenáno. Proto činnost ovládacího spínače -- obvykle, jako již bylo naznačeno, se jedná o ovládací spínač s modulaci šířkpu impulsů -- může být regulována přes výstup blokovacího zařízení 106 v jakémkoli čase, kdy nabíjecí proud protéká na výstup 72 a je snímán na vedení 128. ale také kdy regulace je ve shodě se snímanými podmínkami jako důsledek vstupu a výstupu komparátoru £0, přičemž jak vstup, tak výstup komaparátoru 90 jsou důsledek hodnoty snímaného na odporu nezávislého svorkového napětí algebraicky ovlivňované na vedeni 92 nebo na spoji 102 výstupem teplotní no vyrovnávacího okruhu 96. vyrovnávacího proudu 98 nebo tlakového snímače 95.

okruhu nabíjecího

Charakterističtější může být uspořádání přídavného odporu RS1. zobrazeného jako integrální součást vnitřní

Takto jsou specifická struktury dobijecího akumulátoru 74 (skutečnost, kdy připojen na výstup 72 jednotlivý článek, není relevantní určeny prostředky, pomocí kterých může b hodnota srovnávacího napětí na vedeni přizpůsobována na spoji 102 jako následek svorkového napě akumulátoru 74, které je samo o sobě důsledkem množst článků v akumulátoru a jejich uspořádání v sériovém ne sériově/paralelním zapojení. Je to výhodné zejména p je

).

ýt tí ví bo ro hodnotu srovnávacího napětí na vedeni 92. která specifikuje konkrétní hodnotu srovnávacího napětí na článek. Z tc důvodu je vhodné doplnit nabíjecí obvod určitými proštřeč ho ky pro stanovení množství článků zapojených v sérii z důvodu nastavení výstupního napětí.

Zmíněný problém se může dostavit jako důsledek požadavku nabíjet pomocí nabíjecího obvodu podle uváděného vynálezu akumulátory pro rozličné druhy ručních elektrických spotřebičů a přístrojů, z nichž každý má rozdílné napět!. Rozličná požadovaná napětí mohou mít rovněž akumulátory pro různé druhy mechanických hraček, videokamer, radiem řízených modelů automobilů, lodí a podobně. Velmi čato může být nastavení pro různá svorková napětí akumulátorů provedena změnou nastavení přepínače na akumulátorové nabíječce. Jestliže je však zmíněný přepínač nastaven nesprávně, může dojít k nebezpečnému stavu přebití.

Uspořádání přídavného odporu RS1 uvnitř akumulátoru podle uváděného vynálezu dostatečným způsobem pro nabíjecí obvod zajišťuje informace ohledně nezbytně nutného napětí, které má být dodáváno na vstup 72. Musí být však bohužel poznamenáno, že akumulátorové nabíječky přizpůsobené zajistit proměnné výstupní napětí pro akumulátory s uvnitř uspořádaným přídavným odporem RS1. nemají vedení snímaného napětí 88 pevnou součástí obvodu jak ukazuje Obr. 8, ale vedení snímaného napětí 88 je v bodě 140 přerušeno a vedením 142 je znovu oboveno. Přídavný odpor RS1 nahrazuje odpor RS (viz. Obr. 8), který musí být při použití přídavného odporu RS1 z obvodu odstraněn.

Hodnota přídavného akumulátorového kontejneru v akumulátoru 74. Znamená odporu RS1 umístěného uvnitř je proto funkcí množství článků to, že na schodnici RS1 a R25 dochází k úbytku napětí tak, že napětí na svorce 102 je v podstatě ekvivalentem na odporu nezávislého svorkového napětí jednotlivého článku, což bylo předpokládáno a již zmíněno shora. Pro akumulátor s n-články by hodnota odporu

přídavného odporu RS1 měla být rovna (η - 1) násobku hodnoty odporu odprou R25. Obvyklé komerčně dostupné odpory jsou postačující pro zajištění nezbytného napětí a hodnoty odporu schodnice, přičemž je obvyklé použití polopřesných odporů, které mají odporovou přesnost kolem 1 % jmenovité hodnoty. To je charakteristické pro základní bezpečnost, neboť jestliže z nějakého důvodu vedení 142 selže, bude nabíječka nepřetržitě snímat nízké nebo nulové napětí a v souladu s dalšími znaky popsanými dále situaci varovným signálem oznámí a vypne se.

Samozřejmě, že činnost obvodu uvedeného na Obr. 8 může být závislá na řadě faktorů a správná regulace okruhu může být důsledkem určitých snímaných vlastností dobijeciho akumulátoru nebo článku -- zejména jeho vnitřní teploty, do něho dodávaného nabíjecího proudu nebo jeho vnitřního tlaku -- nebo změn těchto snímaných vlastností. Zejména změny, jak vnitřní teploty, tak vnitřního tlaku nabíjeného dobijeciho akumulátoru nebo článku, mohou působit na činnost nabíječky tak, že nabíjecí proud dodávaný do znovunabíječího akumulátoru nebo článku 74 může být modifikován nebo nabíjecí operace ukončena. Takové změny mohou být důsledkem předem stanoveného zvýšení snímané vnitřní teploty znovunabíjeciho akumulátoru nebo článku nebo předem stanoveného zvýšení snímaného vnitřního tlaku; nebo dokoncže i při dosaženi předem stanovené absolutní teploty nebo předem stanoveného absolutního vnitřního tlaku nabíjeného znovunabíjeciho akumulátoru nebo článku.

Obr. 9 (a), 9 (b) a 9 (c) zobrazuje vlivy různých referenčních napětí v závislosti na čase a rovněž různé vlivy,. které má měnící se referenční napětí na nabíjecí proud, kde nabíjecí proud pracuje v režimu, při kterém jě snižován ze spodního maximálního nabíjecího proudu v souladu se stavem nabíjecí přijímací schopnosti nabíjeného dobijeciho akumulátoru nebo článku. Každý (a), 9 (b) a 9 (c) je soustavou tří křivek;

Obr.

změnu nabíjecího proudu to křivka představující napětí a jeho vztah základní křivka představuje v čase, vedle základní křivky je odpovídající změnu referenčního s nabíjecím proudem a třetí křivka, pod základní křivkou, představující změnu referenčního napětí v čase. Je pochopitelné, že měřítko proudu je stejné u základní křivky a křivky po její levé straně a měřítko času je stejné u základní křivky a křivky pod ní.

Obr. 9 (a) ukazuje křivku nabíjecího proudu 150 a dvě křivky 152 a 154 představující vztah referenčního napětí oproti proudu na křivce 152 a referenčního napětí oproti času na křivce 154. Nabíjecí proud na křivce 150 začíná jako konstantní proud a pak se snižuje na konkrétní hodnotu označenou jako 156. při které se čas referenčního napětí na křivkách 152 a 154 začíná měnit až do dosažení další hodnoty označenou jako 158. při které čas referenčního napětí na křivkách 152 a 154 dosáhne své nižší hodnoty. Kdyby při hodnotě nabíjecího proudu označené jako 156 nedošlo ke změně referenčního napětí, nabíjecí proud by pokračoval podle následující křivky označené jako 160 a když je referenční napětí na úrovni zaujaté při hodnotě nabíjecího proudu označené jako 158. nabíjecí proud by probíhal podle křivky 162.

Obr. 9 (b) na druhou stranu znázorňuje situaci, při které bylo zesílení zesilovače 130 sníženo tak, že ovlivňuje změnu referenčního napětí na vedení 92 postupně z jeho vyšší hodnoty do jeho nižší hodnoty stejně jako nabíjecího proudu z jeho plné hodnotu do nuly. Takto nabíjecí proud na křivce 164 zůstává po celou dobu plynulý až do dosažení hodnoty označené jako 166. při které začíná regulace proudu. Zároveň začíná referenční napětí představované křivkami 168 a 170 klesat. Je tedy charakteristické, že při snižování nabíjecího proudu z maximální hodnoty označené jako 166 zároveň začíná klesat referenční napětí na křivce 170

Na Obr. 9 (c) je zobrazena stupňovitá změna referenčního napětí. Zde nabíjecí proud na křivce 174 sleduje tentýž obecný model (diagram) naznačený na křivce 150 z Obr. 9 (a) až na to, že v přesně stanoveném okamžiku v čase vyjádřeném zde jako 174 dochází ke stupňovité změně v hodnotě srovnávacího napětí, což vyjadřuji křivky 176 a 178. Stupňovitá změna, která se může vyskytnout, může být zejména důsledkem dosažení prahové hodnoty nabíjecího proudu označené jako 180 nebo jako důsledek přerušení předem stanovené nabíjecí periody časovým spínačem. Stupňovitá změna referenčního napětí bude zpravidla příčinou diskontinuity nabíjecího proudu, což ukazuje výchylka 182. Rovněž může být diskontinuita nabíjecího proudu doprovázena návratem do původního stavu jak je vyjádřeno na Obr.9 (c); přičemž v každém případě bude charakteristické, že nabíjecí proud po výchylce 182 bude sledovat spodnější křivku souhlasnou s křivkou 162 na Obr. 9 (a).

Jedním z nejdůležitějších hledisek jsou pochopitelně provozní změny referenčního napětí probíhajícího nabíjecího procesu a to zejména z důvodu schopnosti zabránit možnému tepelnému průrazu nikl-kadmiových článků stejně jako možnosti co nej lepšího využití nabíjecího cyklu. Výsledkem jsou nižší energetické požadavky a tudíži vyšší výkonnost, přičemž samo o sobě bude předcházet nepotřebnému nebo případnému škodlivému poškození znovunabíječího akumulátoru nebo článku jako důsledku přebíjení a podobně.

Způsoby podle uváděného vynálezu:

Uváděný vynález stanovuje pro dokončovací náboj při nabíjení znovunabíjecích akumulátorů nabo článků několik způsobů. Několik prvních kroků těchto rozdílných způsobů je v podstatě pro všechny stejný a zahrnuje následující:

(a) stanovení elektrického nabíjecího proudu dodávaného ze zdroje 70 na výstup 72, přes který může být znovunabíječí akumulátor nebo článek 74 připojen;

(b) periodické přerušování toku elektrického nabíjecího proudu činností ovládacího spínače 78 a stanovení na odporu nezávislého svorkového napětí nabíjené. Stanovení na odporu nezávislého svorkového napětí je prováděno během intervalu, při kterém byl přerušen elektrický nabíjecí proud. Snímaní na odporu nezávislého napětí je v komparátoru 90 porovnáváno s referenčním napětím nezávislým na znovunabíječím akumulátoru nebo článku 74;

(c) dodávání elektrického nabíjecího proudu na výstup 72 během pevné a předem stanovené časové periody o nižší nebo předem stanovené hodnotě proudu nebo po dobu schopnosti znovunabíječího akumulátoru nebo článku 74 přijímat nabíjecí proud. V případě kdy má znovunabíjecí akumulátor nebo článek větší schopnost přijímat elektrický nabíjecí proud je pak tedy předem stanovená hodnota proudu maximální; elektrický nabíjecí proud je na výstup 72 dodáván při konstant! hodnotě rovnající se maximální hodnotě proudu, kterou je nabíječka schopná akceptovat;

stanovení druhé proměnné časové peridy, která následuje první pevnou časovou periodu, při které je nabíjecí proud dodáván na výstup plynyle při maximální hodnotě. Druhá časová proměnná perioda trvá bohužel pouze dokud je snímané na odporu nezávislé svorkové napětí znovunabíječího akumulátoru nebo článku menší než nezávislé referenční napětí. Čili, druhá proměnná časová perioda je !M^I

ukončena při prvním okamžiku, kdy snímané na odporu nezávislé napětí dosáhne stejné hodnoty jako nezávislé referenční napětí. Za tohoto stavu je pak umožněno snížit, buď plynule nebo postupně, nabíjecí proud takovým způsobem, že snímané na odporu nezávislé napětí a nezávislé napětí zůstávají na stejné hodnotě.

Další fázi způsobů podle .uváděného představuje několik volitelných postupů:

vynálezu

V prvním případě může být časový spínač činný od počátku nabíjecího cyklu tak, že při následující třetí předem stanovené časové periodě, měřené od počátku nabíjecího cyklu je elektrický nabíjecí proud snížen pa zbytkový proud v případě, že nabíjecí proud je stále na své maximální hodnotě. Kromě toho může také být časový spínač činný od počátku nabíjecího cyklu takovým způsobem, že na konci čtvrté předem stanovené časové periody je elektrický nabíjecí proud nucené snižován na předem stanovenou hodnotu od nuly do předem stanoveného nízkého proudu, který je nižší než maximální hodnota proudu, a to v případě, že začal být snižován elektrický nabíjecí proud. Touto hodnotou může být zbytkový proud nebo dokončovací dále.

proud, což bude popsáno

Alternativně může být, během časové periody následující druhou proměnnou časovou periodu a v případě, že je umožněno snížit elektrický nabíjecí proud, hodnota nabíjecího proudu nepřetržitě na periodické bázi sondována a porovnávána s hodnotou elektrického nabíjecího proudu alespoň předchozího naměřeného vzorku. V případě, kdy je snímán nárůst elektrického nabíjecího prostředky regulačního obvodu činné tak, nabíjecí proud je nucen plynule se snižovat.

proudu, jsou že elektrický

Pro dokreslení shora uvedeného popis uváděného vynálezu doplňují Obr. 10, 11 a 12. Obr. 10 představuje soustavu typických křivek nabíjení akumulátorů s různými kapacitami nabíjené stejným maximálním proudem. Obr, 11 představuje křivku nabíjecího proudu v závislosti na čase s určitými předem stanovenými časovými periodami vyznačenými od počátku nabíjecího cyklu. Na Obr. 12 je pak uveden diagram, který představuje vzájemný vztah různých časových period, stavů nabíjení a nevhodných stavů, které se mohou vyskytnou během nabíjení akumulátoru, s ohledem na časové periody znázorněné na Obr. 11.

Nejdříve, s odkazem na Obr. 10, je zobrazena soustava typických charakteristik. Různé kapacity akumulátoru jsou do 2500 mAh. Pro každou nabíjení pomocí obvodů s tím, že špičkový proud kapacity v rozmezí od 600 mAh charakteristiku je předpokládáno a způsobů podle uváděného vynálezu je na hodnotě asi 7,5 A, označený jako 190. Křivka 192 je pro akumulátory s kapacitou 600 mAh, křivka 194 je pro akumulátory s kapacitou 1000 mAh, křivka 196 pro akumulátory s kapacitou 2000 mAh a křivka 198 je pro akumulátory s kapacitou 2500 mAh. Jednotlivé křivky mají velmi zřetelně podobný vzhled. Křivky také však ukazují, že pevná perioda časového nastavení 20 min je právě postačující, za ideálních podmínek, pro akumulátory mající kapacitu od asi 1800 mAh do 2500 mAh a pro akumulátory s kapacitou od asi 500 mAh nebo 600 mAh až do asi 1000 mAh nebo 1200 mAh je časová perioda příliš dlouhá. Pro praxi je pochopitelně nej lepší ukončení provozu nabíjecího cyklu okamžitě použitelné tak, že je vyloučen tepelný průraz a zároveň pro uživatele zaj ištěn signál ukončení nabíjeni akumulátoru.

Podle toho je navržen cyklus o různých celkových délkách zahrnující periodu konstantního proudu, jejíž délka je determinována schopností akumulátoru přijímat nabíjecí proud za podmínek, kde snímané na odporu nezávislé napětí je menší než nezávislé referenční napětí, následované pevnou časovou periodou poklesu proudu po dobu, kdy snímané pa odporu nezávislé napětí je rovné nezávislému referenčnímu napětí. Cyklus může trvat 8 až 10 min.

Detailně bude tato situace popsána, s odvoláním na obr. 11, dále:

První časová perioda TI je pevná časová perioda, končící v čase t2- Nabíjecí proud zobrazený na křivce 200 vzrůstá během periody TI na svou maximální hodnotu (přičemž je předpokládáno, že zahrnuje i časovou periodu TÁ) a dosahuje předem stanovenou maximální hodnotu proudu za předpokladu, že akumulátor bude přejímat proud o hodnotě zmíněné shora. Za tohoto předpokladu pokračuje dodávání nabíjecího proudu o maximální hodnotě po druhou proměnnou časovou periodu T2 trvající než snímané na odporu nezávislé napětí je menší než nezávislé referenční napětí. T2 je ukončená v čase t-j. Následně na to je elektrickému nabíjecímu proudu umožněno poklesnout, což je znázorněno na křivce 202. a to takovým způsobem, že snímané na odporu nezávislé napětí a nezávislé referenční napětí zůstávájí na stejné hodnotě zmíněné již shora.

Podle první alternativy popsané shora je časový spínač činný od počátku nabíjecího cyklu tak, že na konci předem stanovené časové periody T3 v čase t^, jestliže je nabíjecí proud stále na své maximální hodnotě označené jako 204 je elektrický nabíjecí proud snížen na zbytkový proud vyjádřený jako 206.

Ve stejném čase však, jestliže nabíjecí proud sleduje křivku 202. na konci čtvrté předem stanovené časové periody která probíhá z času t^ podle předem stanovené časoVé periody, se může vyskytnout při čase t^ nucená změna nabíjecího proudu na předem stanovenou hodnotu. Touto hodnotou může být nula nebo zbytkový proud nebo dokončovací nabíjecí proud, což bude objasněno dále.

Další alternativou následující krok (c) zmíněný shora je detailněji objasněna dále s odvolání na Obr. 13.

Ještě další způsoby podle uváděného vynálezu předpokládájί, že může být monitorován snímaný tlak nabíjeného znovunabíječího akumulátoru nebo článku. Podle toho může být činnost nabíječky změněna nebo může být nabíjení ukončeno, jestliže byl zjištěn předem stanovený nárůst vnitřní teploty nebo vnitřního tlaku nabíjeného znovunabíjeciho akumulátoru nebo článku; nebo důsledkem dosaženého nárůstu předem stanovené absolutní vnitřní teploty nebo předem stanoveného absolutního tlaku nabíjeného znovunabíječího akumulátoru nebo článku.

Během časové periody, kdy probíhá plynule nabíjecí cyklus, je znovunabíjecí akumulátor nebo článek monitorován pro stanoveni vadného článku nebo alespoň jednoho vadného článku v akumulátoru, které jsou nabíjeny. Monitorováni je prováděno determinací snímaného na odporu nezávislého napětí a tato determinace je provedena, jestliže se snímané na odporu nezávislé napětí náhle změní ze své předcházející hodnoty. Determinace je prováděna komparátorem 91 popsaným shora; nebo i dalšími prostředky, kterými může být zajištěno odesílání explicitného signálu o vadném článku. V každém případě, jestliže byl jakýmkoli způsobem zjištěn vadný článek, to znamená výskyt zřetelné chyby, je elektrický nabíjecí proud okamžitě přerušen a následkem toho obdržen poplachový signál.

Takové významné testování vadného článku může být bohužel potlačeno při první předem stanovené časové periodě

TA. která je kratší než první pevná časová perioda Tl. V důsledku toho je umožněn při první připojení nabíječky výskyt určité elektrochemické sedimentace uvnitř článku nebo akumulátoru, a to zvláště v případě, že je článek nebo akumulátor studený nebo dokonale vybitý.

Na Obr. 12 jsou znázorněny hodnoty, které jsou konkrétně určené pro nabíječku s maximálním proudem 7,5 A a konkrétně stanovené akumulátory o kapacitě v rozmezí od 600 mAh až do 2500 mAh, jak bylo zmíněno v souvislosti s Obr. 10. Když je výkon ze svého vypnutého stavu označeného jako 210 zapnut, trvá předběžná zkušební perioda TA označená jako 212 po dobu 37 sec. Nabíječka pak přechází do stavu periody Tl a v čase t2· který nastane po 150 sec, perioda Tl označená jako 214 končí. Jestliže je zjištěna chyba, zobrazená jako linka 216. je zaznamenána jako stav 218 a nabíjecí cyklus je ukončen. Bohužel, nabíječka se sama o sobě nevypne a je potřeba ručního ovládání zobrazeného jako 220.

Pro případy normálního průběhu nabíjení a pro nikl-kadmiové akumulátory s kapacitou v rozmezí od 600 mAh do 1000 mAh, odpovídajícím maximálním nabíjecím proudem asi 7,5 A a na odporu nezávislém nabíjecím napětí, které je v rozmezí od asi 1,3 V do 1,5 V na článek, je v tomto okamžiku nastoupena časová perioda T2 končící v čase tg, který není větší než asi 8 nebo 10 min od začátku nabíjecího cyklu. Pro nikl-kadmiové akumulátory nebo články, majíčí kapacitu v rozmezí od 2000 mAh do 2500 mAh a obdobné hodnoty nabíjecího proudu a nabíjecího napětí zmíněné shora časová perioda T2 končí v čase tg, který není větší než asi 15 nebo 20 min od počátku nabíjecího cyklu. Časová perioda je zobrazena jako 220. V čase tg se může vyskytnout několik volitelných možností. Jestliže je snímána chyba, pak je zaznamenán poplachový stav 218. Proměnná časová perioda T2.

zobrazená jako 222 se vyskytuje po takovou dobu, pokud je dodáván nabíjecí proud -- jinými slovy, po takovou dobu, pokud je snímané na odporu nezávislé napětí menší než referenční napětí. Perioda pak končí při vyrovnání snímaného na odporu nezávislého napětí a referenčního napětí. Na to nabíjecí proud sleduje křivku 202 na Obr. 11 nebo stav 224 na Obr. 12, končící v čase t^. Bohužel, v čase t^ na konci časové periody T3 zobrazené jako 226. v případě, že nabíjecí proud je stále ještě na své maximální hodnotě zobrazené jako 204. je tento nabíjecí proud okamžitě snížen na zbytkovou hodnotu zobrazenou jako 206. Následně je po čase t^ při kterém je vydáván slyšitelný poplachový signál upozorňující uživatele na ukončení nabíjecího cyklu. Navíc, jak je zobrazeno na lince 230. na konci časové periody 1200 sec od počátku nabíjecího cyklu a jestliže nabíjecí proud zůstane na své maximální hodnotě je dosažen operační stav 228.

Další znak je popsán v souvislosti s Obr. 13. Zde je zobrazena soustava křivek nabíjecího proudu, přičemž jedna z těchto křivek představuje podmínky, při kterých se může vyskytnout teplotní průraz. Další křivky 240 a 242 znázorňují podmínky normálního snižování nabíjecího proudu v závislosti na čase. Jestliže teplota nabíjeného znovunabíječího akumulátoru nebo článku vzrůstá, může, bohužel, nabíjecí proud sledovat křivku 244 shora zmiňovaným způsobem. V takovém případě nabíjecí proud začíná opět vzrůstat, i když je možné ještě aplikovat stav snímaného svorkového napětí rovnajícího se referenčnímu napětí.

Obr. 14 znázorňuje možnost volby, pomocí které může být předem vyloučen teplotní průraz. Během časové periody, kdy je umožněno snížit elektrický nabíjecí proud, může být hodnota elektrického nabíjecího proudu nepřetržitě zkoumána na periodické bázi a porovnávána s hodnotou elektrického nabíjecího proudu alespoň při jeho předchozím měření. Měření může být uskutečněno například pomocí digitálního regulovatelného vzorkovacího obvodu nebo pomocí jednoduchého analogického obvodu monitorujícího hodnotu první odchýlené hodnoty proudu zvláště označené jako sedlový detektor.

Když je, v případě znázorněném křivkou 246. snímán nárůst nabíjecího proudu, je pomocí prostředků ovládacích obvod elektrický nabíjecí proud plynule snižován podle křivky 248. Termální průraz bude předem vyloučen, jestliže bude umožněn průběh nabíjecího proudu na hodnotě podle křivky 250. při čemž je ale do znovunabíjecího akumulátoru nebo článku přiváděn vysoký zbytkový proud, což není nutné. Navíc může být elektrický nabíjecí proud snižován regulovaným způsobem znázorněným křivkami 252 a 254. kde strmost těchto křivek je zvolena libovolně, ale víceméně je přibližná předvídané křivce přejímání náboje jednotlivých nabíjených akumulátorů nebo článků. Kromě toho, v souladu s Obr. 15, který je obměnou Obr. 11, může být nucené snížení proudu na křivce 260. spíše než na křivce 262. zvoleno tak, jednotlivé nabíjené akumulátory dosažen přijatelný stav náboje jestliže jsou determinovány nebo články, že bude ještě v přijatelně krátké časové periodě.

Na Obr. 16 je znázorněno zvláštní kritérium pro vyloučení teplotního průrazu. Zde je nabíjecímu proudu znázorněnému křivkou 264 umožněno dosáhnout tak zvané proudové sedlo označené jako 266. Jestliže je však zjištěn nárůst proudu o předem stanovenou velikost zobrazenou jako δΐ a označenou jako 268. pak je proud nucené snížen na zbytkový náboj znázorněný jako 270. V jiném případě může být hodnota nabíjecího proudu nucené snížena až na nulu.

Nakonec je popsán, v souvislosti s Obr.17, poj dokončovací proud pro znovunabíječí akumulátory nebo článk em

Musí být poznamenáno, že vznikají určité poměry, kdy se konečný nabíjecí proud snižuje na zbytkový dobíječi proud a znovunabíječí akumulátor nebo článek nebude úplně stoprocentně nabit. Teoreticky může být jednotlivý článek -zejména takový článek jako rychlonabíječí nikl-kadmiový článek s válcovanými elektrodami -- považován za nekonečné množství článků, které jsou uspořádány paralelně. V podstatě to znamená, že se napětí mezi elektrodami vzdálenými od elektrod v části, kde je k elektrodám připojen proud může lišit jen velmi nepatrně od napětí mezi elektrodami v bodě připojení proudu -- který je totožný se spojem, kde se snímá na odporu nezávislé svorkové napětí. Bylo však zjištěno, že stanovený výsledný náboj při hodnotě proudu asi 0,5 C až 3,0 C nabije akumulátor nebo článek na plných 100 % jeho nabíjecí kapacity v krátkém čase. To je zejména pravdivé v případě odvzdušněných olověných akumulátorů, které mají značné množství volného elektrolytu obklopujícího a pokrývajícího deskové elektrody článku akumulátoru.

Uváděný vynález takto umožňuje zajistit, aby byla předem stanovená hodnota dokončovacího nabíjecího proudu dodávána do nabíjeného znovunabíječího akumulátoru nebo článku v časovém okamžiku blízkém konci nabíjecího cyklu. Tento časový okamžik je stanoven jako okamžik, kdy nabíjecí proud dosáhne hodnoty předem stanoveného konečného náboje. Na to je započata další nabíjecí perioda konstantního nabíjecího proudu při předem stanovené hodnotě dokončovacího nabíjecího proudu. Dále budou popsány různé metody pro stanovení mezního bodu dokončovací nabíjecí periody.

Jednou z takových metod je metoda stanovující buď další předem stanovenou časovou periodu měřenou od uplynutou počátku nabíjecího cyklu nebo okamžik, kdy snímané na odporu nezávislé napětí nabíjeného znovunabíjecího akumulátoru nebo článku vzrostlo nad hodnotu předem stanoveného nezávislého referenčního napětí, což je přiblíženo porovnáním na Obr. 17.

Základní část Obr. 17 reprodukuje Obr. 11 při uplatnění téhož označování a číselných odkazů. Bude však také charakteristická existence korelace svorkového napětí a na odporu nezávislého napětí. Křivka 280 představuje na odporu nezávislé napětí rostoucí až do času tj, kdy se stává v podstatě konstantní jak ukazuje 282. Bude charakteristické, že svorkové napětí 284 článku stoupá s na odporu nezávislým napětím až do času Ϊ3, přičemž rozdíl mezi těmito napětím zůstává konstantní, označený jako 200. Následně, jak ukazuje křivka 202. se snižuje proud a tudíž se snižuje i svorkové napětí článku, což je naznačeno jako 288. Při snižování proudu podle 202 na hodnotu dokončovacího náboje zobrazenou jako 290 v okamžiku dosažení této hodnoty zaujme novou hodnotu konstantního nabíjecího proudu pro hodnotu dokončovacího nabíjecího proudu. Rovněž bude charakteristické, že na odporu nezávislé napětí poklesne až na určitou zbytkovou konstantu při určité časové periodě, která je nezávislá na nabíjeném akumulátoru nebo článku, ale která je v oblasti konce nabíjecího cyklu. Následně začne ria odporu nezávislé napětí a svorkové napětí opět vzrůstat, cóž je naznačeno jako 292 a 294. Rozdíl mezi těmito napětími je opět konstantní, ale v absolutní hodnotě nižší, neboť dokončovací nabíjecí proud je nižší než počáteční maximální nabíjecí proud. Dokončovací nabíjecí proud je vymezen v okamžiku, kdy na odporu nezávislé napětí vzroste na hodnotu označenou jako 296. Nebo, z jiného hlediska, dokončovací nabíjecí proud může plynout, jestliže na odprou nezávislé napětí nesleduje křivku 292 až do dosažení další předem stanovené časové periody ΐ_θ££ označené jako 298.

Křivka Vrf na druhotný vzestup 292

Obr. 17 představuje charakteristický (po prvním vzestupu 280) následovaný stabilizovaným napětím 297a nebo vrcholovým napětím 295a. Vzestup napětí na křivce 292 je charakteristický inflexním bodem 292a. to je bodem, ve kterém začíná klesat intenzita nárůstu napětí. Jinými slovy je inflexní bod 292a bodem, při kterém je derivace Vj^p v závislosti na čase na maximální hodnotě. Podobně může být vymezeno stabilizované napětí 297a a vrcholové napětí 295a. Pro provádění uvedených činností může nárokované zařízení obsahovat prostředky pro kompilaci dat (například hodnoty V^p v čase t) a prostředky pro zpracování dat a vytýčení inflexního bodu, vrcholového napětí nebo stabilizovaného napětí. Přednostní tělesné provedení zahrnuje mikroprocesor pro kompilaci, zpracováni dat a vytýčení charakteristických bodů změn kalkulaci derivačních křivek a vymezením maximálních hodnot popsaných shora. Akumulátorová nabíječka pak bude vymezovat konečný náboj, jestliže byl stanoven alespoň jeden z charakteristických bodů.

Alternativně mohou být determinovány dva další předpoklady s ohledem na snímané na odporu nezávislé napětí jako podstatná kriteria pro dokončovací nabíjecí. K jejich stanovení dochází při poklesu na odporu nezávislém napětí způsobem zobrazeným jako 295 na Obr. 17, nebo když snímané na odporu nezávislé napětí dále už nevzrůstá, ale zůstává konstantní, což je znázorněno jako 297. V každém z těchto dalších příkladů, ale i podmínek shora zmíněných, jestliže na odporu nezávislé napětí narůstá podle předem stanoveného rozsahu, může být stanoven dokončovací nabíjecí proud a tímto způsobem se lze vyvarovat jakýchkoli stavů přebíjení nabíjených znovunabíjecích akumulátorů nebo článků.

V dalším provedení může být nabíječka vybavena ampérhodinovým čítačem. Čítač bude zaznamenávat celkový náboj dodaný do akumulátoru nebo článku během vybrané časové periody. Může být přes mikroprocesor koordinován tak, že stanovuje dokončovací náboj, jestliže byla během nastaveného času dosažena předem stanovená hodnota celkového dodávaného proudu.

Jako příklad lze uvést, že někteří výrobci akumulátorů předepisuji sjednaný celkový Ah náboj pro saturaci nebo dokončovací náboj. Mikroprocesor pak bude nastaven na tuto hodnotu měřenou při buď tg^ nebo t₄, což je zobrazeno na Obr. 11. Mikroprocesorem pak bude přenášen signál pro nastavení dokončovacího nábpoje.

Kromě toho může být Ah čítač koordinován s mikroprocesorem tak, aby byl měřen celkový náboj dodávaný z bodu vrcholového nebo stabilizovaného napětí. Tato metoda je výhodná zejména pro nabíjení odvzdušněných olověných akumulátorů.

Další provedení vytvořené podle uváděného vynálezu se opírá o vztah mezi časy t^-t^ ToFF^-1^· ®yů° zjištěno, v souvislosti s Obr. 11, že délka trvání snižování nabíjecího proudu T3, to je ΐ₄-ΐβ, závisí na konstrukci a stavu akumulátoru, předvolené hodnotě srovnávacího napětí a teplotě akumulátoru. Dále bylo zjištěno, že akumulátor še strmějším sklonem úseku T3 křivky, to je kratším časovým úsekem T3, vyžaduje poměrně krátký dokončovací náboj. Pro akumulátory s méně strmější křivkou je třeba poměrně delší dokončovací náboj. V charakteristickém případě, kdy byla nabíječka nastavena na dokončovací proud rovnající se kolem 20 % počátečního rychlonabíjecího proudu, byly získány dobré výsledky při nastavení času tak, aby se ToFF^-t4 ^rovnal t₄-tj, a přes široké rozmezí kapacity článku. Samozřejmě, že může být využit i odlišný poměr těchto dvou časových úseků při rozdílných podmínkách, například rozdílných poměrech počátečního a dokončovacího proudu a rozdílných druzích akumulátorů. V souvislosti s tím může být mikroprocesor využit ve spolupráci s časovacími prostředky pro záznam času t^-t^ a nastavení dokončovacího času jako jeho funkci.

Způsoby a zavedení dokončovacího nabíjecího proudu zobrazené na Obr. 17 mohou být stejně dobře využity v případech, kdy nabíjecí proud má tendenci se zvyšovat podle 300.

Dalším provedením nabíječky je provedení zahrnující zlepšený způsob pro měření na odporu nezávislého napětí během přerušení proudu. Nabíjecí metoda popsaná v přihlášce vynálezu EP 311 460 využívá konstantní předem stanovenou hodnotu referenčního napětí V_Rgp připouštějící nabíjení při zapojení maximální možné rychlosti, aniž by došlo k závažnému stavu přebití. Ve většině případů je jednoduché vybrat odpovídající hodnoty pro daný akumulátor a použít teplotní vyrovnání, přičemž vlastni hodnota je užívána při teplotách vůči okolí značně rozdílných. Například skříň akumulátoru může obsahovat nezbytné informace pro správné nastavení Y_Rgp ^v souvislosti s rozdílným množstvím článků.

Také jsou však drobné rozdíly mezi články stejných velikostí od různých výrobců a jejich výsledkem jsou nepatrně rozdílné požadavky na V_Rgp. To je zvlášf důležité pro izolované nikl-kadmiové články často se lišící v provedení záporné elektrody, z čehož vyplývá odlišná schopnost mísit kyslík s kadmiem. Rekombinace kyslíku způsobuje depolarizaci kladné elektrody a z toho důvodu má vliv na zbytkové napětí článku po otevření nabíjecího obvodu. Obr. 18A a 19A představují soustavu křivek zbytkového napětí (vzorkování každých 10 vteřin, zakreslení pouze každé 2 minuty) během 500 msec přerušeních nabíjecího proudu 5 A (8 C) procházejícího přes komerční AA vyrobené dvěma různými výrobci Y. Z průzkumu počátečních křivek nikl-kadmiový článek a označené jako X a zbytkového napětí, odebraných před každou přebijecí reakcí, může být vidět, že pro oba články je charakteristický počáteční ostrý pokles, korespondující s částí IR napětí a jevem elektrického útlumu s velmi krátkou časovou konstantou. Zbývající každá část 500 msec dlouhá křivka zbytkového napětí je poměrně rovinná, odpovídající pochodům s poměrně dlouhou časovou konstantou.

Vezmeme-li křivky zbytkového napětí 4 min od počátku, které zohledňují zvyšování stupně přebijecích reakcí umístěných paralelně s nabíjecí reakcí, objevuje se třetí intenzívní proces se střední časovou konstantou, který je příčinou největšího zakřivení během první poloviny intervalu zbytkového napětí. To je zapříčiněno počátkem zvyšování stupně vyvíjení kyslíku při přebíjecí reakci, což je dále příčinou podstatného zvýšení potenciálu během periody dodávání proudu. Během vypnuti dodávky proudu je kyslík spotřebováván (rekombinován) a potenciál klesá takovou rychlostí, jakou umožní rekombinační reakce. Intenzita spotřeby/rekombinace je důrazně urychlována přítomností niklu nebo dalších katalyzátorů v elektrodách, proto se na základě provedení bude lišit článek od článku.

Článek X na Obr. 18A představuje relativně čistou katalýzu při spotřebě kyslíku a v důsledku toho významný potenciál vzrůstající během počáteční části křivky zbytkového napětí v porovnání s více katalyzovaný článkem na Obr. 19A. Článek X bude vyžadovat nepatrně vyšší Yref pro nabíjení při témže nízkém stupni přebití (například 3 % celkového proudu) ve srovnání s článkem Y. Opačně, jestliže je použito pro X nabíjen nižší nabíjen příliš přebití.

oba články totéž YreF’ bude buď článek než optimální rychlostí nebo článek Y bude rychle, což představuje možnost většího

Dříve byly používány krátké intervaly přerušení proudu a měření na odporu nezávislých napětí po dobu pouze několik msec po přerušení proudu. Nyní bylo zjištěno, že problém lišících se provedení článků může být značně snížen prodloužením period přerušení proudu tak, že na odporu nezávislé napětí může být měřeno až je dokončen počáteční úbytek kyslík, to je 100 až 500 msec po každém přerušení proudu. To je nepochybně seznatelné z porovnání Obr. 18A a Obr. 19A, kde jsou zobrazena na odporu nezávislá napětí měřená při krátkých a dlouhých intervalech po přerušení proudu. Pokud je mezi odpovídajícími křivkami zaznamenávaných při 15 msec intervalech podstatný rozdíl, pak rozdíl mezi křivkami zaznamenávanými při 495 msec intervalech je mnohem menší.

Z toho důvodu je výkon existujících nabíjecích systémů mnohem lepší při použití na odporu nezávislého napětí měřeného při 50 až 1000 msec intervalech, výhodně 100 až 500 msec intervalech, čímž je významně snížen vliv konstrukčního provedení článku na výkon nabíječky.

Mělo by být zřejmé, že způsoby podle uváděného vynálezu a pochopitelně i obvody podle uváděného vynálezu umožní dosáhnout zdokonalení například vhodným použitím

Například: mikro řadič, specifických přiměřených polovodičových zařízení, programovatelná logická anténní souprava, jednočipový mikropočítač nebo použití integrovaných obvodů, umožňujících ovládat činnost obvodu tak, aby umožnil alternativní ovládání cyklu a regulovatelné ovládání srovnávacího napětí -- kde hodnota proměnného referenčního napětí je funkcí takových vlastností jak například vnitřní teplota nebo vnitřní tlak nabíjeného znovunabíječího akumulátoru nebo článku. Takto mohou být různé nabíjecí charakteristiky, detailně popsané a zobrazené na Obr. 9 až 17, zdokonaleny připojením takových polovodičových zařízeni, která byla naznačena.

V popisu vynálezu byly popsány charakteristické okruhy a rozličná alternativní provedení, pomocí kterých může být realizována velmi rychlá nabíjecí operace. Rovněž byly popsáno množství rozdílných, ale souvisejích metod týkajících se způsobu činnosti obvodů podle uváděného vynálezu.

Claims (26)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob nabíjení znovunabíjecích akumulátorů nebo článků vyznačující se tím, že zahrnuje následující kroky:

   (a) stanoví se elektrický nabíjecí proud dodávaný ze zdroje na výstup, přes který může být dobíječi akumulátor nebo článek připojen;

   (b) periodicky se přerušuje tok elektrického nabíjecího proudu do řečeného výstupu a stanoví se na odporu nezávislé svorkové napětí nabíjeného dobíjeciho akumulátoru nebo článku během intervalu, kdy řečený tok elektrického nabíjecího proudu je přerušen a porovnává se snímané na odporu nezávislé napětí s referenčním napětím, které je na nabíjeném dobijecím akumulátoru nebo článku nezávislé;

   (c) dodává se řečený elektrický nabíjecí proud na řečený výstup při první pevné a předem stanovené časové periodě o nižší z obou předem stanovených maximálních hodnot proudu nebo proud, který je řečený dobíječi akumulátor či článek schopen přijmout bez jakéhokoli podstatného zvýšení jeho vnitřní teploty;

   a kde řečenou první pevnou časovou periodu řečeného elektrického nabíjecího proudu plynule dodávaného do řečeného výstupu při řečené maximální hodnotě následuje druhá proměnná časová perioda existující tak dlouho dokud řečené snímané na odporu nezávislé napětí dobíjeciho akumulátoru nebo článku znovu nabíjeného je menší než řečené nezávislé referenční napětí pomocí kterého je řečená druhá proměnná časová perioda stanovena při prvním případě, kdy řečené snímané na odporu nezávisle napětí dosáhne téže hodnoty jako řečené nezávislé referenční napětí a řečený elektrický nabíjecí proud je dovoleno snížit takovým způsobem, že snímané na odporu nezávislé napětí nepřekročí řečené nezávislé referenční napětí;

   (d) činnost časového spínače od počátku nabíjecího cyklu, tak, že (1) následuje třetí předem stanovená časová perioda měřená od počátku nabíjecího cyklu, při které je elektrický nabíjecí proud snížen na předem stanovenou hodnotu od nuly na předem stanovený nízký nabíjecí proud v případě, že nabíjecí proud je stále na řečené maximální hodnotě a (2) na konci čtvrté předem stanovené časové periody, která následuje v případě, kdy elektrický nabíjecí proud se začíná snižovat a je účinně změněn na předem stanovenou hodnotu dokončovacího nabíjecího proudu od nuly na hodnotu předem stanoveného nízkého dobijeciho proudu, která je pod předem stanovenou maximální hodnotou proudu; a (e) činnost prostředků pro stanovení konečného náboje.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že prvky kroku (e) obsahují časové prvky v nichž konečné napětí se určuje na konci páté předem stanovené časové periody měřené od začátku čtvrté časové periody, pátá časová perioda je funkcí rozdílu mezi koncem druhé časové periody a začátkem čtvrté časo.vé periody.
3. 3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že konečný nabíjecí proud je okolo 20% hodnoty elektrického nabíjecího proudu v kroku (a) a pátá časová perioda je přibližně rovna rozdílu mezi koncem druhé časové periody a začátkem čtvrté časové periody.
4. 4. Způsob podle nároku 1, vyznačující s že prvky kroku (e) obsahují prvky pro měření e t i m, celkového náboje dodaného do baterie nebo článku, kde je koncové nabíjení konečné když je předem stanovená hodnota dodaného napětí dosažena.
5. 5. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že hodnota dodaného náboje je měřena od začátku první časové periody.
6. 6. Způsob podle nároku 4,vyznačuj ící se tím, že nabíjecí hodnota je měřena od začátku čtvrté časové periody.
7. 7. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že prvky kroku (e) obsahují prvky pro detekci změn v na odporu nezávislém napětí vzhledem k času během kroku (d) (1), kde je svorkové nabíjení konečné, když prvky detekují změnu na odporu nezávislého napětí, které je charakteristické pro začátek přebití.
8. 8. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že svorkové nabití je koncové když jsou všechny napěťové špičky nebo napěťové hladiny detekovány.
9. 9. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že svorkové nabití je koncové když je detekován druhý inflexní bod.
10. 10. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že dále obsahuje operační prvky, které hromadí data pro hodnoty na odporu nezávislého napětí s ohledem na čas a lokalizují inflexní bod výpočtem maxima první derivace na odporu nezávislého napětí vzhledem k času.
11. 11. Způsob podle nároku 9, vyznačující se t í m, že dále obsahuje operační prvky pro měření celkového dodaného náboje do baterie nebo článku, přičemž je svorkové nabíjení ukončeno když je dosaženo předem stanovené hodnoty dodaného náboje, tato hodnota nabíjení je změřena když je detekován druhý inflexni bod.
12. 12. Nabíječ baterií, zejména pro znovunabíjení baterii a článků, vyznačující se tím, že obsahuje:

    (a) prvky pro dodání elektrického nabíjecího proudu ze zdroje na výstup, přes který může být dobíječi akumulátor nebo článek připojen;

    (b) prvky pro periodické přerušování toku elektrického nabíjecího proudu do řečeného výstupu a stanovení na odporu nezávislého svorkového napětí nabíjeného dobijecího akumulátoru nebo článku během intervalu, kdy řečený tok elektrického nabíjecího proudu je přerušen a porovnává se snímané na odporu nezávislé napětí s referenčním napětím, které je na nabíjeném dobijecím akumulátoru nebo článku nezávislé;

    (c) dodává se řečený elektrický nabíjecí proud ná řečený výstup pří první pevné a předem stanovené časové periodě o nižší z obou předem stanovených maximálních hodnot proudu nebo proud, který je řečený dobíječi akumulátor či článek schopen přijmout bez jakéhokoli podstatného zvýšení jeho vnitřní teploty;

    a kde řečenou první pevnou časovou periodu řečeného elektrického nabíjecího proudu plynule dodávaného do řečeného výstupu při řečené maximální hodnotě následuje druhá proměnná časová perioda existující tak dlouho dokud řečené snímané na odporu nezávislé napětí dobijecího akumulátoru nebo článku znovu nabíjeného je menší než řečené nezávislé referenční napětí pomocí kterého je řečená druhá proměnná časová perioda stanovena při prvním případě, kdy řečené snímané na odporu nezávislé napětí dosáhne téže hodnoty jako řečené nezávislé referenční napětí a řečený elektrický nabíjecí proud je dovoleno snížit takovým způsobem, že snímané na odporu nezávislé napětí nepřekročí řečené nezávislé referenční napětí;

    (d) časové spínače, které jsou v činnosti od počátku nabíjecího cyklu, tak, že ~ (1) následuje třetí předem stanovená časová perioda měřená od počátku nabíjecího cyklu, při které je elektrický nabíjecí proud snížen na předem stanovenou hodnotu od nuly na předem stanovený nízký nabíjecí proud v případě, že nabíjecí proud je stále na řečené maximální hodnotě a (2) na konci čtvrté předem která následuje v případě, kdy se začíná snižovat a je účinně změněn na předem stanovenou hodnotu dokončovacího nabíjecího proudu od nuly na hodnotu předem stanoveného nízkého dobijecího proudu, která je pod předem stanovenou maximální hodnotou proudu; a stanovené časové periody, elektrický nabíjecí proud (e) prvky pro činnost prostředků pro stanovení konečného náboje.
13. 13. Nabíječ podle nároku 12, vyznačující se tím, že prvky kroku (e) obsahují časové prvky v nichž konečné napětí se určuje na konci páté předem stanovené časové periody měřené od začátku čtvrté časové periody, pátá časová perioda je funkci rozdílu mezi koncem druhé časové periody a začátkem čtvrté časové periody.
14. 14. Nabíječ podle nároku 13, vyznačující se tím, že konečný nabíjecí proud je okolo 20% hodnoty elektrického nabíjecího proudu v kroku (a) a pátá časová perioda je přibližně rovna rozdílu mezi koncem druhé časové periody a začátkem čtvrté časové periody.
15. 15. Nabíječ podle nároku 12, vyznačující se tím, že prvky kroku (e) obsahuji prvky pro měření celkového náboje dodaného do baterie nebo článku, kde je koncové nabíjení konečné když je předem stanovená hodnota dodaného napětí dosažena.
16. 16. Nabíječ podle nároku 15, vyznačující se t í m, že hodnota dodaného náboje je měřena od začátku první časové periody.
17. 17. Nabíječ podle nároku 15, vyznačující se tím, že nabíjecí hodnota je měřena od začátku čtvrté časové periody.
18. 18. Nabíječ podle nároku 12, vyznačující se tím, že prvky kroku (e) obsahují prvky pro detekci změh v na odporu nezávislém napětí vzhledem k času během kroku (d) (1), kde je svorkové nabíjení konečné, když prvky detekují změnu na odporu nezávislého napětí, které je charakteristické pro začátek přebití.
19. 19. Nabíječ podle nároku 18,vyznačuj ící se tím, že svorkové nabití je koncové když jsou všechny napěťové špičky nebo napěťové hladiny detekovány.
20. 20. Nabíječ podle nároku 18,vyznačující se t i m, že svorkové nabití je koncové když je detekován druhý inflexni bod.
21. 21. Nabíječ podle nároku 20,vyznačující se tím, že dále obsahuje operační prvky, které hromadí data pro hodnoty na odporu nezávislého napětí s ohledem na čas a lokalizují inflexni bod výpočtem maxima první derivace na odporu nezávislého napětí vzhledem k času.
22. 22. Nabíječ podle nároku 20,vyznačuj ící se t í m, že dále obsahuje operační prvky pro měření celkového dodaného náboje do baterie nebo článku, přičemž je svorkové nabíjení ukončeno když je dosaženo předem stanovené hodnoty dodaného náboje, tato hodnota nabíjeni je změřena když je detekován druhý inflexní bod.
23. 23. Nabíječ baterií, zejména pro znovunabíjení baterií a článků, vyznačující se tím, že obsahuje:

    (a) prvky pro dodávku elektrického nabíjecího příkonu do znovunabíječí baterie pro rychlé dobití této znovunabíječí batrerie (b) prvky pro periodické přerušováni uvedeného elektrického nabíjecího příkonu do znovunabíječí baterie v předem zvoleném časovém intervalu tak, že je umožněna detekce vnitřního na odporu nezávislého napětí uvedené baterie během přerušení elektrického nabíjecího příkonu, přičemž předem zvolený časový interval je dostatečně dlouhý pro umožnění důkladné rekombinace všech oxidů vzniklých během nabíjení a vnitřní na odporu nezávislé napětí je detekováno po dostatečné rekombinaci oxidů, (c) prvky pro porovnání vnitřního na odporu nezávislého napětí baterie s předem stanoveným referenčním napětím, a (d) prvky pro redukci elektrického nabíjecího příkonu pokud je uvedené vnitřní, na odporu nezávislé, napětí baterie alespoň rovno uvedenému předem stanovenému referenčnímu napětí tak, že je redukována rychlost nabíjení této znovunabíječí baterie tak, že je udržováno vnitřní na odporu nezávislé napětí na hodnotě nepřekračující předem stanovenou referenční hodnotu.
24. 24. Nabíječ podle nároku 23, vyznačující se t i m, že na odporu nezávislé napětí je detekováno 50 až 1000 msec po začátku každého přerušení.
25. 25. Nabíječ podle nároku 24, vyznačující s ě tím, že na odporu nezávislé napětí je detekováno 100 až 500 msec po začátku každého přerušení.
26. 26. Způsob podle nároku 1,vyznačuj ící se tím, že přerušení je dostatečně dlouhé pro umožnění důkladné rekombinace oxidů vzniklých během nabíjení a kde na odporu nezávislé napětí je stanoveno po takovéto dostatečné rekombinaci oxidů.