Einrichtung zum Laden der Batterie eines Elektrofahrzeuges Elektrofahrzeuge
sind häufig so eingerichtet, daß man die beiden gleich großen Hälften einer Akkurnulatorenbatterie
wechselweise in Reihe oder parallel zueinander an den Elektromotor anschließen kann.
Bei Reihenschaltung der beiden Batteriehälften liegt an dem Motor eine doppelt so
große Spannung wie bei Parallelschaltung. Man wendet daher die Parallelschaltung
der Batteriehälften vor allem beim Anfahren und die Reihenschaltung beim Fahrbetrieb
an. Wenn aber die Batteriehälften parallel zueinander geschaltet sind, können sie
verschiedene Strombelastungen haben, insbesondere wenn die eine Batteriehälfte nicht
nur an den Motor angeschlossen ist, sondern außerdem z. B. die Beleuchtungsanlage
mit Strom versorgt. Infolgedessen werden die beiden Batteriehälften verschieden
stark entladen. Wenn sie in Reihenschaltung aufgeladen werden, wobei sie hintereinander
von dem gleichen Strom durchflossen werden, so erreicht die weniger stark entladene
Batterie eher den Zustand der vollen Aufladung als die stärker entladene Batterie.
Würde man dann den Ladebetrieb fortsetzen, um auch die letztere Batterie voll aufzuladen,
so würde in der anderen Batterie der Ladestrom die Batterieflüssigkeit zu starkem
Gasen bringen.Device for charging the battery of an electric vehicle. Electric vehicles
are often set up in such a way that you can use the two halves of an accumulator battery of equal size
can connect alternately in series or parallel to each other to the electric motor.
If the two halves of the battery are connected in series, the motor has a double battery
high voltage as with parallel connection. The parallel connection is therefore used
the battery halves especially when starting and the series connection when driving
at. But if the battery halves are connected in parallel, they can
have different current loads, especially if one half of the battery is not
is only connected to the engine, but also z. B. the lighting system
powered. As a result, the two halves of the battery become different
heavily discharged. When they are charged in series, they are in series
are traversed by the same current, then reaches the less strongly discharged
Battery is more fully charged than the more discharged battery.
If you were to continue charging in order to fully charge the latter battery too,
the charging current in the other battery would then increase the battery fluid too much
Bring gases.
Dieser Übelstand wird erfindungsgemäß in einfachster Weise dadurch
behoben, daß bei einer Einrichtung zum Laden der Batterie eines Elektrofahrzeuges,
die aus zwei Hälften gleicher Zellenzahl besteht und in Serien- oder Parallelschaltung
betrieben wird, aus einem Drehstromnetz der Sternpunkt der Sekundärseite des Ladetransformators
durch eine Ausgleichsleitung mit der Batteriemitte verbunden ist. Durch diese Ausgleichsleitung
wird der Strom, durch den die stärker entladene Batteriehälfte vollends aufgeladen
wird, von der bereits voll aufgeladenen Batteriehälfte praktisch ferngehalten. Es
fließt also der Ladestrom nur noch in die anfänglich stärker entladene Batterie,
so daß schließlich ein vollkommenerAusgleich zwischen den beiden Batteriehälften
herbeigeführt wird.According to the invention, this drawback is thereby eliminated in the simplest possible manner
fixed that with a device for charging the battery of an electric vehicle,
which consists of two halves with the same number of cells and connected in series or in parallel
is operated, the star point of the secondary side of the charging transformer from a three-phase network
is connected to the center of the battery by a compensating cable. Through this compensation line
is the current through which the more discharged half of the battery is fully charged
is practically kept away from the already fully charged half of the battery. It
So the charging current only flows into the battery, which is initially more discharged,
so that finally a perfect balance between the two battery halves
is brought about.
Eine besondere Regeleinrichtung ist hierzu nicht erforderlich. Auch
zur Sicherung der Batterien gegen Überlastung benötigt man beim Erfindungsgegenstand
keine besonderen Regeleinrichtungen. Hierfür genügt es vielmehr, wenn auf der Primärseite
des Transformators eine solche Spannung eingehalten wird, daß bei einem gegebenen
Spannungs-Übersetzungsverhältnis des Transformators beispielsweise der Wert 2,4
Volt je Zelle nicht überschritten wird.A special control device is not required for this. Even
to secure the batteries against overload is required for the subject of the invention
no special control devices. Rather, it is sufficient if on the primary side
of the transformer such a voltage is maintained that at a given
Voltage transformation ratio of the transformer, for example, the value 2.4
Volts per cell is not exceeded.
Die Erfindung sei beispielsweise an Hand von Fig. 1 der Zeichnung
erläutert.The invention is for example with reference to Fig. 1 of the drawing
explained.
Mit 1, 2, 3 sind die in Stern geschalteten Primärwicklungen eines
Drehstrom-Transformators bezeichnet. Auf der Sekundärseite des Transformators sind
zwei Gruppen von Wicklungen 4, 5, 6, 7, 8, 9 vorhanden, wobei jede Gruppe in Stern
geschaltet ist. Die beiden Gruppen von Wicklungen sind durch einen Leiter
10 parallel zueinander geschaltet, haben also einen gemeinsamen Sternpunkt,
der mit 11 bezeichnet ist. Die beiden zu ladenden Batterien 12, 13 haben
gleiche Zellenzahl und sind zum Zweck des Ladens in Reihe geschaltet. Der Pluspol
dieser Doppelbatterie ist über Gleichrichter 14, 15, 16 an die Sekundärwicklungen
7, 8, 9 des Transformators angeschlossen, während der Minuspol der Doppelbatterie
an Gleichrichter 17, 18, 19 der Wicklungen 4, 5, 6 angeschlossen ist. Zwischen den
beiden Batterien 12, 13 ist in dem Verbindungspunkt 20 erfindungsgemäß eine Ausgleichsleitung
21 abgezweigt, welche die Verbindung zwischen dem Verbindungspunkt 20 und dem Sternpunkt
11 herstellt.1, 2, 3 denote the star-connected primary windings of a three-phase transformer. On the secondary side of the transformer there are two groups of windings 4, 5, 6, 7, 8, 9, each group being connected in star. The two groups of windings are connected in parallel to one another by a conductor 10 , that is to say they have a common star point, which is denoted by 11. The two batteries 12, 13 to be charged have the same number of cells and are connected in series for the purpose of charging. The positive pole of this double battery is connected to the secondary windings 7, 8, 9 of the transformer via rectifiers 14, 15, 16, while the negative pole of the double battery is connected to rectifiers 17, 18, 19 of the windings 4, 5, 6. According to the invention, a compensating line 21 is branched off between the two batteries 12, 13 at the connection point 20, which makes the connection between the connection point 20 and the star point 11.
Wenn die Ausgleichsleitung 21 nicht vorhanden wäre, so würde durch
die beiden hintereinandergeschalteten Batterien 12, 13 der gleiche Ladestrom fließen.
Wenn beispielsweise die Batterie 13 weniger stark entladen war als die Batterie
12, so wird sie den Zustand der vollen Aufladung erreichen, bevor die Batterie 12
aufgeladen ist. Der Ladevorgang wird daher, um ein Kochen der Batterieflüssigkeit
der Batterie 13 zu verhindern, schon dann beendet werden, was gegebenenfalls automatisch
erfolgt. Wollte man den Ladevorgang zur Erzielung einer größeren Aufladung der Batterie
12 noch weiter treiben, so würde die Batterie 13 überladen werden, was Zerstörungen
zur Folge hätte.If the equalizing line 21 were not present, it would go through
the two batteries 12, 13 connected in series flow the same charging current.
For example, when the battery 13 was less discharged than the battery
12, it will reach full charge before the battery 12
is charged. The charging process is therefore in order to boil the battery fluid
to prevent the battery 13 from being terminated, which may be done automatically
he follows. If you wanted the charging process to achieve a greater charge of the battery
12 drive even further, the battery 13 would be overcharged, causing destruction
would result.
Die Ausgleichsleitung 21 aber bewirkt nun, daß durch jede der beiden
Batterien, ihrem verschiedenen Ladezustand entsprechend, verschiedene Ladeströme
fließen können. Durch die Batterie 12 wird ein Ladestrom T1 gemäß den in Fig. 1
eingezeichneten Pfeilen über die linke Gruppe der Sekundärwicklungen und über die
Ausgleichsleitung 21 fließen. Durch die Batterie 13 wird ein Strom 1, gemäß
den eingezeichneten
Pfeilen über die Ausgleichsleitung
21 und die rechte Gruppe der - Sekundärwicklungen fließen. Wenn die beiden
Batterien 12 und 13 den gleichen Ladezustand haben, werden die Ströme
.T1 und T2 gleich groß sein. Da sie in der Ausgleichsleitung 21 entgegengesetzte
Richtung haben, werden sie sich in dieser aufheben, es fließt also in diesem Falle
durch die Ausgleichsleitung 21 kein Strom. Wenn aber die Batterie
12 stärker entladen war als die Batterie 13, ist der durch die Batterie
12 fließende Ladestrom .T, größer als der LadestromT2 der anderen Batterie.
Infolgedessen fließt durch die Ausgleichsleitung der Differenzstrom A I = 11 - 12.
Ist die Batterie 13 stärker entladen gewesen als die Batterie 12,
so fließt durch die Leitung 21 ein Ausgleichsstrom im entgegengesetzten Sinne.
In jedem Fall ermöglicht es die Ausgleichsleitung 21, daß durch die Batterien
jeweils ein solcher Strom fließt, daß eine gleichmäßige Ladung der in Reihe geschalteten
Batterien erzielt wird.The equalizing line 21, however, now has the effect that different charging currents can flow through each of the two batteries, depending on their different charging status. A charging current T1 will flow through the battery 12 in accordance with the arrows drawn in FIG. 1 via the left group of secondary windings and via the equalizing line 21. A current 1 will flow through the battery 13, according to the arrows drawn, via the equalizing line 21 and the right group of secondary windings. If the two batteries 12 and 13 have the same state of charge, the currents .T1 and T2 will be the same. Since they are in the opposite direction in the equalizing line 21 , they will cancel each other out in this direction, so in this case no current flows through the equalizing line 21. However, if the battery 12 was more discharged than the battery 13, the charging current .T flowing through the battery 12 is greater than the charging current T2 of the other battery. As a result, the differential current AI = 11-12 flows through the equalizing line. If the battery 13 has been more discharged than the battery 12, an equalizing current flows through the line 21 in the opposite direction. In any case, the equalizing line 21 enables a current to flow through the batteries such that the batteries connected in series are charged evenly.
Bei der praktischen Verwendung des Erfindungsgedankens wird man gewöhnlich
nicht, wie es Fig. 1 zum Zwecke des besseren Verständnisses zeigt, zwei getrennte
Gruppen von Sekundärwicklungen vorsehen, sondern man wird gemäß Fig. 2 nur drei
Sekundärwicklungen 22, 23, 24 anwenden, die einen gemeinsamen Sternpunkt
aufweisen, der in Fig. 2 durch den Leiter 25 verkörpert wird. Diese drei
Sekundärwicklungen sind über sechs in Brückenschaltung angeordnete Gleichrichter
25 bis 30 mit den beiden in Reihe geschalteten, zu ladenden Batterien
12, 13 verbunden, die die gleiche Zellenzahl aufweisen. Die Ausgleichsleitung
21 verbindet hierbei erfindungsgemäß den Verbindungspunkt 20 zwischen
den beiden Batterien mit dem Sternpunkt 25. Die Wirkungsweise der Einrichtung
nach Fig..2 ist grundsätzlich die gleiche wie gemäß -Fig. 1. -' Statt eines Paares
von hintereinandergeschalteten Batterien kann man auch mehrere Paare solcher Batterien,
die parallel zueinander geschaltet sind, gleichzeitig mit einer Einrichtung gemäß
der Erfindung laden, wobei eine gemeinsame Ausgleichsleitung an sämtliche Verbindungspunkte
zwischen je zwei Batterien angeschlossen ist.In the practical use of the inventive idea one will usually not, as FIG. 1 shows for the purpose of better understanding, provide two separate groups of secondary windings, but one will use only three secondary windings 22, 23, 24 according to FIG. 2, which have a common one Have the star point, which is embodied in FIG. 2 by the conductor 25. These three secondary windings are connected via six rectifiers 25 to 30 arranged in a bridge circuit to the two series-connected batteries 12, 13 to be charged, which have the same number of cells. According to the invention, the compensating line 21 connects the connection point 20 between the two batteries to the star point 25. The mode of operation of the device according to FIG. 2 is basically the same as according to FIG. 1. - 'Instead of a pair of batteries connected in series, you can also charge several pairs of such batteries, which are connected in parallel to each other, simultaneously with a device according to the invention, with a common equalizing line being connected to all connection points between two batteries.