DE1117696B

DE1117696B - Arrangement for charging and discharging electrical accumulators, especially formation and commissioning

Info

Publication number: DE1117696B
Application number: DEA30267A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Ludwig Herrmann; Dipl-Ing Herbert Gumprecht; Manfred Rasche
Original assignee: Accumulatoren Fabrik AG
Current assignee: Accumulatoren Fabrik AG
Priority date: 1958-09-11
Filing date: 1958-09-11
Publication date: 1961-11-23

Description

Anordnung zur Ladung und Entladung elektrischer Akkumulatoren, insbesondere Formierung und Inbetriebsetzung Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Vermeidung größerer Energieverluste bei der Ladung und Entladung, insbesondere bei der Formierung und Inbetriebsetzung elektrischer Akkumulatoren.Arrangement for charging and discharging electrical accumulators, in particular Formation and commissioning The invention relates to an arrangement for avoidance greater energy losses during charging and discharging, especially during formation and commissioning of electrical accumulators.

Bei der elektrochemischen Umwandlung aktiver Massen in elektrischen Akkumulatoren benötigt man Gleichstromquellen. Das gleiche gilt auch für den Fall, wenn man bereits einmal chemisch umgewandelte aktive Massen, die z. B. im getrockneten Zustand vorliegen, z. B. formierte Elektroden, nach Zugabe des Elektrolyten innerhalb eines Zellen- oder Batterieverbandes in Betrieb nehmen will. Schließlich braucht man auch noch Gleichstromquellen für die jeweilige Wiederaufladung von Akkumulatorbatterien nach Entnahme der elektrischen Energie. Man kann dabei so verfahren, daß man den Strom dieser Gleichstromquelle konstant hält und ihn nach einem bestimmten Programm ändert. Es besteht ferner die Möglichkeit, die Spannung der Gleichstromquelle konstant zu halten. Dann wird sich entsprechend dem jeweiligen Ladungszustand der aktiven Masse ein veränderlicher Strom ergeben, der dem resulterenden Widerstand der Gesamtanordnung proportional ist. Auch hier kann nach einem bestimmten Programm gefahren werden, wenn man die Höhe der konstant gehaltenen Spannung zu bestimmten Zeitpunkten variiert, z. B. stufenweise verändert.In the electrochemical conversion of active masses into electrical ones Batteries are needed for direct current sources. The same also applies to the case if you have already chemically converted active masses that z. B. in the dried Condition exist, e.g. B. formed electrodes, after adding the electrolyte within want to put a cell or battery bank into operation. Finally needs there are also direct current sources for recharging accumulator batteries after drawing off the electrical energy. One can proceed in such a way that one uses the Current of this direct current source keeps constant and it according to a certain program changes. It is also possible to keep the voltage of the direct current source constant to keep. Then, according to the respective state of charge, the active Ground result in a variable current, which corresponds to the resulting resistance of the overall arrangement is proportional. A certain program can also be used here, if one varies the level of the voltage kept constant at certain points in time, z. B. gradually changed.

Um verschiedene Stromstufen beim erstgenannten Ladeverfahren (Konstantstromverfahren) anzuwenden und auch innerhalb dieser Stromstufen die Stromstärke konstant zu halten, braucht man, wenn eine in ihrer Spannung konstante große Gleichstromquelle zur Verfügung steht, Regelwiderstände, die die Anpassung an die verschiedenen Betriebszustände der Batterie oder der aktiven Masse vornehmen. Diese Regelwiderstände sind Energieverbraucher, so daß also stets Verluste beim Laden auftreten. Man kann für das Laden mit konstanter Spannung, wenn diese Spannung regelbar und einstellbar ist, ohne Ladewiderstand auskommen, muß dann aber eine regelbare Gleichstromquelle haben. Will man bei der Aktivierung der Massen mit konstanter Spannung arbeiten, so ergeben sich außerordentlich lange Behandlungszeiten, die unerwünscht sind.In order to achieve different current levels in the first-mentioned charging process (constant current process) to apply and also to keep the current strength constant within these current levels, is required when a large direct current source of constant voltage is available stands, control resistors that adapt to the various operating conditions the battery or the active mass. These rheostats are energy consumers, so that there are always losses when charging. One can go for charging with constant Voltage, if this voltage is adjustable and adjustable, without a charging resistor get by, but must then have a controllable direct current source. Do you want to Activation of the masses working with constant tension, so result extraordinarily long treatment times that are undesirable.

Die wichtigsten bisher bekanntgewordenen Verfahren zur elektrochemischen Umwandlung der aktiven Massen elektrischer Akkumulatoren sind in den Fig.1 bis 5 gekennzeichnet. Ein Gleichspannungsnetz 1 mit fester Spannung speist über einen Regelwiderstand 2 die unformierte oder formierte Batterie 3. Die Verlustleistung Nv im Widerstand 2 errechnet sich aus dem Produkt des Stromquadrates und dem Widerstandswert nach der Gleichung Nv = J2 - R. Für die Ladung von Akkumulatorenbatterien sind Anordnungen nach Fig. 2 üblich. Vom Wechselstromnetz 4 wird über einen Gleichrichter 5 die Batterie 6 gespeist. Zum Angleich der Ladeeinrichtung 5 an die verschiedenen Batterriegrößen und verschiedenen Ladezustände ist auch hier der Widerstand 2 vorgesehen, für den die gleiche Verlustrechnung wie bei Fig. 1 gilt. Verwendet man, wie in Fig. 3 gezeigt, für die Ladung einen Gleichrichter 5, der eine konstante Spannung abgibt und bei dem man auf den Anpassungswiderstand 2 verzichtet, so ergibt sich etwa ein. Ladeschema, wie es die Fig. 4 zeigt. Daraus erkennt man, daß zunächst einmal, begrenzt durch die Leistungsfähigkeit des Gleichrichters 5', ein maximaler Ladestrom während der Zeit 0-a fließt, und daß sich dann mit steigender Gegenspannung der Batterie 6 ein langsam abfallender Strom in der Zeit a-b ergibt. Eine Abkürzung der Zeit a-b während der Ladung selbst ist nicht möglich, es sei denn durch Erhöhung der an sich konstanten Spannung des Gleichrichters 5'. Handelt es sich nun darum, in großer Zahl Batterien zu formieren oder zu laden, wobei insbesondere auch noch zwischen den einzelnen Ladeperioden Entladungen durchgeführt werden sollen, um die Aktivierung der Massen zu vergrößern, so sind bisher nur Einrichtungen verwendet worden, die entsprechend Fig.5 aufgebaut werden. Ein Gleichrichterstromnetz 1' speist über einen regelbar einstellbaren Widerstand 2 die Batterie 3. Nach Durchführung des Ladeprogramms wird ein Umschalter 7 betätigt, der den einen Pol der Batterie an eine geringere Gleichspannung legt, im vorgesehenen Fall an den Mittelleiter 0 des Gleichstromnetzes. Dadurch kann die Entladung auf eine niedrigere Gegenspannung vorgenommen werden. Auf diese Art und Weise wird wenigstens ein Teil der elektrischen Energie in das Netz zurückgespeist und nur der den Widerstand 2 durchfließende Anteil vernichtet.The most important processes known so far for the electrochemical conversion of the active masses of electrical accumulators are identified in FIGS. A direct voltage network 1 with a fixed voltage feeds the unformed or formed battery 3 via a control resistor 2. The power loss Nv in resistor 2 is calculated from the product of the current square and the resistance value according to the equation Nv = J2 - R. There are arrangements for charging accumulator batteries usual according to Fig. 2. The battery 6 is fed from the alternating current network 4 via a rectifier 5. In order to adapt the charging device 5 to the different battery sizes and different charging states, the resistor 2 is also provided here, for which the same loss calculation as in FIG. 1 applies. If, as shown in FIG. 3, a rectifier 5 is used for the charge which emits a constant voltage and in which the matching resistor 2 is dispensed with, the result is approximately a. Loading scheme as shown in FIG. 4. From this it can be seen that initially, limited by the capacity of the rectifier 5 ', a maximum charging current flows during the time 0-a, and that then, as the counter voltage of the battery 6 increases, there is a slowly decreasing current in the time from. A shortening of the time from during the charging itself is not possible, unless by increasing the constant voltage of the rectifier 5 '. If it is a question of forming or charging batteries in large numbers, with discharges also to be carried out between the individual charging periods in order to increase the activation of the masses, so far only devices have been used that correspond to FIG being constructed. A rectifier current network 1 'feeds the battery 3 via an adjustable resistor 2. After the charging program has been carried out, a changeover switch 7 is actuated, which applies one pole of the battery to a lower direct voltage, in the intended case to the center conductor 0 of the direct current network. This allows the discharge to be carried out to a lower counter voltage. In this way, at least part of the electrical energy is fed back into the network and only the portion flowing through the resistor 2 is destroyed.

Um den Ausgleich der Spannungsdifferenz beim Parallelbetrieb von Batterien und Gleichstromnetzen dann sicherzustellen, wenn diese als Notstrom gedachten Batterien gleichzeitig vom Gleichstromnetz in der normalen Betriebszeit geladen werden sollen, verwendet man eine Zusatzgleichstrommaschine. Diese Zusatzgleichstrommaschine ermöglicht die Ladung der Batteriezellen bis zu einer Spannung von 2,7 V pro Zelle, während das entsprechende Verbrauchernetz nur auf eine Zellenspannung von 2 V pro Zelle abgestimmt ist.To compensate for the voltage difference when batteries are operated in parallel and to ensure direct current networks if these batteries are intended as emergency power are to be charged simultaneously from the direct current network during normal operating hours, an additional DC machine is used. This additional DC machine enables the charge of the battery cells up to a voltage of 2.7 V per cell while the corresponding consumer network only to a cell voltage of 2 V per cell is matched.

Es ist ferner vorgeschlagen worden, zur Ladung von Pufferbatterien im Fernsprechbetrieb Gleichrichterschaltungen, bestehend aus zwei in Reihe oder parallel geschalteten Gleichrichtern, zu verwenden, deren Charakteristik in der Stromabgabe durch den Ladezustand der Batterie beeinflußt wird. Diese Charakteristik ist jedoch nicht beliebig wählbar und einstellbar, sondern hängt von der Zahl der eingebauten Wechselstromwiderstände in dem Wechselstromnetz ab, das die Gleichrichteranordnungen speist.It has also been proposed to charge backup batteries in telephone operation rectifier circuits, consisting of two in series or rectifiers connected in parallel, to use whose characteristics are in the Current output is influenced by the state of charge of the battery. This characteristic However, it cannot be freely selected and set, but depends on the number of built-in alternating current resistors in the alternating current network, which the rectifier arrangements feeds.

Diese Anordnungen können jedoch jeweils nur eine Batterie bestimmter Art bedienen. Der Anschluß mehrerer Batterien bedeutet jeweils Vervielfältigung der beiden in Reihe oder parallel geschalteten Gleichrichteranordnungen.However, these arrangements can only have one specific battery at a time Serve kind. The connection of several batteries means duplication of the two rectifier arrangements connected in series or in parallel.

Für den Fall, daß Batterien aufgeladen werden sollen, die eine geringere Spannung als das Gleichstromnetz aufweisen, wurde vorgeschlagen, als spannungsvernichtenden Widerstand eine als Motor arbeitende Dynamomaschine zwischenzuschalten; es tritt somit in geringerer Energieverlust auf als bei der Verwendung eines normalen Ohmschen Widerstandes. Die Stromrichtung ist jedoch nicht umkehrbar, auch wird nur dann elektrische Energie an das Gleichstromnetz konstanter Spannung zurückgliefert, wenn die Ladespannung zu hoch ist.In the event that batteries are to be charged, use a lower one Having voltage than the direct current network has been suggested as voltage-destroying Resistance to interpose a dynamo working as a motor; it occurs thus in less energy loss than when using a normal ohmic Resistance. However, the direction of the current cannot be reversed, and only then does it become electrical Energy returned to the direct current network of constant voltage when the charging voltage is too high.

Aufgabe der Erfindung war es, eine Anordnung zur Vermeidung von Energieverlusten bei der Ladung und Entladung, insbesondere bei der Formierung und Inbetriebsetzung elektrischer Akkumulatoren zu entwickeln, bei der keine leistungsvernichtenden Widerstände vorhanden sind.The object of the invention was to provide an arrangement for avoiding energy losses during loading and unloading, especially during formation and commissioning to develop electrical accumulators with no power-destroying resistances available.

Diese Aufgabe wurde durch die erfindungsgemäße Anordnung gelöst, bei der eine Gleichstromquelle konstanter Spannung vorhanden ist, deren Höhe der Batterieruhespannung entspricht und bei Bleiakkumulatoren vorzugsweise 2,05 V pro Zelle beträgt, somit für die Ladung zu niedrig und für die Entladung zu hoch ist, in Hintereinanderschaltung mit einer in ihrer Polarität umschaltbaren, beliebig regelbaren Zusatzgleichstromquelle mit einer Spannung, die bei Bleiakkumulatoren vorzugsweise 0 bis 0,7V pro Zelle beträgt, wobei die beiden Gleichstromquellen über einen Umschalter in Serie mit der Batterie verbunden sind.This object was achieved by the arrangement according to the invention, in which a direct current source of constant voltage is present, the level of which corresponds to the battery idle voltage and, in the case of lead-acid batteries, is preferably 2.05 V per cell, thus too low for charging and too high for discharging, in Series connection with a polarity switchable, arbitrarily controllable additional direct current source with a voltage that is preferably 0 to 0.7V per cell in lead-acid batteries, the two direct current sources being connected in series with the battery via a switch.

Der Hauptvorteil der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, daß man ohne Regelwiderstände auskommt und damit alle durch diese Widerstände bedingten Leistungsverluste vermeidet. Mit der Anordnung nach der Erfindung gelingt es somit erstmalig, eine im wesentlichen verlustfreie Entladung von Batterien oder Akkumulatoren zu erzielen.The main advantage of the arrangement according to the invention is that you can get by without control resistors and thus all of the resistances caused by these resistances Avoids performance losses. It is thus possible with the arrangement according to the invention For the first time, an essentially loss-free discharge of batteries or accumulators to achieve.

Als weiterer Vorteil ergibt sich, daß bei Anwendung des Erfindungsgedankens mit einer einzigen großen konstanten Gleichspannungsquelle unter Hinzunahme einer entsprechenden Anzahl von klein bemessenen und dadurch auch nur mit geringem Verlust behafteten Zusatzspannungsquellen eine beliebige Anzahl von Batterien geladen, entladen, formiert oder in Betrieb gesetzt werden kann.Another advantage is that when using the inventive concept with a single large constant DC voltage source with the addition of a corresponding number of small dimensions and therefore only with low loss any number of batteries charged, discharged, can be formed or put into operation.

Handelt es sich darum, eine Vielzahl von Batterien gleichzeitig zu formieren, zu laden oder zu entladen, so war man bisher darauf angewiesen, entweder den Batterien gesteuerte Regelwiderstände vorzuschalten, die den oben gekennzeichneten Nachteil besitzen, oder für jede Batterie Einzelaggregate vorzusehen, die in ihrer Charakteristik von der Programmsteuerung beeinfiußt werden können. Bei der vorliegenden Erfindung wird eine entsprechend groß bemessene Grundspannungsquelle verwendet und eine der zu behandelnden - Batterien entsprechende Anzahl von kleinen regelbaren Zusatzspannungsquellen zusätzlich notwendig.Is it a matter of having a large number of batteries at the same time Forming, loading or unloading, so one was previously dependent on either upstream of the batteries controlled variable resistors, which are marked above Have disadvantage, or to provide individual units for each battery in their Characteristic can be influenced by the program control. With the present Invention, a correspondingly large base voltage source is used and a number of small adjustable batteries corresponding to the batteries to be treated Additional voltage sources also required.

Von der Grundspannungsquelle werden gemäß der Erfindung beispielsweise 72% der für die Behandlung notwendigen Energie entnommen. Die regelbare Zusatzspannungsquelle liefert dann einen von Null bis maximal 28% ansteigenden Leistungsteil. Damit ergibt sich der besondere Vorteil, daß man für die Grundspannungsquelle Gleichstromerzeuger verwenden kann, die gleichmäßig bis zu ihrem maximalen Wert dauernd belastet werden und dadurch naturgemäß einen gutenWirkungsgrad haben. Der gesamte Wirkungsgrad einer Anlage gemäß der Erfindung wird dadurch immer höher liegen als der Wirkungsgrad der sonst zur Anwendung gelangenden Einzelaggregate.From the basic voltage source according to the invention, for example 72% of the energy required for the treatment is taken. The adjustable additional voltage source then supplies a power section increasing from zero to a maximum of 28%. So that results the particular advantage that there is a direct current generator for the basic voltage source can use, which are evenly loaded continuously up to their maximum value and therefore naturally have a good degree of efficiency. The entire efficiency of a System according to the invention will always be higher than the efficiency the individual units otherwise used.

Besonders stark tritt der wirtschaftliche Vorteil der Erfindung dann hervor, wenn man die Entladung von Batterien betrachtet. Es müssen dann gemäß den bekannten Einrichtungen, selbst unter Zuhilfenahme der Regelwiderstände, mindestens zwei Gleichstromnetze verschiedener Spannung, auf die zurückgearbeitet werden soll, vorhanden sein (vgl. Fig. 5).The economic advantage of the invention is then particularly pronounced when looking at battery discharge. It must then according to the known facilities, even with the aid of the control resistors, at least two direct current networks of different voltages to which you want to work back, be present (see. Fig. 5).

Werden für die Ladung von Batterien Gleichrichter allein verwendet, so ist eine Entladung mit Energierücklieferung überhaupt nicht möglich, es muß dann die vollständige Entladung auf einen Widerstand erfolgen, und damit tritt ein Totalverlust der Batterieenergie auf.If rectifiers are used alone to charge batteries, a discharge with energy return is not possible at all, it must then the complete discharge takes place on a resistor, and thus a total loss occurs the battery energy.

In Fig.6 ist die erfindungsgemäße Anordnung schematisch dargestellt, dabei ist n die Gleichstromquelle konstanter Spannung, in diesem Fall das Gleichstromnetz, g die Zusatzgleichstromquelle, b die zu ladende oder zu entladende Batterie und u der Umschalter, der die Umschaltung der Batterie von Ladung auf Entladung und umgekehrt bewirkt.The arrangement according to the invention is shown schematically in FIG. where n is the direct current source of constant voltage, in this case the direct current network, g the auxiliary DC power source, b the battery to be charged or discharged and u the switch that switches the battery from charge to discharge and reversed causes.

Eine vorteilhafte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes besteht darin, daß die regelbare Zusatzstromquelle ein Motorgenerator mit umkehrbarer Stromrichtung ist. Handelt es sich hierbei um einen selbsterregten Nebenschlußgenerator, so wird die jeweilige Spannungshöhe durch einen Regelwiderstand im Feldkreis eingestellt. Beim Wechseln von Ladung auf Entladung kann man mit einem weiter oben beschriebenen Umschalter arbeiten. Es besteht aber auch die Möglichkeit, durch Umpolung des Feldkreises einen Polwechsel der Gleichstrommaschine herbeizuführen.There is an advantageous embodiment of the subject matter of the invention in that the adjustable additional power source a motor generator with reversible current direction is. If this is a self-excited shunt generator, the respective voltage level is set by a rheostat in the field circuit. When changing from charge to discharge, you can use one of the options described above Toggle switch working. But there is also the possibility of reversing the polarity of the field circle to bring about a pole change of the DC machine.

Eine weitere besonders vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß bei Anwendung eines Gleichrichters als regelbare Zusatzgleichstromquelle, z. B. mit einem vorzugsweise stufenlos regelbaren Transformator, der Gleichrichter wahlweise eine spannungs- oder stromregelnde Steuerung, vorzugsweise eine Gittersteuerung, besitzen kann. Bei Anwendung dieser Ausführungsart ist es verhältnismäßig einfach, eine Vollautomatisierung von Ladeprogrammen durchzuführen, bei denen der Strom oder die Spannung konstant gehalten werden und wobei die Programme der Ladung und Entladung durch Schaltwalzen gesteuert werden, die die entsprechenden Impulse für die Gittersteuerung oder für die Regelung der Transformatoren der Gleichrichter abgeben.Another particularly advantageous embodiment is characterized in that that when using a rectifier as a controllable additional DC power source, z. B. with a preferably continuously variable transformer, the rectifier optionally a voltage or current regulating control, preferably a grid control, can own. When using this embodiment, it is relatively easy to to carry out a full automation of charging programs in which the electricity or the voltage can be kept constant and taking the programs of charge and discharge are controlled by switching drums, which the corresponding pulses for the grid control or for regulating the transformers of the rectifier.

Nachstehend soll an einem Beispiel für die Ladung und Entladung einer vierzigzelligen Bleibatterie gezeigt werden, wie der Erfindungsgegenstand aufgebaut sein kann. Während man bisher für vierzigzellige Batterien ein Ladenetz mit einer Spannung von 100 V benötigte und für die Entladung einer derartigen Batterie ein Entladenetz von 55 bis 65 V brauchte, kann man gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem einzigen Netz von rund 80 V auskommen. Für das Ladeschema ergeben sich folgende Werte: Die entladene oder noch nicht formierte Batterie hat im Leerlauf etwa 2 V pro Zelle. Das ergibt bei vierzig Zellen eine Spannung von 80V. Die Ladespannung muß jeweils etwas höher sein als die Gegenspannung der Batterie. Daher wird man beispielsweise 82 V Ladespannung benötigen. Wenn das Grundnetz 80 V hat, so muß die Zusatzeinrichtung zunächst eine Spannung von 2 V erzeugen. Die Gegenspannung wächst bis zum Schluß der Ladung bis zu etwa 2,7 V pro Zelle, so daß die Zusatzspannung die Differenz zwischen der Endspannung von 108 V und der Grundspannung von 80 V, d. h. 28 V, aufbringen muß. Die geladene Batterie hat einen Offen-Spannungswert, der je nach Säuredichte 2,05 bis 2,1 V beträgt. Um sie auf das Grundnetz mit 80 V zu entladen, wird im ersten Augenblick keine Zusatzspannung benötigt, da sie ja um einen geringfügigen Betrag über dem Wert der Grundspannung liegt, nämlich 40 - 2,1 = 84 V. Je nach der Höhe des gewünschten Entladestromes sinkt die Spannung jedoch nach kurzer Zeit auf einen Wert von 80 V. Die Batterie muß dann eine Zusatzspannung erhalten oder, umgekehrt ausgedrückt, es muß die Grundspannung des Netzes durch eine negative Zusatzspannung so weit erniedrigt werden, daß ein Stromfluß von der Batterie zum Netz ermöglicht wird. Um zu große Stromstöße bei der Entladung zu vermeiden, wird man daher das Grundspannungsnetz so aufbauen, daß es von vornherein eine Spannung erhält, die, berechnet auf eine Zelle, einen Wert von 2,05 V hat. Damit ergäbe sich beim vorliegenden Beispiel ein Grundspannungsnetz von 82 V. Die Anordnung nach der Erfindung kann aber in Sonderfällen gleichzeitig auch noch dazu dienen, die sogenannte Zweistufenladung durchzuführen. Dabei ist es nur notwendig, da.ß das Verhältnis von Grundnetz und Zusatzquelle so aufgebaut wird, daß sich für jede zu ladende Bleizelle eine Spannung von etwa 2,4V ergibt. Es -gelingt dann, wie aus der Literatur über Zweistufengeräte hervorgeht, gleichzeitig mehrere Batterien in derselben Ladeeinrichtung zu laden. Im allgemeinen ist bei der Zweistufenladung, die etwa dem Schema der Fig.4 entspricht, der geradlinige Teil der Stromcharakteristik abhängig von der maximalen Gleichrichterleistung. Während die Leistung des Grundnetzes jeweils verhältnismäßig hoch ist, ist die Leistung der Zusatzeinrichtung abhängig von der maximal erzeugten Spannung. Es würde also zunächst eine Überlastung der Zusatzeinrichtung auftreten. Diese Überlastung wird dadurch verhindert, daß ein stromabhängiges Regelglied die Zusatzspannung im Moment des Einschaltens der Batterie nicht auf 2,4V je Bleizelle, sondern auf eine geringere Spannung einregelt, so daß nur der für das Zusatzgerät zulässige maximale Strom fließen kann, bis die Gegenspannung der Batteriezellen 2,4 V erreicht hat.The following is an example of the charging and discharging of a forty cell lead acid batteries are shown how the subject invention is constructed can be. Whereas previously a charging network with a Voltage of 100 V required and for discharging such a battery Discharge network from 55 to 65 V needed, one can according to the present invention get by with a single network of around 80 V. For the loading scheme result the following values: The discharged or not yet formed battery is idling about 2 V per cell. With forty cells this results in a voltage of 80V. The charging voltage must be slightly higher than the counter voltage of the battery. Hence one becomes need for example 82 V charging voltage. If the basic network has 80 V, then it must the additional device first generate a voltage of 2 V. The counter tension grows up to about 2.7 V per cell until the end of the charge, so that the additional voltage the difference between the final voltage of 108 V and the base voltage of 80 V, d. H. 28 V, must apply. The charged battery has an open voltage value, which is 2.05 to 2.1 V depending on the acid density. To get them on the groundwork at 80 To discharge V, no additional voltage is required for the first time, as it does is slightly above the value of the basic voltage, namely 40 - 2.1 = 84 V. Depending on the level of the desired discharge current, the voltage drops but after a short time to a value of 80 V. The battery must then have an additional voltage or, to put it the other way round, the basic voltage of the network has to pass through a negative additional voltage can be lowered so far that a current flow from the Battery is enabled to the network. To avoid excessive current surges during discharge, the basic voltage network will therefore be built up in such a way that there is a voltage from the outset which, calculated on one cell, has a value of 2.05 V. That would result in the present example a basic voltage network of 82 V. The arrangement according to However, in special cases, the invention can also serve the so-called Perform two-stage charging. It is only necessary that the relationship is built up by the basic network and additional source in such a way that for each lead cell to be charged results in a voltage of about 2.4V. It then succeeds, just like from the literature Two-stage devices emerge, several batteries in the same charger at the same time to load. In general, the two-stage charging, which is roughly the same as the diagram in FIG corresponds, the straight part of the current characteristic depends on the maximum Rectifier power. While the performance of the basic network is proportionate in each case is high, the performance of the additional device depends on the maximum generated Tension. The additional device would therefore initially be overloaded. This overload is prevented by a current-dependent control element that Additional voltage at the moment the battery is switched on not to 2.4V per lead cell, it adjusts to a lower voltage, so that only the one for the additional device permissible maximum current can flow until the counter voltage of the battery cells Has reached 2.4 V.

Strom- oder spannungsabhängige zusätzliche Eingriffsglieder können grundsätzlich bei der zusätzlichen Stromquelle eingebaut werden. Dadurch ist die Sicherheit gegeben, daß zu hohe Strom- oder Spannungswerte, die sich durch Fehler in der Batterie oder in den Zuleitungen ergeben können, durch einen automatischen Eingriff z. B. auf dem Regeltransformator der Gleichrichtereinrichtung vermieden werden. Diese strom- oder spannungsabhängigen zusätzlichen Werte können in Form von Verstellkräften für die Regeltransformatoren vorliegen. Sie können auch z. B. auf die Gittersteuerung der Gleichrichter einwirken oder können im Falle der Anwendung von Transduktoren für die Transformatorregelung als eine zusätzliche Gleichstromkomponente in den dort verwendeten Gleichstromkreisen im Sinne einer Herabregelung der Spannung wirken.Current or voltage-dependent additional engagement elements can basically be installed at the additional power source. This is the Security is given that excessively high current or voltage values, which are caused by errors in the battery or in the supply lines can result from an automatic Intervention z. B. avoided on the regulating transformer of the rectifier device will. These current- or voltage-dependent additional values can be in the form of adjusting forces for the regulating transformers are available. You can also z. B. act on the grid control of the rectifier or can in the case of application of transducers for transformer control as an additional direct current component in the DC circuits used there in the sense of reducing the voltage works.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Arrangement for loading and unloading, in particular Formation and commissioning of electrical accumulators using a Direct current source of constant voltage in series connection with any adjustable additional direct current source, characterized in that the voltage of the constant direct current source (s) too low for the charge and too low for the discharge is too high and that the polarity of the additional direct current source (g) can be switched.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the constant voltage corresponds to the battery rest voltage and the additional direct current source (g) respectively supplies a voltage which is equal to the difference between charging and resting voltage or Discharge and rest voltage is.

3. Arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that that the controllable additional direct current source (g) is a motor generator in which the Direction of current in the generator circuit when changing charging and discharging processes Switching action is reversed.

4. Arrangement according to claim 1, characterized in that that when using a rectifier as an additional voltage source the regulation by means of a program_mcchaltung with current and voltage constant maintenance he follows.

5. Arrangement according to claim 1 to 4 for two-stage charging and simultaneous Charging several batteries, characterized in that the lead-acid batteries The sum of the basic voltage and the additional voltage is approximately 2.4 volts per cell. Pamphlets considered; German Patent No. 693 514; German Interpretation document L 11435 VIII b / 21c (published on June 21, 1956).