DE1496229A1 - UEberladungssichere Ladevorrichtung fuer Batterien - Google Patents
UEberladungssichere Ladevorrichtung fuer BatterienInfo
- Publication number
- DE1496229A1 DE1496229A1 DE19641496229 DE1496229A DE1496229A1 DE 1496229 A1 DE1496229 A1 DE 1496229A1 DE 19641496229 DE19641496229 DE 19641496229 DE 1496229 A DE1496229 A DE 1496229A DE 1496229 A1 DE1496229 A1 DE 1496229A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- accumulator
- pressure
- value
- voltage
- battery
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
- H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries
- H02J7/0016—Circuits for equalisation of charge between batteries using shunting, discharge or bypass circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
- H02J7/007188—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters
- H02J7/00719—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to degree of gas development in the battery
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine überladungssichere Ladevorrichtung für Batterien mit einem durch den Druck im Inneren
der Batterie bzw. eines Akkumulators gesteuerten Schalter zum Kegeln des Ladestroms.
Druckempfindliche Schalter für das Hegeln des Ladestroms sind bekannt. Weiter ist es bekannt, beim Laden von hintereinander
geschalteten Akkumulatoren jeden Akkumulator mit einem lebenschluß zu versehen, um eine schädliche überladung eines
jeden Akkumulators ohne Ladestromunterbrechung auszuschließen. Der Strom im Nebenschluß wird bei dieser bekannten Vorrichtung
durch die Akkumulatorspannung beim Laden kontrolliert. Die Regelung des Ladestroms erfolgt also ganz allgemein in Abhängigkeit
von der Klemmenspannung des Akkumulators. Dabei ist es zu-
909808/0892
-2-
nächst schwierig, Dioden zu finden, die genau bei-der gewünschten
Spannung durchlässig werden und dennoch in der Lage sind, eine ausreichende Stromstärke im Nebenschlußkreis zu
führen. Überdies ist eine derartige Spannungsregelung temperaturabhängig. Es ist daher keineswegs ausgeschlossen, daß
schon vor dem Leitendwerden der über die Klemme des Akkumulators
geschalteten Dioden im Akkumulatorinneren ein gefährlicher
, Druck aufgebaut wird. Die Gefahr eines solchen Druckanstiegs ist dabei umso größer, je stärker der zur Ladung benützte
Strom ist. Diese Gefahr stellt einen schwerwiegenden Nachteil der bekannten Vorrichtung dar.
Es ist weiter schon eine Vorrichtung bekannt, die
sich nicht mit Ladung und Überladung, sondern mit Entladung und Polumkehr beschäftigt. Bei dieser Vorrichtung ist bereits
eine Drucksteuerung bekannt, die gleichzeitig auf die Klemmenspannung ansprechen soll. Die Vorrichtung spricht dabei jedoch
nicht auf den Wert der Klemmenspannung, sondern lediglich auf ihre Polarität an. Das ist deshalb verständlich,
weil es sich eben nicht um ein Ladegerät, sondern um einen Überentladungsschutz handelt. Bei der Polumkehr- kommt es
nicht darauf an, einen gegebenen Spannungswert an den Klemmen abzuwarten. Bei einer derartigen Vorrichtung gibt es, so-
-3-
\ 909808/0692
bald einmal die Nebenschlußleitung wirksam geworden ist, nur eine. Möglichkeit, auf einen gegebenen Ladungszustand
zurückzukommen, nämlich die Umkehr der Stromrichtung. Die Vorrichtung kann.daher für Überladungen in keinem Fall verwendet
werden. Bei weiteren bekannten Ladevorrichtungen wird bei Auftreten eines zu hohen Drucks in der Batterie der Ladestrom
unterbrochen. Das tritt dabei auch dann ein, wenn der Ladevorgang noch gar nicht beendet ist. Die Ladung könnte
erst nach Druckabbau wieder fortgesetzt werden. Auf diese Weise wird der Ladevorgang unkontrollierbar und unter Umständen sehr lang. Ziel der Erfindung ist es, diesen lachteilen
abzuhelfen. Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß ein an sich bekannter Webenschlußwiderstand
vorgesehen ist, dessen Wert gegeben ist durch die Beziehung
wobei E die Spannung der Ladestromquelle, K der Hegelwiderstand
dieses Stromkreises und e die an den Klemmen der Batterie bzw. des Akkumulators maximal zulässige Spannung ist. Erfindungsgemäß
kann dabei der Wert des Nebenschlußwiderstandes in Abhängigkeit von den Veränderungen des im Akkumulatorinneren
herrschenden Druckes variabel sein.
-4-909808/0692
Hauptziel der Erfindung ist es, zu verhindern, daß Akkumulatoren unter der Wirkung des in ihrem Inneren herrschenden
Drucks zerplatzen. Dies Ziel kann nur durch eine druckgesteuerte Regeleinrichtung wirksam erreicht werden. Die Menge
des freigesetzten Gases und demnach auch der Druck im Inneren des Akkumulators sind nämlich keine linearen Funktionen der
Klemmenspannung und weisen überdies noch eine bedeutende Temperaturabhängigkeit
auf.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung tritt beim gegebenen
Druck der Nebenschlußwiderstand in Funktion. Ist die ge-
aiy
wünschte Endspannung der Batterie noch nicht erreicht, so fließt dabei weiter ein schwacher Strom durch die Batterie. Die Ladung wird also fortgesetzt, aber bei sehr verminderten Mengen freigesetzten Gases oder bei Akkumulatortypen mit dünnen gesinterten Elektrodenträgern und herabgesetzten Elektrodenabständen auch ganz ohne Freisetzung von Gasen. Dadurch kann der Ladevorgang fortgesetzt werden, bis die gewünschte Spannung erreicht ist.
wünschte Endspannung der Batterie noch nicht erreicht, so fließt dabei weiter ein schwacher Strom durch die Batterie. Die Ladung wird also fortgesetzt, aber bei sehr verminderten Mengen freigesetzten Gases oder bei Akkumulatortypen mit dünnen gesinterten Elektrodenträgern und herabgesetzten Elektrodenabständen auch ganz ohne Freisetzung von Gasen. Dadurch kann der Ladevorgang fortgesetzt werden, bis die gewünschte Spannung erreicht ist.
Ist aber die gewünschte Spannung schon erreicht, wenn der Nebenschlußwiderstand in Fuhktion tritt, so durchfließt
kein Strom mehr den Akkumulator. Ist sogar eine höhere Spannung erreicht, so entlädt sich der Akkumulator über den Nebenschluß-
. -5-909808/0692
widerstand, Ms der gewünschte Spannungswert erreicht ist. Der Druck im Inneren der Batterie nimmt während dieses Entladungsvorganges
ab. Die erfindungsgemäße Regeleinrichtung steuert daher gleichzeitig den Druck im Inneren des Akkumulators
und die Akkumulatorklemmenspannung. Der sich einstellende Druckwert kann wegen der eben erläuterten Funktionsweise
so niedrig gewählt werden, daß sich eine absolute Sicherung gegen das Zerplatzen ergibt.
Erfindungsgemäß wird dem Akkumulator ein auf einen
Gasdruck vorbestimmter Höhe ansprechendes Ventil zugeordnet. Der auf den Druckanstieg ansprechende und dabei den Nebenschlußkreis
schließende Schalter kann dabei einer auf ihrer einen Seite von dem im Akkumulatorinneren herrschenden Druck
beaufschlagten Membran zugeordnet sein, die auf ihrer anderen Seite federbelastet ist. Die Membran schließt zweckmäßig das
Ende einer axialen Bohrung in einem auf den Akkumulator aufschraubbaren Rohr ab, das mit einem die Feder enthaltenden,
vorzugsweise auf seiner Außenseite das Schaltergehäuse tragenden Gehäuse verbunden ist. Von der axialen Bohrung des
Eohres geht dabei eine Querbohrung aus, deren Mündung mit einem das Sicherheitsventil bildenden Ring aus elastischem
Material abgedeckt ist. Eine solche Ausführungsform ist fertigungstechnisch besonders einfach und funktionssicher. Sie
-6-909808/0692
ist deshalb besonders, gut geeignet, bei der erfindungsgemäßen
Ladevorrichtung als Überdruckschutzsteuerung eingesetzt zu werden.
Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. Auf der Zeichnung
ist die Erfindung beispielsweise erläutert, und zwar zeigen
Fig. 1 die Schaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 2 eine entsprechende Schaltung einer Akkumulatorenbatterie
mit mehreren Einzelelementen, Fig. 3 im vergrößerten Maßstab eine Schnittansicht der
■erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 4 im vergrößerten Maßstab sowie teilweise aufgerissen und im Schnitt eine Seitenansicht eines in der erfindungsgemäßen
Vorrichtung verwendeten Manostats, ■ Fig. 5 einen Schnitt bei Linie V-V von Fig. 4,
Fig. 6 eine graphische Darstellung der Abhängigkeit der
Ladestromveränderungen eines Akkumulators vom Wert des zugehörigen lebenschlußwiderStandes,
Fig. 7 eine graphische Darstellung der Druckänderungen im Inneren eines Akkumulators in Abhängigkeit von der
Zeit,
-7-
909808/0692
Fig. 8 eine graphische Darstellung der Veränderungen
des den Akkumulator durchfließenden Stroms in Abhängigkeit von der Zeit, und
Fig. 9 eine graphische Darstellung der Spannungsveränderungen
des gleichen Elementes in Abhängigkeit von der Zeit.
Fig. 1 bis 3 zeigen eine Batterie, die aus einer bestimmten
Anzahl Akkumulatoren 1, 1- ... 1 ... besteht, die unter Zwischenschaltung eines veränderlichen RegelwiderStandes
3 von einer Stromquelle 2 geladen werden. Einem in Fig. 1 dargestellten
Akkumulatorelement 1 ist ein mit Klemmen des Elementes verbundener Nebenschlußwiderstand 4 zugeordnet.
In Eeihe mit dem Kebenschlußwiderstand 4 ist ein Kontakt
5 eines Mikroschalters geschaltet. Der Kontakt 5 wird von dem im Akkumulatoreninneren herrschenden Druck beaufschlagt.
Der Kontakt b schließt nur dann, wenn dieser Druck einen gewissen, vorgewählten Grenzwert übersteigt.
Fig. 2 zeigt den Fall, in dem sämtliche Akkumulatorelemente 1, I1, 1p, "U ... einer Batterie mit einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung versehen sind. Letztere kann eine Membran 6 aufweisen, die der Einwirkung des im Akkumulator
-8-909808/0692
herrschenden Druckes unterworfen ist und auf einen Finger 7
einwirkt, der den Mikroschalter 8 betätigt. '
In Fig. 3 ist diese Anordnung mehr im einzelnen dargestellt.
Zwei Sätze positiver Elektroden 9 und negativer Elektroden 10 sind über Klemmen 11, 12 und leitungen 13 und 14
mit der Ladevorrichtung verbunden. leitungen 15 und 16 verbinden die Klemmen 11 bzw. 12 mit dem lebenschliißwiderstand
und dem Mikroschalter 8. Die Membran 6 ist in ein Gehäuse 17
, : ■:;:. übar ...
eingebracht und schließt das Ende einer Bohrung 18 ab/die der im Inneren des Akkumulatorbehälters herrschende Brück auf
sie einwirkt.
Das die Membran enthaltende Gehäuse 1? kann in form
eines Manostats ausgebildet sein, wie in den Beispielen gemäß den Fig. 4 und 5 dargestellt ist. In diesem Fäll umfaßt
dieses Gehäuse IT ein die Bohrung 18 aufweisendes Bohr 19,
das an den Behälter des Akkumulators anschließbar ist. An'
seinem oberen Teil 21 endet das Rohr 19 in einer Platte mif einer Aussparung 22» Die Membran 6 ist über diese Platte gespannt
und beispielsweise vermittels eines Mngs 23 darauf
festgelegt. Oberhalb des Rings 23 ist ein tariertes Bückholorgan
angeordnet, beispielsweise eine Schraubenfeder 24, die
-j -9-909808/0692
im einer Schale 25 sitzt, die auf dem Sing 23 aufliegt.
In der Kitte der Schale ist ein Teil 26 vorgesehen, das einen
Unterleg- oder Kontaktteil zum Zusammenwirken mit dem
Finger 7 des Mikroschalters bildet, der bis in das Innere des Gehäuses 1? hineinragt, das den gesamten oberen Teil, des
Manostats umschließt. Die Höhe des Teils 26 ist entsprechend dem Yerformungsgrad der Membran und infolgedessen dem Grenzwert
des zulässigen Brackes gewählt.
Das Sehäuse des Mikroschalters 8 kann oben auf dem Manostai
befestigt sein, beispielsweise mit Hilfe von öffnungen 28 und 29* "wie sie aas Fig. 4 ersichtlich sind.
An die axiale Bohrung 18 ist eine Querbohrung 30 angeschlossen,
die im Freien mündet und von einem King 31 aus Kautschuk oder dergleichen verschlossen ist, der als Sicherheitsventil
arbeitet, weil er sich ausdehnt oder unter der Wirkung des Druckes zersprengt wird.
Es soll angenommen werden, daß die Spannung der Stromquelle 2 E ist und der Begelwiderstand 3 einen Widerstand R
hat, durch (k&a. ein ladestrom I fließt. Weiter soll der Akkumulator
1 der Ordnung η eine Eigenspannung e_ besitzen und
-parallel zu einem Hebensehlußwiderstand 4 mit Widerstands-
-10-909808/0692
wert r_ gelegt sein. Der Strom I wird dann in zwei Komponenten
zerlegt, von denen die eine, der Strom i-, &en Akkumulator
durchfließt und die andere, der Strom i^» den Stromkreis
des lebenschlußwiderstandes durchläuft. Aufgrund der
Eirchoff*sehen Gesetze gelten also folgende Gleichungen:
BI + β - E = 0 £ = Rl + ri2 (2)
e - rio C3) I - i.
•1
Daraus folgt:
Wenn der ü.en Akkumulator durchfließende Strom für
einen geeigneten Wert des lebenschlußwiderStandes r auf
abfällt, d.h., wenn der LadeYOrgang des Akkumulators aufhört,
ist i* = O und damit ■ ■
daraus läßt sich ableiten:
■ ^ (6).
-11-
90980870692
Dieses Verhältnis definiert einen kritischen Wert des
Nebenschlußwiderstandes, bei dem kein Strom mehr in den Akkumulator fließt.
Ist der Widerstand höher als der kritische Wert, dann
fließt ein bestimmter, Terhältnismäßig niedriger Strom'durch
den Akkumulator, weil dann i. größer als 0 ist. Is liegt dann
ein niedriger Ladestrom vor.
Wenn der Wert des Nebenschlußwiderstandes niedriger
ist als der vorstehend erwähnte kritische Wert -, dann überwiegt
der Strom im liebenschlußkreis, und der Akkumulator entlädt sieh, weil i.. kleiner als G ist.
Nachstehend sind drei Zahlenbeispiele angegeben.
:. '■■,,?..? Bs wird j angenommen, daß es sich um eine Batterie
mit hermetisch dichten Akkumulatorelementen, handelt, von denen jede eine Anfangsüberladungsspannung von e * 1,5 Volt
besitzt, daß die Spannung des Ladestromkreises 120 Volt beträgt
und daß der Widerstand R derart eingestellt ist, daß
C sich ein Ladestrom von 4,5 A ergibt, der ungefähr dem Wert τ
entspricht, also R ■ 26,7 Ohm; also ergibt sich
-12-
.909808/0^92
rc - 26,7 χ Y^-b - 0,33 Ohm.
■ Durch diese Berechnung kann also der sog, kritische Widerstand bestimmt werden, bei dem das Laden des Akkumula- .
tors aufhört, sobald der Nebenschlußwiderstand in den Stromkreis eingeschaltet ist.
Es werden dieselben Größen wie in Beispiel 1 Torausgesetzt. Wenn ein Strom nit niedriger Stärke den Akkumulator
weiterhin durchfließen soll und dieser Ladestrom 1 A (bei
einem Batteriegesamtladestrom von 4,5 A) beträgt, dann ergibt
■ i = I - i2 β 4,5 - 1 = 3,5 A.
Daraus folgt unmittelbar
r » f. « 1*| m 0,43 Ohm.
r » f. « 1*| m 0,43 Ohm.
I l-j JiO
Wenn also beim Einschalten des Nebenschlußwiderstandes
der Akkumulator mit einer kleinen Ladestromstärke von 1 A geladen werden soll, muß dieser Widerstand einen Widerstandswert
von 0,43 Ohm erhalten.
Auch hier werden die gleichen Bedingungen vorausgesetzt. Wird der Akkumulator bei einer Spannung von 1,5 YoIt
909808/0692 -13-
- Vt--
mit einer Stromstärke von 0,5 A entladen, dann lautet die
Formel:
I + io - 4,5 + 0,5 = 5 A
Daraus folgts
hl
0,3 Ohm.
Auf diese Weise wird der Wert des Widerstandes bestimmt, bei dem der Akkumulator entladen wird, sobald der Druck im
Inneren des Behälters ansteigt.
Es wurden Versuche angestellt und die folgenden Werte
erzielt: | 4,5 | 4 | - | 3,5 | 3 | 2,5 | 2 | 1,5 | 1 |
LadeStromstärke I in Ampere |
O 32 >r- Ohm |
0,37 | 0,43 | 0,48 | 0,58 | 0,70 | 0,95 | 1,47 | |
\Ter suchswert r untei Berücksichtigung des Ätmpdr eme t er-Eigenwide Standes von ca. 0,07 |
■n0 33 | 0,37 | 0,42 | 0,5 | 0,6 | 0,75 | 1 | 1,5 | |
Berechneter r -Wert i Ohm j |
|||||||||
Die Versuchsergetmisse stimmen also mit den errechneten
Werten gut überein.
In Fig. 6 ist eine aufgrund von Versuchen erhaltene Kurvenschar dargestellt, die die Veränderungen der Ladestrom-
909808/0692
-14-
stärke eines Akkumulators in Abhängigkeit vom Widerstandswert des lebenschlußwiderstandes wiedergibt. Auf die Ordinaten
sind die Werte des lade- und Entladestromes und auf die Abszissen der Widerstandswert aufgetragen. Die Kurven stellen
die veränderlichen Werte der Stärke des G-esamtladestroms dar,
gesamte d.h. desjenigen Stromes, der von der die^Batterie ladenden
Stromquelle geliefert wird.
In diesen Kurven ist der Widerstand des Amperemeters
nicht berücksichtigt, der zur Durchführung der verschiedenen Messungen diente. Zu den verschiedenen Werten des Widerstandes
r muß also noch der Eigenwiderstand des Amperemeters von 0,07 Ohm hinzugefügt werden. In den Kurven sind die in der
vorstehenden Tabelle angegebenen Versuchsdaten aufzufinden.
Es konnte festgestellt werden, daß in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung eine selbsttätige Regelung stattfand.
Wenn nämlich der Druck im Inneren eines Akkumulators derart ansteigt, daß das Laden aufhört oder der Akkumulator zur Entladung
gebracht wird, dann wird der Druck auf übliche Weise abgebaut. Sobald sich der Druckabfall am Manostat bemerkbar
macht,, wird der Nebenschlußwiderstand ausgeschaltet. Das Laden des Akkumulators nimmt dann unter Normalbedingungen seinen Fortgang.
Wenn man erneut an der Überladungsschwelle angekommen ist,
-15-909808/0692
tritt der Manostat durch Druckerhöhung in Tätigkeit, und
der Zyklus beginnt von vorne.
In den Fig. J, 8 und 9 sind die erhaltenen Versuchsergebnisse dargestellt. So sind in Fig. 7 als Ordinate die
im Akkumulatorinneren herrschenden Drucke in g/cm aufgebracht und als Abszisse die Zeit in Minuten. Es ist ersichtlich, daß
bei Druckanstieg auf 86 g/cm der Strom abgeschaltet wird und
2 der Druck nach ungefähr 9 Minuten wieder auf 76 g/cm abfällt.
Das Aufladen beginnt dann von neuem, der Druck steigt an, usw.
In Fig. 8 ist als Abszisse die Zeit in Minuten aufgetragen und als Ordinate die Veränderungen des den Akkumulator durchfließenden
Stromes in Ampe"re. An den Kurven selbst sind als Parameter
die an die Klemmen des jeweiligen Elementes angelegten Spannungen vermerkt. Die nahezu vertikalen linien entsprechen
dem Ein- bzw. Ausschalten des Nebenschlußwiderstandes. Es ist zu bemerken, daß sich die Klemmenspannung des Akkumulators beim
Zuschalten des Nebenschlußwiderstandes zuerst plötzlich und dann nur noch allmählich verändert. Wird jedoch andererseits
angenommen, daß die Klemmenspannung des Akkumulators bei Überladung z.B. gleich 1,5 Volt ist und daß der Nebenschlußwiderstand
einen derartigen Wert besitzt, daß der den Akkumulator
-16-909808/0692
durchfließende Strom gleich lull ist, dann ist der Wert
dieses Widerstandes durch nachstehende Formel bestimmt:
"H x E -β
Sobald der Akkumulator nicht mehr unter Ladung steht, fällt seine Spannung ab und erreicht z.B. 1,38 Volt. Diese neue
Spannung bestimmt einen neuen kritischen Wert des Nebenschluß-Widerstandes, der kleiner ist als der ursprüngliche Wert. Wenn
man also einen feststehenden Widerstand besitzt, liegt sein Wert über demjenigen, den er für einen Nullstrom haben müsste,
und daraus folgt, daß ein verhältnismäßig niedriger Strom den Akkumulator durchfließt. Dies ist die Erklärung dafür,
daß sich der den Akkumulator durchfließende Strom bei Zuschalten seines Nebenschlußwiderstandes in den Stromkreis nicht auf
seinen neuen Wert stabilisieren kann. Dieser Strom nimmt in seinem algebraischen Wert progressiv zu.
Schließlich sind in Fig. 9 die Spannungsveränderungen
eines Akkumulatorelementes in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt.
Diese Kurve entspricht selbstverständlich den beiden Kurven gemäß den Fig. 7 und 8. Bei Anwendung .der Erfindung
ist es möglich, eine tagelange Selbstregelung mit Ladeströmen
-17-909808/0692
L till
L t
H96229
zu erzielen, die den Wert der in Ah ausgedrückten Kapazität G erreichen können·
Diese Überlegungen haben zu dem Vorschlag geführt, einen Widerstand zu verwenden, dessen Wert mit dem Druck veränderlich
ist. Derartige Widerstände, z.B. auf der Basis von Graphit, sind an sich bekannt. Ihr Wert bnimmt mit steigendem
Druck ab. Also genügt es, diese mit dem im Behälterinneren herrschenden Druck oder einem korrelaten Druck zu beaufschlagen.
Im Falle einer Druckerhöhung ergibt sich also eine Verminderung des Wertes des einzuschaltenden Widerstandes. Es
wird ein Ladestrom von 2,5 A (siehe Fig. 6) und ein kritischer Wert des Widerstandes τη von gleich 0,57 Ohm angenommen; wenn
dieser Widerstand zum Zeitpunkt seines Einschaltens 0,47 Ohm beträgt, dann wird der Akkumulator durch einen Strom von ungefähr
0,40 A entladen. Mit abnehmendem Druck steigt der Wert des NebenschlußwiderStandes an. Wenn dieser Wert-0.r57 Ohm
übersteigt, ist der den Akkumulator durchfließende Strom gleich Null. Nimmt der Druck noch mehr ab, erhöht sich der Wert des
Widerstandes ebenfalls und wenn er z.B. 0,87 0hm erreicht, ist der Akkumulator von einem sehr niedrigen Ladestrom von 0,75 A
durchflossen.
-18-909808/0692
Claims (7)
- Patentansprüche: j(V) tJberladungssichere Ladevorrichtung für Batterien mit einem durch den Druck im Inneren der Batterie bzw. eines Akkumulators gesteuerten Schalter zur Regelung des Lade-stroms, dadurch gekennzeichnet, daß ein an sich bekannter Nebenschlußwiderstand vorgesehen ist, dessen Wert gegeben ist durch die Beziehungwobei E die Spannung der Ladestromquelle, R der Regelwiderstand dieses Stromkreises und e die an den Klemmen der Batterie bzw. des Akkumulators maximal zulässige Spannung ist.
- 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert des Nebenschlußwiderstandes in Abhängigkeit von den Veränderungen des im Akkumulatorinneren herrschenden Druckes variabel ist.
- 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Akkumulator ein aufeinen Gasdruck vorbestimmter Höhe ansprechendes Ventil (31) zugeordnet ist.
- 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der auf den Druckanstieg ansprechende und dabei den Nebenschlußkeis schließende Schalter (8) einer-19-909808/069 2n (Art 711 Ab* 2 Nr. 1 Sate 3 des Änderung** « 4.4. t«.auf ihrer einen Seite von dem im Akkumulatorinneren herrschenden Druck beaufschlagten Membran (6) zugeordnet ist * die auf .ihrer anderen Seite unter dem Druck einer Feder (24) steht.
- 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Membran (6) bei G-asdruckanstieg betätigte Schalter ein Mikroschalter (8) ist.
- 6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 7, dadurch ge-'. kennzeichnet, daß die Membran (6) das Ende einer axialen Bohrung (18) in einem auf den Akkumulator aufschraubbaren Rohr (19) abschließt, das mit einem die Feder (24) enthaltenden, vorzugsweise auf seiner Außenseite das Schaltergehäuse tragenden Gehäuse (17) verbunden ist.
- 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß von der axialen Bohrung (18) des Rohres (19) eine Querbohrung (30) ausgeht, deren Mündung mit einem das Sicherheitsventil bildenden Ring (31) aus elastischem Material abgedeckt ist.909808/0692
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR959081A FR1432524A (fr) | 1963-12-31 | 1963-12-31 | Procédé et dispositif pour la charge continue d'un accumulateur électrique |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1496229A1 true DE1496229A1 (de) | 1969-02-20 |
DE1496229B2 DE1496229B2 (de) | 1970-11-05 |
Family
ID=8820093
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19641496229 Pending DE1496229B2 (de) | 1963-12-31 | 1964-12-30 | Überladungssichere Ladevorrichtung für Akkumulatoren |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3328663A (de) |
BE (1) | BE656235A (de) |
DE (1) | DE1496229B2 (de) |
ES (1) | ES307049A1 (de) |
FR (1) | FR1432524A (de) |
GB (1) | GB1090437A (de) |
LU (1) | LU47448A1 (de) |
NL (1) | NL6415072A (de) |
SE (1) | SE306779B (de) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3403317A (en) * | 1966-01-27 | 1968-09-24 | Milton A. Knight | Battery charging controller |
US3487284A (en) * | 1966-12-22 | 1969-12-30 | Charles A Cady | Method and apparatus for charging storage batteries |
US3496442A (en) * | 1968-04-10 | 1970-02-17 | Michael D Carlisle | Automatic battery charger |
BE757704R (de) * | 1969-10-20 | 1971-04-01 | Mcculloch Corp | |
US4233554A (en) * | 1979-04-05 | 1980-11-11 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Vent actuated shorting switch |
DE3938262A1 (de) * | 1989-11-17 | 1991-05-23 | Asea Brown Boveri | Schutzeinrichtung fuer hochtemperaturbatterien |
JPH0676861A (ja) * | 1992-08-31 | 1994-03-18 | Shinko Electric Co Ltd | 無人搬送車のバッテリ充電装置 |
JPH11234916A (ja) * | 1998-02-16 | 1999-08-27 | Rohm Co Ltd | リチウムイオン電池パック |
FR2778281A1 (fr) * | 1998-04-30 | 1999-11-05 | Alsthom Cge Alcatel | Protection pour module de batterie |
US7782013B2 (en) * | 2007-04-17 | 2010-08-24 | Chun-Chieh Chang | Rechargeable battery assembly and method for recharging same |
DE102013220751A1 (de) * | 2013-10-15 | 2015-04-16 | Robert Bosch Gmbh | Lithium-Ionen-Akkumulator mit Erfassung von erhöhtem Innendruck und Verfahren |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2104632A (en) * | 1936-01-14 | 1938-01-04 | Union Switch & Signal Co | Apparatus for charging storage batteries |
US3100862A (en) * | 1959-11-23 | 1963-08-13 | Electric Storage Battery Co | Sealed storage cells and charging circuits therefor |
US3102222A (en) * | 1960-06-09 | 1963-08-27 | Miranda Corp | Regulation of the charging of second, ary batteries using a means responsive to the temperature of a catalytic device |
US3116439A (en) * | 1960-10-27 | 1963-12-31 | Mc Graw Edison Co | Repeating circuit interrupter and battery charging circuit used therewith |
FR1309917A (fr) * | 1961-10-09 | 1962-11-23 | Fulmen | Résistance électrique variable et application à un régulateur électrique |
-
1963
- 1963-12-31 FR FR959081A patent/FR1432524A/fr not_active Expired
-
1964
- 1964-11-25 BE BE656235D patent/BE656235A/xx unknown
- 1964-11-26 LU LU47448A patent/LU47448A1/xx unknown
- 1964-12-12 ES ES0307049A patent/ES307049A1/es not_active Expired
- 1964-12-24 NL NL6415072A patent/NL6415072A/xx unknown
- 1964-12-30 DE DE19641496229 patent/DE1496229B2/de active Pending
- 1964-12-30 SE SE1587164A patent/SE306779B/xx unknown
- 1964-12-30 US US42232264 patent/US3328663A/en not_active Expired - Lifetime
- 1964-12-30 GB GB5289064A patent/GB1090437A/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
LU47448A1 (de) | 1965-01-26 |
SE306779B (de) | 1968-12-09 |
ES307049A1 (es) | 1965-03-01 |
FR1432524A (fr) | 1966-03-25 |
BE656235A (de) | 1965-03-16 |
NL6415072A (de) | 1965-07-02 |
GB1090437A (en) | 1967-11-08 |
DE1496229B2 (de) | 1970-11-05 |
US3328663A (en) | 1967-06-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2051488B2 (de) | Schaltungsanordnung zum schnelladen einer elektrischen batterie | |
DE2416756A1 (de) | Zweistufiges batterie-ladegeraet | |
DE1496229A1 (de) | UEberladungssichere Ladevorrichtung fuer Batterien | |
CH646821A5 (de) | Ueberspannungsableiter. | |
EP3111527A1 (de) | Batteriesystem und verfahren zum betreiben eines solchen | |
DE1513496C3 (de) | Vorrichtung zum Schutz einer Akkumulatorenzelle einer aus mehreren Akkumulatorenzellen bestehenden Akkumulatorenbatterie | |
DE868466C (de) | Verfahren und Einrichtung zur selbsttaeitigen Ladung von Akkumulatoren | |
DE102015002147B3 (de) | Verfahren zum Fertigen einer Batterie, Batterie und Kraftfahrzeug | |
WO2012034670A2 (de) | Verfahren zum laden einer batterie eines kraftwagens | |
DE102010027006A1 (de) | Verfahren zum Laden eines an eine elektrische Ladungsquelle angeschlossenen Akkumulators | |
DE1163376B (de) | Extremwert-Signalgeber | |
DE102008001341A1 (de) | Energiespeicher | |
DE202006013790U1 (de) | Ein Aufbau eines Ladegerätes | |
DE962995C (de) | Vorrichtung zur Steuerung des Ladevorganges einer Batterie | |
DE1496229C (de) | Uberladungssichere Ladevorrichtung fur Akkumulatoren | |
DE2819584C2 (de) | Schaltung zur Sicherung von Speicherzellen | |
DE102017209183A1 (de) | Fahrzeugenergiespeicher | |
DE677822C (de) | Relaisschaltung | |
DE2937933C2 (de) | ||
DE2203458B2 (de) | Schaltungsanordnung zur Steuerung der Verbraucherspannung in einem von einer Wechselspannungsquelle gespeisten Stromversorgungsgerät | |
DE2733594B2 (de) | Schaltungsanordnung zum Laden einer wiederaufladbaren Batterie | |
DE404640C (de) | Vorrichtung, die das Intaetigkeittreten eines Ladungsbegrenzers beliebiger Art nur gestattet, wenn die Batterie in gutem Zustande ist | |
DE3119431A1 (de) | Verfahren zum regulieren der ladeschaltung eines batterieladegeraets und elektronische schaltung zur durchfuehrung dieses verfahrens | |
DE102014202927A1 (de) | Verfahren zum Betreiben einer Batterieeinrichtung mit einer Mehrzahl von eigensicheren Batteriezellen | |
DE970074C (de) | Elektrische Entstaubungseinrichtung |