DE1596050B2 - Schaltungsanordnung zur bestimmung des entladezustandes einer akkumulatoren batterie - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungs- und dessen Basis über einen Widerstand 20 mit der

anordnung zur Bestimmung des Entladezustandes · Klemme 12 verbunden ist. · · ·

einer Akkumulatoren-Batterie mit einem von der Die Klemmen 11 und 12 sind weiterhin über einen

Batteriespannung gesteuerten.Schaltelement,-das bei Widerstand 21 und eine in Reihe liegende Zener-

Abfallen der Batteriespannung unter einen vorbe- 5 diode 22 untereinander verbunden, wobei die Diode

stimmten Wert eine Anzeige betätigt. 22 durch einen Kondensator 23 überbrückt ist. Ein

Derartige Anordnungen sind bekannt (britische Pa- Punkt zwischen dem Widerstand 21 und der Diode tentschrift 971 128). Werden die zu messenden Bat- 22 ist mit dem Kollektor und der Basis des Schaltterien während des Betriebes hohen Belastungen aus- transistors 19 verbunden, und zwar über eine Wickgesetzt, so kann die Batteriespannung infolge des io lung 24 eines Relais bzw. einen Widerstand 25. Die hohen Stromes unter den vorbestimmten Wert sinken Relaiswicklung 24 ist durch eine Diode 26 zur Lei- und damit die Entladeanzeige auslösen, ohne daß die . tung der Gegen-EMK überbrückt und dient, wenn Batterie tatsächlich entladen ist. sie unter Spannung gesetzt wird, zum öffnen des

Um-dies zu-vermeiden, ist es ferner bekannt Kontaktes9. Die Basis des Schalttransistors 19 ist

(deutsche Patentschrift 611 40), den Meßstromkreis 15 weiterhin mit dem Kollektor eines Schalttransistors

einer Fahrbatterie nur dann einzuschalten, wenn der 27 verbunden, dessen Emitter mit der Klemme 12

Hauptstromkreis geöffnet ist. Hierfür muß das Fahr- und dessen Basis mit dem verschiebbaren Kontakt

zeug aber angehalten und der Fahrmotor abgestellt eines Widerstandes 29 verbunden ist. Der Widerstand

werden. Ein rechtzeitiges Bemerken des Entlade- 29 liegt parallel zu einem Widerstand 31, der einen-

zustandes der Batterie ist hierbei nicht gewähr- 20 endes mit der Klemme 12 und anderenendes mit der

leistet. Klemmeil über einen Verbraucher32 in Serie mit

Die Erfindung beseitigt diese Nachteile und schafft dem Schalter 8 verbunden ist, wobei der Verbraucher eine Schaltungsanordnung eingangs erwähnter Art, 32 —' im vorliegenden Fall der Fahrmotor des Hubdie eine dauernde Überprüfung des Entladezustandes wagens — durch die Batterie 13 mit Energie versorgt der Batterie auch während ihres Betriebes gestattet. 25 wird.

Die Erfindung ist gekennzeichnet durch einen vom Die Verbindung des Schalters 9 und des Wider-Hauptbatteriestrom gesteuerten Schalttransistor, der Standes 14 ist an die Klemme 12 über einen Schalter die Funktion eines spannungsgesteuerten Schalttran- 33 und eine in Serie liegende Schaltspule 34 angesitsors unterbindet, wenn der Strom im Hauptstrom- schlossen, wobei die Verbindung zwischen dem Schalkreis einen Wert überschreitet, bei dem die Batterie- 30 ter 33 und der Spule 34 über eine Diode 35 mit der Spannung unter den vorbestimmten Wert fällt. Verbindung der Zenerdiode 15 und dem Widerstand

Hierdurch ist gewährleistet, daß kurzeitige Über- 16 verbunden ist. Der Schalter 33"kämr vom" Fahrer lastungen der Batterie nicht zur Entladeanzeige füh- betätigt werden, um die Spule 34 unter Spannung zu ren. Die Anzeige selbst ist auch bei geschlossenem setzen, die ihrerseits die Hubvorrichtung des Hub-Hauptstromkreis betriebsbereit. 35 wagens betätigt.

Vorzugsweise liegt der spannungsgesteuerte Schalt- Im Betrieb, wenn die Batterie aufgeladen ist, ist

transistor mit einer die Anzeige auslösenden Relais- die Spannung über der Zenerdiode 15 ausreichend,

wicklung in Reihe. um diese leitend zu machen, und so fließt Strom über

Zweckmäßig erfolgt die Anzeige durch eine Warn- den Widerstand 18 und die Basis und den Emitter

lampe. 4° des Transistors 17, um so den Transistor 17 einzu-

Wird die Schaltungsanordnung in einem elektri- schalten. Der Strom fließt über den Widerstand 25 sehen angetriebenen Hubwagen angewendet, dessen und durch den Kollektor und den Emitter des Tran-Fahrmotor im Hauptstromkreis der Batterie liegt, so sistors 17, und somit fließt kein .Basisstrom zum schaltet gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung nach Schalttransistor 19, welcher ausgeschaltet bleibt,
der Erfindung die Anzeige der Hubvorrichtung nach 45 · Wenn die Batterie entladen wird, fällt die Span-Beendigung des jeweiligen Hubvorganges aus. nung, und wenn ihre Spannung unter einen durch

Die Erfindung wird nunmehr an Hand eines in . die Stellung, des Schleifers am Widerstand 14 vorbeder Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles stimmten Wert fällt, unterbricht die Zenerdiode 15 näher erläutert, in der eine in einem Hubwagen an- die Stromleitung. Der Transistor 17 wird nun ausgewendete Schaltungsanordnung nach der Erfindung 50 geschaltet und der Strom, der über den Widerstand dargestellt ist. 25 fließt, schaltet den Schalttransistor 19 ein, um

In der Zeichnung sind mit 11 und 12 ein Paar derart das Relais 24 unter Spannung zu setzen, wel-Klemmen bezeichnet, welche bei Benutzung mit den ches den Kontakt 9 öffnet, so daß eine Warnlampe 7 positiven und negativen Klemmen der Batterie 13 aufleuchtet. Das öffnen des Kontaktes 9 unterbricht verbunden sind. Die Klemmen 11 und 12 sind durch 55 auch den Stromkreis der Zenerdiode 15, welche daeine Serienschaltung miteinander verbunden, welche her nicht wieder leiten kann, bis die Stromzufüheinen Schalter 8 aufweist, der durch den Fahrer be- rung wiederhergestellt ist. Der Widerstand 21, die tätigt werden muß, bevor der Wagen bewegt werden Zehnerdiode 22 und der Kondensator 23 stabilisieren kann, und einen normalerweise geschlossenen Re- die Spannung an den Transistoren und verhindern Iaiskontakt9 sowie Widerstände 14 und 10. Ein ver- 60 eine Zerstörung durch Schaltspannungen,
schiebbarer Kontakt am Widerstand 14 ist mit der Die bisher beschriebene Schaltung spricht lediglich Kathode einer Zenerdiode 15 verbunden, deren auf die Batteriespannung an. Für eine gegebene EntAnode mit der Klemme 12 über einen Widerstand 16 ladungsrate kann eine Batterie eine Spannung von und mit der Basis eines Transistors 17 über einen 2 V pro Zelle aufweisen, wenn die Batterie geladen Widerstand 18 verbunden ist. Der Emitter des Tran- 65 ist und von 1,7 V pro Zelle, wenn die Batterie entsistors 17 ist mit der Klemme 12 verbunden, während laden ist, und derart kann der über den Widerstand der Kollektor mit der Basis eines Schalttransistors 19 14 bewegbare Schleifer so eingestellt werden, daß die verbunden ist, dessen Emitter mit der Klemme 12 Anzeige gegeben wird, wenn die Spannung pro Zelle

unter 1,7 V fällt. Die Anzeige ist natürlich nur bei der gewählten Entladerate genau, da die Batteriespannung sich mit der Stärke des entnommenen Stromes ändert. Jedoch für niedrige Stromstärken, beispielsweise unterhalb von 200 A, ist die Batteriespannung im wesentlichen unabhängig vom Strom, so daß die Anzeige genau ist. Schwierigkeiten treten auf, wenn höhere Stromstärken der Batterie entnommen werden, beispielsweise, wenn der Wagen aus dem Stillstand heraus beschleunigt wird. In diesen Fällen kann die Batteriespannung unter 1,7 V pro Zelle fallen, obgleich die Batterie nicht entladen ist; trotzdem würde die bisher beschriebene Schaltung eine Anzeige dahingehend geben, daß die Batterie entladen ist. Um diese Schwierigkeit zu vermeiden, sind der Schalttransistor 27 und die ihm zugeordneten Elemente vorgesehen. Der Verbraucher 32 wird, wie bereits erwähnt, durch den Fahrmotor des Fahrzeuges gebildet. Wenn der Strom durch den Motor oberhalb einer vorbestimmten Höhe liegt, die durch die Stellung des Schleifers am Widerstand 29 bestimmt wird, kann der Schalttransistor 27 leiten und wirkt in der gleichen Weise wie der Transistor 17, um den Schalttransistor 19 ausgeschaltet zu lassen. Auf diese Weise kann bei einem hohen Stromfluß durch den Motor der Transistor 17 ausgeschaltet sein, aber der Schalttransistor 27 wird eingeschaltet, so daß das Relais 24 noch nicht unter Spannung steht und die Anzeige nicht gegeben wird. Ist jedoch der Transistor 17 ausgeschaltet, wenn der Stromfluß durch den Motor unterhalb des vorbestimmten Wertes liegt, so ist auch der Schalttransistor 27 ausgeschaltet und das Relais 24 wird unter Spannung gesetzt und gibt die Anzeige. Es ist offensichtlich, daß der vorbestimmte, oben gewählte Strom, bei welchem die Anzeige nicht eintritt, ein Strom sein muß, bei welchem, wenn er höher wird, die Spannung der Batterie deutlich zu fallen beginnt.

Der Widerstand 31 führt den vollen Motorstrom, und offensichtlich muß sein Widerstandswert so niedrig wie möglich sein. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht der Widerstand 31 aus einer Länge eines Starkstromkabels, und der Schalttransistor 27 wird so ausgewählt, daß er bei einer sehr niedrigen Spannung arbeitet, so daß der Leistungsverlust auf einem Minimum gehalten wird.

Die beschriebene Anordnung verhindert eine Anzeige, wenn der Motorstrom hoch ist, aber in einigen Fahrzeugen können auch andere Verbraucher vorgesehen sein, die einen Strom aufnehmen, der ausreichend hoch ist, um eine falsche Anzeige hervorzubringen. In diesen Fällen müssen weitere stromempfindliche Einrichtungen vorgesehen sein, oder statt dessen könnte der gesamte Batteriestrom an Stelle des Stromes durch einen bestimmten Verbraucher gemessen werden. In den meisten Fahrzeugen ist der Fahrmotor der einzige Verbraucher, der zu einer bedeutenden unkorrekten Anzeige führen könnte, obgleich der Strom, der durch die Hubvorrichtung des Wagens aufgenommen wird, ebenfalls die Batteriespannung absenken kann, jedoch in einem geringeren Ausmaß als der Fahrmotor. Eine getrennte Anzeige des von der Hubvorrichtung aufgenommenen Stromes kann je nach Fahrzeug sinnvoll oder nicht sinnvoll sein, aber, wie dies weiter ausgeführt werden wird, die gezeigte Schaltung löst dieses Problem in verschiedener Weise.

Die durch die Lampe 7 gegebene Anzeige erfolgt neben der Hauptanzeige bei dem gewählten Ausführungsbeispiel, die darin besteht, daß die Hubvorrichtung außer Tätigkeit gesetzt wird. Sobald die Wicklung 24 unter Spannung gesetzt wird, öffnet sich der Kontakt 9 und unterbricht den Stromkreis durch den Schalter 33 zur Schützspule 34 und verhindert so, daß der Fahrer die Hubvorrichtung benutzen kann, während die Schaltung ihm erlaubt, den Wagen zu einer Batterieladestation zu fahren. Der durch die ίο Lampe 7 fließende Strom ist unzureichend, um die Spule 34 zu erregen. Die Diode 35 erfüllt drei Funktionen:

1. hält sie den Transistor 17 leitend, unabhängig von der Zenerdiode 15, während die Hubvorrichtung benutzt wird, so daß, wenn die Batterie entladen ist, die Anzeige nur gegeben wird, wenn die Hubvorrichtung in ihrer abgesenkten Stellung ist,

2. gewährleistet sie, daß keine falsche Anzeige als Ergebnis eines Stromes, der von der Hubvorrichtung verbraucht wird, gegeben wird, und

3. gewährleistet ist, daß der Kontakt 9 nur geöffnet wird, wenn der Kreis über die Spule 34 offen ist, so daß der Kontakt 9 nur den geringen

as Stromfluß unterbricht, der über die Widerstände 14 und 10 fließt.

Die Erfindung ist vorzugsweise für Hubwagen geeignet, kann jedoch in jedem Anwendungsfall benutzt werden, wo eine unkomplizierte Messung der Batteriespannung unzureichend wäre, wenn die Spannung von Zeit zu Zeit durch hohe, der Batterie entnommene Stromstärken beeinflußt wird.

Es ist offensichtlich, daß zur Entregung der Relaiswicklung 24 eine der Batterieklemmen gelöst werden muß. Die Wicklung 24 wird natürlich auch entregt, wenn der Wagen beschleunigt und dadurch der Schalttransistor 27 leitend wird, wird jedoch wieder unter Spannung gesetzt, bevor der Wagen stoppt.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Bestimmung des Entladezustandes einer Akkumulatoren-Batterie mit einem von der Batteriespannung gesteuerten Schaltelement, das bei Abfallen der Batteriespannung unter einen vorbestimmten Wert eine Anzeige betätigt, gekennzeichnet durch einen vom Hauptbatteriestrom gesteuerten Schalttransistor (27), der die Funktion eines spannungsgesteuerten Schalttransistors (19) unterbindet, wenn der Strom im Hauptstromkreis (13, 11, 8, 32, 31, 12) einen Wert überschreitet, bei dem die Batteriespannung unter den vorbestimmten Wert fällt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der spannungsgesteuerte Schalttransistor (19) mit einer die Anzeige auslösenden Relaiswicklung (24) in Reihe Hegt.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeige durch eine Warnlampe (7) erfolgt.

4. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeige die Hubvorrichtung (34) eines elektrisch angetriebenen Hubwagens, dessen Fahrmotor (32) im Hauptstromkreis der Batterie (13) liegt, nach Beendigung des jeweiligen Hubvorganges ausschaltet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen