DE1763553A1 - Method and device for controlling the charging of accumulators - Google Patents

Method and device for controlling the charging of accumulators

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DE1763553A1
DE1763553A1 DE19681763553 DE1763553A DE1763553A1 DE 1763553 A1 DE1763553 A1 DE 1763553A1 DE 19681763553 DE19681763553 DE 19681763553 DE 1763553 A DE1763553 A DE 1763553A DE 1763553 A1 DE1763553 A1 DE 1763553A1
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Dalin George Abbe
Jerome Goodkin
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    • H02J7/007Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/007188Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters
    • H02J7/00719Regulation 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

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Description

PatentanwaltPatent attorney

Dr. Ing. Äckmann 22.813(32.599 <äJi»!mtfiu 2ο. Juni 1968Dr. Ing.Äckmann 22,813 (32,599 <äJi »! Mtfiu 2ο June 1968

Yardney International Corporation, New York N.Y. I00I3 (U.S.A.), 40-52 Leonard StreetYardney International Corporation, New York N.Y. I00I3 (U.S.A.), 40-52 Leonard Street

Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Aufladung von AkkumulatorenMethod and device for controlling the charging of accumulators

Die Erfindung betrifft eine Steuerung des Aufladens von Akkumulatoren und hat ein besonders zweckmäßiges Verfahren sowie eine hierfür geeignete Vorrichtung zum Gegenstand, durch welche eine Gasbildung im wesentlichen verhindert wird. Die automatische Steuerung der Lademenge für Akkumulatoren soll vor allem für negative, d.h. Unterdrücke der Zellen geeignet sein»The invention relates to a control of the charging of accumulators and has as its subject a particularly expedient method and a device suitable for this purpose, by means of which gas formation is essentially prevented. The automatic control of the charge quantity for accumulators should be especially suitable for negative, ie negative pressures of the cells »

Die meisten Akkumulatoren, insbesondere die im Weltraumflug verwendeten, sind zwecks eines Schutzes der Bauteile sowie zum Erhalt einer langen Lebensdauer abgedichtet. Ein gutes Abdichten bereitet jedoch Schwierigkeiten, so daß es erforderlich ist, entweder eine Gas bildung asu verhüten oder das Gas zu entfernen, welches beim Überladen oder beim Unterladen entsteht. Hierfür ist die Verwendung einer Hilfsbrennstoffelektrode bekannt, welche durch Einwirkung des vorhandenen Sauer- Most accumulators, especially those used in space flight, are sealed to protect the components and to maintain a long service life. However, a good sealing is difficult so that it is necessary to either a gas formation asu prevent or gas to remove that arises when overloading or relating to the store. The use of an auxiliary fuel electrode is known for this, which is caused by the action of the existing

-4 stoffe einen Strom bildet, der ein den Ladestrom redu--4 substances form a current that reduces the charging current

<° zierendes oder abschaltendes Heiais steuert. Diese bei Nickel-Cadmium-Akkumulatoren gebräuchliche Methode nutzt die in der Endphase des Ladevorganges, also bei nahezu vollständig aufgeladenem Akkumulator entstehende Säuer st off entwicklung aus« Dabei wird jedoch der Ladezustand <° ornamental or disabling heating controls. This common nickel-cadmium accumulators method uses the resulting in the final phase of the charging process, ie at almost fully charged battery Säuer st off development of "Here, however, the state of charge

nur in dem positiven Druckbereich erfaßt, und eine Bildung relativ hoher Zellendrücke, z.B. bis zu 4 Atm., gegenüber der Umgebung läßt sich nicht vermeiden. Deshalb ist die Verwendung von druckbeständigen starkwandigen Metallgehäusen notwendig und ein relativ hohes Gewicht des Akkumulators in Kauf zu nehmen. Außerdem dauert es sehr lange, bis die Hilfselektroden im positiven Druckbereich den beim Oberladen entstehenden Sauerstoff völlig verzehrt haben. Beim Laden von in Serie geschalteten fellen entsprechend dieser bekannten überladungsabschaltmethode entstehen infolge der Abweichungen zwischen den einzelnen Akkumulatorenzellen Zellenungleichgewichte. Infolgedessen wird die Batterie bereits abgeschaltet, ehe alle Zellen wirklich voll aufgeladen sind.only detected in the positive pressure range, and the formation of relatively high cell pressures, e.g. up to 4 atm., towards the environment cannot be avoided. That is why the use of pressure-resistant thick-walled Metal housings necessary and a relatively high weight of the battery to be accepted. aside from that it takes a long time for the auxiliary electrodes to be positive Pressure range have completely consumed the oxygen produced during loading. When loading in series skins according to this well-known overcharge shutdown method Cell imbalances arise as a result of the deviations between the individual accumulator cells. As a result, the battery is switched off before all cells are really fully charged.

Demgegenüber ist erfindungsgemäß festgestellt worden, da3 für hohe Ladewerte, z.B. 4 bis 5 Amperestunden, beste Ergebnisse dann erhalten werden, wenn der Akkumulator nach Aufladung auf etwa 7o bis 8o fi einer Volladung abgeschaltet und dann bei einer konstant ~n Spannung in Intervallen zwischen 5 bis 15 Minuten weitergeladen wird. Für diese Unterbrechung der konstanten Ladespannung ist es notwendig, einen unteren Ladezustand zu erfassen, bei dem der Ladevorgang wieder einsetzen soll und einen oberen Ladezustand für das Abschalten zu erfassen. Die btate Methode zur Steuerung einer solchen periodischen Ladung besteht erfindungsgemäß darin, die oberen und unteren Stromwerte für den Gasverzehr zu erfassen, bei denen nur kitine Gaamengtn vor dem Abschalten entwickelt werden, so daß der Gaaverzehr sehr schnell erfolgen kann.In contrast, it has been found according to the invention that for high charge values, for example 4 to 5 ampere hours, the best results are obtained when the battery is switched off after charging to about 70 to 80 fi of a full charge and then at a constant voltage at intervals of between 5 to 15 minutes will continue to be charged. For this interruption of the constant charging voltage, it is necessary to detect a lower state of charge at which the charging process should start again and to record an upper state of charge for switching off. The best method for controlling such a periodic charge is, according to the invention, to record the upper and lower current values for gas consumption, at which only kit ine gauges are developed before switching off, so that gauges can be consumed very quickly.

, 109821/0649 BADOR1G1NAt, 109821/0649 BADOR 1 G 1 NAt

Diese Arbeitsweise ist jedoch nicht bei Überdrücken gegenüber der Umgebung möglich, welche nach der bekannten Überdruckmethode bei den oben beschriebenen Nickel-Cadmium-Zellen charakteristisch sind. Dies trifft insbesondere auf Silber-Cadmium-Zellen zu ,bei denen der Gasdruck nicht über etwa o,7 kg/cm ansteigen soll, da aus GewichtsgrUnden nur leichte Kunststoffgehäuse verwendet werden sollen.However, this mode of operation is not possible in the case of excess pressures with respect to the environment, which according to the known Overpressure method in the above-described nickel-cadmium cells are characteristic. This is true especially to silver-cadmium cells, in which the gas pressure should not rise above about 0.7 kg / cm, because for weight reasons only light plastic housings should be used.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung des Ausladens von Akkumulatoren zu entwickeln, welches selbsttä-tig obere und untere Ladeverhältnisse aufzeigt, wobei die Arbeitsweise bei Unterdrücken in den Zellen erfolgen soll. Außerdem soll zwischen den Zellen eines Akkumulators ein Ladegleichgewicht erhalten werden* Weiterhin ist Aufgabe der Erfindung, die Entwicklung luuis? Gasdrücke beim Laden zu verhindern, um die Verwendung der sonst erforderlichen drueksicheren schweren Metallgehäuse zu vermeiden.In contrast, the invention is based on the object of developing a method for controlling the discharge of accumulators, which automatically shows upper and lower charging ratios, the mode of operation being carried out with negative pressure in the cells. In addition, a charging equilibrium is to be maintained between the cells of an accumulator. To prevent gas pressures during charging in order to avoid the use of the otherwise required pressure-proof heavy metal housing.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Gasdruck einer jeden einzelnen Akkumulatorenzelle ermittelt, der Ladestrom über eine Schaltvorrichtung bei Erreichen eines vorbestimmten oberen Gasdruckwertes in einer dieser Zellen unterbrochen und nach Absinken auf einen vorbestimmten unteren Gasdruck wieder eingeschaltet und die Stromunterbrechung und -wiedereinschaltung so lange wiederholt wird, bis der Akkumulator ein gewünschtes Ladungsniveau erreicht hat.This object is achieved according to the invention in that the gas pressure of each individual accumulator cell is determined, the charging current is determined by a switching device Reaching a predetermined upper gas pressure value in one of these cells is interrupted and after it has fallen a predetermined lower gas pressure is switched on again and the current interruption and reconnection so is repeated for a long time until the accumulator has a desired Has reached the charge level.

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Pur den Steuervorgang ist zweckmäßig in jeder Zelle eine Hilfselektrode vorgesehen, wobei der Hilfselektrodenstromkreis jeder Zelle bei Erreichen eines vorbestimmten oberen Stromwertes den Ladestrom über eine Schaltvorrichtung unterbricht und bei Erreichen eines vorbestimmten unteren Stromwertes wieder einschaltet.Pur the control process is useful in each cell an auxiliary electrode is provided, wherein the auxiliary electrode circuit of each cell when a predetermined upper current value is reached, the charging current via a Switching device interrupts and switches on again when a predetermined lower current value is reached.

Weiter-e Merkmale der Erfindung betreffen eine für die Durchführung des Verfahrens geeignete Lade/vorrichtung und sind in den Unteransprüchen sowie der folgenden Beschreibung genannt· Die Beschreibung erfolgt anhand mehrerer Zeichnungen:Further features of the invention relate to one for the Implementation of the method suitable loading / device and are mentioned in the subclaims and the following description · The description is based on multiple drawings:

Figur 1 zeigt eine graphische Darstellung der Ladeergebnisse einer Ag-Od-Zelle mit der bekannten Lademethode,Figure 1 shows a graphic representation of the charging results of an Ag-Od cell with the known charging method,

Figur 2 zeigt eine graphische Darstellung der Ladeergebnisse für eine Ag-Cd-Zelle mit der Arbeitsweise gemäß vorliegender Erfindung, undFigure 2 shows a graph of the charging results for an Ag-Cd cell with the mode of operation according to the present invention, and

Figur 3 zeigt teils schematisch, teils als Blockdiagrama die bevorzugte Ausführungsfora einer Ladevorrichtung gemäß vorliegender Erfindung.Figure 3 shows partly schematically, partly as a block diagram the preferred embodiment of a charging device according to the present invention.

Figur 1 zeigt die Ladevorgänge nach der bekannten Methode Bit Überdruck und positiven Hilfeelektroden zur Steuerung dee Aufladend von Silber-Cadmium-Akkumulator Mizellen. Es ist erkennbar, dall bei aufgeladenen Zellen der Gtaedruck und der Rekombination»- bzw. Oae verzehr strom 9M mn auf die Dauer von etwa 15 Minuten relativ konstant bleiben, bis der obere Ladeabschaltwert erreicht iet, 109821/0649FIG. 1 shows the charging processes according to the known method of bit overpressure and positive auxiliary electrodes for controlling the charging of silver-cadmium accumulator micelles. It can be seen that when cells are charged, the gas pressure and the recombination or consumption current 9M mn remain relatively constant for about 15 minutes until the upper charge cut-off value is reached, 109821/0649

SADSAD

woraufhin der Gasdruck relativ stark auf etwa I,o5 kg/whereupon the gas pressure is relatively strong to about I, o5 kg /

2
cm und der Grasverzehrs tr om ganz plötzlich auf seinen Abs ehalt wert von z.B. Io ο Q(A. ansteigt. Ist jedoch der Abschaltwert erreicht, bleibt der Gasverzehrstrom im Hilfselektrodenstromkreis im Vergleich zu dem allmählich fallenden Zellendruck im wesentlichen konstant. Deshalb schließt diese Steuermethode mit Gasverzehrströmen aus Hilfselektroden bei Überdruck das Arbeiten mit den zu bevorzugenden periodisch einwirkenden hohen Ladungswerten aus · Darüberhinaus werden beim Laden von in Serie geschalteten Zellen nach der bekannten Methode, wobei eine der Zellen als Steuerzelle zum Abschalten des Ladestromes verwendet wird, Ladeungleichgewichte wegen der Unterschiede zwischen den einzelnen Batteriezellen entstehen.
2
cm and the grass consumption flow all of a sudden to its cut-off value of e.g. Io ο Q (A. rises. However, if the cut-off value is reached, the gas consumption current in the auxiliary electrode circuit remains essentially constant compared to the gradually falling cell pressure. Therefore, this control method also includes In addition, when charging cells connected in series according to the known method, where one of the cells is used as a control cell to switch off the charging current, charge imbalances are caused by the differences between the individual battery cells arise.

Äigur 2 zeigt das Ladeergebnis von Silber-Cadmium-Ztllen mit gleichem Aufbau wie die bei Figur 1 verwendeten, jedoch nach dem Ladeverfahren gemäß -©rliegendtr Erfindung. Wie Figur 2 zeigt, entstand beim Aufladen des Akkumulatore auf ein konstantes Spannungeniveau von etwa 1,6 Volt tin leichter Gasanstieg, begleitet von einem Gaeverzthrstrom, welcher auf die Dauer von etwa 15 Minuten vernachläasigbar klein blieb, Danach stitg dtr Gaavtrzthr- strom der Hilfselektrode steil auf dtn Stromwtrt von loo ITA« ta, bei dem Funkt der Ladtetrom vom Akkusulator mit Hilft tintr w/eiter unttn nähtr bttohritbtntn Sohaltvorriohtung abgttohalttt wurdUt, / Figure 2 shows the charging result of silver-cadmium cells with the same structure as those used in Figure 1 , but according to the charging method according to the invention. As Figure 2 shows, originated during the charging of Accumulators to a constant Spannungeniveau of about 1.6 volts tin lighter gas increase, accompanied by a Gaeverzthr current which remained vernachläasigbar small for a period of about 15 minutes, after stitg dtr Gaavtrzthr- current of the auxiliary electrode steeply dtn Stromwtrt of loo ITA "ta, in which Sparks of Ladtetrom from Akkusulator with Helps tintr w / pus unttn nähtr bttohritbtntn Sohalt vorriohtung abgttohalttt wurdUt /

1 09821/06AS1 09821 / 06AS

Nach dem Abschalten fand eine leichte Almahme des Zellendruckes statt und der Gasverzehrsfrom fiel bis auf einen Stromwert von 5ο WJU, bei dem die konstante Ladungsspannung wieder an den Akkumulator angeschlossen wurde. Der Gasverzehrstrom stieg danach in der gleichen Art wie in der ersten Periode wieder bis auf den oberen Abschaltwert von loo IBiA. an, wo er den Abschaltwert wieder erreichte. Nach Abschalten des Ladestromes fiel der Gasverzehrstrom wieder auf seinen unteren Abschaltwert von 5o&La. und unterbrach die Wirkung der konstanten Ladespannung· Auf diese Art und Weise wurden periodische hohe Stromraten von z.B. 4 bis 5 Amperestunden mit deren entsprechenden Vorteilen erhalten. In den in den Figuren 1 und 2 aufgezeigten Versuchen wurde ein Silber-Cadmium-Akkumulator verwendet, der kit einer Platin-Elektrode versehen war. Meßversuche mit Elektroden, welche zwischen 2,5 und 8,5 mg Platin/cm aufwiesen, ergaben, daß ein Mini man von 5 mg Platin/cm2 notwendig ist, wenn die Hilfselektrode für Brücke über etwa 5 bis Io PSX verwendet werden soll. Es ist anzunehmen, daß größere Mengen für eine erweiterte Anwendung deshalb erforderlich erscheinen, weil innerhalb der Zelleneinwicklung Beeinträchtigungen zu befürchten sind·After switching off, there was a slight increase in the cell pressure and the gas consumption fell to a current value of 5ο WJU, at which the constant charge voltage was reconnected to the accumulator. The gas consumption flow then increased again in the same way as in the first period up to the upper cut-off value of 100 IBiA. at where it reached the switch-off value again. After the charging current was switched off, the gas consumption current fell again to its lower cut-off value of 50 & La. and interrupted the effect of the constant charging voltage · In this way, periodic high current rates of, for example, 4 to 5 ampere-hours were obtained with their corresponding advantages. In the experiments shown in Figures 1 and 2, a silver-cadmium accumulator was used, which was provided with a kit of a platinum electrode. Measurement tests with electrodes which had between 2.5 and 8.5 mg platinum / cm 2 showed that a mini one of 5 mg platinum / cm 2 is necessary if the auxiliary electrode is to be used for bridges over about 5 to 10 PSX. It is to be assumed that larger amounts appear necessary for an extended application because impairments are to be feared within the cell wrapping.

Figur 3 zeigt dit bevorzugte Ausführung einer Ladteteutrvorricntung genäß vorliegender Erfindung, deren spezifische L*d·Charakteristiken anhand dtr Figur 2 näher be-•ohritbin wurden. Bti diesta AuBführungsbsispi·! besteht dtr aufzuladend· Akkumulator Io aus einer positiven 3ilber-Blektrod· 12, einer negativen Cadaiue-SlektrodeFIG. 3 shows the preferred embodiment of a loading tray neutral device according to the present invention, the specific L * d · characteristics of which have been examined in more detail with reference to FIG. Bti diesta performance absispi ·! consists dtr to be charged · Accumulator Io from a positive one 3 silver lead electrode 12, a negative cadaiue lead electrode

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BAD ORiGINALBAD ORiGINAL

14 und einer Platin-Hilfselektrode 16. Das Potential is"c7 jede sauerstoff verzehrende Platin-Elektrode 16 zur Cadmium-ELektrode 14 durch einen Widerstand erniedrigt um eine vorgewählte ohm* sehe Belastung zu erhalten, welche in dem Ausführungs"beispiel 5 Ohm betrug. Hierbei ist zu erwähnen, daß in dem Beispiel nach Figur 1 ein lo-ohmiger Abschaltwiderstand 18 verwendet wurde, um höhere Zellendrücke zu erhalten* Der Abschaltwi/der-3tand 18 ist in Serie mit des Primärwicklungen 2o und zweier sättigungsfähiger Eisenkern-Transformatoren 24 —14 and a platinum auxiliary electrode 16. The potential is "c7 any oxygen-consuming platinum electrode 16 to the cadmium electrode 14 lowered by a resistor in order to obtain a preselected ohmic load, which in the execution example was 5 ohms. It should be mentioned that in the example according to FIG 1 a lo-ohmic cut-off resistor 18 was used, to get higher cell pressures * The cut-off resistance 18 is in series with the primary windings 2o and two saturable iron core transformers 24 -

und 26 geschaltet· Sie sättigungsfähigen Kern-Transformatoren 24 und 26 dienen zur Sättigung der Stromwerte von 5 ο IfA. und loo MA. bzw. zur Bildung von Schaltströmen in ihren betreffenden Schaltleitungen 28 und 3o, die zu dem binär-logischen Stromgeber 32 führen. Die Sekundärwindungen 34 und 36 der Transformatoren 24 und 26 sind Über Dioden 38 bzw. 4o mit den Schaltleitungen 28 und sowie über Widerstände 44 bzw. 46 mit der Bückschlußklemme 42 verbunden.and 26 switched · You saturable core transformers 24 and 26 are used to saturate the current values of 5 ο IfA. and loo MA. or for the formation of switching currents in their respective switching lines 28 and 3o, which to the binary-logic current generator 32 lead. The secondary windings 34 and 36 of transformers 24 and 26 are Via diodes 38 and 4o with the switching lines 28 and as well as resistors 44 and 46 with the yoke terminal 42 connected.

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Die Transformatoren 24 und 26 arbeiten derart, daß in der Wechselstrom-Sekundärwicklung 36 nur dann ein Schaltstrom entsteht, wenn in der Gleichstromwicklung 4Ö «in Strom von wenigstens 5o mA fließt, während für einen Sohaltitrom in der Wechselstrom-Sekundärwicklung 34 in der Gleichetro»wioklung 5o ein Strom von wenigstens loo mA fließen nuß. Selbstverständlich läßt sich diese Schaltanordnung zum Laden einer einzelnen oder einer Reih·The transformers 24 and 26 work so that in the alternating current secondary winding 36 only produces a switching current when the direct current winding 40 «in Current of at least 50 mA flows, while for a Sohaltitrom in the alternating current secondary winding 34 in The equal troubles of 50 have a current of at least ten mA flow nut. Of course, this switching arrangement for loading a single or a row

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Zellen lo» loa usw. verwenden, indem die die Hilfselektroden und negativen Elektroden verbindende Leitung einer jeden aufzuladenden Zelle an $ einen Vermittler 25 angeschlossen ist, der dem vorgenannten Aufbau entspricht* Beim Laden einer größeren Anzahl Zellen sind die be-$ treffenden Schaltleitungen 28, 28a und 3o, 3oa der Ver-$ mittler 25, 25a mit einem OE-logischen Stromgeber 32 verbunden, welcher zweckmäßig aus einer bistabilen Flip-Flopsohaltung, an deren OR-Stromkreis die Schaltleitungen 28, 28a und 3o, 3oa angeschlossen und deren 'Ausgangsanschlußklemmen mit der Basis des entsprechenden Abschalttransistors verbunden sind· Der Ausgangsstrom des logischen Stromgebers 32 wirkt auf einen Steuerschalter 52 ein, der wahlweise den zu den Zellen lo, loa Usw. führenden Ladestrom des Lädegerätes ein- oder ausschaltet. Bei der Ausführung nach Figur 3 besteht der Steuerschalter 52 aus einem gittergesteuerten Gleichrichter, über den das Ladegerät 54 mit den zu ladenden Zellen verbunden ist. Die Ausgangeitung 6o des logischen Stromgebers, welche einen Steuerstrom zum Steuerschalter 52 schickt um das Ladegerät 64 Ton der Zelle Io abzuschalten, ist mit dem Gitter $8 verbunden und steuert den Gleichrichter 56. Die Auegangeleitung 62 des logischen Stromgebers ist für eine Spannungsumkehrung mit der Anode 64 verbunden, so daß die Spannung wahlweise an den gesteuerten Gleichrichter 56 zurückgeführt und das Ladegerät abgeschaltet wird.Use cells lo »loa etc., in that the line connecting the auxiliary electrodes and negative electrodes of each cell to be charged is connected to a switch 25, which corresponds to the structure mentioned above. 28a and 3o, 3oa of mediators 25, 25a are connected to an OE-logic current generator 32, which expediently consists of a bistable flip-flop holding device, to whose OR circuit the switching lines 28, 28a and 3o, 3oa are connected and their output terminals are connected to the base of the corresponding cut-off transistor. In the embodiment according to FIG. 3, the control switch 52 consists of a grid-controlled rectifier, via which the charger 54 is connected to the cells to be charged. The output line 6o of the logic current generator, which sends a control current to the control switch 52 in order to switch off the charger 64 Ton of the cell Io, is connected to the grid $ 8 and controls the rectifier 56. The output line 62 of the logic current generator is for a voltage reversal with the anode 64 connected so that the voltage is optionally fed back to the controlled rectifier 56 and the charger is switched off.

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Bei Ladebeginn "befindet sich, die "bistabile KLip-Hopschaltung des logischen Stromgebera 62 in der Einschalt-Steilung. Steigt der Gasverzehrstrom in irgendeiner Zelle auf 5ο mA an, so gibt der Transformator 26 an die Plip-Flopschaltung des Stromgebers 32 einen Steuerstrom. Da die KLip-Flopschaltung zu diesem Zeitpunkt bereits eingeschaltet ist, verbleibt sie in der gleichen Schaltstellung· Steigt aber der Gasverzehrstrom der Hilfselektroden auf loo mA an, gibt der Transformator 24 einen Steuerstrom an die KLip-Plopschaltung, wodurch ein Abschaltsteuerstrom an der Ausgangsleitung 62 entsteht, durch den der gesteuerte Gleichrichter stromundurchlässig wird· Sind diecGasverzehrströme sämtlicher Hilfselektroden unter 5o mA gesunken^ gibt der Transformator 26 einen Ans ehalt strom über die Leitung zu dem logischen Stromgeber 32, welcher hierdurch über die Ausgangsleitung 6ο einen Einschalt-Steuerstrom zu dem Gitter 58 führt.When charging begins, the “bistable KLip-Hop circuit of the logic current generator 62 is in the switch-on position. If the gas consumption current in any cell rises to 50 mA, the transformer 26 sends a control current to the flip-flop circuit of the current generator 32. Since the KLip-flop circuit is already switched on at this point in time, it remains in the same switch position.However, if the gas consumption current of the auxiliary electrodes rises to 100 mA, the transformer 24 sends a control current to the KLip-Plop circuit, which results in a switch-off control current on the output line 62 through which the controlled rectifier · are is stromundurchlässig lower the C gas consumption currents of all the auxiliary electrodes under 5o mA ^ are the transformer 26 has a Ans ehalt current through the line to the logical flow encoder 32 which thereby via the output line 6ο a power-control current to the grating 58 leads.

Selbstverständlich ist der Vermittler 25 nicht auf die Anwendung gesättigter Kerntransformatoren zur Anzeige der unteren und oberen Stromwerte begrenzt. So kann beispielsweise eine geeignete Abtast-Vorrichtung verwendet werden, welche lit der logischen Stromsohaltung des Stromgebers 32 zur Anwendung gelangt»Of course, the intermediary 25 is not on that Use of saturated core transformers to display the lower and upper current values is limited. So can For example, a suitable scanning device can be used, which lit the logical current balance of the current generator 32 is used »

Wenn die zu ladenden Zellen die LadeabschÄltgrenj* erreicht hmbexif d.h. wenn der Gaeverzthrstrom loo trägt^ bildet der logieoht 3trom«ebir 32 in derWhen the cells to be charged reach the charging switch-off size, that is to say, when the Gaeverzthrstrom carries loo , the logieoht 3trom «ebir 32 in the

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- Io -- Io -

gangsleitung 62 einen Steuerstrom zum Abschalten, welcher in geeigneter Weise aus eine-r Spannungsumkehrung gegenüber der Kathode 64 besteht, wodurch der gesteuerte Gleichrichter 56 nichtleitend und dir Ladestrom des Ladegerätes 54 von den Zellen lo, loa abgeschaltet wird. Nach Abschalten wird der Grasverzehrstrom in den Zellen lo, loa abnehmen, wie es oben in Bezug auf Figur 2 be-$ schrieben ist, bis er in allen Zellen unter 5o mA gefallen ist, woraufhin der entsprechende Vermittler 25 einen logischen Stromgeber 32 auslöst, der an der Ausgangsleitung 6o einen erneuten Einschaltsteuerstrom abgibt, welcher auf die Gitterelektrode 58 derart einwirkt, daß der gesteuerte Gleichrichter 56 stromleitend wird und durch dieses Einschalten des Ladegerätes eine weitere Ladung einsetzt.Transit line 62 a control current for switching off, which suitably from a voltage reversal opposite the cathode 64, whereby the controlled rectifier 56 is non-conductive and the charging current of the Charger 54 is switched off by the cells lo, loa. After switching off, the flow of grass consumption in cells lo, loa will decrease, as described above in relation to FIG is written until it has fallen below 50 mA in all cells, whereupon the appropriate mediator 25 a logic current generator 32 triggers, which emits a renewed switch-on control current at the output line 6o, which acts on the grid electrode 58 in such a way that the controlled rectifier 56 becomes conductive and when the charger is switched on, a further charge begins.

In diesem folgenden Ladevorgang wivd der GasVerzehrstrom der einzelnen Zellen schneller auf pf loo mA ansteigen und eine entsprechende Abschaltung erfolgen. Haben alle Zellen den unteren Gasverzehrstrombereich von 5ο mA erreicht, so findet eine weitere Ladung statt.In this following charging the gas consumption current of the individual cells wivd faster increase to pf loo mA and carried out a corresponding shutdown. Have reached the lower gas consumption current range of 5ο mA all cells, an additional charge will take place.

Auf diese Art und Weis« werden alle unter Ladung stehenden Zellen dae volle Ladungsniveau entsprechend einem Gaever/zehrstroB von loo mA nach einer geeigneten Anzahl von Ladt Zyklen erhalten. Sin wesentlicher Vorteil der vorliegenden Srfindung besteht darin, daß für felle voneinander abweichenden Zellen ein Laduagegleiohg3wicb,t erreicht wird. Auierde» wirft jede Zeil« In this way, all charged cells will have their full charge level corresponding to a power consumption of 100 mA after a suitable number of charging cycles. An essential advantage of the present invention is that a charging equilibrium is achieved for cells which differ from one another. Auierde "throws every line"

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einzeln überwacht und ist dadurch gegen einen unzulässigen Druckanstieg, welcher das Zellengehäuse zerstören würde, geschützt· Hierdurch können leichte Plastikgehäuse verwendet werden, wobei ein bestmögliches Verhältnis von aufgeladener Energie zum Gesamtgewicht erhalten wird.individually monitored and is therefore against an impermissible Pressure rise, which would destroy the cell housing, protected · This can cause slight Plastic housings are used, with the best possible Ratio of charged energy to total weight is obtained.

Obgleich die Erfindung anhand einer Steuervorrichtung beschrieben ist, die mit Hilfselektroden arbeitet, ist zu Ieachten, daß die eigentliche ursächliche Steuerauslösung vom aasdruck erfolgt, so daß selbstverständlich auch geeignete Druckmesser, wie Dehnungsmesser o.dgl. , verwendet werden können, welche den Druck jeder Zelle aufnehmen, und zwar einen vorbestimmten oberen und unteren Zellendruck.Although the invention is described with reference to a control device that works with auxiliary electrodes, it should be noted that the actual causal control triggering takes place from the pressure, so that of course suitable pressure gauges, such as strain gauges or the like. , which receive the pressure of each cell , predetermined upper and lower cell pressures.

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Claims (6)

Patentansprüche;Claims; 1. Verfahren zur Steuerung des Aufladung von Akkumulatoren durch Unterbrechung des Ladestromes "bei Erreichen eines vorbestimmten Gasdruckes, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasdruck in jeder einzelnen Akkumulatorenzelle ermittelt, der Ladestrom über eine Schaltvorrichtung bei Erreichen eines vorbestimmten oberen Gasdruckwertes in einer dieser Zellen unterbrochen und nach Absinken auf einen vorbestimmten unteren Gasdruckwert wieder eingeschaltet und die Stromunterbrechung und -wiedereinschaltung so lange wiederholt wird, bis der Akkumulator ein gewünschtes Ladeniveau erreicht hat.1. Procedure for controlling the charging of accumulators by interrupting the charging current "when reached a predetermined gas pressure, characterized in that that the gas pressure is determined in each individual accumulator cell, the charging current via a switching device Reaching a predetermined upper gas pressure value in one of these cells is interrupted and after it has fallen switched on again a predetermined lower gas pressure value and the current interruption and reconnection is repeated until the accumulator has reached a desired charge level. 2· Verfahren zur Steuerung der Aufladung von Akkumulatoren, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Zelle eine Hilfselektrode vorgesehen ist und der Hilfselektrodenstromkreis jeder Zelle bei Erreichen eines vorbestimmten oberen Stromwertes den Ladestrom über eine Schaltvorrichtung unterbricht und bei Erreichen eines vorbestimmten unteren Stromwertes wieder einschaltet·2 · Method for controlling the charging of accumulators, characterized in that one in each cell Auxiliary electrode is provided and the auxiliary electrode circuit each cell, when a predetermined upper current value is reached, the charging current via a switching device interrupts and when reaching a predetermined the lower current value switches on again 3. Ladevorrichtung zur Burehführung des Verfahrens nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Akkumulatorenzelle mit einer Hilfselektrode versehen ist und eine Schaltvorrichtung zum Ein- und Ausschalten eines Ladestromes vorgesehen ist, auf welche die Hilfselektrodenstromkreise einer jeden Zelle über Strommeßgeräte derart einwirken, daß die Stremmeßgeräte bei Erreichen eines vorbestimmten oberen Stromwertes eines jeden Hilfs-3. Loading device for bureheading the procedure Claims 1 and 2, characterized in that each accumulator cell is provided with an auxiliary electrode and a switching device for switching a charging current on and off is provided, to which the auxiliary electrode circuits of each cell via current measuring devices act in such a way that the current measuring devices upon reaching a predetermined upper current value of each auxiliary 109821/0648 bad original109821/0648 bad original elektrodenstromkreises einen Ausschaltimpuls und "bei Erreichen eines vorbestimmten unteren Stromwertes einen Einsehaltimpuls zur Schaltvorrichtung geben.electrode circuit a switch-off pulse and "at When a predetermined lower current value is reached, give a switch-on pulse to the switching device. 4. ladevorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtung aus einem gittergesteuerten Gleichrichter besteht, dessen einer Hauptpol an· einen Pol des Akkumulators und dessen anderer Hauptpol an die Ladestromquelle angeschlossen ist.4. Loading device according to claim 3 »characterized in that that the switching device consists of a grid-controlled There is a rectifier, one main pole of which is connected to one pole of the accumulator and its other main pole to the charging current source connected. 5. Ladevorrichtung.mch Ansprüchen 3 und 4, daärch gekennzeichnet, daß die Einsehaltimpulse der Strommeßgeräte der Hilfselektrodenstromkreise auf die Gitterelektrode des gittergesteuerten Gleichrichters und die Ausschaltimpulse auf eine der gittergesteuerten Gleichrichterhauptelektroden einwirken.5. Ladevorrichtung.mch claims 3 and 4, characterized in that the Einsehaltimpulse of the ammeter of the auxiliary electrode circuits on the grid electrode of the grid-controlled rectifier and the switch-off pulses to one of the grid-controlled rectifier main electrodes act. 6. Ladevorrichtung nach Ansprüchen 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Strommeßgerät für die Hilfselektroden-Steuerstromkreise je zwei Eisenkern-Transformatoren vorgesehen sind, deren Primärwicklungen in Reihe mit der zugeordneten Hilfselektrode geschaltet sind und von denen die Sekundärwicklung des ersten Transformators einen Sohaltimpuls bei Erreichen eines vorbestimmten unteren Spannungewertes des betreffenden Hilfselektroden-Stromkreises und die des zweiten Transformators einen Schaltimpuls bei Erreichen eines oberen Spannungswertes gibt.6. Charging device according to claims 3 to 4, characterized in that as an ammeter for the auxiliary electrode control circuits two iron core transformers are provided with their primary windings in series are connected to the assigned auxiliary electrode and of which the secondary winding of the first transformer emits a holding pulse when it reaches a predetermined lower level Voltage value of the relevant auxiliary electrode circuit and that of the second transformer, a switching pulse when an upper voltage value is reached gives. 109821/0649109821/0649
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4131704A1 (en) * 1991-09-11 1993-03-18 Elektron Bremen Battery charging method esp. for lead battery with liquid electrolyte - feeding gas from pressure source to battery during charging to force circulation of the electrolyte

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE4131704A1 (en) * 1991-09-11 1993-03-18 Elektron Bremen Battery charging method esp. for lead battery with liquid electrolyte - feeding gas from pressure source to battery during charging to force circulation of the electrolyte

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