DE19836141C1 - Verfahren und Überwachungsvorrichtung zur Überwachung wenigstens eines zur Notversorgung von elektrischen und/oder elektronischen Verbrauchern zuschaltbaren Batteriesatzes - Google Patents

Verfahren und Überwachungsvorrichtung zur Überwachung wenigstens eines zur Notversorgung von elektrischen und/oder elektronischen Verbrauchern zuschaltbaren Batteriesatzes

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DE19836141C1 DE19836141A DE19836141A DE19836141C1 DE 19836141 C1 DE19836141 C1 DE 19836141C1 DE 19836141 A DE19836141 A DE 19836141A DE 19836141 A DE19836141 A DE 19836141A DE 19836141 C1 DE19836141 C1 DE 19836141C1
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Abstract

Bei einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Überwachung wenigstens eines zur Notversorgung von elektrischen und/oder elektronischen Verbrauchern, insbesondere von Zentralbatterie-Notlichtsystemen, zuschaltbaren Batteriesatzes wird mittels der Überwachungsvorrichtung wenigstens eine Gesamtspannung zwischen Plus- und Minus-Anschluß aus einer Anzahl von in Reihe geschalteten Batterien eines Batteriesatzes gemessen und dieser mittels einer Ladeeinrichtung gegebenenfalls wieder aufgeladen. DOLLAR A Um frühzeitig den Ausfall einzelner oder mehrerer Einzelbatterien zu detektieren und dadurch eine höhere Systemverfügbarkeit zu gewährleisten, wird neben der Gesamtspannung über zumindest eine Spannungsanzapfung des Batteriesatzes eine weitere Spannung bezüglich Plus- und Minus-Anschluß gemessen, ein Differenzwert dieser Meßwerte ermittelt und ein Differenzwertsignal an Steuer- und/oder Ladeeinrichtung über eine Verbindung übertragen. Die Überwachungsvorrichtung ist dabei mit dieser wenigstens einen weiteren Spannungsanzapfung des Batteriesatzes verschaltet und eine Vergleicherschaltung dient zur Ermittlung der Spannungswerte zwischen Spannungsanzapfung und Plus- und Minus-Anschlüssen sowie zur Auswertung einer Spannungsdifferenz zwischen diesen Spannungswerten.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Überwachungsvorrichtung zur Überwa­ chung wenigstens eines zur Notversorgung von elektrischen und/oder elektronischen Verbrauchern, insbesondere von Zentralbatterie-Notlichtsystemen, zuschaltbaren Bat­ teriesatzes mit den Merkmalen der Oberbegriffe der Patentansprüche 1 beziehungswei­ se 12.
Aus der DE 296 12 870 U1 sind ein solches Verfahren beziehungsweise Überwa­ chungsvorrichtung bekannt. Bei diesem vorbekannten Stand der Technik wird eine An­ ordnung zum Laden und Testen von Akkupacks offenbart. Diese Akkupacks sind bei­ spielsweise in zwei Zellengruppen unterteilt, von denen jede eine Anzahl von Batterien aufweist. Zwischen den beiden Zellengruppen ist ein Mittelabgriff so angeschlossen, daß die Spannungen beider Zellengruppen durch eine Steuereinheit während des Ladens der Batterien überwacht werden können. Ergibt sich eine Differenz zwischen den beiden Spannungen der beiden Zellengruppen, wird das Laden unterbrochen.
Aus der Praxis ist weiterhin ein Verfahren bzw. eine Überwachungsvorrichtung bekannt, wobei bei dem vorbekannten Verfahren eine Steuereinrichtung wenigstens eine Ge­ samtspannung zwischen Plus- und Minus-Anschluß einer Anzahl von in Reihe geschal­ teten Batterien des Batteriesatzes mißt und die Batterie mittels einer Ladeeinrichtung gegebenenfalls wieder auflädt.
Eine entsprechende Steuer- und/oder Ladeeinrichtung ist vorrichtungsmäßig mit den Plus- und Minus-Anschlüssen des Batteriesatzes zur Ermittlung einer Gesamtbatterie­ spannung verschaltet. Ein solcher Batteriesatz oder mehrere solcher Sätze dienen als Zentralbatteriesystem für die Notversorgung von beispielsweise Notlichtversorgungs­ systemen. In der Regel findet eine jährliche Überprüfung des Batteriesatzes bzw. des Zentralbatteriesystemes statt, die aus einem technischen Funktionstest und einem Be­ triebsdauertest besteht.
Ein solcher Batteriesatz besteht beispielsweise aus 108 Einzelbatterien von jeweils 2 V, so daß der Batteriesatz insgesamt 216 V als Gesamtspannung abgeben kann. Falls einzelne oder mehrere dieser Einzelbatterien ausfallen, sinkt die Gesamtspannung und die Spannungsversorgung durch den Batteriesatz ist möglicherweise unzureichend für eine ausreichende Beleuchtung durch das Notlichtversorgungssystem.
Der vorliegenden Erfindung liegt im Hinblick auf DE 296 12 870 U1 die Aufgabe zugrun­ de, frühzeitig den Ausfall einzelner oder mehrerer Einzelbatterien zu detektieren und dadurch eine höhere Systemverfügbarkeit zu gewährleisten.
Diese Aufgabe wird im Zusammenhang mit den Merkmalen der Oberbegriffe der An­ sprüche 1 bzw. 12 durch deren kennzeichnende Merkmale gelöst.
Verfahrensmäßig wird neben der Gesamtspannung zumindest über eine weitere An­ zapfung des Batteriesatzes eine weitere Spannung bezüglich Plus- und Minus-Anschluß gemessen, ein Differenzwert dieser Spannungswerte ermittelt und ein entsprechendes Differenzwertsignal an die Steuereinrichtung übertragen.
Um die Batteriesätze temperaturgeführt laden zu können, ist jedem der Batteriesätze ein Temperatursensor zur Messung der Umgebungstemperatur zugeordnet, welcher über eine entsprechende Fühlerleitung mit der Lade- und/oder Steuereinrichtung zur Über­ mittlung eines entsprechenden Temperatursignals verbunden ist. Solche Temperatur­ sensoren sind in der Regel sinnvoll, um die Batterien mit vom Batteriehersteller vorge­ gebenen, temperaturabhängigen Daten entsprechend zu laden. Die Fühlerleitung ist beispielsweise eine 2-polige Leitung, die mit der Steuer- und/oder Ladeeinrichtung verbunden ist. Dabei kann der Temperatursensor benachbart zum Batteriesatz inner­ halb des Batterieschrankes angeordnet sein.
Zur Vereinfachung des Gesamtsystemes werden die Daten des Temperatursensors beispielsweise nur zur Ladeeinrichtung übermittelt, wobei diese über eine eigene Steu­ ereinrichtung in Form beispielsweise eines Mikroprozessors verfügen kann, um die La­ dung des Batteriesatzes temperaturgeführt durchführen zu können.
Vorrichtungsgemäß ist eine Überwachungseinrichtung mit zumindest einer weiteren Spannungsanzapfung des Batteriesatzes verbunden und weist eine Vergleicherschal­ tung zur Ermittlung von Spannungswerten zwischen Spannungsanzapfung und Plus- sowie Minus-Anschluß als auch zur Auswertung einer Spannungsdifferenz zwischen diesen Spannungswerten auf.
Das Verfahren bzw. die entsprechende Vorrichtung zur Überwachung sind weiterhin dadurch vereinfacht, daß die Ladeeinrichtung mit ihrer Steuereinrichtung auch das Diffe­ renzwertsignal direkt empfängt. Um den Verschaltungsaufwand in diesem Zusammen­ hang zu minimieren, erfolgt der Empfang des Differenzwertsignals über die Fühlerleitun­ gen.
Durch diese zusätzlich ermittelten Spannungen und ihre Differenz ist feststellbar, ob eine einzelne oder mehrere der Batterien des Batteriesatzes zwischen Spannungsan­ zapfung und Plus- oder Minus-Anschluß ausgefallen sind. Die normalerweise zwischen der Spannungsanzapfung und dem Plus- oder Minus-Anschluß anliegenden Spannun­ gen ergeben sich durch die Einzelspannungen der zwischen diesen Anschlüssen ange­ ordneten Anzahl von Einzelbatterien. Stimmt ein gemessener Spannungswert nicht mit dem erwarteten Spannungswert überein, ist ein Ausfall oder Kurzschluß einer oder meh­ rerer Einzelbatterien zwischen Spannungsanzapfung und Plus- oder Minus-Anschluß erfaßt.
Vorzugsweise kann die Spannungsanzapfung des Batteriesatzes mittig oder symme­ trisch als Mittenanzapfung erfolgen. Auf diese Weise müßten bei einer geraden Anzahl von Batterien die beiden zwischen Mittenanzapfung und Plus- bzw. Minus-Anschluß gemessenen Spannungswerte gleich sein. Bei einer Unsymmetrie der Spannungswerte kann auf einen Ausfall oder Kurzschluß einer entsprechenden Anzahl von Einzelbatteri­ en geschlossen werden.
Um erst bei Ausfall einer sicherheitsbeeinflussenden Anzahl von Einzelbatterien bei­ spielsweise eine Meldung über eine nicht mehr ausreichende Funktion des Batteriesat­ zes zu erhalten oder um gewisse Spannungsschwankungen beim Laden, bzw. Entladen des Batteriesatzes zu berücksichtigen, kann eine Übertragung des Differenzwertsignals durch die Überwachungsvorrichtung zur Steuer- und/oder Ladeeinrichtung beispielswei­ se auch erst bei einem Differenzwert der gemessenen Spannungen größer als ein vor­ gegebener Grenzdifferenzwert erfolgen.
Um gleichzeitig ein Laden des Batteriesatzes durch die Ladeeinrichtung neben der Überwachung durch die Überwachungsvorrichtung zu gewährleisten, können diese parallel an dem Plus- und Minus-Anschluß des Batteriesatzes angeschlossen sein. Die Überwachungsvorrichtung ist dabei weiterhin mit der Mittenanzapfung verbunden. Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß statt einer Symmetrieüberwachung mit Mittenanzapfung beispielsweise auch eine Drittel-, Viertel- usw. Überwachung erfolgen kann, d. h. die Überwachungsvorrichtung ist mit zwei, drei, vier oder mehr Anzapfungen des Batteriesatzes verbunden. Bei einer solchen Anordnung werden jeweils die Span­ nungen zwischen einer Anzapfung und zu dieser benachbarten Anzapfungen bzw. Plus- und Minus-Anschlüssen ermittelt und beispielsweise mit den übrigen Spannungswerten verglichen, wobei bei einer Drittelüberwachung drei Spannungswerte von jeweils einem Drittel der Gesamtspannung, bei einer Viertelüberwachung vier Spannungswerte von jeweils einem Viertel der Gesamtspannung usw. ermittelt und verglichen werden.
Die Einzelbatterien sind zur Bildung des Batteriesatzes miteinander in der Regel in ei­ nem Batterieschrank untergebracht, wobei dieser Batterieschrank auch mehrere Batte­ riesätze enthalten kann. Bei einem einfachen Ausführungsbeispiel kann zumindest die Überwachungsvorrichtung ebenfalls in dem Batterieschrank angeordnet sein. Auf diese Weise ist eine dezentrale Überwachung eines jeden Batteriesatzes möglich.
Weiterhin kann die Überwachungseinrichtung direkt von dem Batteriesatz versorgt wer­ den, indem sie mit diesem zur Spannungsversorgung verbunden ist. Dadurch entfällt die Notwendigkeit eine eigene Batterie innerhalb des Batterieschrankes oder eine eige­ ne Spannungsversorgung von außen für die Überwachungseinrichtung anzuordnen.
Um das Differenzwertsignal in einfacher Weise zu bestimmen, kann die Vergleichsschal­ tung eine Auswerteeinheit aufweisen und mit dem Plus- und Minus-Anschluß und der zumindest einen weiteren Batterieanzapfung zur Bestimmung der dem Differenzwertsi­ gnal entsprechenden Spannungsdifferenz verbunden sein.
Die Übermittlung des Differenzwertsignals über die Fühlerleitung kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß das Differenzwertsignal durch getaktetes Belasten oder Hoch­ ohmigschalten der Fühlerleitung übertragen wird. Dies kann bei einer Symmetrieüber­ wachung sowohl bei einem Differenzwertsignal gleich Null als auch bei einem Differenz­ wertsignal größer als einem vorbestimmten Wert erfolgen. Eine Differenzwertsignal gleich Null ergibt sich beispielsweise, wenn die bei einer Mittenanzapfung zwischen die­ ser und dem Plus- und Minus-Anschluß ermittelten Spannungswerte gleich sind. Dies entspricht einem Batteriesatz, bei dem keine Einzelbatterien ausgefallen sind.
Ein Differenzwertsignal größer als ein vorbestimmter Wert kann sich bei einer Mittenan­ zapfung ergeben, wenn eine oder mehrere Einzelbatterien einen Kurzschluß aufweisen. Das getaktete Belasten oder Hochohmigschalten kann in diesem Zusammenhang erfol­ gen, wenn das Differenzwertsignal Null ist oder auch größer als der vorbestimmte Wert ist. Die Taktung erfolgt dabei so langsam, daß weiterhin eine Temperaturüberwachung und temperaturgeführte Ladung aufgrund der relativ trägen Temperaturmessung mög­ lich ist.
Um eine entsprechende Taktung generieren zu können, kann die Vergleichsschaltung mit einem Taktgeber zur Ausgabe von Impulsen in Abhängigkeit zum Differenzwertsi­ gnal verschaltet sein. Beispielsweise können mehr oder weniger Impulse bei einem mehr oder weniger hohen Differenzwertsignal ausgegeben werden.
Bei einem einfachen Ausführungsbeispiel kann der Taktgeber ein insbesondere in der Taktfrequenz einstellbarer Oszillator sein.
Zur Übermittlung der Impulse vom Taktgeber, kann dieser mit der Fühlerleitung verbun­ den sein. Ebenso kann der erzeugte Takt dem Meßsignal des Temperatursensors auf­ moduliert sein.
Wenn zumindest zeitweilig auf eine Temperaturüberwachung des Batteriesatzes ver­ zichtet wird, kann das Differenzwertsignal auch durch getaktetes Kurzschließen und Öffnen der Fühlerleitung übertragen werden. Dies kann einerseits bei einem Differenz­ wertsignal von Null als auch, wie bereits oben ausgeführt, bei einem Differenzwertsignal größer als ein vorgegebener Wert erfolgen.
Ein weiteres Signal kann an die Lade- und/oder Steuereinrichtung dann übermittelt wer­ den, wenn beispielsweise eine fehlende Spannungsanzapfung, insbesondere Mittenan­ zapfung, detektiert wird.
Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß die Taktung der Fühlerleitung zur In­ formationsübermittlung mit unterschiedlichen, einstellbaren Taktfrequenzen für die Übertragung der Differenzwertsignale oder der Information über eine fehlende Span­ nungsanzapfung erfolgt.
Um beispielsweise erst bei Ausfall mehrerer Einzelbatterien, d. h. ab einer bestimmten Größe für das Differenzwertsignal eine Information nach außen abzugeben, kann der entsprechende Grenzdifferenzwert durch die Vergleicherschaltung einstellbar sein. Die Einstellung kann ebenfalls dazu benutzt werden, Abweichungen von einem Differenz­ wertsignal gleich Null zuzulassen, um gewissen Schwankungen bei der Symmetrie­ überwachung zuzulassen.
Um in einfacher Weise ein getaktetes Kurzschließen und Öffnen der Fühlerleitung zu ermöglichen, kann zwischen Taktgeber und Fühlerleitung eine Schalt- und/oder Bela­ stungseinheit zum Kurzschließen oder Öffnen bzw. zur Belastung oder zum Hochohmig­ schalten der Fühlerleitung verschaltet sein.
Im folgenden wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der in der Zeichnung beigefügten Figur näher erläutert und beschrieben.
Es zeigt:
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer Schaltung zur Durchführung des erfindungsge­ mäßen Verfahrens bzw. als erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung.
In Fig. 1 ist ein Batterieschrank 14 dargestellt, der über Leitungen 24 mit zumindest ei­ ner Ladeeinrichtung 7 und einer Steuereinrichtung 3 verbunden ist. In analoger Weise können auch mehr als der eine dargestellte Batterieschrank mit diesen Einrichtungen verbunden sein. Solche Batterieschränke enthalten eine Anzahl von in Reihe geschalte­ ten Einzelbatterien 6, die zusammen einen Batteriesatz 2 bilden.
Die Batteriesätze dienen sowohl bei vorhandenem Netz als auch bei Netzausfall dazu, insbesondere Notbeleuchtungssysteme betriebsbereit zu halten. Plus- und Minus- Anschlüsse 4, 5 des Batteriesatzes sind über nicht dargestellte Leitungen mit dem Not­ lichtversorgungssystem und gleichzeitig mit einer Ladeeinrichtung 7 verbunden. Um die Einzelbatterien entsprechend zu vom Batteriehersteller vorgegebenen Daten tempera­ turgeführt laden zu können, ist in dem Batterieschrank 14 ein Temperatursensor 9 an­ geordnet. Dieser ist über eine 2-polige Fühlerleitung 10 mit einer separaten oder einer in der Ladeeinrichtung integrierten Steuereinrichtung 3 verbunden. Die separate Steuer­ einrichtung kann weiterhin zum Bereitschalten des Batteriesatzes zur Notversorgung eingesetzt werden.
Die Verbindung des Batterieschranks 14 mit Lade- und/oder Steuereinrichtung erfolgt über entsprechende Leitungen 24, die zwischen Anschlüssen 18 der Fühlerleitung 10 und Eingängen 23 bzw. zwischen Plus- und Minus-Anschlüssen 4, 5 des Batteriesatzes 2 und Ausgängen 22 verlaufen.
Ein solcher Batteriesatz 2 besteht in der Regel aus 108 Einzelbatterien mit einer Ein­ zelspannung von 2 V. Dadurch erhält man insgesamt eine Batterie mit einer Ge­ samtspannung von 216 V. Der Batteriesatz 2 ist bei dem dargestellten Ausführungsbei­ spiel mit einer als Mittenanzapfung 11 ausgebildeten Anzapfung 8 ausgebildet. Über diese kann eine Mittenspannung nach 54 Einzelbatterien abgefragt werden, wobei eine entsprechende Spannungsmessung sowohl bezüglich des Plus-Anschlusses 4 als auch des Minus-Anschlusses 5 erfolgt.
An dieser Stelle sei angemerkt, daß beispielsweise auch zwei, drei, vier usw. Anzapfun­ gen vorgesehen sein können, die Spannungen von einem Drittel, Viertel, Fünftel usw. der den Batteriesatz bildenden Einzelbatterien messen. Die folgenden Ausführungen gelten analog für solche Batteriesätze mit mehreren Anzapfungen.
Die Mittenanzapfung 8 sowie die Plus- und Minus-Anschlüsse 4, 5 sind mit entspre­ chenden Eingängen 21, 19 und 20 einer Überwachungsvorrichtung 1 verbunden, die ebenfalls in dem Batterieschrank 14 angeordnet ist. Die Eingänge 19, 20, 21 sind mit ei­ ner Vergleicherschaltung 12 mit Auswerteeinheit 13 verbunden. Diese sind Teil der Überwachungsvorrichtung 1. Die Überwachungsvorrichtung 1 ist mit dem Plus- und Mi­ nus-Anschluß 4, 5 parallel zur Ladeeinrichtung 7 verschaltet.
In der Vergleicherschaltung 12 werden die Spannungen zwischen Mittenanzapfung 11 und Plus-Anschluß 4 bzw. Minus-Anschluß 5 ermittelt und aus diesen Werten eine Spannungsdifferenz ermittelt. Ist keine der Einzelbatterien 6 bzw. Zellen 6 ausgefallen, sind die beiden ermittelten Spannungswerte gleich und ein aus diesen berechneter Dif­ ferenzwert ist gleich Null. Mittels dieses Differenzwertes wird der Batteriesatz 2 über­ wacht, wozu dieser Differenzwert an die Lade- und/oder Steuereinrichtung 7, 3 übermit­ telt wird. Außerdem kann durch die Auswerteeinheit 13 der Vergleicherschaltung 12 bei­ spielsweise erst dann ein Differenzwertsignal ausgegeben werden, wenn der Span­ nungsdifferenzwert größer als ein vorbestimmter Wert ist. Dieser vorbestimmte Grenz­ wert entspricht beispielsweise dem Ausfall einer oder mehrerer Einzelbatterien.
Die Vergleicherschaltung 12 bzw. Auswerteeinheit 13 ist mit einem Oszillator 15 als Taktgeber verbunden. Dieser kann Impulse 16 einstellbarer Frequenz ausgeben. Der Oszillator 15 ist mit einer Schalt- und/oder Belastungseinheit 17 verbunden. Oszillator 15 und Einheit 17 sind Teile der Überwachungsvorrichtung 1, wobei die Schalt- und/oder Belastungseinheit 17 zwischen Temperatursensor 9 und Anschlüssen 18 in der Fühlerleitung 19 verschaltet ist. Die Überwachungsvorrichtung 1 ist über nicht dar­ gestellte Leitungen mit dem Batteriesatz 2 zur eigenen Spannungsversorgung verbun­ den.
Im folgenden wird kurz die Funktionsweise der dargestellten erfindungsgemäßen Über­ wachungsvorrichtung anhand der Figur erläutert.
Durch die zwischen Temperatursensor 9 und externer Lade- und Steuereinrichtung 7, 3 verschaltete Überwachungsvorrichtung 1 werden bei dem dargestellten Ausführungs­ beispiel zwei Spannungswerte ermittelt. Diese Spannungswerte werden zwischen einer Mittenanzapfung 8 und Plus-Anschluß 4 des Batteriesatzes 4 einerseits und Minus- Anschluß 5 des Batteriesatzes 2 andererseits abgegriffen. Durch die Vergleicherschal­ tung 12 der Überwachungsvorrichtung 1 wird ein Differenzwert aus den beiden abgegrif­ fenen Spannungswerten ermittelt. Dieser Differenzwert wird als Differenzwertsignal an die Lade- und/oder Steuereinrichtungen 7, 3 nach außen übermittelt. Die Übermittlung erfolgt über die Fühlerleitung 10 des Temperatursensors 9.
Die Übermittlung kann in unterschiedlicher Weise erfolgen.
Soll beispielsweise bei einem Differenzwert gleich Null, d. h. bei gleichen Spannungswer­ ten zwischen Mittenanzapfung 8 und Plus- bzw. Minus-Anschluß 4, 5, ein entsprechen­ des Signal übermittelt werden, so wird bei Vorliegen eines solchen Differenzwertsignals durch den Oszillator 15 die Schalt- und/oder Belastungseinheit 17 mittels der Impulse 16 so gesteuert, daß im gleichen Takt die Fühlerleitung 10 belastet oder hochohmig ge­ schaltet wird. Diese simulierten Temperatursprünge können beispielsweise von der in der Ladeeinrichtung 7 enthaltenen Steuereinrichtung erfaßt und ausgewertet werden. Dadurch, daß die Taktung der Fühlerleitung beispielsweise mit Frequenzen im Bereich von 0,5 bis 10 s-1 erfolgt, kann dieses Signal von dem durch den Temperatursensor ermittelten Temperatursignal in einfacher Weise getrennt werden. Das eigentliche Tem­ peratursignal unterliegt keinen solchen kurzzeitigen Temperatursprüngen, da die Tem­ peraturmessung innerhalb des Batterieschranks 14 relativ träge ist.
Es ist ebenso möglich, eine Taktung der Fühlerleitung dann durchzuführen, wenn die ermittelte Spannungsdifferenz größer als ein vorbestimmter Wert ist. Dies entspricht ei­ nem Fehler im Batteriesatz, wie beispielsweise dem Ausfall einer oder mehrerer Einzel­ batterien.
Ebenso kann eine Taktung, insbesondere mit anderer Frequenz als hinsichtlich der Überwachung des Batteriesatzes 2 erfolgen, um beispielsweise eine nicht angeschlos­ sene Mittenanzapfung mitzuteilen.
Bevorzugt wird erfindungsgemäß die Fühlerleitung bei einer Unsymmetrie des Batterie­ satzes, d. h. bei einer Spannungsdifferenz, und beispielsweise bei nicht angeschlosse­ ner Mittenanzapfung getaktet.
Die entsprechende Übermittlung der Information kann auch dadurch erfolgen, daß durch die Schalt- und/oder Belastungseinheit 17 ein getaktetes Kurzschließen und Öff­ nen der Fühlerleitung erfolgt. Dies kann bei einer Unsymmetrie oder auch umgekehrt bei einer Symmetrie des Batteriesatzes erfolgen. Bei dem getakteten Kurzschließen und Öffnen der Fühlerleitung ist allerdings zu beachten, daß in diesem Fall nicht stetig eine Temperaturüberwachung innerhalb des Batterieschrankes 14 und ebenfalls eine Tem­ peraturführung der Ladeeinrichtung 7 möglich ist.

Claims (21)

1. Verfahren zur Überwachung wenigstens eines zur Notversorgung von elektrischen und/oder elektronischen Verbrauchern, insbesondere von Zentralbatterie-Notlicht­ systemen, zuschaltbaren Batteriesatzes (2), wobei eine Steuereinrichtung (3) we­ nigstens eine Gesamtspannung zwischen Plus- und Minusanschluß (4, 5) einer Anzahl von in Reihe geschalteter Batterien (6) des Batteriesatzes (2) mißt und die Batterie mittels einer Ladeeinrichtung (7) gegebenenfalls wieder auflädt, wobei neben der Gesamtspannung über zumindest eine Anzapfung (8, 11) des Batterie­ satzes (2) eine weitere Spannung bezüglich Plus- und Minusanschluß (4, 5) ge­ messen, ein Differenzwert dieser Meßwerte ermittelt und ein Differenzwertsignal an die Steuer- und/oder Ladeeinrichtung (3, 7) über eine Verbindung übertragen und die Temperatur in der Umgebung des Batteriesatzes (2) gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl ein der Temperatur entsprechendes Tem­ peratursignal, insbesondere zur temperaturgeführten Ladung des Batteriesatzes, als auch das Differenzwertsignal über eine Fühlerleitung (10) an die Steuer- und/oder Ladeeinrichtung (3, 7) übermittelt werden.
2. Verfahren zur Überwachung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzapfung (8, 11) des Batteriesatzes (2) mittig erfolgt.
3. Verfahren zur Überwachung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung der Spannungen und/oder die Ermittlung des Differenzwertes und/oder die Übertragung des Differenzwertsignals kontinuierlich erfolgt.
4. Verfahren zur Überwachung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung des Differenzwertsignals bei einem Differenzwert der gemessenen Spannung größer als einem vorgegebenen Grenzdifferenzwert erfolgt.
5. Verfahren zur Überwachung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Differenzwertsignal durch getaktetes Belasten oder Hochohmigschalten der Fühlerleitung (10) übertragen wird.
6. Verfahren zur Überwachung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Differenzwertsignal durch getaktetes Kurzschließen und Öffnen der Fühlerleitung (10) übertragen wird.
7. Verfahren zur Überwachung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit der Anzapfung (8, 11) verbundene Vergleicherschaltung (12) den Differenzwert ermittelt und eine Taktung der Fühler­ leitung (10) auslöst.
8. Verfahren zur Überwachung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleicherschaltung (12) eine fehlende Anzapfung (8, 11) detektiert und ein entsprechendes Signal an die Steuer- und/oder Ladeeinrichtungen (3, 7) insbesondere über die Fühlerleitung (10) übermittelt.
9. Verfahren zur Überwachung nach einem der Ansprü­ che 5-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Taktung der Fühlerleitung (10) zur Infor­ mationsübermittlung mit an einem Taktgeber (15) einstellbarer Taktfrequenz er­ folgt.
10. Verfahren zur Überwachung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprü­ che 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Grenzdifferenzwert an der Ver­ gleicherschaltung eingestellt wird.
11. Verfahren zur Überwachung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der erzeugte Takt den Temperatursignalen des Temperatursensors aufmoduliert ist.
12. Überwachungsvorrichtung (1) zur Überwachung wenigstens eines zur Notversor­ gung von elektrischen und/oder elektronischen Verbrauchern, insbesondere von Notlichtversorgungssystemen, zuschaltbaren, einen Plus- und einen Minus- Anschluß aufweisenden Batteriesatzes (2) aus einer Anzahl von in Reihe geschal­ teten Batterien (6), wobei die Überwachungsvorrichtung (1) mit Plus- und Minu­ sanschlüssen (4, 5) zur Ermittlung einer Gesamtspannung und mit wenigstens ei­ ner weiteren Spannungsanzapfung (10, 11) des Batteriesatzes (2) verschaltet ist und eine Vergleicherschaltung (12) zur Ermittlung von Spannungswerten zwischen Spannungsanzapfung (8, 11) und Plus- und Minusanschlüssen (4, 5) sowie zur Auswertung einer Spannungsdifferenz zwischen diesen Spannungswerten auf­ weist, und wenigstens ein Temperatursensor (9) dem Batteriesatz (2) zur Messung der Umgebungstemperatur zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperatursensor (9) mit der Ladeeinrichtung (7) und/oder einer die Ladeeinrich­ tung steuernden Steuereinrichtung (3) über eine Fühlerleitung (10) verbunden ist, über welche ein der Spannungsdifferenz entsprechendes Signal von der Verglei­ cherschaltung (12) übertragbar ist.
13. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsanzapfung (8, 11) wenigstens eine Mittenanzapfung (11) ist.
14. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ladeeinrichtung (7) und die Überwachungsvorrichtung (1) parallel mit den Plus- und Minus-Anschlüssen (4, 5) verschaltet sind.
15. Überwachungsvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 14, da­ durch gekennzeichnet, daß der Batteriesatz (2) zusammen mit zumindest der Überwachungsvorrichtung (1) in einem Batterieschrank (14) angeordnet ist.
16. Überwachungsvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 15, da­ durch gekennzeichnet, daß die die Ladung des Batteriesatzes (2) über die La­ deeinrichtung (7) steuernde Steuereinrichtung (3) Teil der Ladeeinrichtung (7) ist.
17. Überwachungsvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 16, da­ durch gekennzeichnet, daß die Überwachungsvorrichtung (1) mit dem Batterie­ satz (2) zur Spannungsversorgung verbunden ist.
18. Überwachungsvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 17, da­ durch gekennzeichnet, daß die Vergleicherschaltung (12) eine Auswerteeinheit (13) aufweist und mit dem Plus-und Minus-Anschluß (4, 5) und der zumindest ei­ nen weiteren Anzapfung (8, 11) des Batteriesatzes (2) zur Bestimmung der Span­ nungsdifferenz verbunden ist.
19. Überwachungsvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 18, da­ durch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit (13) mit einem Taktgeber (15) zur Ausgabe von Impulsen zumindest in Abhängigkeit von einem Spannungsdiffe­ renzwert verschaltet ist.
20. Überwachungsvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 19, da­ durch gekennzeichnet, daß der Taktgeber (15) ein insbesondere in der Taktfre­ quenz einstellbarer Oszillator ist.
21. Überwachungsvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 20, da­ durch gekennzeichnet, daß der Taktgeber (15) zur Übertragung von Span­ nungsimpulsen (16) mit der Steuer- und/oder Ladeeinrichtung (3, 7) über die Fühlerleitung (10) verbunden ist.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10355206A1 (de) * 2003-11-26 2005-07-07 Hella Kgaa Hueck & Co. Schaltungsanordnung für Kraftfahrzeuge zur Überwachung von in Reihe geschalteten Batterien
DE202013100811U1 (de) 2013-02-25 2014-06-02 Rp-Technik E.K. Energieversorgungseinrichtung mit Batterieüberwachung
DE102012224210A1 (de) * 2012-12-21 2014-06-26 Tridonic Gmbh & Co. Kg Temperaturabhängige Ladestromregelung für Notlichtgeräte
EP2770605A1 (de) 2013-02-25 2014-08-27 RP-Technik e. K. Energieversorgungseinrichtung mit Batterieüberwachung und Batterieüberwachungsverfahren
EP2911269A1 (de) 2014-02-24 2015-08-26 RP-Technik GmbH Energieversorgungseinrichtung mit Batterieüberwachung und Batterieüberwachungsverfahren

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2855666B1 (fr) * 2003-05-27 2008-09-05 Cit Alcatel Controle de fin de decharge d'une batterie de generateurs electrochimiques rechargeables, par derivation temporelle
DE102010048188B4 (de) 2010-10-13 2020-11-12 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Akkumulator-Kontrollvorrichtung, sowie Verfahren und System zur elektrischen Hilfsversorgung
JP2016052182A (ja) * 2014-08-29 2016-04-11 ヤマハ発動機株式会社 充電器
DE102020209562A1 (de) 2020-07-29 2022-02-03 Eaton Intelligent Power Limited Leuchte und Beleuchtungssystem

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3146141A1 (de) * 1981-11-21 1983-06-01 Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim Ueberwachungseinrichtung fuer eine batterie
DE29612870U1 (de) * 1996-07-25 1996-10-17 Mack Helmut Anordnung zum Laden und Testen von Akkupacks

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08140206A (ja) * 1994-11-09 1996-05-31 Fuji Heavy Ind Ltd 電気自動車のバッテリ管理方法
DE19508345C2 (de) * 1995-03-09 1997-04-17 Aeg Stromversorgungs Syst Gmbh Schaltungsanordnung zum Überprüfen von aufladbaren elektrochemischen Zellen
US5850351A (en) * 1996-04-25 1998-12-15 General Motors Corporation Distributed management apparatus for battery pack
EP0919078A1 (de) * 1996-08-09 1999-06-02 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zur überwachung und/oder ladesteuerung einer aus modulen zusammengesetzten batterie, insbesondere in einem batteriebetriebenen fahrzeug

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3146141A1 (de) * 1981-11-21 1983-06-01 Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim Ueberwachungseinrichtung fuer eine batterie
DE29612870U1 (de) * 1996-07-25 1996-10-17 Mack Helmut Anordnung zum Laden und Testen von Akkupacks

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10355206A1 (de) * 2003-11-26 2005-07-07 Hella Kgaa Hueck & Co. Schaltungsanordnung für Kraftfahrzeuge zur Überwachung von in Reihe geschalteten Batterien
DE102012224210A1 (de) * 2012-12-21 2014-06-26 Tridonic Gmbh & Co. Kg Temperaturabhängige Ladestromregelung für Notlichtgeräte
DE102012224210B4 (de) 2012-12-21 2022-08-11 Tridonic Gmbh & Co Kg Temperaturabhängige Ladestromregelung für Notlichtgeräte
DE202013100811U1 (de) 2013-02-25 2014-06-02 Rp-Technik E.K. Energieversorgungseinrichtung mit Batterieüberwachung
EP2770605A1 (de) 2013-02-25 2014-08-27 RP-Technik e. K. Energieversorgungseinrichtung mit Batterieüberwachung und Batterieüberwachungsverfahren
DE102014102366A1 (de) 2013-02-25 2014-10-02 Rp-Technik E.K. Energieversorgungseinrichtung mit Batterieüberwachung und Batterieüberwachungsverfahren
DE102014102366B4 (de) * 2013-02-25 2021-03-04 Rp-Technik Gmbh Energieversorgungseinrichtung mit Batterieüberwachung und Batterieüberwachungsverfahren
EP2911269A1 (de) 2014-02-24 2015-08-26 RP-Technik GmbH Energieversorgungseinrichtung mit Batterieüberwachung und Batterieüberwachungsverfahren

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