DE19930402A1 - Stromversorgungseinrichtung mit einem Akkumulator zur Speisung von elektrischen Verbrauchern - Google Patents
Stromversorgungseinrichtung mit einem Akkumulator zur Speisung von elektrischen VerbrauchernInfo
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Abstract
Gegenstand der Erfindung ist eine Stromversorgungseinrichtung mit einer Einheit (10), die einen Akkumulator hat, dessen Ladezustand überwacht wird. Bei einem ersten Grenzwert der Ladung wird eine optische und/oder akustische Meldung erzeugt, die auf die Notwendigkeit der Nachladung hinweist. Bei Unterschreitung eines weiteren Grenzwerts der Ladung, der einer für die Verbraucherversorgung kritischen Ladungsmenge zugeordnet ist, wird ein Schalter (20) zwischen der Minuselektrode des Zellenstapels und dem Pol (14) des Akkumulators selbsttätig geöffnet. Geschlossen wird der Schalter (20) zeitgesteuert über Impulse, die nach Einschalten des Verbrauchers über Steueranordnungen (34, 38) an den Pol (24) gelangen.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Stromversorgungseinrichtung mit einem Akkumulator für
die Speisung elektrischer Verbraucher, insbesondere elektromotorischer Antriebe.
Batteriegetriebe Motoren werden wegen der Abgasfreiheit und geringen Geräuschentwicklung
für ortsveränderliche Geräte wie Fahrzeuge insbesondere in geschlossenen Räumen häufig
benutzt. Für die Einsatzbereitschaft eines solchen Geräts ist eine ausreichende Ladung des
Akkumulators notwendig. Bei zu starker Entladung arbeiten die Antriebe nicht mehr. Durch
Tiefentladung können bei manchen Akkumulatoren auch Schädigungen entstehen. Wenn mit
der Aufladung erst begonnen wird, nachdem die Antriebe aufgrund zu schwacher Energiezu
fuhr nicht mehr arbeiten, treten nicht nur Verzögerungen bei den auszuführenden Aufträgen
auf, sondern unter Umständen auch Schäden am Akkumulator. Dies trifft insbesondere auf
die aufladbaren Batterie-Gel-Zellen zu. Die Ausgangsspannungen dieser Zellen dürfen nicht
unter einen bestimmten Wert abfallen, da andernfalls bei einem Wiederaufladen ein Kurz
schluss mit der Folge auftritt, dass die Batterie zerstört wird.
Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, eine Stromversorgung mit einem Akkumu
lator anzugeben, die bei wenigstens einem für den Betrieb von elektrischen Verbrauchern
noch ausreichenden Ladezustand des Akkumulators eine Meldung als Hinweis für eine
notwendige Aufladung erzeugt und vor einem für den Betrieb des oder der Verbraucher un
geeigneten und/oder für die einwandfreie Arbeitsweise des Akkumulators gefährlichen
Grenzladungszustand die Abgabe von Strom aus dem Akkumulator unterbricht.
Das Problem wird bei einer Stromversorgungseinrichtung mit einem Akkumulator erfin
dungsgemäß dadurch gelöst, dass mit dem Akkumulator eine Anordnung zur Feststellung des
Vorliegens eines für den Betrieb von elektrischen Verbrauchern noch ausreichenden und/oder
für den Akkumulatorbetrieb unkritischen ersten Ladezustands oder einer von diesem ersten
Ladezustand abhängigen Größe wie Akkumulatorspannung verbunden ist, dass beim Auf
treten des ersten Ladezustands bzw. der von diesem abhängigen Größe von der Anordnung
ein optisches und/oder akustisches Signal zum Hinweis auf eine erforderliche Aufladung des
Akkumulators erzeugbar ist, dass von der Anordnung ein weiterer, für den Betrieb der Ver
braucher nicht ausreichender und/oder für den Akkumulatorbetrieb ohne Gefährdung nicht
unterschreitbarer Ladezustand oder einer von diesem weiteren Ladezustand abhängigen Größe
wie Akkumulatorspannung feststellbar ist und dass bei Feststellung des weiteren Ladezu
stands bzw. der von diesem abhängigen Größe ein zwischen einem Pol des Akkumulators
und einer Anschlussstelle an einer Akkumulatoreinheit für die Verbraucher angeordneter
Schalter nichtleitend steuerbar ist.
Der erste Ladezustand kann so bemessen sein, dass die Akkumulatorladung für eine bestimm
te Anzahl von Tätigkeiten oder eine bestimmte Betriebsdauer für die Versorgung mit einem
entsprechenden Strom ausreicht. Eine sofortige Ladung bzw. eine Unterbrechung der jeweils
durchgeführten Arbeit ist beim Auftreten der Meldung dann nicht notwendig. Beim Erreichen
des weiteren Ladezustands wird die Stromversorgung zu dem oder den Verbrauchern unter
brochen. Eine Tiefentladung, die vielfach nicht erwünscht ist, kann dann nicht mehr über
einen äußeren Stromkreis stattfinden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind Werte für den ersten und den weiteren Ladezu
stand oder der von diesen abhängigen Größen in der Anordnung einstellbar. Die Werte
können daher den jeweiligen Gegebenheiten wie Akkumulatorkapazität bzw. den ange
schlossenen Verbrauchern, soweit deren Leistungsbedarf z. B. bekannt ist, angepasst werden.
Vorzugsweise ist der Akkumulator eine Batterie-Gel-Zelle. Da Batterie-Gel-Zellen nicht unter
einen bestimmten Grenzwert entladen werden dürfen, ohne dass beim Aufladen Schäden
auftreten, stellt die erfindungsgemäße Stromversorgung sicher, dass der kritische Grenzwert
im Betrieb der Batterie-Gel-Zelle nicht unterschritten wird.
Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform ist der jeweilige Ladezustand des Akkumulators
mittels Messung der Spannung an den Polen bestimmbar. Die Ausgangsspannung des
Akkumulators sinkt unterhalb einer gewissen Ladung ab, so dass die Größe der vorhandenen
Ladung relativ einfach über die Spannung bestimmt werden kann.
Insbesondere ist bei einer maximalen Akkumulatorspannung von 25 V die dem ersten
Ladezustand entsprechende Spannung mit 21,6 V vorgegeben. Im Bereich zwischen 25 V und
21,6 V arbeitet die Batterie-Gel-Zelle normal, d. h. die Batterie ist ausreichend hoch geladen.
Vorzugsweise ist bei der maximalen Akkumulatorspannung von 25 V die dem weiteren
Ladezustand entsprechende Spannung mit 12,6 V vorgegeben. Die Batterie-Gel-Zelle wird
somit beim Absinken der Spannung auf 12,6 V bzw. darunter von dem oder den ange
schlossenen Verbrauchern automatisch abgetrennt, indem der Schalter geöffnet wird.
Bei einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform ist die Anordnung für die Feststellung
des Vorliegens eines für den Betrieb von Verbrauchern noch ausreichenden und/oder für den
Akkumulatorbetrieb unkritischen zweiten Ladezustands, der kleiner als der erste aber größer
als der weitere Ladezustand ist, bzw. einer vom zweiten Ladezustand abhängigen Größe wie
Spannung des Akkumulators ausgebildet, wobei im Bereich zwischen dem ersten und zweiten
Ladungszustand ein alternierendes akustisches Signal und im Bereich zwischen dem zweiten
und weiteren Ladezustand ein akustisches Dauersignal von der Anordnung erzeugbar ist. Bei
dieser Ausführungsform werden in Abhängigkeit vom Ladezustand, der auch über die von
ihm abhängige Größe festgestellt werden kann, verschiedene akustische Meldungen erzeugt,
denen jeweils unterschiedliche Dringlichkeiten für die Aufladung des Akkumulators zugeord
net sind. Das Dauersignal weist auf eine dringliche Aufladung bzw. einen nur noch geringen
Ladungsvorrat hin.
Insbesondere ist die dem zweiten Ladezustand entsprechende Größe 19 V. Im Spannungs
bereich zwischen 21,6 und 19 V ist noch Energie für den Betrieb von Verbrauchern vorhan
den, wenngleich der Dauerton auf die Abschaltung der Batterie bei Fortdauer der Belastung
hinweist.
Zweckmäßigerweise ist ein optischer Signalgeber vorgesehen, der bei Feststellung eines
zwischen dem ersten und dem weiteren oder einem dritten, über den weiteren Ladezustand
vorhandenen Ladezustands Blinklicht erzeugt.
Es werden also eine Reihe von Meldungen in Abhängigkeit von verschiedenen Ladezuständen
des Akkumulators erzeugt, um die Aufmerksamkeit für einen Aufladevorgang hervorzurufen.
Es ist günstig, wenn wenigstens der zwischen dem einen Akkumulatorpol und der Anschluss
stelle für Verbraucher an der Akkumulatoreinheit angeordnete Schalter schließt und mittels
eines Zeitgebers betätigbar ist, der beim Anstoßen durch eine über wenigstens einen ange
schalteten Verbraucher zugeführte Akkumulatorspannung den Schalter nach einer eingestell
ten Zeitdauer öffnet, wenn nicht fortwährend neue Impulse von Verbraucher über eine
Anschlussstelle gelangen. Bei dieser Ausführungsform ist an der Anschlussstelle bzw.
-klemme für wenigstens einen Pol eines Verbrauchers für eine gewisse Zeit nur dann eine
Spannung vorhanden, nachdem ein Verbraucher, z. B. ein Motor, über einen beispielsweise
von Hand betätigten Schalter an den Akkumulator angeschlossen ist. Da eine der beiden
Anschlussstellen bzw. -klemmen der Akkumulatoreinheit nur bei einem eingeschalteten
Verbraucher Spannung führt, sonst aber spannungslos ist, werden Kurzschlüsse, z. B.
während des Transports, vermieden.
Vorteilhaft ist es, wenn der optische Signalgeber bei eingeschaltetem, von Hand betätigtem
Schalter bei unterschrittenem weiteren Ladezustand abgeschaltet ist. Für das Abschalten ist
z. B. ein weiterer, von der Steueranordnung nichtleitend steuerbarer Schalter vorgesehen. Für
den oder die Verbraucher steht nach dem Einschalten hierbei mehr Leistung des Akkumula
tors zur Verfügung.
Besonders günstig ist es, wenn die Schalter im Akkumulatorgehäuse und die Anordnung zur
Messung und zum Vergleich des Ladezustand oder der von diesem bestimmten Größe mit
Grenzwerten und die Steueranordnung in CMOS-Technik ausgebildet sind. Der Stromver
brauch der Steuer- und Überwachungsstromkreise ist daher relativ gering.
Vorzugsweise ist die Stromversorgungseinrichtung für die Energieversorgung eines Last
trägers für Personen vorgesehen. Mit der erfindungsgemäßen Stromversorgungseinrichtung
erübrigt sich der Netzanschluss des Lastträgers, der auch zu Stellen bewegt werden kann, an
denen kein Netzanschluss vorhanden oder weit entfernt ist. Komplizierte Einrichtungen zum
Auf- und Abwickeln von elektrischen Leitungen sind nicht mehr nötig. Durch die automati
sche Abschaltung lässt sich Strom sparen, so dass der Akkumulator nicht mehr so oft geladen
werden muss. Weniger Ladezyklen bewirken eine längere Lebensdauer des Akkumulators. Es
wird rechtzeitig gemeldet, wenn eine Nachladung des Akkumulators erforderlich ist.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den
Ansprüche und den diesen zu entnehmenden Merkmalen -für sich und/oder in Kombination,-
sondern auch aus der folgenden Beschreibung eines in einer Zeichnung dargestellten bevor
zugten Ausführungsbeispiels.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Stromversorgungseinrichtung mit einem Akkumulator für Verbraucher
wie elektromotorische Antriebe im Schema,
Fig. 2 nähere Einzelheiten der in Fig. 1 dargestellten Stromversorgungseinrichtung
im Blockschaltbild.
Eine Stromversorgungseinrichtung für elektrische Verbraucher weist einen Akkumulator auf,
der als Einheit mit 10 bezeichnet ist und der in einem nicht näher bezeichneten Akkumulator
gehäuse mit einer Anordnung 12 zur Feststellung bzw. Messung des Ladezustands oder einer
vom Ladezustand abhängigen Größe verbunden ist, deren Betrag einen Rückschluss auf die
im Akkumulator 10 vorhandene Ladungsmenge ermöglicht. Die Anordnung 12 ist in Fig. 1
nur schematisch dargestellt. Die Anordnung 12 enthält weiterhin eine in Fig. 1 nicht darge
stellte Einrichtung zur Überwachung bzw. zum Vergleich des Ladezustands bzw. der vom
Ladezustand abhängigen Größe mit Grenzwerten der Ladungsmenge, die vorgegeben bzw.
eingestellt sind. Kern der Akkumulatoreinheit 10 ist ein als Batterie-Gel-Zelle 18 ausgebilde
ter Akkumulator. Die Gel-Zelle 18 wird im Folgenden auch als Akkumulator 18 bezeichnet.
Die Akkumulatoreinheit 10 enthält einen positiven Pol 14 und einen negativen Pol 16 für den
Anschluss externer Verbraucher. Der negative Pol 16 ist über einen Schalter 20, der Last
schalter für den Verbraucherstrom ist, mit dem negativen Ausgang der Batterie-Gel-Zelle
bzw. Akkumulator 18 verbunden. Der Schalter 20 befindet sich ebenfalls im Akkumulator
gehäuse. Ein Anschluss 24 am Akkumulatorgehäuse ist mit einem Steuereingang eines
Zeitgebers 22 verbunden, zu dem der Schalter 20 gehört. Der Zeitgeber 22 befindet sich im
Akkumulatorgehäuse. An den Pol 14 und den Pol 16 ist jeweils über Leitungen 26, 28 ein
Verbraucher 30 angeschlossen. Bei dem Verbraucher 30 handelt es sich vorzugsweise um die
Steuerung bzw. den Antrieb eines Lastträgers für Personen. Ein solcher Lastträger ist z. B.
in der DE 42 25 851 A1 beschrieben. Er enthält einen elektromotorischen Antrieb für eine
Trommel, die zum Auf- und Abwickeln eines Gurts bestimmt ist.
Im Lastträger 30 bzw. Verbraucher ist ein Schalter 32 vorhanden, mit dem der Lastträger
bzw. Verbraucher 30 ein- und ausschaltbar ist. Bei einer ersten alternativen Steuerung, die in
Fig. 2 gestrichelt gezeichnet ist, ist an den verbraucherseitigen Ausgang des Schalters 32 eine
Steueranordnung 34 angeschlossen, die über eine Leitung 36 mit dem Anschluss 24 ver
bunden ist. Die Steueranordnung 34 gibt nach dem Anlegen der Betriebsspannung ein
Einschaltsignal bzw. Einschaltimpulse an den Anschluss 24 und weist z. B. ein RC-Glied mit
einem Widerstand und einem Kondensator auf. Der Schalter 20, z. B. ein MOS-Feldeffekt
transistor, wird z. B. von einer Ansteuereinheit 38, die anstelle der Zeitgebersteuerung
vorhanden ist, von dem Einschaltsignal bzw. den Einschaltimpulsen leitend gesteuert.
Zwischen zwei aufeinanderfolgenden Einschaltimpulsen bleibt der Schalter 20 leitend, d. h.
die Steueranordnung 34 gibt ihre Impulse für eine gewisse Zeit ab, die länger dauert als eine
Abfallzeit. Nach dem Öffnen des Schalters 32 und der Entladung des Kondensators werden
keine Einschaltimpulse bzw. -signale mehr erzeugt. Der Schalter 32 und die Steueranordnung
34 können gemeinsam in einem nicht dargestellten Gehäuse angeordnet sein. Es ist auch
möglich, die Steueranordnung 34 innerhalb des Akkumulatorgehäuses, z. B. an der mit 40
bezeichneten Stelle anzuordnen. Im letzteren Fall ist der Anschluss 24 mit der an der Stelle
40 im Gehäuseinneren angebrachten Steuerschaltung verbunden, an die die Steuerelektrode
des MOS-Feldeffekttransistors 20 bzw. kontaktlosen Schalters angeschlossen ist.
An den Schalter 32 ist ein Anschluss einer Ansteuerschaltung 42 angeschlossen, mit der ein
Antriebsmotor 44 für einen Personenlastträger verbunden ist. Die Ansteuerschaltung 42 ist
mit dem anderen Anschluss über die Leitung 28 mit dem Pol 16 verbunden. Eine Spannungs
überwachungsschaltung 46 ist zu der Ansteuerschaltung 42 parallel gelegt. Ein nicht näher
bezeichneter Steuereingang der Ansteuerschaltung 42 ist mit einem Teiler 48 verbunden, an
den ein Richtungsschalter 50 für die Einstellung der Drehrichtung des Motors 44 ange
schlossen ist. Ein Ausgang des Teilers ist mit dem Anschluss 24 verbunden und ersetzt die
Steueranordnung 34 und die Ansteuereinheit 38, d. h. über den Teiler 48 wird der Zeitgeber
22 angestoßen. Nach Ablauf der eingestellten Zeit, z. B. einigen Minuten, öffnet der Zeitge
ber 22 den Schalter 20, wenn nicht weitere Impulse vom Teiler 48 kommen, so dass der Ver
braucher 30 stromlos wird, d. h. der Zeitgeber 22 hat die Funktion eines "nachtriggerbaren
Monoflops." Die Zeitdauer ist auf die maximale Dauer eines Hebe- bzw. Absenkvorgangs
abgestimmt.
Die Anordnung 12 im Akkumulatorgehäuse enthält eine erste Schaltungsanordnung 52, z. B.
einen Komparator, mit dem die in der Zelle bzw. dem Akkumulator 18 vorhandene Ladungs
menge bzw. der Ladungszustand auf Erreichen oder Unterschreiten eines ersten Ladungs
zustands bzw. einer ersten Ladungsmenge überwacht wird. Die Ladungsmenge wird bei der
dargestellten Ausführungsform durch eine von ihr abhängige Größe, nämlich die Ausgangs
spannung der Zelle 18 festgestellt bzw. gemessen. Bei einer Batterie-Gel-Zelle von maximal
25 V Ausgangsspannung wird eine einer Ausgangsspannung von 21,6 V entsprechende erste
Ladungsmenge auf Erreichen oder Unterschreiten überwacht. Solange diese Ladungsmenge
nicht erreicht ist, besteht keine Gefahr, dass die Ladung für den Betrieb des Verbrauchers 30
nicht mehr ausreicht bzw. dass ein gefährlicher Entladungszustand eintritt. Durch die erste
Schaltungsanordnung 52 ist ein z. B. kontaktloser Schalter 54 betätigbar, an den ein Pulser
56 mit nachgeschaltetem akustischen Signalgeber 58 bzw. piezoelektrischer Geber ange
schlossen ist. Stellt die Schaltungsanordnung 12 fest, dass die der ersten Ladungsmenge
entsprechende Spannung von 21,6 V erreicht oder unterschritten worden ist, schließt sie den
Schalter 54, worauf ein alternierendes akustisches Signal erzeugt wird, das auf die Notwen
digkeit einer Aufladung der Zelle 18 hinweist. Die Schaltungsanordnung 52 ist über einen
Schalter 60, auf den unten noch näher eingegangen wird, mit dem Pol 14 verbunden.
Eine zweite Schaltungsanordnung 62, z. B. ein Komparator, ist zu der ersten Schaltungs
anordnung 52 parallel gelegt. Die Schaltungsanordnung 62 betätigt einen kontaktlosen
Schalter 64, der dem Pulser 56 vorgeschaltet ist. Mit der Schaltungsanordnung 62 wird die
Ladung in der Zelle 18 auf Erreichen oder Unterschreiten eines zweiten Grenzwertes
überwacht. Dieser zweite Grenzwert wird durch Messung der entsprechenden Ausgangs
spannung der Zelle 18 festgestellt. Die Ausgangsspannung, die bei dem zweiten Grenzwert
auftritt, ist 19 V. Im Bereich zwischen 21,6 V und 19 V Ausgangsspannung kann der
Verbraucher 30 mit ausreichender Ladung einwandfrei arbeiten. Eine Aufladung der Zelle 18
ist bei verminderter Ladung, die bei Ausgangsspannungen kleiner als 21,6 V in der Zelle 18
vorhanden ist, zu empfehlen.
Wenn die Ausgangsspannung 19 V erreicht oder unterschreitet, schließt die Schaltungs
anordnung 62 den Schalter 64, wodurch der Signalgeber 58 zur Erzeugung eines akustischen
Dauersignals angeregt wird. Diese Meldung soll darauf aufmerksam machen, dass bei
fortgesetztem weiteren Betrieb mit einer Unterbrechung der Stromabgabe zu rechnen ist,
weshalb eine Aufladung der Zelle 18 notwendig ist.
Eine weitere Schaltungsanordnung 66, z. B. ein Komparator, die zur Zelle 18 parallel
geschaltet ist, dient zur Feststellung des Erreichens oder Unterschreitens eines weiteren
Ladezustands, da kleiner als der von den Schaltungsanordnungen 52 oder 62 überwachte
Ladungszustand ist. Dieser Ladezustand wird über eine bei seinem Vorhandensein am
Ausgang der Zelle 18 auftretende Spannung von 12,6 V gemessen. Diese Spannung soll nicht
unterschritten werden, die dann das Wiederaufladen der Zelle 18 einen Kurzschluss und
damit eine Zerstörung der Zelle 18 bewirken kann. Der Zeitgeber 22 ist über den Schalter 60
mit dem Pol 14 verbunden. Wenn die der Spannung von 12,6 V entsprechende Ladung
vorhanden ist, spricht die Schaltungsanordnung 66 an und veranlasst den Zeitgeber 22 durch
Wegfall der Versorgungsspannung zum Öffnen des Schalters 20. Die Schaltungsanordnungen
52, 62 erhalten ebenfalls keine Betriebsspannungen mehr, so dass der akustische Signalgeber
durch Öffnen der Schalter 54, 64 stromlos wird. Der Zelle 18 wird daher nur noch der sehr
kleine Strom der Schaltungsanordnung 66 entnommen. Dieser Strom ist ca. 20 µA, so dass
er kleiner als der Schaltentladungsstrom ist. Durch die automatische Abschaltung der Zelle
18 bei der kritischen Ausgangsspannung von 12,6 V wird verhindert, dass die Ausgangsspan
nung unter den für eine störungsfreie Aufladung maßgebenden Mindestwert absinkt.
Die Begrenzung der Einschaltdauer mittels des Zeitgebers 22 soll verhindern, dass bei einer
versehentlich längeren Schließung des Schalters 32 als für den Betrieb des Lastträgers
notwendig ist, der Akkumulatoreinheit 10 Strom entnommen wird.
Die Schalter 20, 60, 54, 64 sind kontaktlos, insbesondere in CMOS-Technik ausgebildet. Die
Anordnung 12 mit den Komparatoren kann als hybride, integrierte bzw. kundenspezifische
Schaltung mit CMOS-Bausteinen ausgebildet sein.
Ohne Anschluss eines Verbrauchers 30 ist der Zeitgeber 22 nicht aktiv, d. h. der Schalter 20
ist geöffnet. Kurzschlüsse an den Polen 14, 16 wirken sich daher nicht auf den Ladezustand
aus, da bei geöffnetem Schalter 20 die Akkumulatoreinheit 10 keinen Strom abgibt.
Es ist auch möglich, in Reihe mit einem der Pole 14, 16 einen Messwiderstand vorzusehen.
Die am Messwiderstand im Betrieb abfallende Spannung beim Aufladen und Entladen wird
erfasst. Aus der Spannung wird der Strom ermittelt, der beim Laden und Entladen des
Akkumulators 10 integriert wird. Hieraus wird die im Akkumulator 10 jeweils vorhandene
Ladung durch Integration bestimmt.
Es kann auch zusätzlich ein optischer Signalgeber 68, z. B. eine LED mit dem Schalter 54
oder 64 vorhanden sein, um neben einer akustischen auch eine optische Meldung zu erzeu
gen.
Die erfindungsgemäße Stromversorgungseinrichtung hat folgende Vorteile:
- - Wegen der automatischen Abschaltung muss der Akkumulator 10 bzw. die Batterie- Gel-Zelle 18 nicht so oft geladen werden, deswegen auch eine längere Lebensdauer des Akkus (weniger Ladezyklen).
- - Das akustische Signal erinnert daran, dass der Akkumulator 18 der Einheit 10 noch am Verbraucher angeschlossen ist.
- - Das akustische Signal erinnert auch daran, den Akkumulator 18 der Einheit 10 recht zeitig nachzuladen.
- - Die integrierten Zusatzfunktionen entnehmen den Akkumulatorzellen wegen der angewandten CMOS-Technik extrem wenig Strom.
- - Das akustische Signal wird durch einen raumsparenden piezoelektrischen Signalgeber erzeugt.
- - Die integrierten Zusatzfunktionen können bis auf den Lastschalter 20 in SMD Tech nik, Hybridtechnik oder als kundenspezifischer integrierter Schaltkreis realisiert werden.
Es ist auch möglich, einen zweiten Schalter in gleicher Weise wie den Schalter 20 vor dem
Pol 14 vorzusehen, so dass eine völlige Potentialfreiheit beim Öffnen der beiden Schalter an
den Polen 14, 16 vorhanden ist.
Claims (13)
1. Stromversorgungseinrichtung mit einem Akkumulator zur Speisung von Verbrauchern,
insbesondere von elektromotorischen Antrieben,
dadurch gekennzeichnet,
dass mit dem Akkumulator (18) eine Anordnung (12) zur Feststellung des Vorliegens
eines für den Betrieb von Verbrauchern noch ausreichenden und/oder für den Akku
mulatorbetrieb unkritischen ersten Ladezustands oder einer von diesem ersten Lade
zustand abhängigen Größe wie Akkumulatorspannung verbunden ist, dass beim
Auftreten des ersten Ladezustands bzw. der von diesem abhängigen Größe von der
Anordnung ein optisches und/oder akustisches Signal als Hinweis auf eine erforderli
che Akkumulatoraufladung erzeugbar ist, dass von der Anordnung (12) ein weiterer
für den einwandfreien Betrieb der Verbraucher nicht ausreichender und/oder für den
Akkumulatorbetrieb ohne Gefährdung nicht unterschreitbarer Ladezustand oder einer
von diesem Ladezustand abhängigen Größe wie Akkumulatorspannung feststellbar ist
und dass bei Feststellung des weiteren Ladezustands bzw. der von diesem abhängigen
Größe ein zwischen einem Pol des Akkumulators (18) und einer Anschlussstelle (16)
an einer Akkumulatoreinheit (10) angeordneter Schalter (20) nichtleitend steuerbar ist.
2. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass Werte für den ersten und weiteren Ladezustand oder der von diesem abhängigen
Größe in der Anordnung (12) einstellbar sind.
3. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der jeweilige Ladezustand des Akkumulators (18) mittels Messung der Spannung
an den Polen bestimmbar ist.
4. Stromversorgungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Akkumulator eine Batterie-Gel-Zelle (18) ist.
5. Stromversorgungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei einer maximalen Akkumulatorspannung von 25 V die dem ersten Ladezu
stand entsprechende Spannung 21,6 V ist.
6. Stromversorgungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die dem weiteren Ladezustand entsprechende Spannung 12,6 V ist.
7. Stromversorgungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Anordnung für die Feststellung des Vorliegens eines für den Betrieb von
Verbrauchern noch ausreichenden und/oder für den Akkumulatorbetrieb unkritischen
zweiten Ladezustands, der kleiner als der erste aber größer als der weitere Ladezu
stand ist, bzw. einer vom zweiten Ladezustand abhängigen Größe wie Akkumulator
spannung ausgebildet ist, und dass im Bereich zwischen dem ersten und zweiten
Ladezustand ein alternierendes akustisches Signal und im Bereich zwischen dem
zweiten und dem weiteren Ladezustand ein akustisches Dauersignal von der Anord
nung (12) erzeugbar ist.
8. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die dem zweiten Ladezustand entsprechende Akkumulatorspannung 19 V ist.
9. Stromversorgungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein optischer Signalgeber (46) vorgesehen ist, der bei der Feststellung eines
zwischen dem ersten und dem weiteren oder einem dritten Ladezustand vorhandenen
Ladezustands Blinklicht erzeugt.
10. Stromversorgungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass wenigstens der zwischen dem einen Akkumulatorpol und der Anschlussstelle
(16) für Verbraucher (30) an der Akkumulatoreinheit (10) angeordnete Schalter (20)
mittels eines Zeitgebers (22) betätigbar ist, der beim Anstoßen durch eine wenigstens
einem angeschalteten Verbraucher (30) zugeführte Akkumulatorspannung den Schalter
(20) schließt und nach einer eingestellten Zeitdauer öffnet, wenn nicht fortwährend
Impulse vom Verbraucher über die Anschlussstelle (24) gelangen.
11. Stromversorgungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der optische und/oder der akustische Signalgeber (58, 68) bei unterschrittenem
weiteren Ladezustand abgeschaltet ist.
12. Stromversorgungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Anordnung (12) in CMOS-Technik ausgebildet ist.
13. Stromversorgungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Pole (14, 16) mit den elektrischen Anschlüssen eines Lastträgers für Perso
nen verbunden sind.
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