DE202006002864U1

DE202006002864U1 - Lade- und Prüfgerät für eine elektrische Batterie

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Publication number: DE202006002864U1
Application number: DE202006002864U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-02-23
Filing date: 2006-02-23
Publication date: 2006-05-04
Anticipated expiration: 2016-02-24

Abstract

Lade- und Prüfgerät (1) für eine elektrische Batterie (2), das aufweist:
– einen Anschluss (3) zum Anschließen des Lade- und Prüfgeräts (1) an eine elektrische Versorgungsquelle (4),
– einen Anschluss (5) zum Anschließen der elektrischen Batterie (2),
– einen Anschluss (6) zum Anschließen eines elektrischen Ladegeräts (7) zum Aufladen der elektrischen Batterie (2),
– Mittel (8) zum gesteuerten bzw. geregelten Laden der über den Anschluss (5) angeschlossenen elektrischen Batterie (2),
– Mittel (9) zum gesteuerten bzw. geregelten Entladen der über den Anschluss (5) angeschlossenen elektrischen Batterie (2) über einen im Lade- und Prüfgerät (1) enthaltenden Widerstand (10),
– Mittel (11) zum Messen und/oder Protokollieren der beim Laden und/oder Entladen der elektrischen Batterie (2) vorliegenden elektrischen Parameter und
– Mittel (12) zum Messen und/oder Protokollieren der elektrischen Parameter des über den Anschluss (6) angeschlossenen Ladegeräts (7).

Description

Die Erfindung betrifft ein Lade- und Prüfgerät für eine elektrische Batterie.
In verschiedenen Bereichen werden elektrische Batterien benötigt, wobei exemplarisch auf den Gesundheitsbereich hingewiesen sei. Dort werden z. B. in Rollstühlen wieder aufladbare Batterien (Akkumulatoren) benötigt, um das Gerät betriebsbereit zu halten. Gerade im Gesundheitsbereich kann es signifikante Konsequenzen haben, wenn die Batterie versagt.
Zum zuverlässigen Aufladen derartiger Batterien sind Ladegeräte bekannt, mit denen Batterien bei Bedarf aufgeladen werden können. Diese Geräte sind häufig auch dazu ausgerüstet, den Ladezustand der Batterie erkennen zu können, um Aussagen über den Zustand der Batterie machen zu können. Es sei beispielsweise auf die US 6,324,042 B1 , auf die EP 1 111 705 A1 , auf die JP 5917 3781 A , auf die JP 1127 1408 A und auf die JP 0712 8417 A hingewiesen.
Um das Ladegerät selber, mit dem die Batterie aufgeladen werden kann, prüfen zu können, sind ebenfalls Lösung vorbekannt. Analysegeräte, mit denen Ladespannungen und -ströme registriert werden können, sind beispielsweise in der WO 01/53846 A1, in der EP 1 056 181 A2 , in der US 2003/0016048 A1, in der US 6,198,302 B , in der WO 2005/052617 A1 in der JP 0321 0487 A und in der JP 2001 091606 A beschrieben.
Aus der DE 296 21 472 U1 ist ein Batteriesimulator bekannt, der zum Test von Ladegeräten dient.
In der praktischen Anwendung hat sich herausgestellt, dass mitunter beim Einsatz vorbekannter Systeme ein relativ hoher Aufwand getrieben werden muss, um einerseits eine Batterie stets richtig und schonend aufzuladen und andererseits sicherzustellen, dass sich das System, bestehend aus Batterie und ihrem Ladegerät, in einwandfreiem Zustand befindet. Mitunter können Störungen am Ladegerät erst festgestellt werden, wenn sich im Betrieb des elektrischen Geräts Probleme ergeben, so dass man in diesem Zusammenhang feststellt, dass das Ladegerät nicht mehr voll funktionsfähig ist.
Der für eine zuverlässige Untersuchung des Systems, bestehend aus Batterie und ihrem Ladegerät, zu treibende Aufwand steigert sich nochmals erheblich, wenn an die Vielzahl unterschiedlicher Batterien und Ladegeräte gedacht wird, die für die verschiedenen Anwendungen benötigt werden.
Besonders problematisch ist die Situation, wenn die Prüfung des Systems von Nicht-Fachleuten, also insbesondere von Laien, vorgenommen werden muss, was infolge der für den Einsatz von Fachpersonal benötigten Kosten oft die einzige Möglichkeit ist.
Der Erfindung liegt im Lichte dessen die Aufgabe zugrunde, ein Lade- und Prüfgerät zur Verfügung zu stellen, das in besonders einfacher Weise nicht nur eine Aufladung einer Batterie und eine Prüfung derselben ermöglicht, sondern auch das für die Batterie vorgesehene Ladegerät überprüft.
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung zeichnet sich durch ein Lade- und Prüfgerät aus, das aufweist:

– einen Anschluss zum Anschließen des Lade- und Prüfgeräts an eine elektrische Versorgungsquelle,
– einen Anschluss zum Anschließen der elektrischen Batterie,
– einen Anschluss zum Anschließen eines elektrischen Ladegeräts zum Aufladen der elektrischen Batterie,
– Mittel zum gesteuerten bzw. geregelten Laden der über den Anschluss angeschlossenen elektrischen Batterie,
– Mittel zum gesteuerten bzw. geregelten Entladen der über den Anschluss angeschlossenen elektrischen Batterie über einen im Lade- und Prüfgerät enthaltenden Widerstand,
– Mittel zum Messen und/oder Protokollieren der beim Laden und/oder Entladen der elektrischen Batterie vorliegenden elektrischen Parameter und
– Mittel zum Messen und/oder Protokollieren der elektrischen Parameter des über den Anschluss angeschlossenen Ladegeräts.

Die Erfindung stellt damit ein multifunktionelles Gerät zur Verfügung, das nicht nur in der Lage ist, eine wiederaufladbare Batterie zu laden und zu prüfen, sondern es auch ermöglicht, unmittelbar das Ladegerät zu testen, das für die Aufladung der Batterie vorgesehen ist. Damit kann vor Ort, beispielsweise in einem Altenheim, in dem eine Anzahl von elektrischen Rollstühlen zu warten ist, das gesamte System, bestehend aus Batterie und ihrem Ladegerät, in einfacher Weise geprüft werden.
Der integrierte Entlade-Widerstand ermöglicht auch eine eingehende Wartung und Überprüfung der Batterie, ohne, dass dafür ein weiterer apparativer Aufwand nötig wäre.
Dabei ist gemäß einer ersten Weiterbildung vorgesehen, dass die Elemente des Lade- und Prüfgeräts in einem kompakten Gehäuse angeordnet sind. Die erleichtert die Handhabung wesentlich.
Ferner kann vorgesehen werden, dass der Anschluss zum Anschließen von elektrischen Batterie und Ladegeräten mit einer automatischen Polumschaltung verbunden ist. Dies ist insbesondere bei der Benutzung durch Laien ein sehr hilfreiches Merkmal, da damit ein falsches Anschließen von Batterie und Ladegerät an das Prüfgerät keine negativen Folgen hat.
Bevorzugt sind Mittel zur Messung des elektrischen Stroms und der elektrischen Spannung an der Batterie und/oder am Ladegerät zum Aufladen der elektrischen Batterie und/oder am Widerstand vorgesehen.
Die vorgesehenen Mittel zum Messen und/oder Protokollieren der beim Laden und/oder Entladen der elektrischen Batterie vorliegenden elektrischen Parameter sind bevorzugt zur graphischen Anzeige oder Ausgabe der Messwerte ausgebildet. Entsprechend ist es vorteilhaft, wenn die Mittel zum Messen und/oder Protokollieren der elektrischen Parameter des über den Anschluss angeschlossenen Ladegeräts zur graphischen Anzeige oder Ausgabe der Messwerte ausgebildet sind.
Um das vorgeschlagene Lade- und Prüfgerät für eine große Vielzahl von unterschiedlichen Arten und Typen von Batterien und Ladegeräten tauglich zu machen und dies mit einer einfachen Bedienung zu ermöglichen, sind gemäß einer Weiterbildung Eingabemittel zum Eingeben des Typs und/oder der Art der an den Anschluss angeschlossenen Batterie vorgesehen; ferner können Eingabemittel zum Eingeben des Typs und/oder der Art des an den Anschluss angeschlossenen Ladegeräts vorgesehen werden.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Lade- und Prüfgerät zum Anschluss von Batterien von 1,2 bis 24 V ausgelegt ist. Es kann weiterhin zum Anschluss von Ladegeräten mit Ladespannungen von 1,2 bis 24 V ausgelegt sein. Ferner kann es zum Anschluss von Ladegeräten mit Ladeströmen bis zu 10 A ausgelegt werden. Es ist schließlich bevorzugt zum Laden der über den Anschluss angeschlossenen Batterie mit Ladeströmen bis zu 10 A und mit Ladespannungen bis zu 32 V ausgelegt.
Schließlich kann vorgesehen werden, dass das Lade- und Prüfgerät zum Entladen einer über den Anschluss angeschlossenen Batterie über den Widerstand mit einem Entladestrom bis zu 10 A ausgelegt ist.
Mit dem vorgeschlagenen Lade- und Prüfgerät kann ein Prüfen von Kleinspannungsnetzgeräten und von Ladegeräten mit und ohne Temperaturüberwachung erfolgen, weiterhin können Laderegler aller Art, Gleich- und Drehstromlichtmaschinen und Akkumulatoren in einem weiten Bereich von Spannungen und Strömen geladen bzw. geprüft werden. Der Prüf- und Ladespannungsbereich kann bis zu einer Normspannung von 48 V und der Lade- und Entladestrom kann bis 40 A erweitert werden. Es ist ein Erlernen der zur Prüfung von Ladegeräten notwendigen Arbeitspunkte möglich, eine Aufnahme von Betriebsabläufen, ein Simulieren von aufgenommen oder festgelegten Betriebsabläufen und ein Vergleichen mit aufgenommen oder festgelegten Betriebsabläufen. Ferner erfolgt auch ein Protokollieren der Lade- u. Prüfvorgänge.
Die bevorzugten Anwendungsgebiete sind die Medizin- und Altentechnik, insbesondere die Orthopädie, ferner die Kfz-Technik, der Modellbau sowie die Fotovoltaik und Windkraft-Kleinanlagen.
Es erfolgt eine menügeführte Bedienung und eine Anzeige über ein LCD-Display mit fest zugeordneten Tasten mit Blättern nach oben und unten und einer Übernahmemöglichkeit vorgeschlagener Eingaben.
Es ist in vorteilhafter Weise nicht nötig, einzelne Lade- und Prüfgeräte für die einzelnen Systeme zu beschaffen. Ein einziges erfindungsgemäßes Gerät reicht aus für eine Vielzahl z. B. von Elektrorollstühlen, Personenliftern, Badewannenliftern etc. Damit können in erheblichem Maße Kosten reduziert werden.
Mit dem vorgeschlagenen Gerät können vorzugsweise Ladegeräte von 1,2 bis 24 V bis 10 A überprüft werden und deren Eignung für die entsprechenden Akku-Typen (Gel-Akku, Blei-Akku, Ni-Cd-Akku, Ni-MH-Akku, etc.) festgestellt werden.
Akkus im bevorzugten Spannungsbereich zwischen 1,2 und 24 V können also geprüft werden. Weiterhin kann festgestellt werden, welche tatsächliche Kapazität im Akku gespeichert ist bzw. welche tatsächliche Kapazität in den Akku geladen wurde.
Alle Prüf- und Ladevorgänge können protokolliert werden, wodurch die Funktionsfähigkeit der Geräte dokumentiert werden kann.
Eine Fehlersuche kann damit erheblich vereinfacht und diese damit verkürzt werden. Schäden durch defekte Ladegeräte können somit verhindert werden. Der Reparaturaufwand lässt sich entsprechend vermindern.
Die Ersatzbeschaffung fehlerhafter Teile kann wesentlich vereinfacht werden, da eine eindeutige Feststellung des Mangels möglich ist. Ebenfalls können die Kosten für Gewährleistungsaufwendungen entsprechend reduziert werden.
Kosten spart es auch, dass es nicht mehr – wie bislang – nötig ist, Akkumulatoren und Ladegeräte auf Verdacht auszutauschen.
Die Prüfung kann durch Laien und mit geringem Personalaufwand erfolgen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
1 schematisch das Lade- und Prüfgerät mit angeschlossener Batterie und angeschlossenem elektrischen Ladegerät und
2 einen elektrischen Schaltplan des Lade- und Prüfgeräts.
In 1 ist ein Lade- und Prüfgerät 1 zu sehen, das vorliegend drei Anschlüsse 3, 5 und 6 aufweist. Der Anschluss 3 dient zum Anschluss des Geräts 1 an eine elektrische Versorgungsquelle 4 (Stromnetz), der Anschluss 5 dient zum Anschließen einer elektrischen Batterie 2 (Akkumulator oder „Akku") und der Anschluss 6 schließlich zum Anschließen eines elektrischen Ladegeräts 7, das zum Aufladen der Batterie 2 vorgesehen ist.
Das Lade- und Prüfgerät kann natürlich auch ohne angeschlossene Batterie nur die Prüfung des Ladegeräts genutzt werden.
In der Figur ist dargestellt, dass hier bereits die Batterie 2 und das Ladegerät 7 an das Lade- und Prüfgerät 1 angeschlossen ist.
Im Lade- und Prüfgerät 1 sind Mittel 8 zum Laden der elektrischen Batterie 2 vorgesehen. Hiernach ist es möglich, über die elektrische Versorgungsquelle 4, also über das Stromnetz, die Batterie 2 aufzuladen; das Ladegerät 7 ist hierfür also nicht zwingend.
Ferner sind Mittel 9 zum Entladen der elektrischen Batterie 2 vorgesehen, wozu im gegebenen Falle die Mittel 9 eine elektrische Verbindung der Batterie 2 zu einem Entladewiderstand 10 herstellen, mit dem die Batterie 2 kontrolliert entladen werden kann.
Mittel 11 und Mittel 12 dienen zum Messen und/oder zum Protokollieren: Die Mittel 11 messen bzw. protokollieren den Lade- und/oder Entladevorgang der Batterie 2, wobei die entsprechenden Ströme und Spannungen beobachtet werden, woraus auch auf den Ladezustand des Batterie 2 geschlossen werden kann. Die Mittel 12 messen bzw. protokollieren die elektrischen Parameter (Strom I, Spannung U) des angeschlossenen Ladegeräts 7, um dieses zu prüfen.
Die Einstellung des Lade- und Prüfgeräts 1 auf eine bestimmte Batterie 2 bzw. auf ein bestimmtes Ladegerät 7 erfolgt mittels Eingabemitteln 21 (Vorgabe des Typs und der Art der Batterie 2) bzw. mit den Eingabemitteln 22 (Vorgabe des Typs und der Art des Ladegeräts 7).
Alle genannten Komponenten sind in einem kompakten Gehäuse 13 angeordnet.
Ein Beispiel für einen Schaltplan des Lade- und Prüfgeräts 1 ergibt sich aus 2. Die verwendeten Elemente sind Standard und bedürfen insofern keiner weiteren Erläuterung.
Hingewiesen sei lediglich auf die automatisch Polumschaltung 14, die es verhindert, dass es zu Problemen kommt, falls versehentlich – insbesondere bei der Anwendung durch Laien – zu einem pol-falschen Anschluss der Batterie 2 bzw. des Ladegeräts 7 kommt.
Nur schematisch sind Mittel zur Strommessung 15, 17 und 19 sowie Mittel zur Spannungsmessung 16, 18, 20 eingezeichnet, durch die jeweils Ströme I und Spannungen U gemessen werden. Bei entsprechender Schaltung können die Mittel 19 und 20 auch entfallen.
Das als „Multi-Check" bezeichnete Lade- und Prüfgerät 1 erlaubt die Herstellung einer Verbindung zu den Prüflingen mittels eines 25-poligen Steuersteckers, dessen kurze Kabelenden mit den jeweiligen Gegensteckern bzw. -buchsen zu den zu prüfenden Geräten versehen sind. Möglich sind auch Universalanschlüsse z. B. mit Klemmzangen. Im Steuerstecker wird durch Drahtbrücken die jeweilige Codierung festgelegt. Mittels dieser Codierung kann je nach Bedarf und Kundenwunsch die Einteilung (gruppen- oder gerätebezogen) vorgenommen werden. Bei der gruppenbezogenen Einteilung müssen die entsprechenden Gerätestecker identisch sein, unabhängig von ihrer Polung. Je detaillierter diese Einteilung vorgenommen wird, desto weniger Fachwissen muss das Bedienungspersonal besitzen. Bei Prüf-, Lade- und Betriebsströmen von mehr als 10 A sind wegen der maximalen Belastbarkeit des Steuersteckers Abgänge zu externen Spannungsquellen vorhanden. Akkus, Laderegler und externe Verbraucher sind jeweils mit einzelnen Steckvorrichtungen versehen. Die Kabelenden dieser Stecker sind mit Klemmzangen oder Polschellen bestückt.
Die Menüauswahl wird entsprechend ihrer Codierung eingeschränkt, d. h. gerätbezogen erfolgt keine Auswahl (alle Kenndaten sind bekannt), gruppenbezogen besteht eine eingeschränkte Auswahl und nur für den Universalanschluss besteht die volle Auswahl. Auswahlmöglichkeiten bestehen hinsichtlich des Gerätenamen oder -typs, der Spannung, des Stroms, der Kapazität (mit Normung 5 h, 10 h oder 20 h) und der Temperatur.
Vor und während der Lade- und Prüfvorgänge werden die Istwerte für Spannung, Strom, Kapazität und Temperatur kontinuierlich überwacht und am LCD-Display angezeigt. Bei Grenzwert-Unter- oder -Überschreitungen werden entsprechende Gegenmaßnahmen eingeleitet und ein Meldetext am LCD-Display eingeblendet.
Dabei sind zwei Arten von Meldungen vorgesehen:
Die erste Meldung fragt den Bediener „FORTFÜHRUNG ODER ABBRUCH". Bei dieser wird die Programmausführung angehalten und die Strom- und Spannungswerte werden in den sicheren Betriebszustand gesteuert. Diese ist z. B. beim Programm „Akku mit einer Normspannung von 12V laden" bei einer tatsächlich gemessenen Akkuspannung von 5 V die Meldung „AKKUSPANNUNG ZU KLEIN ?". Hier muss dann der Bediener entscheiden, ob die Auswahl richtig ist, weil der angeschlossene Akku tiefentladen ist, oder ob die Auswahl falsch ist, weil die Normspannung des angeschlossenen Akkus z. B. 6 V beträgt. Entscheidet sich der Bediener für „richtig", kann er das Programm durch die Betätigung der Taste „WEITER" fortsetzen; ist die Auswahl falsch, kann er dieses durch die Taste „ABBRUCH" beenden.
Die zweite Art der Meldung ist eine reine Störmeldung und führt zwangsläufig zum Programmabbruch. Eine solche Störung könnte z. B. bei einem Kurzschluss oder bei einer zu hohen Akkuspannung auftreten.
Nach ordnungsgemäßer Durchführung des Ladens oder Prüfens wird dem Bediener am LCD-Display in Textform die Eignung des Prüflings, z. B. „Ladegerät geeignet für Gel- oder geschlossene Bleiakkus Typ 24V 20 Ah" bei Gruppen- oder Universaleinteilung bzw. „LADEGERÄT I.O." bei Geräteeinteilung angezeigt. Beim Laden bzw. Entladen von Akkumulatoren wird zusätzlich die gespeicherte oder entnommene Kapazität in Ah oder mAh angezeigt.
Die Protokollierung erfolgt standardmäßig über einen Dreikanal-Linenschreiber oder einen Plotter (144 × 144 mm) und/oder optional über einen Drucker bzw. einen PC im tabellarischen Protokollformat.
Hinsichtlich der Messtechnik hat es sich bewährt, dass Spannungen über Messumformer mit Bereichsumschaltung und Potentialtrennung erfasst werden und über einen normierten Ausgang, z. B. 0 bis 5 V, 0 bis 10 V, 0(4) bis 20 mA, zum Analog-Digitalwandler der Programmsteuerung übertragen.
Der Eingangswiderstand dieser Umformer muss sehr hochohmig ausfallen, um die Querströme, die das Messergebnis der Strommessungen verfälschen, möglichst klein zu halten. Um genaue Ergebnisse zu erhalten, werden die Spannungswerte über eine eigene Zuleitung durch den Steuerstecker bis direkt zum jeweiligen Gerätegegenstecker geführt. Spannungsabfälle im Prüffeld, hervorgerufen durch sehr kleine Übergangswiderstände (0,25 Ohm bei 10 A entspricht 2,5 V) an Klemmstellen und Kontakten spielen daher keine Rolle.
Eine weitere Möglichkeit ist die Ermittlung von Spannungsabfällen z. B. an Rollstühlen während des Ladevorganges. Dafür sind zwei 4-polige Steckerbuchsen vorgesehen. Im Normalfall sind zwei Kurzschlussstecker eingebaut. Tauscht man diese und klemmt die Prüfadern des einen Steckers an den Ladegeräteingang und die Prüfadern des anderen Steckers an den Akkumulatoren des Rollstuhles, so kann dessen Spannungsabfall beim Laden gemessen werden.
Ströme bis 10 A werden indirekt über den Spannungsabfall an einem sehr niedrigen Shunt-Widerstand (max. 0,006 Ohm) gemessen. Die Anforderung an den dafür notwendigen Messumformer entsprechen dem der Spannungsmessung. Der einzige Unterschied ist der wesentlich empfindlichere Eingangsbereich (max. 60 mV). Bei Strömen bis 20 A werden zwei, bei Strömen bis 30 A drei und bei Strömen bis 40 A vier Shunt-Widerstände in Reihe geschaltet, deren Gesamtspannungsabfall max. 60 mV nicht überschreiten darf. Mit dieser Art der Messung wird sichergestellt, dass die Spannungsmessungen nur gering verfälscht werden.
Die Kapazitätsmessung erfolgt intern durch Verrechnung in der Programmsteuerung.
Zur Funktion der aktiven Polumschaltung ist folgendes erwähnenswert:
Diese erfolgt automatisch z. B. über zwei gegenpolig parallel zum Eingang geschaltete LEDs eines Optokopplers, dessen Ausgangstransistoren zwei Relais ansteuern. Die Schließerkontakte dieser Relais schalten dann durch ihre Verschaltung die Eingangsspannung mit der korrekten Polung zum Prüffeld durch und gehen in Selbsthaltung. Nachdem der hochohmige Messeingang der DDC-Steuerung die anliegende Spannung am Prüffeld registriert hat, werden die LEDs am Eingang abgeschaltet. Dem Bediener wird der korrekte Anschluss des externen Geräts durch eine Meldelampe angezeigt.
Beim Beenden des Programmablaufes wird der Ausgangsport des angezogenen Relais in den Signalstatus „NULL" gesetzt und das Relais fällt ab.
Sollte angeschlossene externe Spannungsquelle eine Wechselspannung führen, so ziehen die Relais über die negative und positive Halbwelle nacheinander an. Dies wird von der DDC-Steuerung erkannt, die LEDs am Eingang werden abgeschaltet und eine entsprechende Meldung wird am LCD-Display angezeigt.
Der Vorteil dieses Schaltungsaufbaues ist eine wesentliche Verbesserung des Handlings und der Sicherheit des Bedieners. Durch die Umschaltung des Eingangswiderstands vor und nach der Aktivierung können sowohl Fehlschaltungen als auch Fehlmessungen ausgeschlossen werden. Auf Sperrdioden und/oder Diodenbrückenschaltungen, die über ihren nichtlinearen Spannungsabfall das Messergebnis verfälschen würden, kann verzichtet werden.
Der allgemeine Aufbau dieser aktiven Polumschaltung kann natürlich auch mit anderen Bauteilen vorgenommen werden. Jedoch müssen folgende Anforderungen erfüllt werden:
Niedriger Eingangswiderstand vor dem Programmstart;
Hoher Eingangswiderstand während der Programmausführung;
Fehlerstrom gleich oder kleiner als 1 mA;
Keine das Messergebnis verfälschenden Spannungsabfälle;
Da die Spannung von externen Spannungsquellen, wie Ladegeräte mit Verpolungsschutz, ohne die richtig gepolte Fremdspannung an dessen Ausgang 0V ist, muss ihm diese zu dessen Aktivierung zur Verfügung gestellt werden. Diese wird durch ein internes Netzgerät erzeugt. Die Suche nach der richtigen Polung und die Aktivierung einer solchen Spannungsquelle wird von den entsprechenden Programmen nach dem Programmstart übernommen. Dem Bediener muss diese Sonderfunktion der externen Spannungsquelle nicht bekannt sein. Erkennbar ist dies nur daran, dass eine Meldeleuchte „externe Spannungsquelle bereit" nach dem korrekten Anschluss der externen Spannungsquelle nicht aufleuchtet.
Zur Funktionsbeschreibung der Standard-Anwenderprogramme sei folgendes angemerkt:

a) Akku laden mit eingebautem Ladegerät: Nach Anschluss eines Akkus über die mitgelieferte Hardware wird die richtige Polung über den aktiven Polumschalter eingestellt. Dem Bedienungspersonal wird die Richtigkeit seiner Maßnahme durch das Aufleuchten der Meldelampe „AKKU BEREIT" angezeigt. Nun kann die Anwendung durch Betätigung der Taste „START" gestartet werden. Nachdem die Menuauswahl abgeschlossen ist, wird die eigentliche Programmausführung wie folgt gestartet und ausgeführt. Der Ausgangsstrom und die -spannung werden über die beiden dafür vorgesehenen Sollwerteingänge des internen Netzgerätes auf „NULL" gesetzt. Die Ausgangsports für die Relais werden nacheinander auf Signalstatus „EINS" gesetzt und ziehen an. Die in Reihe geschalteten Schließerkontakte der obigen Relais werden stromlos geschlossen und die Verbindung zwischen dem Netzgerät und dem externen Akku wird hergestellt. Anschließend werden entsprechend des gewählten Ladeprogramms und der gemessenen Akkuspannung der Ladestrom und die Ladespannung über die Sollwerteingänge des Netzgerätes eingestellt. Die Reihenfolge, erst Strom und dann Spannung oder umgekehrt, wird durch das gewählte Ladeprogramm festgelegt. Der Akku wird nun durch Nachführung der Istwerte mittels der Sollwerteingänge des Netzgerätes mit der vorgegebenen Ladekennlinie geladen. Nach Erreichen des Grenzwertes „AKKU VOLL" wird auf Erhaltungsladung umgeschaltet, d. h. Strom- und Spannungssollwerte werden entsprechend dieser Betriebsart eingestellt. Die Beendigung des Ladevorganges und der Beginn der Erhaltungsladung wird dem Bediener durch einen Meldetext am LCD-Display angezeigt. Zur Beendigung des Programms, während oder nach der Ladung, muss der Bediener die Taste „ABBRUCH" betätigen. Nach deren Betätigung werden, in dieser Reihenfolge, der Strom und dann die Spannung über ihre Sollwerteingänge auf „NULL" gefahren und anschließend nacheinander die Ausgangsports für die Relais auf Signalstatus „NULL" gesetzt. Die Verbindung zwischen Netzgerät und Akku wird mit dem Abfall der Relais stromlos getrennt. Dem Bediener wird die Beendigung dieses Vorganges mit einem Meldetext am LCD-Display signalisiert. Zur Überwachung und Protokollierung des Ladevorganges werden die Istwerte für Strom und Spannung herangezogen. Diese können dann, je nach Ausführung, über einen Linienschreiber, Drucker oder mit einem PC dargestellt oder gespeichert werden. Die Überwachung und Auswertung der Messergebnisse erfolgt wie beschrieben.
b) Akku laden mit externem Ladegerät Nach Anschluss eines Akkus und eines Ladegerätes ohne Verpolungsschutz über die mitgelieferte Hardware wird die richtige Polung über einen aktiven Polumschalter eingestellt. Dem Bedienungspersonal wird die Richtigkeit seiner Maßnahme durch das Aufleuchten der Meldelampe „AKKU BEREIT" und „EXTERNE SPANNUNGSQUELLE BEREIT" angezeigt. Werden Ladegeräte mit einem eingebauten Verpolungsschutz angeschlossen, kann die richtige Polung erst nach dem Programmstart mit Hilfe eines Moduls und der Ausführung eines Unterprogramms ermittelt werden. Die Meldeleuchte „EXTERNE SPANNUNGSQUELLE BEREIT" kann erst nach erfolgreicher Durchführung dieser Maßnahme die richtige Funktion des externen Ladegerätes signalisieren. Nun kann die Anwendung durch Betätigung der Taste „START" gestartet werden. Nachdem die Menuauswahl abgeschlossen ist, wird die eigentliche Programmausführung wie folgt gestartet und ausgeführt.

Ladegerät ohne Verpolungsschutz:
Die Ausgangports für die Relais werden nacheinander auf Signalstatus „EINS" gesetzt. Über ihre in Reihe geschalteten Schließer ist nun die Verbindung zwischen dem externen Ladegerät und dem externen Akku hergestellt. Der zu überwachende Ladevorgang wird gestartet und durchgeführt.
Ladegerät mit Verpolungsschutz:
Ein Unterprogramm wird ausgeführt. Nach dessen erfolgreicher Einstellung der Polung wird der Sollwert der am Ausgang des externen Ladegerätes anstehenden Spannung, die über die Schließer der Relais vom Netzgerät kommend anliegt, von ca. 4 V schrittweise um 0,5 V erhöht, bis sie den Wert von ca. 75% der Normspannung des Prüflings erreicht hat. Während dieser Erhöhung wird ein ständiger Vergleich zwischen dem Sollwert und dem Istwert durchgeführt. Sollte sich nun durch Überschreitung der im Unterprogramm eingestellten Strombegrenzung von 50 mA eine Differenz zwischen der Ist- und Sollwertspannung ergeben, so wird diese als Kurzschluss im externen Ladegerät interpretiert und die Programmausführung wird abgebrochen. Wird kein Kurzschluss im externen Ladegerät festgestellt, so werden die Ausgangsports der Relais auf Signalstatus „EINS" gesetzt und ziehen an. Das Unterprogramm wird mit dem Setzen der Relais beendet und der Ausgangsport für das Relais zum Netzgerät wird zeitverzögert zurückgesetzt. Nun ist das externe Ladegerät mit dem externen Akku verbunden. Der zu überwachende Ladevorgang wird dann als gestartet gewertet, wenn über die Messstelle ein Strom in Richtung Akku gemessen wurde. Sollte dies nach einer kurzen Zeitspanne nicht der Fall sein, so wird die Programmausführung abgebrochen. Nach Programmabbruch wird dieses nur dann automatisch neu gestartet, wenn noch nicht beide Polrichtungen geprüft wurden. Hat keine der beiden Möglichkeiten zum Erfolg geführt, so wird dies dem Bediener durch eine Textmitteilung am LCD-Display mitgeteilt.
Zur Beendigung des Programms, während oder nach der Ladung, muss der Bediener die Taste „ABBRUCH" betätigen. Nach deren Betätigung erfolgt folgendes:
Wenn der Ladestrom größer als 0,5 A ist, wird zum Schutz der Kontakte das Netzgerät mit Sollvorgabe Null für Spannung und Strom durch Anzug eines Relais in Betrieb gesetzt. Anschließend werden die Spannung und der Strom am Netzgerät so eingestellt, dass vom externen Ladegerät zum externen Akku kein Strom fließen kann. Nun wird das Relais über seinen Ausgangsport zum Abfallen gebracht. Ist dieses abgefallen, werden die Ausgangsspannung und der Ausgangsstrom über die Sollwerteingänge des Netzgerätes gegen Null gefahren. Ist der Stromfluss an der Messstelle Null, werden die Ausgangsports der Relais zurückgesetzt und diese fallen ab. Das Programm ist beendet.
Wenn der Ladestrom kleiner als 0,5 A ist, werden die Ausgangsports der Relais zurückgesetzt und diese fallen ab. Das Programm ist beendet.
Dem Bediener wird die Beendigung dieses Vorganges mit einem Meldetext am LCD-Display signalisiert.
Zur Überwachung und Protokollierung des Ladevorganges werden die Istwerte von Strom und Spannung herangezogen. Diese können dann je nach Ausführung über einen Linienschreiber, Drucker oder mit einem PC dargestellt oder gespeichert werden.
Die Überwachung und Auswertung der Messergebnisse erfolgt wie folgt:

a) externes Ladegerät mit den internen Lastwiderständen prüfen Der Widerstand der Lastwiderstände, die in Stufen über die Relais eingestellt werden können, muss so gewählt werden, dass bei maximalen Ausgangsstrom des externen Ladegerätes der Spannungsabfall ca. 80% der Normspannung nicht überschreitet. Dies bedeutet, der Ersatzakku ist leer. Die Zunahme der Akkuladung wird ihm durch den kontinuierlich steigenden Spannungsfall an den Lastwiderständen in Folge der Stromerhöhung des parallel geschalteten Netzgerätes vorgespielt.

Im Betrieb wird nach Anschluss eines Ladegerätes ohne Verpolungsschutz über die mitgelieferte Hardware die richtige Polung über den aktiven Polumschalter eingestellt. Dem Bedienungspersonal wird die Richtigkeit seiner Maßnahme durch das Aufleuchten der Meldelampe „EXTERNE SPANNUNGSQUELLE BEREIT" angezeigt.
Werden Ladegeräte mit einem eingebauten Verpolungsschutz angeschlossen, kann die richtige Polung erst nach dem Programmstart mit Hilfe eines Moduls und der Ausführung eines Unterprogramms ermittelt werden. Die Meldeleuchte „EXTERNE SPANN-UNGSQUELLE BEREIT" kann erst nach erfolgreicher Durchführung dieser Maßnahme die richtige Funktion des externen Ladegerätes signalisieren.
Nun kann die Anwendung durch Betätigung der Taste „START" gestartet werden. Nachdem die Menuauswahl abgeschlossen ist, wird die eigentliche Programmausführung wie folgt gestartet und ausgeführt.
Bei einem Ladegerät ohne Verpolungsschutz: Die Ausgangsports für die Relais werden nacheinander auf Signalstatus „EINS" gesetzt und ziehen an. Über ihre in Reihe geschalteten Schließer ist nun die Verbindung zwischen dem Netzgerät und den Lastwiderständen hergestellt. Die Ausgangsspannung und der -Strom des Netzgerätes wird nun mittels der Sollwerteingänge eingestellt. Die Spannung sollte bei ca. 80% des Normwertes liegen. Der zu wählende Sollwert des Stromes ist abhängig vom Lastwiderstand und vom Maximalstrom des externen Ladegerätes. Ist dieser Wert nicht bekannt, so wird der maximal mögliche Ausgangsstrom des Netzgerätes eingestellt. Nachdem nun eine Spannung, die 80% des Normwertes beträgt, am Ersatzakku ansteht, wird der Ausgangsport des Relais gesetzt und dieses zieht an. Über dessen Schließer ist nun das externe Ladegerät parallel zum Netzgerät am Ersatzakku angeschlossen. Nun wird an Hand einer vorgegeben Ladekennlinie bzw. mit festen Spannungswerten die Ausgangsspannung des Netzgerätes kontinuierlich verändert und der Ladezustand des Ersatzakkus kann von Leer nach Voll simuliert werden. Damit ist es möglich, die einzelnen Betriebspunkte des externen Ladegerätes wie Ladebeginn, Ladeschluss, max. Ladestrom und max. Ladespannung festzustellen. Ist z. B. bei einem Bleiakkuladegerät die Ladeschlussspannung erreicht, d. h. vom externen Bleiakkuladegerät zum Ersatzakku fließt kein Strom, wird die kontinuierliche Spannungserhöhung des Netzgerätes sofort angehalten. Nach einer kurzen Pause wird die Ausgangsspannung des Netzgerätes kontinuierlich reduziert, bis der Strom vom externen Bleiakkuladegerät wieder zu fließen beginnt. Mit dieser Prüfung kann der Beginn der Erhaltungsladung bzw. der Wiedereinsetzpunkt des Bleiakkuladegerätes überprüft werden. Damit ist die Prüfung in diesem Beispiel beendet und dem Bediener wird die Eignung des externen Ladegerätes am LCD-Display angezeigt. Es können mit diesem Testgerät natürlich auch alle anderen bekannten und/oder neu hinzukommenden Ladekennlinien geprüft werden. Die Prüfdauer beträgt maximal 20 Minuten und der Programmablauf wird während der Prüfung durch „ABBRUCH" und nach der Prüfung automatisch wie folgt beendet. Als Erstes wird der Ausgangsstrom und die -spannung des Netzgerätes so erhöht, dass vom externen Ladegerät zu den Lastwiderständen kein Strom fließt. Nun wird der Ausgangsport des Relais zurückgesetzt und dieses fällt ab. Die Trennung des externen Ladegerätes von den Lastwiderständen über die Schließer des Relais erfolgt somit stromlos. Als Zweites wird die Ausgangsspannung und der -strom des Netzgerätes auf Null gesetzt. Nun können alle angesteuerten Relais über ihre Ausgangsports zurückgesetzt werden und fallen ab. Die dabei zu öffnenden Hauptkontakte sind ebenfalls stromlos. Die Anzeige am LCD-Display über die Eignung des Ladegerätes wird erst nach Betätigung der Taste „ABBRUCH" gelöscht, so dass diese Information nicht verloren geht.
Bei einem Ladegerät mit Verpolungsschutz: Das Unterprogramm wird ausgeführt. Nach dessen erfolgreicher Einstellung der Polung wird der Sollwert, der am Ausgang des externen Ladegerätes anstehenden Spannung die über die Schließer der Relais vom Netzgerät kommend anliegt, von ca. 4 V schrittweise um 0,5 V erhöht, bis sie den Wert von ca. 75% der Normspannung des Prüflings erreicht hat. Während dieser Erhöhung wird ein ständiger Vergleich zwischen dem Sollwert und dem Istwert durchgeführt. Sollte sich nun durch Überschreitung der im Unterprogramm eingestellten Strombegrenzung von 50 mA eine Differenz zwischen der Ist- und Sollwertspannung ergeben, so wird diese als Kurzschluss im externen Ladegerät interpretiert und die Programmausführung wird abgebrochen. Wird kein Kurzschluss im externen Ladegerät festgestellt so wird die Ausgangsspannung des Netzgerätes über den Sollwerteingang auf 6 V eingestellt und die Ausgangsports der Relais auf Signalstatus „EINS" gesetzt. Das Unterprogramm wird mit dem Setzen des einen Relais beendet, der Ausgangsport für das Relais zum Netzgerät wird zeitverzögert zurückgesetzt und fällt ab.
Damit beim Zuschalten der Belastungswiderstände die Spannung unterschritten wird, muss der Ausgangsstrom des Netzgerätes erhöht werden. Der Wert der Stromhöhe ist abhängig vom Lastwiderstand und vom Maximalstrom des externen Ladegerätes. Ist dieser nicht bekannt, so wird der maximal mögliche Ausgangsstrom des Netzgerätes eingestellt. Nun werden die Ausgangports für die Relais der Lastwiderstände nacheinander auf Signalstatus „EINS" gesetzt und ziehen an. Über ihre in Reihe geschalteten Schließer ist nun die Verbindung zwischen dem Netzgerät und den Lastwiderständen hergestellt. Die Ausgangsspannung des Netzgerätes wird nun mittels seines Sollwerteingangs eingestellt. Die Spannung sollte bei ca. 80% des Normwertes seines Prüflings liegen. Nachdem nun eine Spannung von 80% ihres Normwertes am Ersatzakku ansteht und das externe Ladegerät parallel über die Schließer des angezogenen Relais zum Netzgerät an diesem angeschlossen ist, kann nun an Hand einer vorgegeben Ladekennlinie bzw. mit festen Spannungswerten die Ausgangsspannung des Netzgerätes kontinuierlich verändert werden. Die Aktivierung des zu prüfenden externen Ladegerätes wird über eine Messstelle dann erkannt, wenn an dieser ein Strom in Richtung Lastwiderstände gemessen wurde. Dies sollte spätestens dann der Fall sein, wenn der gemessene Spannungsistwert dem Normwert entspricht. Ansonsten wird die weitere Programmausführung sofort abgebrochen. Wurde das externe Ladegerät aktiviert, so ist der weitere Programmablauf identisch mit der oben beschriebenen Prüfung.
Nach dem Programmabbruch werden diese nur dann automatisch neu gestartet, wenn noch nicht beide Polrichtungen geprüft wurden. Hat keine der beiden Möglichkeiten zum Erfolg geführt, so wird dies dem Bediener durch eine Textmitteilung am LCD-Display mitgeteilt.
Zur Überwachung und Protokollierung des Ladevorganges werden die Istwerte für Strom und Spannung herangezogen. Diese können dann je nach Ausführung über einen Linienschreiber, Drucker oder mit einem PC dargestellt oder gespeichert werden.
Für die Entladung einer angeschlossenen Batterie wird wie folgt vorgegangen: Der Widerstand der Lastwiderstände, der in Stufen über die Relais eingestellt wird, muss so gewählt werden, dass bei der Zellenspannung, die bei einem leeren Akku ansteht, der notwendige Entladestrom fließen kann. Dieser wird durch die Akkukapazität bezogen auf Entladezeit festgelegt. z. B. ein Bleiakku mit einer Kapazität von 40 Ah, bei dem sich dieser Wert auf eine Entladezeit von 20 Std. bezieht, wird mit einem Strom von 40A dividiert durch 20 Std. ergibt 2 A entladen.
Nach Anschluss des Akkus über die mitgelieferte Hardware wird im Betrieb die richtige Polung über den aktiven Polumschalter eingestellt. Dem Bedienungspersonal wird die Richtigkeit seiner Maßnahme durch das Aufleuchten der Meldelampe „AKKU BEREIT" angezeigt. Nun kann die Anwendung durch Betätigung der Taste „START" gestartet werden. Nachdem die Menuauswahl abgeschlossen ist, wird die eigentliche Programmausführung wie folgt gestartet und ausgeführt. Die Ausgangsports für die Relais werden nacheinander auf Signalstatus „EINS" gesetzt und ziehen an. Die in Reihe geschalteten Schließerkontakte der obigen Relais werden stromlos geschlossen und die Verbindung zwischen dem Netzgerät und den Lastwiderständen ist hergestellt. Die Ausgangsspannung und der Ausgangsstrom des Netzgerätes wird nun mittels des Sollwerteingangs eingestellt. Die Spannung wird auf den gleichen Wert wie die Akkuspannung und der Strom wird auf den Maximalwert des Netzgerätes eingestellt. Damit wird gewährleistet, dass über die Schließerkontakte beim Zuschalten des Akkus kein bzw. nur ein sehr kleiner Strom fließt. Nachdem nun eine Spannung, die gleich der Akkuspannung ist, ansteht, wird der Ausgangsport des Relais gesetzt und dieses zieht an. Über dessen Schließer ist nun der externe Akku parallel zum Netzgerät an den Lastwiderständen angeschlossen. Nun wird über den Ausgangsstrom des Netzgerätes der Entladestrom, der über die Messstelle für den Strom erfasst wird, geregelt. Der Akku wird nun kontinuierlich bis zum Erreichen seiner Minimalspannung entleert. Nach Unterschreitung dieser Spannung bzw. nach Betätigung der Taste „ABRUCH" während der Entladung, wird der Ausgangstrom des Netzgerätes so erhöht, dass vom und zum Akku über die Messstelle für den Strom kein Strom fließt. Anschließend wird der Ausgangsport des Relais zurückgesetzt; dieses fällt ab und dessen Schließerkontakte öffnen stromlos. Als nächstes wird die Ausgangsspannung und der -strom des Netzgerätes auf Null gesetzt. Nun können alle angesteuerten Relais über ihre Ausgangsports zurückgesetzt werden und fallen ab. Die dabei zu öffnenden Schließerkontakte sind ebenfalls stromlos. Der Wert am LCD-Display zeigt nun die entnommene Kapazitätsmenge an und wird erst nach Betätigung der Taste „ABBRUCH" gelöscht, so dass diese Information nicht verloren geht. Zur Überwachung und Protokollierung des Entladevorganges werden die Istwerte für Strom und Spannung herangezogen. Diese können dann, je nach Ausführung, über einen Linienschreiber, Drucker oder mit einem PC dargestellt oder gespeichert werden.
Bei der Prüfung externer Akkus wird wie folgt vorgegangen: Der Widerstand der Lastwiderstände, der in Stufen über die Relais eingestellt wird, muss so gewählt werden, dass bei der Zellenspannung die bei einem leeren Akku ansteht, das Drei- bis Zehnfache des normalen Entladestroms fließen kann. Dieser wird durch die Akkukapazität, bezogen auf Entladezeit, festgelegt und mit dieser multipliziert. z. B. ein Bleiakku mit einer Kapazität von 40 Ah, bei dem sich dieser Wert auf eine Entladezeit von 20 Std. bezieht, wird mit einem Strom von 40 A dividiert durch 20 Std. und mit 3 multipliziert, d. h mit 6 A entladen. Der Multiplikator ist abhängig vom Einsatz und damit vom Akkutyp. Während der Akku eines Rollstuhles, bei kleiner bis mittlerer Entnahme, seinen Strom kontinuierlich über einen längeren Zeitraum abgeben soll, muss der im KFZ Bereich eingesetzte Akku, bei sehr großer Stoßbelastung bis nahe an seinen Kurzschlussstrom, diesen nur kurzzeitig (im Sekundenbereich) liefern. D. h. der Innenwiderstand des Akkus und damit dessen Spannungsabfall wird für die ordnungsgemäße Funktion mit steigender Belastung immer wichtiger. Um bei dessen Prüfung diesem Umstand Rechnung zu tragen wird der zu prüfende Entladestrom entsprechend angepasst.
Nach Anschluss des Akkus über die mitgelieferte Hardware wird im Betrieb die richtige Polung über den aktiven Polumschalter eingestellt. Dem Bedienungspersonal wird die Richtigkeit seiner Maßnahme durch das Aufleuchten der Meldelampe „AKKU BEREIT" angezeigt. Nun kann die Anwendung durch Betätigung der Taste „START" gestartet werden. Nachdem die Menuauswahl abgeschlossen ist, wird die eigentliche Programmausführung wie folgt gestartet und ausgeführt. Die Ausgangsports für die Relais werden nacheinander auf Signalstatus „EINS" gesetzt und ziehen an. Die in Reihe geschalteten Schließerkontakte der obigen Relais werden stromlos geschlossen und die Verbindung zwischen dem Netzgerät und den Lastwiderständen ist hergestellt. Die Ausgangsspannung und der Ausgangsstrom des Netzgerätes wird nun mittels des Sollwerteingangs eingestellt. Die Spannung wird auf den gleichen Wert wie die Akkuspannung und der Strom wird auf den Maximalwert des Netzgerätes eingestellt. Damit wird gewährleistet, dass über die Schließerkontakte beim Zuschalten des Akkus kein bzw. nur ein sehr kleiner Strom fließt. Nachdem nun eine Spannung, die gleich der Akkuspannung ist, ansteht, wird der Ausgangsport des Relais gesetzt und dieses zieht an. Über dessen Schließer ist nun der externe Akku parallel zum Netzgerät an den Lastwiderständen angeschlossen. Nun wird über den Ausgangsstrom des Netzgerätes der Entladestrom, der über die Strom-Messstelle erfasst wird, schlagartig nachgeregelt. Der Akku wird nun kontinuierlich über einen Zeitraum von 10 Minuten entleert. Die Differenz der Spannung zu Beginn und am Ende geben Aufschluss über den Ladezustand. Der am Ende gemessene Absolutwert der Akkuspannung gibt Auskunft über dessen Güte. Dies wird dem Bediener am Ende dieser Prüfung am LCD-Display mit den Textmeldungen wie „AKKU GUT" oder „AKKU DEFEKT" oder „AKKU NACHLADEN" mitgeteilt. Nach Beendigung dieser Prüfung bzw. nach Betätigung der Taste „ABBRUCH" während dieser Programmausführung, wird der Ausgangstrom des Netzgerätes so erhöht, dass vom und zum Akku über die Messstelle kein Strom fließt. Anschließend wird der Ausgangsport des Relais zurückgesetzt, dieses fällt ab und dessen Schließerkontakte öffnen stromlos. Als nächstes werden die Ausgangsspannung und der Ausgangsstrom des Netzgerätes auf Null gesetzt. Nun können alle angesteuerten Relais über ihre Ausgangsports zurückgesetzt werden und fallen ab. Die dabei zu öffnenden Schließerkontakte sind ebenfalls stromlos. Die Meldung am LCD-Display wird erst nach Betätigung der Taste „ABBRUCH" gelöscht, so dass diese Information nicht verloren geht. Zur Überwachung und Protokollierung des Entladevorganges werden die Istwerte für Strom und Spannung herangezogen. Diese können dann, je nach Ausführung über einen Linienschreiber, Drucker oder mit einem PC, dargestellt oder gespeichert werden.
Es können auch sonstige externe Spannungsquellen mit den internen Lastwiderständen geprüft werden, wie Steckernetzgeräte, Kleinspannungsnetzgeräte und ähnliches. Die Auswahl der in Stufen schaltbaren Lastwiderstände erfolgt wie oben für das externe Ladegerät beschrieben. Die Einstellung der richtigen Polung und Durchführung der Prüfung erfolgt wie oben für das externe Ladegerät beschrieben. Die jeweiligen Prüfpunkte, die zur Ermittlung der Funktionsfähigkeit des Prüflings notwendig sind, werden über die Programmsteuerung geliefert und angepasst.
Es sind auch optionalen Geräteein- und -ausgänge möglich, zu denen angemerkt wird:
Über einen Ausgang ist eine über Sollwerteingänge einstellbare Spannungs- oder Stromquelle im Bereich von 0 bis 35 V bzw. 0 bis 10 A anschließbar. Mit diesem Ausgang können z. B. genormte Spannungs- oder Stromsollwertvorgaben erzeugt werden, die über den Eingang eines Frequenzumrichters die Drehzahl eines Wechselstrommotors steuern, der auf einem Prüfstand über einen Keilriemen einen DC-Generator antreibt. Mit diesem Prüfstand kann dann die drehzahlabhängige Strom- und Spannungskennlinie des DC-Generators geprüft oder aufgenommen werden. Eine weitere Möglichkeit ist die Prüfung von Ladereglern für Fotovoltaikanlagen, Lichtmaschinen und ähnliches. Auch die Bereitstellung eines reinen binären Ausgangssignals zur Ein- und Ausschaltung, mittels diesem z. B. ein Leistungsschütz gesteuert wird, der den Start eines Wechselstrommotors bewirkt, ist denkbar.
Über einen Ausgang können externe Verbraucher angeschlossen werden. Dies ist sehr praktisch, um bei angeschlossenem externen Akku ein der Praxis entsprechendes Entladediagramm zu erstellen und damit sowohl die Standfestigkeit als auch dessen Kapazitätsgröße im Verhältnis des durch den Benutzer vorgegebenen Gerätebetriebs zu überprüfen.
Über einen Eingang besteht die Möglichkeit, extern gemessene physikalische Größen, wie Drehzahl, Temperatur, Spannung, Strom und ähnliches, zu erfassen. Diese können nur protokolliert und/oder in der Programmsteuerung verarbeitet werden. Um z. B. die Ladekurve einer Drehstromlichtmaschine auf dem Prüfstand zu ermitteln, kann über diesen Eingang ein Ist-/Sollwertvergleich der Drehzahl vorgenommen werden und mit Hilfe eines über einen Ausgang angeschlossenen und mit einem Stellgeber ausgerüsteten Antriebmotors diese eingestellt und geregelt werden.
Weitere Eingänge bzw. Ausgänge (für externe Spannungsquellen und einen externer Akku) sind zum Durchschalten eventuell vorhandener temperaturabhängiger Widerstände vorgesehen.
Zur Funktionsbeschreibung der sonstigen optionalen Anwendungen sei folgendes angemerkt:
Erlernen der zur Prüfung von Ladegeräten notwendigen Arbeitspunkte: Die Auswahl der in Stufen schaltbaren Lastwiderstände erfolgt wie für das externe Ladegerät beschrieben. Die Einstellung der richtigen Polung und Durchführung der Prüfung erfolgt wie beim externen Ladegerät beschrieben. Die jeweiligen zu ermittelnden Prüfpunkte werden automatisch gesucht und in einem Ereignisspeicher abgelegt. Am Ende dieser Prozedur muss der Bediener nach Aufforderung eine Gerätebezeichnung durchführen. Diese kann durch Ziffern- und Buchstabeneingabe über ein Tastenfeld oder durch Auswahl über das Display mit Hilfe von Cursortasten erfolgen. Die im Ereignisspeicher stehenden Prüfergebnisse werden mit der dafür festgelegten Gerätekennzeichnung im nicht flüchtigen Speicherbereich hinterlegt und werden dann bei folgenden Geräteprüfungen herangezogen.
Aufnahme von Betriebsabläufen: Die Aufnahme erfolgt wie zu den optionalen Geräteein- und -Ausgängen beschrieben. Dessen Durchführung wird dann im Ereignisspeicher abgelegt. Am Ende der Aufnahme muss der Bediener nach Aufforderung eine Kennzeichnung dieser durchführen. Das kann durch Ziffern- und Buchstabeneingabe über ein Tastenfeld oder durch Auswahl über das Display mit Hilfe von Cursortasten erfolgen. Die im Ereignisspeicher stehenden Betriebsergebnisse werden mit der dazu festgelegten Kennzeichnung im nicht flüchtigen Speicherbereich hinterlegt und können zur Simulation oder zum Vergleich von Betriebsabläufen herangezogen werden.
Simulieren von aufgenommen oder festgelegten Betriebsabläufen:
Betriebsabläufe werden mit Hilfe der eingebauten Lastwiderstände an Stelle einer Betriebseinrichtung nachgestellt. Die Einstellung der den Akku belastenden Lastströme wird wie bei der „Akku-Entladung" über das eingebaute Netzgerät durchgeführt. Der Ablauf wird entsprechend der im nicht flüchtigen Speicherbereich stehenden Betriebskennlinie durchgeführt. Abweichungen der Soll- und Istwerte werden dem Bediener durch Meldungen am LCD-Display mitgeteilt. Sollte das Simulationsergebnis mit der aufgenommen Betriebskennlinie übereinstimmen, so wird dies dem Bediener mit einer positiven Textmeldung mitgeteilt.
Vergleichen mit aufgenommen oder festgelegten Betriebsabläufen:
Betriebsabläufe werden mit Hilfe ihrer Betriebseinrichtung nachgestellt. Der Ablauf wird entsprechend der im nicht flüchtigen Speicherbereich stehenden Betriebskennlinie durchgeführt. Abweichungen der Soll- und Istwerte werden dem Bediener durch Meldungen am LCD-Display mitgeteilt. Sollte das Vergleichsergebnis mit der aufgenommen Betriebskennlinie übereinstimmen, so wird dies dem Bediener mit einer positiven Textmeldung mitgeteilt.
Insgesamt kann gesagt werden, dass vorzugsweise das Grundgerät mit folgenden Komponenten ausgestattet ist:
Netzgerät mit Sollwerteingang für Spannung und Strom;
Eingangskenndaten: Einphasig, Spannung und Frequenz entsprechend denen des Netzbetreibers, z. B. (Deutschland) 240V/50 Hz;
Ausgangskenndaten: 0 bis 24 (48) V, 0 bis 10 (max. 40) A, DC;
Spannungsmessungsmessstelle DC und Strommessstelle DC;
Lastwiderstand bzw. -stände;
DC-Eingänge für externe Spannungsquelle DC, externer Akku DC;
Drei fernsteuerbare Schaltelemente (elektromechanisch oder elektronisch) für folgende Ein- bzw. Ausgänge: externe Spannungsquelle, externer Akku, Lastwiderstände;
Speicherprogrammierbare Steuerung;
Visualisierung: Leuchtmelder oder LED, LCD- oder ähnliche Schrift- und Zahlen- bzw. Symbolanzeige.

1: Lade- und Prüfgerät
2: elektrische Batterie
3: Anschluss zum Anschließen an die Versorgungsquelle
4: elektrische Versorgungsquelle
5: Anschluss zum Anschließen der elektrischen Batterie
6: Anschluss zum Anschließen eines elektrischen Ladegeräts
7: elektrisches Ladegerät
8: Mittel zum Laden der elektrischen Batterie
9: Mittel zum Entladen der elektrischen Batterie
10: Entlade-Widerstand
11: Mittel zum Messen und/oder Protokollieren
12: Mittel zum Messen und/oder Protokollieren
13: kompaktes Gehäuse
14: automatische Polumschaltung
15: Mittel zur Strommessung
16: Mittel zur Spannungsmessung
17: Mittel zur Strommessung
18: Mittel zur Spannungsmessung
19: Mittel zur Strommessung
20: Mittel zur Spannungsmessung
21: Eingabemittel Typ/Art der Batterie
22: Eingabemittel Typ/Art des Ladegeräts
I: Strom
U: Spannung

Claims

Lade- und Prüfgerät (1) für eine elektrische Batterie (2), das aufweist: – einen Anschluss (3) zum Anschließen des Lade- und Prüfgeräts (1) an eine elektrische Versorgungsquelle (4), – einen Anschluss (5) zum Anschließen der elektrischen Batterie (2), – einen Anschluss (6) zum Anschließen eines elektrischen Ladegeräts (7) zum Aufladen der elektrischen Batterie (2), – Mittel (8) zum gesteuerten bzw. geregelten Laden der über den Anschluss (5) angeschlossenen elektrischen Batterie (2), – Mittel (9) zum gesteuerten bzw. geregelten Entladen der über den Anschluss (5) angeschlossenen elektrischen Batterie (2) über einen im Lade- und Prüfgerät (1) enthaltenden Widerstand (10), – Mittel (11) zum Messen und/oder Protokollieren der beim Laden und/oder Entladen der elektrischen Batterie (2) vorliegenden elektrischen Parameter und – Mittel (12) zum Messen und/oder Protokollieren der elektrischen Parameter des über den Anschluss (6) angeschlossenen Ladegeräts (7).
Lade- und Prüfgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass seine Elemente in einem kompakten Gehäuse (13) angeordnet sind.
Lade- und Prüfgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschluss (5) zum Anschließen der elektrischen Batterie (2) mit einer automatischen Polumschaltung (14) verbunden ist.
Lade- und Prüfgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch Mittel (15, 16, 17, 18, 19, 20) zur Messung des elektrischen Stroms (I) und der elektrischen Spannung (U) an der Batterie (2) und/oder am Ladegerät (7) zum Aufladen der elektrischen Batterie (2) und/oder am Widerstand (10).
Lade- und Prüfgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (11) zum Messen und/oder Protokollieren der beim Laden und/oder Entladen der elektrischen Batterie (2) vorliegenden elektrischen Parameter zur graphischen Anzeige oder Ausgabe der Messwerte ausgebildet sind.
Lade- und Prüfgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (12) zum Messen und/oder Protokollieren der elektrischen Parameter des über den Anschluss (6) angeschlossenen Ladegeräts (7) zur graphischen Anzeige oder Ausgabe der Messwerte ausgebildet sind.
Lade- und Prüfgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch Eingabemittel (21) zum Eingeben des Typs und/oder der Art der an den Anschluss (5) angeschlossenen Batterie (2).
Lade- und Prüfgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch Eingabemittel (22) zum Eingeben des Typs und/oder der Art des an den Anschluss (6) angeschlossenen Ladegeräts (7).
Lade- und Prüfgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es zum Anschluss von Batterien (2) von 1,2 bis 24 V ausgelegt ist.
Lade- und Prüfgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass es zum Anschluss von Ladegeräten (7) mit Ladespannungen von 1,2 bis 24 V ausgelegt ist.
Lade- und Prüfgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass es zum Anschluss von Ladegeräten (7) mit Ladeströmen bis zu 10 A ausgelegt ist.
Lade- und Prüfgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass es zum Laden der über den Anschluss (5) angeschlossenen Batterie (2) mit Ladeströmen bis zu 10 A ausgelegt ist.
Lade- und Prüfgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass es zum Laden der über den Anschluss (5) angeschlossenen Batterie (2) mit Ladespannungen bis zu 32 V ausgelegt ist.
Lade- und Prüfgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass es zum Entladen einer über den Anschluss (5) angeschlossenen Batterie (2) über den Widerstand (10) mit einem Entladestrom bis zu 10 A ausgelegt ist.