DE2228211A1

DE2228211A1 - Anzeigevorrichtung für den Entladezustand einer Batterie

Info

Publication number: DE2228211A1
Application number: DE19722228211
Authority: DE
Inventors: Lindsay Newcastle-upon-Tyne Molyneux (Großbritannien)
Original assignee: Sevcon Engineering Ltd
Current assignee: Sevcon Engineering Ltd
Priority date: 1971-06-11
Filing date: 1972-06-09
Publication date: 1972-12-21
Also published as: FR2140588A1; GB1400391A; FR2140588B3; US3786342A

Description

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Anwaltsakte 22 531

Sevcon Engineering Limited Team Valley, Gateshead 11, Co.Durham/Groß-Britannien

Lindsay Molyneux Newcastle-upon Tyne/Groß-Britannien

Anzeigevorrichtung für den Entladezustand einer Batterie

Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung für den Entladezustand einer Batterie, d.h. den Zustand, in dem eine Batterie entladen ist, insbesondere soweit entladen, daß sie wieder aufgeladen werden muß.

Es wurden zahlreiche Versuche unternommen, eine zuverlässige Anzeigevorrichtung für den Ladezustand von

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Batterien, mit denen Industrie-Lastkraftwagen angetrieben werden, zu entwickeln. Die Vorrichtung muß anzeigen, wenn die Batterie weitgehend oder fast vollständig entladen ist und wieder aufgeladen werden muß. Am brauchbarsten haben sich jene Anzeigevorrichtungen erwiesen, bei denen die Batteriespannung in Abhängigkeit von dem von der Batterie gezogenen Strom gemessen wird. Es wird also der Abfall der Batteriespannung entsprechend einem erhöhten Batteriestrom festgestellt. Zum Beispiel ist eine Batterie mit einer Nennspannung von 36 V nahezu vollständig entladen, wenn die Spannung ohne Last auf 30 V abfällt bzw. wenn die Spannung bei einem Strom von 100 A auf 24 V abfällt.

Man hat vorgeschlagen, eine Anzeigevorrichtung für den Entladungszustand der Batterie von batteriegespeisten Fahrzeugen zu verwenden, bei der der von der Batterie gezogene Strom mittels eines niederohmigen Widerstands gemessen wird. Der Widerstand ist im Hauptstromkreis des Motors vorgesehen. Der Spannungsabfall an ihm ist ein Maß für den Batteriestrom. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß auch bei einem sehr kleinen Widerstand eine erhebliche Wärme erzeugt wird, und dadurch Energie verlorengeht. Findet z.B. am Widerstand ein Spannungsabfall von 0,5 V statt, wenn eine 36 V Batterie unter Vollast betrieben wird, entsteht ein Energieverlust von 1,4%. Dieser Verlust kann

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"bei Indus tr iefahr zeugen, bei denen ein maximales Ausnützen der gespeicherten Energie gefordert wird, nicht in Kauf genommen werden.

Die Erfindung schafft eine Anzeigevorrichtung für den Entladezustand einer Batterie mit einer spannungsempfindrlichen Einrichtung, die mit der Batterie verbunden ist und die anzeigt, wenn die Batteriespannung unter einen bestimmten Wert fällt, und mit einer stromempfindlichen Einrichtung, die auf ein Magnetfeld anspricht. Das Magnetfeld wird durch den von der Batterie gezogenen Laststrom erzeugt. Die stromempfindliche Einrichtung setzt bei einer Erhöhung des Laststroms von der Batterie den vorbestimmten Spannungswert herab, bei dem die spannungsempfindliche Einrichtung für eine Anzeige in Tätigkeit tritt.

Bevorzugt weist die stromempfindliche Einrichtung einen Kern aus einem magnetisierbaren Material auf, der so geformt ist, daß er im Betriebszustand wenigstens teilweise ein mit der Batterie verbundenes Laststromkabel umschließt. Hierdurch wird ein geschlossener Magnetkreis um das Kabel geschaffen. Außerdem weist die stromempfindliche Einrichtung ein magnetosensitives oder auf ein Magnetfeld ansprechendes Bauteil auf, das mit dem Kern verbunden ist und sich damit innerhalb des Magnetkreises befindet.

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Bevorzugt handelt es sich bei dem magnetosensitiven Bauteil um einen magnetosensitiven Widerstand, dessen Widerstandswert sich mit dem an ihm anliegenden Magnetfeld ändert.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird.

Fig. 1 zeigt ein Schaltbild einer Anzeigevorrichtung für den Entladezustand einer Batterie gemäß der Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine Vorderansicht einer Vorrichtung mit den wesentlichen Bauteilen der Schaltung in Fig. 1.

Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht der Vorrichtung in Fig. 2.

Fig. 4- zeigt ein Schaltbild einer anderen Ausführungsform der Anzeigevorrichtung gemäß der Erfindung.

Die Schaltung einer Anzeigevorrichtung für den Entladezustand einer Batterie gemäß der Erfindung weist, wie in Fig. 1 gezeigt, eine spannungsempfindliche Schaltung auf. An dieser liegt eine von einem Spannungsteiler, der einen magnetosensitiven Widerstand 10 aufweist, erzeugte Spannung an. Der magnetosensitive Widerstand 10 liegt im Betriebszustand, wie noch erläutert wird, in einem Magnet-

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feld, das von dem von der Batterie gezogenen Laststrom erzeugt wird. Die spannungsempfindliche Schaltung liegt zwischen dem negativen Anschluß 32 der Gesamtschaltung und einer Schiene 36 mit konstanter Spannung. Die Schiene 36 mit konstanter Spannung ist mit dem positiven Anschluß 34 der Gesamtschaltung über einen Widerstand 38 und mit dem negativen Anschluß 32 über eine Diode 40 und eine Zenerdiode 42 verbunden. Mit der Zenerdiode 42 wird die Spannungskonstanz an der Schiene 36 eingehalten. Parallel zur Diode 40 und zur Zenerdiode 42 ist ein Glättungskondensator 44 vorgesehen.

Zwischen den positiven und den negativen Anschluß 34 bzw. 32 der Schaltung sind eine Diode 46, ein fester Widerstand 48, ein veränderlicher Widerstand 50, der magnetosensitive Widerstand 10 und ein weiterer fester Widerstand 52 in dieser Reihenfolge in Reihe geschaltet. Über den Schleifarm 54 des veränderlichen Widerstands 50 liegt an der spannungsempfindlichen Schaltung ein Eingangssignal an, wie im folgenden erläutert wird.

Die spannungsempfindliche Schaltung weist einen Kondensator 56 auf, dessen eine Seite mit dem negativen Anschluß 32 verbunden ist. Seine andere Seite ist einmal über einen Widerstand 58 mit dem positiven Anschluß 34, zum anderen über einen Widerstand 60 und eine Diode 62 mit der

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Schiene 36 mit stabilisierter positiver Spannung verbunden. Die Diode 62 verhindert, daQ&er Kondensator 56 durch die Batterie höher als auf einen voreingestellten Spannungspegel aufgeladen wird. Die zweite Seite des Kondensators 56 ist auch über einen Widerstand 64 mit der Anode eines gesteuerten Unijunktion-Transistors 66 oder einem Thyristor 66 verbunden. Die Kathode des Unijunktion-Transistors 66 oder Thyristors 66 ist über einen Widerstand 68 mit dem negativen Anschluß 32 verbunden. Seine Steuerelektrode ist mit dem Schleifarm 54 des veränderlichen Widerstands 50, der in der Schaltung mit dem magnetosensitiven Widerstand 10 vorgesehen ist, verbunden. Im Betriebszustand ist das Potential der Steuerelektrode so niedrig, daß der gesteuerte Unijunktion-Transistör 66 oder Thyristor 66 durchschaltet, wenn der Kondensator 56 auf einen genügend hohen Spannungswert aufgeladen ist. Dann bilden der Transistor 66 oder der Thyristor 66, der Kondensator 56 und der zugehörige Widerstand 58 einen Kippgenerator. Durch diesen wird eine Reihe von positiven Spannungsimpulsen an der Kathode des Transistors 66 oder des Thyristors 66 erzeugt. Der Verbindungspunkt der Steuerelektrode des Transistors 66 mit dem Schleifarm 54 ist über einen Glättungskondensator 70 mit dem negativen Anschluß 32 verbunden.

Die Kathode des gesteuerten Unijunktion-Transistors 66 20985?/Π71Π ~^?~

oder Thyristors ist mit der Basis eines n-p-n Transistors 72 verbunden. Der Emitter des Transistors 72 ist mit' dem negativen Anschluß 32, sein Kollektor über einen Widerstand 74 mit der positiven Schiene 36 mit der stabilisierten Batteriespannung verbunden. Zwischen dem negativen Anschluß 32 und der Basis des n-p-n Transistors 72 ist eine Diode 76 vorgesehen. Sie verhindert, daß die Emitter-Basis-Strecke des Transistors 72 in Sperrichtung betrieben wird. Zwischen der Anode des gesteuerten Unijunktion-Transistors 66 oder Thyristors 66 und dem Kollektor des n-p-n Transistors 72 ist eine Diode 78 vorgesehen· Der Kollektor des n-p-n Transistors 72 ist auch über einen Widerstand 80 mit der Basis eines p-n-p Transistors 82 verbunden. Der Emitter des p-n-p Transistors 82 ist mit der positiven Schiene 36, sein Kollektor über eine Anzeigelampe 84 mit dem.negativen Anschluß 32 verbunden. Der Kollektor des p-n-p Transistors 82 ist auch mit der Basis des n-p-n Transistors 72 über eine Reihenschaltung des Kondensators 86 und des Widerstands 88 verbunden.

Der Kollektor des n-p-n Transistors 72 ist auch über die in Reihe geschalteten Widerstände 90, 92, 94 und 96 mit dem negativen Anschluß 32 verbunden. Parallel zum Widerstand 90 ist eine Diode 98 geschaltet, deren Kathode mit dem Kollektor des Transistors 72 verbunden ist. Zwischen die beiden Widerstände 92 und 94 und den negativen An-

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Schluß 32 ist ein Kondensator 100 geschaltet. Zwischen
den Widerständen 94 und 96 ist die Basis eines n-p-n
Transistors 102 geschaltet. Der Transistor 102 ist in
einer Kaskadenschaltung mit einem weiteren n-p-n-Transistor 104 verbunden. Der Emitter des Transistors 102 ist
mit der Basis des Transistors 104 verbunden. Der Emitter des Transistors 104 ist mit dem negativen Anschluß 32
verbunden. Die Kollektoren der beiden Transistoren sind
zusammengeschaltet und über eine Lampe 106 mit der Schiene 36 mit stabilisierter Spannung verbunden. Parallel zur
Lampe 106 ist eine Relaiswicklung 108 und eine Diode 110 vorgesehen. Die Kathode der Diode 110 ist mit der Schiene 36 verbunden.

Fig. 2 und 3 zeigen eine mit den Hauptbauteilen der Schaltung nach .Fig. 1 bestückte Vorrichtung. Sie weist eine
Grundplatte 12 auf, die z.B. mit einem batteriegetriebenen Fahrzeug, das mit der Anzeigevorrichtung für den Entladungszustand einer Batterie ausgerüstet ist, verschraubbar ist. Mit der Grundplatte 12 ist ein Ringkern 14 verschraubt. Der Ringkern 14 besteht aus einem rechtwinkligen Block Schmiedeeisen. Seine Abmessungen sind ungefähr 50 mm χ 35 mm mit einer Dicke von etwa 12,5 mm. Er weist eine ringförmige öffnung 16 mit einem Radius von 17,5 mm auf. Der Mittelpunkt der Öffnung liegt in der Mitte zwischen den längeren Seiten des Rechtecks und hat von einer

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der kurzen Sei ben 18 dos Rechtecks einen Abs; band von 17»5 mm. Der Block weist einen Luftspalt 2ü mit einer Breite von 0,6 mm auf, der parallel zu den längeren Seiten des Rechbecks von der anderen kurzen Selbe 22 des Blocks zur Öffnung 16 verläuft« Der magnetosensitive .Widerstand 10 ist in der Mitte des LuftspaLts 20 angebracht, Er l;;t mit te Ls eines Epoxidharzes, befestigt, DLe beiden Anschlüsse Zk des Widerstands ragen aus dem Luftspalt.

Auf der Grundplatte 12 ist in einem bestimmten Abstand, der durch Schrauben 28 und die sie umgebenden Abntandshülnen eingehalten wird, eine gedruckte Leiterplatte 26 befestigt. Auf der Leiterplatte 26 sind verschiedene Bauteile der Schaltung, oingesohiosstm die Kondensatoren, angebracht. Zwischen der Grundplatte 12 und dor gedruckten Leiterplatte 26 ist cL.-r Widerstand JS auge bracht, übet' den der Strom für die £jpanm!iigyt;mp£indL±oh^;; Schaltung und die zugehörigen Lampen fließt. Der Wideret;us.d ist zusammen mit eLrieiu Kühlbar;'^r mit U3.v Grivadplath ·■ vovür-hvAv.bt» Die üorlgtin Baute L Ie Λ-,-ι- Seli^Itiu·;·, auygeu ■ man .^! J _:; I,^n pf:ti ->'4 un<I 106 und Ii ...ύΙ·Λί3':ΐ.ίοΙ:±~αιΐ-·; ~\Q&_} ■>■■,:-"' a-1.--u .:'.i -l·. Ln ι: ίίΐ..;ΐ' fx>gi-!iv.· liüi.'. L t ''/Jj liie >-λι·:- -Λθ:¹ k'iia- ύ:\ί·1ν i> / -. ■ ι.»* Tirana f. i.st, iti.o Atii.;v.:;.iL3.-'>"> ^:\si' ■'i-.-b.iX.i.-AiiV.'. ι i...·.'{ ϊ-ιί^ ■■";!.■ rif.Mii mt1;-(lt-;tⁱ (IfMnUpI -t"¹;. "-■ ■ -' r .-.:■'-;v.^;«.',"-Uli >t?-n ·'" ·.■"■:■::'.'."..■·■' .··.!'; .i'.¹ ',/ ''rln. in; Ion,

BAD OF-iGlNAL

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- .ίο -

{leim praktischen Einsatz el or¹ Anzeigevorrichtung für den bin b Ladezustand der Batterie bei einem babberi^gebriebenen Industrie-Lastkraftwagen wird die- Grundplatte der Vorrioi:- tang mit einem geeigneten Teil des Fahrzeugs versohraubt, Dor Hauptstromanschluß der Batterie wird durch div Öffnung l6 im Ringkern 14 geführt. Die beiden Lampen 8h und '1Od werden in einer geeigneten Cage aim' dem Steuerpult für den Fahrer des Wagens angebracht, Der positive und der iisgati'/e Anschluß 5k bzw, ;>2 wird mit d^m e<ibf;pruc;liendon /\riiichlul3 der Batterie verbunden,

·>.) ü.i BytivLeb er.'.\;ugt X^i- . >n d--.c Buttwvri. ; gy^u./eri;,; LaF.l;- >:ti'fiiii Li-I RLnyke/u 14 un.l ϊ._:·ι ί.ιύ "^:;^:;p?'i L' ^u ^Ln f-iüijii3t:ff! Ld, f/'o !.fi'lL-h litigb -Λα Hie '■> Kr- -.,_inj ?-/-.«,.·' "■·. \:-·Α'~.:>£ν-Λς·λ\-Μν\<ί.; Mas-a-iC TyId aiii magn-3fco..i;:iisi. t". i.y^r;ü V/i.i;;<·.: -in i 10 an= k? Lu //Ldorfit and nimmt elü .-ii ';■"■...■*.■*■ .;ιΐί;ΐ:!.·ϊ'·.κ;ίι^αα d .--■'* !'C¹Gr.-j ■;:.; von u,-üa^t'.eri.-3 gezogt;:· -α iiti^-ii·; -.;_;

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BAD ORiGiNAL

stör 66 oder Thyristor 66 durchschaltet oder nicht, wenn das an seiner Anode anliegende Potential auf einen bestimmten Wert absinkt. Nimmt man an, daß das an der Steuerelektrode des gesteuerten Unijunktion-Transistors 66 oder Thyristors anliegende Potential ausreichend niedrig ist, schaltet der Transistor 66 oder Thyristor 66 durch,-wenn der Kondensator 56 über den Widerstand 58 bis zu einem ausreichenden Spannungswert aufgeladen ist. Der Widerstand 60 und die Diode 62 begrenzen die Spannung, bis zu der der Kondensator 56 aufladbar ist. Schaltet der Transistor 66 oder Thyristor 66 durch, liegt an der Basis des n-p-n Transistors 72 ein positiver Impuls an und schaltet den Transistor durch. Die Basis des p-n-p Transistors 82 ist dadurch über den Widerstand 80 und den Transistor 72 mit dem negativen Pol der Batterie verbunden. Der Transistor 82 schaltet nun durch und über die Lampe 84 fließt ein Strom. Der Transistor 72 bleibt durch ein positives Rückkopplungspotential, das über den Kondensator 86 und den Widerstand 88 vom Kollektor des Transistors 82 zur Basis des Transistors 72 anliegt, durchgeschaltet, bis der Ladestrom des Kondensators unter einen P,egel fällt, der zu tief ist, um den Transistor weiter durchzuschalten. Nun sperren die Transistoren 72 und 82. Der Kondensator 86 wird über die Lampe 84 und die Diode 76 entladen, wobei die Diode 76 verhindert, daß die Emitter-Basis-Strecke des Transistors 72 in Sperrichtung betrieben wird.

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Schaltet der Transistor 72 durch, wird der Kondensator über die Diode 78 und den Transistor 72 entladen, so daß der gesteuerte Unijunktion-Transistor 66 oder Thyristor gesperrt ist. Der Transistor 66 oder Thyristor 66 bleibt gesperrt, solange der Transistor 72. durchgeschaltet ist. Sperrt der Transistor 72, wird der Kondensator 56 wieder über den Widerstand 58 aufgeladen. Sobald eine ausreichende Spannung erreicht ist, schaltet der gesteuerte Unijunktion-Transistor 66 oder Thyristor wieder durch und der Zyklus wird wiederholt. Solange daher das an der Steuerelektrode des Transistors 66 oder Thyristors 66 anliegende Potential entsprechend niedrig ist, wird der Transistor abwechselnd durchgeschaltet und gesperrt. Die Lampe 84 leuchtet entsprechend intermittierend auf.

Ist der Transistor 72 gesperrt, wird der Kondensator über die Widerstände 74, 90 und 92 aufgeladen. Ist der Transistor 72 durchgeschaltet, wird der Kondensator über den Widerstand 92 die Diode 98, den Widerstand 74 und den Transistor 72 entladen. Durch die Diode 98 ist gewährleistet, daß die Zeitkonstante des Entladens niedriger als die des Aufladens des Kondensators ist. Die Kenngrößen der Bauteile sind so gewählt» daß der Kondensator 100 beim Aufleuchten der Lampe 84 nicht auf eine Spannung aufgeladen wird, die ausreicht, um die beiden Transistoren 102 und 104 durchzuschalten. Die Lampe 106 bleibt daher dunkel.

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Ist das Potential an der Steuerelektrode des gesteuerten Unijunktion-Transistors 66 oder Thyristors 66 ausreichend hoch, um den Transistor gesperrt zu halten, sind die Transistoren 72 und 82 gesperrt und die Lampe 84 leuchtet nicht auf. Gleichzeitig wird der Kondensator 100 über die Widerstände 74, 90 und 92 aufgeladen, und der Transistor 102 schaltet durch. Also schaltet auch der Transistor 104 durch und über die Lampe 106 und die Relaiswicklung 108 fließt ein Strom. Sperrt der Transistor 104, dient die Diode 110 zum Ableiten der in der Relaiswicklung 108 gespeicherten Energie.

Daher bleibt bei hoher Batteriespannung die Lampe 106 ständig eingeschaltet und ist eine Anzeige für einen ausreichenden Ladezustand der Batterie. Die Lampe 84 bleibt hierbei dunkel. Sinkt die Leerlaufspannung der Batterie, fällt

, im gleichen Maß das Potential an der Steuerelektrode des gesteuerten Unijunktion-Transistors oder des Thyristors.

ί Hat das Potential einen bestimmten Wert erreicht, leuchtet die Lampe 84 auf und die Lampe 106 erlischt. Das Potentiometer 50 ist so eingestellt, daß die Lampe 84 aufleuchtet, wenn die Leerlaufspannung der Batterie auf einen bestimmten Wert, der nahe bei dem Entladezustand der Batterie liegt, abfällt. Das Aufleuchten der Lampe 84 zeigt dem Fahrer des Kraftwagens an, daß die Batterie wieder aufgeladen werden muß. Wird von der Batterie Strom gezogen,

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fällt, selbst wenn die Leerlaufspannung noch über dem kritischen Wert liegt, die Batteriespannung ab. Der Batteriestrom bewirkt jedoch ein Ansteigen des Widerstandswertes des magnetosensitiven Widerstands 10. Folglich steigt auch der an der spannungsempfindlichen Schaltung anliegende Teil der Batteriespannung an. Hierdurch wird der Abfall der Batteriespannung ausgeglichen, so daß die Lampe 106 so lange aufleuchtet, bis die Leerlaufspannung der Batterie unabhängig von dem von der Batterie gezogenen Strom unter den kritischen Wert fällt. Die Widerstandswerte der Widerstände 48 und 52 und des Potentiometers 50 sind so gewählt, daß die Ansprechkennlinie der Schaltung mit der Stromspannungs-Kennlinie der Batterie übereinstimmt. Es ist möglich, parallel zu dem magnetosensitiven Widerstand 10 einen weiteren Widerstand 112 vorzusehen, um die Ansprechkennlinie der Schaltung zu verändern.

Zum Ausgleich der durch Temperaturschwankungen an der Zenerdiode 42 und dem magnetosensitiven Widerstand 10 hervorgerufenen Schwankungen sind die Dioden 40 und 46 vorgesehen.

Die Relaiswicklung 108 kann so ausgebildet werden, daß durch sie ein Schalter in der Steuerschaltung einer der Hilfseinrichtungen des Fahrzeugs betätigt wird. Die Hilfseinrichtung kann z.B. die Hebeeinrichtung für die Gabel

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eines Gabelstaplers sein. Ist also die Relaiswicklung nicht erregt, kann die Hilfseinrichtung nicht in Betrieb gesetzt werden, solange die Batterie nicht wieder aufgeladen ist.

Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform der Anzeigevorrichtung für den Entladezustand einer Batterie. Sie weist ähnlich wie die erste Ausführungsform eine spannungsempfindliche Schaltung auf, an der die. von einem Spannungsteiler, zu dem ein magnetosensitiver Widerstand 10 gehört, erzeugte Spannung anliegt. Ähnlich wie bei der in Fig. 1 gezeigten Schaltung erfolgt die Versorgung der spannungsempfindlichen Schaltung mit einer stabilisierten, konstanten Spannung. Hierzu ist zwischen dem positiven und dem negativen Anschluß 34 bzw. 32 eine Reihenschaltung einer Zenerdiode 42 mit einem Widerstand 38 vorgesehen. Parallel zur konstanten Spannungsquelle sind ein Potentiometer 200 und ein fester Widerstand 202 in Reihe geschaltet. Der bewegliche Kontakt des Potentiometers 200 ist mit der Basis eines n-p-n Transistors 204 verbunden. Der Emitter des Transistors 204 ist über einen Widerstand 206 mit dem negativen Anschluß 32 verbunden. Außerdem ist der Emitter des Transistors 204 mit dem Emitter eines zweiten n-p-n Transistors 208 verbunden, dessen Kollektor mit der positiven Spannungsschiene 36 der konstanten Spannungsversorgung verbunden. Die Basis

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des Transistors 208 ist über einen festen Widerstand 210 mit dem positiven Anschluß 34 und über einen zum magnetosensitiven Widerstand 10 parallelen festen Widerstand mit dem negativen Anschluß verbunden. Die beiden festen Widerstände 210 und 212 und der magnetosensitive Widerstand 10 bilden einen Spannungsteiler. Über diesen liegt im Betriebszustand an der Basis des Transistors 208 eine Teilspannung der Batteriespannung an. Das Spannungsverhältnis hängt von den Werten der Widerstände ab. Ist das Potential an der Basis des Transistors 208 größer als das durch das Potentiometer 200 eingestellte Potential an der Basis des Transistors 204, schaltet der Transistor 208 durch, während der Transistor 204 sperrt. Fällt das Potential an der Basis des Transistors 208 unter das Potential an der Basis des Transistors 204, sperrt der Transistor 208 und der Transistor 204 schaltet durch.

Der Kollektor des Transistors 204 ist mit der Basis des einen von einem Paar von p-n-p Transistoren 214 und 216 verbunden. Die beiden Transistoren 214 und 216 steuern den Erregungszustand von zwei Anzeigelampen 218 und 220, die sich auf dem Steuerpult des Lastkraftwagens befinden. Die Emitter der Transistoren 214 und 216 sind verbunden. Der Verbindungspunkt ist über einen Widerstand 222 mit der Spannungsschiene 36 verbunden. Der Kollektor des ersten p-n-p Transistors 214 ist über einen Widerstand 224

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und eine rote Lampe 218, die hintereinander geschaltet sind, mit dem negativen Anschluß 32 verbunden. Der Kollektor des zweiten p-n-p Transistors 216 ist über einen Widerstand 226 und eine grüne Lampe 220, die hintereinander geschaltet sind, mit dem negativen Anschluß 32 verbunden. Die Basis des zweiten p-n-p Transistors 216 ist mit dem Verbindungspunkt von zwei gleichen hochohmigen Widerständen 228 und 230, die in Reihe zwischen der positiven Spannungsschiene 36 und dem Kollektor des ersten p-n-p Transistors 214 liegen, verbunden. Die Werte der Widerstände 228 und 230 sind so gewählt, daß, wenn der erste p-n-p Transistor 214 sperrt, der zweite Transistor 216 durchschaltet, so daß die grüne Lampe 220 aufleuchtet. Der Strom, der hierbei über die beiden hochohmigen Widerstände 228 und 230 und die rote Lampe fließt, ist zu niedrig, um die rote Lampe 218 zu zünden. Schaltet der erste p-n-p Transistor 214 durch, steigt das Potential an der Basis des zweiten p-n-p Transistors 216, worauf dieser sperrt. Nun erlischt die grüne Lampe 220, und die rote Lampe 218 leuchtet auf.

Liegt im Betriebszustand an den Anschlüssen 32 und 34 eine hohe Batteriespannung an, ist der erste n-p-n Transistor 204 gesperrt. Folglich ist auch der erste p-n-p Transistor 214 gesperrt, und die grüne Lampe 220 leuchtet. Fällt die Leerlaufspannung der Batterie ab, sinkt im gleichen

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Maß. das an der Basis des zweiten n-p-n Transistors 208 anliegende Potential. Das mit dem ersten n-p-n Transistor 204 verbundene Potentiometer 200 ist so eingestellt, daß der Transistor 204 durchschaltet, wenn die Leerlaufspannung der Batterie unter einen bestimmten Wert fällt. In diesem Moment schaltet der erste p-n-p Transistor 214 durch, so daß die grüne Lampe 220 ausgeht und die rote Lampe 218 aufleuchtet. Damit erkennt der Fahrer des Wagens, daß die Batterie fast entladen ist. Wird von der Batterie Strom gezogen, fällt die Batteriespannung ab, auch wenn die Leerlaufspannung noch über dem kritischen Wert liegt. Durch den Strom wird jedoch der Wert des magnetosensitiven Widerstands 10 erhöht, so daß die an der Basis des zweiten n-p-n Transistors 208 anliegende Teilspannung erhöht wird. Hierdurch wird der Abfall der Batteriespannung ausgeglichen, so daß die grüne Lampe so lange leuchtet, solange die Leerlaufspannung über einem bestimmten Wert liegt, unabhängig vom gezogenen Strom.

Um Temperatureinflüsse auszugleichen, ist nahe bei dem magnetosensitiven Widerstand 10 ein in Reihe geschalteter Thermistor vorsehbar.

Selbstverständlich sind bei den erläuterten Ausführungsformen eine Reihe von Abänderungen denkbar. Zum Beispiel können andere Formen und Abmessungen des Ringkerns verwen-

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det werden. Es ist jedoch vorteilhaft, wenn der größte Umfang des Kerns nicht größer als 100 mm ist. Hierdurch wird sichergestellt, daß der magnetische Widerstand des Eisens im Vergleich zu dem des Luftspalts niedrig ist, wodurch das Magnetfeld im Luftspalt verhältnismäßig hoch wird.

Auch sind andere Bauteile, die auf Magnetfelder ansprechen, anstelle des magnetosensitiven Widerstands verwendbar. Zum Beispiel kann ein Halleffekt-Bauteil vorgesehen werden. Hierzu ist eine geeignete Schaltung vorzusehen, bei der der Umschaltpunkt der spannungsempfindlichen Schaltung so eingestellt ist, daß er auf die Ausgangsspannung des Halleffekt-Bauteils anspricht.

Der Aufbau der erläuterten Anzeigevorrichtung für den Entladungszustand einer Batterie ist sehr robust. Die Vorrichtung ist besonders für batteriebetriebene Elektrofahrzeuge geeignet. Sie ist jedoch auch bei anderen Anwendungsfällen einsetzbar.

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche :

1. Anzeigevorrichtung für den Entladezustand einer Batterie, gekennzeichnet durch eine spannungsempfindliche Einrichtung, die mit einer Batterie zu verbinden ist und die für eine Anzeige anspricht, wenn die Batteriespannung unter einen bestimmten Wert fällt, und durch eine stromempfindliche Einrichtung, mit der ein Magnetfeld, das durch einen von der Batterie gezogenen Laststrom erzeugt wird, festgestellt wird, und die bei einem Anstieg des Laststroms erregt wird und dadurch den vorbestimmmten Spannungswert, bei dem die spannungsempfindliche Einrichtung anspricht, herabsetzt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die stromempfindliche Einrichtung einen Kern (14) aus einem magnetisierbaren Material aufweist, der im Betriebszustand so in Bezug auf das mit der Batterie verbundene Laststromkabel angebracht ist, daß im Betrieb durch den im Kabel fließenden Laststrom im Kern ein Magnetfeld erzeugt wird, und daß ein magnetosensitives Bauteil (10) im Betriebszustand so angebracht ist, daß es im Magnetfeld liegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern aus magnetisierbarem Material so geformt ist,

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daß er im Betriebszustand wenigstens teilweise das mit der Batterie verbundene Laststromkabel umschließt und so einen geschlossenen Magnetkreis um das Kabel erzeugt, und daß das magnetosensitive Bauteil mit dem Kern so verbunden ist, daß es sich innerhalb des geschlossenen Magnetfelds befindet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern aus einem Ring eines magnetisierbaren Materials besteht, der eine Öffnung (16) in der Mitte aufweist, die im Betriebszustand das Laststromkabel aufnimmt, und daß der Ring einen radialen Luftspalt (20) aufweist, in dem das magnetosensitive Bauteil (10) angebracht ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetosensitive Bauteil ein magnetosensitiver Widerstand ist, dessen Wert sich mit dem an ihm anliegenden Magnetfeld ändert.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die spannungsempfindliche Einrichtung eine Kette von Widerständen aufweist (48,50,52), einschließlich des magnetoserisitiven Widerstand;; (10), durch die ein Spannungsteiler gebildet wird, eier an der Batterie angeschlossen ist, und flur ein von d^r Bat tori «spannung und von

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dem Wert des magnetosensitiven Widerstands abhängiges Spannungssignal abgibt, und daß eine spannungsempfindliche Schaltung vorgesehen ist, an der das Signal des Spannungsteilers anliegt, und die eine Anzeige erzeugt, wenn die Ausgangsspannung unter einen bestimmten Wert fällt.

7. - Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich in der Kette der Widerstände ein veränderbarer Widerstand (50) befindet, durch den der Wert der Batteriespannung für einen bestimmten Ladestrom so einstellbar ist, daß die Ausgangsspannung des Spannungsteilers gleich der kritischen Spannung ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 öder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die spannungsempfindliche Schaltung einen Kippgenerator aufweist, einschließlich eines steuerbaren Unijunktion-Transistors (66) oder eines Thyristors (66), wobei die Steuerelektrode des Unijunktion-Transistors oder Thyristors mit dem Spannungsteiler verbunden ist, so daß bei einem Abfall der Ausgangsspannung des Spannungsteilers im Betriebszustand unter den kribischen Wert der gesteuerte Unijunktion-Transistor (66) oder Thyristor entweder durchschaltet oder sperrt, und daß e.-ine Anzeigeschaltung mit einer Anzeigelampe (84) vorgH^.'ium iüt, die entsprechend dem Durchschalten oder· Spnrr η dem rjusteuerten Uuljunktion-Trariüinturf¹. od«r· Thyrifitu: rt-· ;t- oder nicht erregt ist,

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9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Anzeigeschaltung mit einer zweiten Anzeigelampe (106) vorgesehen ist, die mit dem gesteuerten Unijunktion-Transistör oder Thyristor verbunden ist und die im Betriebszustand dauernd erregt ist, wenn der Uni-· junktion-Transistor oder Thyristor gesperrt ist, wenn die Ausgangsspannung höher als die kritische Spannung ist,

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die spannungsempfindliche Schaltung eine bistabile Schaltung aufweist, die in einen ersten Zustand gesetzt wird, wenn die Ausgangsspannung des Spannungsteilers höher als eine bestimmte Spannung ist, und die in einen zweiten Zustand gesetzt wird, wenn die. Ausgangsspannung unter den bestimmten Wert fällt, und daß eine Anzeigevorrichtung vorgesehen ist, die erregt ist, wenn die bistabile Schaltung in ihren zweiten Zustand gesetzt ist, und dann ein Signal abgibt.

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