DE2313566A1 - PROCEDURE FOR IMMEDIATE MEASUREMENT AND DISPLAY OF THE RELEVANT CHARGE OF AN ACCUMULATOR BATTERY AND DEVICE FOR IT - Google Patents

PROCEDURE FOR IMMEDIATE MEASUREMENT AND DISPLAY OF THE RELEVANT CHARGE OF AN ACCUMULATOR BATTERY AND DEVICE FOR IT

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DE2313566A1
DE2313566A1 DE2313566A DE2313566A DE2313566A1 DE 2313566 A1 DE2313566 A1 DE 2313566A1 DE 2313566 A DE2313566 A DE 2313566A DE 2313566 A DE2313566 A DE 2313566A DE 2313566 A1 DE2313566 A1 DE 2313566A1
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Description

Verfahren für die unmittelbare Messung und Anzeige der Jeweiligen Ladung einer Akkumulatorenbatterie und Vorrichtung hierzu Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die unmittelbare Messung und Anzeige der Jeweiligen Ladung einer Akkumulatorenbatterie auch bei deren Entladung bzw. Aufladung sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Procedure for instant measurement and display of the respective Charging an accumulator battery and device for this purpose. The invention relates to a method for the immediate measurement and display of the respective charge of a Accumulator battery also when discharging or charging as well as a device to carry out the procedure.

Der Ladezustand einer BleikkuinuIatorbate ist z.B. mit Hilfe eines Säuremessers feststellbar. Eine derartige Messung ist jedoch aufwendig und zeitraubend und kann nur direkt bei der zu messenden Akkumulatorenbatterie durchgeführt werden. Auch ist dies bei in Fahrzeugen verwendeten Akkumulatorenbatterien während der Fahrt praktisch nicht möglich.The state of charge of a lead battery is e.g. with the help of a Acid meter detectable. However, such a measurement is complex and time-consuming and can only be carried out directly on the accumulator battery to be measured. This is also the case with accumulator batteries used in vehicles while driving practically impossible.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung desselben zu schaffen, mit welchen der Jeweilige Ladezustand einer Akkumulatorenbatterie direkt auch während des Betriebes angezeigt werden kann. Dabei soll eine Anzeige des jeweiligen Ladezustandes z.B. in Prozenten oder auch in Jeweils verbleibenden Amperestunden erfolgen können. Dabei soll ggf. eine Weiterbildung möglich sein, bei der z.B. auch Temperaturänderungen od.dgl. Umwelteinflüsse berücksichtigt werden können.The object of the invention is therefore to provide a method and a device to carry out the same to create with which the respective state of charge a Accumulator battery can also be displayed directly during operation. Included should a display of the respective charge status e.g. in percent or also in each case remaining ampere-hours can be done. If necessary, further training should be provided possible be, for example, temperature changes or the like. Environmental influences can be taken into account.

Zur Lösung schlägt die Erfindung als Verfahren vor, daß beim Laden bzw. Entladen der Akkumulatorenbatterie der fließende Strom festgestellt und die dabei ermittelte, dem Strom proportionale Spannung vorzugsweise verstärkt wird, daß die der Batteriekennlinie entsprechende Unterproportionalität dieser Spannung eliminiert wird, daß die so ermittelte und aufberelüber die Zeit tete Spannung/integriert und beim Erreichen einer vorgegebenen Vergleichsspannung Jeweils auf Null geschaltet wird, wobei Jeder Schaltvorgang einen Impuls erzeugt, daß die Anzahl dieser Impulse gezählt wird, wobei beim Laden der Akkumulatorenbatterie die gezählten Einheiten addiert und beim Entladen die gezählten Einheiten subtrahiert werden und daß das Jeweilige Zählergebnis mittels eines Anzeigeinstrumentes sichtbar gemacht wird. Mit Hilfe dieses Verfahrens werden auch die die Kapazität beeinflussenden unterschiedlichen Stromstärken für die Anzeige berücksichtigt.To solve this, the invention proposes as a method that when loading or discharging the accumulator battery the flowing current determined and the determined voltage proportional to the current is preferably amplified, that the underproportionality of this voltage corresponding to the battery characteristic it is eliminated that the voltage determined in this way and calculated over time is integrated and when a specified comparison voltage is reached, each is switched to zero is, whereby each switching operation generates a pulse that the number of these pulses is counted, the counted units when charging the accumulator battery added and when discharging the counted units are subtracted and that the The respective counting result is made visible by means of a display instrument. With the help of this procedure, the different ones that influence the capacity are also made Current strengths taken into account for the display.

Vorzugsweise kann zur Berücksichtigung eines Ladefaktors die aus dem Stromkreis der Akkumulatorenbatterie entnommene, aufberei-und tete'inteeriertR Spannung im Falle der Aufladung der Batterie mit einer um diesen Ladefaktor größeren Vergleichsspannung verglichen werden als bei der Entladung. Dadurch wird der Wirkungsgrad der Akkumulatorenbatterie berücksichtigt, da insbesondere beim Aufladen ein nicht unwesentlicher Anteil der Ladeleistung in Wärme umgesetzt wird und somit nicht als Ladung erhalten bleibt.Preferably, to take into account a load factor, the from the Circuit of the accumulator battery withdrawn, processed and tete'inteeriertR voltage in the case of charging the battery with a comparison voltage that is higher by this charge factor can be compared than when discharging. This increases the efficiency the Accumulator battery taken into account, especially when charging a not insignificant Share of the charging power is converted into heat and is therefore not retained as a charge remain.

Es ist vorteilhaft, wenn die Anzahl der gezählten, einer Jeweiligen Ladungsänderung entsprechenden Impulse gespeichert und dies Jeweils bei einer Xnderung des Ladungszustandes der Akkumulatorenbatterie um ein Hundertstel ihrer Kapazität angezeigt wird, wobei bei völlig entladener Akkumulatorenbatterie der Wert "O" und bei völlig geladener Batterie der Wert "loO't angezeigt werden, so daß die Anzeige Jeweils in Prozent derNennkapazität der Batterie erfolgt. Auch kann die Anzeige direkt in Ah-Werten erfolgen.It is advantageous if the number is counted, one at a time Charge change corresponding impulses stored and this in each case with a change the state of charge of the accumulator battery by a hundredth of its capacity is displayed, with the value "O" and when the accumulator battery is completely discharged when the battery is fully charged, the value "loO't" is displayed, so that the display In each case as a percentage of the nominal capacity of the battery. Also can the display directly in Ah values.

Eine Weiterbildung der Erfindung von besonderer Bedeutung zur unmittelbaren Messung und Anzeige des Ladungszustandes einer Akkumulatorenbatterie kann in der Berücksichtigung wenigstens einer die Kapazität der Batterie beeinflussenden, durch die Umgebung bewirkten Meßgröße, insbesondere der Temperatur und vorzugsweise der unter der Nenntemperatur der Batterie liegenden Temperatur bestehen, wobei eine änderung der Jeweiligen Meßgröße in eine Spannung proportional zu dieser Meßgrößenändeüber die Zeit rung umgewandelt wird, diese Spannu integriert und mit einer vorgegebenen Spannung verglichen wird, nach deren Erreichen sie auf "O" geschaltet und diese Schaltvorgänge gezählt werden und wobei das Ergebnis dieser Zählung und das Ergebnis der Zählung der durch Ladung und durch Entladung der Akkumulatorenbatterie entstehenden Impulse Jeweils nach einer bestimmten Zeit in einem Zusatzzähler übernommen und dort Je nach Vorzeichen des gezählten Impulses addiert oder voneinander subtrahiert werden und der so ermittelte und von einem Zusatzzähler festgestellte Wert Jeweils nach bestimmten kurzen Zeitabschnitten angezeigt wird. Hierbei ist vorteilhaft, daß durch das unmittelbare Messen und Berücksichtigen der Batterietemperatur auch berücksichtigt wird, wenn sich die Batterie im Betrieb erwärmt und dadurch selbst in die Lage bringt, eine entsprechend höhere Ladung abzugeben.A further development of the invention of particular importance to the immediate Measurement and display of the state of charge of an accumulator battery can be done in the Consideration of at least one influencing the capacity of the battery by the environment caused measured variable, in particular the temperature and preferably the temperature below the nominal temperature of the battery, with a Change of the respective measured variable in a voltage proportional to this measured variable changes over the time is converted, this voltage is integrated and with a predetermined Tension is compared, after which it is reached switched to "O" and these switching operations are counted and the result of this counting and the result of the counting of the charge and discharge of the accumulator battery Any impulses generated are transferred to an additional counter after a certain period of time and there depending on the sign of the counted pulse added or subtracted from each other and the value determined in this way and determined by an additional counter is displayed after certain short periods of time. Here it is advantageous that by directly measuring and taking into account the battery temperature too is taken into account when the battery heats up during operation and therefore itself puts in a position to deliver a correspondingly higher charge.

Zweckmäßigerweise kann die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens vor allem gekennzeichnet sein durch eine Meßvorrichtung fUr den im Akkumulatorenbatterie-Stromkreis fließenden Strom und die diesem proportionale Spannung sowie einen aus einem Vorverstärker und einem Dioden-Widerstandsnetzwerk bestehenden Verzerrer zur Angleichung der gemessenen Spannung an die Batteriekennlinie und ferner durch die Kombination eines Integrators und eines elektronischen Schalters zur Umwandlung der gemessenen und aufbereiteten Ausgangs spannung in eine Impulsfolge. Die Vorrichtung gemäß der Erfindung berücksichtigt somit auch die sich bei großen Entladeströmen überproportional verringernde Gesamtkapazität einer Akkumulatorenbatterie.The device for carrying out the method can expediently be characterized above all by a measuring device for the circuit in the accumulator battery flowing current and the voltage proportional to it as well as one from a preamplifier and a diode resistor network existing distortion to adjust the measured Voltage to the battery characteristic and also through the combination of an integrator and an electronic switch for converting the measured and processed Output voltage in a pulse train. The device according to the invention is taken into account thus also with large discharge currents disproportionately decreasing Total capacity of an accumulator battery.

Ggf. kann im Stromkreis der Batterie ein Strommeßshunt vorgesehen sein, an welchen ein linearer Spannungsverstärker angeschlossen sein kann. Die geringe, am Shunt abfallende Spannung wird dann durch den Spannungsverstärker auf einen für die Vorrichtung notwendigen Wert verstärkt.If necessary, a current measuring shunt can be provided in the circuit of the battery to which a linear voltage amplifier can be connected. The little one The voltage dropping at the shunt is then reduced to one for by the voltage amplifier the device reinforces the necessary value.

Zur Berücksichtigung der vorbeschriebenen Proportionalität entsprechend einer Kennlinie einer Akkumulatorenbatterie kann hinter dem Spannungsverstärker Jeweils wenigstens eine Diode und ein Widerstand in Reihe geschaltet sein und wenigstens eine weitere, vorzugsweise mehrere solcher aus Diode und Widerstand bestehende Reihenschaltungen dazu bzw. zueinander parallel geschaltet sein, wobei hinter diesem Dioden-Widerstandsnetzwerk ein zweiter rückgekoppelter Spannungsverstärker vorgesehen sein kann. Dieses Netzwerk bewirkt aufgrund der Durchbruchspannung der Dioden, daß bei steigender Spannung, hervorgerufen durch eine größere Leistungsabgabe der Akkumulatorenbatterie, Jeweils mehr parallel geschaltete Widerstände vom Strom durchflossen werden, wodurch sich ein überproportional steigender Strom ergibt. Durch diese Maßnahmen ist also erreicht, daß die Unterproportionalität beim Entladen einer Batterie eliminiert ist. Am Ende des vorerwähnten Meßgliedes erscheint die Entladung etwa proportional.To take into account the above-described proportionality accordingly a characteristic curve of an accumulator battery can be behind the voltage amplifier In each case at least one diode and one resistor can be connected in series and at least a further, preferably several such series connections consisting of diode and resistor be connected in parallel to this or to each other, behind this diode resistor network a second feedback voltage amplifier can be provided. This network causes due to the breakdown voltage of the diodes that with increasing voltage, caused by a greater power output of the accumulator battery, each more resistors connected in parallel are traversed by the current, which means a disproportionately increasing current results. With these measures it is achieved that the underproportionality when discharging a battery is eliminated. At the end of the aforementioned measuring element appears Discharge roughly proportional.

Zweckmäßigerweise kann hinter dem Spannungsverstärker ein Integrator und ein mit diesem zusammenwirkender elektronischer Schalter zum Abschalten der hinter dem Integrator ansteigenden Spannungen beim Erreichen einer Vergleichsspannung vorgesehen sein. Zum Erfassen der durch diesen elektronischen Schalter und-diesen Integrator erzeugten Impulse kann ein vorzugsweise vorwärts- und rilckwärtszählendes digitales Zählwerk vorgesehen sein.An integrator can expediently be installed downstream of the voltage amplifier and an electronic switch cooperating with this to turn off the voltages rising behind the integrator when a comparison voltage is reached be provided. To detect through this electronic switch and -this The pulses generated by the integrator can preferably count upwards and downwards digital counter may be provided.

Um den Wirkungsgrad der Akkumulatorenbatterie zu berUcksichtigen, kann der elektronische Schalter auf zwei verschiedene Vergleichsspannungen ausgerichtet sein, wobei die eine Vergleichsspannung bei der Entladung der Akkumulatorenbatterie vorgesehen und für den Ladevorgang der Akkumulatorenbatterie eine im Vorzeichen umgekehrte Vergleichsspannung vorgesehen sein kann, welche um den der Batterie zugehörigen Ladefaktor größer als die andere Vergleichsspannung ist.To take into account the efficiency of the accumulator battery, the electronic switch can be aligned to two different reference voltages be, the one comparison voltage when discharging the accumulator battery provided and one in the sign for the charging process of the accumulator battery reverse comparison voltage can be provided, which is associated with that of the battery Charge factor is greater than the other comparison voltage.

In vorteilhafter Weise kann wenigstens ein Meßglied mit einem Meßfühler od.dgl. zur Messung wenigstens eines Umnelteinflusses, insbesondere zur Messung der Temperatur der Akkumulatorenbatterie vorgesehen sein, wobei der Meßwert in eine diesem proportionale Spannung umwaldelbar sein kann.Advantageously, at least one measuring element can have a measuring sensor or the like. for measuring at least one environmental influence, in particular for measuring the temperature of the accumulator battery be provided, the measured value in a this proportional tension can be transformed.

Dem Meßglied kann ein Verstärker od.dgl. und ein mit einem elektronischen Schalter zusammenwirkender Integrator zur Erzeugung von der Jeweils gemessenen Spannung entsprechenden Impulsen nachgeschaltet sein und dem digitalen Zähler kann ein Zusatzzähler nachgeschaltet sein, mit welchem der Impulsgeber des Meßgliedes ebenfalls verbunden sein kann.The measuring element can be an amplifier or the like. and one with an electronic Switch interacting integrator to generate the voltage measured in each case corresponding pulses can be connected downstream and the digital counter can be an additional counter be connected downstream, with which the pulse generator of the measuring element is also connected can be.

Zum Übertragen des Zählergebnisses aus dem digitalen Zähler in den Zusatzzähler und zum Öffnen des Zusatzzählers gegenüber dem Impulsgeber des Meßgliedes für eine bestimmte Zeit sowie zum Abschließen dieses Impulsgebers und des digitalen Zählers und zum Freigeben des ermittelten Ergebnisses im Zusatzzähler, vorzugsweise Ueber einen Speicher und insbesondere über einen Dekoder zu einem Anzeigeelement kann ein Steuerglied als "zeitliches Tor" vorgesehen sein. Als Meßfühler des Meßgliedes kann ein temperaturabhängiger Widerstand vorgesehen sein, der seinen Widerstand entsprechend der für diese Meßgröße ermittelte Kennlinie der Batterie in gleicher Abhängigkeit von der Meßgröße ändert.To transfer the counting result from the digital counter to the Additional counter and to open the additional counter opposite the pulse generator of the measuring element for a certain time as well as to complete this pulse generator and the digital one Counter and to release the determined result in the additional counter, preferably Via a memory and in particular via a decoder to a display element a control element can be provided as a "temporal gate". As a sensor of the measuring element a temperature-dependent resistor can be provided, which increases its resistance in accordance with the characteristic curve of the battery determined for this measured variable Changes depending on the measured variable.

Ggf. sonnen das Zusatzzähiwerk und die ein Meßglied berücksichtigenden Schaltglieder sowie das Steuerglied auf einer Leiterkarte angeordnet sein, welche in entsprechende Kontakte der Vorrichtung einsteckbar ist.If necessary, the additional counter and those taking into account a measuring element sunbathe Switching elements and the control element can be arranged on a circuit card, which can be inserted into corresponding contacts of the device.

Um einen bestimmten Ladungszustand der Akkumulatorenbatterie sichtbar machen zu können, kann parallel zu einem zwischen Speicher und Anzeiger angeordneten Dekoder ein zweiter Dekoder vorgesehen sein, welcher auf vorbestimmte Werte einstellbar ist. Dieser zweite Dekoder kann bei Erreichen eines vorgewählten Wertes zur Betätigung eines Schaltvorganges dienen.Visible to a certain state of charge of the accumulator battery to be able to make can be arranged in parallel to one between memory and display Decoder a second decoder can be provided, which can be set to predetermined values is. This second decoder can be operated when a preselected value is reached serve a switching process.

Beispielsweise kann bei einer Restkapazität der Batterie von 20 % der Dekoder zum Einschalten eines optischen und/oder akustischen Signales vorgesehen sein. Oder aber dieser dient zum Abschalten eines Ladegerät es bei Erreichen einer Aufladung der Akkumulatorenbatterie auf 100 %.For example, with a remaining battery capacity of 20% the decoder is provided for switching on an optical and / or acoustic signal be. Or else this is used to switch off a charger when it reaches a Charging of the accumulator battery to 100%.

Zweckmäßigerweise kann eine manuelle Einstellvorrichtung an dem Anzeigegerät vorgesehen sein, mit welcher das Anzeigegerät auf einen dem Jeweiligen Ladungszustand einer Batterie entsprechenden Ausgangswert einstellbar ist. Hiermit kann z.B.Appropriately, a manual setting device on the display device be provided, with which the display device to one of the respective charge state output value corresponding to a battery can be set. With this, e.g.

leicht das Anzeigegerät auf "100" gestellt werden, wenn ein Ladevorgang abgeschlossen ist. Die Einstellung "100" entspricht dann einem Ladungszustand von 100 %. Auch kann ein Uberschreiten dieses Endwertes vom Anzeigegerät durch eine Sperre od.dgl.easily the display device can be set to "100" when charging is completed. The setting "100" then corresponds to a state of charge of 100%. The display device can also exceed this end value by means of a Lock or the like.

verhindert werden.be prevented.

Nachstehend ist die Erfindung mit ihren ihr als erfindungswesentlich zugehörenden Einzelheiten anhand der Zeichnung noch näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung sowie Fig. 2 ein Schaltbild einer etwas abgewandelten Vorrichtung bzw. ein Detail-Schaltbild der ersten Stufen bis einschließlich Schalt- bzw. Zählimpuls-Erzeugung des in Fig. 1 dargestellten Blockschaltbiides.In the following, the invention and its aspects are essential to the invention associated details explained in more detail with reference to the drawing. It shows: Fig. 1 is a block diagram of a device and FIG. 2 is a circuit diagram of something modified device or a detailed circuit diagram of the first stages up to and including Switching or counting pulse generation of the block diagram shown in FIG. 1.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Messen und Anzeigen des Ladungszustandes einer Akkumulatorenbatterie B, die nachfolgend auch kurz Batterie B genannt wird. In dem Stromkreis dieser Batterie ist in Serie zum Verbraucher RL ein Strommeßshunt Sh geschaltet. Der Spannungsabfall an diesem Shunt Sh ist somit abhängig vom gesamten Auflade- bzw. Entladestrom der Batterie B. Somit kann diese Spannung in noch zu beschreibender Weise zum Registrieren einer Ladungsänderung benutzt werden.Fig. 1 shows a block diagram of a device for measuring and Display of the state of charge of an accumulator battery B, which also follows is called battery B for short. In the circuit of this battery is in series with Load RL switched to a current measuring shunt Sh. The voltage drop across this shunt Sh is therefore dependent on the total charging or discharging current of the battery B. Thus this voltage can be used to register a change in charge in a manner still to be described to be used.

Diese ermittelte Spannung wird bei einem Vorverstärker V1 verstärkt und einem Funktionsgeber 02 zugeführt.This determined voltage is amplified in a preamplifier V1 and fed to a function generator 02.

Wie Fig. 2 zeigt, besteht der Funktionsgeber 02 im wesentlichen aus einem Dioden- Widerstands-Netzwerk R1 bis R5 und D1 bis D4, womit einer Entladekennlinie der Batterie B Rechnung getragen wird. Bei einem normalen Entladebetrieb bei einer Batterie B von z.B. 45 Ah Nennkapazität kann somit 10 Stunden lang 4,5 A entnommen werden. Durch den Funktionsgeber 02 wird aber dennoch berücksichtigt, daß diese Batterie B bei einer vergleichsweise großen Stromstärke von 36 A innerhalb einer Stunde bereits entladen ist. Dabei erscheint am Ausgang des Funktionsgebers 02 in diesem Fall eine Meßgröße, die einer Entladung von 45 Ah entspricht, obwohl nur 36 A eine Stunde lang entnommen werden konnten.As FIG. 2 shows, the function generator 02 consists essentially of a diode-resistor network R1 to R5 and D1 to D4, thus a discharge characteristic the battery B is taken into account. In a normal discharge operation at a Battery B with a nominal capacity of 45 Ah, for example, can draw 4.5 A for 10 hours will. The function generator 02, however, takes into account that this Battery B at a comparatively large current of 36 A within one Hour is already discharged. Thereby appears at the output of the function generator 02 in in this case a measured variable that corresponds to a discharge of 45 Ah, although only 36 A could be withdrawn for one hour.

Bei einer geringen Belastung der Batterie B fließt nur ein geringer Strom durch den Widerstand R1 zum Verstärkereingang des Funktionsgebers 02. Erst wenn der Vorverstärker V1 entsprechend einem größeren Stromverbrauch durch den Verbraucher RL eine größere Ausgangsspannung abgibt, wird wegen der erforderlichen Durchbruchspannung eine Diode D1 leitend, so daß sich dem Widerstand R1 ein weiterer Widerstand R2 parallel schaltet. Bei einer weiter steigenden Belastung und einem damit verbundenen Spannungsanstieg am Ausgang des Vorverstårkers V1 werden weitere Dioden D2, D3, D4 nacheinander leitend und verringern somit den Eingangswiderstand des Verstärkeres V) vom Funktionsgeber 02 durch Parallelschalten der Widerstände R1, R2, R3, R4 und R5. Somit werden dem Verstärker V3 des Funktionsgebers 02 bei steigender Stromentnahme bei der Batterie B noch größere Stromentnahmen vorgetäuscht. Durch diese Maßnahme ist also erreicht, daß die Unterproportionalität beim Entladen einer Batterie eliminiert ist. Denn am Ausgang des Dioden-Widerstandsnetzwerkes D1 bis D4 und R1 bis R5 erscheint ein der Entladungskennlinie der Batterie B entsprechender Meßwert. Das Netzwerk D1 bis D4 und R1 bis R5 liefert zwar nur eine polygonale Angleichung an die wirkliche Entladekurve der Batterie B, sie kann Jedoch bei entsprechender Auswahl von Widerständen und Dioden nahezu der Entladekurve entsprechen. Dabei ist n vorteilhafter Weise der Aufwand äußerst gering und berücksichtigt insbesondere bei einer starken Entladung die erforderliche Verzerrung der Ausgangsspannung des Vorverstärkers V1.With a low load on battery B, only a small amount flows Current through the resistor R1 to the amplifier input of the function generator 02. First if the preamplifier V1 corresponds to a greater power consumption by the consumer RL emits a larger output voltage because of the breakdown voltage required a diode D1 conductive, so that the resistor R1 is another resistor R2 switched in parallel. With a further increasing load and an associated one If the voltage rise at the output of the preamplifier V1, further diodes D2, D3, D4 conductive one after the other and thus reduce the input resistance of the amplifier V) from the function generator 02 by connecting the resistors R1, R2, R3, R4 and in parallel R5. Thus, the amplifier V3 of the function generator 02 with increasing current consumption with the battery B simulated even larger current draws. By this measure it is thus achieved that the underproportionality when discharging a battery is eliminated is. This is because D1 to D4 and R1 to R5 appear at the output of the diode resistor network a measured value corresponding to the discharge characteristic of battery B. The network D1 to D4 and R1 to R5 only provide a polygonal approximation to the real Discharge curve of battery B, but it can with the appropriate selection of resistors and diodes almost correspond to the discharge curve. Here, n is advantageous the effort is extremely low and is particularly taken into account in the event of a strong discharge the required distortion of the output voltage of the preamplifier V1.

Bei der Aufladung der Batterie B, bei welcher die Stromrichtung umgekehrt ist, sperren die Dioden D1 bis D4 Jederzeit, d. h. die Entladecharakteristik ist ausgeschaltet. Hierbei ist Jedoch auch eine Verzerrung wegen des Ladungsverlaufes nicht erforderlich, da die Ladecharakteristik in noch zu beschreibender Weise berücksichtigt wird.When charging the battery B, in which the current direction is reversed is, the diodes D1 to D4 block at any time, i. H. is the discharge characteristic switched off. Here, however, there is also a distortion due to the course of the charge not necessary, as the charging characteristics are taken into account in a manner to be described below will.

Die Ausgangsspannung des Funktionsgebers 02 entspricht der momentanen Belastung der Batterie B. Um mit diesen Meßwerten eine Anzeigevorrichtung Al beaufschlagen zu können, werden diese mit einem nachfolgenden Integrator I1 in eine entsprechende sägezahnförmige Impulsspannung umgewandelt. Größere Ausgangswerte des Funktionsgebers 02 haben eine steile Anstiegsflanke zur Folge, die beim Intergrationsverstärker I1 bei gleichbleibender Vergleichsspannung eine entsprechend größere Impulsfolge zur Folge hat.The output voltage of the function generator 02 corresponds to the current one Loading of the battery B. In order to apply these measured values to a display device Al to be able to, these are converted into a corresponding one with a subsequent integrator I1 sawtooth-shaped pulse voltage converted. Larger output values of the function generator 02 result in a steep rising edge, which is the case with the integration amplifier I1 a correspondingly larger pulse sequence with constant reference voltage has the consequence.

Da beim Aufladen der Batterie B ein bestimmter Ladefaktor zu berticksichtigen ist, um welchen mehr Ladung zugeführt werden muß, als die Batterie B später abgeben kann, ist entsprechend ihres Wirkungsgrades die Vergleichsspannung hierfür entsprechend größer gewählt. Daher ist hinter dem Integrator I1 ein elektronischer Schalter S1 vorgesehen, welcher die Jeweils erforderliche Vergleichsspannung für den Auf-bzw. Entladevorgang automatisch zuschaltet.Since when charging the battery B, a certain charge factor must be taken into account is by which more charge is added must than the battery B can deliver later, is the equivalent voltage according to its efficiency chosen accordingly larger. Therefore there is an electronic one behind the integrator I1 Switch S1 is provided, which the respectively required comparison voltage for the on or. Discharge process switches on automatically.

Anschließend wird die Impulsfolge in bekannter Weise über einen Zähler Z1, einen Speicher Spl und einen Dekoder Del dem-Anzeigegerät Al zugeführt, um dessen Betrag seine Anzeige vermindert bzw. vergrößert wird. Der elektronische Schalter S1 hat gegenüber einem herkömmlichen mechanischen Schalter'mit Relais od.dgl. den Vorteil, schneller, billiger und kleiner zu sein. The pulse sequence is then transmitted in a known manner via a counter Z1, a memory Spl and a decoder Del supplied to the display device Al to its Amount its display is reduced or enlarged. The electronic switch S1 has compared to a conventional mechanical switch with relay or the like. the Advantage of being faster, cheaper and smaller.

Als Anzeige Al ist im Ausführungsbeispiel ein digitales Zählwerk vorgesehen. Dabei sind in an sich bekannter Weise Einzelzähler für die Einer, Zehner und Hunderter vorgesehen, Da im Höchstfall nur bis zu 100 % angegeben werden, hat dabei der Hunderterzähler nur einen einzigen Ausgang nötig. Dabei sind noch Sperren vorgesehen, die das Zählwerk nicht unter Null und über Hundert springen lassen. In the exemplary embodiment, a digital counter is used as the display A1 intended. Individual counters for the ones, tens, are in a manner known per se and hundreds are provided, since only up to 100% are given in the maximum case the hundred counter only needs a single output. There are still locks provided that do not let the counter jump below zero and over a hundred.

Die vorerwähnten Betriebs- bzw. Vergleiohsspannungen werden gemäß Fig. 2 in einem ebenfalls von der Akkumulatorenbatterie B gespeisten stabilisierten Spannungsgerät U erzeugt. Zur Ergänzung können bei der vorbeschriebenen Vorrichtung laut dem Blockschaltbild gemäß Fig. 1 Werte des Speichers Spl einem weiteren Dekoder De2 über einen zusätzlichen Taktgeber T2 zugeführt werden, die z.B. bei bestimmten Ladezuständen von beispielsweise 10 %, 20 % oder 100 % Signallampen Lal, La2 oder La3 aufleuchten lassen. Weiterhin können RelaiseRel sowie Re2 die Batterie B nach einer gewissen Zeitverzögerung vom Verbraucher trennen bzw. bei einer 100 zeigen Aufladung ein Ladegerät abschalten. The above-mentioned operating or comparative voltages are in accordance with Fig. 2 in a likewise from the accumulator battery B fed stabilized voltage device U generated. To supplement the above-described Device according to the block diagram of FIG. 1 values of the memory Spl a further decoder De2 are fed via an additional clock generator T2, the E.g. at certain states of charge of e.g. 10%, 20% or 100% signal lamps Let Lal, La2 or La3 light up. Furthermore, RelaiseRel and Re2 can use the Disconnect battery B after a certain time delay from the consumer or at a 100 show charging turn off a charger.

Die vorbeschriebene Vorrichtung ist anwendbar für eine Batterie B, die keinen oder nur geringen Temperaturschwankungen unterworfen ist. Bei einer im folgenden beschriebenen Weiterbildung gemäß der Erfindung werden TemperatureinflUsse berücksichtigt.The device described above is applicable to a battery B, which is subject to no or only minor temperature fluctuations. At an im The following described further development according to the invention are temperature influences considered.

Ein temperaturabhängiger Widerstand NTC ist in der Nähe der Batterie B angeordnet, bzw. vorzugsweise in deren Elektrolyten eingetaucht. Seine von der Temperatur abhängigen Widerstandswerte werden in vorbeschriebener Weise mittels eines weiteren Integrators I2 und eines zusätzlichen Schalters S2 in eine Impulsfolge umgewandelt, die einem Zusatzzähler Z2 zugeführt wird. Beide Zähler Z1 und Z2 sind vor dem Speicher Spl angeordnet und beaufschlagen diesen durch einen Taktgeber T1 mit ihren Werten.A temperature-dependent resistor NTC is close to the battery B arranged, or preferably immersed in their electrolytes. Its from the Temperature-dependent resistance values are determined in the manner described above another integrator I2 and an additional switch S2 into a pulse train converted, which is fed to an additional counter Z2. Both counters Z1 and Z2 are arranged in front of the memory Spl and act on it by a clock T1 with their values.

Dieser Taktgeber Tl sorgt zunächst dafür, daß die Zahl aus dem ersten Zähler Z1 in den Zusatzzähler Z2 übernommen wird.This clock T1 first ensures that the number from the first Counter Z1 is transferred to the additional counter Z2.

Ferner sorgt der Taktgeber T1 dafür, daß ein Zugang zu dem Zusatzzähler Z2 für eine gewisse Zeit (zeitliches Tor) eröffnet wird, während welcher Zeit vom Temperaturmeßglied NTC herkommende Impulse vom Zusatzzähler Z2 gezählt werden können und zwar durch Addition oder Subtraktion von dem vom ersten Zähler Z1 stammenden Zählwert. Danach schließt der Taktgeber T1 das "Tor" und gibt Anweisung, den nun ermittelten und vom Zusatzzähler Z2 festgestellten Wert abzugeben, wonach dieser über einen Speicher Spl und einen Dekoder Del schließlich in die Anzeige Al gelangt.Furthermore, the clock T1 ensures that access to the additional counter Z2 is opened for a certain time (temporal gate), during which time from Temperature measuring element NTC coming pulses can be counted by the additional counter Z2 namely by adding or subtracting from that coming from the first counter Z1 Count. Then the clock T1 closes the "gate" and gives the instruction, the now determined and determined by the additional counter Z2 output, after which this finally arrives at the display Al via a memory Spl and a decoder Del.

Ein Verzerrer für die Temperaturmessung erübrigt sich, falls ein Widerstand NTC bzw. ein Temperaturfühler verwendet wird, deren Widerstand sich mit gleicher Abhängigkeit von der Temperatur ändert, wie die Leistung der Batterie B.A distortion for the temperature measurement is unnecessary if there is a resistor NTC or a temperature sensor is used, the resistance of which is the same Depending on the temperature changes how the performance of the battery B.

Neben der Temperatur können weitere Parameter, wie z.B. Luftdruck, Säuredichte od.dgl. in ähnlicher Weise mitberUcksichtigt werden, wobei dann für diese Parameter wiederum Meßfühler und-Integratoren mit elektronischen Schaltern auf weitere oder denselben Zusatzzähler Z2 einwirken.In addition to the temperature, other parameters such as air pressure, Acid density or the like. can be taken into account in a similar manner, whereby then for these parameters in turn are sensors and integrators with electronic switches act on other or the same additional counter Z2.

In vorteilhafter Weise kann folglich eine einfache Vorrichtung zur Verfügung gestellt werden, die nach dem Baukastenprinzip für aufwendigere Anforderungen ergänzt werden kann. Die einzelnen Baueinheiten können dabei auf einsteckbaren Leiterkarten angeordnet sein.In an advantageous manner, a simple device can consequently to the Are made available according to the modular principle for more complex requirements can be added. The individual modules can be placed on plug-in circuit cards be arranged.

Damit die Vorrichtung gemäß der Erfindung richtige Werte angibt, muß es auf denJenigen Ausgangswert eingestellt oder einstellbar sein, den die Batterie B beim Anschluß aufweist.So that the device according to the invention gives correct values, must it can be set or adjustable to the same output value as the battery B when connecting.

Bei einer frisch geladenen Batterie ist diese Justierung insofern einfach, als diese 100 % Ladung enthält. Aber auch beim Anschluß einer nur t3weise g 2 denen Blei- Baarie läßt sich deren momentane Kapazität durch eine Säuremessung ermitteln, wobei der so ermittelte Wert dann manuell beim Zählwerk Z1 eingestellt werden kann.This adjustment is necessary for a freshly charged battery simply as this contains 100% charge. But even when one is connected only t3wise The current capacity can be determined from an acid measurement determine, whereby the value determined in this way is then set manually at counter Z1 can be.

Nachfolgend wird die Funktion der Vorrichtung noch genauer beschrieben, wobei wichtige Merkmale zusammengefaßt sind: Die beschriebene Vorrichtung ermöglicht es, bei beliebigen Be- und Entladungen von Akkumulatorenbatterien B, dieJenige Ladungsmenge QM entweder absolut in Amperestunden Ah oder relativ in Prozenten der Nennkapazität anzuzeigen, die beim Jeweiligen Ladezustand mit dem Entladestrom entnommen werden kann.The function of the device is described in more detail below, important features are summarized: The device described enables it, with any loading and unloading of accumulator batteries B, dieJenige amount of charge QM either absolutely in ampere-hours Ah or relative as a percentage of the nominal capacity which are taken with the discharge current for the respective state of charge can.

Die Bedingungen, die dieses Gerät erfüllen, sind: a) Berücksichtigung der Entladecharakteristik der Bleibatterie bzw. alkalischen, z. B. NiCd-Batterie bezüglich des Entladestromes IE K = f (IE...) K = momentan zur Verfügung stehende Ladung b) Berücksichtigung des Ladefaktors α der Batterie K = f (IE, CE ...) c) Berücksichtigung der Temperatur TS des Elektrolyten K = f (IE, α , TS) Der im Auflade/Entladekreis befindliche Shunt Sh liefert eine Spannung U8, die proportional dem Strom ist, der in die Akkumulatorenbatterie fließt bzw. von ihr entnommen wird.The conditions that this device meet are: a) Consideration of the discharge characteristics of the lead battery or alkaline, z. B. NiCd battery with regard to the discharge current IE K = f (IE ...) K = momentarily for Available charge b) Consideration of the battery's charge factor α K = f (IE, CE ...) c) Consideration of the temperature TS of the electrolyte K = f (IE, α, TS) The shunt Sh located in the charge / discharge circuit provides a Voltage U8, which is proportional to the current that flows into the accumulator battery or is taken from it.

U3 = RSIB Diese Spannung U8 wird durch den rückgekoppelten Vorverstärker V1 um den Faktor v1linear verstärkt. Die Verstärkung kann am Potentiometer R100 eingestellt werden, die Eingangsspannung am Widerstand R200. Die verstärkte Shunt-Spannung gelangt über das Dioden-Widerstandsnetzwerk D1 R1 bis D4 R5 an den invertierenden Eingang des rückgekoppelten Spannungsverstärkers V3. U3 = RSIB This voltage U8 is generated by the feedback preamplifier V1 is amplified linearly by the factor v1. The amplification can be adjusted at the potentiometer R100 the input voltage at resistor R200. The increased shunt voltage reaches the inverting one via the diode-resistor network D1 R1 to D4 R5 Input of the feedback voltage amplifier V3.

Dadurch, daß der Eingangswiderstand am invertierenden Eingang aufgrund der Rückkoppelung verschwindend klein ist, fällt am Widerstand des gesamten Dioden-Netzwerks die verstärkte Spannung vl . US ab. Aufgrund der Kennlinien der einzelnen Dioden D1 bis D4 stellt dieses Netzwerk aber einen nichtlinearen spannungsabhängigen Widerstand dar, wenn aus der Batterie B Strom entnommen wird, d.h. wenn V1 ' US > O Im Falle der Ladung ist vl U5 < O, die Dioden D1 bisD4 sperren. Die Verstärkung ist linear.Due to the fact that the input resistance at the inverting input the feedback is vanishingly small, falls on resistance of the entire diode network, the increased voltage vl. US from. Because of the characteristics of the individual diodes D1 to D4, this network represents a non-linear voltage-dependent network Resistance when current is drawn from battery B, i.e. when V1 'US > O In the case of charging, vl U5 <O, the diodes D1 to D4 block. The reinforcement is linear.

Die Verstärkung eines rückgekoppelten invertierten Verstärkers V1 ist durch das Verhältnis des Widerstandes im Rückkopplungskreis RR = R, im Eingangskreis RE = R (Netzwerk) gegeben. Dadurch entsteht eine Ausgangsspannung Uo = vl . v3 (US) . US für vlUS 70 U0 = v1 . v3 US für v1US<0 Die Ausgangsspannung Uo wird durch den folgenden als Integrator geschalteten Operationsverstärker 11 in eine Impulsfolge verwandelt.The gain of a feedback inverted amplifier V1 is by the ratio of the resistance in the feedback circuit RR = R, in the input circuit RE = R (network) given. This creates an output voltage Uo = vl. v3 (US) . US for VLUS 70 U0 = v1. v3 US for v1US <0 The output voltage Uo is through the following operational amplifier 11 connected as an integrator into a pulse train transformed.

Die Spannung Ua am Ausgang des Integrators I1 ist zeitabhängig in folgender Weise: R = C = Pos.Bez.The voltage Ua at the output of the integrator I1 is time-dependent in the following way: R = C = Pos.

Da UO ein Maß für den Strom ist, stellt Ua wegen Q = WI dt im Falle, daß der Strom in die Akkumulatorenbatterie B hineinfließt, ein exaktes Maß für die Ladung dar, die in die Akkumulatorenbatterie B hineingebracht worden ist. Im Falle daß der Strom der Akkumulatorenbatterie B entnommen wird, stellt Ua ein bewertetes Maß für die Ladung dar, die der Akkumulatorenbatterie entnommen wurde.Since UO is a measure of the current, Ua represents Q = WI dt in the case that the current flows into the accumulator battery B, an exact measure for the Charge that has been brought into the secondary battery B. In the event of that the current of the accumulator battery B is drawn, Ua represents a weighted Measure of the charge that was taken from the accumulator battery.

Die folgenden beiden im ganzen S1 genannten Schalter, von denen der eine bei Erreichen der Spannung Ua = Ua+, der andere bei Erreichen der Spannung Ua = Ua- die Integratorausgangsspannung auf Null zurücksetzen, erzeugen Jeweils Inipulse, deren Zahl also im ersten Falle proportional der bewerteten entnommenen Ladung, im zweiten proportional der in die Batterie hineingebrachten Ladungsmenge ist.The following two switches mentioned throughout S1, of which the one when the voltage Ua = Ua + is reached, the other when the voltage is reached Ua = Ua- reset the integrator output voltage to zero, generate each Inipulse, the number of which in the first case is proportional to the number taken Charge, in the second proportional to the amount of charge brought into the battery is.

Der Proportionalitätsfaktor kann im ersten Fall durch Variation r Integrationskonstanten RC eingestellt werden, weil Ua+ mit Hilfe einer Zenerdiode als Referenzelement fest vorgegeben ist, im zweiten Fall durch Einstellung von Ua- mit Hilfe von Potentiometer R300.In the first case, the proportionality factor can be varied by varying r Integration constants RC can be set because Ua + with the help of a Zener diode is fixed as a reference element, in the second case by setting Ua- with the help of potentiometer R300.

Die Zahl der Impulse, die der erste Schalter von S1 erzeugt, wird durch den Vorwärts-Rllckwärtszähler Zl von seinem momentanen Zählerstand subtrahiert, die Zahl der Impulse, die der zweite Schalter von S1 erzeugt, werden zum Zählerstand hinzuaddiert. Die Flip-Flops des Vorwärts-Rückwärtszählers sind die digitalen Speicherelemente für die Differenz der Impulszahlen der beiden Schalter. -Die in den Flip-Flops gespeicherte Zahl wird beispielsweise dekodiert air Anzeige gebracht und gibt bei einmaliger Ubereinstimmung von Zählerstand und Batteriekapazität, die z.B. dadurch erreicht wird, daß bei völlig entladener Akkumulatorenbatterie B der Zähler auf Null gesetzt wird, Je nach Einstellung der Integrationskonstanten 1 RC die Folgezeit entweder absolut oder relativ die momentan zur Verfügung stehende Ladungsmenge an.The number of pulses that S1's first switch generates will be subtracted by the up-down counter Zl from its current counter reading, the number of pulses that the second switch generated by S1 added to the counter reading. The up / down counter flip-flops are the digital storage elements for the difference in the pulse numbers of the two switches. -The number stored in the flip-flops is decoded for example air display brought and gives if there is a one-time agreement between the meter reading and the battery capacity, which is achieved, for example, when the accumulator battery is completely discharged B the counter is set to zero, depending on the setting of the integration constants 1 RC the following time either absolutely or relative to the currently available time Amount of charge.

Um nicht im Falle einer Uberladung der Batterie eine Ah-Zahl bzw. Prozentzahl zur Anzeige zu bringen, die überhalb der Nennkapazität der Batterie B liegt, ist mittels einer Gatter-Schaltung der Wertebereich des Anzeigebereiches beschränkt.In order not to lose an Ah number in the event of the battery being overcharged. Display percentage that is above the nominal capacity of the battery B is the value range of the display range by means of a gate circuit limited.

Außerdem kann der Zählerstand extern auf Null (leere Batterie) und Hundert (Nennkapazität in relativer Prozentangabe) eingestellt werden; mittels einer dritten Taste kann der Zählerstand auf jede beliebige Zahl eingestellt werden. Ein Zeitverzögerungsglied kann in der Weise vorprogrammiert werden, daß bei Anschließen der Akkumulatorenbatterie entweder Null, Neun, dert", oder eine zufallsbedingte Zahl angezeigt wird.In addition, the counter reading can be externally set to zero (empty battery) and One hundred (nominal capacity in relative percentage) can be set; by means of a third button, the counter reading can be set to any number. A Time delay element can be preprogrammed in such a way that when connected the accumulator battery either zero, nine, changes ", or a random one Number is displayed.

Um den Einfluß der Temperatur auf die momentan zur Verfügung stehende Ladungsmenge der Akkumulatorenbatterie B zu berücksichtigen, ist es erforderlich, von der bezüglich der Nenntemperatur TN = 300 C bzw. 270 C gemessen verfügbaren Ladung QTN eine Ladungsmenge Qo (T) zu subtrahieren, die in guter Näherung folgendermaßen von der Temperatur abhängt: für T < TN b) Qo (T) = 0 für T > TN Kg = Nennkapazität der Batterie in 7 Deshalb wird als Temperaturfühler der Widerstand NTC mit exponentiellem Strom-Spannungsverhalten benutzt. Mit Hilfe eines Justierbaren Widerstandsnetzwerkes wird eine Spannung UT erzeugt, die folgende Temperaturabhängigkeit hat: Ein triggerbarer Analog-Digitalwandler erzeugt Impulse mit einer Frequenz fy proportional UT, sofern UT dO d.h. e ZT>e~TN.In order to take into account the influence of the temperature on the currently available amount of charge of the accumulator battery B, it is necessary to subtract an amount of charge Qo (T) from the charge QTN measured with respect to the nominal temperature TN = 300 C or 270 C, which is shown in depends on the temperature as follows: for T <TN b) Qo (T) = 0 for T> TN Kg = nominal capacity of the battery in 7 Therefore, the resistor NTC with exponential current-voltage behavior is used as the temperature sensor. With the help of an adjustable resistor network, a voltage UT is generated that has the following temperature dependency: A triggerable analog-digital converter generates pulses with a frequency fy proportional to UT, provided that UT dO ie e ZT> e ~ TN.

Damit ist die Abschneidebedingung b) erfüllt.This means that cut-off condition b) is fulfilled.

Der Taktgeber besteht aus einer an sich bekannten astabilen Kippschaltung. Von diesem Generator werden folgende Befehle in zeitlicher Reihenfolge angeordnet abgeleitet: 1.) Der Rückwärts-Zähler übernimmt den Zählerstand des Impulsdifferenzzählers.The clock consists of an astable trigger circuit known per se. This generator arranges the following commands in chronological order derived: 1.) The down counter takes over the counter reading of the pulse difference counter.

2.) Der Temperatur-Digitalwandler wird zur Impulserzeugung freigegeben; jeder Impuls bewirkt die Subtraktion um die Zahl 1.2.) The temperature digital converter is enabled for pulse generation; each pulse causes the subtraction by the number 1.

3.) Der Temperatur-Digitalwandler wird in Ruhestellung gebracht.3.) The temperature digital converter is brought to rest position.

4.) Die Temperatur-korrigierte Ah-Zahl des Rückwärtszählers wird vom Zwischenspeicher Ubernommen und angezeigt.4.) The temperature-corrected Ah number of the down counter is from Cache adopted and displayed.

Da zwischen vorerwähnten Befehlen unter 2.) und 3.) eine definierte Zeitspanne TTAKT liegt, ist wegen r (1) = Zahl der ImPulse . d UT sec die Zahl der Impulse innerhalb der Taktzeit TTAKT proportional Qo (T).Since between the above-mentioned commands under 2.) and 3.) there is a defined Time interval TTAKT is because r (1) = number of impulses. d UT sec the number of Pulses within the cycle time TTAKT proportional to Qo (T).

Die vorbeschriebene Vorrichtung dient auch zur Vermeidung von Uberladungen bzw. zur Vermeidung von Tiefentladungen. Dies bewirkt eine zusätzliche Dekodiereinrichtung, die im Falle einer Entladung unter eine vorgegebene Amperestundenzahl Ah bzw. Prozentzahl der Nennkapazität optische und akustische Warnsignale bewirkt und ein Zeitlaufwerk T2 in Gang setzt, welches innerhalb einer bestimmten Zeitspanne automatisch die Akkumulatorenbatterie B von der Verbraucherlast trennt. Das Zeitglied besteht aus einem Zähler, der die Impulse einer astabilen Kippschaltung bis zu einer oberen Schwelle zShlt. Im Falle der Ladung wird das Ladegerät bei Erreichen der Nennkapazitätsladung abgeschaltet.The device described above also serves to avoid overloading or to avoid deep discharges. This causes an additional decoder, in the event of a discharge below a specified number of ampere hours Ah or percentage the nominal capacity causes visual and acoustic warning signals and a timer T2 sets in motion, which automatically sets the Accumulator battery B disconnects from the consumer load. The timer consists the end a counter that counts the pulses of an astable trigger circuit up to an upper one Threshold counts. In the case of charging, the charger is charged when the nominal capacity is reached switched off.

Die Stromversorgung der Vorrichtung gemäß der Erfindung erfolgt entweder direkt aus der Akkumulatorenbatterie B wobei der Eigenverbrauch mitregistriert wird, oder aus einer anderen Energiequelle. Um im ersten Falle zu vermeiden, daß die Akkumulatorenbatterie auch im Ruhe fall den Strom für alle Elektronikeinheiten wie Temperaturmessung, Anzeigelampen usw.The power supply of the device according to the invention takes place either directly from the accumulator battery B whereby the self-consumption is also registered, or from another energy source. In order to avoid the accumulator battery in the first case the power for all electronic units such as temperature measurement, even when not in use, Indicator lights, etc.

liefern muß, ist die interne Stromversorgung in zwei Stromkreise aufgeteilt: 1.) Versorgung des Impulsdifferenzzahlspeichers, 2.) Versorgung der übrigen Teile.must supply, the internal power supply is divided into two circuits: 1.) Supply of the pulse difference memory, 2.) Supply of the other parts.

Der zweite Versorgungsstromkreis-kann abgeschaltet werden; um aber zu verhindern, daß eine ungemessene Entladung bzw. Ladung stattfinden kann, bewirkt diese Abschaltung gleichzeitig eine Trennung der Batterie-Last.The second supply circuit can be switched off; around but to prevent that an unmeasured discharge or charge can take place, causes this shutdown also disconnects the battery load.

Die nicht mit eigenen Bezugszeichen versehenen Symbole von Schaltungsbausteinen und ihre Wirkungsweise sind allgemein bekannt und bedürfen für das Verständnis der erfindungsgemäßen Schaltbilder keiner ausdrücklichen Erläuterung.The symbols of circuit components that are not provided with their own reference symbols and their mode of action are well known and are necessary for understanding the circuit diagrams according to the invention no express explanation.

Es sei noch erwähnt, daß in Fig. 2 mit dem Bezugszeichen AO beispielsweise die Teile Z1, Z2, Spl, Del und Al sowie De2 mit Folgeeinrichtungen -zusammengefaßt sind. Ferner können auch Einrichtungen zur Erfassung beispielsweise von Umwelteinflüssen mit erfaßt sein.It should also be mentioned that in FIG. 2 with the reference symbol AO, for example the parts Z1, Z2, Spl, Del and Al as well as De2 with secondary facilities - summarized are. Furthermore, devices for recording, for example, environmental influences be captured with.

Alle insbesondere in der Zeichnung, der Beschreibung und den nachfolgenden Ansprüchen dargestellten Merkmale und Konstruktionsdetails können sowohl als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.All in particular in the drawing, the description and the following Features and construction details presented claims can both be essential to the invention in any combination with one another.

- Patentansprüche - - patent claims -

Claims (21)

Patentansprüche für flir die unmittelbare Messung und Anzeige der jekg. Verfahren weiligen Ladung einer Akkumulatorenbatterie auch bei deren Entladung bzw. Aufladung, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: a) Beim Aufladen bzw. Entladen der Akkumulatorenbatterie wird der fließende Strom festgestellt und die dabei ermittelte, dem Strom proportionale Spannung wird vorzugsweise verstärkt; b) dann wird die der Batteriekennlinie entsprechende Unterproportionalität dieser Spannung eliminiert; über die Zeit c) die so ermittelte und aufbereitete Spannung wird/integriert und beim Erreichen einer vorgegebenen Vergleichsspannung Jeweils auf Null geschaltet, wobei jeder Schaltvorgang einen Impuls erzeugt; d) die Anzahl dieser Impulse wird gezählt, wobei beim Aufladen der Akkumulatorenbatterie die gezählten Einheiten addiert und beim Entladen die gezählten Einheiten subtrahiert werden; e) das jeweilige Zählergebnis wird mittels eines Anzeigeinstrumentes sichtbar gemacht. Claims for the direct measurement and display of the jekg. Process occasional charging of an accumulator battery even when it is discharged or charging, characterized by the following process steps: a) When charging or discharging the accumulator battery, the flowing current is determined and the voltage which is determined and is proportional to the current is preferably amplified; b) then the underproportionality corresponding to the battery characteristic curve becomes this Tension eliminated; over time c) the voltage determined and processed in this way is / integrated and each time a specified comparison voltage is reached switched to zero, each switching operation generating a pulse; d) the number these impulses are counted, the counted ones when the accumulator battery is being charged Units are added and the counted units are subtracted when discharging; e) the respective counting result is made visible by means of a display instrument. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Berücksichtigung eines Ladefaktors die aus dem Stromkreis der Akkumulatorenbatterie entnommene,autenOtete u. integrlerte Spannung im Falle der Aufladung der Akkumulatorenbatterie mit einer um diesen Ladefaktor größeren Vergleichsspannung verglichen wird als bei der Entladung.2. The method according to claim 1, characterized in that for consideration of a charge factor taken from the circuit of the accumulator battery, autenOtete and integrated voltage in the case of charging the accumulator battery with a comparison voltage is compared to this charge factor greater than during discharge. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der gezählten, einer jeweiligen Ladungsänderung entsprechenden Impulse gespeichert unddiesjeeeilsbei einer Xnderung des Ladungszustandes der Akkumulatorenbatterie um ein Hundertstel ihrer Kapazität angezeigt wird, wobei bei völlig entladener Akkumulatorenbatterie der Wert "Null" und bei völlig geladener Akkumulatorenbatterie der Wert "Hundert" angezeigt werden, so daß die Anzeige jeweils in Prozent derNenn kapazität der Batterie erfolgt.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the Number of counted pulses corresponding to a respective change in charge stored and this in the event of a change in the state of charge of the accumulator battery around a hundredth of its capacity is displayed, with a completely discharged accumulator battery the value "zero" and with a fully charged accumulator battery the value "hundred" are displayed so that the display is in percent of the nominal capacity of the battery he follows. ¢. Verfahren zur unmittelbaren Messung und Anzeige des Ladung zustandes einer Akkumulatorenbatterie unter Berücksichtigung wenigstens einer die Kapazität der Akkumulatorenbatterie beeinflussenden, durch die Umgebung bewirkten Meßgröße, insbesondere der Temperatur und vorzugsweise der unter der Nenntemperatur der Akkumulatorenbatterie liegenden Temperatur, insbesondere nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine änderung der Meßgröße in eine Spannung proportional u dieser Meßgrößenüber d e Zeit änderung umgewandelt wird, daß diese Spannung integriert und mit einer vorgegebenen Spannung verglichen wird, nach deren Erreichen sie auf Null geschaltet und diese Schaltvorgänge gezählt werden und daß das Ergebnis dieser Zählung und das-Ergebnis der Zählung der durch Aufladung und durch Entladung der Batterie entstehenden Impulse jeweils nach einer bestimmten Zeit in einem Zusatzzähler übernommen und dort Je nach Vorzeichen des gezählten Impulses addiert oder voneinander subtrahiert werden und daß der so ermittelte und von einem Zusatzzähler festgestellte Wert jeweils nach bestimmten kurzen Zeitabschnitten angezeigt wird.¢. Process for the immediate measurement and display of the charge status a storage battery taking into account at least one of the capacity the measured variable influencing the accumulator battery, caused by the environment, in particular the temperature and preferably below the Nominal temperature the accumulator battery lying temperature, in particular after one or more of claims 1 to 3, characterized in that a change in the measured variable in a voltage proportional to u of these measured variables is converted over the time change is that this voltage is integrated and compared with a predetermined voltage after which it is switched to zero and these switching operations are counted and that the result of this count and the result of the count of the through Charging and impulses generated by discharging the battery each after one certain time in an additional counter and there depending on the sign of the counted pulses are added or subtracted from each other and that the so determined and the value determined by an additional counter after certain short periods of time is shown. 5.- Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Meßvorrichtung für den im Batteriestromkreis fließenden Strom und die diesem proportionale Spannung sowie einen aus einem Vorverstärker (V1) und einem Diodenwiderstandsnetzwerk (D1 bis D4 und R1 bis R5) bestehenden Verzerrer zur Angleichung der gemessenen Spannung an die Batteriekennlinie und ferner durch die Kombination eines Integrators (I1) und eines elektronischen Schalters zur Umwandlung der gemessenen und aufbereiteten Ausgangsspannung in eine Impulsfolge.5.- Device for carrying out the method according to one or more of Claims 1 to 4, characterized by a measuring device for that in the battery circuit flowing current and the voltage proportional to it as well as one from a preamplifier (V1) and a diode resistor network (D1 to D4 and R1 to R5) to adjust the measured voltage to the battery characteristic and also by the combination of an integrator (I1) and an electronic switch for conversion the measured and processed output voltage into a pulse train. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Stromkreis der Akkumulatorenbatterie (B) ein Strommeßshunt (sh) vorgesehen ist, an welchen der lineare Vorverstärker (V1) angeschlossen-ist.6. Apparatus according to claim 5, characterized in that in the circuit the accumulator battery (B) a current measuring shunt (sh) is provided on which the linear preamplifier (V1) is connected. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem Vorverstärker (V1) Jeweils wenigstens eine Diode (D1) und ein Widerstand (R2) in Reihe geschaltet sind und wenigstens eine weitere, vorzugsweise mehrere solcher aus Diode und Widerstand bestehende Reihenschaltungen dazu bzw. zueinander parallel geschaltet sind, und daß hinter diesem Dioden-Widerstands-Netzwerk (D1 bis D4 und R1 bis R5) ein zweiter rückgekoppelter Spannungsverstärker (V3) vorgese hen ist.7. Apparatus according to claim 5 or 6, characterized in that behind the preamplifier (V1) at least one diode (D1) and one resistor (R2) are connected in series and at least one further, preferably several such series connections consisting of a diode and resistor to or to one another are connected in parallel, and that behind this diode-resistor network (D1 to D4 and R1 to R5) a second feedback voltage amplifier (V3) is provided hen is. 8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7, dadurch'gekennzeichnet, daß hinter dem Spannungsverstärker (V3) ein Integrator (I1) und ein mit diesem zusammenwirkender elektronischer Schalter (S1) zum Abschalten der hinter dem Integrator ansteigenden Spannung beim Erreichen einer Vergleichsspannung vorgesehen sind.8. Device according to one or more of claims 5 to 7, characterized in, that behind the voltage amplifier (V3) an integrator (I1) and one interacting with it electronic switch (S1) to switch off the rising after the integrator Voltage are provided when a comparison voltage is reached. 9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erfassen der durch den elektronischen Schalter (S1) und den Integrator (Il)'erzeugten Impulse ein digitales Zählwerk (Z1, Z2) vorgesehen ist.9. Device according to one or more of claims 5 to 8, characterized characterized in that for detecting the by the electronic switch (S1) and the integrator (II) 'generated pulses a digital counter (Z1, Z2) is provided is. 10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Schalter (S1) auf zwei verschiedene Vergleichsspannungen ausgerichtet ist, wobei die eine Vergleichsspannung bei der Entladung der Akkumulatorenbatterie (13) vorgesehen ist und für den Ladevorgang der Akkumulatorenbatterie eine im Vorzeichen umgekehrte Vergleichsspannung vorgesehen ist, welche um den der Akkumulatorenbatterie zugehörigen Ladefaktor größer als die andere Vergleichsspannung ist.10. Device according to one or more of claims 5 to 9, characterized characterized in that the electronic switch (S1) has two different reference voltages is aligned, the one comparison voltage when discharging the accumulator battery (13) is provided and one in the sign for the charging process of the accumulator battery reverse comparison voltage is provided, which is around that of the accumulator battery associated charge factor is greater than the other comparison voltage. 11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Zählwerk (Z1, Z2) ein vorwärts- und rückwärtszählendes Zählwerk vorgesehen ist.11. The device according to one or more of claims 5 to 10, characterized characterized in that the counter (Z1, Z2) is an up and down counter is provided. 12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Meßglied mit einem MeßfUhler (NTC) od.dgl. zur Messung wenigstens eines Umwelteinflusses, insbesondere zur Messung der Temperatur der Akkumulatorenbatterie (B) vorgesehen ist, wobei der Meßwert in eine diesem proportionale Spannung umwandelbar ist.12. The device according to one or more of claims 5 to 11, characterized characterized in that at least one measuring element with a measuring sensor (NTC) or the like. to the Measurement of at least one environmental influence, in particular for measuring the temperature the accumulator battery (B) is provided, the measured value in a proportional to this Voltage is convertible. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß dem Meßglied (NTC) ein Verstärker (V4) od.dgl. und ein mit einem elektronischen Schalter (52) zusammenwirkender Integrator (I2) zur Erzeugung von der Jeweils gemessenen Spannung entsprechenden Impulsen nachgeschaltet sind und daß dem digitalen Zähler (Z1) ein Zusatzzähler (Z2) nachgeschaltet ist, mit welchem der Impuisgeber des Meßgliedes ebenfalls verbunden ist.13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the Measuring element (NTC) an amplifier (V4) or the like. and one with an electronic switch (52) cooperating integrator (I2) for the generation of the respective measured voltage corresponding pulses are connected downstream and that the digital Counter (Z1) is followed by an additional counter (Z2) with which the impulse generator of the measuring element is also connected. 14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 13, gekennzeichnet durch ein Steuerglied (T1) zum Ubertragen des Zählergehnisses aus dem digitalen Zähler (Z1) in den Zusatzzähler (Z2) und zum oeffnen des Zusatzzählers gegenilber dem Impulsgeber (11, S1) des Meßgliedes für eine bestimmte Zeit sowie zum Abschließen dieses Impulsgebers lind des digitalen Zählers und zum Freigeben des ermittelten Ergebnisses im Zusatzzähler vorzugsweise fieber einen Speicher (Spl) und insbesondere über einen Dekoder (Del) zu einem Anzeigeelement (Al).14. Device according to one or more of claims 5 to 13, characterized by a control element (T1) for transferring the counter result from the digital Counter (Z1) in the additional counter (Z2) and opposite to open the additional counter the pulse generator (11, S1) of the measuring element for a certain time and to terminate this pulse generator lind the digital counter and to release the determined Result in the additional counter preferably fever a memory (Spl) and in particular via a decoder (Del) to a display element (Al). 15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßfühler (NTC) des Meßgliedes seinen Widerstand entsprechend der für diese Meßgröße ermittelten Kennlinie der Akkumulatorenbatterie (B) in gleicher Abhängigkeit von der Meßgröße ändert.15. Device according to one or more of claims 5 to 14, characterized characterized in that the measuring sensor (NTC) of the measuring element has its resistance accordingly the characteristic curve of the accumulator battery (B) determined for this measured variable in the same way Changes depending on the measured variable. 16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusatzzählnerk (Z2) und diesen Meßglied berücksichtigenden Schaltglieder sowie das Steuerglied auf einer Leiterkarte angebrdnet sind, welche in entsprechende Kontakte der Vorrichtung einsteckbar ist.16. The device according to one or more of claims 5 to 15, characterized marked that the additional counter (Z2) and this measuring element considered switching elements as well as the control element are attached to a circuit card are, which can be plugged into corresponding contacts of the device. 17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu einem zwischen Speicher (Spl) und Anzeige (Al) angeordneten Dekoder (Del) ein zweiter Dekoder (De2) vorgesehen ist, welcher auf vorbestimmte Werte einstellbar ist.17. The device according to one or more of claims 5 to 16, characterized characterized in that arranged parallel to one between memory (Spl) and display (Al) Decoder (Del) a second decoder (De2) is provided, which on predetermined Values is adjustable. 18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Dekoder (De2) bei Erreichen eines vorgewählten Wertes zur Betätigung eines Schaltvorganges dient.18. The device according to claim 17, characterized in that the second decoder (De2) when reaching a preselected value to operate a Switching process is used. 19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Dekoder (De2) z.B. bei 20 % Restkapazität einer Akkumulatorenbatterie (B) zum Einschalten eines op-.19. Apparatus according to claim 17 or 18, characterized in that that the decoder (De2) e.g. at 20% remaining capacity of an accumulator battery (B) to switch on an op-. tischen und/oder akustischen Signales und insbesondere zum Abschalten eines Ladegerät es bei 100 % Kapazität der Akkumulatorenbatterie bzw, Abschalten der Last bei vorgegebener Restkapazität vorgesehen ist. table and / or acoustic signal and in particular to switch off a charger it at 100% capacity of the accumulator battery or, switch off the load is provided with a given remaining capacity. 20. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine manuelle EinstelL vorrichtung an dem Anzeigegerät (Al)-vorgesehen ist, mit welcher das Anzeigegerät auf einen dem jeweiligen Ladungszustand einer Akkumulatorenbatterie (B) entsprechenden Ausgangswert einstellbar ist.20. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that a manual adjustment device on the display device (Al) - is provided with which the display device to one of the output value corresponding to the respective state of charge of an accumulator battery (B) is adjustable. 21. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Anzeigeelement (Al) ein solches für die Zahlen von 0 bis 100 vorgesehen ist, bei welchem ein Überschreiten des Wertes t100 gesperrt ist.21. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the display element (Al) is one for the numbers of 0 to 100 is provided, in which an exceeding of the value t100 is blocked is.
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