DE2455872A1 - Batterieladeanlage, vorzugsweise fuer nickel-kadmium-batterien - Google Patents

Batterieladeanlage, vorzugsweise fuer nickel-kadmium-batterien

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DE2455872A1 DE19742455872 DE2455872A DE2455872A1 DE 2455872 A1 DE2455872 A1 DE 2455872A1 DE 19742455872 DE19742455872 DE 19742455872 DE 2455872 A DE2455872 A DE 2455872A DE 2455872 A1 DE2455872 A1 DE 2455872A1
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Description

Batterieladeanlage, vorzugsweise für Nickel-. Kadmium-Batterien.
Die Erfindung betrifft eine Batterielädeanlage, vorzugsweise für Nickel-Kadmium-Batterien, mit einer Gleichstromquelle und einem Spannungsregler zur Regelung der Aus gangs spannung der Gleichstromquelle entsprechend einer angelegten Fühlspannung und einer Ladesteuerschaltung zum Schutz der Batterie vor thermischer Beschädigung.
Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine thermisch ansprechende Schutzschaltung zum Verhindern eines thermischen Weglaufens bzw. Durchgehens von Nickel-Kadmium-Batterien.
Nickel-Kadmiuin-Batterien haben wegen ihres hohen Stromlieferungsvermögens, ihres geringen Gewichtes und ihrer Eigenschaft, in abgedichteten Gehäusen betrieben werden zu können, weite Verwendung in Fahrzeugen, beispielsweise in Flugzeugen, gefunden, in denen ein hoher elektrischer Energiebedarf gedeckt werden, muß· und dabei das Gewicht auf einem Minimum gehalten
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werden muß. Die Nickel-Kadmium-Batterien werden typischerweise dadurch im geladenen Zustand gehalten, daß sie mit Gleichstron|konstanter Spannung beaufschlagt werden, der von einem oder mehreren spannungsregulierten Generatoren oder Wechselstrommaschinen erzeugt wird, die von den Maschinen des Flugzeugs angetrieben werden. Der von den mit konstanter Spannung arbeitenden Generatoren zu den Batterien fließende Ladestrom ist anfänglich groß und sinkt dann, wenn die Batterien nahezu voll geladen sind, auf einen kleinen Wert ab. Dieses Absinken hat seinen Grund in dem allmählichen Ansteigen der Batteriespannung (die der Ladespannung entgegengesetzt ist), wenn die Ladung der Batterie- wieder hergestellt ist. Unglücklicherweise nimmt die von Nickel-Kadmium-Batterien erzeugte Gegenspannung mit steigender Temperatur ab, wodurch diese Batterien thermisch durchgehen können.
Dieser Zustand kann sich entwickeln, wenn die Temperatur der Batterien sich wesentlich erhöht, sei es von Innen her, beispielsweise durch verlängertes Starten eines schwer anlaufenden Motors, oder von Außen her, beispielsweise durch eine hohe äußere Temperatur in der Batteriekammer. Wenn der entstehende anfängliche Ladestrom genügend hoch ist, kann ge- _ nügend Wärme erzeugt werden, so daß das thermische Beharrungsvermögen der Batterie überwunden wird und die Temperatur der Batterie ansteigt. Dies führt zu einer weiteren Verminderung in der entgegengesetzten Spannung und einem noch größeren Ladestrom, wodurch ein sich selbst unterhaltender "Durchgehzustand" entsteht, der, wenn er sich fortsetzen kann, die Batterie möglicherweise beschädigt oder sogar entzündet.
Die Höhe, auf der die Batteriespannung beim Laden gehalten wird, kann eingestellt werden, indem in den Spannungsreglern der Generatoren des Flugzeugs enthaltene Schaltungen eingestellt werden; bisher war es üblich, die Klemmenspannung der
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Batterie entsprechend den Umgebungsbedingungen, in denen das Flugzeug betrieben werden sollte, einzustellen. D.h., beim Betreiben in warmen Regionen war es üblich, die Klemmenspannung der Batterie zu vermindern, während es beim Betreiben in kalten Regionen üblich war, die Klemmenspannung der Batterie zu erhöhen. Dies hatte zwar die Wirkung, die Neigung zum thermischen Durchgehen aufgrund eines äußeren Erhitzens der Batterie zu vermindern, war aber beim Verhindern eines Durchgehens infolge einer inneren Erwärmung der Batterie unwirksam, wie es beispielsweise infolge einer verlängerten InIaßleistung für einen Motor entstehen kann. Entsprechend bestand Bedarf für ein Batterieladegerät, das eine innere Erwärmung der Batterie genauso gut wie eine äußere Erwärmung ausgleicht.
Häufig eignen sich in einem Flugzeug oder anderen Fahrzeugen vorhandene Gleichstromversorgungsanlagen nicht für Veränderungen und größere Änderungen von Bauteilen oder der Verdrahtung können nur mit erheblichen Kosten und großem Zeitaufwand durchgeführt werden. Entsprechend besteht in solchen Anlagen, die Nickel-Kadmium-Batterien verwenden, ein Bedarf für eine Batterieschutzschaltung,· die die Batterien vor thermischem Durchgehen schützt und keine großen Verdrahtungsänderungen der Anlage oder ein Ersetzen primärer Bauteile innerhalb der Anlage erfordert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Batterielädeanlage> insbesondere für Nickel-Kadmium-Batterien, zu schaffen, die das Entstehen von Zuständen, in denen die Batterie thermisch durchgeht, verhindert und die in einfacher Weise in vorhandene Ladeanlagen eingebaut werden kann.
Gelöst wird diese Aufgabe mit einer Batterieladeanlage der eingangs beschriebenen Gattung erfindungsgemäß dadurch, daß die Ladesteuerschaltung eine Temperaturfühlvorrichtung mit einem thermisch mit der Batterie verbundenen Temperatur-
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fühler zum Erzeugen eines temperaturabhängigen Referenzsignales und eine Batterieladesteuervorrichtung aufweist, die auf das Referenzsignal und die Klemmenspannung der Batterie anspricht, um die an den Spannungsregler angelegte Fühlspannung zur .Verminderung der Möglichkeit eines thermischen Durchgehens der Batterie zu steuern.
Die erfindungsgemäße Batterieladeanlage ermöglicht ein sehr sicheres Laden von Nickel-Kadmium-Batterien, bei dem das Ausmaß, in dem die Batterie geladen wird, entsprechend der Temperatur der Batterie eingestellt wird, um zu verhindern, daß sich ein Zustand entwickelt, in dem die Batterie thermisch durchgeht.
Die Zufuhr von Ladestrom zur Batterie wird beispielsweise unterbrochen, wenn die Klemmenspannung der Batterie ein vorbestimmtes Maximum, das in Beziehung zur Temperatur der Batterie steht, übersteigt.
Besonders gut verwendbar ist die erfindungsgemäße Batterieladeanlage für Fahrzeuge, die einen eine konstante Spannung liefernden Generator aufweisen.
Die Batterien sind vor einem thermischen Durchgehen geschützt, egal ob das Durchgehen durch von Innen oder von Außen bedingte Erwärmung der Batterie bedingt ist.
Die Erfindung schafft eine Schaltung zum Steuern der Ladestärke, die zusätzlich in mit konstanter Spannung arbeitende Batterieladeanlagen von Flugzeugen eingebaut werden kann, wobei nur minimale Änderungen notwendig sind.
Die erfindungsgemäße Anlage kann für verschiedene Fahrzeugarten verwendet werden, besonders nützlich wird sie für die.elektrische Anlage von Flugzeugen verwendet. In solchen
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Anlagen sind Niekel-Kadmium-Batterien häufig zum Startender Motoren des Flugzeuges und zum Betreiben verschiedener Kommunikations- und Navigations- und Umgebungskontrollausrüstungen während des Fluges vorgesehen, wobei ein oder mehrere spannungsregulierte Generatoren oder Wechselstrommaschinen zum Aufrechterhalten der Ladung der Batterien vorgesehen sind.
Die Erfindung wird im folgenden anhand schematascher Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Batterieladeanlage ;
Fig. 2 ein Schaltbild, teilweise in Blockdarstellung, der Batterieladeanlage gemäß Fig. 1;
Fig. 3 die Abhängigkeit der von der Batterieanla^e abgegebenen Ausgangsspannung in Abhängigkeit von der Temperatur der Batterie..
Gemäß Fig. 1 weist eine mit konstanter Spannung arbeitende Batterieladeanlage in Flugzeugbauart eine Nickel-Kadmium-Batterie 10 auf. Ein Temperaturfühler 11 ist thermisch mit der Nickel-Kadmium-Batterie 10 verbunden, entweder indem er im Batteriegehäuse 12 untergebracht ist oder indem er innerhalb einer der Zellen der Batterie angeordnet ist. Die Batterie, die mehrere in Reihe geschaltete Zellen aufweist, hat herkömmliche positive und negative Ausgangsklemmen. Diese Klemmen sind an die verschiedenen Anlagen des Flugzeugs, die in Fig. 1 zusammen als Last 13 bezeichnet sind, angeschlossen.
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Die Batterieausgangsklemmen sind weiter an eine Quelle von als Ladestrom dienenden Gleichstrom angeschlossen, die einen Generator 14 oder eine Wechselstrommaschine herkömmlicher Bauart aufweisen kann. Dieser Generator ist nach derzeitiger Praxis vorzugsweise mit einem Spannungsregler 15 versehen, der die Erregung des Generators so einstellt, daß eine konstante Ausgangsspannung an den Batterieklemmen unabhängig von Änderungen in der Leistungseinstellung der Flugzeugmotoren oder Änderungen in der elektrischen Last aufrechterhält. Der Spannungsregler 15, der in herkömmlicher Weise aufgebaut sein kann, ist mit Ausgängen zum Fühlen der Batteriespannung und mit Ausgängen versehen, die der Feldwicklung des Generators einen Gleichstrom mit einer Stromstärke liefern, die umgekehrt zur Batterieklemmenspannung ab- bzw. zunimmt.
Erfindungsgemäß ist die Batterieladeanlage derart aufgebaut, daß die dem Generator 14- zugeführte Erregerspannung unterbrochen wird, wenn die Batterieklemmenspannung einen vorbestimmten maximalen Wert überschreitet, der von der Betriebstemperatur der Batterie 10 abhängt. Gemäß Fig. 1 geschieht dies mittels einer Batterieschutzschaltung 16, die in einfacher Weise einer vorhandenen Niekel-Kadmium-Gleichstromleistungsanlage, wie beispielsweise der Batterie 10, der Last 13 und dem Generator 14 gemäß Fig. 1 zugefügt werden kann. Die Schutzschaltung 16 weist einen Spannungskomparator 17 auf, der einen ersten Eingang, die Batterieklemmenspannung, mit einem zweiten Eingang, einer Referenzspannung, die in Beziehung zur Temperatur der Batterie steht, vergleicht. Das Referenzsignal wird dadurch hergestellt, daß der Temperaturfühler 11, der thermisch mit der Batterie 10 verbunden ist, an einen Spannungsverstärker 18 angeschlossen wird. Der Verstärker 18 weist eine geeignete Schaltung auf, um aus einer Widerstandsänderung im Temperaturfühler 11 ein Gleichstromreferenzsignal herzuleiten, das dem Komparator 17 zugeführt werden kann.
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Wenn die Batterieklemmensparuiung, die dem Komparator 17 zugeführt wird, die Höhe des temperaturabhängigen Refexenzsignales überschreitet, wird vom Komparator 17 ein Ausgangssignal erzeugt. Dieses Signal wird einem Spannungsverstärker
19 zugeführt, indem es soweit verstärkt wird, daß es geeignet ist, eine Schalterschaltung 20 für die Fühlspannung zu steuern. Die Schaltersehaltung 20 ist in Reihe zwischen die Batterie und die spannungfühlenden Klemmen des Spannungsreglers 15 geschaltet, um den Spannungsregler selektiv ein- und auszuschalten, entsprechend wie es der verstärkte Ausgang des Komparators 17 verlangt. Wenn die Klemmenspannung der Batterie 10 unter die temperaturabhängige Referenzspannung fällt, erscheint am Komparator 17 kein Ausgangssignal und die Schalterschaltung
20 bleibt offen, wodurch der Spannungsregler 15 maximale Erregung des Generators 14 erzeugt. Umgekehrt ist die Schalterschaltung 20 im "geschlossenen" Zustand, wenn die Klemmenspannung der Batterie 10 das temperaturabhängige Referenzsignal übersteigt, wodurch der Spannungsregler 15 eine verminderte Erregung des Generators bewirkt.
Im Betrieb fluktuiert der Spannungsregler 1.5 schnell zwischen maximalem und minimalem Ladezustand, entsprechend wie die Spannung an der Batterie 10 relativ zum temperaturabhängigen Referenzsignal ansteigt oder abfällt. Wenn der Spannungsregler 15 in Betrieb ist und der Generator 14 in Betrieb gesetzt wird, steigt die Spannung an den Klemmen der Batterie 10 schnell. Wenn die Spannung die Höhe des temperaturabhängigen, dem Komparator 17 zugeführten Signals erreicht, kommt die Schalt er schaltung 20 in ihren geschlossenen' Zustand, wodurch die Erregung des Generators 14 vermindert wird. Die Batterieklemmenspannung fällt nun schnell unter die temperaturabhängige Referenzspannung, wodurch der Spannungsregler 15 wiederum für verstärkte Erregung sorgt und die Batterieklemmenspannung steigt. In der Praxis findet der alternierende Zyklus in einer Größenordnung von 500 bis 1 000 Zyklen Sekunde statt.
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In Fig. 2 ist eine bevorzugte Schaltung der Batterieschutzschaltung 16 dargestellt. Der Generator 14 des Flugzeugs ist wiederum in Parallelschaltung mit den Ausgangsklemmen der Batterie 10 und der elektrischen Last 13 der verschiedenen Anlagen des Flugzeugs dargestellt. Ein Temperaturfühler 11 in Form eines drahtartigen, veränderbaren . Widerstandelementes mit positivem Temperaturkoeffizient ist innerhalb des Batteriegehäuses 12 in unmittelbarer thermischer Nähe zur Batterie 10 untergebracht. In der Praxis kann dieser Fühler entweder in das Gehäuse eingeschmolzen oder im Elektrolyt einer der Batteriezellen angeordnet sein. Eine Ausgangsklemme des Spannungsreglers 15 ist an eine Klemme der Erreger oder Feldwicklung 21 des Generators 14 angeschlossen. Die andere Klemme der Feldwicklung 21 ist an Erde angeschlossen und die andere Ausgangsklemme des Reglers 15 ist an eine Gleichstromquelle mit positiver Polarität, in dem dargesteltten Beispiel die positive Klemme der Batterie,gelegt.
Der Spannungsregler 15 weist einen positiven und negativen Eingang auf, denen eine Fühlspannung geeigneter Polarität zugeführt wird, um die Ausgangsspannung des Generators 14 auf einer vorbestimmten Höhe zu halten. Die Klemme positiver Polarität ist mittels eines Schalters in Form eines PNP-Transistors 22 an eine Gleichstromquelle mit positiver Polarität und über einen Widerstand 23 an Erde gelegt. Die die negative Polarität aufnehmende Klemme ist auf Erde gelegt.
Wenn der Transistor 22 leitend ist, wird den Fühlklemmen des Seglers 15 ein Gleichstrom positiver Polarität mit einer Spannung etwa gleich der der Batterie 10 zugeführt.· Umgekehrt wird, wenn der Transistor 22 im nicht durchlässigen Zustand ist, den Fühlklemmen keine Spannung zugeführt. Diese Vorgänge bewirken, daß der Generator 14 abwechselnd voll ladend und nicht ladend ist.
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Um ein von der Batterietemperatur abhängiges Referenzsignal zu erhalten, ist eine Klemme des Temperaturfühlers 11 mit einer Konstantgleichspannungsquelle verbunden, die von einer Zenerdiode 24 und einem in Reihe geschalteten Abfallwiderstand 26 gebildet ist. Die Zenerdiode 24 und der Widerstand 25 sind in Reihe zwischen die positive Batterieklemme und Erde geschaltet, der Fühler 11 ist an deren Verbindungspunkt angeschlossen. Die andere Klemme des Temperaturfühlers 11 ist über in Reihe geschaltete Widerstände 26 und 27, die einen Zweig einer 4-elementigen Widerstandsbrücke 28 umfassen, an Erde gelegt. Die andere Seite der Brücke umfaßt in Reihe geschaltete Widerstände 29 und 30, die zwischen die Verbindung von Zenerdiode 24 und Widerstand 25 und Erde gelegt sind.
Der Verbindungspunkt der Widerstände 26 und 27 ist mit dem positiven oder nicht invertierenden Eingang eines Differentialverstärkers 31 verbunden und der Verbindungspunkt der Widerstände 29 und 30 ist mit dem negativen oder invertierenden Eingang dieses Differentialverstärkers 31 verbunden. Der Ausgang des Differentialverstärkers 31 ist über einen Widerstand 32 mit dem positiven oder nicht invertierenden Eingang eines Komparator-Verstärkers 33 verbunden und über einen Widerstand 34 zum negativen oder invertierenden Eingang des Differentialverstärkers 31 zurückgeführt, um eine Gegenkopplung zu schaffen, die langsamen Verstärkungsveränderungen innerhalb des Gerätes entgegenwirkt.
Im Betrieb erzeugen die Widerstandsbrücke 28, der Temperaturfühler 11 und der Differentialverstärker 31 ein Referenzsignal, das sich umgekehrt zur Temperatur der Batterie verändert. Dies hat seinen Grund darin, daß der Widerstand des Temperaturfühlers 11 sich direkt mit der Temperatur der Batterie 10 verändert, wodurch die auf den nicht invertierenden Eingang des Verstärkers 3I gelegte Spannung sich umgekehrt
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mit der Temperatur ändert. Weil der invertierende Eingang des Verstärkers 31 mittels der Widerstände 29 und 30, die als ein Spannungsteiler zum Beaufschlagen dieses Einganges mit einem Teil der an der Zenerdiode 24 abfallenden, regulierten Spannung wirken, auf einem konstanten Potential gehalten wird, verändert sich das Referenzsignal am Ausgang des Verstärkers 31 umgekehrt mit der Batterietemperatur. Die absolute Spannungshöhe dieses Referenzsignales für gede gegebene Batterietemperatur kann durch Wahl geeigneter Werte der Widerstände 26, 27, 29 und 30 und durch Auswahl einer geeigneten Zenerdiode 24 in an sich bekannter Weise vorbestimmt werden.
Der Differentialyerstärker 33 ist als Spannungskomparator angeschlossen und vergleicht als solcher die Spannungswerte der seinem invertierenden und nicht invertierenden Eingang zugeführten Signale. Das am Ausgang des Differentialverstärkers 31 entstehende temperaturbezogene Referenzsignal wird dem nicht invertierenden Eingang zugeführt und ein die Batterieklemmenspannung anzeigendes Signal, das mittels eines Paares in Reihe zwischen die positive Batterieklemme und Erde geschalteten Widerständen 35 und 36 abgenommen wird, wird dem invertierenden Eingang zugeführt. Wenn die aufgenommene Batteriespannung größer ist als die Referenzspannung, die am Ausgang des Verstärkers 31 entsteht, schaltet der Komparator-Verstärker 33 in einen Zustand mit niederem Ausgangssignal, wobei sein Ausgangssignal relativ zu den anderen Elementen in der Schaltung nahezu oder gleich 0 Volt oder Erdpotential beträgt. Wenn die gefühlte Batteriespannung niederer als die Referenzspannung ist, schaltet der Komparatorverstärker 33 in einen Zustand mit hohem Ausgangssignal, wobei sein Ausgangssxgnal ein positives Potential, beispielsweise in der Größenordnung von 15 Volt annimmt. Zwischen den Ausgang und den nicht invertierenden Eingang des Komparatorverstarkers 33 ist ein Widerstand 37 geschaltet, um eine
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regenerative Rückkopplung für einen erwünschten positiven Übergang zwischen dem Zustand mit hohem Ausgangssignal und dem Zustand mit niederem Ausgangssignal zu schaffen.
Der Ausgang des Komparatorverstärkers 33 ist über eine Zenerdiode 38 und einen Widerstand 39 an· die Basis des Transistors 22 angeschlossen, der, wie "bereits erwähnt, als Schalter dient, um den Fühlklemmen des Spannungsreglers 15 wahlweise Spannung zuzuführen oder nicht. Die Basis des Transistors 22 ist weiter über einen Vorspannungswiderstand 40 mit der positiven Klemme der Batterie verbunden.
Die Zenerdiode 38 und die Widerstände 39 und 40 bilden einen 3-elementigen Spannungsteiler, der den Transistor 22 in Sperrichtung vorspannt, wenn der Ausgang des Komparatorverstärkers 33 auf hohem Wert ist, und in den leitenden Zustand bringt, wenn der Ausgang des Komparatorverstärkers 33 auf niederem Wert ist. Wie bereits erwähnt, hat dies die Wirkung, daß dem Regler 151 wenn die Batterieklemmenspannung höher als die Referenzspannung ist, eine Fühlspannung für verminderten Ladestrom zugeführt wird und diese Fühlspannung bei niederer Batterieklemmenspannung abgeschaltet wird, damit ein maximaler Ladestrom fließt.
Die Höhe der Spannung, bei der der Spannungsregler 15 bewirkt, daß der Generator 14 die Batterie 10' lädt, hängt von der Temperatur der Batterie ab, die .vom Temperaturfühler 11 aufgenommen wird. Wenn die Batterietemperatur niedrig ist, ist die dem Komparatorverstärker 33 zugeführte Referenzspannung hoch, so daß der Batterie für eine längere Zeit, d.h., bis die vom invertierenden Eingang des Komparatorverstärkers 33 aufgenommene Batteriespannung über die dem nicht invertierenden Eingang dieses Verstärkers zugeführte Referenzspannung ansteigt, die volle Ausgangsleistung des Generators 14 zuge-
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fuhrt wird. Umgekehrt ist das dem Komparatorverstarker 33 zugeführte Referenzsignal, wenn die Temperatur der Batterie 10 hoch ist, klein und der vom Generator 14 stammende Ladestrom dauert eine relativ kurze Zeitdauer. Die Wirkung der Temperatur auf die Batterieladespannung ist aus Fig. 3 ersichtlich, in der die Generatorspannung gegen Batterietemperatur aufgetragen ist.
In der Batterxeladekontrollschaltung 16 kann vorgesehen sein, vorübergehende Störungen zu unterdrücken. Zu diesem Zweck ist zwischen den nicht invertierenden Eingang des Differentialverstärkers 31 und den Verbindungspunkt von Zenerdiode 24 und Widerstand 25 ein Kondensator 41 geschaltet. Des weiteren können· einstellbare Zeitkonstanten vorgesehen sein, um zu kurze Sparmungsänderungen auszuschließen. Zu diesem Zweck ist ein Kondensator 42 parallel zum Widerstand 36 geschaltet, um zusammen mit dem Widerstand 35 und 36 ein RC-FiIternetzwerk zu bilden, das verhindert, daß der Komparatorverstarker 33 auf hohe, an der Batterieklemme möglicherweise vorhandene Frequenzen anspricht.
Ein Hauptvorteil der geschilderten Anlage liegt darin, daß die Steuerschaltung 16 als eine integrale Einheit in eine vorhandene Energieversorgung mit Nickel-Kadmium-Batterie eines Flugzeugs eingebaut werden kann. Das einzige, was dazu erforderlich ist, ist den Temperaturfühler 11 thermisch an die Batterie anzuschließen und die positive Fühlklemme des Spannungsreglers über die Ladesteuerschaltung zu verdrahten. Für den Spannungsregler oder den Generator sind keine Änderungen erforderlich, weil die Steuerschaltung funktioniert, indem dem Regler eine Fühlspannung zugeführt oder keine Fühlspannung zugeführt wird, um den Generator des Flugzeugs abwechselnd zu erregen oder nicht zu erregen, damit an der Batterie und der gesamten Generatoranlage eine Ladespannung erzeugt wird, die durch die Temperatur der Batterie gegeben ist. In der elektri-
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sehen Anlage des Flugzeugs sind nur minimale Abänderungen erforderlich. Außerdem ist nur eine minimale Anzahl zusätzlicher Bauteile erforderlich, weil der ursprünglich verwendete Spannungsregler und Generator unverändert bleiben.
Ein Betrieb der Nickel-Kadmium-Batterie bei zu hoher Temperatur ist ausgeschlossen, wodurch die Lebensdauer der Batterie erhöht wird und die Möglichkeit eines schwerwiegenden Ausfalls innerhalb des Flugzeugs ausgeschlossen wird.
Die dargestellte Ladesteuerschaltung 16 arbeitet schaltend, d.h., der Generator wird erregt oder nicht. Genauso gut wäre es möglich, kontinuierlich oder proportional zu arbeiten, wobei die dem Spannungsregler für den Generator des Flugzeugs zugeführte Fühlspannung addiert.oder subtrahiert würde, um am Generator ein stetiges Ausgangssignal mit einer Spannung zu ■ erhalten, die sich nach der' Batterietemperatur richtet. Anstelle der geschilderten Operationsverstärker könnten auch andere Schaltungen verwendet werden. Auch wäre es möglich, anstatt die Schaltung von der Batterieklemme her mit.Energie zu versorgen, eine weitere unabhängige Gleicb.spamrtmgsqu.elle zu verwenden, die von der Batterie getrennt ist, um den Spannungsregler 15 und die Steuerschaltung 16 mit Strom zu versorgen, mit Ausnahme der Widerstände 35 und 36, die notwendigerweise die Batteriespannung aufnehmen. Auch könnte die in Verbindung mit Nickel-Kadmium-Batterien geschilderte Anlage für andere Batterien verwendet werden, in denen ein Temperaturschutz bei minimaler Abänderung einer bestehenden Anlage erwünscht ist.
67XX7 Ansprüche
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Claims (6)

Ansprüche
1. Batterieladeanlage, vorzugsweise für Kickel-Kadmium-Batterien, mit einer Gleichstromquelle und einem Spannungsregler zur Regelung der Ausgangsspannung der Gleichstromquelle entsprechend einer angelegten Fühlspannung und einer Ladesteuerschaltung zum Schutz der Batterie vor thermischer Beschädigung, dadurch gekennzeichnet , daß die Ladesteuerschaltung eine Temperaturfühlvorrichtung mit einem thermisch mit der Batterie (10) verbundenen Temperaturfühler (11) zum Erzeugen eines temperaturabhängigen Referenzsignales und eine Batterieladesteuervorrichtung (Batterieschutzschaltung 16) aufweist, die auf das Referenzsignal und die Klemmenspannung der Batterie (10) anspricht, um die an den Spannungsregler (15) angelegte Fühlspannung zur Verminderung der Möglichkeit eines thermischen Durchgehens in der Batterie (10) zu steuern.
2. Batterieladeanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Batterieladesteuervorrichtung einen Komparatorverstärker (33) aufweist, der die Klemmenspannung der Batterie und das temperaturabhängige Referenzsignal vergleicht, und weiter einen Schalter (Transistor 22) aufweist, der auf das Ausgangssignal des Komparatorverstärkers (33) zur Steuerung der Beaufschlagung des Spannungsreglers (15) mit der Fühlspannung anspricht.
3. Batterieladeanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Temperaturfühlvorrichttmg eine Quelle konstanter Spannung, eine zwischen die
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Spannungsquelle und Erde geschaltete Brückenschaltung (11, 26, 27, 29, 30) und einen über die Mitte der Brückenschaltung verbundenen Differentialverstärker (31) aufweist, und daß der Temperaturfühler (11) einen temperaturabhängigen Widerstand aufweist, der in einem Zweig der Brückenschaltung enthalten ist, um am Ausgang des Differentialverstärkers (31) ein temperaturabhängiges -Referenzsignal zu erzeugen.
4. Batterieladeanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3? dadurch gekennzeichnet , daß der temperaturabhängige Widerstand einen positiven Temperaturkoeffizienten aufweist und sich das Referenzsignal umgekehrt mit der Temperatur ändert. .
5. Batterieladeanlage nach einem der Ansprüche 1.bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Beaufschlagung des Spannungsreglers (15) mit Fühlspannung beendet wird, wenn die Batterieklemmenspannung die Referenzspannung übersteigt, und wieder hergestellt wird, wenn die Batterieklemmenspannung unter die Referenzspannung sinkt.
6. Batterieladeanlage nach Anspruch 1, dadurch g e kee nnzeictinet , daß die Steuerung der Beaufschlagung des Spannungsreglers mit der ITühlspannung proportional zur Abweichung zwischen Referenzsignal und Klemmenspannung der Batterie erfolgt.
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DE19742455872 1973-11-26 1974-11-26 Batterieladeanlage, vorzugsweise fuer nickel-kadmium-batterien Pending DE2455872A1 (de)

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