DE2456065A1

DE2456065A1 - Batterie-ladevorrichtung

Info

Publication number: DE2456065A1
Application number: DE19742456065
Authority: DE
Inventors: Michael Alan Morling
Original assignee: Harmer & Simmons Ltd
Current assignee: Harmer & Simmons Ltd
Priority date: 1973-12-06
Filing date: 1974-11-27
Publication date: 1975-06-19
Also published as: GB1456226A; FR2254139B1; FR2254139A1; DE2456065B2; DE2456065C3

Description

DIPL.-ING. H. STEHMANN bö Nürnberg 2 LSSENWEINSTRASSE 4-4 DIPL.-PHYS. DR. K. SCHWEINZER _TELEFON: ^_1103717 Nira r>D IVVI DAI I TELEGRAMM-ADRESSE: STEHPATENT IMVa. LSrt. IVI. rw-\»J TELEX 06-23135 PATENTANWÄLTE BANKKONTEN: O / EZ C Π O C DEUTSCHE BANK AG. NÜRNBERG ZhDuUoO blz 74070012 konto nr. 3«im POSTSCHECKKONTO: NÜRNBERG «7081

Nürnberg, 26. 11. 1974 120/53

Harmer & Simmons Ltd., 98/100 Peregrine Road, Hainault

Hf ord (Essex)/England

"Batterie-Ladevorrichtung"

Die Erfindung betrifft eine Batterie-Ladevorrichtung mit einer an die zu ladende Batterie anschaltbaren Ladevorrichtung und mit einer Steuerschaltung mit Kontrollvorrichtung für den Ladezustand der Batterie und zum Einschalten der Ladevorrichtung, wenn die Batterie-Leerlaufspannung auf einen vorgegebenen Wert abgesunken ist.

Derartige bekannte Ladevorrichtungen,' die zugleich einen : Entladungsausgleich sicherstellen, liefern gewöhnlich einen impulsförmigen Ladestrom an die Batterie, wenn die Batterie-Leerlaufspannung, d. h. die Klemmenspannung bei geöffnetem Kreis, auf einen vorbestimmten Wert abgefallen ist, nachdem die Haupt-Ladung abgeschlossen wurde.

Schwierigkeiten hinsichtlich der Anwendbarkeit derartiger Ladevorrichtungen mit automatischem Erhaltungsladen ergeben sich dadurch, daß die Abfallcharakteristik der Klemmenspannung je nach der in Betracht kommenden Batterie individuell unterschiedlich ist. So tendiert beispielsweise bei einer alten und/oder bei einer heißen Batterie die Klemmenspannung des offenen Kreises dazu, schneller als bei einer gesunden und kühlen Batterie

50982-5/0723

FOr dai AuftragsvarhHltnl« gilt die Gebührenordnung dar Deutschen Patentanwaltskammer. - Gerichtsstand für Leistung und Zahlung: Nürnberg. GesprSche am Fernsprecher haben keine rechtsverbindliche Wirkung

abzufallen. Unter solchen Umständen würde eine Ladevorrichtung der bekannten Art dazu tendieren, mehr Ausgleichsstrom-Impulse in die Batterie einzuspeisen, als womöglich tatsächlich erforderlich wären. Dies kann zu einem thermischen Durchschlag, zur Zerstörung der Batterie und großen Verlusten an Elektrolyt führen. Daraus können hohe Kosten für den Anwender der Batterie entstehen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Ladevorrichtung der genannten Art zu schaffen, das, ohne diese nachteiligen Begleiterscheinungen aufzuweisen, die angeschlossene Batterie stets funktionstüchtig im vollen Ladungszustand erhält, also die Zellenladung im Mittel erhält.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß bei einer Bafterie-Ladevorrichtung der eingangs genannten Art eine Zeitsteuerschaltung vorgesehen ist, die erst nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne ab Beendigung des vorangegangenen Ladevorganges die Steuerschaltung für ein Einschalten des Lädegerätes freigibt,

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus nachstehender Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispieles. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Batterie-Ladevorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise der erfindungsgemäßen Ladevorrichtung nach Fig. 1.

Nachdem eine nachladbare elektrische Batterie (Akkumulator)

509 8 25/0723

bis auf den vollen Ladezustand aufgeladen wurde, benötigt sie periodisch einen kurzen Erhaltungs-Ladestrom auch bei offenem Stromkreis, um ihren Volladezustand aufrechtzuerhalten.

Im in Fig. 1 dargestellten Blockschaltbild für ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist .eine Batterie 10 mit einem Ladegerät 11 beliebiger geeigneter Art verbunden, das seinerseits über einen Schalter 12, bei dem es sich z.B. um einen Relaisschalter handeln kann, an eine Leistungsversorung angeschaltet ist.

Ein Spannungs-Aufnehmer IJ ist an die Batterie 10 angeschlossen und gibt an seinem Ausgang 14 ein Signal ab, wenn die Leerlauf-Spannung je Zelle der Batterie 10 auf einen vorgegebenen Wert absinkt. Im Falle einer Blei-Säuere-Batterie beträgt dieser Spannungswert 2,2 Volt je Zelle.

Der Ausgang 14 ist an einen zweier Eingänge eines UND-Gatters 15 angeschlossen. Der andere Eingang des UND-Gatters an den Ausgang eines Zeittaktkreises l6,· der so aufgebaut ist, daß er startet, sobald das Ladegerät 11 abgeschaltet ist und nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne von z.B. 15 Minuten ein Ausgangssignal abgibt.

Wenn Signale an beiden Eingängen des UND-Gatters 15 anliegen, dann wird über eine Zeitschaltung I7 ein "Ausgangssignal gegeben, das den Schalter 12 in der Weise betätigt, daß das Ladegerät 11 an die Leistungsversorgung angeschlossen ist. Das Zeitglied I7 ist so dimensioniert, daß die Kontakte des Schalters 12 für eine vorbestimmte Zeit geschlossen bleiben, z.B. über zwei Minuten, woraufhin der Schalter 12 wieder öffnet und das Ladegerät 11 wieder abgeschaltet wird.

" ■ " . - 4 509825/0723

Wenn die Batterie warm oder in schlechtem Zustand ist, dann fällt, sobald das Ladegerät 11 abgeschaltet wird, die Spannung je Zelle der Batterie innerhalb weniger als 15 Minuten unter einen Wert von 2,2 Volt. Der Zeittaktkreis 16 stellt jedoch sicher, daß der Schalter 12 erst dann wieder geschlossen wird, wenn die volle eingestellte Zeitspanne, von im gegebenen Beispiel 15 Minuten, abgelaufen ist.

Fig. 2 zeigt anhand eines Spannungs-Zeit-Diagrammes ein Beispiel für einen derartigen Funktionsablauf, dargestellt für eine Batterie, deren Spannung anfangs rasch auf den kritischen Wert von 2,2 Volt je Zelle abfällt, nämlich innerhalb von drei Minuten nach Beendigung des Haupt-Ladevorganges; der Wiederbeginn des Ladens der Batterie tritt aber erst auf, wenn die volle Zeitspanne von 15 Minuten abgelaufen ist, innerhalb derer die Zellenspannung auf beispielsweise etwa 2,0 Volt je Zelle abgefallen ist.

Während dieser Zeitspanne von 15 Minuten kann die Batterie hinreichend abkühlen. Am Ende dieser 15 Minuten liefert der Zeitschaltkreis 16 das zweite Eingangssignal an das UND-Gatter 15, und die Zeitschaltung 17 schließt die Kontakte des Schalters 12 für eine gegebene Zeitspanne, von im dargestellten Beispiel, zwei Minuten. Am Ende dieser zweiminütigen Erhaltungs- oder Nachladezeitspanne fällt die Batterie-Leerlaufspannung abermals ab, wobei sie nun aber etwa zehn Minuten benötigt, um unter 2,2 Volt je Zelle abzusinken.

Wenn die Batterie voll aufgeladen ist, und unter der Voraussetzung, daß sie in gutem Zustande ist, dann dauert es etwa eine Stunde oder mehr, bis die Spannung auf

- 5 5 0 9 8 2 5/0723

2,2 Volt je Zelle abgefallen ist; in diesem Falle wird das Wiedereinsetzen des Ladevorganges also um diese Zeitspanne verzögert, ungeachtet der Tatsache, daß die Zeittaktschaltung 16 ihre Ausgangssignale jeweils nach Ablauf der eingestellten Zeitspanne von beispielsweise 15 Minuten abgibt.

Der Schalter 12 kann, in Abwandlung des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispieles,auch in der Verbindungsleitung zwischen dem Ladegerät 11 und der Batterie 10 angeordnet sein.

Die Erfindung ist also nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sie umfaßt auch alle fachmännischen Abwandlungen sowie Teil- und Unterkombinationen der beschriebenen und/oder dargestellten Merkmal und Maßnahmen.

- Ansprüche

509825/0723

Claims

A_n_s_p_r_U_c_h_e

/ 1.)Batterie-Ladevorrichtung mit einem an die zu ladende Batterie anschaltbaren Ladegerät und mit einer Steuerschaltung mit Kontrollvorrichtung für den Ladezustand der Batterie und zum Einschalten des Ladegeräts, wenn die Batterie-Leerlaufspannung auf einen vorgegebenen Wert abgesunken ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zeitsteuerschaltung vorgesehen ist, die erst nach Ab- · lauf einer vorgegebenen Zeitspanne ab Beendigung des vorangegangenen Ladevbrganges die Steuerschaltung für ein Einschalten des Ladegerätes (11) freigibt.
2. Ladevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung einen Spannungs-Aufnehmer (13) enthält, der bei Absinken der Batterie-Leerlaufspannung unter einen vorgegebenen Wert ein Ausgangssignal an einen zweier Eingänge eines UND-Gatters (15) liefert, und daß ein Zeittaktkreis (16) an den anderen Eingang jenes UND-Gatters (15) geschaltet ist, während der Ausgang des UND-Gatters (15) die Steuerschaltung für das Einschalten des Ladegerätes (11) steuert.

J5. Ladevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des UND-Gatters (15) an eine Zeitschaltung (17) angeschlossen ist, die nach Ansteuern vom UND-Gatter (15) das Ladegerät (11) für eine vorbestimmte Zeitspanne einschaltet.

509825/0723