DE2456065B2

DE2456065B2 - Batterie-ladevorrichtung

Info

Publication number: DE2456065B2
Application number: DE19742456065
Authority: DE
Inventors: Michael Alan Sawbndgeworth Hertfordshire Morhng (Großbritannien)
Original assignee: Harmer & Simmons Ltd., Ilford, Essex (Grossbritannien)
Priority date: 1973-12-06
Filing date: 1974-11-27
Publication date: 1977-09-22
Also published as: FR2254139B1; DE2456065A1; GB1456226A; DE2456065C3; FR2254139A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Batterie-Ladevorrichtung mit einem an die zu ladende Batterie anschaltbaren Ladegerät, mit einer Kontrollvorrichtung für den Ladezustand der Batterie und mit einem Zeittaktkreis für das Einschalten des Ladegerätes.

Eine Vorrichtung dieser Art ist aus der DT-OS 15 88 956 bekannt. Jene Vorrichtung dient dazu, einerseits möglichst ökonomisch und andererseits möglichst rasch eine entladene Batterie wieder aufzuladen, indem das Laden in zwei Zyklen erfolgt, nämlich sich aus einem Grundladevorgang und einem Zusatzladevorgang in Anschluß an den Grundiadevorgang zusammensetzt. Aus dem Ladeverhalten der Batterie wird bestimmt, wann der Zusatzladevorgang einzusetzen hat. Diese Bestimmung erfolgt unmittelbar übeir den Amperestundenumsatz oder mittelbar über eine Zeitmessung. Um im Zuge des Wideraufladens einer entladenen Batterie zu einem gegebenen Zeitpunkt vom Grundladevorgang auf den Zusatzladevorgang umzu schalten, ist ein Zeittaktkreis vorgesehen.

Der Erfindung liegt das ganz andere Problem zugrunde, das auftritt, wenn eine auf ihren endgültigen Ladezustand bereits aufgeladene Batterie in diesem Ladezustand in Betriebsbereitschaft, also im Leerlauf, bereitgehalten werden soll. Denn auch eine vollaufgeladene Batterie weist, auch ohne Leistungsabgabe, einen Ladungsverlust auf, was im Interesse der Betriebsbereitschaft der geladenen Batterie herkömmlicherweise zum Anlaß genommen wird, gelegentlich eine als Erhaltungsladung bezeichnete Nachladung vorzunehmen.

Der Erfindung liegt, ausgehend von vorstehenden Überlegungen, die Aufgabe zugrunde, sicherzustellen, daß solches Erhaltungsladen nicht derart häufig vorgenommen wird, daß aufgrund thermischer Überbeanspruchung eine Zerstörung der Batterie auftritt.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung im wesentlichen dadurch gelöst, daß die Kontrollvorrichtung auf Ansprechen bei Unterschreiten der Batterie-Leerlaufspannung unten einen vorgegebenen Wert, der Zeittaktkreis auf Ansprechen bei Überschreiten einer Abkühlzeitspanne und eine Zeitschaltung auf Einschalten des Ladegerätes lür eine vorgegebene Erhaltungs-Ladezeitspanne eingestellt sind.

Diese Lösung berücksichtigt, daß das Leerlaufspannungsabfallverhalten der Batterie von deren Qualität und von Umgebungseinflüssen, insbesondere der Umgebungstemperatur, abhängt; und sie gewährleistet einerseits in guter Annäherung einen optimalen Ladezustand der Batterie, während andererseits durch das wiederholte Erhaltungsladen keine thermische Zerstörung der Batterie zu befürchten ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Unteranspruch sowie aus nachstehender Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispieles zur erfindungsgemäßen Lösung. Es zeigt

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

Fig. 2 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise der erfindungsgemäßen Ladevorrichlungnach Fig. 1.

Nachdem eine nachladbare elektrische Batterie (Akkumulator) 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 Aus^führ;jngsbeispiel 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 Leistungsversorgung angeschaltet ist.

Ein Spannungs-Aufnehmer 13 ist an die Batterie 10 angeschlossen und gibt an seinem Ausgang 14 ein Signal ab, wenn die Leerlauf-Spannung je Zelle der Batterie JO 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 15 an den Ausgang eines Zeittaktkreises 16, 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 17 ein Ausgangssignal gegeben, das den Schalter 12 in der Weise betätigt, daß das Ladegerät 11 an die Leistungsversorgung angeschlossen ist. Das Zeitglied 17 ist so dimensioniert, daß die Kontakte des Schalters 1 für eine vorbestimmte Zeit geschlossen bleiben, z. B. über zwei Minuten, woraufhin der Schalter 12 wieder öffnet und das Ladegerät 11 wieder abgeschaltet wird.

Wenn die Batterie warm oder in schlechtem Zustand ist, dann fällt, sobald das Ladegerät U 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-Diagramms ein Beispiel für einen derartigen Funktionsablauf, dargestellt für eine Batterie, deren Spannung anfangs rasch auf den kritischen Wert von 2,2 VoIi je Zelle abfällt, nämlich innerhalb von drei Minuten nach Beendigung des Haupt-Ladevorganges; der Widerbeginn 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 liefer! der Zeittaktkreis 16 das zweite Eingangssignal an das UND-Gatter 15, und das Zeitglied 17 schließt die Kontakte des Schalters 12 für eine gegebene Zeitspanne, von im da^rgestellten Beispiel, zwei Minuten. Am Ende dieser zweiminütigen Erhaltungs- oder Nachladezeitspanne fallt die Batterie-Leerlautspannung 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 2,2 Volt je Zelle abgefallen ist; in diesem Falle wird das Wiedereinsetzen des Ladevorganges also um diese Zeitspanne verzögert, ungeachtet der Tatsache, daü der Zcittaklkrcis 16 seine 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.

liier/u 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Batterie-Ladevorrichtung mii einem an die zu ladende Batterie anschaltbaren Ladegerät mit einer ^s Kontrollvorrichtung für den Ladezustand der Batterie und mit einem Zeittaktkreis für das Einschalten des des Ladegerätes, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrollvorrichtung (Spannungsaufnehmer 13) auf Ansprechen bei i" Unterschreiten der Batterie-Leerlaufspannung unter einen vorgegebenen Wert, der Zeittaktkreis (16) auf Ansprechen bei Überschreiten einer Abkühlzeitspanne und eine Zeitschaltung (17) auf Einschalten des Ladegerätes (11) für eine vorgegebene Erhal- >5 tungs-Ladezeitspanne eingestellt sind.

2. Ladevorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsaufnehmer (13) bei Ansprechen ein Ausgangssignal an einen zweier Eingänge eines UND-Galters (15) liefert und der Zeittaktkreis (16) an den anderen Eingang des UND-Gatters (15) geschaltet ist, während der Ausgang des UND-Gatters (15) die Steuerschaltung für das Einschalten des Ladegerätes (11) ansteuert.

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