DE2503269B2 - Einrichtung zum Laden der Antriebs- und der Bordnetzbatterie elektrisch betriebener Fahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Laden der Antriebs- und der Bordnetzbatterie elektrisch betriebener Fahrzeuge nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs. Eine solche Einrichtung ist bekannt durch die ETZ-A, 1973, Seiten 676 bis 678. Der Aufwand für zwei getrennte Transformatoren ist beträchtlich. Außerdem fehlt bei dem bekannten Gerät eine Lade-Überwachung.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein einfaches und billiges Ladegerät zu schaffen, das die Möglichkeit bietet, Antriebs- und Bordnetzbatterie stets gleichzeitig an einer normalen . Steckdose (z. B. 220 V/50 Hz Wechselspannung) aufzuladen, wobei die Bordnetzbatterie in ihrer Speicherkapazität so an die Antriebsbatterie angepaßt ist, daß sie nach der Aufladung in der Lage ist, unter allen Betriebsbedingungen des Elektrofahrzeuges die an sie angeschlossenen Verbraucher mit Energie zu versorgen, so lange die Antriebsbatterie den Fahrmotor speisen kann, wobei eine Lade-Überwachung für eine jeweilige schadlose Volladung sorgt.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs.

In der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.

Die Zeichnung zeigt ein Schaltbild des Ladegerätes für die Antriebsbatterie 4 eines Elektrofahrzeuges mit einer Einphasenwechselspannungsquelle 1. Ein Transformator 2 wandelt die Eingangsspannung U\ auf den Wert, der am Eingang eines Brückengleichrichters 3 benötigten Spannung Ui um.

Liegt der Wert von Lk, der seinerseits von der Spannung Ua der Antriebsbatterie 4 abhängt, in der Nähe der Netzspannung U\, so wird man die Wicklung des Transformators 2 im Hinblick auf seine Baugröße zweckmäßigerweise in einer Sparschaltung ausführen. In dieser Schaltung trägt der Transformator nur eine Wicklung mit einer dem gewünschten Übersetzungsverhältnis entsprechenden Anzapfung. In der Zeichnung ist diese Schaltung für L/i > LZ₂ dargestellt. Selbstverständlich kann die Sparschaltung auch für U\ < U₂ ausgeführt sein. Im gezeichneten Fall ist die »Sekundärwicklung« Bestandteil der »Primärwicklung«; in ihr fließt nur die Differenz der Ströme (/2-/1). Für U_x < U₂ gelten die umgekehrten Verhältnisse. In dieser Sparschaltung benötigt z. B. ein Transformator für ein Ladegerät einer 72zelligen Bleibatterie mit Anschluß an ein 220-V-Netz weniger als Vj der Bauleistung eines Transformators mit getrennten Wicklungen für das gleiche Ladegerät.

Es ist bekannt, durch entsprechenden Aufbau des Transformators 2 Streuinduktivitäten in den Wechselstromkreis des Ladegerätes einzubauen, um auch mit einem ungesteuerten Brückengleichrichter 3 eine gewünschte Ladekennlinie (Ι_Λ = F{U_A)) zu erhalten. So soll z. B. bei völlig entladener Batterie der Strom Ia so groß sein,daß die Antriebsbatterie in längstens 10—12 h vollgeladen werden kann. Mit steigender Kapazität muß der Strom 1_Λ dann auf den Wert des Ausgleichladestromes absinken, mit dem die Batterie ständig geladen werden kann. Dieses Verfahren wird auch hier zweckmäßigerweise angewandt.
Die Ladeschaltung ist erfindungsgemäß um eine

>■> getrennte Sekundärwicklung 5 des Transformators 2 und einen zweiten Brückengleichrichter 6 erweitert, um die Bordnetzbatterie 7 laden zu können. Die Windungszahl der Sekundärwicklung 5 läßt sich in bekannter Weise aus den Größen Uu Ub und Ib ermitteln. Wie im

)i> Stromkreis für das Laden der Antriebsbatterie ließe sich die Sekundärwicklung 5 so auf den Eisenkern des Transformators aufbringen, daß mit dem ungesteuerten Brückengleichrichter 6 eine sinnvolle Ladekennlinie (Iu = f(Ue)) für das Ladesystem der Bordnetzbatterie allein erzielt werden könnte.

Es besteht jedoch unvermeidlich eine Abhängigkeit der Spannung Ui an der Sekundärwicklung 5 auch vom Ladestrom Ι_Λ der Antriebsbatterie 4, d. h. bei großem Strom Ia wird Ui und damit h aufgrund der Spannungsabfalle in der Primärwicklung des Transformators 2 kleiner sein als bei kleinem Strom Ia- Wird nun für diesen Fall die Sekundärwicklung 5 so ausgelegt, daß der Strom Ie für eine vollständige Aufladung der Bordnetzbatterie während der Ladezeit der Antriebsbatterie ausreicht, was stets gewährleistet sein muß, so ist bei vollgeladener Antriebs- und Bordnetzbatterie eine automatische Reduzierung des Stromes Ig mit der vorliegenden, einfachen Schaltung auf den entsprechenden Wert des Ausgleichsladestromes der Bordnetzbatterie nicht möglich.

Daher wird der Brückengleichrichter 6 über einen gesteuerten Kontakt 9 an die Bordnetzbatterie 7 geschaltet, und dieser Kontakt 9 von einer Steuerschaltung 8 geöffnet, sobald von derselben das Überschreiten einer einstellbaren Spannungsschwelle festgestellt wird. Aufgrund der weit größeren Leistung Pa = Ia · Ua gegenüber Pb = Ib ■ Ub ergibt sich praktisch keine Abhängigkeit der Spannung U2 und damit des Ladestromes Ia der Antriebsbatterie 4 vom Ladestrom In der Bordnetzbatterie 7. Daher ist für den Ladestromkreis der Antriebsbatterie die angegebene einfache Schaltung gemäß der Zeichnung völlig ausreichend.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Einrichtung zum Laden der Antriebs- und der Bordnetzbatterie elektrisch betriebener Straßenfahrzeuge aus dem Wechselstromnetz, mit jeweils einem Transformator und einem Zweiweg-Gleichrichter, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator für die Antriebsbatterie (4) in Sparschaltung ausgeführt ist und daß er über eine Sekundärwicklung (5), die von der Sparwicklung galvanisch getrennt ist, auch die Bordnetzbatterie (7) speist, und daß eine der Bordnetzbatterie parallelgeschaltete, an sich bekannte Steuerschaltung (8) vorgesehen ist, die einen zwischen Gleichrichter (6) und Bordnetzbatterie (7) vorgesehenen Schaltkontakt (9) öffnet, sobald sie das Überschreiten einer einstellbaren Spannungsschwelle durch die an der Bordnetzbatterie liegende Spannung ( Ub) feststellt.