DE2545086B2

DE2545086B2 - Einrichtung zur Überprüfung von Akkumulatoren

Info

Publication number: DE2545086B2
Application number: DE2545086A
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl.-Ing. 7141 Moeglingen Juhasz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1975-10-08
Filing date: 1975-10-08
Publication date: 1980-07-31
Also published as: JPS5246449A; DE2545086C3; GB1570984A; IT1073000B; DE2545086A1; FR2327648A1; US4104580A

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Überprüfung von Akkumulatoren, insbesondere zur Ermittlung der Batterierestkapazität von Akkumulatoren für Elektrofahrzeuge, mit einem an den Klemmen des Akkumulators anschließbaren Spannungsmesser.

Batteriespannung gemessen, dabei der Batterieinnenwiderstand an einem äußeren Shunt nachgebildet und zur Kompensation des Spannungsabfalles an dem tatsächlichen Innenwiderstand der Batterie verwendet Nachteilig ist bei dieser Methode, daß der Batterieinnenwiderstand keine konstante Größe ist und deshalb der Shunt zur Nachbildung des tatsächlichen Innenwiderstandes der Batterie von Zeit nachgeeicht werden muß, da sonst die Anzeige des Spannungsmessers nicht

ίο mehr ausreichend genau ist

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Überprüfung von Akkumulatoren, insbesondere zur Ermittlung der Batterierestkapazität von Akkumulatoren für Elektrofahrzeuge zu entwikkein, die die oben geschilderten Nachteile nicht aufweist Dabei soll nur eine einmalige Einstellung eines typischen Laststromes erforderlich sein, so daß bei folgenden Meßvorgängen bzw. Überprüfung stets der richtige Meßwert angezeigt wird, wobei auch Änderungen des tatsächlichen Batterieinnenwiderstandes voll und automatisch richtig berücksichtigt werden.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Spannungsmesser mit einer Steuereinrichtung in Wirkverbindung steht, welche bei einem typischen Laststrom den Spannungsmesser zur Anzeige eines Meßwertes freigibt bzw. den Ablesezcitpunkt für die Batterierestkapazitätsanzeige markiert

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich in

JO Verbindung mit den Unteransprüchen aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Zeichnungen. Es zeigt

F i g. 1 den prinzipiellen Aufbau einer Einrichtung zur Überprüfung von Akkumulatoren,

Fi g. 2 ein detailliertes Ausführungsbeispiel mit zwei Drehspul-Meßwerken,

F i g. 3 eine Skala für ein Meßgerät gemäß F i g. 2 und F i g. 4 ein Blockschaltbild einer elektrischen Einrichtung zur Arretierung eines Spannungsmessers.

In Fig. 1 ist ein Akkumulator 10 dargestellt, der überprüft werden soll, bzw. dessen Restkapazität ermittelt werden soll. Mit dem Akkumulator ist ein Lastwiderstand II, bei Elektrofahrzeuge!! beispielsweise der Antriebsmotor verbunden. Mit Ausgangsklemmen 12 und 13 des Akkumulators 10 ist ein Spannungsmesser 14 verbunden, welcher die Klemmenspannung der Batterie bzw. die Spannung, welche an dem Lastwiderstand 11 anliegt, anzeigt In eine Zuführungsleitung IS, die von dem Akkumulator 10 zu dem Lastwiderstand 11 führt, ist ein Meßwiderstand 16 geschaltet, der mit einem Strommesser 17 verbunden ist. Mit Hilfe dieses Strommessers 17 wird ein typischer Laststrom ermittelt, wobei bei Auftreten der gerade dann anliegenden Spannung freigegeben wird. Dieser Meßwert gibt zuverlässig Aufschluß über die Restkapazität des Akkumulators 10.

In Fig.2 ist ein detailliertes Ausführungsbeispiel der Einrichtung nach F i g. 1 dargestellt. Der Spannungsmesser 14 und der Strommesser 17 werden jeweils durch ein Drehspul-Meßinstrument gebildet, deren Meßwerkachsen 18 und 19 senkrecht zueinander angeordnet sind. Der Spannungsmesser weist einen Zeiger 20 auf, welcher über einer Skala 21 bewegbar ist. Der Strommesser 17 trägt auf seiner Meßwerkachse 19

*>5 eine Schneide 22, die mit einer Vielzahl von Kerben 23 versehen ist. Fließt über die Zuleitung 15 gemäß Fi g. 1 und über den Meßwiderstand 16 ein Strom, dann

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17 zunächst in einer Drehlage, in der die Schneide 22 mit einer ihrer Kerben 23 den Zeiger 20 des Spannungsmessers 14 arretiert, und zwar jeweils in der Position, die der Zeiger 20 des Spannungsmessers 14 innehatte, als die Schneide 22 das letztemal den Zeiger 20 freigegeben hatte. Wird nun der Strom, welcher zu dem Lastwiderstand U fließt, größer, dann wird die Meßwerkachse 19 des Strommessers 17 immer weiter verdreht, bis schließlich die Schneide 22 bei Erreichen eines typischen Laststromes den Zeiger 20 des Spannungsmessers 14 freigibt, so daß nunmehr eine eindeutige Anzeige der Batterierestkapazität erfolgt Wird der typische Laststrom nunmehr überschritten, bleibt der Zeiger 20 des Spannungsmessers 14 frei und aus der nun erfolgenden Anzeige lassen sich Schlüsse auf den Zustand der Batterie ableiten. Es ist jedoch auch ohne weiteres möglich, bei weiterer Verdrehung der Meßwerkachse 19 und damit bei Überschreiten eines typischen Laststrombereiches, den Zeiger 20 des Spaimungsmessers 14 etwa mit einer weiteren Schneide, die auf der Meßwerkachse des Strommessers 17 angebracht ist, wieder zu arretieren.

Durch die beschriebene Anordnung wird der bei der Freigabe des Zeigers 20 gemessene Wert nach Arretierung des Zeigers 20 durch die Schneide 22 für eine beliebige Zeit gespeichert, bis durch erneutes Erreichen des typischen Laststromes die Schneide 22 wieder verdreht und der Zeiger 20 des Spannungsmessers für die Anzeige eines neuen Meßwertes freigegeben wird.

Es ist ohne besonderen Aufwand auch möglich, den Zeiger 20 des Spannungsmesser^ 14 von Hand freizugeben und somit eine Momentanspannungsmessung durchzuführen.

Es ist auch möglich, nach der Aufladung des Akkumulators 10 kurzzeitig eine Belastung durchzuführen und dann die Batteriekapazität mit dem beschriebenen Meßinstrument zu messen. In F i g. 3 ist eine Skala dargestellt, die dann verwendet werden kann, wenn eine noch höhere Genauigkeit bei der Batterierestkapazitätsmessung gefordert ist wobei die Temperatureinflüsse auf die Batterierestkapazität mit erfaßt werden sollen. Zu diesem Zweck weist die Skala 21 gemäß F i g. 2 mehrere Skalenteilungen auf, die, wie in F i g. 3 zu erkennen ist, mit verschiedenen Temperaturangaben versehen sind. So gilt beispielsweise die obere Skala 24 gemäß Fig.3 für eine Temperatur von +20°C, während die untere Skaleneinteiiung 25 gemäß F i g. 3 für eine Temperatur von — 20°Cgilt.

In F i g. 4 ist in Blockdarstellung eine Einrichtung zur elektrischen bzw. elektro-mechanischen Freigabe des Spannungsmessers 14 gemäß F i g. 1 dargestellt Auch bei einer elektrischen Anordnung wird zunächst ein typischer Laststrom bzw. ein typischer Laststrombereich mit einem Istwert-Erfassungsgerät 26, das beispielsweise ein Meßwiderstand sein kann, erfaßt. Dieser Istwert wird einer Triggerschaitung 27 zugeführt die bei Erreichen des typischen Laststromes bzw.

ίο des typischen Laststrombereiches ein Arretierwerk 28 für den Spannungsmesser 14 betätigt

Es ist beispielsweise auch möglich, den Spannungsmesser nur dann einzuschalten, wenn der typische Laststrom oder der typische Laststrombereich erreicht ist

Bei der Funktion der Einrichtung nach Fig.4 ist besonders vorteilhaft und wichtig, daß das Arretierwerk nur für die Freigabefunktion des Spannungsmessers 14 Leistung aufnimmt, nicht dagegen für die Verriegelung des Spannungsmessers 14.

Zur Einstellung des typischen Laststromes kann in zweckmäßiger Weise beispielsweise der Meßwiderstand 16 herangezogen werden, der durch seine Dimensionierung einen für den typischen Laststrom charakteristischen Spannungsabfall erzeugt. Es kann aber auch die Meßwerkfeder oder eine Bremse im Meßwerk des Strommessers 17 zur Einsteilung des typischen Laststromes bzw. des typischen Laststrombereiches verwendet werden.

jo Schließlich ist es auch noch möglich, den Strommesser 17, der den Spannungsmesser 14 zur Anzeige eines Meßwertes angibt, durch ein einfaches Relais zu ersetzen, das bei einem bestimmten typischen Laststrom anspricht und dann den Zeiger 20 des Spannungsmes-

J5 sers 14 freigibt

Eine sehr breite Anwendungsmöglichkeit ist auch bei Kraftfahrzeugen zur Überprüfung der Fahrzeugbatterie möglich. Dabei wird die Batteriespannung beim Anlassen gespeichert so daß man auch hier eine auf den Batteriezustand bezogene Aussage gewinnt. Diese Aussage kann dahingehend ausgewertet werden, ob die Fahrzeugbatterie noch in Ordnung ist oder nicht.

Der besondere Vorteil der beschriebenen Einrichtung gemäß F i g. 1 bis 4 ist noch einmal zusammengefaßt, folgender: Die Batterierestkapazität wird unabhängig von Batterieinnenwiderstandsänderungen richtig angezeigt, wobei ein vom Alter des Akkumulators unabhängiges Messen der Restkapazität möglich ist.

Hierzu 1 Blatt Zeicgen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Überprüfung von Akkumulatoren, insbesondere zur Ermittlung der Batterierestkapazität von Akkumulatoren für Elektrofahrzeuge, mit einem an den Klemmen des Akkumulators anschließbaren Spannungsmesser, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsmesser (14) mit einer Steuereinrichtung (17, 27) in Wirkverbindung steht, welche bei einem typischen Laststrom den Spannungsmesser (14) zur Anzeige eines Meßwertes freigibt bzw. den Ablesezeitpunkt für die Batterierestkapazität markiert

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (27) eine elektrische Triggerschaltung zur Ermittlung eines typischen Laststromes bzw. Laststrombereiches aufweist, wobei die Triggerschaltung ein Arretierwerk (28) zur Arretierung des Spannungsmessers (14) unterhalb des typischen Laststromes und ggf. oberhalb des typischen Laststromes betätigt

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (17, 27) im Laststromkreis des Akkumulators (10) angeordneten Strommesser (17) aufweist, der mit einer Arretiervorrichtung (22, 28) versehen ist, welche das Meßwerk (14) bzw. die Anzeigeeinrichtung (20) des Spannungsmessers (14) festhält und bei Erreichen des typischen Laststromes freigibt.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (17, 27) so aufgebaut ist daß sie bei Erreichen des typischen Laststromes den Spannungsmesser (14) zur Anzeige eines Meßwertes freigibt und bei Überschreiten des typischen Laststromes bzw. eines typischen Laststrombereiches wieder arretiert und die Anzeigevorrichtung (20) in der zuletzt eingenommenen Position festhält

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1,3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsmesser (14) und der Strommesser (17) mit ihren Meßwerkachsen (18, 19) senkrecht zueinander angeordnet sind, wobei der Strommesser (17) wenigstens eine mit Kerben (23) versehene drehbare Schneide (22) aufweist, die in einer ersten Drehlage einen Zeiger (20) des Spannungsmessers (14) freigibt und in wenigstens einer anderen Drehlage mit einer der Kerben (23) den Zeiger (20) in der zuletzt eingenommenen Position festhält.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung des typischen Laststromes bzw. des typischen Laststrombereiches ein Meßwiderstand (16) in den Laststromkreis geschaltet ist, der mit der elektrischen Triggerschaltung (27) bzw. dem Strommesser (17) verbunden ist, wobei durch Veränderung des Meßwiderstandes (16) der typische Laststrom bzw. der typische Laststromboreich einstellbar ist.