DE2637265A1

DE2637265A1 - Batterieladeanzeige

Info

Publication number: DE2637265A1
Application number: DE19762637265
Authority: DE
Inventors: Charles Edward Konrad
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1975-08-21
Filing date: 1976-08-19
Publication date: 1977-03-03
Also published as: FR2321778A1; US4021718A; DE2637265C2; JPS6041538B2; GB1544229A; JPS5232542A

Description

Batterieladeanzeige

Die Erfindung bezieht sich auf eine Batterie-Überwachungseinrichtung und insbesondere auf eine Anzeige für den Ladezustand einer Batterie.

Speicherbatterien werden in zahlreichen Applikationen angewendet, wo es wichtig ist, die Höhe der in der Batterie noch zur Verfügung stehenden Energie zu kennen. Beispielsweise muß sich ein Batterie-getriebenes Elektrofahrzeug auf die in den an Bord befindlichen Batterien gespeicherte Energie zum Antrieb verlassen,

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und die Wiederaufladung erfordert spezielles Gerät, das nur an einer Ladestation zur Verfügung steht. Somit kann eine Einrichtung zum Anzeigen des Ladezustandes einer Batterie in vorteilhafter Xeise durch den Fahrzeugführer verwendet werden, um sicherzustellen, daß das Fahrzeug zu einer Ladestation zurückgebracht werden kann, bevor die Batterie vollständig entladen ist. Die Fahrzeugbatterien stellen eine wesentliche Investition dar, und die Amortisation der Batteriekosten hängt von der möglichen Anzahl der Lade/Entlade-Zyklen und von der mittleren Entladungstiefe einer Blei-Säure-Batterie ab. Es ist bekannt, daß die Lebensdauer einer Batterie wesentlich verkürzt wird, wenn sie wiederholt so weit entladen wird, daß das spezifische Gewicht des Elektrolyten unter 1180 mg/cm^ fällt. Es ist deshalb wünschenswert, Mittel zu schaffen, die deutlich werden lassen, daß der Batterieladezustand sich diesem Wert nähert.

Bekannte Systeme zum Anzeigen der in einer Batterie vorhandenen Energie und/oder zum Abtasten des niedrigen Ladezustandes fallen in drei breite Kategorien: gedämpfte Voltmeter, Batteriezustandsüberwacher und Amperestundenmeter. Keines dieser Systeme hat sich als völlig betriebssicher oder erfolgreich erwiesen.

Die Verwendung eines stark gedämpften Voltmeters, das direkt über die Batterie geschaltet ist, ist die älteste und häufigste Anzeige für den Batterieladezustand. Der Fahrzeugführer kann häufig den Batterieladezustand durch die Größe des Spannungsabfalles während eines speziellen Fahrmanövers_s beispielsweise der Beschleunigung, beurteilen, aber eine genaue Bestimmung erfordert große Fähigkeiten und eine genaue Beobachtung durch den Fahrzeugführer, der meistens durch den Fahrzeugbetrieb beschäftigt ist. Somit ist eine Voltineteranordnung nicht zufriedenstellend,, da sie erfahrenes Bedienungspersonal zur Interpretation und zusätzlich erfordert, daß eine spezielle Last zur Zeit der Ablesung an das Voltmeter angelegt wird.

Batteriezustandeüberwachungen sind in einigen batteriegetriebenen Industriefahrzeugen angewendet worden. Diese Vorrichtungen haben

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einen Spannungspegelschalter, der dann betätigt wird, wenn die Batterieklemmenspannung unter einen vorbestimmten Wert (gewöhnlich 80 bis 85 % der Nominalspannung) abfällt. Sollte die Spannung füV ein vorbestimmtes Zeitintervall, üblicherweise 15 bis 30 Sekunden, unter diesem Wert bleiben, leuchtet eine Anzeigelampe auf und ein zweiter Intervalltimer wird gestartet. Nach einem zweiten vorbestimmten Zeitintervall wird eine spezifische Arbeitsfunktion abgeschaltet, so daß keine zusätzliche Arbeit durchgeführt werden kann, wodurch die Bedienungsperson gezwungen wird, zur Ladestation zurückzukehren. Eine Fühler- und Abtasteinrichtung dieser Art ist nicht exakt und hängt von vielen Variablen ab, und infolgedessen muß die Einstellung des Spannungsauslösepunktes und der zwei ZeitverzögerungsIntervalle empirisch festgesetzt werden. Darüber hinaus steht keine kontinuierlich anzeigende Vorrichtung zur Verfügung, um der Bedienungsperson den augenblicklichen Ladezustand anzuzeigen, und der niedrige Ladungszustand wird die Bedienungsperson häufig überraschend treffen.

Ein übliches Instrument zum kontinuierlichen Anzeigen des Ladezustandes für batteriegetriebene Fahrzeuge ist das Amperestundenmeter. Batteriegespeiste Elektroautos, die am Anfang dieses Jahrhunderts populär waren, enthielten ein Amperestundenmeter, das durch die Amperestunden bei der Aufladung zurückgestellt wurde. Dieses alte Meßgerät war eine elektromechanisch^ Einheit, aber neuere Konstruktionen verwenden eine Halbleiterversion des Amperestundenmeters, wobei eine reveraible elektrochemische Platten-.zelle verwendet wird. In der elektrochemischen Zelle plattiert die Aufladung der Batterie ein Material mit einer Geschwindigkeit, die der Größe des Entladestromes entspricht, so daß die vollständige Plattierung das Produkt von Strom und Zeit ist. Während der Wiederaufladung wird die Plattierung in ähnlicher Weise reversiert. Beispielsweise hängen die aus einer Blei-Säure-Batterie verfügbaren Amperestunden (AH) von der Geschwindigkeit der Entladung ab. So liefert eine Batterie, die bei einer Stromentnahme, die die Batterie in 6 Stunden leert, 300 AH liefert, nur etwa 220 AH bei einem Strom, der einer Entladung innerhalb 1 Stunde

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entspricht, so daß das Amperestundenmeter anzeigen kann, daß ein Drittel der Energie noch verfügbar ist, wenn die Batterie tatsächlich vollständig entladen ist. Weiterhin werden entladene Batterien häufig an der Ladestation gegen einen vollständig geladenen Satz ausgetauscht, und da die vorherige Verwendung des neuen Satzes unbekannt ist, kann das Meßgerät nicht richtig zurückgestellt werden. Ferner sind die Amperestunden, die aus einer vollständig geladenen Blei-Säure-Batterie wiedergewonnen werden können, von sowohl dem Alter als auch der Temperatur der Batterie abhängig. Infolgedessen können Amperestundenmeter keine sichere Anzeige für die in der Batterie noch vorhandene Energie liefern.

Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Überwachen des Ladezustandes einer aufladbaren Batterie und ferner eine Anzeige für die Energie zu schaffen, die in den Antriebsbatterien von Batterie-getriebenen Elektrofahrzeugen vorhanden ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Batterieklemmenspannung bei einem vorbestimmten Wert des Entladestromes abgetastet und ein Wert gespeichert wird, der diese Spannung in einer elektronischen Zählschaltung darstellt. Dann wird eine digitale/analoge Spannungsumwandlung verwendet, um den gespeicherten Wert, der ein Maß für den Ladezustand der Batterie ist, in eine proportionale Auslenkung einer elektromechanischen Anzeige umzuwandeln, die der Bedienungsperson eine visuelle Anzeige für die in der Batterie verbleibende Energie liefert.

Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der folgenden Beschreibung und der Zeichnung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung näher erläutert.

Figur 1 ist eine Kurvendarstellung der Beziehung zwischen der Batterieklemmenspannung und dem spezifischen Gewicht des Elektrolyten bei drei Werten des Entladestromes.

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Figur 2 ist ein Blockdiagramm von dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Figur 3^vist ein genaueres schematisehes Schaltbild des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 2.

In Figur 1 ist eine typische Beziehung zwischen der Klemmenspannung der Batterie und dem spezifischen Gewicht des Elektrolyten in einer Blei-Säure-Batterie gezeigt. Die Klemmenspannung ist auf der vertikalen Achse und das spezifische Gewicht auf der horizontalen Achse aufgetragen. Ea wurde gefunden, daß der Abfall in der Batterxeklenimenspannung bei einem bestimmten Wert des Entladestromes eine sichere Anzeige des Batterieladezustandes in dem Bereich des spezifischen Gewichtes des Elektrolyten von 1300 (vollständig geladen) bis 1180 (maximale sichere Entladung) ist. Noch wichtiger aber ist, daß die Relation zwischen dem Klemmenspannungsabfall und dem spezifischen Gewicht etwa linear ist zwischen den vollständig geladenen und sicher entladenen Zuständen bei einem bestimmten Wert des Entladestromes. Beispielsweise entspricht bei einem Entladestrom von 100 Ampere eine Batterieklemmenspannung von 6 Volt einem spezifischen Gewicht von 1300, und eine Klemmenspannung von 5 Volt entspricht einem spezifischen Gewicht von II80. Eine Klemmenspannung von 5,5 Volt bei einem Entladestrom von 100 Ampere entspricht einem spezifischen Gewicht von 1240 und kennzeichnet somit eine Batterie, die zu 50 % entladen worden ist. Die Kurven 200A und 300A stellen in entsprechender Weise die Batterieentladungen bei 200 Ampere und 300 Ampere dar.

Die Verwendung der Klemmenspannung bei einem bestimmten Entladestrom zur Ermittlung des Ladezustandes ist selbstkompensierend sowohl hinsichtlich des Batteriealters als auch Temperaturänderungen, da die zwei Faktoren direkt in der Klemmenspannung reflektiert werden.

In Figur 2 ist ein Blockdiagramm einer Batterieladezustands-überwachungssehaltung gemäß der vorliegenden Erfindung in einem System

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gezeigt, das eine Batterie 10 zur Speisung einer Last 12 aufweist. Ein Stromsensor 14 ist zwischen die Batterie 10 und die Last 12 in Reihe geschaltet, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, das die\ Größe des Batterie-Entladestromes darstellt. Ein Spannungssensor l6 ist über die Klemmen 18 und 20 der Batterie 10 geschaltet, um ein Ausgangssignal zu liefern, das der Batterieklemmenspannung proportional ist. Ein analoges Gatter 22 dient dazu, immer dann eine Ausgangsklemme des Spannungssensors ΐβ mit einer Eingangsklemme eines Speicherelementes 24 zu verbinden, wenn der Entladestrom einen bestimmten Wert erreicht.

Eine Betätigung des analogen Gatters 22 wird durch einen Pegeldetektor 26 herbeigeführt, von dem eine Eingangsklemme mit einer Ausgangsklemme des Stromsensors 14 verbunden ist. Eine Ausgangsklemme des Detektors 26 ist mit einer Steuerklemme des Gatters 22 verbunden,' um dadurch die Schließung des Gatters 22 herbeizuführen, wenn der Entladestrom aus der Batterie 10 einen bestimmten Wert erreicht. Bei Schließung des Gatters 22 ist das Spannungssignal, das an der Aus gangs klemme des Spannungssensors 16 entwickelt ist, an die Eingangsklemme des Speicherelementes angelegt, wodurch ein dieses Spannungssignal darstellender Wert mittels beispielsweise eines elektronischen Zählers gespeichert ist, bis der Entladestrom wieder den vorbestimmten Wert erreicht.

Wie in Figur 1 gezeigt ist, besteht eine bestimmte Korrelation zwischen dem Abfall in der Klemmenspannung bei einem bestimmten Wert des Batterie-Entladestromes und dem spezifischen Gewicht des Batterie-Elektrolyten. Die Relation zwischen dem spezifischen Gewicht des Elektrolyten und dem Ladezustand einer Batterie ist an sich bekannt. Die Kombination des Stromsensors 14 und des Pegeldetektors 26 sorgt für ein Mittel, um einen speziellen Wert des Batterie-Entladestromes abzutasten und ein Schließsignal an das analoge Gatter 22 abzugeben. Die Schließung des analogen Gatters 22 dient dazu, die Ausgangsklemme des Spannungssensors mit der Eingangsklemme der Speichereinheit 24 zu verbinden, wodurch ein dem Spannungsabfall proportionales Signal an die Speichereinheit 24 geliefert wird. Wenn der Batterie-Entladestrom

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nicht gleich dem bestimmten Pegel ist, wird das Schließsignal, das dem analogen Gatter 22 durch den Pegeldetektor 26 zugeführt wird, weggenommen, wodurch das Ausgangssignal aus dem Spannungssensor Nl6 vom Eingang der Speichereinheit 24 getrennt wird. Auf diese Weise ist der in der Speichereinheit 24 festgehaltene Wert proportional zum Abfall der Batterielcleinmenspannung, die dann gemessen ist, wenn der Entladestrom auf dem bestimmten Pegel ist. Sollte die Größe des Entladestromes eine andere sein als der bestimmte Pegel, ist der durch die Speichereinheit 24 festgehaltene Wert proportional zum Abfall der Batterieklemmenspannung, als der Entladestrom zuletzt den speziellen Pegel erreichte.

Während des normalen Betriebes eines Batterie-gespeisten Fahrzeuges wird die Größe des Batterie-Entladestromes über einem weiten Bereich schwanken. Die gewählte Größe des Entladestromes zum überwachen des Batterieladezustandes sollte so sein, daß der Entladestrom die gewählte Größe häufig erreicht, um dadurch das Zeitintervall zwischen den Ergänzungen des Speicherelementes 24 möglichst klein zu halten. Auf diese Weise weicht der in dem Speicherelement 24 festgehaltene Wert nicht wesentlich von dem gewünschten Wert ab. Es wurde gefunden, daß ein vorbestimmter Entladestrom, der dem Vollastbetriebsstrom entspricht, ein geeigneter Wert zur Bestimmung des Batterieladezustandes ist.

Die Ausgangsgröße des Speicherelementes 24 ist ein Wert, der den Batterieladezustand darstellt, und sie kann mit verschiedenen Anzeigevorrichtungen und Steuereinrichtungen (nicht gezeigt) gekoppelt sein. Es kann eine analoge oder digitale Meßvorrichtung verwendet werden, um den gespeicherten Wert in einer Anzeige umzuwandeln i die eine Überwachung des Batterieladezustandes durch den Fahrzeugführer gestattet. Es können auch entweder analoge oder digitale Vorrichtungen verwendet werden, um den Fahrzeugführer auf einen niedrigen Ladezustand oder auf die Abschaltung spezieller Arbeitsfunktionen des Fahrzeuges aufmerksam zu machen, wenn das Ausgangssignal des Speicherelementes 24 kleiner ist als ein vorbestimmter Wert, der ein Maß für eine vorgeschriebene minimale Ladung ist.

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In Figur 3 ist ein genaueres Schaltbild von dem Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung gezeigt. Eine geregelte Spannung von 6 Volt wird durch eine Bezugsleistungseinspeisung 27 geliefert, die mit \ier Batterie 10 verbunden ist. Die Leistungseinspeisung 27 umfaßt eine Reihenschaltung aus einem Widerstand 28 und einer Zenerdiode 30, die zwischen die positive Klemme 18 und die negative Klemme 20 der Batterie 10 geschaltet ist, um eine Bezugsspannung von 12 Volt für die Basis eines Transistors 32 zu liefern. Die Kollektorklemme des Transistors 32 ist über einen Abfallwiderstand 34 mit der positiven Batterieklemme 18 verbunden. Der Emitter des Transistors 32 befindet sich auf einem geregelten Potential von +12 Volt in bezug auf die negative Batterieklemme 20 aufgrund der Zenerdiode 30. Dieses Potential von +12 Volt wird dazu verwendet, die Operationsverstärker in einer noch zu beschreibenden Weise zu speisen.

Am Ausgang eines Verstärkers 36 wird eine positive Spannung von 6 Volt geliefert. Zwischen die Ausgangsklemme 40 und eine invertierende Eingangsklemme 42 des Verstärkers 36 ist ein Rückkopplungawiderstand 38 geschaltet. Die Bezugsspannung für die 6VoIt-Einspeisung wird durch die Reihenschaltung aus einem Widerstand 44 und einer Zenerdiode 46 gebildet, die zwischen den Emitter des Transistors 32 und die negative Batterieklemme 20 geschaltet ist. Der Knotenpunkt zwischen dem Widerstand 44 und der Zenerdiode ist mit dem nicht-invertierenden Eingang 48 des Verstärkers 36 verbunden » wodurch eine geregelte Ausgangsspannung von +6 Volt in bezug auf die negative Batterieklemme 20 entsteht. Diese +6 V werden einer 6-Volt-Sammelleitung zugeführt.

Ein binärer Zähler 50, der üblicherweise als ein im voraus einstellbarer Rückwärts- oder Count-Down-Zähler bezeichnet wird, wird durch die 6 Volt gespeist, die an der Klemme 40 des Verstärkers entwickelt werden. Wenn sich der Zählerzustand auf der höchsten Zählrate befindet, sind die vier Ausgangsklemmen des Zählers 50 intern mit der 6-Volt-Sammelleitung verbunden. Im Nullstand des Zählers sind die vier Ausgangsklemmen des Zählers 50 intern mit der negativen Klemme der Batterie verbunden. Zählzustände zwischen

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der höchsten Zählrate und null führen dazu, daß bestimmte Klemmen intern mit der 6-Volt-Sammelleitung verbunden sind und die übrigen Anschlüsse mit der negativen Klemme der Batterie verbunden sindY Eine Vorwahl-Eingangsklemme des Zählers 50 ist mit einem Knotenpunkt zwischen einer RC-Reihenschaltung verbunden, die einen Kondensatorfund einen Widerstand 51 umfaßt, die zwischen den Klemmen 20 und 40 in Reihe geschaltet sind, d. h. zwischen der negativen Batterieklemme und der 6-Volt-Sammelleitung. Ein Stromsummierverstärker 52 hat eine nicht-invertierende Eingangsklemme, die mit der 6-Volt-Sammelleitung verbunden ist, und ein Rückkopplungswiderstand 54, der zwischen eine Ausgangsklemme 56 und eine invertierende Eingangsklemme 58 geschaltet istVTsorgt für ein Mittel zur digitalen-analogen Spannungsumwandlung der Ausgangsgröße des Zählers 50. Zahlreiche Widerstände 60, 62, 64 und 66 befinden sich auf entsprechende Weise zwischen jeweils einer der digitalen Ausgangsklemmen des Zählers 50 und der Klemme 58 des Verstärkers 52. Die Kombination der binären gewichteten Widerstände 60, 62,. 64 und 66 ist in Verbindung mit dem Rückkopplungswiderstand 54 so gewählt, daß die Ausgangsgröße des Verstärkers 52 ein Volt über der 6-Volt-Sammelleitung liegt, wenn die Ausgangsgrößen des Zählers alle im Nullzustand sind und die Ausgangsgröße des Verstärkers 52 auf einem 6-Volt-Pegel ist, wenn der Zähler 50 auf seiner höchsten oder vollen Zählrate ist.

Ein Signalpufferverstärker 68 hat einen nicht-invertierenden Eingang, der mit der 6-Volt-Sammelleitung verbunden ist, und einen Rückkopplungswiderstand 70, der zwischen eine Ausgangsklemme und eine invertierende Eingangsklemme geschaltet ist. Ein Widerstand ist zwischen den invertierenden Eingang des Verstärkers 68 und den Ausgang 56 des Verstärkers 52 geschaltet. Die durch den Verstärker 68 entwickelte Ausgangsspannui.j liegt in dem Bereich zwischen 6 Volt, die einer vollen Zählung des Zählers 50 entsprechen, und 5 Volt, die der Nullzählung des Zählers 50 entsprechen.

Die Ausgangsspannung des Verstärkers 68 wird mit einer die Batterieklemmenspannung darstellende Spannung mittels eines Komparators 74 verglichen, von dem ein nicht-invertierender Eingang mit

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der Ausgangsklemme des Verstärkers 68 verbunden ist. Ein invertierender Eingang des !Comparators 74 ist mit einem Knotenpunkt zwischen einem Spannungsteiler verbunden, der Widerstände 76 und 78 umfaßt. Die relativen Größen der Widerstände 76 und 78 sind so gewählt, daß der invertierende Eingang des Komparators 74 auf 6 Volt liegt, wenn eine vollständig geladene Batterie einem vorbestimmten Entladestrom ausgesetzt wird. Ein Kondensator 80 ist zwischen den invertierenden Eingang des Komparators 74 und die negative Batterieklemme 20 geschaltet, um die Auswirkungen von unerwünschten transienten Änderungen in dem Batteriespannungssignal zu unterdrücken, das dem Verstärker 74 zugeführt wird.

Ein Komparator 82 hat einen nicht-invertierenden Eingang, der ein dem Batterie-Entladestrom proportionales Spannungssignal von dem Stromsensor 14 empfängt. Ein invertierender Eingang des Komparators 82 ist mit einem Schleifer eines Potentiometers 84 verbunden, der mit Widerständen 86 und 88 zwischen der 6-Volt-Sammelleitung und der Klemme 20 der Batterie 10 in Reihe geschaltet ist. Der Schleifer des Potentiometers 8k ist so eingestellt, daß an den invertierenden Eingang des Komparators 82 eine Spannung angelegt wird, die der Größe der an den nicht-invertierenden Eingang des Komparators 84 angelegten Spannung gleich ist, wenn sich der Batterie-Entladestrom auf einem vorbestimmten Wert bzw. Pegel befindet. Wenn der Entladestrom den vorbestimmten Wert überschreitet, ist die Ausgangsspannung des Komparators 82 nahe null, und wenn der Entladestrom kleiner als der vorbestimmte Wert ist, ist die Ausgangsspannung des Komparators 82 nahe 12 Volt.

Ein Taktoszillator 90 liefert Taktimpulse an den Zähler 50 und kann irgendeinen Aufbau besitzen, der gehemmt werden kann, indem die Eingangshemmleitung auf einen binären Nullzustand gedrückt wird. Die Betriebsfrequenz des Taktoszillators ist an sich nicht kritisch, aber eine Frequenz von 10 Hz hat sich als zufriedenstellend erwiesen. Die Hemmklemme des Oszillators 90 ist über eine Diode 92 mit einem Ausgang des Komparators Ik und über eine Diode 94 mit einem Ausgang des Komparators 82 verbunden. Der Oszillator 90 wird durch ein eine kleine Spannung aufweisendes

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Ausgangssignal von entweder dem Komparator 84 oder dem Komparator 82 gehemmt. Die Ausführungs-Ausgangsklemme des Zählers 50 ist ebenfalls mit der Hemmklemme des Oszillators 90 über eine Diode 96·verbunden. Somit hemmt ein auf null befindliches Ausführungssignal vom Zähler 50 den Betrieb des Oszillators 90.

Ein Verstärker 9 8 wirkt als ein Skalierungsverstärker für ein Meßgerät 100, das zur Lieferung einer visuellen Anzeige des Batterieladezustandes dient. Der nicht-invertierende Eingang des Verstärkers 98 ist mit der 6-Volt-Sammelleitung verbunden, und der invertierende Eingang ist über einen Widerstand 102 mit einem Ausgang des Verstärkers 68 verbunden. Ein Rückkopplungswiderstand 104 ist zwischen die Ausgangsklemme und die invertierende Eingangsklemme des Verstärkers 98 geschaltet. Die relativen Größen der Widerstände 102 und 104 sind zur Lieferung eines Spannungsgewinns von 6 gewählt, so daß die Ausgangsgröße des Verstärkers 98 in dem Bereich zwischen 6 Volt und 0 Volt liegt, wenn die Zählung des Zählers 50 von einem Höchstwert bis null fortschreitet. Das Meßgerät 100 und ein Widerstand 106 sind zwischen den Ausgang des Verstärkers 98 und die negative Batterieklemme 20 geschaltet. Die Größe des Widerstandes 106 ist so gewählt, daß das Meßgerät 100 einen vollen Skalenausschlag macht, wenn das Ausgangspotential des Verstärkers 98 6 Volt beträgt. Die Auslenkung des Meßgerätes 100 ist dann proportional zu dem Zählwert des Zählers 50.

Wenn im Betrieb die Schaltungsanordnung am Anfang mit der Batterie verbunden wird, entwickelt der Ladestrom des Kondensators 49 eine Spannung über dem Widerstand 51, die eine binäre 1 an die Vorwahlklemme des Zählers 50 liefert, wodurch der Zähler auf seinen höchsten Zählwert eingestellt wird. Immer wenn der Batterie-Entladestrom kleiner als der vorbestimmte Wert ist, wird das Batteriespannungssignal, das die zwischen den Widerständen 76 und 78 entwickelte Batterieklemmenspannung darstellt, durch den Komparator 74 mit einer Spannung verglichen, die den Zählzustand darstellt, der an der Ausgangsklemme des Komparators 68 entwikkelt wird. Sollte das Batteriespannungssignal kleiner sein als

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das Spannungssignal aus dem Verstärker 68, wird der Zählzustand verkleinert, bis das Spannungssignal aus dem Verstärker 68 kleiner ist. Sollte die Schaltungsanordnung mit einer Batterie verbunden S\ein, die nicht vollständig geladen ist, führt die Anfangseinstellung des Zählers 50 auf eine volle Zählrate zu einer einer vollständig geladenen Batterie entsprechenden Anzeige. Wenn jedoch die Last angeschlossen wird und der Batterie-Entladestrom das erstemal den speziellen Testwert erreicht, der der Einstellung des Potentiometers 84 entspricht, dann wird der Zählzustand des Zählers 50 auf den richtigen Werυ herabgesetzt, wodurch der Fehler korrigiert wird.

Der Batterie-Entladestrom wird durch den Stromsensor 1*1 überwacht, der eine der Größe des Entiadungsstromes proportionale Spannung an den invertierenden Eingang des Komparators 82 anlegt. Der nicht-invertierende Eingang des Komparators 82 wird durch die Einstellung des Potentiometers 84 mit einer Spannung gespeist, die dem spezifizierten Entladestromwert proportional ist. Wenn der Entladestrom größer als der spezifizierte Wert ist, liegt die Ausgangsspannung des Komparators 82 auf einem niedrigen Wert, wodurch die Diode 94 vorwärts vorgespannt und der Taktoszillator 90 gehemmt wird. Wenn der Batterie-Entladestrom auf oder unter dem spezifizierten Wert liegt, der durch das Potentiometer 84 eingestellt ist, ist die Ausgangsspannung des Komparators 82 groß und die Diode 94 ist rückwärts vorgespannt, wodurch ein Vergleich der richtig gewichteten Zählung des Zählers 50, die durch die Ausgangsgröße-des Verstärkers 68 dargestellt ist, und des Batteriespannungssignals durch den Komparator 74 gestattet wird.

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Claims

■'■■'- 13 - Ansprüche ·

Batterieladungs-Anzeigeschaltung zum Bestimmen des Ladezustandes einer aufladbaren Batterie, gekennzeichnet durch eine erste Abtasteinrichtung (l4), die die Größe des Batterie-Entladungsstromes abtastet und ein erstes entsprechendes Signal erzeugt, eine zweite Abtasteinrichtung (16), die die Batterieklemmenspannung überwacht und ein zweites entsprechendes Signal erzeugt, und eine Speichereinrichtung (24), die mit der zweiten Abtasteinrichtung (l6) verbunden ist zum Pesthalten eines Wertes, der ein Maß für das zweite Signal ist, wenn das erste Signal einen vorbestimmten Wert erreicht.
2. Anzeigeschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit der Speichereinrichtung verbundene Ausgangsschaltung vergesehen ist zum Abgeben eines dritten Signales, das ein Maß für den letzten in der Speichereinrichtung gespeicherten Wert ist, wobei der letzte Wert den Batterieladezustand darstellt.
3. Anzeigeschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Ausgangsschaltung ein elektromagnetisches Meßgerät (100) umfaßt zum Anzeigen des Ladezustandes.
4. Anzeigeschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Ausgangsschaltung eine digitale Anzeige umfaßt zum Anzeigen des Ladezustandes.
5. Anzeigeschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß eine dritte Abtasteinrichtung (26) vorgesehen ist, die zum Empfang des ersten Signales (von 14) geschaltet ist, und die zweite Abtasteinrichtung (16) ein Ansteuersignal erzeugt, wenn das erste Signal einen vorbestimmten Wert erreicht, ferner eine Steuerschaltung (22) mit ersten und zweiten Eingangsklemmen und

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einer Ausgangsklemme vorgesehen ist, wobei die erste Eingangsklemme zum Empfang des zweiten Signales (von 16") und die zweite Eingangsklemme zum Empfang des Ansteuersignales verbunden ist, die auf das Ansteuersignal anspricht und die erste Eingangsklemme mit der Ausgangsklemme verbindet, um das zweite Signal zu übertragen, und die Speichereinrichtung (24) zum Empfang des zweiten Signales von der Steuerschaltung verbunden ist und auf jedes empfangene zweite Signal anspricht, um dadurch neu eingestellt zu werden.
6. Anzeigeschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Speichereinrichtung (24) einen elektronischen Zähler (50) umfaßt.
7. Verfahren zum Ermitteln der verbleibenden Ladung einer aufladbaren Batterie unter Last, dadurch gekennzeichnet , daß ein erstes Signal erzeugt wird, das den Batterieladestrom darstellt, ein zweites Signal erzeugt wird, das den Augenblickswert der Batterieklemmenspannung darstellt, das zweite Signal immer dann gespeichert wird, wenn das erste Signal einen vorbestimmten Wert erreicht, und das gespeicherte Signal an eine Anzeigeeinrichtung angelegt wird.

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